JP6685372B2 - Ｏｌｅｄ照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ＯＬＥＤ照明装置に関し、より詳細には、第１電極の低い面抵抗を補償できながら、開口率の改善によって光抽出効率を向上させるＯＬＥＤ照明装置に関する。
現在、照明装置としては、主に蛍光灯や白熱灯が使用されている。この中で、白熱灯は、演色指数は良いものの、エネルギー効率が非常に低く、他方で蛍光灯は、エネルギー効率は良いものの、演色指数が低く、水銀を含有しており、環境汚染の問題がある。
従って、最近は、蛍光灯や白熱灯を代替する照明装置として発光ダイオード（ＬＥＤ）が提案されてきた。かかる発光ダイオードは、無機物発光物質で構成されており、青色波長帯で発光効率が最も高く、赤色や視感度の最も高い色である緑色波長帯に行くほど発光効率が低下する。従って、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを組み合わせて白色光を発光する場合、発光効率が低くなるという問題があった。また、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードを用いる場合、それぞれの発光ピーク（ｐｅａｋ）の幅が狭いため、色演色性も低下するという問題もあった。
このような問題を解決するために赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを組み合わせる方式の代りに、青色発光ダイオードと黄色蛍光体を組み合わせて白色光を出力する照明装置が提案されている。このような構成の発光ダイオードが提案される理由は、発光効率の低い緑色発光ダイオードを用いるより、効率の高い青色発光ダイオードのみを用いて、残りの色は、青色光を受けて黄色光を発散する蛍光物質を用いる方法のほうがさらに効率的であるからである。
しかし、青色発光ダイオードと黄色蛍光体を組み合わせて白色光を出力する照明装置の場合も、黄色光を発光する蛍光物質自体が発光効率が良くないため、照明装置の発光効率を向上させるには限界があった。
このような発光効率が低下する問題を解決するため、有機発光物質からなる有機発光素子を用いるＯＬＥＤ照明装置が提案されている。通常、有機発光素子は、無機発光素子に比べて緑色及び赤色発光効率が相対的に良好である。また、有機発光素子は、無機発光素子に比べて青色、赤色、緑色発光ピーク（ｐｅａｋ）の幅が相対的に広いため、色演色性が向上して、発光装置の光がさらに太陽光に近くなる長所がある。
かかる有機発光素子は、アノード及びカソードと、アノード及びカソードの間に配置した有機発光層で構成される。このとき、照明装置の有機発光素子は、アノードとカソードとの間の間隔が狭いため、異物の浸透によるピンホールに弱い。また、割れ発生、有機発光素子の内部構造の段差（ｓｔｅｐ）及び積層した層の粗度（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）などによって、アノードとカソードが直接接触してアノードとカソードが短絡する問題が生じ得る。また、有機発光層の形成時に工程不良や工程誤差などにより、有機発光層が設定された厚より薄く形成されて、アノードとカソードが電気的に短絡される問題が生じ得る。
このように、照明装置においてアノードとカソードが短絡される場合、短絡領域は、電流が流れる低抵抗経路を形成するため、短絡領域にのみ電流が流れて、有機発光素子の他の領域を介して流れる電流が大幅に減少するか、極端な場合は、全く流れなくなり、有機発光素子の発光出力が減少するか発光しなくなる問題があった。
これは結局、アノードとカソードの短絡によって、設定された輝度未満の光を出力して照明装置の品質を低下させるか、さらには照明装置が作動しなくなる。また、短絡によって短絡された領域に対応する画素が不良画素となり、照明装置の品質が低下する問題があった。
本発明は、透明導電物質からなる第１電極の低い面抵抗を補償できながら、開口率の改善によって光抽出効率を向上させるＯＬＥＤ照明装置を提供する。
このため、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、基板、前記基板上に配置した第１の補助配線、前記第１の補助配線に連結されて、前記基板上に配置した第２の補助配線、前記第１の補助配線及び第２の補助配線を含む基板上に配置して、前記第１の補助配線の一部を露出する貫通孔を備える保護層、前記貫通孔を介して前記第１の補助配線と連結されて、前記保護層の一部を露出する開口部を有し、前記保護層上に配置した第１電極、前記第１電極上に配置した有機発光層、及び、前記有機発光層上に配置した第２電極、を含む。
本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、短絡防止抵抗を維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線及び第２の補助配線が設計される。
この結果、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、第１電極の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置を具現する際、電流降下（ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｒｏｐ）による輝度の低下がなく、正常発光が可能となる。
本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、開口率向上のため補助配線を除去する代わりに、各画素の一側辺に第１の補助配線を配置させて、第１の補助配線に接続される薄い幅の第２の補助配線を画素内にマトリックス状に配置させた。
