WO2014178547A1 - 유기발광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

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WO2014178547A1
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electrode
light emitting
organic light
short circuit
conductive
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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.
  • the organic light emitting phenomenon refers to a phenomenon of converting electrical energy into light energy using organic materials.
  • an appropriate organic layer is positioned between the anode and the cathode
  • a voltage is applied between the two electrodes
  • 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 present invention aims to provide an organic light emitting device capable of operating in a normal range even when there is a factor that may cause a short circuit defect, that is, a short circuit defect and a method of manufacturing the same.
  • the present inventors aim to provide an organic light emitting device and a method of manufacturing the same to prevent the phenomenon that the emission intensity of the peripheral region is lowered due to the voltage drop (IR drop) of the region where the short circuit occurs when a short circuit defect occurs. .
  • One embodiment of the present specification includes a first electrode; 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 an auxiliary electrode electrically connected to the first electrode.
  • the first electrode includes two or more conductive units, and the resistance between the different conductive units is 2,000 kPa or more and 600,000 kPa or less,
  • the auxiliary electrode includes two or more branching points having three or more branches, and provides an organic light emitting device in which resistance between adjacent branching points is 35 kPa or less.
  • the organic light emitting diode may further include a short circuit prevention portion provided between the conductive unit and the auxiliary electrode, and each of the conductive units may be supplied with current through the short circuit prevention portion.
  • the first electrode further includes two or more conductive connecting portions including a region in which a length of a current flows is longer than a width in a vertical direction thereof, and the conductive connecting portion Each one end may be electrically connected to the conductive unit, and the other end may be connected to the auxiliary electrode.
  • the organic light emitting diode may further include a short circuit prevention layer provided between the first electrode and the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode may electrically connect the conductive unit via the short circuit prevention layer. have.
  • one embodiment of the present specification provides a method of manufacturing the organic light emitting device. Specifically, one embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a substrate; Forming a first electrode on the substrate, the first electrode comprising two or more conductive units; Forming an auxiliary electrode spaced apart from the conductive unit, the auxiliary electrode including two or more branch points having three or more branches; 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.
  • 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.
  • the organic light emitting device of the present specification can prevent the emission intensity around the region where the short circuit occurs is lowered.
  • 1 and 2 illustrate an example of a patterned first electrode according to one embodiment of the present specification.
  • Figure 3 shows one example of the length and width in the conductive connection of the present specification.
  • FIG. 4 and 5 illustrate an example of a configuration in which the auxiliary electrode surrounds the conductive unit according to the exemplary embodiment of the present specification.
  • auxiliary electrode 6 illustrates an example in which the auxiliary electrode has a stripe shape and a case in which a short circuit occurs in the auxiliary electrode having two or more branch points according to an example of the present specification.
  • FIG. 7 illustrates an example of resistance between adjacent branch points of an auxiliary electrode according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 8 illustrates a partial region of a state in which a first electrode and an auxiliary electrode are formed during a manufacturing process of an organic light emitting diode (OLED) manufactured according to Examples and Comparative Examples of the present specification.
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED 9 illustrates a state after causing a short circuit defect in an organic light emitting diode (OLED) manufactured according to Examples and Comparative Examples of the present specification.
  • FIG. 10 illustrates potentials of positions of the auxiliary electrodes when the organic light emitting diode according to the comparative example does not have a short circuit.
  • FIG 11 illustrates potentials of respective positions of the auxiliary electrodes when a short circuit occurs in the organic light emitting diode according to the comparative example.
  • One embodiment of the present specification includes a first electrode; 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 an auxiliary electrode electrically connected to the first electrode.
  • the first electrode includes two or more conductive units, and the resistance between the different conductive units is 2,000 kPa or more and 600,000 kPa or less,
  • the auxiliary electrode includes two or more branching points having three or more branches, and provides an organic light emitting device in which resistance between adjacent branching points is 35 kPa or less.
  • each of the conductive units herein may be supplied with current through an area having a short circuit protection function.
  • the organic light emitting diode further includes a short circuit prevention portion provided between the conductive unit and the auxiliary electrode, and the conductive unit and the auxiliary electrode may be electrically connected through the short circuit prevention portion. .
  • the short circuit prevention part may be formed of a conductive connection part or a short circuit prevention layer, or a conductive connection part and a short circuit prevention layer.
  • the short circuit prevention part may have 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 short circuit protection unit 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 short circuit protection and there is no short circuit defect
  • the I t (mA) is the operating current of the organic light emitting device to which the short circuit protection unit is applied and there is no short circuit defect
  • I s (mA) is a leakage current in an organic light emitting device in which a short circuit protection unit is applied and in which one conductive unit has a short circuit defect.
  • the V o (V) may refer to an operating voltage when there is no short circuit defect in the same organic light emitting diode, except for the short circuit prevention unit of the present specification.
  • the resistance or resistance value of the short circuit prevention portion of the present specification may mean a resistance from one end portion to the other end portion of the short circuit prevention portion.
  • the resistance or resistance of the short circuit protection unit may be a resistance from the conductive unit to the auxiliary electrode.
  • 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 device including the short circuit prevention unit may increase the operating voltage as compared with the case where the short circuit prevention unit is not present. Therefore, even if a short circuit prevention part is applied, it is necessary to adjust so that the efficiency fall of the organic light emitting element by a short circuit prevention part is not large.
  • the operating voltage increase rate generated by the addition of a short circuit prevention unit in the normal operating state of the organic light emitting diode may be expressed by Equation 1 below.
  • V t (V) is an operating voltage of the organic light emitting diode to which the short circuit protection unit is applied and there is no short circuit defect
  • V o (V) is an organic light emitting diode of the organic light emitting diode which does not have a short circuit protection unit and has no short circuit defect.
  • 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 short circuit protection unit 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 the current flowing through the normal organic layer at the time of short circuit occurrence
  • I s the leakage current flowing to the short circuit occurrence point
  • I s the organic material at the point where the short circuit occurs.
  • I n-cell is defined as a current flowing through a 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 occurrence point can be obtained as follows.
  • the leakage current (I s ) value of the operating current (I t ) of the organic light emitting diode having the short circuit prevention unit may be expressed by Equation 2 below.
  • I t (mA) is the operating current of the organic light emitting device that the short circuit protection is applied and there is no short-circuit defect
  • I s (mA) is the short circuit failure applied to any one of the conductive units Leakage current in the organic light emitting device.
  • the short-circuit prevention unit has an operating voltage rise rate (V t -V o ) / V o ) and a leakage current value (I s / I t ) of the organic light emitting diode at the same time of 0.03. It may have a resistance value satisfying the following. More specifically, the short circuit prevention unit 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 between one of the conductive units and another conductive unit may be 2,000 kPa or more and 600,000 kPa or less.
  • the resistance value may refer to a 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 2,000 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 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 diode may flow to the auxiliary electrode, the short circuit prevention layer, 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 may flow to the auxiliary electrode, the conductive connection, the conductive unit, the organic layer, and the second electrode, and may flow in the reverse direction thereof.
  • the current flow of the organic light emitting device may flow to the auxiliary electrode, the short circuit prevention layer, the conductive connection portion, the conductive unit, the organic material layer, and the second electrode, and may flow in the reverse direction thereof.
  • each of the conductive units may receive current from the auxiliary electrode through the short circuit prevention unit.
  • 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 at least a portion of a region of the first electrode on which the first electrode is not formed and / or the auxiliary electrode is not formed. Can be formed on.
  • the non-light emitting area in the present specification may mean a region other than the light emitting region.
  • the short circuit prevention part may be located in a non-light emitting area of the organic light emitting diode.
  • 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.
  • the resistance from the one conductive unit to another neighboring conductive unit may be two or more times the resistance of the short circuit protection unit.
  • the conductive unit and the adjacent conductive unit may have the auxiliary electrode and the short circuit prevention portion twice. Going through. 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 short circuit protection portion.
