KR102631169B1

KR102631169B1 - 전계 발광 조명장치

Info

Publication number: KR102631169B1
Application number: KR1020180173304A
Authority: KR
Inventors: 문영균; 이정은
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2024-01-29
Anticipated expiration: 2038-12-31
Also published as: CN111384114A; KR20200082585A; US20200214095A1; CN111384114B; US10764972B2

Abstract

본 출원은 전계발광 조명장치에 관한 것이다. 본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 기판, 라우팅 배선, 제1 단자, 보조 배선, 애노드 층, 보호막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 라우팅 배선은, 비 발광 영역에 배치되어 발광 영역을 둘러싼다. 제1 단자는, 라우팅 배선에서 비 발광 영역으로 연장된다. 보조 배선은, 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의한다. 애노드 층은, 라우팅 배선 및 보조 배선을 덮으며, 라우팅 배선과 보조 배선 사이에 배치된 다수 개의 연결 단자를 포함한다.

Description

전계 발광 조명장치{Electroluminance Lighting Device}

본 출원은 전계발광 조명장치에 관한 것이다. 특히, 본 출원은 유기발광 소자를 포함하며, 발광면 전체에 걸쳐 휘도를 균일하게 제공하는 전계 발광 조명장치에 관한 것이다.

최근, 유기 발광 소자의 많은 장점들을 바탕으로, 유기 발광 소자를 조명(Lighting)이나 표시장치(Display Device)의 광원으로 사용하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 면광원 및 점광원이 차량의 실내등, 또는 차량 외부의 전조등, 안개등, 후퇴등, 차폭등, 번호등, 후미등, 제동등, 방향지시등, 비상점멸표시등과 같은 차량의 조명장치에 적용되고 있다.

유기 발광 소자를 조명장치에 적용하는 경우, 사용 환경에 따라 외부에서 침투하는 수분, 산소 등에 대해 강건한 구조를 가져야 할 필요성이 있다. 또한, 전반사 등에 의하여 유기 발광 소자의 내부에서 광 손실이 발생하여 발광 효율이 높지 않은 문제점도 있다. 따라서, 유기 발광 소자를 조명장치에 적용하기 위해서는 외부 환경으로부터 소자를 보호하면서도 발광 효율 및 개구율을 향상시키는 구조적 개발이 필요하다.

더욱이 조명 장치는 사용 목적과 용도에 따라 크기가 개인 휴대용 플래쉬와 같이 작은 크기에서 옥외 간판용 백 라이트 패널과 같이 초대형까지 매우 다양하다. 소형 조명장치의 구조를 그대로 초대형 조명장치에 적용할 경우, 발광면 전체에서 휘도가 불균일하게 나타날 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자를 조명장치에 적용하기 위해서는 발광면이 커지더라도 휘도를 균일하게 제공할 수 있는 구조적 개발이 필요하다.

본 출원의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로써, 휘도 균일도가 향상된 전계발광 조명장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 출원의 다른 목적은 사용 수명 및 안정성을 향상하며, 휘도 균일도가 매우 높은 전계 발광 조명장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 기판, 라우팅 배선, 제1 단자, 보조 배선, 애노드 층, 보호막, 발광층 및 캐소드 층을 포함한다. 기판은, 발광 영역과 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한다. 라우팅 배선은, 비 발광 영역에 배치되어 발광 영역을 둘러싼다. 제1 단자는, 라우팅 배선에서 비 발광 영역으로 연장된다. 보조 배선은, 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의한다. 애노드 층은, 라우팅 배선 및 보조 배선을 덮으며, 라우팅 배선과 보조 배선 사이에 배치된 다수 개의 연결 단자를 포함한다. 보호막은, 애노드 층을 덮으며, 화소 영역에서 개구 영역을 노출한다. 발광층은, 보호막 위에서 발광 영역에 도포된다. 캐소드 층은, 보호막 및 발광층 위에 적층된다.

일례로, 연결 단자는, 제1 단자에서 멀어질수록 넓은 폭을 갖는다.

일례로, 연결 단자는, 동일한 폭을 갖되, 제1 단자에서 멀어질수록 분포 밀도가 높아지도록 배치된다.

일례로, 애노드 층은, 전원 배선, 제1 전극 및 연결 전극을 구비한다. 전원 배선은, 보조 배선과 면 접촉하며 덮는다. 제1 전극은, 전원 배선에 연결되며, 화소 영역 내에 형성된다. 연결 전극은, 제1 전극과 전원 배선을 연결하는 막대 모양을 갖는다.

일례로, 보호막은, 전원 배선 및 상기 연결 전극을 덮는다. 또한 보호막은, 제1 전극의 테두리를 덮으며 중앙 영역을 노출하여 개구 영역을 정의한다.

일례로, 개구 영역에서 순차 적층된 제1 전극, 발광층 및 캐소드 전극으로 발광 소자를 형성한다.

일례로, 캐소드 배선에서 비 발광 영역으로 연장된 제2 단자를 더 포함한다.