この結果、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、第１の補助配線及び第２の補助配線によってＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極の高い抵抗を補償できるとともに、補助配線の削除で開口率低下の問題を克服することができる。
また、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の場合、第１の補助配線及び第２の補助配線は、貫通孔を除く全領域が保護層により安定して保護されるため、ＯＬＥＤ照明装置の信頼性を向上させるようになる。
また、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、第１の補助配線及び第２の補助配線に印加された信号が抵抗パターンを経て第１電極に印加されるため、第１電極の開口部を画素の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターンを十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することができる。
この結果、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、第１電極の開口部の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるため、第１電極及び第２電極相互の間が電気的に短絡されることを予め防止できるようになる。
また、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、短絡防止抵抗は維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線及び第２の補助配線を設計することで、第１電極の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置を具現する際、電流降下による輝度の低下がなく、正常発光が可能となり得る。
この結果、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、補助配線が除去される代わりに、第１の補助配線を画素の一側辺にのみ配置させて、幅の細い第２の補助配線を画素内でマトリックス状に分散するように配置させることによって、第１の補助配線及び第２の補助配線が配置する部分のみが光の発光されない領域となる。
従って、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、既存の補助配線が形成されていた領域まで光が発光されるようになるため、その分開口率が増加する効果を発揮できるようになる。
本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、開口率向上のため補助配線を除去する代わりに、各画素の一側辺に第１の補助配線を配置させて、第１の補助配線に接続される薄い幅の第２の補助配線を画素内にマトリックス状に形成した。
この結果、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、第１の補助配線及び第２の補助配線によってＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極の高い抵抗を補償できるとともに、補助配線の削除で開口率低下の問題を克服することができる。
また、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、第１の補助配線及び第２の補助配線に印加された信号が抵抗パターンを経て第１電極に印加されるため、第１電極の開口部を画素の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターンを十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となり得る。
この結果、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、第１電極の開口部の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるため、第１電極及び第２電極相互の間が電気的に短絡されることを予め防止できるようになる。
また、本発明によるＯＬＥＤ照明装置は、短絡防止抵抗は維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線及び第２の補助配線を設計することで、第１電極の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置を具現する際、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
本発明の他の例によるＯＬＥＤ照明装置は、基板、前記基板上にマトリックス状に配置した補助配線、前記基板上に配置して開口部を有し、前記補助配線と接触した第１電極、前記第１電極上に配置した有機発光層、及び、前記有機発光層上に配置した第２電極、を含む。
本発明のさらに他の例によるＯＬＥＤ照明装置は、基板、前記基板上に配置した補助配線、前記基板の全体表面に配置して、前記補助配線上に配置し、前記補助配線の一部を露出する貫通孔を有する保護層、前記貫通孔を介して前記補助配線と連結されて、前記保護層の一部を露出する開口部を有する第１電極、前記第１電極上に配置した有機発光層、及び、前記有機発光層上に配置した第２電極、を含む。
