WO2014163369A1 - 유기발광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

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light emitting
electrode
organic light
conductive
emitting device
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이연근
박상준
김용남
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present specification relates to an organic light emitting device and a method of manufacturing the same.
  • Organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon that converts electrical energy into light energy using organic materials.
  • an appropriate organic layer is positioned between the anode and the cathode
  • holes are injected into the anode and electrons are injected into the organic layer in the cathode.
  • an exciton is formed, and when the excitons fall back to the ground, light is generated.
  • the organic light emitting element Since the gap between the anode and the cathode is small, the organic light emitting element is likely to have a short circuit defect. Pinholes, cracks, steps in the structure of the organic light emitting device, roughness of the coating, and the like may allow the anode and cathode to be in direct contact or the organic layer thickness may be thinner in these defect areas. These defect zones provide a low-resistance path that allows current to flow, so that little or no current flows through the organic light emitting device. As a result, the light emission output of the organic light emitting element is reduced or eliminated. In multi-pixel display devices, short-circuit defects can reduce display quality by producing dead pixels that do not emit light or emit light below average light intensity.
  • the inventors of the present invention aim to provide an organic light emitting device capable of operating in a normal range even when there is this factor that may cause a short circuit defect, that is, a short circuit defect and a method of manufacturing the same.
  • One embodiment of the present specification includes a first electrode including two or more conductive units and a conductive connection connected to each of the conductive units; A second electrode provided to face the first electrode; One or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode; And a conducting unit or an auxiliary electrode of the first electrode electrically connecting the conductive connection unit.
  • One end portion of the conductive connection portion is electrically connected to the conductive unit, and the other end portion of the conductive connection portion is electrically connected to an electricity supply portion or an auxiliary electrode of the first electrode.
  • the conductive connection part provides an organic light emitting device in which the length of the direction in which the current flows is longer than that in the vertical direction.
  • one embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a substrate; Forming a first electrode including two or more conductive units having conductive connections on the substrate; Forming at least one organic material layer on the first electrode; And it provides a method of manufacturing the organic light emitting device comprising the step of forming a second electrode on the organic material layer.
  • an embodiment of the present disclosure provides a display device including the organic light emitting device.
  • one embodiment of the present specification provides an illumination device including the organic light emitting device.
  • the organic light emitting device of the present specification can maintain the function of the organic light emitting device normally even when a short circuit occurs due to a defect of the substrate itself.
  • the organic light emitting device of the present disclosure is capable of stable operation without increasing the amount of leakage current, even if the area size of the short circuit occurrence point is increased.
  • FIG. 1 illustrates an example of a patterned first electrode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates an example of a patterned first electrode and a state in which it is electrically connected to the auxiliary electrode according to the exemplary embodiment of the present specification.
  • Figure 3 shows one example of the length and width in the conductive connection of the present specification.
  • FIG. 8 shows the light emission states of the white OLEDs in Example 1 and Example 2.
  • FIG. 9 shows I-V curves (current-voltage graphs) of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 10 shows the luminous flux-current graphs of Examples 1 and 2.
  • FIG. 11 shows the voltage-current graphs of Examples 1 and 2.
  • One embodiment of the present specification includes a first electrode including two or more conductive units and a conductive connection connected to each of the conductive units; A second electrode provided to face the first electrode; One or more organic material layers provided between the first electrode and the second electrode; And a conducting unit or an auxiliary electrode of the first electrode electrically connecting the conductive connection unit.
  • One end portion of the conductive connection portion is electrically connected to the conductive unit, and the other end portion of the conductive connection portion is electrically connected to an electricity supply portion or an auxiliary electrode of the first electrode.
  • the conductive connection part provides an organic light emitting device in which the length of the direction in which the current flows is longer than that in the vertical direction.
  • the conductive units may be electrically connected in parallel with each other.
  • the conductive part of the first electrode of the present specification may physically connect each of the conductive connection parts, and may serve to allow a current to flow through each conductive unit through each conductive connection part.
  • the conductive part or the auxiliary electrode of the first electrode may be provided spaced apart from the conductive unit.
  • the organic light emitting diode may include both the energizing part and the auxiliary electrode of the first electrode.
  • the auxiliary electrode may be electrically connected to the conductive connection part through the current conduction part of the first electrode.
  • the auxiliary electrode may be provided on the energization part of the first electrode.
  • the term “on the energization unit” does not necessarily mean only an upper surface of the electricity supplier, but may mean one side of the electricity supplier.
  • the upper portion of the energizing part may mean an area of the upper surface, the lower surface, or the side surface of the conductive part.
  • the upper part of the energizing part may include a region of one region and a side of the upper surface of the energizing portion, and may include one region of the lower surface and a region of the side surface of the energizing portion.
  • the conductive unit of the present specification has a form that is physically connected by the conducting portion of the first electrode through the patterning process of the first electrode and may be electrically connected in parallel.
  • FIG. 1 An example in which the patterned first electrode includes a conductive unit 1 and a conductive connection part 2, and the patterned first electrode is physically connected to the energization part 6 of the first electrode is illustrated. .
  • the conductive units of the present specification may have a form spaced apart from each other through a patterning process of the first electrode, and each conductive unit may be electrically connected in parallel through a conductive connection part and an auxiliary electrode.
  • FIG. 2 One example of this is shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 an example in which the patterned first electrode does not include a current-carrying part of the first electrode is electrically connected to the auxiliary electrode. That is, FIG. 2 illustrates an example in which an auxiliary electrode is positioned in an area in which an energization part of the first electrode of FIG. 1 is located so that each conductive unit can be electrically connected.
  • 4 illustrates the organic light emitting diode according to the exemplary embodiment of the present specification. 4 illustrates an example in which the conductive units have a form spaced apart from each other, and the conductive connection parts are electrically connected to the auxiliary electrodes.
  • the conductive unit of the present specification may be physically connected through a patterning process of the first electrode, and an auxiliary electrode may be provided on the first electrode. An example of this is shown in FIG. 5.
  • the conductive connection part 2 is connected to the current carrying part 6 of the first electrode, and one of the organic light emitting diodes provided with the auxiliary electrode 3 on the current carrying part 6 of the first electrode. An example is shown.
  • the conductive unit of the present specification may be included in a light emitting area of the organic light emitting device. Specifically, according to one embodiment of the present specification, at least one region of each conductive unit may be located in the light emitting region of the organic light emitting device. That is, according to the exemplary embodiment of the present specification, a light emission phenomenon may occur in an organic material layer including a light emitting layer formed on a region of the conductive unit, and light may be emitted through the conductive unit.
  • the current flow of the organic light emitting device of the present specification may flow to the energizing portion of the first electrode, the conductive connecting portion, the conductive unit, the organic material layer, and the second electrode, and may flow in the reverse direction thereof.
  • the current flow of the organic light emitting device of the present specification may flow to the auxiliary electrode, the conductive connecting portion, the conductive unit, the organic layer, and the second electrode, and may flow in the reverse direction thereof.
  • each of the conductive units may receive a current from the current collector of the auxiliary electrode or the first electrode through the conductive connection.
  • the emission region in the present specification means a region in which light emitted from the emission layer of the organic material layer is emitted through the first electrode and / or the second electrode.
  • the light emitting region may include a region of a first electrode on which a conductive electrode, an auxiliary electrode, and / or a short circuit prevention layer are not formed. It may be formed at least in part.
  • the non-light emitting area in the present specification may mean a region other than the light emitting region.
  • the energization part, the auxiliary electrode, and the conductive connection part of the first electrode may be located in the non-light emitting area of the organic light emitting device.
  • Each of the conductive units of the present specification are spaced apart from each other, and each of the conductive units may be supplied with current from an energizing unit or an auxiliary electrode of the first electrode connected to the conductive connecting unit. This is because when a short circuit occurs in one of the conductive units, a current that must flow to another conductive unit that does not have a short circuit flows to the conductive unit where the short circuit occurs, thereby preventing the entire organic light emitting device from operating.
  • the conductive connection part of the present specification may be an end portion of the conductive unit in the first electrode, and the shape or position thereof is not particularly limited.
  • the conductive unit when it is formed in a U or C shape, it may be a distal end thereof.
  • the conductive connection portion may have a shape protruding from one vertex, one corner or a middle portion of the polygonal conductive unit including a quadrangle.
  • the conductive connection part may include an area having a length longer than a width in a vertical direction in which a current flows.
  • the conductive connection part may include a region having a ratio of the length and the width of 10: 1 or more.
  • the conductive connection of the present specification may have a relatively high resistance compared to the conductive unit. Further, the conductive connection of the present specification may perform a short circuit prevention function in the organic light emitting device. That is, when the short circuit defect of the organic light emitting device occurs, the conductive connection part of the present specification serves to enable the operation of the device despite the short circuit defect.
  • the material of the conductive connection may be the same as the material of the conductive unit.
  • the conductive connecting portion and the conductive unit are included in the first electrode, and may be formed of the same material.
  • Short circuit defects may occur when the second electrode directly contacts the first electrode. Alternatively, this may occur when the first electrode and the second electrode are in contact with each other by losing the function of the organic material layer due to thickness reduction or denaturation of the organic material layer positioned between the first electrode and the second electrode.
  • the current of the organic light emitting diode may flow away from the defect free zone due to the leakage current in which current flows directly from the first electrode to the second electrode due to a short circuit defect. This may reduce the luminous output of the organic light emitting device, and in many cases the organic light emitting device may not work.
  • the current flows dispersed in a large area of organic matter concentrated in a short circuit generation point is generated locally high heat, there is a risk of device breakage or fire.
  • the conductive connection may serve to control the amount of leakage current not to increase indefinitely. Therefore, in the organic light emitting diode of the present specification, even if a short circuit defect occurs in some conductive units, the remaining conductive units without short circuit defects may operate normally.
  • the conductive connection part of the present specification has a high resistance value, it serves to prevent current from escaping through the short-circuit defect site by adding an appropriate resistance when a short-circuit defect occurs.
  • the conductive connection may have a resistance value suitable for reducing the leakage current and its associated luminous efficiency loss due to short circuit defects.
  • the conductive connection portion may have a resistance value capable of preventing a short circuit defect, including a portion having a length and width ratio of 10: 1 or more.
  • a portion having a ratio of length to width of 10: 1 or more may be the entire area of the conductive connection portion.
  • a portion having a ratio of length to width of 10: 1 or more may be a partial region of the conductive connection portion.
  • the length and width of the present specification is a relative concept, the length may mean a spatial distance from one end to the other end of the conductive connection when viewed from the top. That is, even if the conductive connecting portion is a combination of straight lines or includes a curve, it may mean a value measured by assuming a straight line.
  • the width in the present specification may mean a distance from the center in the longitudinal direction of the conductive connection portion to both ends in the vertical direction when viewed from the top. In addition, when the width is changed in the present specification, it may be an average value of the width of any one conductive connection.
  • One example of the length and width is shown in FIG. 3.
  • the length of the present specification may mean a dimension of a direction in which a current flows.
  • the width of the present specification may mean a dimension in the direction perpendicular to the current flow.
  • the length of the present specification may mean a distance in which a current from the conducting portion of the first electrode or the auxiliary electrode to the conductive unit moves, the width means a distance perpendicular to the longitudinal direction can do.
  • the length may be the sum of a and b, and the width may be c.
  • the conductive connection has a numerical value of a leakage current versus operating current of Equation 1 and an operating current of Equation 2 below. May simultaneously have a resistance value that satisfies 0.03 or less.