일례로, 제1 단자는, 기판의 길이 방향으로 긴 변에서 양측 단변의 중앙부에 하나씩 배치된다. 제2 단자는, 제1 단자의 양측변에 하나씩 배치된다.

일례로, 발광 소자가 형성된 발광 영역을 덮는 봉지층, 봉지층 위에 합착된 커버 필름, 그리고 봉지층과 커버 필름을 합착하는 접착층을 더 포함한다.

본 출원에 의한 전계발광 조명장치는, 라우팅 배선과 전원 배선이 전체적으로 연결되지 않고 패턴된 연결 단자를 통해 연결되는 새로운 구조를 갖는다. 또한, 연결 단자의 패턴 크기는 전원 공급단과의 거리에 따라 가변되는 특징을 가짐으로써, 거리에 따른 면 저항의 값을 균일하게 유지할 수 있다. 따라서, 따라서, 전원 공급단으로부터의 거리에 상관 없이 전류 배선으로 공급되는 전류 공급량을 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 발광 화소의 위치가 전원 공급단으로부터의 거리에 상관 없이 균일한 휘도를 제공하는 전계 발광 조명장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계발광 조명장치에서 라우팅 배선과 전원 배선을 연결하는 연결 단자의 구조를 보여주는 확대 평면도이다.
도 4는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전계발광 조명장치에서 라우팅 배선과 전원 배선을 연결하는 연결 단자의 구조를 보여주는 확대 평면도이다.

본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치를 보여주는 평면도이다. 도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치의 구조를 나타내는 것으로 도 1의 절취선 I-I'을 따라 자른 단면도이다. 이하에서는, 본 출원의 일 실시예에 따른 조명장치가 유기발광 조명장치(Organic Luminance Lighting Device)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치는 기판(SUB), 라우팅 배선(RT), 보조 배선(AL), 연결 단자(RC), 애노드 층(ANO), 캐소드 층(CAT), 발광 소자(ED), 제1 단자(AP), 제2 단자(CP), 봉지층(EN) 및 커버 필름(CF)을 포함한다.

기판(SUB)은 베이스 기판(또는 베이스 층)으로서, 플라스틱 재질 또는 유리 재질을 포함한다. 일 예에 따른 기판(SUB)은 불투명 또는 유색 폴리이미드(polyimide) 재질을 포함할 수 있다. 기판(SUB)은 플렉서블(flexible) 기판 혹은 강성(rigid) 기판일 수 있다. 예를 들어, 유리 재질의 플렉서블 기판(SUB)은 100마이크로미터 이하의 두께를 갖는 박형 유리 기판이거나, 기판 식각 공정에 의해 100마이크로미터 이하의 두께를 가지도록 식각된 유리 기판일 수 있다.

조명장치는 다양한 형태와 기능상의 목적에 적합한 특성을 가질 수 있다. 따라서, 기판(SUB)은 기능에 적합한 특성을 갖는것이 바람직하다. 예를 들어, 기판(SUB)을 불투명 재질로 형성하여 한쪽 방향으로만 빛을 제공하거나 투명 재질로 형성하여 양쪽 방향으로 빛을 제공할 수 있다. 일 예에 따른 기판(SUB)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률 반경으로 라운딩된 사각 형태, 적어도 6개의 변을 갖는 비 사각 형태 또는 둥근 원 형상을 가질 수 있다. 기판(SUB)은 조명장치의 형태와 크기를 결정하는 것으로, 기다란 직사각형, 정 사각형, 마름모형, 다각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다. 여기서는, 설명의 편의상 길이가 긴 직사각형의 형상으로 설명한다.

기판(SUB)은 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(IA)으로 구분될 수 있다. 발광 영역(AA)은 기판(SUB)의 중간 대부분에 마련되는 것으로, 조명용 빛을 출광하는 영역으로 정의될 수 있다. 일 예에 따른 발광 영역(AA)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률 반경을 가지도록 라운딩된 사각 형태, 또는 적어도 6개의 변을 갖는 비 사각 형태를 가질 수 있다. 발광 영역(AA)은 기판(SUB)과 동일한 형상을 가질 수 있으나, 반드시 그런 것은 아니며, 제조 목적 및/또는 기능상의 이유로 기판(SUB)과 다른 모양을 가질 수도 있다.

비 발광 영역(IA)은 발광 영역(AA)을 둘러싸도록 기판(SUB)의 가장자리 영역에 마련되는 것으로, 빛이 표시되는 않는 영역 또는 주변 영역으로 정의될 수 있다. 일 예에 따른 비 발광 영역(IA)은 기판(SUB)의 제1 가장자리에 마련된 제1 비 발광 영역(IA1), 제1 비 발광 영역(IA1)과 나란한 기판(SUB)의 제2 가장자리에 마련된 제2 비 발광 영역(IA2), 기판(SUB)의 제3 가장자리에 마련된 제3 비 발광 영역(IA3), 및 제3 비 발광 영역과 나란한 기판(SUB)의 제4 가장자리에 마련된 제4 비 발광 영역(IA4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 비 발광 영역(IA1)은 기판(SUB)의 상측(또는 하측) 가장자리 영역, 제2 비 발광 영역(IA2)은 기판(SUB)의 하측(또는 상측) 가장자리 영역, 제3 비 발광 영역(IA3)은 기판(SUB)의 좌측(또는 우측) 가장자리 영역, 그리고 제4 비 발광 영역(IA4)은 기판(SUB)의 우측(또는 좌측) 가장자리 영역일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.

