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KR102547989B1 - 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR102547989B1
KR102547989B1 KR1020180086403A KR20180086403A KR102547989B1 KR 102547989 B1 KR102547989 B1 KR 102547989B1 KR 1020180086403 A KR1020180086403 A KR 1020180086403A KR 20180086403 A KR20180086403 A KR 20180086403A KR 102547989 B1 KR102547989 B1 KR 102547989B1
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Abstract

본 발명은 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 조명 장치는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되고, 기판, 기판 상의 제1 영역에 배치되는 보조 배선, 기판 상의 제2 영역에 배치되는 복수의 배리어층, 보조 배선 및 복수의 배리어층이 배치된 기판의 전면에 배치되는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되는 유기층 및 유기층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하여, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법{LIGHTING APPARATUS USING ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신뢰성을 향상시킨 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
현재 조명 장치로는 주로 형광등이나 백열등을 사용한다. 이중에서, 백열등은 연색지수(Color Rendering Index; CRI)가 좋으나 에너지효율이 매우 낮은 단점이 있고, 형광등은 효율은 좋으나 연색지수가 낮고 수은을 함유하고 있어 환경문제가 있다.
연색지수는 색재현을 표시하는 지수로, 광원에 의해 조명된 물체의 색에 대한 느낌이 특정 광원에 의해 조명된 경우와 기준이 되는 광원에 의해 조명된 경우를 비교하여 색감이 어느 정도 유사한가를 나타내는 지수이다. 태양광의 CRI는 100이다.
이러한 종래 조명 장치의 문제를 해결하기 위해, 근래 발광다이오드(LED)가 조명 장치로서 제안되고 있다. 발광다이오드는 무기물 발광물질로 구성되며, 적색 파장대에서 발광효율이 가장 높으며, 적색과 시감도가 가장 높은 색인 녹색 파장대역으로 갈수록 발광효율이 저하된다. 따라서, 적색 발광다이오드와, 녹색 발광다이오드 및 적색 발광다이오드를 조합하여 백색광을 발광하는 경우, 발광효율이 낮아지는 단점이 있다.
다른 대안으로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용한 조명 장치가 개발되고 있다. 유기 발광 소자는 기판 위에 순차적으로 형성된 애노드(anode), 복수의 유기층 및 캐소드(cathode)로 구성된다.
유기 발광 소자에 포함되는 복수의 유기층은 수분에 취약하여, 외부에서의 유기층에 수분이 침투될 경우, 유기층은 수축(Cell shrinkage)되어 유기 발광 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부로부터 수분의 침투를 방지하는 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 구조가 단순화된 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 리프트 오프 공정(Lift-off)을 통해 마스크 공정의 추가 없이 발광 영역에 복수의 배리어층을 형성하는 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되고, 기판, 기판 상의 제1 영역에 배치되는 보조 배선, 기판 상의 제2 영역에 배치되는 복수의 배리어층, 보조 배선 및 복수의 배리어층이 배치된 기판의 전면에 배치되는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되는 유기층 및 유기층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하여, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판을 제공하는 단계, 기판 상의 제1 영역에 보조 배선 및 감광막 패턴을 형성하는 단계, 보조 배선 및 감광막 패턴이 형성된 기판 전면에 제1 무기 배리어층을 증착하는 단계, 제1 무기 배리어층이 증착된 기판 상의 제2 영역에 유기 배리어층을 코팅하는 단계, 유기 배리어층이 코팅된 기판 전면에 제2 무기 배리어층을 증착하는 단계, 제1 영역에 배치된 감광막 패턴을 제거하여, 감광막 패턴 상에 증착된 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계, 제1 영역에서 노출된 보조 배선과 접촉되도록 보조 배선, 제1 무기 배리어층, 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층이 배치된 기판의 전면에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극이 형성된 기판 전면에 유기층을 증착하는 단계 및 유기층이 형성된 기판 전면에 제2 전극을 증착하는 단계를 포함하여, 제2 영역에만 복수의 배리어층을 배치하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않아 제조 공정이 단순화될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 특정 영역에 복수의 배리어층을 배치하여 외부에서의 투습을 방지함으로써, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 애노드(anode)상에 별도의 절연층이 배치되지 않아, 조명 장치의 두께를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 가요성(Flexibility)도 향상될 수 있다.
본 발명은 복수의 배리어층을 리프트 오프(lift-off)방식을 통해 일부만 제거함으로써, 발광 영역에 복수의 배리어층을 배치하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않아 제조 공정이 단순화 된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치를 예시적으로 보여주는 단면도이다.
도 2a 내지 2c은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층의 스택 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 정면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 조명부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3a에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 5a 내지 도 5k는 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7k는 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도이다.
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 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성요소를 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.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 위 (on)로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 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.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치를 예시적으로 보여주는 단면도이다.
본 발명에서는 무기 물질로 이루어진 무기 발광 소자를 이용한 조명 장치가 아니라 유기 물질로 이루어진 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치를 제공한다.
유기 발광 물질로 이루어진 유기 발광 소자는 무기 발광 소자에 비해 녹색 및 적색의 발광효율이 상대적으로 양호하다. 또한, 유기 발광 소자는 무기 발광 소자에 비해 적색과, 녹색 및 청색의 발광 피크의 폭이 상대적으로 넓기 때문에 연색지수(Color Rendering Index; CRI)가 향상되어 조명 장치의 광이 좀더 태양광과 유사하게 되는 장점도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치(100)는 면발광이 이루어지는 유기 발광 소자 유닛(110) 및 유기 발광 소자 유닛(110)을 봉지하는 봉지부(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로 유기 발광 소자 유닛(110)은 하부에서부터 순차적으로 기판(111), 내부 광추출층(112), 평탄화층(113), 배리어층(114), 제1 전극(115), 유기층(116) 및 제2 전극(117)을 포함할 수 있다.
그리고, 유기 발광 소자 유닛(110)의 하부에는 헤이즈를 증가시키기 위한 외부 광추출층(118)이 추가로 구비될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 조명 장치(100)는 외부 광추출층을 구비하지 않을 수도 있다. 여기서, 외부 광추출층(118)은 수지(Resin) 내에 TiO2 등의 산란 입자가 분산되어 구성되며, 점착층(미도시)을 통해 기판(111) 하부에 부착될 수 있다.
이에 더하여, 도 3b를 참조하여 후술할 바와 같이, 유기 발광 소자 유닛(110)은 제1 전극(115)의 전도성을 보완하기 위한 보조 배선(AL)을 더 포함할 수 있다.
기판(111)은 투명한 유리로 구성될 수 있다. 또한, 기판(111)은 플렉서블한 특성을 갖는 폴리 이미드(polyimide)와 같은 고분자 물질로 구성될 수도 있다.
여기서, 발광이 이루어지는 유기층(116) 및 유기층(116)의 상하면에 배치되어 유기층(116)에 전하를 공급하는 제1 전극(115)과 제2 전극(117)은 유기 발광 소자(OLED; Organic Light Emitting Diode)을 구성할 수 있다.
일례로, 제1 전극(115)은 유기층(116)에 정공(hole)을 공급하는 양극(anode)일 수 있고, 제2 전극(117)은 유기층(116)에 전자(electron)을 공급하는 음극(cathode)일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 전극(115) 및 제2 전극(117)은 그 역할 달리할 수 있다.