  • the resistance from each of the conductive units to the auxiliary electrode may be 1,000 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 short circuit prevention unit. 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 conductive units of the present specification may be spaced apart from each other and electrically separated from each other, and each conductive unit may be supplied with current from an auxiliary electrode through the short circuit protection 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 first electrode may further include a conductive connection including a short circuit prevention function.
  • the first electrode further includes two or more conductive connections including an area having a length in a direction in which current flows longer than a width in a vertical direction thereto, each of the conductive connections One end portion may be electrically connected to the conductive unit, and the other end portion may be electrically connected to the auxiliary electrode.
  • the conductive connection part may include a region having a length and width ratio of 10: 1 or more.
  • 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 first electrode may further include a conductive connection part including a short circuit protection function and a conductive part of the first electrode electrically connecting the two or more conductive connection parts.
  • the auxiliary electrode may be electrically connected to the conductive connection part through the conductive part of the first electrode.
  • the auxiliary electrode may be provided on the energization part of the first electrode.
  • the conductive part or the auxiliary electrode of the first electrode may be provided spaced apart from the conductive unit.
  • 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 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 unit of the present specification may be electrically connected in parallel and have a form in which the conductive unit is electrically connected by the conductive part and the conductive connection part of the first electrode through the patterning process of the first electrode.
  • FIG. 1 An example in which a 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 4 of the first electrode is illustrated. .
  • Each of the conductive units of the present specification may be supplied with current through the conductive connection from the auxiliary electrode.
  • the conductive unit may be supplied with a current through the auxiliary electrode and the conductive part of the first electrode.
  • the conductive connection part of the present specification may be patterned to be connected to each of the conductive units through a patterning process of the first electrode.
  • FIG. 2 One example of this is shown in FIG. 2. It can be seen that the first electrode patterned in FIG. 2 is composed of a conductive unit 1 and a conductive connection 2.
  • 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 emission 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 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 portion may be 1,000 k ⁇ or more. Specifically, the resistance of the conductive connection may be 1,000 kPa or more and 300,000 kPa or less.
  • 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 1,000 ⁇ or more, it is possible to effectively prevent the leakage current flows to the region having a short circuit defect.
  • the resistance from the energization part of the first electrode or the auxiliary electrode to the conductive unit may be 1,000 kPa or more and 300,000 kPa or less.
  • resistance between the different conductive units may be applied to the one conductive unit and a short circuit preventing portion contacting the auxiliary unit, an auxiliary electrode, a short circuit preventing portion contacting the other conductive unit, and the other conductive unit. It can mean resistance up to.
  • 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 auxiliary electrode of the present specification may have a structure including two or more branch points.
  • the branch point of the present specification may include three or more branches.
  • the auxiliary electrode is not provided with conductive lines that are not electrically connected to each other, and the auxiliary electrode may be provided in a form in which two or more conductive lines are in contact with each other. That is, the auxiliary electrode of the present specification is not provided in a stripe shape, but may be provided in a form including a region where at least two conductive lines cross each other.
  • the branch point of the present specification may mean a region in which the auxiliary electrodes are in contact with each other to form three or more branches. Through the branch points, the current of the auxiliary electrode may be dispersed and flow into the branches.
  • the auxiliary electrode may be disposed to be spaced apart from the conductive unit and have a net structure surrounding one or more of the conductive units.
  • the auxiliary electrode may include the conductive unit; And a region excluding the distal end portion of the conductive connection portion in contact with the auxiliary electrode.
  • the auxiliary electrode may not be provided on an area that prevents a short circuit from the conductive connection. That is, the auxiliary electrode should be spaced apart in an area where the length of the current flowing through the conductive connection is longer than the width in the vertical direction. This is because when the auxiliary electrode having a low resistance value is in contact with a region having a high resistance value, the resistance value is lowered and the short circuit prevention function is deteriorated.
  • 4 and 5 illustrate an example of a configuration in which the auxiliary electrode according to the exemplary embodiment of the present invention surrounds the conductive unit. 4 and 5, it can be seen that the auxiliary electrode is spaced apart from the conductive unit and is electrically connected only to one end of the conductive connection portion.
  • the auxiliary electrode When short-circuit defects occur in some local regions of the organic light emitting diode to which the short-circuit prevention function is applied, when the auxiliary electrode is provided in a stripe shape, the light emission intensity of the peripheral region where the short-circuit defect occurs may be lowered.
  • the current flows about 100 times as much as in the short-circuit defect region than in normal operation, and a large voltage drop occurs in the auxiliary electrode in the short-circuit region. That is, the entire organic light emitting device may be prevented from being driven by the short circuit prevention function.
  • a phenomenon may occur in which the periphery of the short circuit defect is darkened, resulting in a significant decrease in the merchandise.
  • the organic light emitting device of the present specification includes an auxiliary electrode having two or more branching points having three or more branches, so that a current can be dispersed in a wide area when a short circuit occurs. That is, by the auxiliary electrode of the present specification, the voltage drop (IR drop) generated in the auxiliary electrode of the short-circuit generating region is minimized, so that the light emission intensity of the entire organic light emitting diode can be uniform even when a short circuit occurs. have.
  • a short circuit occurs in a stripe auxiliary electrode (a) and a second short circuit in which an auxiliary electrode having two or more branch points according to an example of the present invention occurs (b).
  • X ⁇ means a leakage current when a short circuit occurs.
  • the auxiliary electrode of the present invention has a greater effect of distributing a current in a wider area when the short circuit occurs than the stripe-shaped auxiliary electrode.
  • the auxiliary electrode may have a resistance of 35 k ⁇ or less between adjacent branch points. Specifically, the auxiliary electrode may have a resistance of 18 k ⁇ or less between adjacent branch points. In addition, the resistance between the adjacent branches of the present specification may be 0 k ⁇ or more.
  • a distance between adjacent branch points of the auxiliary electrode may be 21 mm or less.
  • the distance between the branch points may be 0.2 mm or more and 21 mm or less.
  • a distance between adjacent branch points of the auxiliary electrode may be 10 mm or less, or 0.2 mm or more and 10 mm or less.
  • a distance between adjacent branch points of the auxiliary electrode may be 10 mm or less and a resistance between branch points may be 18 k ⁇ or less.
  • FIG. 7 the resistance between adjacent branch points of the auxiliary electrode is illustrated according to the exemplary embodiment of the present specification. Specifically, FIG. 7 illustrates an example of an adjacent branching point.
  • the organic light emitting device of the present specification can be confirmed through the following examples that luminance unevenness of 10% or more does not occur due to occurrence of a short circuit.
  • the distance between the adjacent branch points of the auxiliary electrode of the organic light emitting device according to the present specification and the resistance range between the branch points may be as follows.
  • 12 illustrates driving characteristics of the organic light emitting diode according to the present specification. 12 illustrates the brightness according to the operating voltage of the organic light emitting diode.
  • the operating voltage of the organic light emitting device is 6 V
  • the luminance is around 3000 nit
  • the brightness change of about 10% can be said to be around 2700 nit.
  • the operating voltage difference between 3000 nit and 2700 nit is 0.066 V.
  • the operating voltage difference at a change in brightness of 5% is 0.033 V.
  • a voltage drop of 0.066 V or less should be generated to realize luminance unevenness within 10% of normal operation.
  • the resistance between adjacent branch points of the auxiliary electrode connected to the short circuiting conductive unit should be 35 k ⁇ or less.
  • the width of the auxiliary electrode should be thickened to prevent voltage drop or the current should be distributed by other branch points before the length between the branch points exceeds 21 mm.
  • a voltage drop of 0.033 V or less should be generated to realize luminance unevenness within 5% of normal operation.
  • the resistance between adjacent branch points of the auxiliary electrode connected to the conductive unit having a short circuit should be 18 kV or less.
  • the width of the auxiliary electrode should be thickened to prevent voltage drop or the current should be distributed by other branch points before the length between the branch points exceeds 10 mm.
