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KR102701975B1 - 유기 발광 패널 및 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치 - Google Patents

유기 발광 패널 및 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치 Download PDF

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KR102701975B1
KR102701975B1 KR1020180173343A KR20180173343A KR102701975B1 KR 102701975 B1 KR102701975 B1 KR 102701975B1 KR 1020180173343 A KR1020180173343 A KR 1020180173343A KR 20180173343 A KR20180173343 A KR 20180173343A KR 102701975 B1 KR102701975 B1 KR 102701975B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 유기 발광 패널, 상기 유기 발광 패널 상의 무기 발광 다이오드 및 상기 무기 발광 다이오드를 둘러싸는 제1 렌즈 구조체를 포함하는 조명장치를 제공한다.

Description

유기 발광 패널 및 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치{LIGHTING DEVICE COMPRISING ORGANIC LIGHT EMITTING PANEL AND INORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 유기 발광 패널 및 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치에 대한 것이다.
최근, 유기 발광 소자의 많은 장점들을 바탕으로, 유기 발광 소자를 조명장치(Lighting Device)이나 표시장치(Display Device)의 광원으로 사용하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
유기 발광 소자를 이용하는 경우 면광원 또는 점광원 제작이 용이하기 때문에, 실내, 실외 및 차량용 조명 등에 유기 발광 소자가 이용되고 있다. 예를 들어, 플레시와 같은 개인 휴대용 기기, 간판과 같은 옥외 설치 장치, 또는 실내등, 전조등, 안개등, 차폭등, 번호등, 후미등, 방향지시등, 비상점멸 표시등과 같은 차량의 조명장치에 유기 발광 소자가 적용되고 있다.
이러한 유기 발광 소자는 플렉서블 특성을 가질 수 있으며, 다양한 형태로 디자인될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 고휘도의 발광이 필요한 부분, 예를 들어, 차량의 제동등이나 후퇴등에 유기 발광 소자가 광원으로 사용되는 경우, 유기 발광 소자의 수명이 단축될 수 있다.
무기 발광 다이오드는 강한 휘도로 발광될 수 있고, 우수한 내구성을 갖는다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 조명장치의 광원이 모두 무기 발광 다이오드로 이루어지는 경우 수율이 저하될 수 있고 제조비용이 증가할 수 있다.
이와 같이, 유기 발광 소자와 무기 발광 다이오드 각각 장점과 단점을 가지고 있다.
본 발명의 일 실시예는 유기 발광 소자와 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 일 실시예는 유기 발광 소자와 무기 발광 다이오드 각각이 갖는 장점을 활용하고, 단점을 보완할 수 있는 조명장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 플렉서블 특성을 가질 수 있고, 다양한 형태로 디자인하는 것이 용이하며, 필요한 경우 강한 휘도의 광을 발생시킬 수 있는 조명장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 유기 발광 패널, 상기 유기 발광 패널 상의 무기 발광 다이오드 및 상기 무기 발광 다이오드를 둘러싸는 제1 렌즈 구조체를 포함하며, 상기 유기 발광 패널은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 보조 전극, 상기 보조 전극 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 패시베이션층, 상기 제1 전극 상의 발광층, 상기 발광층 상의 제2 전극 및 상기 제2 전극 상의 봉지층을 포함하는 조명장치를 제공한다.
상기 패시베이션층은 상기 보조 전극과 중첩한다.
상기 패시베이션층은 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치된다.
상기 조명장치는 상기 제1 전극에 형성된 홈에 절연 물질이 충진되어 이루어진 쇼트 방지 패턴을 더 포함한다.
상기 쇼트 방지 패턴은 상기 패시베이션층과 연결된다.
상기 조명장치는 상기 유기 발광 패널 상의 n형 전극 배선 및 p형 전극 배선을 더 포함하며, 상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선은 서로 이격되어, 각각 상기 무기 발광 다이오드와 연결된다.
상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선의 적어도 일부는 상기 보조 배선과 중첩한다.
상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선은 상기 패시베이션층 상에 배치된다.