일반적으로, 제1 전극(115)은 정공 주입이 용이하도록 일함수가 높은 물질이면서, 전도성이 좋은 투명한 금속성 산화물질인 ITO(Indium Tin Oixde)나 IZO(Indium Zinc Oxide)으로 구성되거나 얇은 박막의 금속으로 구성될 수 있다. 여기서 얇은 박막의 금속의 구체적인 예로는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 타이타늄(Ti), 인듐(In), 이트륨(Y), 리튬(Li), 가돌리늄(Gd), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn) 및 납(Pb)과 같은 금속, 또는 이들의 합금을 의미하며, 제1 전극(115)는 단일층(Single stack)으로 구성될 수 있으나, 전술한 물질로 구성되는 다중층(Multi stack)으로도 구성될 수 있다.
그리고, 제2 전극(117)은 유기층(116)으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 낮은 도전성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 제2 전극(117)으로 사용되는 물질의 구체적인 예로는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 타이타늄(Ti), 인듐(In), 이트륨(Y), 리튬(Li), 가돌리늄(Gd), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn) 및 납(Pb)과 같은 금속, 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다. 그리고 제2 전극(117) 또한 단일층(Single stack)으로 구성될 수 있으나, 전술한 물질로 구성되는 다중층(Multi stack)으로도 구성될 수 있다.
그리고, 유기층(116)은 적색 유기 발광층(EML)을 포함하는 단일 스택(single stack) 구조로 구성되거나, 복수의 적색 유기 발광층(EML)을 포함하는 다중 스택(multi stack)의 탠덤(tandem)구조로 형성되거나 적녹색 유기 발광층(EML) 및 하늘색 유기 발광층(EML)을 포함하는 다중 스택(multi stack)의 탠덤(tandem)구조로 형성될 수 있다.
또한, 유기층(116)은 유기 발광층(EML)에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자 주입층(EIL) 및 정공 주입층(HIL)과, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자 수송층(ETL) 및 정공 수송층(HTL)과, 전자 및 정공과 같은 전하를 생성하는 전하 생성층(CGL)을 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 구조는 도 2a 내지 2c를 참조하여 후술한다.
제1 전극(115)과 제2 전극(117)에 전류가 인가되면, 제2 전극(117)으로부터 전자가 유기층(116)으로 주입되고 제1 전극(115)으로부터 정공이 유기층(116)으로 주입된다. 이후, 유기층(116)내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 생성된 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생된다.
여기서 유기층(116)에서 발생된 빛은 제1 전극(115) 및 제2 전극(117)의 투과율 및 반사율에 따라 전면 발광할 것인지 배면 발광할 것인지 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 전술한 바와 같이, 제1 전극(115)이 투명 전극이고 제2 전극(117)이 반사 전극으로 이용될 수 있으므로, 유기층(116)에서 발생된 빛은 제2 전극(117)에 의해 반사되어, 제1 전극(115)을 투과해 유기 발광 소자 유닛(110)의 하부로 광이 발생하게 된다. 즉, 본 발명의 일 일시예에 따른 유기 발광 소자 유닛(110)은 배면 발광을 할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제1 전극(115)이 반사 전극이고 제2 전극(117)이 투명전극으로 이용되어, 유기 발광 소자 유닛(110)은 전면 발광을 할 수도 있다.
그리고, 배리어층(114)은 제1 전극(115) 하부에 배치되어, 기판(111) 및 내부 광추출층(112)으로부터 침투되는 수분 및 공기 혹은 미세 입자(particle)를 차단하는 역할을 한다.
수분 및 공기의 침투를 방지하기 위하여, 배리어층(114)은 복수의 무기 배리어층을 포함할 수 있고, 미세 입자(particle)를 차단하기 위하여 배리어층(114)는 복수의 유기 배리어층을 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하여 후술할 바와 같이 본 발명에 따른 배리어층(114)은 보조배선(AL)이 배치되는 영역, 즉 비발광 영역인 제1 영역(A1)을 제외한 보조배선(AL)의 사이의 영역 즉, 발광 영역인 제2 영역(A2)에만 배치될 수 있으며, 제1 무기 배리어층(114a), 유기 배리어층(114b) 및 제2 무기 배리어층(114c)이 순차적으로 적층되어 구성될 수 있으며, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)은 유기 배리어층(114b)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4a를 참조하여 후술한다.
그리고, 내부 광추출층(112)은 기판(111)과 배리어층(114) 사이에 배치되어, 배면 발광하는 유기 발광 소자로부터 발생된 빛이 외부로 추출되는 효율을 증가시킨다.
내부 광추출층(112)은 수지에 산화 타이타늄(TiO2)입자를 삽입하여, 내부 광산란을 증가시키고, 표면 거칠기를 증가시켜 광추출 효율을 증가시킨다. 구체적으로, 내부 광추출층(112)은 잉크젯코팅(inkjet-coating)을 통해 450nm 두께로 형성될 수 있고, 산화 타이타늄(TiO2)입자의 직경은 200nm 내지 300nm일 수 있다. 다만, 이러한 구체적인 수치는 조명 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
그리고, 평탄화층(113)은 내부 광추출층(112) 상에 배치되어, 내부 광추출층(112)의 표면 거칠기를 보상하여, 유기 발광 소자 유닛(110)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
평탄화층(113)은 수지에 지르코니아(Zirconia)입자가 삽입되어 구성되며, 내부 광추출층(112)의 표면 거칠기를 보상한다. 구체적으로, 평탄화층(113)은 잉크젯코팅(inkjet-coating)을 통해 150nm 두께로 형성될 수 있고, 지르코니아(Zirconia)입자의 직경은 50nm일 수 있다. 다만, 이러한 구체적인 수치는 조명 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
봉지부(120)는 유기 발광 소자 유닛(110)을 덮어, 외부로부터의 영향을 차단하여 유기 발광 소자 유닛(110)을 보호하는 역할을 하며, 제2 전극(117)에 접촉되는 점착층(121), 점착층(121) 상에 접촉되는 금속 필름(122), 금속 필름(122) 상에 부착되는 보호 필름(123)을 포함한다.
점착층(121)은 금속 필름(122)과 유기 발광 소자 유닛(110)을 부착하는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)로 구성될 수 있고, 점착층(121)의 두께는 30um일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 조명 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
금속 필름(122)은 점착층(121) 상에 배치되어, 조명 장치(100) 자체의 강성을 유지하는 역할을 한다. 이를 위하여 금속 필름(122)은 20um 두께의 구리(Cu)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 조명 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
그리고 보호 필름(123)은 금속 필름(122) 상에 배치되어, 조명 장치(100)의 외부 충격을 흡수 및 보호하는 역할한다. 이를 위하여, 보호 필름(123)은 100um 두께의 고분자 필름인 PET(Polyethylene terephthalate) 필름으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 조명 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 2a 내지 2c은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층의 스택 구조를 나타내는 단면도이다.
구체적으로 도 2a는 단일 스택(single stack)의 유기층(116)을 도시하였고, 도 2b는 더블 스택(double stack)을 포함하는 탠덤 구조(tandem structure)의 유기층(116)을 도시하였고, 도 2c는 트리플 스택(triple stack)을 포함하는 탠덤 구조(tandem structure)의 유기층(116)을 도시하였다.
도 2a를 참조하면, 유기층(116)은 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL), 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL), 전자 저지층(Electron Blocking Layer; EBL), 유기 발광층(EML)(Emission layer, EML), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)이 순차적으로 적층되어 구성된다.