  • the sheet resistance of the auxiliary electrode may be 3 3 / ⁇ 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 unit.
  • 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
  • the metal auxiliary electrode may be used to compensate for the first electrode voltage difference of each organic light emitting diode.
  • the metal auxiliary electrodes may be made of conductive lines electrically connected to each other, such that the first electrode voltage difference of each organic light emitting diode may be virtually eliminated.
  • a short circuit prevention layer is provided between the first electrode and the auxiliary electrode, and the auxiliary electrode may be electrically connected to the conductive unit via the short circuit prevention layer. That is, the auxiliary electrode of the present specification may electrically connect the conductive unit via the short circuit prevention layer.
  • the short circuit prevention layer of the present specification may serve as a short circuit prevention function of the organic light emitting device.
  • 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 short circuit prevention layer of the present specification may be applied together with the conductive connection to perform a short circuit prevention function of the organic light emitting diode.
  • the organic light emitting device may perform a short circuit protection function alone.
  • 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 region of the conductive unit.
  • the resistance between the auxiliary electrode and the conductive unit electrically connected through the short circuit prevention layer due to the increase in resistance due to the short circuit prevention layer may be 1,000 kV 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 1,000 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 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 thickness direction resistance range may maintain a normal operating voltage when the organic light emitting device does not have a short circuit. In addition, even when the organic light emitting device has a short circuit within the thickness range and / or the resistance range, the organic light emitting device can operate within the normal range.
  • the resistance of the short circuit prevention layer may mean a resistance from the auxiliary electrode to the conductive connection part or the conductive unit.
  • 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 unit or the conductive unit.
  • 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 a thickness direction from the auxiliary electrode formed in one conductive unit to one conductive unit through a short circuit prevention layer. That is, the area of the short circuit prevention layer formed on one first electrode may mean an area overlapping with the area of the auxiliary electrode formed on the short circuit prevention layer.
  • the R cell-spl means resistance of the short circuit protection unit in one conductive unit.
  • the t slp may mean the thickness of the short circuit prevention layer. Alternatively, it may mean the shortest distance that electricity moves from the auxiliary electrode to the conductive connection or the conductive unit.
  • 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.
  • a spl (cm 2) may refer to the area of the short circuit prevention layer that overlaps the lower first electrode and the upper auxiliary electrode when the short circuit prevention layer is positioned between the first electrode and the auxiliary electrode.
  • a spl (cm 2) may be an area of the short circuit prevention layer overlapping the first electrode. have.
  • a spl (cm 2) is a short circuit in which the first electrode and the auxiliary electrode overlap at the same time. It can be the area of the prevention layer.
  • the volume resistivity ⁇ slp of the short circuit prevention layer formed in one conductive unit is the thickness direction resistance R cell-spl of the short circuit prevention layer in one conductive unit, and the auxiliary formed in one conductive unit. It can be determined by the area A spl through which the electricity can flow in the thickness direction up to one conductive unit through the short circuit prevention layer at the electrode and the thickness t slp of the short circuit prevention layer.
  • the volume resistivity of the short-circuit prevention layer may be 9 ⁇ cm or more and 8.1 ⁇ 10 10 ⁇ cm 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 of the short-circuit prevention layer is 1,000 kPa or more and 300,000 kPa or less, and the thickness of the short-circuit prevention layer is 1 nm or more and 10 m or less, and the area of one cell is 300 ⁇ 300 ⁇ m 2.
  • the area A spl through which the electricity flows in the thickness direction from the auxiliary electrode formed in the one cell to the first electrode of one cell through the short-circuit prevention layer is 1 of one cell area. It can be determined at the level of% to 30%.
  • the area A spl through which the auxiliary electrode formed in one cell 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 (0.3 cm ⁇ 0.3 cm 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), and zinc sulfide (ZnS) silicon dioxide (SiO 2 ) may be used.
  • ZrO 2 zirconium oxide
  • ITO indium tin oxide
  • ZnS zinc sulfide
  • 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 of the conductive unit may be the same as the sheet resistance of the first electrode or the conductive connecting portion.
  • 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.
  • 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 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 during short circuit generation 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 the respective conductive units are electrically connected by the conductive connection and / or the short circuit prevention layer, 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.
  • the organic material layer including the short circuit prevention unit, 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 is increased in inverse proportion to the smaller area of the light emitting layer.
  • 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 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 includes at least one light emitting layer, and includes 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] (PEDT), 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 provided in the non-light emitting region.
  • the insulating layer may insulate the short circuit prevention unit 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 include a light scattering layer.
  • the organic light emitting diode further includes a substrate on a surface facing the surface on which the organic material layer of the first electrode is provided, and light scattering provided between the substrate and the first electrode. It may further comprise a layer.
  • the light scattering layer may include a flat layer. According to the exemplary embodiment of the present specification, the flat layer may be provided between the first electrode and the light scattering layer.
  • the organic light emitting diode further includes a substrate on a surface opposite to a surface on which the organic material layer of the first electrode is provided, and faces a surface on which the first electrode of the substrate is provided.
  • the surface may further include a light scattering layer.
  • the light scattering layer or the light scattering layer is not particularly limited as long as it induces light scattering and improves the light extraction 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, one embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a substrate; Forming a first electrode on the substrate, the first electrode comprising two or more conductive units; Forming an auxiliary electrode spaced apart from the conductive unit, the auxiliary electrode including two or more branch points having three or more branches; 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 step of forming the first electrode may be to form the first electrode to include two or more conductive units and a conductive connection connected to each of the conductive units.
  • the forming of the auxiliary electrode may be to form an auxiliary electrode on one end of each conductive connection portion.
  • the method of manufacturing the organic light emitting diode may be provided between the first electrode and the auxiliary electrode between the forming of the first electrode and the forming of the auxiliary electrode.
  • the method may further include forming a short circuit prevention layer.
  • 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 1st electrode was formed using ITO on the board
  • Copper (Cu) was formed in the form of a mesh surrounding the light emitting region with a width of 20 ⁇ m and a thickness of 500 nm as an auxiliary electrode.
  • the spacing of the auxiliary electrodes was about 0.82 mm.
  • the conductive connection was 1560 ⁇ m in length, 20 ⁇ m in width, and the resistance of the conductive connection was manufactured to be 780 kPa or more.
  • the area of each conductive unit was made 0.56 mm 2 .
  • the number of conductive units of the organic light emitting device prepared above was 49 ⁇ 49 (2410).
  • the region where the metal auxiliary electrode was exposed and the region where the ITO was patterned and removed were insulated with a photosensitive insulating material.
  • an organic material layer including a light emitting layer and a second electrode were sequentially stacked to manufacture a white organic light emitting diode (OLED) having a light emitting region of 40 ⁇ 40 mm 2.
  • OLED organic light emitting diode
  • 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.
  • the material used in each of the stacking structures used was a material commonly used in the field of manufacturing white organic light emitting diodes (OLEDs), and the formation method thereof was also manufactured by applying a conventional method.
  • Example 2 The same condition as in Example 1 except that the auxiliary electrode was formed in parallel with a line width of 20 ⁇ m, and the auxiliary electrode connected in parallel with the metal line formed in the outer border region of 40 mm ⁇ 40 mm was formed in a stripe shape.
  • OLED white organic light emitting device
  • FIG. 8 illustrates a partial region of a state in which a first electrode and an auxiliary electrode are formed during a manufacturing process of an organic light emitting diode (OLED) manufactured according to Examples and Comparative Examples of the present specification.
  • the auxiliary electrode of the organic light emitting device (e) manufactured according to the comparative example was formed in a stripe shape, and the organic light emitting device (f) manufactured according to the embodiment formed the auxiliary electrode in a mesh form.
  • Figure 9 shows the state after causing a short-circuit defect in the organic light emitting device (OLED) manufactured according to the embodiment and the comparative example.