  • V t (V) is the operating voltage of the organic light emitting device to which the conductive connection is applied and there is no short circuit defect
  • V o (V) is the operating voltage of the organic light emitting device does not apply a conductive connection and there is no short-circuit defect
  • the I t (mA) is the operating current of the organic light emitting device to which the conductive connection is applied and there is no short circuit defect
  • the I s (mA) is the leakage current in the organic light emitting device in which the conductive connection is applied and there is a short circuit defect in any one of the conductive units.
  • the V o (V) may refer to an operating voltage when there is no short circuit defect in the same organic light emitting device, except for the conductive connection part of the present specification.
  • the resistance or resistance value of the conductive connection portion of the present specification may mean resistance from one end portion to the other end portion of the conductive connection portion.
  • the resistance or the resistance value of the conductive connection may be a resistance from the conductive unit to the auxiliary electrode.
  • the resistance or resistance value of the conductive connecting portion may be a resistance from the conductive unit to the conducting portion of the first electrode.
  • the resistance or resistance value of the conductive connection may be a resistance from the conductive unit to the short circuit prevention layer.
  • the operating current I t (mA) of the organic light emitting diode in the absence of a short circuit fault can be expressed by the following equation.
  • the n cell refers to the number of conductive units corresponding to the emission region in the organic light emitting diode.
  • the I cell means the current (mA) that the organic light emitting diode operates in one conductive unit during normal operation.
  • the R cell-org ( ⁇ ) refers to the organic resistance ( ⁇ ) in one conductive unit.
  • the organic light emitting diode including the conductive connection has a higher operating voltage than the case where there is no conductive connection. Therefore, even when applying the conductive connection, it is necessary to adjust so that the efficiency deterioration of the organic light emitting device by the conductive connection is not large.
  • the operating voltage increase rate generated by the addition of the conductive connection portion in the normal operating state of the organic light emitting diode may be expressed by Equation 1 below.
  • V t (V) is the operating voltage of the organic light-emitting device does not have the conductive connection portion is applied short circuit defect
  • V o (V) is an organic light emitting element is not a short circuit defect is not covered by the conductive connection portion Working voltage
  • the operating voltage increase rate (V t ⁇ V o ) / V o may be calculated by the following equation.
  • the R cell-spl means resistance of the conductive connection portion in one conductive unit.
  • the R cell-org means organic resistance in one conductive unit.
  • the operating voltage rise rate (V t -V o ) / V o can be derived through the following equation.
  • I n an electric current flowing through the normal organic material layer when a short circuit occurs
  • I s a leakage current flowing to a short circuit occurrence point
  • I s an organic material at the point where the short circuit occurs.
  • the organic light emitting device when a short circuit occurs in a portion of the organic light emitting device without a conductive connection, the value of R org-s drops close to 0 and all the set currents exit to the short region I s . Therefore, in the case of the organic light emitting device without a conductive connection, the organic light emitting device does not emit light when a short circuit occurs, so that no current flows to the normal organic material layer.
  • the I n-cell is defined as a current flowing through the normal light emitting region when a short circuit occurs
  • the voltage of each parallel connected conductive unit is the same, and all parallel connected conductive units
  • the sum of the currents at is equal to the operating current I t of the device. This can be confirmed by the following formula.
  • the leakage current flowing to the short circuit generation point can be obtained as follows.
  • the leakage current (I s ) value compared to the operating current (I t ) of the organic light emitting diode having the conductive connection may be expressed by Equation 2 below.
  • I t (mA) is the operating current of the organic light emitting device that the conductive connection is applied and there is no short-circuit defect
  • I s (mA) is the short-circuit defect in any one conductive unit is applied. Leakage current in the organic light emitting device.
  • an appropriate numerical range of the leakage current (I s ) relative to the operating current (I t ) of the organic light emitting device having the conductive connection may be obtained through the following equation.
  • the conductive connection part has an operating voltage rising rate (V t -V o ) / V o ) and a leakage current value (I s / I t ) at an operating current of 0.03 at the same time. It may have a resistance value satisfying the following. More specifically, the short-circuit prevention layer may have a resistance value at which the operating voltage rising rate (V t -V o ) / V o ) and the leakage current value (I s / I t ) relative to the operating current simultaneously satisfy 0.01 or less. have.
  • the current density during the operation of the organic light emitting diode in Equation 1 and Equation 2 may be any one of 1 kW / cm 2 to 5 kW / cm 2.
  • the resistance of the conductive connection may satisfy the following Equation 3.
  • the length of the conductive connection portion is a length in a direction in which current flows in the conductive connection portion, and may be a length from one end portion to the other end portion of the conductive connection portion.
  • the width of the conductive connection portion may mean a width in a direction perpendicular to the length of the conductive connection portion, it may mean an average value of the width when the width of the conductive connection portion is not constant.
  • the resistance of the conductive connection may be 400 k ⁇ or more. Specifically, the resistance of the conductive connection may be 400 kPa or more and 300,000 kPa or less. In addition, according to one embodiment of the present specification, the resistance of the conductive connection may be greater than or equal to 1,000 kPa and less than or equal to 300,000 kPa.
  • the conductive connection part may perform an appropriate short circuit protection function when a short circuit defect occurs. That is, when the resistance of the conductive connection is 400 kPa or more, it is possible to effectively prevent the leakage current flows to the region having a short circuit defect.
  • the resistance from the one conductive unit to the energization part or the auxiliary electrode of the first electrode may be 400 kPa or more and 300,000 kPa or less.
  • each of the conductive units may be electrically connected in parallel.
  • the conductive units of the present specification may be spaced apart from each other. As the conductive units of the present specification are configured to be spaced apart from each other, it can be confirmed by the resistance between the conductive units below.
  • the resistance from the one conductive unit to another neighboring conductive unit may be two or more times greater than the conductive connection resistance. For example, if the conduction path between any one conductive unit and another neighboring conductive unit is made only through the conductive connection and the auxiliary electrode, the conductive unit and the adjacent conductive unit go through the auxiliary electrode and the conductive connection twice. do. Therefore, even if the resistance value of the auxiliary electrode is ignored, the resistance between the conductive units can have at least twice the resistance value of the conductive connection.
  • the resistance between one conductive unit and another conductive unit may be 800 kPa or more and 600,000 kPa or less.
  • the resistance value may refer to resistance from one conductive unit to another adjacent conductive unit through the short circuit prevention unit. That is, the resistance between the different conductive units is 800 kPa or more and 600,000 kPa or less, which means that each conductive unit is in electrical contact with the short-circuit prevention portion, thereby receiving a current.
  • the resistance from each of the conductive units to the conductive part of the auxiliary electrode or the first electrode may be 400 kPa or more and 300,000 kPa or less.
  • the resistance value of the directly connected region may be higher than the resistance value of the conductive connection portion. In this case, even when the conductive units are not completely spaced apart from each other, even if a short circuit occurs, a normal short circuit prevention function can be maintained.
  • the resistance from the one conductive unit to another neighboring conductive unit of the present specification may be such that the conductive unit and the conductive connection and / or short circuit prevention layer in contact therewith, the auxiliary electrode, the other conductive connection and / or short circuit prevention layer, And it may mean a resistance up to another conductive unit in contact with this.
  • Equation 3 of the present specification may mean a lower limit value of the resistance at which the conductive connection unit may perform a short circuit prevention function when the conductive unit receives current through the conductive connection unit.
  • the first electrode may include 1,000 or more of the conductive units spaced apart from each other. Specifically, the first electrode may include 1,000 or more than 1,000,000 conductive units spaced apart from each other.
  • the first electrode may be formed in a pattern of two or more conductive units.
  • the conductive unit may be formed in a pattern in which regions other than the conductive connection parts are spaced apart from each other.
  • the pattern of the present specification may have the form of a closed figure.
  • the pattern may be a polygon such as a triangle, a square, a hexagon, or the like, or may be in an amorphous form.
  • the organic light emitting diode may have an effect of minimizing the amount of leakage current when a short circuit occurs while minimizing a voltage increase in normal operation.
  • the aperture ratio may be maintained, and the above effects may be maintained. That is, when the number of the conductive units exceeds 1,000,000, the opening ratio may decrease due to the increase in the number of auxiliary electrodes.
  • an area occupied by the conductive units in the organic light emitting diode may be 50% or more and 90% or less based on the plan view of the entire organic light emitting diode.
  • the conductive unit is included in the light emitting region, and the area occupied by the conductive units may be the same as or similar to the aperture ratio of the organic light emitting diode, based on the surface of the organic light emitting diode emitting light.
  • the first electrode of the present specification since each conductive unit is electrically connected by the conductive connection part, the driving voltage of the device is increased. Therefore, according to one embodiment of the present specification, in order to compensate for the increase in the driving voltage caused by the conductive connector, the first electrode includes 1,000 or more of the conductive units to lower the driving voltage of the device and at the same time by the conductive connector. It can be made to have a short circuit protection function.
  • the area of each conductive unit may be 0.01 mm 2 or more and 25 mm 2 or less.
  • an organic material layer including the conductive connecting portion and the conductive unit and the light emitting layer may be electrically connected in series.
  • the light emitting layer of the present specification is positioned between the first electrode and the second electrode, two or more light emitting layers may be electrically connected in parallel.
  • the light emitting layer is positioned between the conductive unit and the second electrode, and each of the light emitting layers may be electrically connected to each other in parallel. That is, the light emitting layer of the present specification may be located corresponding to the region corresponding to the conductive unit.
  • the resistance value increases as the area of the light emitting layer becomes smaller.
  • the area of each of the conductive units becomes smaller and the number increases, the area of each of the light emitting layers becomes smaller.
  • the ratio of the voltage of the conductive connection portion connected in series to the organic material layer is reduced compared to the voltage applied to the organic material layer including the light emitting layer during the operation of the organic light emitting device.
  • the leakage current amount may be determined by the resistance value and the operating voltage from the auxiliary electrode to the conductive unit irrespective of the number of the conductive units. Therefore, by increasing the number of the conductive units, it is possible to minimize the voltage rise due to the conductive connection part in the normal operation, and at the same time, the amount of leakage current in the event of a short circuit can be minimized.
  • the sheet resistance of the auxiliary electrode may be 3 kW / ⁇ or less. Specifically, the sheet resistance may be 1 ⁇ / ⁇ or less.
  • the auxiliary electrode can be used.
  • the sheet resistance of the auxiliary electrode of the present specification may be 3 ⁇ / ⁇ or less, specifically 1 ⁇ / ⁇ or less, and the luminance uniformity of the organic light emitting diode may be maintained in the above range.
  • the first electrode may be formed as a transparent electrode.
  • the sheet resistance of the first electrode may be higher than the sheet resistance value required for driving the organic light emitting diode. Therefore, in order to lower the sheet resistance value of the first electrode, the auxiliary electrode may be electrically connected to the first electrode to lower the sheet resistance of the first electrode to the sheet resistance level of the auxiliary electrode.
  • the auxiliary electrode may be provided in a region other than the light emitting region.
  • the auxiliary electrode may be provided on the energization part of the first electrode.
  • the auxiliary electrode may be provided in a region where the conductive part of the first electrode is located.
  • the auxiliary electrode may be formed of conductive lines electrically connected to each other.
  • the conductive line may be made of a conductive pattern.
  • the entire auxiliary electrode may be driven by applying a voltage to at least one portion of the auxiliary electrode of the present specification.
  • the organic light emitting device may be used in an OLED lighting.
  • OLED lighting it is important to emit light of uniform brightness in the entire light emitting area, that is, all the organic light emitting device.
  • the voltage formed between the first electrode and the second electrode of all the organic light emitting diodes included in the OLED lighting is maintained the same.