상기 무기 발광 다이오드는, n형 전극, 상기 n형 전극과 연결된 n형 반도체층, 상기 n형 반도체층과 연결된 활성층, 상기 활성층과 연결된 p형 반도체층 및 상기 p형 반도체층과 연결된 p형 전극을 포함하며, 상기 n형 전극은 상기 n형 전극 배선과 연결되고, 상기 p형 전극은 상기 p형 전극 배선과 연결된다.
상기 조명장치는 상기 제1 렌즈 구조체 상의 전도체층을 더 포함한다.
상기 전도체층은 상기 유기 발광 패널의 상기 제2 전극과 연결된다.
상기 전도체층은 광반사 특성을 갖는다.
상기 전도체층은 열전도성을 갖는다.
상기 조명장치는, 상기 전도체층 상의 상의 점착층 및 상기 점착층 상의 봉지 필름을 더 포함하며, 상기 전도체층은 상기 봉지 필름과 연결된다,
상기 조명장치는 상기 유기 발광 패널 상의 제2 렌즈 구조체를 더 포함할 수 있으며, 상기 유기 발광 패널과 제2 렌즈 구조체 사이에 무기 발광 다이오드가 배치되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 유기 발광 소자와 무기 발광 다이오드를 포함하며, 유기 발광 소자와 무기 발광 다이오드 각각이 갖는 장점을 활용한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 플렉서블 특성을 가질 수 있고, 다양한 형태로 디자인하는 것이 용이하며, 필요한 경우 강한 휘도의 광을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치는 특히, 실내등, 전조등, 안개등, 차폭등, 번호등, 후미등, 방향지시등, 비상점멸 표시등, 제동등, 후퇴등과 같은 차량의 조명장치에 유용하게 적용될 수 있다.
위에서 언급된 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 어느 한 발광 셀에 대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 1의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 1의 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 1의 D-D'를 따라 자른 단면도이다.도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명장치의 어느 한 발광 셀에 대한 확대도이다.
도 10은 도 9의 III-III'를 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략된다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 마찬가지로, 예시적인 용어인 "위" 또는 "상"은 위와 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 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 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 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 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
본 발명의 실시예들을 설명하는 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.
이하, 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)에 대한 평면도이고, 도 2는 도 1의 어느 한 발광 셀에 대한 확대도이고, 도 3은 도 2의 I-I'를 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 유기 발광 패널(110), 유기 발광 패널(110) 상의 무기 발광 다이오드(230) 및 무기 발광 다이오드(230)를 둘러싸는 제1 렌즈 구조체(241)를 포함한다.
유기 발광 패널(110)은 복수의 발광 셀(C)을 갖는다. 발광 셀(C)의 발광에 의하여 조명장치(100)가 발광할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 격자형으로 배치된 보조 전극(130) 및 패시베이션층(140)에 의하여 발광 셀(C)이 정의될 수 있다. 도 1 및 도 2을 참조하면, 보조 전극(130) 및 패시베이션층(140)이 격자형으로 배치되며, 그에 따라, 발광 셀(C) 역시 격자 형상을 갖는다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 셀(C)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 유기 발광 패널(110)은 베이스 기판(111) 및 베이스 기판(111) 상의 유기 발광 소자(170)을 포함한다.
구체적으로, 유기 발광 패널(110)은 베이스 기판(111), 베이스 기판(111) 상의 보조 전극(130), 보조 전극(130) 상의 제1 전극(171), 제1 전극(171) 상의 발광층(172), 발광층(172) 상의 제2 전극(173)을 포함한다.
베이스 기판(111)으로 유리 또는 플라스틱이 사용될 수 있다. 플라스틱으로 플렉서블 특성을 갖는 투명 플라스틱, 예를 들어, 폴리이미드가 사용될 수 있다. 폴리이미드가 베이스 기판(111)으로 사용되는 경우, 기판(111) 상에서 고온 증착 공정이 이루어짐을 고려할 때, 고온에서 견딜 수 있는 내열성 폴리이미드가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 플라스틱 재료가 베이스 기판(111)으로 사용될 수도 있다.