上述した目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して詳細に後述されており、これにより、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。本発明を説明するにおいて、本発明に係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には詳説を省略する。以下に、添付の図面を参照して、本発明による好ましい実施形態を詳説する。図面における同じ参照符号は、同一又は類似の構成要素を指すものに使われる。
以下では、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態によるＯＬＥＤ照明装置について詳説する。
図１は、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置を示した平面図であり、図２は、図１のＡ部分を拡大して示した平面図であり、図３は、図２のIII−III’線に沿って切断して示した断面図である。
図１〜図３を参照すると、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００においては、基板１１０上にバッファ層１１５が配置され、バッファ層１１５上に有機発光素子（Ｅ）が配置される。
有機発光素子（Ｅ）は、バッファ層１１５上に配置した第１電極１３０と、第１電極１３０上に積層した有機発光層１４０と、有機発光層１４０上に積層した第２電極１５０を含む。このような構造のＯＬＥＤ照明装置１００では、有機発光素子（Ｅ）の第１電極１３０と第２電極１５０に信号が印加されるにつれて、有機発光層１４０が発光することで基板１１０全体的に光を出力するようになる。
このとき、基板１１０上には補助配線１２０がマトリックス状に配置される。かかる補助配線１２０は、電導性に優れた金属材質で構成されており、基板１１０の全体領域に配置する第１電極１３０に均一な電圧が印加されるようにして、大面積のＯＬＥＤ照明装置１００で均一な輝度に発光が行われることを可能にする。かかる補助配線１２０は、バッファ層１１５と第１電極１３０との間に配置して、第１電極１３０と直接接触される形態に連結されてもよい。
第１電極１３０は、ＩＴＯのような透明導電物質からなっており、発光される光を透過するという長所を有するものの、金属に比べて電気抵抗が非常に高いという短所がある。従って、大面積のＯＬＥＤ照明装置１００を製作する場合、透明導電物質の大きい抵抗によって広い領域に印加される電流の分布が不均一となり、このような不均一な電流分布は、大面積のＯＬＥＤ照明装置１００の均一な輝度の発光を不可能にする。
補助配線１２０は、基板１１０全体にわたりマトリックス状に配置され、基板１１０全体の第１電極１３０に均一な電圧が印加されるようにして、大面積のＯＬＥＤ照明装置１００で均一な輝度の発光を可能にする。
このため、補助配線１２０は、少なくとも５μｍ以上の線幅を有することが好ましく、より好ましい線幅としては５〜５０μｍを有する。かかる補助配線１２０は、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ及びＣｒのうち選択された１種又は２種以上の合金材質で構成されてもよい。かかる補助配線１２０は、断層構造で構成されるか、又は、２層以上の複層構造を有してもよい。
このとき、補助配線１２０が第１電極１３０の下部に配置されるが、補助配線１２０が第１電極１３０の上部に配置されてもよい。
補助配線１２０は、マトリックス状に配置されることで、基板１１０を複数の画素（Ｐ）単位に区画することができる。すなわち、補助配線１２０は、第１電極１３０に比べて抵抗が非常に低いため、実質的に第１電極１３０の電圧は、第１電極１３０に直接印加されるものではなく、補助配線１２０を介して印加される。従って、第１電極１３０が基板１１０全体にかけて形成されるが、補助配線１２０によって第１電極１３０が複数の画素（Ｐ）に区画される。
第１電極１３０の上部には保護層１２５が積層される。かかる保護層１２５は、補助配線１２０を覆うように第１電極１３０の上部に配置される。
補助配線１２０は、不透明な金属で構成されるため、補助配線１２０が形成される領域へは光が出力されない。従って、第１電極１３０上には補助配線１２０が位置する上部にのみ保護層１２５を備えて、補助配線１２０が配置しない位置には保護層１２５が配置されないようにして、画素（Ｐ）の発光領域でのみ光が発光して出力されるようにする。すなわち, 保護層１２５は、各画素（Ｐ）の中央部分を除く他の領域にのみ形成される。
また、保護層１２５は、補助配線１２０を囲むように形成されて、補助配線１２０による段差を減少させることで、その後に積層される有機発光層１４０及び第２電極１５０などが断線されず安定して形成されるようになる。
このため、保護層１２５は、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどのような無機層で構成されてもよい。また、保護層１２５は、フォトアクリルのような有機層で構成されてもよいし、無機層及び有機層を含む複数の層で構成されてもよい。
第１電極１３０及び保護層１２５の上部には有機発光層１４０と第２電極１５０が順次に配置される。
有機発光層１４０は、白色光を出力する有機発光物質で構成されてもよい。例えば、有機発光層１４０は、青色有機発光層、赤色有機発光層及び緑色有機発光層で構成されてもよいし、青色発光層と黄色−緑色発光層を含むタンデム（ｔａｎｄｅｍ）構造で構成されてもよい。しかし、本発明の有機発光層１４０は、前記構造に限定されるものではなく、多様な構造を適用することができる。