  • the second electrode of each organic light emitting element has sufficiently low sheet resistance so that there is almost no voltage difference between the second electrode of each organic light emitting element.
  • the auxiliary electrode specifically, the metal auxiliary electrode, may be used to compensate for the first electrode voltage difference of each organic light emitting diode.
  • the metal auxiliary electrode may be formed of conductive lines electrically connected to each other.
  • the auxiliary electrode may form a conductive line so that the first electrode voltage difference of each organic light emitting diode is almost eliminated.
  • the sheet resistance of the conductive unit may be 1 ⁇ / ⁇ or more, or 3 ⁇ / ⁇ or more, specifically, 10 ⁇ / ⁇ or more.
  • the sheet resistance of the conductive unit may be less than 10,000 ⁇ / ⁇ , or less than 1,000 ⁇ / ⁇ . That is, the sheet resistance of the conductive unit of the present specification may be 1 ⁇ / ⁇ or more and 10,000 ⁇ / ⁇ or less, or 10 ⁇ / ⁇ or more and 1,000 ⁇ / ⁇ or less.
  • the sheet resistance level required for the conductive unit may be controlled to be inversely proportional to the area of the conductive unit corresponding to the light emitting area.
  • the sheet resistance required for the conductive unit may be about 1 kW / square.
  • the sheet resistance required of the conductive unit may be 1 kW / square or more.
  • an auxiliary electrode may be used to satisfy the sheet resistance of the conductive unit to 1 dB / ⁇ or more.
  • the auxiliary electrode may be a metal auxiliary electrode.
  • the sheet resistance of the conductive unit of the present specification may be determined by the material forming the conductive unit, and may also be electrically connected to the auxiliary electrode to lower the sheet resistance level of the auxiliary electrode. Therefore, the sheet resistance value of the conductive unit required in the organic light emitting device of the present specification can be adjusted by the material of the auxiliary electrode and the conductive unit.
  • the electronic device may further include a short circuit prevention layer provided between the first electrode and the auxiliary electrode.
  • the short circuit prevention layer of the present specification may assist a short circuit prevention function of the conductive connection.
  • the short circuit prevention layer may be provided in contact with at least one surface of the auxiliary electrode.
  • the short circuit prevention layer may be provided on an upper surface, a lower surface, or a side surface on which an auxiliary electrode is formed.
  • the auxiliary electrode may be electrically connected to the conductive connection portion through the short circuit prevention layer.
  • the short circuit prevention layer of the present specification may be provided on a current passing portion of the first electrode.
  • the short circuit prevention layer may be provided in contact with one end of the conductive connection part.
  • the conductive connection parts in Equations 1 and 2 may be interpreted to include a conductive connection part and a short circuit prevention layer.
  • the resistance from the auxiliary electrode to the first electrode of the short circuit prevention layer may be 400 kPa or more and 300,000 kPa or less.
  • the resistance from the auxiliary electrode to the first electrode of the short circuit prevention layer may be a resistance from the auxiliary electrode to any one conductive connection part.
  • the organic light emitting diode further includes a short circuit prevention layer provided between the first electrode and the auxiliary electrode, and the resistance from the auxiliary electrode to the first electrode is 400 kV or more. It may be 300,000 kPa or less.
  • the resistance between the auxiliary electrode and the conductive unit electrically connected through the short circuit prevention layer may be 800 kPa or more and 300,000 kPa or less. Specifically, the resistance between the auxiliary electrode and the conductive unit electrically connected through the short circuit prevention layer may be 800 kPa to 300,000 kPa.
  • the thickness of the short circuit prevention layer may be 1 nm or more and 10 ⁇ m or less.
  • the short circuit prevention layer within the thickness range and / or the resistance range may maintain a normal operating voltage when the organic light emitting diode does not have a short circuit.
  • the organic light emitting diode may operate within the normal range even when the organic light emitting diode has a short circuit within the thickness range and / or the thickness direction resistance range.
  • the resistance of the short circuit prevention layer may mean a resistance from the auxiliary electrode to the conductive connection part.
  • the resistance of the short circuit prevention layer may mean a resistance from the auxiliary electrode to the energized part of the first electrode. That is, the resistance of the short circuit prevention layer may be a resistance according to an electrical distance for electrically connecting from the auxiliary electrode to the conductive connection.
  • the volume resistivity ⁇ slp ( ⁇ cm) of the short circuit prevention layer may be obtained by the following equation.
  • the A spl (cm 2) means an area in which electricity can flow in the thickness direction from the auxiliary electrode to one conductive connection portion through a short circuit prevention layer.
  • the R cell-spl means a resistance of the short-circuit prevention layer for one conductive unit.
  • the t slp ( ⁇ m) may mean the thickness of the short circuit prevention layer or the shortest distance for the electricity to move from the auxiliary electrode to the conductive connection.
  • the thickness direction refers to an example in which electricity moves in the short-circuit prevention layer, and may mean a direction in which electricity moves from one region of the short-circuit prevention layer to another region.
  • the volume resistivity ( ⁇ slp ) of the short circuit prevention layer for one conductive unit is the resistance of the short circuit protection layer (R cell-spl ) for one conductive unit, and the one through the short circuit prevention layer at the auxiliary electrode. It can be determined by the area A spl through which electricity can flow in the thickness direction up to the conductive connection and the thickness t slp of the short-circuit prevention layer.
  • the volume resistivity of the short circuit prevention layer may be 0.63 cm 3 or more and 8.1 ⁇ 10 10 cm 3 or less.
  • the short circuit prevention layer may maintain a normal operating voltage when the organic light emitting diode does not have a short circuit.
  • the short-circuit prevention function can be performed, and even if a short circuit occurs, the organic light emitting diode can operate within a normal range.
  • the volume resistivity can be obtained as follows.
  • the resistance range of the short circuit prevention layer is 70 kPa or more and 300,000 kPa or less
  • the thickness of the short circuit prevention layer is 1 nm or more and 10 ⁇ m or less
  • the area of one conductive unit is 300 ⁇ 300 ⁇ m 2.
  • the area A spl through which the electricity flows in the thickness direction from the auxiliary electrode formed on the one conductive connection portion to one conductive unit through the short-circuit prevention layer is 1 of the area of one conductive unit. It can be determined at the level of% to 30%.
  • the area A spl through which the auxiliary electrode for the one conductive unit flows in the thickness direction from the short-circuit prevention layer to the first electrode of one cell is 9 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 (300 ⁇ m ⁇ 300). ⁇ m ⁇ 0.01) to 2.7 ⁇ 10 ⁇ 2 cm 2 (0.3cm ⁇ 0.3cm X 0.3).
  • the volume resistivity of the short-circuit prevention layer can be calculated as follows.
  • the short circuit prevention layer may include carbon powder; Carbon film; Conductive polymers; Organic polymers; metal; Metal oxides; Inorganic oxides; Metal sulfides; And it may include one or two or more selected from the group consisting of insulating materials. Specifically, a mixture of two or more selected from the group consisting of zirconium oxide (ZrO 2 ), nichrome, indium tin oxide (ITO) zinc sulfide (ZnS), and silicon dioxide (SiO 2 ) may be used.
  • ZrO 2 zirconium oxide
  • ITO indium tin oxide
  • ZnS zinc sulfide
  • SiO 2 silicon dioxide
  • 6 and 7 illustrate examples of the organic light emitting diode having the short circuit prevention layer.
  • the organic light emitting diode may further include a substrate, and the first electrode may be provided on the substrate.
  • the first electrode may be a transparent electrode.
  • the first electrode When the first electrode is a transparent electrode, the first electrode may be a conductive oxide such as tin indium oxide (ITO) or zinc indium oxide (IZO). Furthermore, the first electrode may be a translucent electrode. When the first electrode is a translucent electrode, it may be made of a translucent metal such as Ag, Au, Mg, Ca or an alloy thereof. When the translucent metal is used as the first electrode, the organic light emitting device may have a microcavity structure.
  • ITO tin indium oxide
  • IZO zinc indium oxide
  • the first electrode may be a translucent electrode.
  • the first electrode When the first electrode is a translucent electrode, it may be made of a translucent metal such as Ag, Au, Mg, Ca or an alloy thereof.
  • the translucent metal When the translucent metal is used as the first electrode, the organic light emitting device may have a microcavity structure.
  • the auxiliary electrode may be made of a metal material. That is, the auxiliary electrode may be a metal electrode.
  • the auxiliary electrode may generally use all metals. Specifically, it may include aluminum, copper, and / or silver having good conductivity.
  • the auxiliary electrode may use a molybdenum / aluminum / molybdenum layer when aluminum is used for adhesion to the transparent electrode and stability in a photo process.
  • the organic material layer may include a light emitting layer and a hole injection layer; Hole transport layer; Hole blocking layer; A charge generating layer; Electron blocking layer; Electron transport layer; And it may further comprise one or two or more selected from the group consisting of an electron injection layer.
  • the charge generating layer is a layer in which holes and electrons are generated when a voltage is applied.
  • the substrate may be a substrate excellent in transparency, surface smoothness, ease of handling and waterproof.
  • a glass substrate, a thin film glass substrate, or a transparent plastic substrate may be used.
  • the plastic substrate may include a film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone (PEEK), and polyimide (PI) in the form of a single layer or a multilayer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PEEK polyether ether ketone
  • PI polyimide
  • the substrate may be a light scattering function is included in the substrate itself.
  • the substrate is not limited thereto, and a substrate commonly used in an organic light emitting device may be used.
  • the first electrode may be an anode, and the second electrode may be a cathode.
  • the first electrode may be a cathode, and the second electrode may be an anode.
  • anode a material having a large work function is usually preferred to facilitate hole injection into the organic material layer.
  • anode materials that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.
  • the anode material is not limited to the anode, but may be used as the material of the cathode.
  • the cathode is preferably a material having a small work function to facilitate electron injection into the organic material layer.
  • the cathode materials include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the like, but are not limited thereto.
  • the material of the cathode is not limited to the cathode, but may be used as the material of the anode.
  • a material capable of transporting holes from an anode or a hole injection layer to be transferred to a light emitting layer is suitable.
  • Specific examples thereof include an arylamine-based organic material, a conductive polymer, and a block copolymer having a conjugated portion and a non-conjugated portion together, but are not limited thereto.
  • the light emitting layer material is a material capable of emitting light in the visible region by transporting and combining holes and electrons from the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and a material having good quantum efficiency with respect to fluorescence or phosphorescence is preferable.
  • Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole series compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compound; Benzoxazole, benzthiazole and benzimidazole series compounds; Poly (p-phenylenevinylene) (PPV) -based polymers; Spiro compounds; Polyfluorene; Rubrene and the like, but are not limited thereto.
  • the electron transport layer material As the electron transport layer material according to the present specification, a material capable of injecting electrons well from a cathode and transferring the electrons to a light emitting layer is suitable. Specific examples include Al complexes of 8-hydroxyquinoline; Complexes including Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes and the like, but are not limited thereto.
  • the auxiliary electrode may be located in the non-light emitting area of the organic light emitting diode.
  • the organic light emitting diode may further include an insulating layer in the non-light emitting region.
  • the insulating layer may be to insulate the conductive connection part and the auxiliary electrode from the organic material layer.
  • the organic light emitting diode may be sealed by an encapsulation layer.
  • the encapsulation layer may be formed of a transparent resin layer.
  • the encapsulation layer serves to protect the organic light emitting device from oxygen and contaminants, and may be a transparent material so as not to inhibit light emission of the organic light emitting device.