베이스 기판(111) 상에 버퍼층(120)이 배치될 수 있다. 버퍼층(120)은 유기 또는 무기 절연물질로 이루어질 수 있다. 버퍼층(120)은 베이스 기판(111)의 상면을 평탄하게 하며, 유기 발광 소자(170)를 보호한다. 버퍼층(120)은 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 상에 보조 전극(130)이 배치된다. 보조 전극(130)은 제1 전극(171)에 전원 및 전류를 공급하는 역할을 한다. 또한, 보조 전극(130)은 발광 셀(C)을 정의하는 역할을 할 수 있다. 도 1을 참조하면, 격자형으로 배치된 보조 전극(130)에 의하여 발광 셀(C)들이 서로 구별될 수 있다.
보조 전극(130)은 우수한 전기 전도성을 갖는다. 보조 전극(130)은, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보조 전극(130)은 단일층 구조를 가질 수도 있고, 복수개의 층이 적층된 구조를 가질 수도 있다.
베이스 기판(111) 상에 보조 전극 단자(135)가 배치된다. 보조 전극 단자(135)는 보조 전극(130)과 연결되며, 보조 전극 단자(135)통하여 보조 전극(130)으로 전원 및 전류가 공급될 수 있다. 보조 전극 단자(135)는 보조 전극(130)은 일체로 형성될 수 있다.
보조 전극(130) 상에 제1 전극(171)이 배치된다.
제1 전극(171)은 큰 일함수를 갖는 ITO(InSnO), IZO(InZnO), ZnO, 또는 In2O3 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(171)은 ITO로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(171)은 유기 발광 소자(170)의 애노드 역할을 한다. 또한, 제1 전극(171)은 광투과성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광 소자(170)에서 발생된 광은 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 방출된다. 이러한 구조를 바텀 발광형 구조라고도 한다. 유기 발광 소자(170)에서 발생된 광이 효율적으로 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 방출되도록 하기 위해, 제1 전극(171)은 광투과성을 갖는다.
본 발명이 일 실시예에 따르면, 제1 전극(171) 상에 패시베이션층(140)이 배치된다. 구체적으로, 패시베이션층(140)은 보조 전극(130)과 중첩하여, 제1 전극(171) 상의 일부에 배치된다.
발광층(172)은 제1 전극(171) 상에 배치된다. 발광층(172)은 패시베이션층(140) 상에도 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광층(172)은 베이스 기판(111) 상의 전체면에 배치될 수 있다.
발광층(172)은 하나 이상의 유기 발광층을 포함한다. 보다 구체적으로, 발광층(172)은 하나의 유기 발광층을 포함할 수도 있고, 상하로 적층된 2개 이상의 유기 발광층을 포함할 수도 있다. 또한, 발광층(172)은 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공 수송층(Hole Transport Layer, HTL), 전자 수송층(Electron Transport Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 발광층(172)은 백색을 발광할 수도 있고, 적색, 청색 및 녹색 중 어느 하나의 색을 발광할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광층(172)은 백색, 적색, 청색 및 녹색 이외의 다른 색을 발광할 수도 있다.
제2 전극(173)은 발광층(172) 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극(173)의 상부에 배치되는 무기 발광 다이오드(230)에서 발생된 광이 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 방출될 수 있도록 하기 위하여, 제2 전극(173)은 광투과성을 가질 수 있다.
제2 전극은(173)은 일함수가 작은 금속, 예를 들어, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 등으로 된 박막 및 그 위에 형성된 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 된 투광막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다.
제2 전극은(173)은 우수한 도전성을 가질 수 있다. 제2 전극(173)은, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 전극(173)은 제2 전극 단자(175)와 연결된다. 제2 전극 단자(175)를 통하여 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(171)으로 전원이 공급된다. 제2 전극 단자(175)는 제2 전극(173)과 일체로 형성될 수도 있고, 제2 전극(173)과 별도로 형성된 후 제2 전극(173)과 연결될 수도 있다.
제2 전극(173)은 반사 특성을 가질 수 있다. 발광층(172)에서 발생된 빛은 제2 전극(173)에서 반사된 후 베이스 기판(110)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 제2 전극(173)이 반사 특성을 가지는 경우, 조명장치(100)의 광추출 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극(171), 발광층(172) 및 제2 전극(173)은 유기 발광 소자(170)를 구성한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 유기 발광 소자(170)를 광원으로 사용한다.