  • OLED organic light emitting device
  • the efficiency was 60 lm / W
  • the operating voltage was 6 V
  • the operating current density was about 3 mA / cm2 level.
  • conductive units were connected to one metal auxiliary electrode having a line width of 20 ⁇ m at intervals of about 850 ⁇ m, and the number of conductive units was 49 ⁇ 49 (2401 pieces).
  • the auxiliary electrode was Cu, was formed to have a width of 20 ⁇ m, a thickness of 500 nm, and a length of 40 mm.
  • FIG. 10 illustrates potentials of positions of the auxiliary electrodes when the organic light emitting diode according to the comparative example does not have a short circuit defect. That is, FIG. 10 illustrates that when a short circuit does not occur, current for operating the organic light emitting diode according to the comparative example is injected only at both ends of the auxiliary electrode, and the organic material layer and the second electrode through each conductive unit connected to the auxiliary electrode. The voltage of the auxiliary electrode for each conductive unit position when flowing to
  • the maximum voltage drop in the auxiliary electrode is a middle point of the organic light emitting element farthest from the corner point of the auxiliary electrode, and the voltage drop at the middle point of the organic light emitting element is about 0.009 V.
  • the voltage drop at the middle point of the organic light emitting element is about 0.009 V.
  • the 25th conductive unit has a short circuit fault from the corner point of the organic emissive element according to the comparative example, if the operating voltage is 6 V and the resistance of the conductive connection connected to the short circuited conductive unit is 780 kA, the amount of leakage current is 7.7 mA (6 V / 780 ⁇ ).
  • FIG. 11 illustrates potentials of respective positions of the auxiliary electrodes when a short circuit occurs in the organic light emitting diode according to the comparative example.
  • the voltage drop in the case of a short circuit occurs in the organic light emitting device according to the comparative example is about 0.13V, a voltage drop of about 10 times or more compared with normal operation.
  • the voltage between the first electrode and the second electrode has a value of about 0.13 V lower than the input voltage of 6 V in the region where the short circuit occurs, thereby reducing the current flowing through the organic material layer in the peripheral region of the short circuit occurrence point, thereby emitting light intensity. Resulted in lowering.

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Abstract

본 명세서의 일 구현예는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대항하여 구비된 제 2 전극; 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되는 보조 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극은 2 이상의 전도성 유닛을 포함하고, 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항은 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하이며, 상기 보조 전극은 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하고, 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 35 Ω 이하인 것인 유기발광소자를 제공한다.

Description

유기발광소자 및 이의 제조방법
본 명세서는 유기발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서는 2013년 4월 29일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0047429호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
유기 발광 현상이란 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 요인이 있는 경우, 즉 단락 결함이 발생한 경우에도 정상 범위에서 작동이 가능한 유기발광소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명자들은 단락 결함이 발생한 경우, 단락이 발생한 영역의 전압 강하(IR drop)으로 인하여 주변 영역의 발광 강도가 저하되는 현상을 방지하는 유기발광소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 구현예는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 보조 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 2 이상의 전도성 유닛을 포함하고, 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항은 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하이며,
상기 보조 전극은 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하고, 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 35 Ω 이하인 것인 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에 따른 유기발광소자에 따르면, 상기 전도성 유닛과 보조 전극 사이에 구비되는 단락 방지부를 더 포함하고, 상기 각각의 전도성 유닛은 상기 단락 방지부를 통하여 전류가 공급될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따른 유기발광소자에 따르면, 상기 제1 전극은 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 2 이상의 전도성 연결부를 더 포함하고, 상기 전도성 연결부들은 각각, 일 말단부가 상기 전도성 유닛에 전기적으로 연결되고, 타 말단부가 상기 보조 전극에 연결될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따른 유기발광소자에 따르면, 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 더 포함하고, 상기 보조 전극은 단락 방지층을 경유하여 상기 전도성 유닛을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 상기 유기발광소자의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 2 이상의 전도성 유닛을 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 전도성 유닛과 이격 배치되고, 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하는 보조 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및 상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 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.
또한, 본 명세서의 유기발광소자는 단락이 발생한 영역 주위의 발광 강도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 명세서의 일 구현예에 따른 패터닝된 제1 전극의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서의 전도성 연결부에 있어서, 길이와 폭의 하나의 예시를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 명세서의 일 구현예에 따른 보조 전극이 전도성 유닛을 둘러싸는 구성에 대한 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 보조 전극이 스트라이프 형상인 경우와, 본원 명세서의 일 예에 따른 2이상의 분지점을 갖는 보조 전극이 단락 발생한 경우의 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 명세서의 일 구현예에 따른 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 저항에 대한 일 예를 도시한 것이다.
도 8은 본 명세서의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(OLED)의 제조 과정 중, 제1 전극과 보조 전극이 형성된 상태의 일부 영역을 도시한 것이다.
도 9는 본 명세서의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(OLED)에 단락 결함을 유발한 후의 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 비교예에 따른 유기발광소자가 단락이 발생하지 않은 경우, 보조 전극의 위치별 전위를 나타낸 것이다.
도 11은 비교예에 따른 유기발광소자가 단락이 발생한 경우, 보조 전극의 위치별 전위를 나타낸 것이다.
도 12는 본 명세서에 따른 유기발광소자의 구동 특성을 나타낸 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 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 보조 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 2 이상의 전도성 유닛을 포함하고, 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항은 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하이며,
상기 보조 전극은 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하고, 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 35 Ω 이하인 것인 유기발광소자를 제공한다.
본 명세서의 상기 각각의 전도성 유닛은 단락 방지 기능을 갖는 영역을 거쳐 전류가 공급될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 전도성 유닛과 보조 전극 사이에 구비되는 단락 방지부를 더 포함하고, 상기 전도성 유닛과 보조 전극은 단락방지부를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지부는 전도성 연결부, 또는 단락 방지층, 또는 전도성 연결부와 단락 방지층으로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 1 ㎃/㎠ 내지 5 ㎃/㎠ 중 어느 한 값의 전류 밀도에서, 상기 단락 방지부는 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 PCTKR2014003066-appb-I000001
[식 2]
Figure PCTKR2014003066-appb-I000002
(상기 Vt(V)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고,
상기 Vo(V)는 단락 방지부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이며,
상기 It(mA)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고,
상기 Is(mA)는 단락 방지부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.)
상기 Vo(V)는 본 명세서의 단락 방지부만을 제외하고, 나머지 구성은 동일한 유기발광소자에서 단락 결함이 없는 경우의 작동 전압을 의미할 수 있다.
본 명세서의 상기 단락 방지부의 저항 또는 저항값은 단락 방지부의 일 말단부로부터 타 말단부까지의 저항을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 단락 방지부의 저항 또는 저항값은 전도성 유닛으로부터 보조 전극까지의 저항일 수 있다.
상기 식 1의 작동 전압 상승률 및 상기 식 2의 작동 전류 대비 누설 전류의 수치가 동시에 0.03 이하를 만족하는 상기 단락 방지부의 저항값을 도출하기 위한 과정은 하기와 같다.
단락 결함이 없는 상태에서 유기발광소자의 작동 전류(It)(mA)는 하기의 식으로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2014003066-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 PCTKR2014003066-appb-I000004
상기 Rcell-org(Ω)는 하나의 전도성 유닛에서의 유기물 저항(Ω)을 의미한다.
상기 단락 방지부를 포함하는 유기발광소자는 단락 방지부가 없는 경우에 비하여 작동 전압이 상승하게 된다. 그러므로, 단락 방지부를 적용하더라도, 단락 방지부에 의한 유기발광소자의 효율 저하가 크지 않도록 조절할 필요가 있다.
유기발광소자의 정상 작동 상태에서 단락 방지부가 추가되어 발생하는 작동 전압 상승률은 하기의 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2014003066-appb-I000005
상기 식 1에서, 상기 Vt(V)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고, 상기 Vo(V)는 단락 방지부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이다.