  • the transparency may mean transmitting more than 60% of light. Specifically, it may mean that the light transmits 75% or more.
  • the organic light emitting diode may emit white light having a color temperature of 2,000 K or more and 12,000 K or less.
  • the organic light emitting diode may include a light scattering layer.
  • the light scattering layer may include a flat layer.
  • the flat layer may be provided between the first electrode and the light scattering layer.
  • a light scattering layer may be further included on a surface of the substrate opposite to the surface on which the first electrode is provided.
  • the light scattering layer is not particularly limited so long as it has a structure capable of inducing light scattering and improving the light scattering efficiency of the organic light emitting device.
  • the light scattering layer may be a structure in which scattering particles are dispersed in a binder, a film having irregularities, and / or a film having hazeness.
  • the light scattering layer may be directly formed on the substrate by a spin coating, bar coating, slit coating, or the like, or may be formed by attaching the film.
  • the organic light emitting diode may be a flexible organic light emitting diode.
  • the substrate may comprise a flexible material.
  • the substrate may be a glass, plastic substrate, or film substrate in the form of a thin film that can be bent.
  • the material of the plastic substrate is not particularly limited, but in general, may include a film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone (PEEK), and polyimide (PI) in the form of a single layer or a multilayer. have.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PEEK polyether ether ketone
  • PI polyimide
  • the present specification provides a display device including the organic light emitting diode.
  • the organic light emitting diode may serve as a pixel or a backlight.
  • the configuration of the display device may be applied to those known in the art.
  • the present specification provides a lighting device including the organic light emitting device.
  • the organic light emitting diode serves as a light emitting unit.
  • the configurations required for the lighting device may be applied to those known in the art.
  • One embodiment of the present specification provides a method of manufacturing the organic light emitting device. Specifically, preparing a substrate; Forming a first electrode including two or more conductive units having conductive connections on the substrate; Forming at least one organic material layer on the first electrode; And it provides a method of manufacturing an organic light emitting device comprising the step of forming a second electrode on the organic material layer.
  • the forming of the first electrode may be patterning after applying the first electrode material on the substrate.
  • the first electrode may include two or more of the conductive unit, the conductive connecting portion, and / or an energizing portion of the first electrode.
  • the method of manufacturing the organic light emitting diode may further include forming an auxiliary electrode to be spaced apart from the conductive unit.
  • the forming of the auxiliary electrode may include forming an auxiliary electrode on the energization part of the first electrode.
  • the forming of the auxiliary electrode may be to form an auxiliary electrode on one end of each conductive connection portion.
  • the method may further include forming a short circuit prevention layer provided between the first electrode and the auxiliary electrode. Can be.
  • the short circuit prevention layer may be provided between the first electrode and the auxiliary electrode.
  • the short circuit prevention layer may be formed on the current passing portion of the first electrode, and the auxiliary electrode may be formed on the short circuit prevention layer.
  • the first electrode is composed of the conductive units spaced apart from each other, the short circuit prevention layer may be formed on the conductive connection portion. That is, according to one embodiment of the present specification, the two or more conductive units may be electrically connected by the short circuit prevention layer and the conductive connecting portion.
  • copper (Cu) was formed to have a thickness of 500 nm and a width of 20 ⁇ m as an auxiliary electrode.
  • the spacing of the auxiliary electrodes was produced at 0.84 mm.
  • the conductive connection includes a region of 800 ⁇ m in length and 20 ⁇ m in width, and the resistance of the conductive connection was manufactured to be 480 kPa or more.
  • an organic material layer including a light emitting layer and a second electrode were sequentially stacked to prepare a white OLED having a light emitting region of 41 ⁇ 41 mm 2.
  • Aluminum (Al) was used as the second electrode, and the organic material layer was formed in a structure including a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the organic light emitting layer was formed in a two stack structure having a blue light emitting layer using a fluorescent material and a green and red light emitting layer using a phosphor.
  • As the material used in each of the laminated structures a material commonly used in the manufacturing field of white OLED was used, and a method of forming the same was also manufactured by applying a commonly used method.
  • Example 8 shows the light emission states of the white OLEDs in Example 1 and Example 2.
  • a white OLED was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the first electrode was not patterned.
  • FIG. 9 shows I-V curves (current-voltage curves) of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 9 shows I-V curves (current-voltage curves) of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 9 shows I-V curves (current-voltage curves) of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • Example 1 and Comparative Example 1 shows the same IV characteristics, while in the case of a short-circuit Example 2 can operate the device normal, while Comparative Example 2 operates normally I can see that it does not.
  • FIG. 10 shows the luminous flux-current graphs of Examples 1 and 2.
  • FIG. 11 shows the voltage-current graphs of Examples 1 and 2.
  • the organic light emitting diode of the present disclosure in which the short-circuit antistatic function is introduced operates normally even when a short circuit occurs, and the width of the efficiency reduction of the organic light emitting diode is determined according to the level of the conductive connection.

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Abstract

본 발명의 일 구현예는 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 Ϊ 함하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대항하여 구비된 제 2 전극; 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는제 1 전극의 통전부또는보 조 전극을 포함하고, 상기 전도성 연결부의 일 말단부는 상기 전도성 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 연결부의 타 말단부는 상기 제 1 전극의 통전부 또는 보조 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 전 도성 연결부는 전류가 흐르는 방항의 길이가 이에 수직 방항의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 유기발광 소자를제공한다.

Description

유기발광소자 및 이의 제조방법
본 명세서는 유기발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서는 2013년 4월 1일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0035399호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
유기발광현상이란 유기물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜 주는 현상을 말한다. 즉, 애노드과 캐소드 사이에 적절한 유기물층을 위치시켰을 때, 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 캐소드에서는 전자가 상기 유기물층에 주입되게 된다. 이 주입된 정공과 전자가 만났을 때 여기자(exciton) 가 형성되고, 이 여기자가 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛을 생성하게 된다.
애노드와 캐소드의 간격이 작기 때문에, 유기발광소자는 단락 결함을 갖게 되기 쉽다. 핀홀, 균열, 유기발광소자의 구조에서의 단(step) 및 코팅의 조도(roughness) 등에 의하여 애노드와 캐소드가 직접 접촉할 수 있게 되거나 또는 유기층 두께가 이들 결함 구역에서 더 얇아지도록 할 수 있다. 이들 결함 구역은 전류가 흐르도록 하는 저-저항 경로를 제공하여, 유기발광소자를 통해 전류가 거의 또는 극단적인 경우에는 전혀 흐르지 않도록 한다. 이에 의해, 유기발광소자의 발광 출력이 감소되거나 없어지게 된다. 다중-화소 디스플레이 장치에서는, 단락 결함이 광을 방출하지 않거나 또는 평균 광 강도 미만의 광을 방출하는 죽은 화소를 생성시켜 디스플레이 품질을 감소시킬 수 있다. 조명 또는 다른 저해상도 용도에서는, 단락 결함으로 인해 해당 구역 중 상당 부분이 작동하지 않을 수 있다. 단락 결함에 대한 우려 때문에, 유기발광소자의 제조는 전형적으로 청정실에서 수행된다. 그러나, 아무리 청정한 환경이라 해도 단락 결함을 없애는데 효과적일 수 없다. 많은 경우에는, 두 전극 사이의 간격을 증가시켜 단락 결함의 수를 감소시키기 위하여, 유기층의 두께를 장치를 작동시키는데 실제로 필요한 것보다 더 많이 증가시키기도 한다. 이러한 방법은 유기발광소자 제조에 비용을 추가시키게 되고, 심지어 이러한 방법으로는 단락 결함을 완전히 제거할 수 없다.
본 발명자들은 단락 결함을 발생시킬 수 있는 이 요인이 있는 경우, 즉 단락 결함이 발생한 경우에도 정상 범위에서 작동이 가능한 유기발광소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 구현예는 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극을 포함하고,
상기 전도성 연결부의 일 말단부는 상기 전도성 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 연결부의 타 말단부는 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극과 전기적으로 연결되고,
상기 전도성 연결부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 전도성 연결부를 갖는 전도성 유닛을 2 이상 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 상기 유기발광소자의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 상기 유기발광소자를 포함하는 디스플레이장치를 제공한다.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 상기 유기발광소자를 포함하는 조명장치를 제공한다.
본 명세서의 유기발광소자는 기판 자체의 결함으로 인한 단락이 발생한 경우라도 유기발광소자의 기능을 정상적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 명세서의 유기발광소자는 단락 발생 지점의 면적 크기가 증가하더라도, 누설 전류량이 증가하지 않고 안정적인 작동이 가능하다.
도 1은 본 명세서의 일 구현예에 따른 패터닝된 제1 전극의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 구현예에 따른 패터닝된 제1 전극 및 이를 보조 전극을 통하여 전기적으로 연결한 상태의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서의 전도성 연결부에 있어서, 길이와 폭의 하나의 예시를 도시한 것이다.
도 4 내지 도 7은 본 명세서의 일 구현예에 따른 유기발광소자를 도시한 것이다.
도 8은 실시예 1 및 실시예 2에서의 백색 OLED의 발광 상태를 도시한 것이다.
도 9는 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 I-V curve(전류-전압 그래프)를 도시한 것이다.
도 10은 실시예 1 및 2의 광속-전류 그래프를 도시한 것이다.
도 11은 실시예 1 및 2의 전압-전류 그래프를 도시한 것이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시상태들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 출원은 이하에서 개시되는 실시상태들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시상태들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서의 일 구현예는 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극을 포함하고,
상기 전도성 연결부의 일 말단부는 상기 전도성 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 연결부의 타 말단부는 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극과 전기적으로 연결되고,
상기 전도성 연결부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 것인 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛들은 서로 전기적으로 병렬 연결된 것일 수 있다.
본 명세서의 상기 제1 전극의 통전부는 각각의 상기 전도성 연결부를 물리적으로 연결하고, 각각의 전도성 연결부를 통하여 각 전도성 유닛에 전류가 흐르게 하는 역할을 할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극은 상기 전도성 유닛과 이격되어 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 제1 전극의 통전부 및 보조 전극을 모두 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 제1 전극의 통전부를 통하여 상기 전도성 연결부와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극은 상기 제1 전극의 통전부 상에 구비될 수 있다.
상기 "통전부 상"이라 함은, 반드시 통전부의 상면만을 의미하는 것이 아니라, 통전부의 일 측면을 의미할 수도 있다. 또한, 상기 통전부 상이라 함은 상기 통전부의 상면, 하면 또는 측면의 일 영역을 의미할 수도 있다. 또한, 상기 통전부 상이라 함은 통전부의 상면의 일 영역 및 측면의 일 영역을 포함할 수도 있고, 통전부의 하면의 일 영역 및 측면의 일 영역을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 상기 전도성 유닛은 상기 제1 전극의 패터닝 과정을 통하여 제1 전극의 통전부에 의하여 물리적으로 연결된 형태를 가지며 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 이에 대한 하나의 예시를 도 1에 도시하였다. 도 1에서는, 패터닝된 제1 전극이 전도성 유닛(1) 및 전도성 연결부(2)를 포함하고, 패터닝된 제1 전극이 제1 전극의 통전부(6)로 물리적으로 연결되는 일 예를 도시하였다.
또는, 본 명세서의 상기 전도성 유닛은 상기 제1 전극의 패터닝 과정을 통하여 서로 이격된 형태를 가지고, 각각의 전도성 유닛은 전도성 연결부 및 보조 전극을 통하여 전기적으로 병렬 연결될 수도 있다. 이에 대한 하나의 예시를 도 2에 도시하였다.