도 3을 참조하면, 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(173) 상에 봉지층(180)이 배치된다. 봉지층(180)은 유기막을 포함할 수 있고, 무기막을 포함할 수도 있다. 봉지층(180)은 하나 이상의 유기막과 하나 이상의 무기막이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 봉지층(180)은 수분 또는 산소의 침투를 방지하여, 유기 발광 소자(170)가 수분 또는 산소에 의하여 손상되는 것을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 패시베이션층(140) 및 쇼트 방지 패턴(141)을 갖는다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 패시베이션층(140)은 제1 전극(171)과 발광층(172) 사이에 배치된다. 패시베이션층(140)은 보조 전극(130)의 상부에서 제1 전극(171)과 발광층(172)을 절연시키며, 또한 보조 전극(130)의 측면에서 제1 전극(171)과 발광층(172)이 절연되도록 한다. 이와 같이, 보조 전극(130)의 상부 및 측면에서 제1 전극(171)과 발광층(172)이 서로 절연되며, 그에 따라, 보조 전극(130) 및 패시베이션층(140)이 배치된 영역 이외의 영역에서 발광이 일어난다.
일반적으로, 보조 전극(130)은 제1 전극(171)보다 우수한 전기 전도성을 갖는다. 따라서, 보조 전극(130)과 중첩하는 제1 전극(171) 상에 패시베이션층(140)이 배치되지 않는 경우, 보조 전극(130) 상부에 전류가 집중되어, 보조 전극(130) 상부에서 발광이 집중된다. 이 경우, 유기 발광 패널(110)의 전체 면에 걸쳐 발광이 이루어지지 않고, 특정 부분에만 발광이 집중되어 조명장치(100)의 조명 효율이 저하될 수 있다. 또한, 보조 전극(130) 상부에 전류가 집중되어, 보조 전극(130) 상부에서 발광이 집중되면, 보조 전극(130)의 상부에서 발광층(172) 등에 손상이 발생될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보조 전극(130)과 중첩하는 제1 전극(171) 상에 패시베이션층(140)이 배치되어, 보조 전극(130)의 상부에서 제1 전극(171)과 발광층(172)이 서로 절연되도록 한다. 그에 따라, 보조 전극(130)의 상부에서는 발광이 이루어지지 않고, 그 외의 영역에 발광이 이루어진다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 전극(171)에 쇼트 방지 패턴(short reduction pattern)(141)이 형성된다. 예를 들어, 제1 전극(171)에 형성된 홈에 절연 물질이 충진됨으로써 쇼트 방지 패턴(141)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 쇼트 방지 패턴(141)은 패시베이션층(140)과 연결된다. 쇼트 방지 패턴(141)은 패시베이션층(140)과 일체로 형성되어 절연 패턴 역할을 할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 두 겹의 쇼트 방지 패턴(141)에 의하여 제1 전극(171)의 일부가 부분적으로 분할되어, 제1 전극(171)에 연결 라인(171a)이 형성된다. 연결 라인(171a)을 통하여, 보조 전극(130)으로부터 공급된 전류가 제1 전극(171)의 다른 영역으로 공급될 수 있다. 연결 라인(171a)은 얇은 폭을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결 라인(171a)은 어느 한 발광 셀(C)로 전류가 집중되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 연결 라인(171a)은 과전류에 의하여 단선(open)될 수도 있으며, 이 경우, 연결 라인(171a)은 퓨즈(fuse)와 같은 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 유기 발광 소자(170)는 얇은 층들이 적층된 구조이기 때문에, 각 층들 사이에서 단락(short)이 발생될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 발광 셀(C)의 발광층(172)에 손상이 발생되거나, 이물질이 잔존하는 경우, 제1 전극(171)과 제2 전극(173) 사이에 단락(short)이 발생될 수 있다. 이러한 단락이 발생되는 경우, 단락이 발생된 발광 셀(C)로 전류가 집중된다. 그 결과, 다른 발광 셀(C)에는 충분한 전류가 공급되지 못하여 발광이 이루어지지 않고, 단락이 발생된 발광 셀(C)에서만 발광이 이루어져, 조명장치(100)의 발광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 전류 집중이 발생되면, 발광층(172)의 수명이 단축될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 얇은 폭을 가지며, 비교적 높은 저항을 갖는 연결 라인(171a)이 발광 셀(C)에 배치되며, 전류는 연결 라인(171a)을 통하여 제1 전극(171)으로 공급된다. 그에 따라, 어느 한 발광 셀(C)의 제1 전극(171)과 제2 전극(173) 사이에 단락이 발생되더라도, 연결 라인(171a)을 통하여 흐를 수 있는 전류에 한계가 있기 때문에, 단락이 발생된 발광 셀(C)의 제1 전극(171)으로 전류가 집중되는 것이 방지된다. 