기판(SUB) 전체 표면 위에는 버퍼막(BUF)이 도포되어 있다. 버퍼막(BUF)은 발광 소자(ED)로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지하기 위한 것이다. 일 예에 따른 버퍼막(BUF)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 및 실리콘 산질화막(SiON) 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막(BUF)은 유기 버퍼막과 무기 버퍼막이 적어도 2개 이상 적층된 구조를 가질 수도 있다.

라우팅 배선(RT)은 버퍼막(BUF) 위에서 기판(SUB)을 둘러싸듯이 배치된다. 예를 들어, 라우팅 배선(RT)은 제1 내지 제4 비 발광 영역(IA1~IA4)에 배치되며 발광 영역(AA)을 둘러싸는 폐곡선, 예를 들어 사각 띠와 같은 형상을 가질 수 있다. 라우팅 배선(RT)은 발광 영역(AA)에 전원을 공급하는 배선이다. 예를 들어, (+) 전압을 제공하는 배선일 수 있다.

라우팅 배선(RT)의 일측단에는 제1 단자(AP)가 형성되어 있다. 제1 단자(AP)는 (+) 전압을 제공 받기 위한 단자일 수 있다. 제1 단자(AP)는 기판(SUB)의 일측변에 배치될 수 있다. 또는 도 1과 같이 기판(SUB)에서 마주보는 양변에 하나씩 배치될 수 있다. 예를 들어, 일측변으로 길이가 긴 조명장치의 경우 (+) 전압을 공급받는 제1 단자(AP)는 길이 방향으로 양측변에 하나씩 배치되는 것이 바람직하다. 길이가 긴 조명 장치에서 한쪽 변에만 제1 단자(AP)가 배치될 경우, 제1 단자(AP)가 배치된 쪽에서 반대변으로 갈 수록 휘도가 급격히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

보조 배선(AL)은 버퍼막(BUF) 위의 발광 영역(AA)에 형성된다. 특히, 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내부에서 격자 모양 혹은 스트라이프(Strip) 형태로 배치된다. 도 1에서는 일정한 개구 면적을 갖는 그물망 형상을 갖는 경우로 도시하였으나, 이에 국한되지는 않는다. 보조 배선(AL)의 그물망 구조로 인해 격자 형상의 단일 화소 영역(P)을 정의한다. 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA) 내에서 균일한 전원 전압을 유지하도록 하기 위해 발광 영역(AA) 전체 면적에 걸쳐 균일하게 배치된다.

보조 배선(AL)은 라우팅 배선(RT)과는 물리적으로 분리되어 배치된다. 예를 들어, 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)과 같이 전도성이 우수한 금속 물질을 기판(SUB) 위에 증착한 후 패턴하여, 라우팅 배선(RT), 제1 단자(AP) 및 보조 배선(AL)을 형성할 수 있다. 이 때, 라우팅 배선(RT)과 제1 단자(AP)는 연결된 하나의 몸체를 이루도록 형성하고, 보조 배선(AL)은 라우팅 배선(RT)과 분리된 형상으로 형성할 수 있다.

라우팅 배선(RT), 제1 단자(AP) 및 보조 배선(AL)을 덮도록 기판(SUB) 위에 애노드 층(ANO)이 적층되어 있다. 애노드 층(ANO)은 라우팅 배선(RT), 제1 단자(AP) 및 보조 배선(AL)과 직접 면 접촉하며 덮는 구조를 갖는다. 애노드 층(ANO)은 라우팅 배선(RT)과 제1 단자(AP)의 측면과 상면을 완전히 덮어 이후 공정에서 손상되는 것을 방지할 수 있다.

애노드 층(ANO)은 발광 영역(AA)에서 보조 배선(AL)을 덮으며 전면 증착된다. 애노드 층(ANO)은 비 발광 영역(IA)에 배치된 라우팅 배선(RT)과 발광 영역(AA)에 배치된 보조 배선(AL)을 연결하는 구조를 갖는다. 특히, 라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL) 전체를 연결하지 않고, 부분적으로 패턴된 연결 단자(RC)를 통해 연결된 구조를 갖는다.

라우팅 배선(RT)은 비 발광 영역(IA)에서 발광 영역(AA)을 둘러싸는 사각형 띠 모양으로 배치되어 있다. 보조 배선(AL)은 라우팅 배선(RT)에서 일정 거리 이격된 발광 영역(AA)에서 그물망 형상으로 배치되어 있다. 도 1에서, 편의상 보조 배선(AL)은 중앙부의 확대도에만 도시하였다. 보조 배선(AL)은 전원 배선(PL)의 중앙부에 배치된 배선일 수 있다. 애노드 층(ANO)을 패턴하여 제1 전극(AE) 및 연결 전극(LE)을 형성할 때, 보조 배선(AL)을 덮는 부분이 전원 배선(PL)이 된다.