도 2에서는 패터닝된 제1 전극이 상기 제1 전극의 통전부를 포함하고 있지 않으며, 보조 전극을 통하여 전기적으로 연결되는 일 예를 도시하였다. 즉, 도 2에서는, 도 1에서의 제1 전극의 통전부가 위치하는 영역에 보조 전극이 위치하여 각각의 전도성 유닛은 전기적으로 연결될 수 있는 일 예를 도시하였다.
도 4에서는 본 명세서의 일 구현예에 따른 상기 유기발광소자를 예시하였다. 도 4에서는 상기 전도성 유닛이 서로 이격된 형태를 가지며, 전도성 연결부가 보조 전극으로 전기적 연결되는 일 예를 도시하였다.
또는, 본 명세서의 상기 전도성 유닛은 상기 제1 전극의 패터닝 과정을 통하여 물리적으로 연결된 형태를 가지며, 상기 제1 전극 상에 보조 전극이 구비될 수 있다. 이에 대한 예시를 도 5에 도시하였다.
도 5에서는 본 명세서의 일 구현예에 따른 상기 유기발광소자를 예시하였다. 도 5에서는 상기 전도성 연결부(2)가 상기 제1 전극의 통전부(6)에 연결되고, 상기 제1 전극의 통전부(6) 상에 보조 전극(3)이 구비되어 있는 유기발광소자의 일 예를 도시하였다.
본 명세서의 상기 전도성 유닛은 상기 유기발광소자의 발광영역에 포함될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각각의 전도성 유닛의 적어도 일 영역은 상기 유기발광소자의 발광 영역에 위치할 수 있다. 즉, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛을 이루는 영역 상에 형성된 발광층을 포함하는 유기물층에서 발광 현상이 일어나고, 상기 전도성 유닛을 통하여 빛이 방출될 수 있다.
본 명세서의 상기 유기발광소자의 전류 흐름은 상기 제1 전극의 통전부, 상기 전도성 연결부, 상기 전도성 유닛, 상기 유기물층, 상기 제2 전극으로 흐를 수 있으며, 이의 역방향으로 흐를 수 있다. 또는, 본 명세서의 상기 유기발광소자의 전류흐름은 상기 보조 전극, 상기 전도성 연결부, 상기 전도성 유닛, 상기 유기물층, 상기 제2 전극으로 흐를 수 있으며, 이의 역방향으로 흐를 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 각각의 상기 전도성 유닛은 상기 전도성 연결부를 통하여 상기 보조 전극 또는 제1 전극의 통전부로부터 전류를 공급받을 수 있다.
본 명세서에서의 발광 영역은 유기물층의 발광층에서 발광하는 빛이 제1 전극 및/또는 제2 전극을 통하여 방출되는 영역을 의미한다. 예컨대, 본 명세서의 일 구현예에 따른 유기발광소자에 있어서, 상기 발광 영역은 기판 상에 제1 전극이 형성된 영역 중 전도성 연결부, 보조 전극 및/또는 단락 방지층이 형성되지 않은 제1 전극의 영역의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 비발광 영역은 상기 발광 영역을 제외한 나머지 영역을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극의 통전부, 보조 전극 및 전도성 연결부는 상기 유기발광소자의 비발광 영역에 위치할 수 있다.
본 명세서의 상기 각각의 전도성 유닛은 서로 이격되어 있으며, 각각의 전도성 유닛은 상기 전도성 연결부에 연결되는 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극으로부터 전류를 공급받을 수 있다. 이는 어느 하나의 전도성 유닛에 단락이 발생하는 경우, 단락이 발생하지 않은 다른 전도성 유닛으로 흘러야하는 전류가 단락이 발생한 전도성 유닛으로 흐르게 되어, 유기발광소자 전체가 작동하지 않는 것을 방지하기 위함이다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부는 상기 제1 전극에서 상기 전도성 유닛의 단부일 수 있으며, 그 형태나 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 전도성 유닛이 ㄷ자 또는 ㄴ자형으로 형성된 경우 그의 말단부일 수 있다. 또는, 상기 전도성 연결부는 사각형을 비롯한 다각형의 전도성 유닛의 일 꼭지점, 일 모서리 또는 일 변의 중간부분에서 돌출된 형태를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부는 상기 길이와 상기 폭의 비가 10:1 이상인 영역을 포함할 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부는 상기 전도성 유닛에 비하여 상대적으로 높은 저항을 가질 수 있다. 나아가, 본 명세서의 상기 전도성 연결부는 상기 유기발광소자에서 단락 방지 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 전도성 연결부는 유기발광소자의 단락 결함이 발생하는 경우, 단락 결함에도 불구하고 소자의 작동을 가능하게 하는 역할을 한다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부의 재료는 상기 전도성 유닛의 재료와 동일할 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 전도성 연결부 및 상기 전도성 유닛은 상기 제1 전극에 포함되는 것으로서, 동일한 재료로 형성될 수 있다.
단락 결함은 제2 전극이 직접 제1 전극에 접촉하는 경우에 발생할 수 있다. 또는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 유기물층의 두께 감소 또는 변성 등에 의하여 유기물층의 기능을 상실하여 제1 전극과 제2 전극이 접촉하는 경우에도 발생할 수 있다. 단락 결함이 발생하는 경우, 유기발광소자 전류에 낮은 경로를 제공하여, 유기발광소자가 정상적으로 작동할 수 없게 할 수 있다. 단락 결함에 의하여 제1 전극에서 제2 전극으로 직접 전류가 흐르게 되는 누설 전류에 의하여 유기발광소자의 전류는 무결함 구역을 피하여 흐를 수 있다. 이는 유기발광소자의 발광 출력을 감소시킬 수 있으며, 상당한 경우에 유기발광소자가 작동하지 않을 수 있다. 또한, 넓은 면적의 유기물에 분산되어 흐르던 전류가 단락 발생지점으로 집중되어 흐르게 되면 국부적으로 높은 열이 발생하게 되어, 소자가 깨지거나 화재가 발생할 위험이 있다.
그러나, 본 명세서의 상기 유기발광소자의 전도성 유닛 중 어느 하나 이상에 단락 결함이 발생하더라도, 상기 전도성 연결부에 의하여 모든 작동 전류가 단락 결함 부위로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 전도성 연결부는 누설 전류의 양이 무한정으로 증가하지 않도록 제어하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 상기 유기발광소자는 일부의 전도성 유닛에 단락 결함이 발생하더라도 단락 결함이 없는 나머지 전도성 유닛은 정상적으로 작동할 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부는 높은 저항값을 가지므로, 단락 결함 발생시 적정한 저항을 부가하여 전류가 단락 결함 부위를 통하여 빠져나가는 것을 막는 역할을 한다. 이를 위하여, 상기 전도성 연결부는 단락 결함으로 인한 누설 전류 및 그와 관련한 발광 효율 손실을 감소시키기에 적절한 저항값을 가질 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부는 길이와 폭의 비가 10:1 이상인 부분을 포함하여 단락 결함을 방지할 수 있는 저항값을 가질 수 있다. 나아가, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 길이와 폭의 비가 10:1 이상인 부분이 상기 전도성 연결부 전체 영역일 수 있다. 또는, 상기 길이와 폭의 비가 10:1 이상인 부분이 상기 전도성 연결부의 일부 영역일 수도 있다.
본 명세서의 상기 길이와 폭은 상대적인 개념으로서, 상기 길이는 상부에서 보았을 때 상기 전도성 연결부의 한 끝에서 다른 끝까지의 공간적 거리를 의미할 수 있다. 즉, 상기 전도성 연결부가 직선의 조합이거나 곡선을 포함하더라도 일직선으로 가정하여 길이를 측정한 값을 의미할 수 있다. 본 명세서에서의 상기 폭은 상부에서 보았을 때 상기 전도성 연결부의 길이 방향의 중심으로부터 수직 방향의 양 끝까지의 거리를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 상기 폭이 변하는 경우, 어느 하나의 전도성 연결부 폭의 평균값일 수 있다. 상기 길이와 폭의 하나의 예시를 도 3에 도시하였다.
본 명세서의 상기 길이는 전류가 흐르는 방향의 치수를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서의 상기 폭은 전류가 흐르는 방향과 수직 방향의 치수를 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서의 상기 길이는 상기 제1 전극의 통전부 또는 상기 보조 전극에서 상기 전도성 유닛에 이르기까지의 전류가 이동하는 거리를 의미할 수 있으며, 상기 폭은 상기 길이 방향에 수직되는 거리를 의미할 수 있다.
도 3에서 상기 길이는 a와 b의 합일 수 있으며, 상기 폭은 c일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 1 ㎃/㎠ 내지 5 ㎃/㎠ 중 어느 한 값의 전류 밀도에서, 상기 전도성 연결부는 하기 식 1의 작동 전압 상승률 및 하기 식 2의 작동 전류 대비 누설 전류의 수치가 동시에 0.03 이하를 만족하는 저항값을 가질 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2014002769-appb-I000001
[식 2]
Figure PCTKR2014002769-appb-I000002
(상기 Vt(V)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고,
상기 Vo(V)는 전도성 연결부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이며,
상기 It(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고,
상기 Is(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.)
상기 Vo(V)는 본 명세서의 전도성 연결부만을 제외하고, 나머지 구성은 동일한 유기발광소자에서 단락 결함이 없는 경우의 작동 전압을 의미할 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부의 저항 또는 저항값은 전도성 연결부의 일 말단부로부터 타 말단부까지의 저항을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 연결부의 저항 또는 저항값은 전도성 유닛으로부터 보조전극까지의 저항일 수 있다. 또는, 상기 전도성 연결부의 저항 또는 저항값은 전도성 유닛으로부터 제1 전극의 통전부까지의 저항일 수 있다. 또는, 상기 전도성 연결부의 저항 또는 저항값은 전도성 유닛으로부터 단락 방지층까지의 저항일 수 있다.
상기 식 1의 작동 전압 상승률 및 상기 식 2의 작동 전류 대비 누설 전류의 수치가 동시에 0.03 이하를 만족하는 전도성 연결부의 저항값을 도출하기 위한 과정은 하기와 같다.
단락 결함이 없는 상태에서 유기발광소자의 작동 전류(It)(mA)는 하기의 식으로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000003
상기 ncell은 유기발광소자에서 발광 영역에 해당하는 전도성 유닛의 개수를 의미한다.
상기 Icell은 유기발광소자가 정상 작동시의 하나의 전도성 유닛에 작동하는 전류(mA)를 의미한다.
각각의 전도성 유닛은 병렬로 연결되어 있으므로, 전체 유기발광소자에 인가되는 저항(Rorg)(Ω)은 하기와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000004
상기 Rcell-org(Ω)는 하나의 전도성 유닛에서의 유기물 저항(Ω)을 의미한다.
상기 전도성 연결부를 포함하는 유기발광소자는 전도성 연결부가 없는 경우에 비하여 작동 전압이 상승하게 된다. 그러므로, 전도성 연결부를 적용하더라도, 전도성 연결부에 의한 유기발광소자의 효율 저하가 크지 않도록 조절할 필요가 있다.
유기발광소자의 정상 작동 상태에서 전도성 연결부가 추가되어 발생하는 작동 전압 상승률은 하기의 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2014002769-appb-I000005
상기 식 1에서, 상기 Vt(V)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고, 상기 Vo(V)는 전도성 연결부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이다.
상기 작동 전압 상승률((Vt-Vo)/Vo)은 하기의 식으로 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000006
상기 Rcell-spl은 1개의 전도성 유닛에서의 전도성 연결부의 저항(Ω)을 의미한다.