また、図面では示していないが、有機発光素子（Ｅ）は、有機発光層１４０に電子及び正孔をそれぞれ注入する電子注入層及び正孔注入層と、注入済みの電子及び正孔を有機発光層にそれぞれ輸送する電子輸送層及び正孔輸送層と、電子及び正孔のような電荷を生成する電荷生成層をさらに含んでいてもよい。
有機発光層１４０は、正孔輸送層と電子輸送層からそれぞれ正孔と電子をそれぞれ輸送されて結合させることで可視光線領域の光を発光する物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。このような有機物質としては例えば、８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、カルバゾール系化合物、二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物、ＢＡｌｑ、１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物、ベンゾオキサゾールとベンゾチアゾール及びベンゾイミダゾール系化合物、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）などが用いられるが、これらに限定されるものではない。
第２電極１５０は、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇのような金属又はこれらの合金などで構成されてもよい。
第１電極１３０、有機発光層１４０及び第２電極１５０は、有機発光素子（Ｅ）を構成する。このとき、第１電極１３０が有機発光素子（Ｅ）のアノード（ａｎｏｄｅ）であり、第２電極１５０がカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）であって、第１電極１３０と第２電極１５０に電圧が印加されると、第２電極１５０から電子が有機発光層１４０に注入されて、第１電極１３０から正孔が有機発光層１４０に注入され、有機発光層１４０内には励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が生成される。この励起子が消滅（ｄｅｃａｙ）することによって、有機発光層１４０のＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）とＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）のエネルギー差に相当する光が発生して、基板１１０の方向に光を発散することになる。
また、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００は、有機発光素子（Ｅ）が備えられた基板１１０上の第２電極１５０を覆うように配置したカプセル化層１６０をさらに含んでいてもよい。
かかるカプセル化層１６０は、接着層１６２と、接着層１６２上に配置した基材層１６４を含んでいてもよい。このように、有機発光素子（Ｅ）が備えられた基板１１０上にはカプセル化層１６０が配置され、基材層１６４が接着層１６２によって付着することでＯＬＥＤ照明装置１００を密封させるようになる。
このとき、接着層１６２としては、光硬化性接着剤又は熱硬化性接着剤を用いることができる。基材層１６４は、外部からの水気や空気が侵透することを防止するために配置させるものであって、このような機能を行えるものであれば、どのような物質でも可能である。例えば、基材層１６４の材質としては、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）のような高分子物質が適用されるか、又はアルミ箔、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属物質で構成されてもよい。
一方、図２及び図３を参照すると、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００においては、マトリックス状に配列される補助配線１２０によって区画される画素（Ｐ）内に第１電極１３０が配置され、補助配線１２０と第１電極１３０は、相対的に高抵抗の抵抗パターン１３２によって電気的に接続される。
これにより、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００においては、補助配線１２０に印加された信号が抵抗パターン１３２を経て第１電極１３０に印加されるため、第１電極１３０の開口部１３５を画素（Ｐ）の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターン１３２を十分に長く配置させることにより、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となる。この結果、第１電極１３０の開口部１３５の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるようになる。
すなわち、第１電極１３０の開口部１３５は、第１電極１３０の一部である細長い形状の抵抗パターン１３２を定義するため、画素（Ｐ）を囲むように配置する。補助配線１２０に印加された信号は、抵抗パターン１３２を介して第１電極１３０に印加される。
このように、第１電極１３０が補助配線１２０及び基板１１０全体に配置され、第１電極１３０の一部を除去した開口部１３５を配置させることで、第１電極１３０と同じ物質からなる抵抗パターン１３２を配置してもよい。