상기 작동 전압 상승률((Vt-Vo)/Vo)은 하기의 식으로 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2014003066-appb-I000006
상기 Rcell-spl은 1개의 전도성 유닛에서의 단락 방지부의 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 PCTKR2014003066-appb-I000007
단락 방지부가 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 PCTKR2014003066-appb-I000008
Figure PCTKR2014003066-appb-I000009
즉, 단락 방지부가 없는 유기발광소자에서 일부 영역에 단락이 발생하는 경우, Rorg-s의 값이 0에 가깝게 떨어지면서 설정된 모든 전류가 단락 영역(Is)으로 빠져나가게 된다. 그러므로, 단락방지부가 없는 유기발광소자의 경우, 단락이 발생하면 정상적인 유기물층으로 전류가 흐르지 않으므로 유기발광소자는 발광하지 않는다.
상기 단락 방지부가 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 PCTKR2014003066-appb-I000010
또한, 상기 단락 방지부가 구비된 유기발광소자의 경우, 단락 발생 지점으로 흐르는 누설 전류는 하기와 같이 구할 수 있다.
Figure PCTKR2014003066-appb-I000011
그러므로, 본 명세서의 상기 단락 방지부가 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 단락 방지부가 구비된 유기발광소자의 작동 전류(It) 대비 누설 전류(Is) 수치는 하기의 식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2014003066-appb-I000012
상기 식 2에서, It(mA)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고, 상기 Is(mA)는 단락 방지부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.
나아가, 상기 단락 방지부가 구비된 유기발광소자의 작동 전류(It) 대비 누설 전류(Is)의 적절한 수치 범위는 하기의 식을 통하여 구할 수 있다.
Figure PCTKR2014003066-appb-I000013
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지부는 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 방지부는 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, 하나의 상기 전도성 유닛과 다른 전도성 유닛 간의 저항은 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 저항 값은 하나의 전도성 유닛에서부터 상기 단락 방지부를 거쳐 인접하는 다른 전도성 유닛까지의 저항을 의미할 수 있다. 즉, 상기 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항이 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하인 것은, 각각의 전도성 유닛이 단락 방지부와 전기적으로 접하고, 이에 의하여 전류를 공급받는 것을 의미한다.
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 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자의 전류 흐름은 보조 전극, 단락 방지층, 전도성 유닛, 유기물층, 제2 전극으로 흐를 수 있으며, 이의 역방향으로 흐를 수 있다. 또는, 상기 유기발광소자의 전류흐름은 보조 전극, 전도성 연결부, 전도성 유닛, 유기물층, 제2 전극으로 흐를 수 있으며, 이의 역방향으로 흐를 수 있다. 또는, 상기 유기발광소자의 전류흐름은 보조 전극, 단락 방지층, 전도성 연결부, 전도성 유닛, 유기물층, 제2 전극으로 흐를 수 있으며, 이의 역방향으로 흐를 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 각각의 상기 전도성 유닛은 상기 단락 방지부를 통하여 상기 보조 전극으로부터 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 단락 방지부 및/또는 보조 전극이 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 단락 방지부는 상기 유기발광소자의 비발광 영역에 위치할 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, 상기의 전도성 유닛 간의 저항으로 확인할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 하나의 전도성 유닛으로부터 이웃하는 다른 하나의 전도성 유닛까지의 저항은 상기 단락 방지부 저항의 2배 이상일 수 있다. 예를들어, 어느 하나의 전도성 유닛과 이에 이웃하는 또 다른 전도성 유닛 간의 통전 경로가 오로지 단락 방지부 및 보조 전극을 통하여 이루어지는 경우, 전도성 유닛과 이에 인접하는 전도성 유닛은 보조 전극 및 단락 방지부를 2번 거치게 된다. 그러므로, 보조 전극의 저항값을 무시하더라도, 전도성 유닛 간의 저항은 적어도 단락 방지부의 2배의 저항값을 가질 수 있다.
즉, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 각각의 전도성 유닛으로부터 보조 전극까지의 저항은 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 유닛은 서로 이격되어 배치되지 않고, 전도성 유닛 간에 직접 전기적으로 연결되는 경우, 상기 직접 연결되는 영역의 저항값은 상기 단락 방지부의 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 전도성 유닛은 서로 이격되어 전기적으로 분리되어 있을 수 있으며, 각각의 전도성 유닛은 상기 단락 방지부를 통하여 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 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 단락 방지 기능을 포함하는 전도성 연결부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 2 이상의 전도성 연결부를 더 포함하고, 상기 전도성 연결부들은 각각 일 말단부가 상기 전도성 유닛에 전기적으로 연결되고, 타 말단부가 상기 보조 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 연결부는 길이와 폭의 비가 10:1 이상인 영역을 포함할 수 있다.
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.
또는, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극은 단락 방지 기능을 포함하는 전도성 연결부 및 상기 2 이상의 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는 제1 전극의 통전부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 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.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극의 통전부 또는 보조 전극은 상기 전도성 유닛과 이격되어 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.
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 상기 전도성 유닛은 상기 제1 전극의 패터닝 과정을 통하여 제1 전극의 통전부 및 전도성 연결부에 의하여 물리적으로 연결된 형태를 가지며 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 이에 대한 하나의 예시를 도 1에 도시하였다. 도 1에서, 패터닝된 제1 전극이 전도성 유닛(1) 및 전도성 연결부(2)를 포함하고, 패터닝된 제1 전극이 제1 전극의 통전부(4)로 물리적으로 연결되는 일 예를 도시하였다.
본 명세서의 각각의 상기 전도성 유닛은 상기 보조 전극으로부터 상기 전도성 연결부를 통하여 전류를 공급받을 수 있다. 또는, 상기 전도성 유닛은 상기 보조 전극, 및 상기 제1 전극의 통전부를 통하여 전류를 공급받을 수 있다.
본 명세서의 상기 전도성 연결부는 상기 제1 전극의 패터닝 과정을 통하여, 각각의 상기 전도성 유닛과 연결되는 형태로 패터닝될 수 있다. 이에 대한 하나의 예시를 도 2에 도시하였다. 도 2에서 패터닝된 제1 전극은 전도성 유닛(1) 및 전도성 연결부(2)로 구성됨을 알 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 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 방출 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, 상기 전도성 연결부의 저항은 하기 식 3을 만족할 수 있다.
[식 3]
(전도성 연결부의 길이 ÷ 전도성 연결부의 폭) × 전도성 연결부의 면저항 ≥ 1,000 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 1,000 Ω이상일 수 있다. 구체적으로 상기 전도성 연결부의 저항은 1,000 Ω이상 300,000 Ω이하일 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 1,000 Ω 이상인 경우, 단락 결함이 있는 영역으로 누설 전류가 흐르는 것을 효과적으로 막을 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극의 통전부 또는 상기 보조 전극으로부터 상기 전도성 유닛까지의 저항은 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항은 상기 하나의 전도성 유닛과 이에 접하는 단락 방지부, 보조 전극, 다른 하나의 전도성 유닛에 접하는 단락 방지부 및 상기 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 상기 보조 전극은 2 이상의 분지점을 포함하는 구조일 수 있다. 본 명세서의 상기 분지점은 3 이상의 분지를 포함할 수 있다. 상기 보조 전극은 서로 전기적으로 연결되지 않는 전도성 라인으로 구비된 것이 아니며, 상기 보조 전극은 2 이상의 전도성 라인이 일부 접하는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 보조 전극은 스트라이프 형상으로 구비되는 것이 아니며, 적어도 2 개의 전도성 라인이 서로 교차하는 영역을 포함하는 형태로 구비될 수 있다.