라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL)은 동일한 금속으로 동일한 층에 형성되지만, 물리적으로 일정 거리 이격된 구조를 갖는다. 하지만, 보조 배선(AL)은 라우팅 배선(RT)으로부터 구동 전압을 인가 받아야 한다. 따라서, 보조 배선(AL)은 라우팅 배선(RT)과 전기적으로 연결되어야 하는 데, 이들을 연결하는 구성 요소가 연결 단자(RC)이다.

특히, 연결 단자(RC)는 애노드 층(ANO)의 일부분으로 형성되는 특징이 있다. 즉, 애노드 층(ANO)을 라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL) 전체를 덮도록 형성하여 보조 배선(AL)을 라우팅 배선(RT)과 연결할 수 있다. 하지만, 이 경우, 제1 단자(AP)와 멀리 배치된 보조 배선(AL)에서는 전압 강하가 발생하여 발광 효율이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 본 출원에서는 보조 배선(AL)과 라우팅 배선(RT)을 연결하는 연결 단자(RC)의 저항을 위치에 따라 다르게 형성하는 특징이 있다.

예를 들어, 도 1에서와 같이 제1 단자(AP)와 가까이에 배치된 연결 단자(RC)는 멀리 배치된 연결 단자(RC)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 기판(SUB)의 길이 방향을 따라 라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL) 사이에는 연결 단자(RC)들이 배치되어 있다. 특히, 기판(SUB)의 길이 방향에서 제1 단자(AP)와 가까이 배치된 연결 단자(RC)는 중앙부에 배치된 연결 단자(RC)보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 일례로, 중앙부의 연결 단자(RC)의 폭이 제일 크고, 양 끝단으로 갈 수록 연결 단자(RC)의 폭은 점차 좁아질 수 있다. 연결 단자(RC)의 폭이 좁아지는 비율은 거리에 비례하여 줄어들 수도 있고, 지수 함수 비례적으로 줄어들 수도 있다.

도 2에 도시한 조명장치는 하부 발광형으로 애노드 층(ANO)은 광을 투과시킬 수 있는 투명 전도성 물질 또는 반투과 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 애노드 층(ANO)은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성할 수 있다. 다른 예로, 애노드 층(ANO)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금 등과 같은 반투과성 도전 물질을 포함할 수 있다.

보조 배선(AL)에 의해 구획된 단일 화소 영역(P) 내의 애노드 층(ANO)을 패턴함으로써 전원 배선(PL), 연결 전극(LE) 및 제1 전극(AE)이 형성되어 있다. 전원 배선(PL)은 보조 배선(AL)을 덮으며 발광 영역(AA) 전체에 걸쳐 연결된 구조를 갖는다. 제1 전극(AE)은 단일 화소 영역(P) 내에 형성된 다각형 모양의 패턴이다. 연결 전극(LE)은 제1 전극(AE)과 전원 배선(PL)을 연결하는 막대 형상의 연결부이다. 연결 전극(LE)은 전원 배선(PL)에서 제1 전극(AE)으로 전달되는 전원 전압의 전달 통로로서, 가는 형태로 형성됨에 따라 일종의 저항체 역할을 한다. 즉, 어느 한 단일 화소 영역(P)에 배치된 제1 전극(AE)에 단락이 발생할 경우, 고 저항체 기능을 하는 연결 전극(LE)이 끊어짐으로써, 단락 문제가 이웃하는 다른 단일 화소 영역(P)들로 전파되는 것을 방지한다.

애노드 층(ANO) 위에 보호막(PAS)이 적층되어 패턴되어 있다. 특히, 보호막(PAS)은 전원 배선(PL)과 연결 전극(LE)을 덮도록 형성되어 있으며, 제1 전극(AE)의 중앙 영역 대부분을 노출하는 형상을 갖는다. 도 1에서 점선으로 표시한 부분이 보호막(PAS)에 형성된 개구 영역(OP)을 의미한다. 즉, 보호막(PAS)은 제1 전극(AE)의 테두리 영역은 덮고 중앙 영역은 노출하여 발광 소자(ED)의 크기 및 형상을 정의한다. 단일 화소 영역(P) 내에 형성된 제1 전극(AE)에서 개방된 영역의 크기와 형상이 화소의 개구 영역(OP)(혹은 화소의 발광 영역)으로 정의될 수 있다. 본 출원서에서, "발광 영역(AA)"은 조명 장치 전체에서 빛을 제공하는 영역을 말하고, "개구 영역(OP)인 "화소의 발광 영역"은 단일 화소 영역 내에서 빛을 제공하는 영역을 의미한다.