정공 주입층(HIL)은 제1 전극(115)으로부터 유기 발광층(EML)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 유기층이다. 정공 주입층(HIL)은, 예를 들어, HAT-CN(dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10.11-hexacarbonitrile), CuPc(phthalocyanine), F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane), 및 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
정공 수송층(HTL)은 정공 주입층(HIL)으로부터 유기 발광층(EML)으로 정공을 원활하게 전달하는 유기층이다. 정공 수송층(HTL) 은, 예를 들어, NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), s-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene) 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
전자 저지층(EBL)은 유기 발광층(EML)에 주입된 전자가 정공 수송층(HTL)으로 넘어오는 것을 저지하기 위한 유기층이다. 전자 저지층(EBL)은, 전자의 이동을 저지하여 유기 발광층(EML)에서 정공과 전자의 결합을 향상시키고, 유기 발광층(EML)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 전자 저지층(EBL)은 정공 수송층(HTL)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 정공 수송층(HTL)과 전자 저지층(EBL)은 별개의 층으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 정공 수송층(HTL)과 전자 저지층(EBL)통합될 수 있다.
유기 발광층(EML)에서는 제1 전극(115)을 통해 공급된 정공과 제2 전극(117)을 통해 공급된 전자들이 재결합되므로 여기자(exciton)가 생성된다. 그리고, 여기자가 생성되는 영역은 발광 영역(Emission Zone, Emission Area) 또는 재결합 영역(Recombination Zone)이라고 할 수 있다.
유기 발광층(EML)은 정공 수송층(HTL) 및 전자 수송층(ETL) 사이에 배치되고, 특정 색의 광을 발광할 수 있는 물질을 포함한다. 이때, 유기 발광층(EML)은 적색 광을 발광할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
유기 발광층(EML)은 호스트-도펀트 시스템(Host-Dopant System) 즉, 큰 중량비를 차지하는 호스트 물질에 발광 도펀트 물질이 소량의 중량비를 차지하도록 도핑된 시스템을 가질 수 있다.
이때, 유기 발광층(EML)은 복수의 호스트 물질들을 포함하거나, 단일 호스트 물질을 포함할 수 있다. 복수의 호스트 물질 또는 단일 호스트 물질을 포함하는 유기 발광층(EML)에는 적색 인광 도펀트 물질이 도핑된다. 즉, 유기 발광층(EML)은 적색 발광층이고, 유기 발광층(EML)에서 발광하는 광의 파장의 범위는 600nm 내지 660nm일 수 있다.
적색 인광 도펀트 물질은 적색 광을 발광할 수 있는 물질이다. 적색 인광 도펀트 물질이 도핑된 유기 발광층(EML)에서 발광하는 광의 EL 스펙트럼은 적색 파장 영역에서 피크를 가지거나, 적색에 해당하는 파장 영역에서 피크를 가질 수 있다.
적색 인광 도펀트 물질은 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)(tris(2- phenylpyridine)iridium), PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) Ir(piq)3(tris(1-phenylisoquinoline)iridium), Ir(piq)2(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, PtOEP(octaethylporphyrinporphine platinum) PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
전자 수송층(ETL)은 전자 주입층(EIL)으로부터 전자를 공급받는다. 전자 수송층(ETL)은 공급받은 전자를 유기 발광층(EML)으로 전달한다.
또한, 전자 수송층(ETL)은 정공 저지층(Hole Blocking Layer; HBL)과 같은 기능을 할 수 있다. 정공 저지층은 유기 발광층(EML)에서 재결합에 참여하지 못한 정공이 새어나가는 것을 방지할 수 있다.
전자 수송층(ETL)은, 예를 들어, Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium) 중에서 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전자 주입층(EIL)은 제2 전극(117)으로부터 유기 발광층(EML)으로 전자의 주입을 원활하게 하는 층이다. 전자 주입층(EIL)은, 예를 들어, LiF, BaF2, CsF 등과 같이 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 이온 형태 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)은 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치(100)의 구조나 특성에 따라 생략될 수도 있다.
도 2b를 참조하면, 유기층(116)은 제1 유기 발광층(EML1)을 포함하는 제1 스택(ST1), 제2 유기 발광층(EML2)을 포함하는 제2 스택(ST2) 및 제1 스택(ST1)과 제2 스택(ST2) 사이에 배치되는 전하생성층(CGL)을 포함한다.
여기서, 제1 스택(ST1)은 전자 주입층(EIL), 제1 전자 수송층(ETL1), 제1 유기 발광층(EML1), 제1 전자 저지층(EBL1) 및 제1 정공 수송층(HTL1)을 포함하고, 제2 스택(ST2)은 제2 전자 수송층(ETL2), 제2 유기 발광층(EML2), 제2 전자 저지층(EBL2) 및 제2 정공 수송층(HTL2) 및 정공 주입층(HIL)을 포함하며, 이러한 각층의 역할 및 구성은 전술한 바와 같다.
한편, 전하 생성층(CGL)은 제1 스택(ST1) 및 제2 스택(ST2) 사이에 배치된다. 전하 생성층(CGL)은 제1 스택(ST1) 및 제2 스택(ST2)으로 전하를 공급하여 제1 스택(ST1)과 제2 스택(ST2)에서 전하 균형을 조절한다.
전하 생성층(CGL)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함한다. N형 전하 생성층(N-CGL)은 제2 전자 수송층(ETL2)에 접하고, P형 전하 생성층(P-CGL)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 제1 정공 수송층(HTL1) 사이에 배치된다. 전하 생성층(CGL)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함하는 복수의 층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 단일층으로 구성될 수도 있다.
N형 전하 생성층(N-CGL)은 제1 스택(ST1)으로 전자를 주입한다. N형 전하 생성층(N-CGL)은 N형 도펀트 물질 및 N형 호스트 물질을 포함할 수 있다. N형 도펀트 물질은 주기율표 상의 제1 족 및 제2 족의 금속 또는 전자를 주입할 수 있는 유기물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, N형 도펀트 물질은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 어느 하나일 수 있다. 즉, N형 전하 생성층(N-CGL)은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층(116)으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. N형 호스트 물질은, 전자를 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
P형 전하 생성층(P-CGL)은 제2 스택(ST2)으로 정공을 주입한다. P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트 물질 및 P형 호스트 물질을 포함할 수 있다. P형 도펀트 물질은 금속 산화물, 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile), 헥사아자트리페닐렌 등과 같은 유기물 또는 V2O5, MoOx, WO3 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. P형 호스트 물질은, 정공을 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 2c를 참조하면, 유기층(116)은 제1 유기 발광층(EML1)을 포함하는 제1 스택(ST1), 제2 유기 발광층(EML2)을 포함하는 제2 스택(ST2), 제3 유기 발광층(EML3)을 포함하는 제3 스택(ST3), 제1 스택(ST1)과 제2 스택(ST2) 사이에 배치되는 제1 전하생성층(CGL1) 및 제2 스택(ST2)과 제3 스택(ST3) 사이에 배치되는 제2 전하생성층(CGL2)을 포함한다.
여기서, 제1 스택(ST1)은 전자 주입층(EIL), 제1 전자 수송층(ETL1), 제1 유기 발광층(EML1), 제1 전자 저지층(EBL1) 및 제1 정공 수송층(HTL1)을 포함하고, 제2 스택(ST2)은 제2 전자 수송층(ETL2), 제2 유기 발광층(EML2), 제2 전자 저지층(EBL2) 및 제2 정공 수송층(HTL2)을 포함하고, 제3 스택(ST3)은 제3 전자 수송층(ETL3), 제3 유기 발광층(EML3), 제3 전자 저지층(EBL3), 제3 정공 수송층(HTL3) 및 정공 주입층(HIL)을 포함하며, 이러한 각층의 역할 및 구성은 전술한 바와 같다.
그리고, 제1 전하 생성층(CGL1)은 제1 N형 전하 생성층(N-CGL1) 및 제1 P형 전하 생성층(P-CGL1)을 포함하고, 제1 N형 전하 생성층(N-CGL1)은 제2 전자 수송층(ETL2)에 접하고, 제1 P형 전하 생성층(P-CGL1)은 제1 N형 전하 생성층(N-CGL1) 및 제1 정공 수송층(HTL1) 사이에 배치된다.