본 명세서의 상기 분지점은 보조 전극이 서로 접하여, 3 이상의 분지를 형성하는 영역을 의미할 수 있으며, 상기 분지점을 통하여, 보조 전극의 전류가 분지로 분산하여 흐를 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 전도성 유닛과 이격 배치되고, 1 이상의 상기 전도성 유닛을 둘러싸는 그물망 구조로 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 전도성 유닛; 및 상기 보조 전극과 접하는 상기 전도성 연결부의 말단부를 제외한 영역;과 이격 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극은 상기 전도성 연결부의 단락 방지 기능을 하는 영역 상에 구비될 수 없다. 즉, 상기 보조 전극은 전도성 연결부의 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역에는 이격 배치되어야 한다. 이는 저항값이 높은 영역에 저항값이 낮은 보조 전극이 접하는 경우, 저항값이 낮아지게 되어 단락 방지 기능이 저하되기 때문이다.
도 4 및 도 5에서는 본 명세서의 일 구현예에 따른 보조 전극이 전도성 유닛을 둘러싸는 구성에 대한 일 예를 도시 하였다. 도 4 및 5에서 알 수 있듯이, 상기 보조 전극은 전도성 유닛과 이격되고, 상기 전도성 연결부의 일 말단부에만 전기적으로 연결되고 있는 것을 알 수 있다.
단락 방지 기능이 적용된 유기발광소자의 일부 국소한 영역에 단락 결함이 발생한 경우, 보조 전극이 스트라이프 형태로 구비되면, 단락 결함이 발생한 주변 영역의 발광 강도가 낮아질 수 있다. 이는 단락 결함이 발생한 영역으로 정상 작동시보다 약 100여배의 많은 전류가 흐르게 되면서, 단락 결함이 발생한 영역의 보조 전극에 큰 폭의 전압 강하(IR drop) 현상이 발생하게 된다. 즉, 단락 방지 기능에 의하여 유기발광소자 전체가 구동되지 않는 것을 방지할 수 있으나, 단락 결함이 발생한 영역 주위가 어두워지는 현상이 발생하여, 상품성이 크게 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
그러므로, 본 명세서의 상기 유기발광소자는 보조 전극을 3 이상의 분지를 갖는 2 이상의 분지점을 포함하도록 하여, 단락이 발생한 경우에 넓은 영역으로 전류를 분산할 수 있도록 하였다. 즉, 본 명세서의 상기 보조 전극에 의하여, 단락 발생 영역의 보조 전극에 발생하는 전압 강하(IR drop)을 최소한으로 하여, 단락이 발생한 경우에도 전체 유기발광소자의 발광 강도가 균일할 수 있도록 할 수 있다.
도 6에서는 스트라이프 형상의 보조 전극에 단락이 발생한 경우(a)와, 본원 발명의 일 예에 따른 2 이상의 분지점을 갖는 보조 전극이 단락 발생한 경우(b)를 비교한 것이다. 도 6에서 X ㎃는 단락 발생시의 누설 전류를 의미한다. 도 6에서 알 수 있듯이, 단락이 발생한 경우, 스트라이프 형상의 보조 전극에 비하여 본원 발명의 보조 전극이 단락 발생시 전류를 넓은 영역으로 분산할 수 있는 효과가 큰 것을 알 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극은 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 35 Ω 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극은 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 18 Ω 이하일 수 있다. 또한, 본 명세서의 인접하는 상기 분지점 간의 저항은 0 Ω 이상일 수 있다.
또는, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 21 ㎜이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 분지점 간의 거리는 0.2 ㎜ 이상 21 ㎜ 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 10 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하일 수 있다.
나아가, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 10 ㎜ 이하 및 분지점 간의 저항이 18 Ω 이하일 수 있다.
본 명세서의 상기 보조 전극의 분지점 간의 저항 및/또는 분지점 간의 거리가 상기 범위 내인 경우, 단락 발생시 전류의 분산이 용이하게 되어, 전압 강하(IR drop)을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 이에 대한 보다 구체적인 효과는 하기 기술하는 실시예 및 비교예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있다.
도 7에서는 본 명세서의 일 구현예에 따른, 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 저항에 대하여 예시하였다. 구체적으로, 도 7은 인접하는 분지점에 대한 예시를 한 것으로서, 인접하는 분지점 간의 저항을 측정을 하는 경우에는 인접하는 분지점 사이에 우회 가능한 보조 전극은 모두 제외한 상태에서 측정하는 것이 바람직하다.
본 명세서의 유기발광소자는 단락 발생에 의하여 10 %이상의 휘도 불균일이 일어나지 않는 것을 하기의 실시예를 통하여 확인할 수 있다.
본 명세서에 따른 유기발광소자의 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 및 분지점 간의 저항 범위는 하기와 같을 수 있다.
도 12는 본 명세서에 따른 유기발광소자의 구동 특성을 나타낸 것이다. 도 12는 상기 유기발광소자의 작동 전압에 따른 밝기를 나타낸 것이다.
상기 유기발광소자의 작동 전압이 6 V인 경우에 휘도는 3000 nit 내외이며, 10 %의 밝기 변화는 2700 nit 내외라고 할 수 있다. 나아가, 3000 nit 와 2700 nit와의 작동 전압 차이는 0.066 V이다. 또한, 5 %의 밝기 변화시의 작동 전압 차이는 0.033 V이다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자가 단락 되었을 경우, 정상 작동시의 10 % 이내의 휘도 불균일을 실현하기 위해서는 0.066 V 이하의 전압 강하가 발생하여야 한다. 상기 0.066 V 이하의 전압 강하만을 발생하도록 하기 위해서는 단락이 발생한 전도성 유닛에 연결된 보조 전극의 인접한 분지점 간의 저항이 35 Ω이하가 되어야 한다. 또는, 상기 보조 전극의 폭을 두껍게 하여 전압강하를 방지하거나, 상기 분지점 간의 길이가 21 ㎜ 를 초과하기 전에 다른 분지점에 의하여 전류가 분산되도록 하여야 한다.
또한, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자가 단락 되었을 경우, 정상 작동시의 5 % 이내의 휘도 불균일을 실현하기 위해서는 0.033 V 이하의 전압 강하가 발생하여야 한다. 상기 0.033 V 이하의 전압 강하만을 발생하도록 하기 위해서는 단락이 발생한 전도성 유닛에 연결된 보조 전극의 인접한 분지점 간의 저항이 18 Ω이하가 되어야 한다. 또는, 상기 보조 전극의 폭을 두껍게 하여 전압강하를 방지하거나, 상기 분지점 간의 길이가 10 ㎜ 를 초과하기 전에 다른 분지점에 의하여 전류가 분산되도록 하여야 한다.
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 유닛으로 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 투명전극이고, 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. 나아가, 상기 금속 보조 전극은 서로 전기적으로 연결된 전도성 라인으로 이루어져, 각 유기발광소자의 제1 전극 전압차를 거의 없도록 할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 포함하고, 상기 보조 전극은 단락 방지층을 경유하여 상기 전도성 유닛과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 보조 전극은 단락 방지층을 경유하여 상기 전도성 유닛을 전기적으로 연결할 수 있다. 본 명세서의 상기 단락 방지층은 상기 유기발광소자의 단락 방지 기능을 할 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 상기 단락 방지층은 상기 전도성 연결부와 함께 적용되어 상기 유기발광소자의 단락 방지 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 전도성 연결부가 없는 경우에도 단독으로 상기 유기발광소자의 단락 방지 기능을 수행할 수 있다.