상기 Rcell-org는 1개의 전도성 유닛에서의 유기물 저항(Ω)을 의미한다.
상기 작동 전압 상승률((Vt-Vo)/Vo)은 하기의 식을 통하여 유도가 가능하다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000007
전도성 연결부가 없는 유기발광소자의 경우, 단락 발생시의 정상적인 유기물층을 통해 흐르는 전류(mA)를 In이라고 하고, 단락 발생 지점으로 흐르는 누설 전류(mA)를 Is로 하며, 단락이 발생한 지점의 유기물의 저항(Ω)을 Rorg-s로 정의하는 경우, In 및 Is는 하기와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000008
Figure PCTKR2014002769-appb-I000009
즉, 전도성 연결부가 없는 유기발광소자에서 일부 영역에 단락이 발생하는 경우, Rorg-s의 값이 0에 가깝게 떨어지면서 설정된 모든 전류가 단락 영역(Is)으로 빠져나가게 된다. 그러므로, 전도성 연결부가 없는 유기발광소자의 경우, 단락이 발생하면 정상적인 유기물층으로 전류가 흐르지 않으므로 유기발광소자는 발광하지 않는다.
상기 전도성 연결부가 구비된 유기발광소자의 경우, In-cell을 단락 발생시 정상적인 발광 영역을 통해 흐르는 전류(㎃)로 정의할 때, 각 병렬 연결된 전도성 유닛의 전압은 동일하고, 모든 병렬 연결된 전도성 유닛에서의 전류의 합은 소자의 작동 전류(It)와 같다. 이는 하기의 식으로 확인할 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000010
또한, 상기 전도성 연결부가 구비된 유기발광소자의 경우, 단락 발생 지점으로 흐르는 누설 전류는 하기와 같이 구할 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000011
그러므로, 본 명세서의 상기 전도성 연결부가 구비된 유기발광소자에서, 어느 하나의 전도성 유닛의 유기물층이 단락(Rcell-s=0)이 되더라도, 상기 식에서 알 수 있듯이 분모의 값이 충분히 커지면 누설 전류의 양을 크게 줄일 수 있다.
상기 전도성 연결부가 구비된 유기발광소자의 작동 전류(It) 대비 누설 전류(Is) 수치는 하기의 식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2014002769-appb-I000012
상기 식 2에서, It(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고, 상기 Is(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.
나아가, 상기 전도성 연결부가 구비된 유기발광소자의 작동 전류(It) 대비 누설 전류(Is)의 적절한 수치 범위는 하기의 식을 통하여 구할 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000013
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부는 상기 유기발광소자의 작동 전압 상승률((Vt-Vo)/Vo) 및 작동 전류 대비 누설 전류 수치(Is/It)가 동시에 0.03 이하를 만족하는 저항값을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 단락 방지층은 상기 작동 전압 상승률((Vt-Vo)/Vo) 및 작동 전류 대비 누설 전류 수치(Is/It) 가 동시에 0.01 이하를 만족하는 저항값을 가질 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 식 1 및 상기 식 2에서 유기발광소자 작동시의 전류 밀도는 1 ㎃/㎠ 내지 5 ㎃/㎠ 중 어느 한 값일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부의 저항은 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
(전도성 연결부의 길이 ÷ 전도성 연결부의 폭) × 전도성 연결부의 면저항 ≥ 400 Ω
상기 전도성 연결부의 길이는 전도성 연결부에서 전류가 흐르는 방향의 길이로서, 전도성 연결부의 일 말단부에서 타 말단부까지의 길이일 수 있다. 또한, 상기 전도성 연결부의 폭은 상기 전도성 연결부의 길이에 수직인 방향의 폭을 의미할 수 있으며, 전도성 연결부의 폭이 일정하지 않은 경우 폭의 평균값을 의미할 수 있다.
즉, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부의 저항은 400 Ω 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 연결부의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부의 저항은 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부의 저항이 상기 범위 내인 경우, 단락 결함 발생시 상기 전도성 연결부가 적절한 단락 방지 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 전도성 연결부의 저항이 400 Ω 이상인 경우, 단락 결함이 있는 영역으로 누설 전류가 흐르는 것을 효과적으로 막을 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 하나의 전도성 유닛으로부터 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극까지의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛은 각각 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 본 명세서의 상기 전도성 유닛은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 본 명세서의 상기 전도성 유닛들이 서로 이격되어 구성되어 있는 것에 대하여, 하기의 전도성 유닛간의 저항으로 확인할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 하나의 전도성 유닛으로부터 이웃하는 다른 하나의 전도성 유닛까지의 저항은 상기 전도성 연결부 저항의 2배 이상일 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 전도성 유닛과 이에 이웃하는 또 다른 전도성 유닛간의 통전 경로가 오로지 전도성 연결부 및 보조 전극을 통하여 이루어지는 경우, 전도성 유닛과 이에 인접하는 전도성 유닛은 보조 전극 및 전도성 연결부를 2번 거치게 된다. 그러므로, 보조 전극의 저항값을 무시하더라도, 전도성 유닛간의 저항은 적어도 전도성 연결부의 2배의 저항값을 가질 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 하나의 상기 전도성 유닛과 다른 전도성 유닛간의 저항은 800 Ω 이상 600,000 Ω 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 저항값은 하나의 전도성 유닛에서부터 상기 단락 방지부를 거쳐 인접하는 다른 전도성 유닛까지의 저항을 의미할 수 있다. 즉, 상기 서로 다른 상기 전도성 유닛간의 저항이 800 Ω 이상 600,000 Ω 이하인 것은, 각각의 전도성 유닛이 단락 방지부와 전기적으로 접하고, 이에 의하여 전류를 공급받는 것을 의미한다.
즉, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각각의 전도성 유닛으로부터 보조 전극 또는 제1 전극의 통전부까지의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛은 서로 이격되어 배치되지 않고, 전도성 유닛간에 직접 전기적으로 연결되는 경우, 상기 직접 연결되는 영역의 저항값은 상기 전도성 연결부의 저항값보다 높을 수 있다. 이 경우, 상기 전도성 유닛이 서로 완전히 이격 배치되지 않는 경우라 하더라도 단락이 발생한 경우에도, 정상적인 단락 방지 기능을 유지할 수 있다.
본 명세서의 상기 하나의 전도성 유닛으로부터 이웃하는 다른 하나의 전도성 유닛까지의 저항은 상기 하나의 전도성 유닛과 이에 접하는 전도성 연결부 및/또는 단락 방지층, 보조 전극, 다른 하나의 전도성 연결부 및/또는 단락 방지층, 및 이에 접하는 다른 하나의 전도성 유닛에 이르기까지의 저항을 의미할 수 있다.
본 명세서의 상기 식 3은 상기 전도성 유닛이 전도성 연결부를 통하여 전류를 공급받는 경우, 상기 전도성 연결부가 단락 방지 기능을 수행할 수 있는 저항의 하한 값을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 서로 이격된 1,000개 이상의 상기 전도성 유닛을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극은 서로 이격된 1,000 이상 1,000,000 이하의 상기 전도성 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 2 이상의 상기 전도성 유닛의 패턴으로 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 유닛은 전도성 연결부를 제외한 영역이 서로 이격된 패턴으로 형성된 것일 수 있다.
본 명세서의 상기 패턴은 패쇄도형의 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 패턴은 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형이 될 수 있으며, 무정형의 형태일 수도 있다.
본 명세서의 상기 전도성 유닛의 수가 1,000개 이상인 경우, 상기 유기발광소자가 정상 작동시에 전압 상승폭을 최소화하면서, 단락 발생시의 누설 전류량을 최소화하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 본 명세서의 상기 전도성 유닛의 수가 1,000,000개 이하까지 증가할수록 개구율을 유지하며, 상기 효과를 유지할 수 있다. 즉, 상기 전도성 유닛의 수가 1,000,000개를 넘는 경우, 보조 전극의 개수 증가로 인한 개구율의 저하가 발생하게 될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛들이 상기 유기발광소자에서 차지하는 면적은 상기 전체 유기발광소자의 평면도를 기준으로 50 % 이상 90 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 유닛은 발광 영역에 포함되는 것으로서, 전체 유기발광소자가 빛을 방출하는 면을 기준으로, 상기 전도성 유닛들이 차지하는 면적은 유기발광소자의 개구율과 동일 또는 유사할 수 있다.
본 명세서의 상기 제1 전극은 각각의 전도성 유닛들이 상기 전도성 연결부에 의하여 전기적으로 연결되므로, 소자의 구동 전압이 상승하게 된다. 그러므로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부에 의한 구동 전압 상승을 보완하기 위하여, 상기 제1 전극은 1,000개 이상의 상기 전도성 유닛을 포함함으로써 소자의 구동전압을 낮추는 동시에 상기 전도성 연결부에 의한 단락 방지 기능을 가질 수 있게 할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각각의 전도성 유닛의 면적은 0.01 ㎜2 이상 25 ㎜2 이하일 수 있다.
상기 각각의 전도성 유닛의 면적을 작게하는 경우, 단락 방지를 위하여 도입된 전도성 연결부에 따른 작동 전압 상승률 및 작동 전류 대비 누설 전류의 값을 동시에 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한, 단락이 발생하여 발광을 하지 않는 전도성 유닛이 발생하는 경우, 비발광 영역을 최소화하여 제품 품질 하락을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 다만, 전도성 유닛의 면적을 지나치게 작게 하는 경우, 소자 전체 영역에서 발광영역의 비율이 크게 줄어 개구율 감소로 인한 유기발광소자의 효율이 저하되는 문제가 있다. 그러므로, 상기 전도성 유닛의 면적으로 유기발광소자를 제조하는 경우, 상기 기술한 단점을 최소화하는 동시에 상기 언급한 장점을 최대한 발휘할 수 있다.
본 명세서의 상기 유기발광소자는 상기 전도성 연결부와 상기 전도성 유닛 및 발광층을 포함하는 유기물층은 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 본 명세서의 상기 발광층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 2 이상의 발광층은 각각 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 발광층은 상기 전도성 유닛과 제2 전극 사이에 위치하며, 각각의 발광층들은 서로 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 발광층은 상기 전도성 유닛에 해당하는 영역에 대응하여 위치할 수 있다.
본 명세서의 상기 발광층이 동일한 전류밀도에서 작동하는 경우, 저항값은 발광층의 면적이 작아질수록 증가하게 된다. 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각각의 전도성 유닛의 면적이 작아지고 수가 늘어나는 경우, 상기 각각의 발광층의 면적도 작아지게 된다. 이 경우, 상기 유기발광소자의 작동시 발광층을 포함하는 유기물층에 인가되는 전압에 비하여 상기 유기물층에 직렬 연결된 상기 전도성 연결부의 전압의 비율은 줄어든다.
본 명세서의 상기 유기발광소자에 단락이 발생한 경우, 누설 전류량은 전도성 유닛의 수와는 관계 없이 보조 전극에서 전도성 유닛까지의 저항값과 작동 전압에 의하여 결정될 수 있다. 그러므로, 상기 전도성 유닛의 수를 증가시키면 정상 작동시의 전도성 연결부에 의한 전압상승 현상을 최소화할 수 있으며, 동시에 단락 발생시의 누설 전류량도 최소화할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극의 면저항은 3 Ω/□이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 면저항은 1 Ω/□이하일 수 있다.