제2 전하 생성층(CGL2)은 제2 N형 전하 생성층(N-CGL2) 및 제2 P형 전하 생성층(P-CGL2)을 포함하고, 제2 N형 전하 생성층(N-CGL2)은 제3 전자 수송층(ETL3)에 접하고, 제2 P형 전하 생성층(P-CGL2)은 제2 N형 전하 생성층(N-CGL2) 및 제2 정공 수송층(HTL2) 사이에 배치된다. 이러한 제1 및 제2 전하 생성층(CGL1, CGL2)의 역할 및 구성은 전술한 바와 같다.
다만, 여기서 제1 유기 발광층(EML1) 및 제3 유기 발광층(EML3)은 적녹색 유기 발광층이고, 제1 유기 발광층(EML1) 및 제3 유기 발광층(EML3)에서 발광하는 파장의 범위는 520nm 내지 580nm일 수 있고, 제2 유기 발광층(EML2)은 하늘색(sky blue) 유기 발광층이고, 제2 유기 발광층(EML)에서 발광하는 파장의 범위는 450nm 내지 480nm일 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 정면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 조명부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3a에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
구체적으로, 도 3a에서는 제1 전극(115), 제2 전극(117) 및 봉지부(120)의 배치 관계에 대하여 도시하였고, 도 4는 제2 전극(117)과 제2 컨택 전극(117p)의 연결 관계 및 제1 전극(115)과 제1 컨택 전극(115p)의 연결 관계뿐만 아니라, 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에서 구성요소의 배치 관계를 설명하기 위한 것이다.
도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 제1 전극(115)이 배치되고, 제1 전극(115) 상에 제2 전극(117)이 배치되고, 제2 전극(117)을 덮도록 봉지부(120)가 배치된다.
여기서, 제1 전극(115)과 제2 전극(117)이 중첩되는 영역은 제1 전극(115)과 제2 전극(117) 사이에 배치된 유기층(116)에서 빛이 발생하는 조명부(EA)로 정의될 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치(100)는 실제 광을 발광하여 외부로 출력하는 조명부(EA)와 제1 및 제2 컨택 전극(115p, 117p)을 통해 외부와 전기적으로 연결하여 조명부(EA)에 신호를 인가하는 패드부(PA1, PA2)로 나뉠 수 있다.
패드부(PA1, PA2)는 금속 필름(122)과 같은 봉지수단에 의해 가려지지 않아 제1 및 제2 컨택 전극(115p, 117p)을 통해 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 금속 필름(122)은 패드부(PA1, PA2)를 제외한 기판(110)의 조명부(EA) 전면에 부착될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 조명부(EA) 외곽의 패드부(PA1, PA2)에는 유기층(116), 제2 전극(117), 점착층(121) 및 금속 필름(122)가 형성되지 않아 제1 및 제2 컨택 전극(115p, 117p)이 외부로 노출될 수 있다.
패드부(PA1, PA2)는 조명부(EA)의 외측에 위치할 수 있으며, 도 3a는 제2 패드부(PA2)가 제1 패드부(PA1)들 사이에 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 3a는 패드부(PA1, PA2)가 조명부(EA)의 일 외측에만 위치하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 패드부(PA1, PA2)는 조명부(EA)의 일 외측과 다른 일 외측에 모두 위치할 수도 있다. 또한, 본 발명의 제1 패드부(PA1)는 조명부(EA)의 일 외측에 위치하고, 제2 패드부(PA2)는 조명부(EA)의 다른 일 외측에 위치할 수도 있다.
이와 관련하여, 제1 패드부(PA1)에 배치된 제1 컨택 전극(115p)은 조명부(EA)에 배치된 제1 전극(115)과 동일 층에 동일 물질로 형성되어, 제1 전극(115) 형성시 동일 공정으로 형성되어, 제1 전극(115)와 전기적으로 연결된다.
그리고, 제2 패드부(PA2)에 배치된 제2 컨택 전극(117p)은 조명부(EA)에 배치된 제1 전극(115)과 동일 층에 동일 물질로 동일 공정에 의해 형성된다. 다만, 제2 컨택 전극(117p)은 제1 전극(115) 및 제1 전극(115)과 전기적으로 연결된 보조 배선(AL)과 분리되고, 제2 전극(117)과 전기적으로 연결된다.
이에, 제1 패드부(PA1)에 배치된 제1 컨택 전극(115p)은 외부로부터 인가된 신호를 제1 전극(115)에 전달할 수 있고, 제2 패드부(PA2)에 배치된 제2 컨택 전극(117p)은 외부로부터 인가된 신호를 제2 전극(117)에 전달할 수 있다.
한편, 제1 전극(115)을 투명 도전막으로 형성되어 발광되는 광을 투과한다는 장점을 가지지만, 불투명 금속에 비해 전기저항이 매우 높다는 단점이 있다. 따라서, 대면적의 조명 장치(100)를 제작하는 경우, 투명 고저항 도전막의 큰 저항으로 인해 넓은 조명부(EA)로 인가되는 전류의 분포가 고르지 않게 되며, 이러한 불균일한 전류분포는 대면적 조명장치의 균일한 휘도의 발광을 불가능하게 한다.
이에, 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 대면적 조명 장치(100)의 균일한 휘도의 발광을 위하여, 조명부(EA)로 인가되는 전류의 분포를 고르게 하는 제1 전극(115)과 전기적으로 연결되는 보조 배선(AL)이 배치될 수 있다.
보조 배선(AL)은 조명부(EA) 전체에 걸쳐 얇은 폭의 그물망 형상, 매시 형상, 육각형이나 팔각형 형상, 또는 원 형상 등으로 배치되고, 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 또는 이들의 합금과 같이 전도성이 좋은 금속으로 구성될 수 있다. 도시하지 않았지만, 보조 배선(AL)은 상부 보조 배선(AL)과 하부 보조 배선(AL)의 2층 구조로 구성될 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 구성될 수도 있다.
여기서, 도 4에서는 제1 전극(115)과 전기적으로 연결되는 보조 배선(AL)은 제1 전극(115)과 전기적으로 접촉을 위하여, 제1 전극(115) 하부에 보조 배선(AL)이 배치되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 보조 배선(AL)은 제1 전극(115) 상부에 배치될 수 있다.
그리고, 도 3b 및 4에 도시된 바와 같이, 전류가 공급되는 제1 전극(115)에 단락 방지(Short Reduction) 패턴(SR)을 형성하여 내로우 패스(narrow path)가 형성되고, 복수의 유기층(116)으로 단락방지 패턴(SR)을 덮어 전체 패널의 단락 발생을 방지하고 있다. 즉, 단락 방지 패턴(SR)은 개별 화소의 발광 영역(A2) 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 개별 화소에 저항을 추가하여 단락 발생 영역으로 흐르는 전류를 제한하게 된다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치의 구체적인 적층 구조에 대하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 조명 장치(100)는 복수의 유기층(116)에서 발생한 빛이 하부로 발광하는 발광 영역(A2) 및 불투명한 보조 배선에 의해 하부로 빛이 차단되는 비발광 영역(A1)을 포함한다.
여기서 도 3b에 도시된 바와 같이, 발광 영역(A2)은 복수 개로 형성되어 개별 화소를 구성할 수 있고, 비발광 영역(A1)은 발광 영역(A2)을 매트릭스(Matrix)형태로 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
설명의 편의상 비발광 영역을 제1 영역(A1)으로 정의하고, 발광 영역을 제2 영역(A2)으로 정의하여 이하 서술한다.
제1 영역(A1)에서는 기판(111) 상에 보조 배선(AL), 보조 배선(AL) 상에 제1 전극(115)이 배치된다.