본 명세서의 상기 단락 방지층은 상기 제1 전극의 통전부 상에 구비될 수 있다. 또는, 상기 제1 전극이 2 이상의 전도성 유닛만으로 이루어진 경우, 상기 단락 방지층은 상기 전도성 유닛의 일 영역에 접하여 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층으로 인한 저항 증가로 인하여, 상기 단락 방지층을 경유하여 전기적으로 연결되는 상기 보조 전극과 상기 전도성 유닛 간의 저항은 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하일 수 있다. 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 보조 전극으로부터 제1 전극까지의 저항은 1,000 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.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 두께 범위 및/또는 상기 두께 방향 저항 범위 내에서 단락 방지층은 유기발광소자가 단락이 발생하지 않은 경우에 정상적인 작동 전압을 유지할 수 있다. 또한, 상기 두께 범위 및/또는 상기 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 연결부 또는 전도성 유닛까지의 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 연결부 또는 전도성 유닛까지 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 PCTKR2014003066-appb-I000014
상기 Aspl(㎠)는 하나의 전도성 유닛에 형성된 보조 전극에서 단락 방지층을 통해 1개의 전도성 유닛까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적을 의미한다. 즉, 하나의 제1 전극 상에 형성된 단락 방지층의 면적 중에서, 단락 방지층 상부에 형성된 보조 전극의 면적과 겹치는 면적을 의미할 수 있다.
상기 Rcell-spl은 1개의 전도성 유닛에서의 단락 방지부의 저항(Ω)을 의미한다.
상기 tslp(㎛)는 단락 방지층의 두께를 의미할 수 있다. 또는, 보조 전극으로부터 전도성 연결부 또는 전도성 유닛까지 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.
구체적으로, Aspl(㎠)는 단락 방지층이 제1 전극과 보조 전극 사이에 위치하는 경우, 하부의 제1 전극과 상부의 보조 전극에 동시에 겹쳐지는 단락 방지층의 면적을 의미할 수 있다. 일 예로, 제1 전극 상에 단락 방지층 전체 하부면이 접하여 형성되고, 상기 단락 방지층 상부 전체면에 보조 전극이 접하여 형성된 경우, Aspl(㎠)는 제1 전극과 겹치는 단락 방지층의 면적이 될 수 있다. 또 하나의 일 예로, 제1 전극 상에 단락 방지층 전체 하부면이 접하여 형성되고, 상기 단락 방지층 일부 상부면에 보조 전극이 형성된 경우, Aspl(㎠)는 제1 전극과 보조 전극이 동시에 겹치는 단락 방지층의 면적이 될 수 있다.
상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 하나의 전도성 유닛에 형성된 단락 방지층의 체적 저항률(ρslp)은 하나의 전도성 유닛에서의 단락 방지층의 두께 방향 저항(Rcell-spl), 하나의 전도성 유닛에 형성된 보조 전극에서 단락 방지층을 통해 1개의 전도성 유닛까지 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 체적저항률은 9 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 저항의 범위는 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하이고, 상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하이며, 하나의 셀의 면적은 300 × 300 ㎛2 내지 3 × 3 ㎜2인 경우, 상기 하나의 셀에 형성된 보조전극에서 단락 방지층을 통해 1개 셀의 제1 전극까지 두께 방향으로 전기가 흐를 수 있는 면적(Aspl)은 하나의 셀 면적의 1 % 내지 30 % 수준에서 결정될 수 있다. 그러므로, 상기 하나의 셀에 형성된 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 PCTKR2014003066-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) 및 아연 황화물(ZnS) 실리콘 이산화물(SiO2)로 이루어진 군에서 선택되는 2 이상의 혼합물을 사용할 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 상기 전도성 유닛 및 상기 전도성 연결부는 제1 전극의 패터닝에 의하여 형성되는 것이기 때문에, 상기 전도성 유닛의 면저항은 상기 제1 전극 또는 상기 전도성 연결부의 면저항과 동일할 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 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 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 폐쇄도형의 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 방생시의 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 연결부 및/또는 상기 단락 방지층에 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 단락 방지부에 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 유기발광소자에 따르면, 상기 단락 방지부, 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 전류 밀도에서 작동하는 경우, 저항값은 발광층의 면적이 작아질수록 이에 반비례하여 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 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 실시예에 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 적어도 1층 이상의 발광층을 포함하고, 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 실시예에 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](PEDT), 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 구비된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 절연층은 상기 단락 방지부 및 보조 전극을 상기 유기물층과 절연시키는 것일 수 있다.
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 광산란층을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 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 유기발광소자는 상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 기판을 더 포함하고, 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면에 대향하는 면에 광산란층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광산란층 또는 광산란층은 광산란을 유도하여, 상기 유기발광소자의 광추출 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, 본 명세서의 일 구현예는 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 2 이상의 전도성 유닛을 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 전도성 유닛과 이격 배치되고, 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하는 보조 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 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 포함하도록 제1 전극을 형성하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 각각의 전도성 연결부의 일 말단부 상에 보조 전극을 형성하는 것일 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 유기발광소자의 제조방법은 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 유기발광소자는 색온도 2,000 K 이상 12,000 K 이하의 백색광을 발광할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 출원에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[실시예]
기판 상에 ITO를 사용하여 제1 전극을 형성하여 전체 발광 면적을 40 × 40 ㎜2로 제조하였고, 이 때 ITO의 면저항은 10 Ω/□이었다. 보조 전극으로서 구리(Cu)를 폭 20 ㎛, 두께 500 ㎚로 발광 영역을 둘러싸는 그물망 형태로 형성하였다. 또한, 보조 전극의 간격은 약 0.82 ㎜로 제작하였다. 또한, 전도성 연결부는 길이 1560 ㎛, 폭 20 ㎛이었고, 전도성 연결부의 저항은 780 Ω이상이 되도록 제조하였다. 또한, 각각의 전도성 유닛의 면적은 0.56 ㎜2로 제조하였다. 상기 제조된 유기발광소자의 전도성 유닛의 수는 49 × 49 (2410 개) 이었다. 상기 제조된 유기발광소자에서, 발광영역에 해당하는 ITO 영역을 제외한, 금속 보조 전극이 노출된 영역과 ITO가 패터닝되어 제거된 영역은 감광성 절연물질로 절연하였다.
나아가, 발광층을 포함한 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 적층하여, 40 × 40 ㎟의 발광 영역을 갖는 백색 유기발광소자(OLED)를 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 유기발광소자(OLED)의 제조분야에서 통상적으로 사용되는 소재를 사용하였고, 그 형성방법 역시 통상적으로 사용되는 방식을 적용하여 제조하였다.
[비교예]
보조 전극이 선폭 20 ㎛ 두께로 평행하게 형성되고, 40 ㎜ × 40 ㎜의 바깥쪽 테두리 영역에 형성된 금속선과 병렬형태로 연결되어 있는 보조 전극이 스트라이프 형태로 형성된 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 백색 유기 발고광소자(OLED)를 제조하였다.
도 8은 본 명세서의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(OLED)의 제조 과정 중, 제1 전극과 보조 전극이 형성된 상태의 일부 영역을 도시한 것이다. 도 8에서는, 상기 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(e)의 보조 전극을 스트라이프 형태로 형성하였고, 상기 실시예에 따라 제조된 유기발광소자(f)는 그물망 형태로 보조 전극을 형성하였다.
또한, 도 9는 상기 실시예 및 상기 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(OLED)에 단락 결함을 유발한 후의 상태를 나타낸 것이다. 도 9에서 알 수 있듯이, 비교예에 따라 제조된 유기발광소자(g)는 단락이 발생한 영역의 주변부가 전압 강하(IR drop) 현상에 의하여 발광 강도가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. 이에 반하여, 상기 실시예에 의하여 제조된 유기발광소자(h)는 단락이 발생한 영역만이 발광을 하지 않고, 단락이 발생한 영역의 주변부의 발광 강도가 저하되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
비교예에 따라 제조된 유기발광소자의 경우, 효율은 60 lm/W 급으로서, 작동 전압은 6 V, 작동 전류 밀도는 약 3 ㎃/㎠ 수준이었다. 또한, 선폭이 20 ㎛인 하나의 금속 보조 전극에 약 850 ㎛ 간격으로 전도성 유닛이 연결되어 있으며, 전도성 유닛의 수는 49 × 49 (2401개)이었다. 나아가, 단락 결함이 발생하지 않은 상태에서, 하나의 전도성 유닛에서 제2 전극을 통하여 흐르는 전류의 양은 (4㎝ × 4 ㎝ × 3 ㎃/㎠)/2401 = 0.02 ㎃ 로 계산될 수 있다. 비교예에 따라 제조된 유기발광소자는 보조 전극이 Cu이고, 폭 20 ㎛, 두께 500 ㎚, 40 ㎜ 길이로 형성되며, 보조 전극의 양 끝 저항은 67 Ω이었다.