그에 따라, 단락이 발생된 발광 셀(C)로의 전류 집중이 방지되며, 다른 발광 셀(C)에서는 발광이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 어느 한 발광 셀(C)의 제1 전극(171)과 제2 전극(173) 사이에 단락이 발생되어, 단락이 발생된 발광 셀(C)로 전류가 집중되면, 연결 라인(171a)에 전류가 집중되어, 연결 라인(171a)이 손상되어 단선(open)될 수도 있다. 구체적으로, 연결 라인(171a)은 얇은 폭을 가지기 때문에, 전류 집중에 의하여 소실(burning) 또는 손상되어 단선(open)이 발생될 수 있다. 연결 라인(171a)이 소실(burning) 또는 손상되어 단선(open)되는 경우, 단락이 발생된 발광 셀(C)을 통하여 전류가 더 이상 흐르지 못한다. 그 결과, 전류 집중이 방지되며, 단락이 발생된 발광 셀(C)에서는 발광이 이루어지지 않는다. 그렇지만, 다른 발광 셀(C)에서 정상적인 발광이 이루어질 수 있기 때문에, 조명장치(100)가 조명 기능을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 유기 발광 패널(110) 상의 무기 발광 다이오드(230)을 더 포함한다. 무기 발광 다이오드(230)는 유기 발광 패널(110) 상의 n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)과 연결된다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 유기 발광 패널(110) 상의 n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)을 포함한다. n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)은 서로 이격되어 무기 발광 다이오드(230)와 각각 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)의 적어도 일부는 보조 배선(130)과 중첩한다. 보다 구체적으로, n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)은 패시베이션층(140) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)이 비발광 영역에 배치됨으로써, n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)에 의한 발광 영역의 손실이 최소화될 수 있다.
또한, 무기 발광 다이오드(230) 역시 패시베이션층(140) 상에 배치되도록 함으로써, 무기 발광 다이오드(230)에 의한 발광 영역의 손실이 최소화되도록 할 수 있다.
n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)은 우수한 전기 전도성을 갖는다. n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)은 각각, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)은 각각 단일층 구조를 가질 수도 있고, 복수개의 층이 적층된 구조를 가질 수도 있다.
도 1을 참조하면, 베이스 기판(111) 상에 n형 전극 배선 단자(215)가 배치된다. n형 전극 배선 단자(215)는 n형 전극 배선(210)과 연결된다. n형 전극 배선 단자(215)를 통하여 n형 전극 배선(210)으로 전원 및 전류가 공급될 수 있다. n형 전극 배선 단자(215)와 n형 전극 배선(210)은 일체로 형성될 수 있다. n형 전극 배선 단자(215)는 유기 발광 패널(110) 상에 배치될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 베이스 기판(111) 상에 p형 전극 배선 단자(225)가 배치된다. p형 전극 배선 단자(225)는 p형 전극 배선(220)과 연결된다. p형 전극 배선 단자(225)를 통하여 p형 전극 배선(220)으로 전원 및 전류가 공급될 수 있다. p형 전극 배선 단자(225)와 p형 전극 배선(220)은 일체로 형성될 수 있다. p형 전극 배선 단자(215)는 유기 발광 패널(110) 상에 배치될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 무기 발광 다이오드(230)는, n형 전극(232), n형 전극(232)과 연결된 n형 반도체층(233), n형 반도체층(233)과 연결된 활성층(234), 활성층(234)과 연결된 p형 반도체층(235) 및 p형 반도체층(235)과 연결된 p형 전극(236)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, n형 반도체층(232) 및 p형 반도체층(235)은 질화갈륨(GaN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기 발광 다이오드(230)로, 질화 갈륨(GaN)계 다이오드가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, n형 전극(232)으로 Ti/Al 막, Cr/Au 막, Cr/Au 막 또는 Ni/Au 막이 사용되고, n형 반도체층(232)으로 n-형 GaN층이 사용되고, 활성층(234)으로 InGaN 활성층이 사용되고, p형 반도체층(235)으로 p형 GaN층이 사용되고, p형 전극(236)으로 p형 반사막 전극이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무기 발광 다이오드(230)는 청색 광을 발광할 수도 있고, 녹색 광 또는 적색 광을 발광할 수 있고, 백색 등 다른 색의 광을 발광할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무기 발광 다이오드(230) 내에서 발생된 광은 n형 반도체층(232)인 n-형 GaN층을 거쳐 무기 발광 다이오드(230) 외부로 방출될 수 있다.