그리고, 제2 영역(A2)에서는 기판(111) 상에 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c), 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c) 상에 제1 전극(115)이 배치된다.
여기서, 제2 영역(A2)에 배치되는 제1 전극(115)에는 전술한 바와 같이, 제2 영역(A2)의 외곽에 내로우 패스(narrow path)를 구현하는 단락 방지(Short Reduction) 패턴(SR)이 형성될 수 있다. 이렇게 단락 방지 패턴(SR)은 개별 화소의 발광 영역인 제2 영역(A2)의 외곽을 둘러싸도록 형성되어, 개별 화소에 저항을 추가하여 전체 패널 중 단락 발생 영역으로 흐르는 전류를 제한하게 된다.
그리고, 제1 영역(A1)에 배치되는 제1 전극(115)과 제2 영역(A2)에 배치되는 제1 전극(115)은 동일 물질로 동일층에 배치되어, 서로 전기적으로 연결된다.
그리고, 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 제1 전극(115) 상에 전술한 바와 같이, 복수의 유기층(116), 제2 전극(117), 점착층(121) 및 금속 필름(122)이 배치될 수 있다.
여기서, 제2 영역(A2)의 기판(111) 상에 배치되는 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)은 하부에서부터 순차적으로 적층되는 제1 무기 배리어층(114a), 유기 배리어층(114b) 및 제2 무기 배리어층(114c)으로 구성될 수 있다.
구체적으로 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)이 유기 배리어층(114b)의 상하좌우 모든 면을 덮어 둘러싸도록 형성될 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)은 투습 방지 기능을 수행하고, 유기 배리어층(114b)은 미세 입자(particle)를 차단하는 역할을 하기 위하여, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)은 무기절연물질인 Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, ZnO, Y2O3, CeO2, Ta2O5, La2O5, Nb2O5 , SiO2, SiNx 중 하나로 구성될 수 있고, 유기 배리어층(114b)은 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지등으로 구성될 수 있으며, 구체적으로 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)로 구성될 수 있다.
또한, 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)은 각각은 배리어 특성 향상을 위해 유기와 무기 성분으로 구성된 실록산(Siloxane) 계열의 하이브리드 재료의 사용도 가능하다.
일반적으로, 제1 및 제2 무기 배리어층(114a, 114c)은 CVD(chemival vapor deposition)로 형성하는 박막의 경우 1,000 내지 4,000ÅA 수준, ALD(atomic layer deposition) 공정으로 형성하는 막의 경우 300 내지 500 ÅA 를 주로 사용하며, 유기 배리어층(114b)의 경우 Inkjet 공정이나, Slit coater 등의 공정을 이용하여 1 내지 5㎛ 두께 적용이 가능하며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다. 즉, 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c) 각각의 두께보다 유기 배리어층(114b)의 두께가 두꺼울 수 있다.
이렇게 제1 영역(A1)에는 보조 배선(AL)이 배치되고 제2 영역(A2)에는 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)이 배치되고 이를 덮도록 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 전면에 제1 전극(115) 및 복수의 유기층(116)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예와 달리 만약 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 모든 면에 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)을 형성한 뒤, 보조 배선(AL)을 형성할 경우, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 각각에 형성되는 제1 전극(115) 및 유기층(116)은 단차가 발생하게 되어, 외부의 약한 힘에서 유기층(116)이 손상되어 제1 전극(115) 및 제2 전극(117)이 단락되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 제1 전극(115)과 복수의 유기층(116) 사이에는 유기층(116)의 단락방지를 위한 절연층이 배치될 수 있으나, 이는 조명 장치의 두께가 증가하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 영역(A1)에는 보조 배선(AL)만이 배치되고 제2 영역(A2)에서는 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)만이 배치되어, 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 배치되는 제1 전극(115) 및 유기층(116)의 단차가 감소하게 된다. 보다 자세하게는, 복수의 배리어층(114a, 114b, 114c)의 두께의 합은 보조 배선(AL)의 두께보다 두껍게 형성하여, 제1 전극(115) 및 유기층(116)의 단차를 감소시킬 수 있다. 여기서 두께라 함은 수직 방향의 적층 두께를 의미한다.
이에, 외부의 충격으로부터 유기층(116)이 손상되지 않아, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치(100)는 외부의 충격으로부터 신뢰성이 향상되게 된다.
그리고, 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 발생되는 유기층(116)의 신뢰성이 향상되게 되므로, 복수의 유기층(116)이 신뢰성을 강화시키기 위한 전술한 절연층이 필요하지 않게 된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치(100)의 두께가 감소되어 박형화를 도모할 수 있고, 조명 장치(100)가 얇아져 가요성(Flexibility)도 향상될 수 있다.
또한, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)이 유기 배리어층(114b)의 상하좌우 모든 면을 덮도록 형성될 수 있다.
즉, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)이 수평 방향 뿐만 아니라 수직 방향으로 연장되어 형성되므로, 하부에서 침투된 수분뿐만 아니라, 측면으로 침투된 수분도 차단하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치(100)는 외부로부터의 상하 투습 방지 기능 뿐만 아니라, 측면 투습 방지 기능도 포함하여, 유기층(116)에 습기가 닿지 않아 유기층(116)의 셀 수축(Cell Shirkage)를 방지할 수 있다. 이에, 유기 발광 소자를 포함한 조명 장치(100)의 뒤틀림을 방지하여 조명 장치(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 5a 내지 도 5k는 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명장치를 참고하여 설명한다.
도 5a 를 참조하면, 조명부(MA)와 패드부(PA1, PA2)로 나뉘어진 기판(111) 전면에 금속막(ME)을 적층할 수 있다.
여기서, 기판(111)은 투명한 유리로 구성될 수 있다. 또한, 기판(111)은 플렉서블한 특성을 갖는 폴리 이미드(polyimide)와 같은 고분자 물질로 구성될 수도 있다.
그리고, 기판(111)상에 적층되는 금속막(ME)은 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 또는 이들의 합금과 같이 전도성이 좋은 금속으로 구성될 수 있다. 도시하지 않았지만, 금속막(ME)은 2층 구조로 구성될 수도 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 구성될 수도 있다.
다음으로 도 5b 및 도 도 5c를 참조하면, 비발광 영역인 제1 영역(A1)에 배치되는 금속막(ME) 상에만 감광막 패턴(PR)을 형성하고, 감광막 패턴(PR)을 마스크로하여 금속막(ME)을 식각함으로써, 제1 영역(A1)에 보조 배선(AL)을 형성한다.
여기서 감광막 패턴(PR)을 마스크로 하여 금속막(ME)을 식각할 때, 식각 방식은 다양한 방식으로 수행할 수 있으나, 공정의 편의상 식각액으로 식각하는 습식 식각(wet-etching)이 수행될 수 있다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 보조 배선(AL) 및 상기 감광막 패턴(PR)이 형성된 기판(111) 전면에 제1 무기 배리어층(114a)을 증착한다. 여기서, 제1 무기 배리어층(114a)은 ALD(atomic layer deposition)방법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, PVD(physics vapor deposition), CVD(chemival vapor deposition)등 다양한 증착방법이 이용될 수 있다.
여기서 제1 무기 배리어층(114a)은 무기절연물질인 Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, ZnO, Y2O3, CeO2, Ta2O5, La2O5, Nb2O5 , SiO2, SiNx 중 하나로 구성될 수 있다.