넓은 면적의 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나의 면저항이 필요 수준 이상으로 높을 경우, 전극의 위치별로 전압이 달라지게 될 수 있다. 이로 인하여 유기물층을 사이에 두는 제1 전극과 제2 전극의 전위차이가 위치에 따라 달라지게 되면, 유기발광소자의 휘도 균일성이 떨어질 수 있다. 그러므로, 필요 수준 이상으로 높은 면저항을 갖는 제1 전극 또는 제2 전극의 면저항을 낮추기 위하여, 보조 전극을 사용할 수 있다. 본 명세서의 상기 보조 전극의 면저항은 3 Ω/□이하, 구체적으로는 1 Ω/□이하일 수 있고, 상기의 범위에서 상기 유기발광소자의 휘도 균일성은 높게 유지될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 투명 전극으로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1 전극의 면저항은 상기 유기발광소자를 구동하기 위하여 요구되는 면저항 값보다 높을 수 있다. 그러므로, 상기 제1 전극의 면저항 값을 낮추기 위하여, 상기 보조 전극을 상기 제1 전극과 전기적으로 연결하여 상기 제1 전극의 면저항을 상기 보조 전극의 면저항 수준까지 낮출 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 발광 영역 이외의 영역에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극은 제1 전극의 통전부 상에 구비될 수 있다. 또는, 상기 보조 전극은 제1 전극의 통전부가 존재하지 않는 경우, 제1 전극의 통전부가 위치하는 영역에 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 서로 전기적으로 연결된 전도성 라인으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 라인은 전도성 패턴으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 상기 보조 전극의 적어도 한 부위에 전압을 인가하여 전체 보조 전극을 구동할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 OLED 조명에 포함되어 사용될 수 있다. 상기 OLED 조명의 경우, 전체 발광 영역, 즉 모든 상기 유기발광소자에서 균일한 밝기의 발광을 하는 것이 중요하다. 구체적으로, 상기 OLED 조명에서 균일한 밝기를 실현하기 위하여는, 상기 OLED 조명에 포함된 모든 유기발광소자의 제1 전극 및 제2 전극 간에 형성되는 전압이 동일하게 유지되는 것이 바람직하다.
본 명세서의 상기 제1 전극이 투명 전극이고, 상기 제2 전극이 금속 전극인 경우, 각 유기발광소자의 제2 전극은 충분히 면저항이 낮아서 각 유기발광소자의 제2 전극의 전압차가 거의 없으나, 제1 전극의 경우 각 유기발광소자의 전압차가 존재할 수 있다. 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각 유기발광소자의 제1 전극 전압차를 보완하기 위하여 상기 보조 전극, 구체적으로는 금속 보조 전극을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 보조 전극은 서로 전기적으로 연결된 전도성 라인으로 이루어진 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극이 전도성 라인을 형성하여 각 유기발광소자의 제1 전극 전압차를 거의 없도록 할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛의 면저항은 1 Ω/□ 이상, 또는 3 Ω/□ 이상일 수 있으며, 구체적으로, 10 Ω/□ 이상일 수 있다. 또한, 상기 전도성 유닛의 면저항은 10,000 Ω/□ 이하, 또는 1,000 Ω/□ 이하일 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 전도성 유닛의 면저항은 1 Ω/□이상 10,000 Ω/□이하, 또는 10 Ω/□ 이상 1,000 Ω/□이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛에 요구되는 면저항 수준은 발광 면적에 해당하는 전도성 유닛의 면적에 반비례하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 유닛이 100 ㎠ 면적의 발광 면적을 갖는 경우, 상기 전도성 유닛에 요구되는 면저항은 1 Ω/□ 내외일 수 있다. 나아가, 각각의 상기 전도성 유닛의 면적을 작게 형성하는 경우, 상기 전도성 유닛에 요구되는 면저항은 1 Ω/□ 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 제1 전극을 ITO와 같은 투명 전극으로 형성하는 경우, 상기 전도성 유닛의 면저항을 1 Ω/□ 이상으로 만족하도록 하기 위하여 보조 전극을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극은 금속 보조 전극일 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 유닛의 면저항은 전도성 유닛을 형성하는 재료에 의하여 결정될 수 있고, 또한, 보조 전극과 전기적으로 연결되어 보조 전극의 면저항 수준까지 낮추어질 수도 있다. 그러므로, 본 명세서의 상기 유기발광소자에서 요구되는 전도성 유닛의 면저항값은 상기 보조 전극과 상기 전도성 유닛의 재료에 의하여 조절이 가능하다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 더 포함할 수 있다. 본 명세서의 상기 단락 방지층은 상기 전도성 연결부의 단락 방지 기능을 보조할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층은 보조 전극의 적어도 일 면에 접하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층은 보조 전극이 형성되는 상면, 하면 또는 측면에 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 단락 방지층을 통하여 상기 전도성 연결부와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서의 상기 단락 방지층은 상기 제1 전극의 통전부 상에 구비될 수 있다. 또는, 상기 제1 전극의 통전부가 없는 경우, 상기 단락 방지층은 상기 전도성 연결부의 일 말단부에 접하여 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자가 단락 방지층을 포함하는 경우, 상기 식 1 및 2에서의 전도성 연결부는 전도성 연결부 및 단락 방지층을 포함한 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 보조 전극으로부터 제1 전극까지의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다. 구체적으로, 단락 방지층의 상기 보조 전극으로부터 제1 전극까지의 저항은 상기 보조전극으로부터 어느 하나의 전도성 연결부까지의 저항일 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 더 포함하고, 상기 보조 전극으로부터 제1 전극까지의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층으로 인한 저항 증가로 인하여, 상기 단락 방지층을 경유하여 전기적으로 연결되는 상기 보조 전극과 상기 전도성 유닛간의 저항은 800 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 단락 방지층을 경유하여 전기적으로 연결되는 상기 보조 전극과 상기 전도성 유닛간의 저항은 800 Ω 내지 300,000 Ω일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 두께 범위 및/또는 상기 저항 범위 내에서 단락 방지층은 유기발광소자가 단락이 발생하지 않은 경우에 정상적인 작동 전압을 유지할 수 있다. 또한, 상기 두께 범위 및/또는 상기 두께 방향 저항 범위 내에서 상기 유기발광소자가 단락이 발생한 경우에도 유기발광소자가 정상 범위 내에서 작동할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 저항은 상기 보조 전극으로부터 상기 전도성 연결부까지의 저항을 의미할 수 있다. 또는, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 저항은 상기 보조 전극으로부터 상기 제1 전극의 통전부까지의 저항을 의미할 수 있다. 즉, 상기 단락 방지층의 저항은 상기 보조 전극으로부터 상기 전도성 연결부까지 전기적으로 연결하기 위한 전기적 거리에 따른 저항일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 체적저항률(ρslp)(Ω㎝)은 하기의 식으로 구할 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000014
상기 Aspl(㎠)는 보조 전극에서 단락 방지층을 통해 1개의 전도성 연결부까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적을 의미한다.
상기 Rcell-spl은 1개의 전도성 유닛에 대한 단락 방지층의 저항(Ω)을 의미한다.
상기 tslp(㎛)는 단락 방지층의 두께, 또는 보조 전극으로부터 전도성 연결부까지 전기가 이동하는 최단 거리를 의미할 수 있다.
상기 두께 방향이라 함은 단락 방지층에서 전기가 이동하는 일 예에 따른 것으로서, 단락 방지층의 일영역으로부터 타영역으로 전기가 이동하는 방향을 의미할 수 있다.
상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 하나의 전도성 유닛에 대한 단락 방지층의 체적 저항률(ρslp)은 하나의 전도성 유닛에 대한 단락 방지층의 저항(Rcell-spl), 보조 전극에서 단락 방지층을 통해 1개의 전도성 연결부까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적 (Aspl) 및 단락 방지층의 두께 (tslp)에 의하여 결정될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 체적 저항률은 0.63 Ω㎝ 이상 8.1 × 1010 Ω㎝ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 단락 방지층은 유기발광소자가 단락이 발생하지 않은 경우에 정상적인 작동 전압을 유지할 수 있다. 또한, 단락 방지 기능을 수행할 수 있으며, 단락이 발생한 경우에도 유기발광소자가 정상 범위 내에서 작동할 수 있다. 상기 체적 저항률은 하기와 같이 구할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 저항 범위는 70 Ω 이상 300,000 Ω 이하이고, 상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하이며, 하나의 전도성 유닛의 면적은 300 × 300 ㎛2 내지 3 × 3 ㎜2인 경우, 상기 하나의 전도성 연결부 상에 형성된 보조전극에서 단락 방지층을 통해 1개 전도성 유닛까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적(Aspl)은 하나의 전도성 유닛 면적의 1 % 내지 30 % 수준에서 결정될 수 있다. 그러므로, 상기 하나의 전도성 유닛에 대한 보조전극에서 단락 방지층을 통해 1개 셀의 제1 전극까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적(Aspl)은 9 × 10-6 cm2 (300㎛ × 300㎛ × 0.01) 내지 2.7 × 10-2 cm2 (0.3㎝ × 0.3cm × 0.3)이 될 수 있다. 이 경우, 상기 단락 방지층의 체적 저항률은 하기의 식과 같이 구해질 수 있다.
Figure PCTKR2014002769-appb-I000015
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층은 탄소 분말; 탄소 피막; 전도성 고분자; 유기 고분자; 금속; 금속 산화물; 무기 산화물; 금속 황화물; 및 절연 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 지르코늄 산화물(ZrO2), 니크롬(nichrome), 인듐 주석 산화물(ITO) 아연 황화물(ZnS) 및 실리콘 이산화물(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 상기 단락 방지층이 구비된 상기 유기발광소자의 예시를 도시한 것이다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 제1 전극이 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 투명전극일 수 있다.
상기 제1 전극이 투명전극인 경우, 상기 제1 전극은 산화주석인듐(ITO) 또는 산화아연인듐(IZO) 등과 같은 전도성 산화물일 수 있다. 나아가, 상기 제1 전극은 반투명 전극일 수도 있다. 상기 제1 전극이 반투명 전극인 경우, Ag, Au, Mg, Ca 또는 이들의 합금 같은 반투명 금속으로 제조될 수 있다. 반투명 금속이 제1 전극으로 사용되는 경우, 상기 유기발광소자는 미세공동구조를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 보조 전극은 금속 전극일 수 있다.
상기 보조 전극은 일반적으로 모든 금속을 사용할 수 있다. 구체적으로 전도도가 좋은 알루미늄, 구리 및/또는 은을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극은 투명전극과의 부착력 및 포토공정에서 안정성을 위하여 알루미늄을 사용할 경우, 몰리브데늄/알루미늄/몰리브데늄 층을 사용할 수도 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기물층은 발광층과 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 차단층; 전하 발생층; 전자 차단층; 전자 수송층; 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 발생층(Charge Generating layer)은 전압을 걸면 정공과 전자가 발생하는 층을 말한다.
상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 기판을 사용할 수 있다. 구체적으로, 유리 기판, 박막유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), PEEK(Polyether ether ketone) 및 PI(Polyimide) 등의 필름이 단층 또는 복층의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 상기 기판은 기판 자체에 광산란 기능이 포함되어 있는 것일 수 있다. 다만, 상기 기판은 이에 한정되지 않으며, 유기발광소자에 통상적으로 사용되는 기판을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드일 수 있다.
상기 애노드로는 통상 유기물층으로 정공주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 애노드 재료는 애노드에만 한정되는 것이 아니며, 캐소드의 재료로 사용될 수 있다.
상기 캐소드로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 캐소드의 재료는 캐소드에만 한정되는 것은 아니며, 애노드의 재료로 사용될 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 정공 수송층 물질로는 애노드나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 따른 상기 발광층 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물 (Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌; 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 따른 상기 전자 수송층 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 유기발광소자의 비발광영역에 위치할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 비발광 영역에 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 절연층은 상기 전도성 연결부 및 보조 전극을 상기 유기물층과 절연시키는 것일 수 있다.