この結果、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、第１電極１３０の開口部１３５の設計変更によって所望の大きさの短絡防止抵抗を生成することができ、短絡回路にのみ電流が流れないようにすることができるため、第１電極１３０と第２電極１５０との間で短絡が発生することを防止することができる。
しかし、上述した本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００の場合、補助配線１２０が配置される部分とともに、第１電極１３０の開口部１３５及び抵抗パターン１３２が配置される部分では光が発光しないため、補助配線１２０と第１電極１３０の開口部１３５及び抵抗パターン１３２が配置される部分を保護層１２５で覆うことになり、これは結局、ＯＬＥＤ照明装置１００の全体開口率を低下させる原因となっている。
特に、抵抗パターン１３２は、設定された抵抗値を形成するため、設定された幅及び長さだけ形成されなければならず、画素（Ｐ）の面積とは関係なく抵抗パターン１３２が画素（Ｐ）内に一定面積で形成されなければならない。これにより、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置１００は、短絡防止抵抗が形成されないＯＬＥＤ照明装置に比べて約８．５％以下の開口率が落ちる問題があった。
従って、画素（Ｐ）の大きさが小さな高解像度ＯＬＥＤ照明装置１００の場合、抵抗パターン１３２によって開口率が設定値以下に低下して、ＯＬＥＤ照明装置１００の品質不良を引き起こす。
これにより、第１電極１３０の開口部１３５及び抵抗パターン１３２によって短絡防止抵抗を形成する場合、画素（Ｐ）の開口率が低下するため、高解像度のＯＬＥＤ照明装置１００の製造に際して技術的困難が生じていた。
このような開口率低下の問題を克服するために基板１１０上の補助配線１２０を除去すると、基板１１０上全体にかけて配置するＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極１３０の抵抗が低い関係で、発光の均一度が低下する問題がある。
これを解決するため、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、開口率向上のため補助配線を除去する代わりに、各画素の一側辺に第１の補助配線を配置させて、第１の補助配線に接続される幅の細い第２の補助配線を画素内にマトリックス状に配置した。
この結果、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、第１の補助配線及び第２の補助配線によってＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極の高い抵抗を補償できるとともに、補助配線の削除で開口率低下の問題を克服できるようになる。
これについては、以下に添付した図面を参照して、より具体的に説明する。
図４は、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置を示した平面図であり、図５は、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の単位画素を示した平面図であり、図６は、図５のVI−VI’線に沿って切断して示した断面図である。
図４〜図６を参照すると、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００においては、基板２１０の全面にバッファ層２１５が配置され、バッファ層２１５上に第１の補助配線２２２が配置される。
基板２１０は、透明なガラス材質を用いることができる。また、基板２１０は、フレキシブルな特性を有する高分子物質を用いることもできる。
バッファ層２１５は、基板２１０の下部から浸透する水気及び空気を遮断する役割を行う。このため、バッファ層２１５は、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどのような無機層で構成されてもよい。バッファ層２１５は、省略してもよい。
第１の補助配線２２２は、基板２１０上のバッファ層２１５上に配置される。これにより、バッファ層２１５は、基板２１０と第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４の間に配置される。
第２の補助配線２２４は、第１の補助配線２２２と連結されて、基板２１０上に配置される。かかる第２の補助配線２２４は、基板２１０上の画素（Ｐ）内で複数が交差するマトリックス状に配列される。
第２の補助配線２２４は、第１実施形態の補助配線（図２の１２０）の線幅の２倍以下の線幅を有することが好ましい。従って、第２の補助配線２２４は、１〜３μｍの線幅を有することがさらに好ましい。第２の補助配線２２４の線幅が１μｍ未満である場合には、開口率は増加するものの、第１電極２３０の抵抗を低くすることが難しい。逆に、第２の補助配線２２４の線幅が３μｍを超える場合には、第２の補助配線２２４の配置面積が増加し、画素（Ｐ）内の発光領域を減少して開口率を低下する問題がある。
このとき、第１の補助配線２２２は、第２の補助配線２２４と同じ層に配置されて、同じ金属材質からなる。従って、第１の補助配線２２２は、第２の補助配線２２４と同じ層で一体に連結されてもよい。
保護層２２５は、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４が配置された基板２１０を覆い、第１の補助配線２２２の一部を露出する貫通孔（ＴＨ）を有する。このとき、第１の補助配線２２２は、貫通孔（ＴＨ）によって少なくとも半分以上の面積が露出して、有機発光素子（Ｅ）の第１電極２３０と直接接触される。保護層２２５は、画素（Ｐ）の発光領域内に形成される。