그리고, 제1 무기 배리어층(114a)은 CVD(chemival vapor deposition)로 형성하는 박막의 경우 1,000 내지 4,000ÅA 수준, ALD(atomic layer deposition) 공정으로 형성하는 막의 경우 300 내지 500 ÅA 으로 증착될 수 있으며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
다음으로, 도 5e를 참조하면, 제1 무기 배리어층(114a)이 증착된 기판(111) 상의 제2 영역(A2)에 유기 배리어층(114b)을 코팅한다. 코팅의 경우 Slit coating을 이용한 전면 코팅 후, 포토 공정을 이용하여 원하는 영역만 남기거나, 잉크젯(Inkjet) 코팅을 이용하여 원하는 영역에만 유기막 형성을 하는 경우가 모두 가능하다.
여기서 유기 배리어층(114b)은 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지등으로 구성될 수 있으며, 구체적으로 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)로 구성될 수 있다.
그리고, 유기 배리어층(114b)의 경우 Inkjet 공정이나, Slit coater 등의 공정을 이용하여 1 내지 5㎛ 두께로 형성이 가능하며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
다음으로, 도 5f를 참조하면, 유기 배리어층(114b)이 증착된 기판(111) 전면에 제2 무기 배리어층(114c)을 증착한다. 여기서, 제2 무기 배리어층(114c)은 제1 무기 배리어층(114a)의 증착과 같이 ALD(atomic layer deposition)방법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, PVD(physics vapor deposition), CVD(chemival vapor deposition)등 다양한 증착방법이 이용될 수 있다.
여기서 제2 무기 배리어층(114c)은 또한 Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, ZnO, Y2O3, CeO2, Ta2O5, La2O5, Nb2O5 , SiO2, SiNx 중 하나로 구성될 수 있다.
그리고, 제2 무기 배리어층(114c) 또한 CVD(chemival vapor deposition)로 형성하는 박막의 경우 1,000 내지 4,000ÅA 수준, ALD(atomic layer deposition) 공정으로 형성하는 막의 경우 300 내지 500 ÅA 으로 증착될 수 있으며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
다음으로, 도 5g를 참조하면, 제1 영역(A1)에 배치된 감광막 패턴(PR)을 제거하여, 감광막 패턴(PR) 상에 증착된 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 리프트 오프(Lift-off)한다.
구체적으로, 도 5f에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)에는 기판(111) 상에 보조 배선(AL), 감광막 패턴(PR), 제1 무기 배리어층(114a), 제2 무기 배리어층(114c)이 증착되어 있다.
이에, 제1 영역(A1)에 배치된 감광막 패턴(PR)을 제거하면, 감광막 패턴(PR) 상에 증착된 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c) 또한 제거된다. 이러한 방식을 리프트 오프(lift-off)방식이라고 한다.
이로 인해, 제1 영역(A1)에 배치된 보조 배선(AL)은 외부로 노출된다.
여기서 감광막 패턴(PR)을 제거하는 방식은 다양한 방식이 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 조명 장치의 제조 방법에서는 감광막 패턴(PR)을 제거하는 방식으로, 감광막 패턴(PR)에 IPL(Intense Pulsed Light)를 조사하거나, 감광막 패턴(PR)에 광분해 촉매를 첨가한 뒤, 광분해 촉매가 포함된 감광막 패턴(PR)에 자외선을 조사할 수 있다.
구체적으로 감광막 패턴(PR)에 IPL(Intense Pulsed Light)를 조사할 때, 2ms동안의 짧은 시간에 360J정도의 레이저를 조사하여, 감광막 패턴(PR)은 제거될 수 있다.
그리고, 광분해 촉매는 이산화타이타늄(TiO2)및 스테아린산 세륨(cerium stearate)일 수 있고, 광분해 촉매가 포함된 감광막 패턴(PR)에 자외선을 조사한 뒤, 광분해된 감광막 패턴(PR)을 린싱(rinsing)하거나 블로잉(air blowing)하여 제거할 수 있다.
이렇게, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 리프트 오프(Lift-off)방식으로 제거 함으로써, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 제2 영역(A2)에만 패터닝할 수 있다. 즉, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 별도의 마스크 공정 없이도 패터닝 할수 있게 되어, 공정이 간소화 될 수 있는 이점이 있다.
또한, 감광막 패턴(PR)를 마스크로 하여 보조 배선(AL)을 패터닝하였고, 감광막 패턴(PR)을 제거하여, 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 리프트 오프(Lift-off)하였으므로, 제1 영역(A1)에 배치된 보조 배선(AL)과 제2 영역(A2)에 배치된 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)은 셀프 얼라인(self-align)될 수 있다. 이에, 보조 배선(AL)과 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)의 패턴의 정렬은 보다 정밀하게 될 수 있어, 공정의 정확도 또한 증가될 수 있는 이점이 있다.
다음으로 도 5h를 참조하면, 산화물질인 ITO(Indium Tin Oixde)나 IZO(Indium Zinc Oxide)으로 구성되거나 얇은 박막의 금속을 증착한 뒤 패터닝하여 제1 전극(115), 제1 컨택 전극(115p), 제2 컨택 전극(117p)을 형성한다.
다시 말하면, 제1 전극(115), 제1 컨택 전극(115p), 제2 컨택 전극(117p)은 동일한 패터닝공정에 의해 동일 물질로 즉, 산화물질인 ITO(Indium Tin Oixde)나 IZO(Indium Zinc Oxide) 혹은 얇은 박막의 금속으로 형성됩니다.
여기서 얇은 박막의 금속의 구체적인 예로는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 타이타늄(Ti), 인듐(In), 이트륨(Y), 리튬(Li), 가돌리늄(Gd), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn) 및 납(Pb)과 같은 금속, 또는 이들의 합금을 의미하며, 제1 전극(115)는 단일층(Single stack)으로 구성될 수 있으나, 전술한 물질로 구성되는 다중층(Multi stack)으로도 구성될 수 있다.
구체적으로, 조명부(EA)에 형성되는 제1 전극(115)에 전술한 바와 같이, 제2 영역(A2)의 외곽에 내로우 패스(narrow path)를 구현하는 단락 방지(Short Reduction) 패턴(SR)을 형성할 수 있다.
몇몇의 실시예에서는 제1 전극(115) 및 제2 전극(117)의 단락을 방지하기 위해 보조 전극 및(AL) 단락 방지 패턴(SR)이 형성된 제1 전극(115)상에 형성되는 절연층을 더 포함할 수 있다.
절연층은 제1 전극(115)과 제2 전극(117) 사이에 배치되어, 유기층(116)의 손상으로 인해 제1 전극(115)과 제2 전극(117)이 단락되는 것을 방지한다.
구체적으로 절연층(INS)은 보조 배선(AL) 및 제1 전극(115)에 형성된 단락 방지 패턴(SR)을 덮도록 구성된다. 이렇게 절연층은 보조 배선(AL)을 둘러싸도록 형성되어 보조 배선(AL)에 의한 단차를 감소시킴으로써, 이후 절연층상에 형성되는 각종 층들이 단선되지 않고 안정적으로 형성되도록 할 수 있다.
여기서, 절연층은 산화 규소(SiOx)나 질화 규소(SiNx) 등의 무기물로 구성될 수 있다. 또한, 절연층은 포토아크릴(Photoacryl; PAC)과 같은 유기물로 구성될 수도 있고, 무기물 및 유기물의 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
그리고, 제1 패드부(PA)에 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 연결되도록 제1 컨택 전극(115p)을 형성하고, 제2 패드부에 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 단락되도록 제2 컨택 전극(117p)을 형성한다.
다음으로 도 5i를 참조하면, 제1 전극(115) 상에 복수의 유기층(116)을 증착한다. 여기서 복수의 유기층(116)은 제1 전극(115)과 보조 배선(AL)을 모두 덮도록 증착하여, 제2 컨택 전극(117p)이 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 단락되도록 한다.