도 4 내지 도 7에서는 상기 절연층을 포함하는 본원 명세서의 일 구현예에 따른 상기 유기발광소자의 예시를 도시하였다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 봉지층으로 밀폐되어 있을 수 있다.
상기 봉지층은 투명한 수지층으로 형성될 수 있다. 상기 봉지층은 상기 유기발광소자를 산소 및 오염물질로부터 보호하는 역할을 하며, 상기 유기발광소자의 발광을 저해하지 않도록 투명한 재질일 수 있다. 상기 투명은 60 % 이상 빛을 투과하는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 75 % 이상 빛을 투과하는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 색온도 2,000 K 이상 12,000 K 이하의 백색광을 발광할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 광산란층을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함하고, 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 구비된 광산란층을 더 포함할 수 있다. 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층은 평탄층을 포함할 수 있다. 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 평탄층은 상기 제1 전극과 상기 광산란층 사이에 구비될 수 있다.
또는, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면에 대향하는 면에 광산란층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층은 광산란을 유도하여, 상기 유기발광소자의 광산란 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조, 요철을 가진 필름, 및/또는 헤이즈(hazeness)를 갖는 필름일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층은 기판 위에 스핀 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법에 의하여 직접 형성되거나, 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자일 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 플랙시블 재료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기판은 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 기판 또는 필름 형태의 기판일 수 있다.
상기 플라스틱 기판의 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 일반적으로 PET(polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), PEEK(Polyether ether ketone) 및 PI(Polyimide) 등의 필름을 단층 또는 복층의 형태로 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서는 상기 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 상기 유기발광소자는 화소 또는 백라이트 역할을 할 수 있다. 그 외, 디스플레이 장치의 구성은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
본 명세서는 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다. 상기 조명 장치에서 상기 유기발광소자는 발광부의 역할을 수행한다. 그 외, 조명 장치에 필요한 구성들은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예는 상기 유기발광소자의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 전도성 연결부를 갖는 전도성 유닛을 2 이상 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제1 전극 물질을 도포한 후 패터닝하는 것일 수 있다. 상기 제1 전극을 패터닝하는 것에 의하여 상기 제1 전극은 2 이상의 상기 전도성 유닛, 상기 전도성 연결부 및/또는 상기 제1 전극의 통전부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자의 제조방법은 상기 전도성 유닛에 이격되도록 보조 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 제1 전극의 통전부 상에 보조 전극을 형성될 수 있다. 또는, 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 각각의 전도성 연결부의 일 말단부 상에 보조 전극을 형성하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극을 형성하는 단계와 상기 보조 전극을 형성하는 단계 사이에, 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비되도록 단락 방지층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층은 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극의 통전부 상에 상기 단락 방지층이 형성되고, 상기 단락 방지층 상에 상기 보조 전극이 형성될 수 있다. 또는, 상기 제1 전극이 서로 이격된 상기 전도성 유닛으로 구성된 경우, 상기 단락 방지층은 상기 전도성 연결부 상에 형성될 수 있다. 즉, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층 및 상기 전도성 연결부에 의하여 상기 2이상의 전도성 유닛은 전기적으로 연결될 수 있다.
[부호의 설명]
1: 전도성 유닛
2: 전도성 연결부
3: 보조 전극
4: 절연층
5: 기판
6: 제1 전극의 통전부
7: 단락 방지층
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[실시예 1]
기판 상에 ITO를 사용하여 제1 전극을 형성하여 전도성 유닛을 49 × 49 개로 패터닝한 후, 보조 전극으로서 구리(Cu)를 두께 500 ㎚, 폭 20 ㎛로 형성하였다. 또한, 보조 전극의 간격은 0.84 ㎜로 제작하였다. 또한, 전도성 연결부는 길이 800 ㎛, 폭 20 ㎛인 영역을 포함하고, 전도성 연결부의 저항은 480 Ω이상이 되도록 제조하였다.
나아가, 발광층을 포함한 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층하여, 41 × 41 ㎟의 발광 영역을 갖는 백색 OLED를 제조하였다.
상기 제2 전극은 알루미늄(Al)을 사용하였으며, 상기 유기물층은 정공주입층, 정공전달층, 유기발광층, 전자전달층 및 전자주입층을 포함하는 구조로 형성하였다. 상기 유기발광층은 형광물질을 이용한 청색 발광층과, 인광물질을 이용한 녹색 및 적색 발광층을 갖는 2 스택(stack) 구조로 형성하였다. 상기 각 적층구조에서 사용된 소재는 백색 OLED의 제조분야에서 통상적으로 사용되는 소재를 사용하였고, 그 형성방법 역시 통상적으로 사용되는 방식을 적용하여 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 조건으로 백색 OLED를 제조한 후, 제2 전극에 국부적 압력을 가하여, 단락 결함을 발생시켰다.
도 8은 실시예 1 및 실시예 2에서의 백색 OLED의 발광 상태를 도시한 것이다. 즉, 단락 결함이 발생하지 않은 실시예 1의 소자는 모든 발광 영역이 정상적으로 작동하며, 단락 결함이 발생한 실시예 2의 소자는 단락이 발생한 부위를 제외한 나머지 발광 영역이 정상적으로 작동하는 것을 알 수 있다.
[비교예 1]
제1 전극을 패턴화하지 않은 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 백색 OLED를 제조하였다.
[비교예 2]
상기 비교예 1과 동일한 조건으로 백색 OLED를 제조한 후, 실시예 2와 동일하게 제2 전극에 국부적으로 압력을 가하여, 단락 결함을 발생시켰다.
도 9는 실시예 1 및 2, 비교예 1 및 2의 I-V curve(current-voltage curve)를 도시한 것이다. 도 9에서 알 수 있듯이, 단락이 발생하지 않은 경우, 실시예 1과 비교예 1은 동일한 I-V 특성을 보이나, 단락 발생시 실시예 2는 소자가 정상 작동을 할 수 있는 반면, 비교예 2는 정상적으로 작동하지 않는 것을 알 수 있다.
도 10은 실시예 1 및 2의 광속-전류 그래프를 도시한 것이다.
도 11은 실시예 1 및 2의 전압-전류 그래프를 도시한 것이다.
도 10 및 도 11에 따르면, 단락 방기 기능이 도입된 본 명세서의 유기발광소자는 단락 발생시에도 정상적인 작동을 하며, 전도성 연결부의 수준에 따라 유기발광소자의 효율 감소의 폭이 결정됨을 알 수 있다.

Claims (40)

  1. 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및
    상기 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극을 포함하고,
    상기 전도성 연결부의 일 말단부는 상기 전도성 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 연결부의 타 말단부는 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 전도성 연결부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 것인 유기발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 유닛들은 서로 전기적으로 병렬 연결된 것인 유기발광소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 연결부는 상기 길이와 상기 폭의 비가 10:1 이상인 영역을 포함하는 것인 유기발광소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    1 ㎃/㎠ 내지 5 ㎃/㎠ 중 어느 한 값의 전류 밀도에서, 상기 전도성 연결부는 하기 식 1의 작동 전압 상승률 및 하기 식 2의 작동 전류 대비 누설 전류의 수치가 동시에 0.03 이하를 만족하는 저항값을 갖는 것인 유기발광소자:
    [식 1]
    Figure PCTKR2014002769-appb-I000016
    [식 2]
    Figure PCTKR2014002769-appb-I000017
    (상기 Vt(V)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고,
    상기 Vo(V)는 전도성 연결부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이며,
    상기 It(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고,
    상기 Is(mA)는 전도성 연결부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.)
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 연결부의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 서로 이격된 1,000개 이상의 상기 전도성 유닛을 포함하는 것인 유기발광소자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전도성 유닛의 면적은 0.01 ㎜2 이상 25 ㎜2 이하인 것인 유기발광소자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 유닛의 면저항은 1 Ω/□ 이상인 것인 유기발광소자.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나의 전도성 유닛으로부터 이웃하는 다른 하나의 전도성 유닛까지의 저항은 상기 전도성 연결부 저항의 2배 이상인 것인 유기발광소자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나의 전도성 유닛으로부터 이웃하는 다른 하나의 전도성 유닛까지의 저항은 800 Ω 이상 600,000 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 연결부의 재료는 상기 전도성 유닛의 재료와 동일한 것인 유기발광소자.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극은 상기 전도성 유닛과 이격되어 구비된 것인 유기발광소자.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극의 면저항은 3 Ω/□이하인 것인 유기발광소자.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전도성 유닛의 적어도 일 영역은 상기 유기발광소자의 발광 영역에 위치하는 것인 유기발광소자.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 통전부, 보조 전극 및 전도성 연결부는 상기 유기발광소자의 비발광 영역에 위치하는 것인 유기발광소자.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 유닛들이 상기 유기발광소자에서 차지하는 면적은 상기 전체 유기발광소자의 평면도를 기준으로 50 % 이상 90 % 이하인 것인 유기발광소자.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 보조전극으로부터 제1 전극까지의 저항은 400 Ω 이상 300,000 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 단락 방지층을 통하여 상기 전도성 연결부와 전기적으로 연결되는 것인 유기발광소자.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 단락 방지층은 상기 보조 전극의 적어도 일 면에 접하여 구비되는 것인 유기발광소자.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 단락 방지층은 보조 전극이 형성되는 상면, 하면 또는 측면에 구비되는 것인 유기발광소자.
  22. 청구항 17에 있어서,
    상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하인 것인 유기발광소자.
  23. 청구항 17에 있어서,
    상기 단락 방지층의 체적저항률은 0.63 Ω㎝ 이상 8.1 × 1010 Ω㎝ 이하인 것인 유기발광소자.
  24. 청구항 17에 있어서,
    상기 단락 방지층은 탄소 분말; 탄소 피막; 전도성 고분자; 유기 고분자; 금속; 금속 산화물; 무기 산화물; 금속 황화물; 및 절연 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것인 유기발광소자.
  25. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명 전극인 것인 유기발광소자.
  26. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극은 금속 전극인 것인 유기발광소자.
  27. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극은 서로 전기적으로 연결된 전도성 라인으로 이루어진 것인 유기발광소자.
  28. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기물층은 발광층과 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 차단층; 전하 발생층; 전자 차단층; 전자 수송층; 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
  29. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 제1 전극이 구비되는 것인 유기발광소자.
  30. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 색온도 2,000 K 이상 12,000 K 이하의 백색광을 발광하는 것인 유기발광소자.
  31. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함하고,
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 구비된 광산란층을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 광산란층은 평탄층을 포함하는 것인 유기발광소자.
  33. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함하고,
    상기 기판의 제1 전극이 구비되는 면과 대향하는 면에 광산란층을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
  34. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자인 것인 유기발광소자.
  35. 청구항 1 내지 34 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  36. 청구항 1 내지 34 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 조명 장치.
  37. 청구항 1 내지 34 중 어느 하나의 유기발광소자의 제조방법에 있어서,
    기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 전도성 연결부를 갖는 전도성 유닛을 2 이상 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조방법.
  38. 청구항 37에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제1 전극 물질을 도포한 후 패터닝하는 것인 유기발광소자의 제조방법.
  39. 청구항 37에 있어서,
    상기 전도성 유닛에 이격되도록 보조 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 유기발광소자의 제조방법.
  40. 청구항 39에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계와 상기 보조 전극을 형성하는 단계 사이에, 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비되도록 단락 방지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 유기발광소자의 제조방법.
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