かかる保護層２２５は、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどのような無機層で構成されてもよい。また、保護層２２５は、フォトアクリルのような有機層で構成されてもよいし、無機層及び有機層を含む複数の層で構成されてもよい。
このように、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４は、貫通孔（ＴＨ）を除く全領域が保護層２２５により安定して保護されるため、ＯＬＥＤ照明装置２００の信頼性を向上させるようになる。
特に、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４を設計することで、ＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極２３０の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置２００を具現する際、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
このため、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４それぞれには、第１電極２３０の高い面抵抗を補償するため、電導性に優れた金属材質を用いることが好ましい。具体的には、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４それぞれの材質としては、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ及びＭｏのうち選択された１種又は２種以上の合金を含んでいてもよい。
特に、本発明の第２実施形態において、第１の補助配線２２２の厚さは、第２の補助配線２２４の厚さに比べて相対的に大きく設計することが好ましいが、これは、第１の補助配線２２２の厚さを相対的に大きく設計してこそ、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置１００を具現する際に電流降下による輝度低下を防止できるからである。
従って、第１の補助配線２２２は、第１膜厚を有して、第２の補助配線２２４は、第１膜厚より低い第２膜厚を有する。特に、第２膜厚は、第１膜厚の２０〜６０％であることが好ましい。第２膜厚が第１膜厚の２０％未満である場合には、第１電極２３０の抵抗を低くすることが難しい。逆に、第２膜厚が第１膜厚の６０％を超える場合には、厚過ぎる設計によって第２の補助配線２２４の線幅を減少させにくく、開口率が低下するおそれが高い。
このように、本発明の第２実施形態では、第２の補助配線２２４及び第１の補助配線２２２が一体に連結されて、貫通孔（ＴＨ）を介して第１の補助配線２２２と第１電極２３０とが直接に電気的に連結されることで、第１電極２３０の高い面抵抗を、第２の補助配線２２４及び第１の補助配線２２２によって１０Ω／□以下の低い抵抗を有するように補償できるようになる。
このとき、第１の補助配線２２２は、第１電極２３０の面抵抗を低くするため、各画素（Ｐ）内の４辺を囲むように配置させることが有利であるが、各画素（Ｐ）内の４辺に第１の補助配線２２２を配置させると、第１の補助配線２２２が配置される部分では、光が発光しないため、ＯＬＥＤ照明装置２００の全体開口率を低下し、好ましくない。
従って、本発明の第２実施形態では、基板２１０上の画素（Ｐ）内の一側辺、すなわち、補助配線が配置されていた領域のうち一側辺にのみ第１の補助配線２２２を配置させて、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４を第１電極２３０と電気的に接続させることによって、ＯＬＥＤ照明装置２００の全体開口率の低下を抑制しながら、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
この結果、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、補助配線を除去する代わりに、第１の補助配線２２２を画素（Ｐ）の一側辺にのみ配置させて、幅の細い第２の補助配線２２４を画素（Ｐ）内でマトリックス状に分散するように配置させることによって、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４が配置される部分のみが光の発光しない領域となる。
従って、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、補助配線が配置されていた領域まで光が発光されるようになるため、その分開口率が増加する効果を奏するようになる。
この結果、本発明の第１実施形態によるＯＬＥＤ照明装置は、約８０％の開口率を示したのに対し、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、約９０％以上の開口率を示した。
一方、有機発光素子（Ｅ）は、第１電極２３０と、第１電極２３０上に積層した有機発光層２４０と、有機発光層２４０上に積層した第２電極２５０を有する。
第１電極２３０は、保護層２２５上で貫通孔（ＴＨ）を介して第１の補助配線２２２と連結されて、保護層２２５の一部を露出する開口部２３５を有する。このとき、第１電極２３０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）及びＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のうち選択されたいずれかを含む透明導電物質からなっており、発光される光を透過させる。但し、第１電極２３０は、光を透過する代わりに、金属に比べて電気抵抗が非常に高いという短所がある。