보호막(PAS)은 비 발광 영역(IA)에도 도포되는 것이 바람직하다. 특히, 라우팅 배선(RT)에서 연장된 제1 단자(AP)를 덮는 애노드 층(ANO)을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 이후에 캐소드 층(CAT)이 적층되는데, 보호막(PAS)이 없으면,애노드 층(ANO)과 캐소드 층(CAT)이 직접 접촉하여 전체적으로 단락 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위해 이후에 캐소드 층(CAT)이 적층될 수 있는 부분에 형성된 애노드 층(ANO) 위에는 보호막(PAS)을 형성하는 것이 바람직하다.

단일 화소 영역(P) 내에서 화소의 발광 영역(OP)을 결정하는 보호막(PAS)이 형성된 기판(SUB) 위에 발광층(EL)이 도포되어 있다. 발광층(EL)은 발광 영역(AA) 전체에 걸쳐 일체형인 박막층으로 형성하는 것이 바람직하다. 일 예에 따른 발광층(EL)은 백색 광을 방출하기 위해 수직 적층된 2 이상의 발광부를 포함할 수 있다. 일 예에 따른 발광층(EL)은 제1 광과 제2 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하기 위한 제1 발광부와 제2 발광부를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 발광부는 제1 광을 방출하는 것으로 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 발광부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 발광부는 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 중 제1 광의 보색 관계를 갖는 제2 광을 방출하는 발광부를 포함할 수 있다.

캐소드 층(CAT)은 기판(SUB) 위에서 발광 영역(AA)을 덮도록 적층된다. 캐소드 층(CAT)은 발광 영역(AA)뿐 아니라 비 발광 영역(IA)의 일부 위에도 적층될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 비 발광 영역(IA1) 및 제2 비 발광 영역(IA2)에서 제1 단자(AP)의 양 측변에 연장되어 제2 단자(CP)를 형성할 수 있다.

캐소드 층(CAT)은 반사율이 높은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐소드 층(CAT)은 알루미늄(Al)과 티타늄(Ti)의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC(Ag/Pd/Cu) 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 다층 구조로 형성되거나, 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 2 이상의 합금 물질로 이루어진 단층 구조를 포함할 수 있다.

캐소드 층(CAT)은 발광층(EL) 위에 직접 면 접촉되어 있다. 따라서, 개구 영역(OP) 혹은 화소(P)의 발광 영역에는 제1 전극(AE), 발광층(EL) 및 캐소드 층(CAT)이 순차적으로 면 접촉을 이루면서 적층된 구조를 갖는다. 캐소드 층(CAT) 중에서, 개구 영역(OP)에 해당하는 부분을 제2 전극(CE)으로 정의할 수 있다.

발광 소자(ED)는 보호막(PAS) 의해 정의된 개구 영역(OP)에 형성된다. 발광 소자(ED)는 제1 전극(AE), 발광층(EL) 및 제2 전극(CE)을 포함한다. 발광층은, 제1 전극(AE) 위에 적층되며, 면 접촉하고 있다. 제2 전극(CE)은, 발광층(EL) 위에 적층되며, 면 접촉하고 있다. 제2 전극(CE)은, 발광층(EL) 위에서 기판(SUB)의 발광 영역(AA) 전체 면적에 연결되도록 적층된 캐소드 전극층(CAT)의 일부로 개구 영역(OP)에 대응하는 부분이다.

봉지층(EN)은 캐소드 층(CAT) 위에 적층된다. 봉지층(EN)은 발광 영역(AA)에 형성된 발광 소자(ED)들을 보호하기 위한 것이다. 봉지층(EN)은 단일 물질층으로 형성할 수도 있고, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 일 예에 따른 봉지층(EN)은 제1 무기 봉지층, 제1 무기 봉지층 상의 유기 봉지층 및 유기 봉지층 상의 제2 무기 봉지층을 포함할 수 있다.

무기 봉지층은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 한다. 일 예에 따른 무기 봉지층은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물 등의 무기물로 이루어질 수 있다. 이러한 무기 봉지층은 화학 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.

일 예에 따른 유기 봉지층은, 실리콘옥시카본(SiOCz) 아크릴 또는 에폭시 계열의 레진(Resin) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 유기 봉지층은 코팅 공정, 예를 들어 잉크젯 코팅 공정 또는 슬릿 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다.

봉지층(EN)은 발광 영역(AA)을 모두 덮고, 비 발광 영역(IA)의 일부도 덮을 수 있다. 하지만, 봉지층(EN)은 제1 단자(AP)와 제2 단자(CP)는 덮지 않고 노출시키도록 도포하는 것이 바람직하다.

봉지층(EN) 위에는 커버 필름(CF)이 합착된다. 커버 필름(CF)은 금속 물질을 포함하는 두꺼운 필름일 수 있다. 커버 필름(CF)과 봉지층을 합착하기 위해 접착제(FS)를 이용할 수 있다. 커버 필름(CF)도 제1 단자(AP)와 제2 단자(CP)는 덮지 않고 노출시키도록 합착하는 것이 바람직하다.

이하 도 3을 더 참조하여, 본 출원에 의한 전계 발광 조명장치의 구성 중 하나인 연결 전극(RC)에 대해서 상세히 설명한다. 도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따른 전계 발광 조명장치에서 라우팅 배선과 전원 배선을 연결하는 연결 단자의 구조를 보여주는 확대 평면도이다. 도 3에 도시하지 않은 도면 부호에 대해서는 도 1 및 2를 참조한다.