n형 전극(232)은 n형 전극 배선(210)과 연결되고, p형 전극(236)은 p형 전극 배선(220)과 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 무기 발광 다이오드(230)는 n형 전극(232)과 연결된 n형 패드(231) 및 p형 전극(236)과 연결된 p형 패드(237)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, n형 전극(232)은 n형 패드(231)를 통하여 n형 전극 배선(210)과 연결되고, p형 전극(236)은 p형 패드(237)통하여 p형 전극 배선(220)과 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 무기 발광 다이오드(230)를 둘러싸는 제1 렌즈 구조체(241)를 포함한다. 제1 렌즈 구조체(241)는 무기 발광 다이오드(230)를 보호 및 고정한다.
제1 렌즈 구조체(241)는 광투과성을 갖는 고분자 수지로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 광 투과성을 갖는 아크릴 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 고분자 수지 중에서 선택된 적어도 하나에 의하여 제1 렌즈 구조체(241)가 만들어질 수 있다. 그러나, 고분자 수지의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 다른 광투과성 고분자에 의하여 제1 렌즈 구조체(241)가 만들어질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 조명장치(100)는 제1 렌즈 구조체(241) 상의 전도체층(250)을 더 포함할 수 있다.
전도체층(250)은 전기 전도성을 가지며, 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(173)과 연결될 수 있다. 또한, 전도체층(250)과 봉지층(180) 사이에 절연층(270)이 배치될 수 있다. 절연층(270)은, 봉지층(180) 상에 배치되는 n형 전극 배선(210) 및 p형 전극 배선(220)이 전도체층(250)과 절연되도록 한다(도 7 및 도 8 참조).
도 3을 참조하면, 전도체층(250)은 봉지층(180)에 형성된 콘택홀(255)를 통하여 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(173)과 연결될 수 있다. 또한, 전도체층(250)은 제2 전극 단자(175)와 연결될 수 있다. 그 결과, 전도체층(250)은 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(173)에 전원을 공급할 수 있다.
제2 전극(173)에 전원을 공급하기 위해, 전도체층(250)은 우수한 전기 전도성을 갖는 금속으로 만들어질 수 있다. 전도체층(250)은, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전도체층(250)은 단일층 구조를 가질 수도 있고, 복수개의 층이 적층된 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극(173)은 광투과성을 가진다. 따라서, 제2 전극(173)의 전기 전도성은 두꺼운 금속 배선만큼 양호하지는 않다. 그렇지만, 전도체층(250)에 의해 유기 발광 소자(170)의 제2 전극(173)에 전원이 공급되는 경우, 유기 발광 소자(170)에 대한 전원 공급이 원활해질 수 있다. 그 결과, 유기 발광 소자(170) 소자의 발광 효율이 향상되어, 조명장치(100)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체층(250)은 광반사 특성을 갖는다. 따라서, 제1 렌즈 구조체(241) 상의 전도체층(250)은 렌즈를 형성할 수 있다. 무기 발광 다이오드(230)에서 발생된 광은 전도체층(250)에 반사되어 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 반사될 수 있다. 따라서, 무기 발광 다이오드(230)가 보조 배선(130) 상부에 배치되더라도, 무기 발광 다이오드(230)에 발생된 광이 용이하게 외부로 추출될 수 있다. 이와 같이, 제1 렌즈 구조체(241) 및 전도체층(250)에 의하여 무기 발광 다이오드(230)의 광추출 효율이 향상될 수 있고, 그에 따라, 조명장치(100)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체층(250) 열전도성을 갖는다. 무기 발광 다이오드(230)에서 발생된 열은 전도체층(250)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 그에 따라, 열에 의한 무기 발광 다이오드(230) 및 유기 발광 소자(170)의 손상이 방지될 수 있다. 예를 들어, 전도체층(250)은 열방출 패턴(251)을 가질 수 있으며, 열방출 패턴(251)은 후술될 봉지 필름(280)과 연결될 수 있다. 그 결과, 효과적인 방열이 이루어질 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 조명장치(100) 내부의 열이 효과적으로 방출됨으로써, 조명장치(100)의 수명이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 조명장치(100)는 전도체층(250) 상의 점착층(260) 및 점착층(260) 상의 봉지 필름(280)을 더 포함할 수 있다.