도 10은 비교예에 따른 유기발광소자가 단락 결함이 발생하지 않은 경우에 보조 전극의 위치별 전위를 나타낸 것이다. 즉, 도 10은 단락이 발생하지 않는 경우, 비교예에 따른 유기발광소자의 작동을 위한 전류가 보조 전극의 양 끝단에서만 주입되고, 보조 전극에 연결되어 있는 각 전도성 유닛을 통하여 유기물층과 제2 전극으로 흐르는 경우의 전도성 유닛 위치별 보조 전극의 전압이다.
도 10에서 알 수 있듯이, 보조 전극에서 전압강하가 최대로 일어나는 위치는 보조 전극의 모서리 지점에서 가장 멀리 떨어진 유기발광소자의 중간 지점으로서, 유기발광소자의 중간 지점에서의 전압 강하는 약 0.009 V임을 알 수 있었다.
비교예에 따른 유기 발과소자의 모서리 지점으로부터 25번째 전도성 유닛이 단락 결함이 발생한 경우, 작동 전압이 6 V이고, 단락이 발생한 전도성 유닛에 연결된 전도성 연결부의 저항이 780 Ω이라면, 누설 전류의 양은 7.7 ㎃ (6 V / 780 Ω)이 된다.
도 11은 비교예에 따른 유기발광소자가 단락이 발생한 경우, 보조 전극의 위치별 전위를 나타낸 것이다. 도 11에서 알 수 있듯이, 비교예에 따른 유기발광소자가 단락이 발생한 경우의 전압 강하는 약 0.13 V로서, 정상 작동시에 비하여 약 10배 이상의 전압 강하가 발생하였다. 이로 인하여 단락이 발생한 영역에서, 제1 전극 과 제2 전극의 전압은 입력 전압인 6 V보다 약 0.13 V 낮은 값을 갖게 되고, 이에 따라 단락 발생 지점의 주변 영역의 유기물층에 흐르는 전류도 줄어들어 발광강도가 낮아지는 결과가 초래되었다.
[부호의 설명]
1: 전도성 유닛
2: 전도성 연결부
3: 보조 전극
4: 제1 전극의 통전부

Claims (38)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비된 1층 이상의 유기물층; 및
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 보조 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 2 이상의 전도성 유닛을 포함하고, 서로 다른 상기 전도성 유닛 간의 저항은 2,000 Ω 이상 600,000 Ω 이하이며,
    상기 보조 전극은 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하고, 인접하는 상기 분지점 간의 저항이 35 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극은 각각의 상기 전도성 유닛과 이격 배치되고, 1 이상의 상기 전도성 유닛을 둘러싸는 그물망 구조로 구비되는 것인 유기발광소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 21 ㎜ 이하인 것인 유기발광소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 거리는 10 ㎜ 이하 또는 상기 보조 전극의 인접하는 분지점 간의 저항은 18 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 유닛은 각각 전기적으로 병렬 연결된 것인 유기발광소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 상기 전도성 유닛과 보조 전극 사이에 구비되는 단락 방지부를 더 포함하고,
    상기 전도성 유닛과 보조 전극은 단락 방지부를 통하여 전기적으로 연결되는 것인 유기발광소자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단락 방지부는 전도성 연결부, 또는 단락 방지층, 또는 전도성 연결부와 단락 방지층으로 이루어지는 것인 유기발광소자.
  8. 청구항 6에 있어서,
    1 ㎃/㎠ 내지 5 ㎃/㎠ 중 어느 한 값의 전류 밀도에서, 상기 단락 방지부는 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 PCTKR2014003066-appb-I000016
    [식 2]
    Figure PCTKR2014003066-appb-I000017
    (상기 Vt(V)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이고,
    상기 Vo(V)는 단락 방지부가 적용되지 않고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전압이며,
    상기 It(mA)는 단락 방지부가 적용되고 단락 결함이 없는 유기발광소자의 작동 전류이고,
    상기 Is(mA)는 단락 방지부가 적용되고 어느 하나의 전도성 유닛에 단락 결함이 있는 유기발광소자에서의 누설 전류이다.)
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전도성 유닛으로부터 보조 전극까지의 저항은 1,000 Ω 이상 300,000 Ω 이하인 것인 유기발광소자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 2 이상의 전도성 연결부를 더 포함하고,
    상기 전도성 연결부들은 각각, 일 말단부가 상기 전도성 유닛에 전기적으로 연결되고, 타 말단부가 상기 보조 전극에 연결되는 것인 유기발광소자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 전도성 유닛; 및 상기 보조 전극과 접하는 상기 전도성 연결부의 말단부를 제외한 영역과 이격 배치된 것인 유기발광소자.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 전도성 연결부는 길이와 폭의 비가 10:1 이상인 영역을 포함하는 것인 유기발광소자.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 전도성 연결부의 저항은 하기 식 3을 만족하는 것인 유기발광소자:
    [식 3]
    (전도성 연결부의 길이 ÷ 전도성 연결부의 폭) × 전도성 연결부의 면저항 ≥ 1,000 Ω
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 전도성 연결부를 전기적으로 연결하는 제1 전극의 통전부를 더 포함하고,
    상기 보조 전극은 상기 제1 전극의 통전부를 통하여 상기 전도성 연결부와 전기적으로 연결되는 것인 유기발광소자.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 보조 전극 사이에 구비된 단락 방지층을 더 포함하고,
    상기 보조 전극은 단락 방지층을 경유하여 상기 전도성 유닛을 전기적으로 연결하는 것인 유기발광소자.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 단락 방지층은 보조 전극의 적어도 일 면에 접하여 구비되는 것인 유기발광소자.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 단락 방지층은 보조 전극이 형성되는 상면, 하면 또는 측면에 구비되는 것인 유기발광소자.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 단락 방지층의 두께는 1 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하인 것인 유기발광소자.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 단락 방지층의 체적저항률은 9 Ω㎝ 이상 8.1 × 1010 Ω㎝ 이하인 것인 유기발광소자.
  20. 청구항 15에 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.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 제1 전극이 구비되는 것인 유기발광소자.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 전도성 유닛의 면저항은 1 Ω/□ 이상인 것인 유기발광소자.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 서로 이격된 1,000개 이상의 상기 전도성 유닛을 포함하는 것인 유기발광소자.
  24. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극의 면저항은 3 Ω 이하인 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 유기물층은 적어도 1층 이상의 발광층을 포함하고, 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.
  28. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 유기발광소자의 비발광영역에 위치하는 것인 유기발광소자.
  29. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 색온도 2,000 K 이상 12,000 K 이하의 백색광을 발광하는 것인 유기발광소자.
  30. 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.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 광산란층은 평탄층을 포함하는 것인 유기발광소자.
  32. 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.
  33. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기발광소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자인 것인 유기발광소자.
  34. 청구항 1 내지 33 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  35. 청구항 1 내지 33 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 조명 장치.
  36. 청구항 1 내지 33 중 어느 한 항의 유기발광소자의 제조방법에 있어서,
    기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 2 이상의 전도성 유닛을 포함하는 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 전도성 유닛과 이격 배치되고, 3 이상의 분지를 갖는 분지점을 2 이상 포함하는 보조 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조방법.
  37. 청구항 36에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는 2 이상의 전도성 유닛 및 상기 전도성 유닛 각각에 연결된 전도성 연결부를 포함하도록 제1 전극을 형성하는 것인 유기발광소자의 제조방법.
  38. 청구항 36에 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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