라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL)은 동일층에서 동일 물질로 형성되지만 일정 거리 이격되어 물리적으로 분리되어 있다. 라우팅 배선(RT)은 제1 내지 제4 비 발광 영역(IA1~IA4)에 배치되며, 발광 영역(AA)을 둘러싸는 폐곡선 형상을 갖는다. 보조 배선(AL)은 발광 영역(AA)에 배치되며, 일정 크기의 격자 개구부를 형성하는 그물망 구조를 가질 수 있다. 그물망 구조의 보조 배선(AL)이 형성하는 개구부를 화소(P)로 정의할 수 있다. 라우팅 배선(RT)의 양 측 단변에는 각각 제1 단자(AP)가 하나씩 배치되어 있다.

라우팅 배선(RT), 보조 배선(AL) 및 제1 단자(AP) 위에는 애노드 층(ANO)이 전면 증착되어 있다. 따라서, 라우팅 배선(RT), 보조 배선(AL) 및 제1 단자(AP)들은 애노드 층(ANO)을 통해 전기적으로 연결된 구조를 갖는다. 또한 애노드 층(ANO)은, 라우팅 배선(RT), 보조 배선(AL) 및 제1 단자(AP)는 금속 물질로 형성될 수 있는데, 이 후 공정에서 손상되는 것을 방지하는 기능을 하기도 한다.

애노드 층(ANO)을 증착한 후에 패턴하여, 연결 전극(RC), 전원 배선(PL), 연결 전극(LE) 및 제1 전극(AE)을 형성한다.

전원 배선(PL)은 보조 배선(AL)과 면 접촉을 하면서 보조 배선(AL)과 동일하게 발광 영역(AA) 전체를 그물망 형상으로 연결한다. 본 출원에서 설명하는 하부 발광형의 경우 애노드 층(ANO)은 금속보다 저항이 상대적으로 높은 투명 도전 물질을 포함한다. 따라서, 대면적에 도포된 애노드 층(ANO)은 인가되는 구동 전원의 전압이 멀리 갈수록 높은 저항으로 인해 전압 강하가 발생할 수 있다. 따라서, 전원 배선(PL) 하부에 금속 물질로 보조 배선(AL)을 배치한다. 다른 예로, 보조 배선(AL)은 전원 배선(PL) 위에 배치될 수도 있다.

보조 배선(AL)은 불투명 금속 물질로 형성한다. 따라서, 보조 배선(AL)의 그물망 구조로 인해 그 내부의 투명 영역을 화소(P)로 정의할 수 있다. 보조 배선(AL) 위에 애노드 층(ANO)이 도포된 후, 화소(P) 영역 내의 애노드 층(ANO)을 패턴하여 보조 배선(AL)을 덮는 전원 배선(PL)과, 화소(P) 영역 내부에 배치되는 제1 전극(AE)과, 제1 전극(AE)을 전원 배선(PL)과 연결하는 연결 전극(LE)을 형성한다.

이와 같이 패턴된 애노드 층(ANO) 위에 절연 물질을 도포하고 패턴하여 보호막(PAS)을 형성한다. 보호막(PAS)은 전원 배선(PL)과 연결 전극(LE)을 모두 덮고 제1 전극(AE)의 가장자리 영역을 덮으며, 제1 전극(AE)의 중앙부 영역을 개방하여 화소(P)의 발광 영역인 개구 영역(OP)을 정의한다. 보호막(PAS)과 제1 전극(AE) 위에는 발광층(EL)이 발광 영역(AA) 전체에 도포된다. 제1 전극(AE)과 면 접촉하는 발광층(EL)이 실제 발광하는 영역이 된다. 발광층(EL) 위에는 캐소드 층(CAT)이 적층된다. 캐소드 층(CAT) 중에서 보호막(PAS)에 의해 정의된 제1 전극(AE)의 개구 영역(OP) 위에 적층된 부분이 제2 전극(CE)으로 정의된다. 개구 영역(OP)에 적층된 제1 전극(AE), 발광층(EL) 및 제2 전극(CE)이 발광 소자(ED)를 구성한다.

보호막(PAS)이 없으면 전원 배선(PL) 위에도 발광층(EL)이 면 접촉하는데, 이 경우, 전원 배선(PL)의 하부에는 저항이 낮은 보조 배선(AL)이 배치되어 있으므로, 전원 배선(PL)으로 전류가 집중되어 발광이 제1 전극(AE)에서 이루어지지 않고 전원 배선(PL)에서 이루어지거나, 과열로 인해 전원 배선(PL)부가 단선되거나 열화되는 문제가 발생할 수 있다.

라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL) 사이는 일정 간격 이격되어 있다. 이 이격된 공간에는 애노드 층(ANO)이 채우고 있다. 특히, 애노드 층(ANO)이 라우팅 배선(RT)과 보조 배선(AL) 사이의 공간을 모두 채우는 것이 아니고, 다양한 크기의 연결 단자(RC)들이 배치되어 있다.