몇몇의 실시예에서는 유기층(116)이 증착 되는 범위 한정 및 증착되는 유기층(116)의 측단 신뢰성을 향상시키기 위하여, 조명부(EA)에 증착되는 유기층(116)의 측단에 유기층(116)과 맞닿도록 댐구조(dam structure)를 추가로 형성할 수 있다.
이러한 댐구조는 제1 전극(115)과 제2 전극(117)의 전기적인 접촉을 방지하기 위하여, 산화 규소(SiOx)나 질화 규소(SiNx) 등의 무기물 혹은 포토아크릴(Photoacryl; PAC)과 같은 유기물로 구성될 수도 있고, 무기물 및 유기물의 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
다음으로, 도 5j를 참조하면, 복수의 유기층(116)을 덮도록 제2 전극(117)을 증착 한다.
여기서, 제2 전극(117)은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 타이타늄(Ti), 인듐(In), 이트륨(Y), 리튬(Li), 가돌리늄(Gd), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn) 및 납(Pb)과 같은 금속, 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다. 그리고 제2 전극(117) 또한 단일층(Single stack)으로 형성할 수 있으나, 전술한 물질로 구성되는 다중층(Multi stack)으로도 형성할 수 있고, 제2 전극(117)의 일측은 제2 컨택 전극(117p)과 전기적으로 연결될 수 있도록 형성한다.
이후, 도 5k를 참조하면, 제1 및 제2 패드부(PA1, PA2)를 제외한 기판(111)의 조명부 전면에 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 점착층(121) 및 금속 필름(122)을 형성하고 금속 필름(122) 상부에서 하부로 압력을 가하여, 금속 필름(122)을 부착시켜 조명장치를 완성할 수 있다.
이렇게, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 제조 방법은 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)을 별도의 마스크 공정 없이도 패터닝 할수 있게 되어, 공정이 간소화 될 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라, 1 영역(A1)에 배치된 보조 배선(AL)과 제2 영역(A2)에 배치된 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)은 셀프 얼라인(self-align)되어, 보조 배선(AL)과 제1 무기 배리어층(114a) 및 제2 무기 배리어층(114c)의 패턴의 정렬은 보다 정밀하게 될 수 있어, 공정의 정확도 또한 증가될 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예와 본 발명의 다른 실시예는 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 엣지 형태에서만 차이가 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예와 본 발명의 다른 실시예의 동일한 부분에 대한 내용은 생략하고, 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 엣지 형태를 중점적으로 검토한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치(200)에서 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)은 라운드 엣지(round egde) 형태이다.
구체적으로 도6 의 엣지 영역(EG)를 살펴보면, 제1 전극(115)과 맞닿는 제2 무기 배리어층(214c)의 엣지는 라운드 형태이고, 라운드 엣지를 형태의 제2 무기 배리어층(214c)에 맞닿는 유기 배리어층(214b)의 엣지 또한 라운드 형태일 수 있다.
이렇게, 본 발명의 다른 실시예에서는 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)이 라운드 엣지를 가짐으로써, 제1 전극(115)과 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 접촉 특성을 향상시켜, 제1 전극(115)의 크랙을 방지하는 효과가 있다.
제1 전극(115)의 크랙이 방지되면, 제1 전극(115)에 맞닿는 유기층(116)의 신뢰성 또한 향상될 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예보다 조명 장치(200)의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
도 7a 내지 도 7k는 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명장치의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도이다.
다음으로, 도 7a 내지 도 7k를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 본 발명의 다른 실시예는 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 엣지 형태에서만 차이가 있다. 이에, 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 엣지 형태를 형성하는 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 기판에 보조 배선(AL), 감광막 패턴(PR) 및 제1 무기 배리어층(214a)을 형성하는 과정을 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 조명 장치의 제조 방법에 관련된 도 5a 내지 도 5d의 내용과 동일하므로, 이는 생략한다.
여기서, 제1 무기 배리어층(214a)은 CVD(chemival vapor deposition)로 형성하는 박막의 경우 1,000 내지 4,000ÅA 수준, ALD(atomic layer deposition) 공정으로 형성하는 막의 경우 300 내지 500 ÅA 으로 증착될 수 있으며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
다음으로, 도 7e를 참조하면, 제1 무기 배리어층(214a)이 증착된 기판(111) 상의 제2 영역(A2)에 유기 배리어층(214b)을 코팅한다. 코팅의 경우 Slit coating을 이용한 전면 코팅 후, 포토 공정을 이용하여 원하는 영역만 남기거나, 잉크젯(Inkjet) 코팅을 이용하여 원하는 영역에만 유기막 형성을 하는 경우가 모두 가능하다.
여기서 유기 배리어층(214b)은 아크릴(Acryl)계 수지 또는 에폭시(epoxy)계 수지등으로 구성될 수 있으며, 구체적으로 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)로 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에서는 유기 배리어층(214b)의 엣지는 라운드 형태일 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기 배리어층(114b)의 경우 Inkjet 공정이나, Slit coater 등의 공정을 이용하여 1 내지 5㎛ 두께로 형성이 가능하며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
다음으로, 도 7f를 참조하면, 유기 배리어층(214b)이 증착된 기판(111) 전면에 제2 무기 배리어층(214c)을 증착한다. 여기서, 제2 무기 배리어층(214c)은 제1 무기 배리어층(214a)의 증착과 같이 ALD(atomic layer deposition)방법으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, PVD(physics vapor deposition), CVD(chemival vapor deposition)등 다양한 증착방법이 이용될 수 있다.
여기서 제2 무기 배리어층(214c)은 또한 Al2O3, ZrO2, HfO2, TiO2, ZnO, Y2O3, CeO2, Ta2O5, La2O5, Nb2O5 , SiO2, SiNx 중 하나로 구성될 수 있다.
여기서, 제2 무기 배리어층(214c)은 CVD(chemival vapor deposition)로 형성하는 박막의 경우 1,000 내지 4,000ÅA 수준, ALD(atomic layer deposition) 공정으로 형성하는 막의 경우 300 내지 500 ÅA 으로 증착될 수 있으며, 공정이나 환경에 따라 일정 수준의 감소나 증가는 가능하다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에서는 유기 배리어층(214b)의 엣지는 라운드 형태이므로, 라운드 엣지를 포함하는 유기 배리어층(214b)의 형태에 따라, 제2 무기 배리어층(214c) 또한 라운드 엣지를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 7g에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)에 배치된 감광막 패턴(PR)을 제거하여, 감광막 패턴(PR) 상에 증착된 제1 무기 배리어층(214a) 및 제2 무기 배리어층(214c)을 리프트 오프(Lift-off)한다.
다음으로, 도 7h에 도시된 바와 같이, 보조 전극(AL) 및 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)이 형성된 기판 전면에 단락 방지(Short Reduction) 패턴(SR)을 포함하는 제1 전극(115)을 형성하고, 제1 패드부(PA)에 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 연결되도록 제1 컨택 전극(115p)을 형성하고, 제2 패드부에 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 단락되도록 제2 컨택 전극(117p)을 형성한다.
다음으로 도 7i를 참조하면, 제1 전극(115) 상에 복수의 유기층(116)을 증착한다. 여기서 복수의 유기층(116)은 제1 전극(115)과 보조 배선(AL)을 모두 덮도록 증착하여, 제2 컨택 전극(117p)이 제1 전극(115) 및 보조 배선(AL)과 전기적으로 단락되도록 한다.
다음으로, 도 7j를 참조하면, 복수의 유기층(116)을 덮도록 제2 전극(117)을 증착 한다.