봉지 필름(280)은 점착층(260)에 의하여 유기 발광 소자(170)의 상부에 고정될 수 있다. 봉지 필름(280)은 금속으로 이루어질 수 있다. 봉지 필름(280)으로, 예를 들어, 금속 필름이 사용될 수 있다. 봉지 필름(280)은 수분이나 산소 등의 침투를 방지하여 유기 발광 소자(170)를 보호하며, 광을 반사하여 유기 발광 소자(170)에서 발생된 광이 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 방출될 수 있도록 한다.
또한, 금속 필름으로 만들어진 봉지 필름(280)을 통하여 열이 방출될 수 있다. 예를 들어, 전도체층(250)의 열방출 패턴(251)과 봉지 필름(280)이 서로 연결되어, 전도체층(250), 열방출 패턴(251) 및 봉지 필름(280)을 통하여 방열이 이루어짐으로써, 조명장치(100) 내부의 열이 효과적으로 방출될 수 있다.
봉지 필름(280) 상에 보호층(290)이 배치될 수 있다. 보호층(290)은 외부 환경으로부터 조명장치(100)를 보호할 수 있다. 또한, 보호층(290)은 수분 차단 및 산소 차단 특성을 가져, 조명 장치(100)의 내부로 수분 또는 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 도 1의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광 셀(C)이 배치되지 않은 베이스 기판(111) 상의 일측에 보조 전극 단자(135)가 배치된다. 보조 전극 단자(135)는 보조 전극(130)과 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보조 전극 단자(135)는 보조 전극(130)과 일체로 형성될 수 있다. 도 5를 참조하면, 보조 전극 단자(135) 상에 제1 전극(171)이 배치될 수도 있다. 외부에서 공급되는 전원은 보조 전극 단자(135)를 통하여 보조 전극(130)으로 전달된다.
도 6은 도 1의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 6을 참조하면, 발광 셀(C)이 배치되지 않은 베이스 기판(111) 상의 일측에 제2 전극 단자(175)가 배치된다. 도 6에 제2 전극 단자(175)가 제2 전극(173)과 일체로 형성된 구조가 개시되어 있다. 도 6를 참조하면, 제2 전극 단자(175)는 패시베이션층(140) 상에 배치될 수 있다. 외부에서 공급되는 전원은 제2 전극 단자(175)를 통하여 제2 전극(173)으로 전달된다.
도 7은 도 1의 C-C'를 따라 자른 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광 셀(C)이 배치되지 않은 베이스 기판(111) 상의 일측에 n형 전극 배선 단자(215)가 배치된다. 도 7에 n형 전극 배선 단자(215)와 n형 전극 배선(210)이 일체로 형성된 구조가 개시되어 있다. 도 7를 참조하면, n형 전극 배선 단자(215)는 패시베이션층(140)과 봉지층(180) 상에 배치될 수 있다. 외부에서 공급되는 전원은 n형 전극 배선 단자(215)를 통하여 n형 전극 배선(210)으로 전달된다.
도 8은 도 1의 D-D'를 따라 자른 단면도이다.