예를 들어, 발광 영역(AA)에서 제1 비 발광 영역(IA1)에 인접한 제1 변(S1)에서 제2 비 발광 영역(IA2)에 인접한 제2 변(S2)에 이르기까지 다수 개의 연결 단자(RC)들이 배치되어 있다. 연결 단자(RC)들 사이에 애노드 층(ANO)이 제거된 영역을 단자 간격으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 발광 영역(AA)의 좌측변에는 제1 변(S1)에서 제2 변(S2)까지 순차적으로 제1 연결 단자(RC1), 제2 연결 단자(RC2), 제3 연결 단자(RC3), 제4 연결 단자(RC4) 및제5 연결 단자(RC5)들이 배치될 수 있다. 마찬가지로 발광 영역(AA)의 우측변에도 5개의 연결 단자(RC)들이 대칭 구조로 배치될 수 있다.

연결 단자(RC)는 라우팅 배선(RT)에서 전원 배선(PL)로 구동 전원 전압을 전달하는 부분이다. 따라서, 제1 단자(AP)와 멀어질수록 연결 단자(RC)에서 발생하는 전압 강하(voltage dropdown)은 더 많이 발생할 수 있다. 즉, 제1 단자(AP)와 가까이 배치된 화소(P)들의 밝기가 더 밝고 제1 단자(AP)와 가장 먼 발광 영역(AA)의 중심부는 휘도가 현저히 떨어지는 불균일성이 발생할 수 있다.

본 출원에서는 이러한 문제를 방지하기 위해, 연결 단자(RC)들의 폭을 달리하여, 각 연결 단자(RC)를 경유할 때 발생하는 각 전압 강하의 값을 동일하게 하는 구조를 제안한다. 예를 들어, 제1 연결 단자(RC1)의 폭을 a로, 제2 연결 단자(RC2)의 폭을 b로, 제3 연결 단자(RC3)의 폭을 c로, 제4 연결 단자(RC4)의 폭을 d로 그리고 제5 연결 단자(RC5)의 폭을 e로 설정할 경우, 제1 단자(AP)에 가까운 연결 단자(RC)의 폭을 가장 좁게, 그리고 가장 먼 연결 단자(RC)의 폭을 가장 넓게 설정할 수 있다.

일례로, 도 1과 같이 제1 단자(AP)가 제1 변(S1)과 제2 변(S2)에 배치된 경우, a < b < c > d > e의 관계를 가질 수 있다. 이 때, a = e 그리고 b = d의 관계를 가질 수 있다. 이러한 폭의 차이로 인해, 제1 연결 단자(RC1)의 저항은 제2 연결 단자(RC2)보다 크고, 제2 연결 단자(RC2)의 저항은 제3 연결 단자(RC3)보다 클 수 있다. 또한, 제4 연결 단자(RC4)의 저항은 제2 연결 단자(RC2)와 같고, 제5 연결 단자(RC5)의 저항은 제1 연결 단자(RC1)의 저항과 동일할 수 있다. 그 결과, 각 연결 단자(RC)들을 통해 전달되는 구동 전원의 전압은 동일한 수준을 유지할 수 있다. 다른 예로, 도면으로 도시하지 않았으나, 제1 단자(AP)가 제1 변(S1)에만 배치된 경우, a < b < c < d < e의 관계를 가질 수 있다.