이후, 도 7k를 참조하면, 제1 및 제2 패드부(PA1, PA2)를 제외한 기판(111)의 조명부 전면에 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 점착층(121) 및 금속 필름(122)을 형성하고 금속 필름(122) 상부에서 하부로 압력을 가하여, 금속 필름(122)을 부착시켜 조명장치를 완성할 수 있다.
이렇게, 본 발명의 다른 실시예에서는 엣지 영역(EG)에서 볼 수 있듯이, 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)이 라운드 엣지를 갖도록 제조함으로써, 제1 전극(115)과 복수의 배리어층(214a, 214b, 214c)의 접촉 특성을 향상시켜, 제1 전극(115)의 크랙을 방지하는 효과가 있다.
제1 전극(115)의 크랙이 방지되면, 제1 전극(115)에 맞닿는 유기층(116)의 신뢰성 또한 향상될 수 있으므로, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예보다 조명 장치(200)의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치는 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되고, 기판, 기판 상의 제1 영역에 배치되는 보조 배선, 기판 상의 제2 영역에 배치되는 복수의 배리어층, 보조 배선 및 복수의 배리어층이 배치된 기판의 전면에 배치되는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되는 유기층 및 유기층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하여, 조명 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 배리어층은 순차적으로 적층되는 제1 무기 배리어층, 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층은 유기 배리어층을 감쌀 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층 중 어느 하나의 두께보다 유기 배리어층의 두께가 두꺼울 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 배리어층은 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)으로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층은 라운드 엣지를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 배리어층의 두께의 합은 보조 배선의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 전극은 제2 영역의 외곽에 내로우 패스(narrow path)를 구현하는 단락 방지(short reduction) 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 영역은 비발광 영역이고, 제2 영역은 발광 영역일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 영역에 배치되는 보조 배선은 리프트 오프(Lift-off)공정을 통하여 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용하는 조명 장치는 제1 패드부에 제1 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 제1 컨택 전극 및 제2 패드부에 제2 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 제2 컨택 전극을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법은 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판을 제공하는 단계, 기판 상의 제1 영역에 보조 배선 및 감광막 패턴을 형성하는 단계, 보조 배선 및 감광막 패턴이 형성된 기판 전면에 제1 무기 배리어층을 증착하는 단계, 제1 무기 배리어층이 증착된 기판 상의 제2 영역에 유기 배리어층을 코팅하는 단계, 유기 배리어층이 코팅된 기판 전면에 제2 무기 배리어층을 증착하는 단계, 제1 영역에 배치된 감광막 패턴을 제거하여, 감광막 패턴 상에 증착된 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계, 제1 영역에서 노출된 보조 배선과 접촉되도록 보조 배선, 제1 무기 배리어층, 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층이 배치된 기판의 전면에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극이 형성된 기판 전면에 유기층을 증착하는 단계 및 유기층이 형성된 기판 전면에 제2 전극을 증착하는 단계를 포함하여, 제2 영역에만 복수의 배리어층을 배치하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않아 제조 공정이 단순화될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 보조 배선 및 감광막 패턴을 형성하는 단계는 기판의 전면에 금속층을 증착하는 단계, 금속층이 증착된 기판의 제1 영역에 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패턴을 마스크로 하여, 기판의 제2 영역에 증착된 금속층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 증착하는 단계에서 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층은 ALD(Atomic Layer Deposition)방식으로 증착할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계에서 감광막 패턴에 IPL(Intense Pulsed Light)을 조사하여 감광막 패턴을 제거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계에서, 감광막 패턴에 광분해 촉매를 첨가하고 감광막 패턴에 자외선을 조사하여, 광분해 촉매를 활성화시켜 감광막 패턴을 제거할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 조명 장치
110: 유기 발광 소자 유닛
120: 봉지부
111: 기판
112: 내부 광추출층
113: 평탄화층
114: 배리어층
115: 제1 전극
116: 유기층
117: 제2 전극
118: 외부 광추출층
121: 점착층
122: 금속 필름
123: 보호 필름
114a, 214a: 제1 무기 배리어층
114b, 214b: 유기 배리어층
114c, 214c: 제2 무기 배리어층
115p: 제1 컨택 전극
117p: 제2 컨택 전극
AL: 보조 배선
EA: 조명부
PA1: 제1 패드부
PA2: 제2 패드부

Claims (21)

  1. 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되고,
    기판;
    상기 기판 상의 제1 영역에 배치되는 보조 배선;
    상기 기판 상의 제2 영역에 배치되는 복수의 배리어층;
    상기 보조 배선 및 상기 복수의 배리어층이 배치된 기판의 전면에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 유기층 및
    상기 유기층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 영역은 비발광 영역이고, 상기 제2 영역은 발광 영역이고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 비중첩하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 배리어층은 순차적으로 적층되는 제1 무기 배리어층, 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층은 상기 유기 배리어층을 감싸는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층 중 어느 하나의 두께보다 상기 유기 배리어층의 두께가 두꺼운, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층은 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)으로 구성되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층은 라운드 엣지를 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 배리어층의 두께의 합은 상기 보조 배선의 두께보다 두꺼운, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제2 영역의 외곽에 내로우 패스(narrow path)를 구현하는 단락 방지(short reduction) 패턴을 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치되는 보조 배선은 리프트 오프(Lift-off)공정을 통하여 노출되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    제1 패드부에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 제1 컨택 전극 및
    제2 패드부에 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 제2 컨택 전극을 더 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  12. 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상의 제1 영역에 보조 배선 및 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 보조 배선 및 상기 감광막 패턴이 형성된 기판 전면에 제1 무기 배리어층을 증착하는 단계;
    상기 제1 무기 배리어층이 증착된 기판 상의 제2 영역에 유기 배리어층을 코팅하는 단계;
    상기 유기 배리어층이 코팅된 기판 전면에 제2 무기 배리어층을 증착하는 단계;
    상기 제1 영역에 배치된 감광막 패턴을 제거하여, 상기 감광막 패턴 상에 증착된 제1 무기 배리어층 및 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계;
    상기 제1 영역에서 노출된 보조 배선과 접촉되도록 상기 보조 배선, 상기 제1 무기 배리어층, 상기 유기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층이 배치된 기판의 전면에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극이 형성된 기판 전면에 유기층을 증착하는 단계 및
    상기 유기층이 형성된 기판 전면에 제2 전극을 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 영역은 비발광 영역이고, 상기 제2 영역은 발광 영역이고,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 비중첩하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 보조 배선 및 상기 감광막 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 기판의 전면에 금속층을 증착하는 단계;
    상기 금속층이 증착된 기판의 제1 영역에 상기 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광막 패턴을 마스크로 하여, 상기 기판의 제2 영역에 증착된 금속층을 식각하는 단계를 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층을 증착하는 단계에서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층은 ALD(Atomic Layer Deposition)방식으로 증착하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계에서,
    상기 감광막 패턴에 IPL(Intense Pulsed Light)을 조사하여 상기 감광막 패턴을 제거하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 무기 배리어층 및 상기 제2 무기 배리어층을 리프트 오프(Lift-off)하는 단계에서,
    상기 감광막 패턴에 광분해 촉매를 첨가하고,
    상기 감광막 패턴에 자외선을 조사하여, 상기 광분해 촉매를 활성화시켜 상기 감광막 패턴을 제거하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층은 포토 아크릴(Photo acryl; PAC)으로 구성되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층 및 제2 무기 배리어층은 라운드 엣지를 포함하는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치의 제조 방법.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 배선은 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 배치되며,
    상기 제1 영역에 배치되는 제1 전극과 상기 제2 영역에 배치되는 제1 전극은 서로 전기적으로 연결되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치되는 제1 전극과 상기 제2 영역에 배치되는 제1 전극은 동일 물질을 포함하며 동일층에 배치되는, 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치.

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