도 8을 참조하면, 발광 셀(C)이 배치되지 않은 베이스 기판(111) 상의 일측에 p형 전극 배선 단자(225)가 배치된다. 도 8에 p형 전극 배선 단자(225)와 p형 전극 배선(220)이 일체로 형성된 구조가 개시되어 있다. 도 8을 참조하면, p형 전극 배선 단자(225)는 패시베이션층(140)과 봉지층(180) 상에 배치될 수 있다. 외부에서 공급되는 전원은 p형 전극 배선 단자(225)를 통하여 p형 전극 배선(220)으로 전달된다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명장치(200)의 어느 한 발광 셀에 대한 확대도이고, 도 10은 도 9의 III-III'를 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 조명장치(200)는 유기 발광 패널(110) 상의 제2 렌즈 구조체(242)를 더 포함한다. 유기 발광 패널(110)과 제2 렌즈 구조체(242) 사이에는 무기 발광 다이오드(230)가 배치되지 않는다.
또한, 도 10을 참조하면, 제2 렌즈 구조체(242) 상에 전도체층(250)이 배치된다. 제2 렌즈 구조체(242) 상에 광반사 특성을 갖는 전도체층(250)이 배치됨에 따라 제2 렌즈 구조체(242)와 전도체층(250)에 의해 렌즈가 형성된다. 유기 발광 소자(170)에서 발생된 광은 전도체층(250)에 반사되어 베이스 기판(111)을 통하여 외부로 발광될 수 있다. 따라서, 조명장치(100)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 조명 장치 110: 유기 발광 패널
111: 베이스 기판 120: 버퍼층
130: 보조 전극 135: 보조 전극 단자
140: 패시베이션층 141: 쇼트 방지 패턴
170: 유기 발광 소자 171: 제1 전극
171a: 연결 라인 172: 발광층
173: 제2 전극
210: n형 전극 배선 220: p형 전극 배선
230: 무기 발광 다이오드 241: 제1 렌즈 구조체
242: 제2 렌즈 구조체 250: 전도체층
260: 점착층 280: 봉지 필름
290: 보호층

Claims (15)

  1. 유기 발광 패널;
    상기 유기 발광 패널 상의 무기 발광 다이오드; 및
    상기 무기 발광 다이오드를 둘러싸는 제1 렌즈 구조체;를 포함하며,
    상기 유기 발광 패널은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상의 보조 전극;
    상기 보조 전극 상의 제1 전극;
    상기 제1 전극 상의 패시베이션층;
    상기 제1 전극 상의 발광층;
    상기 발광층 상의 제2 전극; 및
    상기 제2 전극 상의 봉지층;
    을 포함하고,
    상기 무기 발광 다이오드의 적어도 일부가 상기 보조 전극과 중첩하는, 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패시베이션층은 상기 보조 전극과 중첩하는, 조명장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패시베이션층은 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 배치된, 조명장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극에 형성된 홈에 절연 물질이 충진되어 이루어진 쇼트 방지 패턴을 더 포함하는, 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 쇼트 방지 패턴은 상기 패시베이션층과 연결된, 조명장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 패널 상의 n형 전극 배선 및 p형 전극 배선을 더 포함하며,
    상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선은 서로 이격되어, 각각 상기 무기 발광 다이오드와 연결된, 조명장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선의 적어도 일부는 상기 보조 전극과 중첩하는, 조명장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 n형 전극 배선 및 상기 p형 전극 배선은 상기 패시베이션층 상에 배치된, 조명장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 무기 발광 다이오드는,
    n형 전극;
    상기 n형 전극과 연결된 n형 반도체층;
    상기 n형 반도체층과 연결된 활성층;
    상기 활성층과 연결된 p형 반도체층; 및
    상기 p형 반도체층과 연결된 p형 전극;을 포함하며,
    상기 n형 전극은 상기 n형 전극 배선과 연결되고,
    상기 p형 전극은 상기 p형 전극 배선과 연결된, 조명장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 구조체 상의 전도체층을 더 포함하는, 조명장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전도체층은 상기 유기 발광 패널의 상기 제2 전극과 연결된, 조명장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전도체층은 광반사 특성을 갖는, 조명장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전도체층은 열전도성을 갖는, 조명장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 전도체층 상의 상의 점착층; 및
    상기 점착층 상의 봉지 필름;을 더 포함하며,
    상기 전도체층은 상기 봉지 필름과 연결된, 조명장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 패널 상의 제2 렌즈 구조체를 더 포함하며,
    상기 유기 발광 패널과 제2 렌즈 구조체 사이에 무기 발광 다이오드가 배치되지 않은, 조명장치.
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