제1 단자(AP)에 구동 전원이 인가되면, 라우팅 배선(RT)을 따라 구동 전원 전압이 전달되고, 다시 연결 단자(RC)들을 통해 전원 배선(PL)으로 전달된다. 이때, 연결 단자(RC)들의 서로 다른 패턴 형상으로 인해, 기판(SUB) 전체 면적에 걸쳐 전원 배선(PL)에는 균일한 전원 전압이 인가된다. 전원 배선(PL) 하부에는 보조 배선(AL)이 면 접촉하며 배치되어 있고, 보조 배선(AL)은 애노드 층(ANO)의 일부인 전원 배선(PL)의 저항을 낮추어 발광 영역(AA) 전체 면적에서 면 저항을 낮추는 기능을 한다. 그 결과, 발광 영역(AA) 전체에 걸쳐 균일한 휘도를 제공할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 출원의 다른 실시 예에 따른 연결 단자의 구조에 대해 설명한다. 도 4는 본 출원의 다른 실시 예에 따른 전계발광 조명장치에서 라우팅 배선과 전원 배선을 연결하는 연결 단자의 구조를 보여주는 확대 평면도이다. 본 출원의 다른 실시 예에서는 연결 단자(RC)의 구조를 제외하고는 도 3에 의한 실시 예와 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 출원의 다른 실시 예에 따른 연결 단자(RC)들은 동일한 폭 값을 갖는다. 본 출원의 다른 실시 예에 의한 연결 단자(RC)들은 제1 변(S1)에서 제2 변(S2)에 이르기까지의 분포에 차이가 있다. 예를 들어, 제1 단자(AP)에 가까이에는 연결 단자(RC)들의 갯수가 적게 배치될 수 있다. 반면에 제1 단자(AP)에 멀어질 수로고 연결 단자(RC)들의 갯수가 점점 증가하여 배치될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 발광 영역(AA)의 좌측변을 5개의 영역들(A1, A2, A3, A4, A5)로 구분할 수 있다. 제1 단자(AP)에 가까운 제1 영역(A1)에는 연결 단자(RC)들이 a개 배치될 수 있다. 제1 영역(A2)에서 일정 거리 이격하여 배치된 제2 영역(A2)에는 연결 단자(RC)들이 b개 배치될 수 있다. 제1 단자(AP)에서 가장 멀리 배치된 제3 영역(A3)에는 연결 단자(RC)들이 c개 배치될 수 있다. 마찬가지로 제4 영역(A4)에는 연결 단자(RC)들이 d개 배치될 수 있다. 그리고 제5 영역(A5)에는 연결 단자(RC)들이 e개 배치될 수 있다. 이 경우, 연결 단자(RC)들의 갯수는 a < b < c > d > e의 관계를 가질 수 있다. 이 때, a = e 그리고 b = d의 관계를 가질 수 있다. 이러한 연결 단자(RC)들의 갯수 차이로 인해, 제1 영역(A1)에서의 저항은 제2 영역(A2)보다 크고, 제2 영역(A2)의 저항은 제3 영역(A3)보다 클 수 있다. 또한, 제4 영역(A4)의 저항은 제2 영역(A2)의 저항과 같고, 제5 영역(A5)의 저항은 제1 영역(A1)의 저항과 동일할 수 있다. 그 결과, 각 연결 단자(RC)들을 통해 전달되는 구동 전원의 전압은 동일한 수준을 유지할 수 있다. 다른 예로, 도면으로 도시하지 않았으나, 제1 단자(AP)가 제1 변(S1)에만 배치된 경우, 연결 단자(RC)의 갯수는 a < b < c < d < e의 관계를 가질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

SUB: 기판 AP: 제1 단자
CP: 제2 단자 RT: 라우팅 배선
BUF: 버퍼막 PAS: 보호막
CAT:캐소드 층 EN: 봉지층
ED: 발광 소자 AE: 제1 전극
EL: 발광층 CE: 제2 전극
FS: 접착층 CF: 커버 필름
PL: 전원 배선 RC: 연결 단자

Claims

발광 영역과 상기 발광 영역을 둘러싸는 비 발광 영역을 구비한 기판;
상기 비 발광 영역에 배치되어 상기 발광 영역을 둘러싸는 라우팅 배선;
상기 라우팅 배선에서 상기 비 발광 영역으로 연장된 제1 단자;
상기 발광 영역에 배치되어 화소 영역을 정의하는 보조 배선;
상기 라우팅 배선 및 상기 보조 배선을 덮으며, 상기 라우팅 배선과 상기 보조 배선 사이에 배치된 다수 개의 연결 단자를 포함하는 애노드 층;
상기 애노드 층을 덮으며, 상기 화소 영역에서 개구 영역을 노출하는 보호막;
상기 보호막 위에서 상기 발광 영역에 도포된 발광층; 그리고
상기 보호막 및 상기 발광층 위에 적층된 캐소드 층을 포함하는 전계발광 조명장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 단자는,
상기 제1 단자에서 멀어질수록 넓은 폭을 갖는 전계발광 조명장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 단자는,
동일한 폭을 갖되,
상기 제1 단자에서 멀어질수록 분포 밀도가 높아지도록 배치된 전계 발광 조명 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 애노드 층은,
상기 보조 배선과 면 접촉하며 덮는 전원 배선;
상기 전원 배선에 연결되며, 상기 화소 영역 내에 형성된 제1 전극;
상기 제1 전극과 상기 전원 배선을 연결하는 막대 모양의 연결 전극을 구비하는 전계 발광 조명장치.
제 4 항에 있어서,
상기 보호막은,
상기 전원 배선 및 상기 연결 전극을 덮고,
상기 제1 전극의 테두리를 덮으며 중앙 영역을 노출하여 상기 개구 영역을 정의하는 전계 발광 조명장치.
제 5 항에 있어서,
상기 개구 영역에서 순차 적층된 상기 제1 전극, 상기 발광층 및 상기 캐소드 층으로 발광 소자를 형성하는 전계 발광 조명장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캐소드 층에서 상기 비 발광 영역으로 연장된 제2 단자를 더 포함하는 전계발광 조명장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 단자는 상기 기판의 길이 방향으로 긴 변에서 양측단변의 중앙부에 하나씩 배치되고,
상기 제2 단자는 상기 제1 단자의 양측변에 하나씩 배치된 전계발광 조명장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 영역 및 상기 비 발광 영역을 덮는 봉지층;
상기 봉지층 위에 합착된 커버 필름; 그리고
상기 봉지층과 상기 커버 필름을 합착하는 접착층을 더 포함하는 전계발광 조명장치.