このとき、本発明の第２実施形態は、第１実施形態と同様、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４に印加された信号が抵抗パターン２３２を経て第１電極２３０に印加されるため、第１電極２３０の開口部２３５を画素（Ｐ）の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターン２３２を十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となる。この結果、第１電極２３０の開口部２３５の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成することができるため、第１電極２３０及び第２電極２５０相互の間が電気的に短絡されることを予め防止できるようになる。
すなわち、第１電極２３０の開口部２３５は、第１電極２３０の一部である細長い形状の抵抗パターン２３２を定義するために、画素（Ｐ）を囲むように配置される。第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４に印加された信号は、抵抗パターン２３２を介して第１電極２３０に印加される。
従って、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、短絡防止抵抗は維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４を設計することで、第１電極２３０の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置２００を具現する際、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
有機発光層２４０は、白色光を出力する有機発光物質で構成されてもよい。例えば、有機発光層２４０は、青色有機発光層、赤色有機発光層及び緑色有機発光層で構成されてもよいし、青色発光層と黄色−緑色発光層を含むタンデム構造で構成されてもよい。しかし、本発明の有機発光層２４０は、前記構造に限定されるものではなく、多様な構造を適用することができる。
また、図面では示していないが、有機発光素子（Ｅ）は、有機発光層２４０に電子及び正孔をそれぞれ注入する電子注入層及び正孔注入層と、注入済みの電子及び正孔を有機発光層２４０へそれぞれ輸送する電子輸送層及び正孔輸送層と、電子及び正孔のような電荷を生成する電荷生成層をさらに含んでいてもよい。
有機発光層２４０は、正孔輸送層と電子輸送層からそれぞれ正孔と電子を輸送されて結合させることで可視光線領域の光を発光する物質であって、蛍光や燐鉱に対する量子効率の良い物質が好ましい。このような有機物質としては例えば、８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、カルバゾール系化合物、二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物、ＢＡｌｑ、１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物、ベンゾオキサゾールとベンゾチアゾール及びベンゾイミダゾール系化合物、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）などが用いられるが、これらに限定されるものではない。
第２電極２５０は、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇのような金属又はこれらの合金などで構成されてもよい。
このとき、第１電極２３０が有機発光素子（Ｅ）のアノードであり、第２電極２５０がカソードであって、第１電極２３０と第２電極２５０に電圧が印加されると、第２電極２５０から電子が有機発光層２４０に注入されて、第１電極２３０から正孔が有機発光層２４０に注入され、有機発光層２４０内には励起子が生成される。この励起子が消滅することによって、有機発光層１４０のＬＵＭＯとＨＯＭＯのエネルギー差に相当する光が発生して、基板１１０の方向に光を発散することになる。
また、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、カプセル化層２６０をさらに含んでいてもよい。
かかるカプセル化層２６０は、有機発光素子（Ｅ）の第２電極２５０を覆うように積層される。
カプセル化層２６０は、接着層２６２と、接着層２６２上に配置した基材層２６４を含んでいてもよい。このように、有機発光素子（Ｅ）が備えられた基板２１０上に接着層２６２及び基材層２６４を含むカプセル化層２６０が配置して、基材層２６４が接着層２６２によって付着することで、ＯＬＥＤ照明装置２００を密封させるようになる。
このとき、接着層２６２としては、光硬化性接着剤又は熱硬化性接着剤を用いることができる。基材層２６４は、外部からの水気や空気が侵透することを防止するために配置させるものであって、このような機能を行えるものであれば、どのような物質でも可能である。例えば、基材層１６４の材質としては、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）のような高分子物質が適用されるか、又はアルミ箔、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属物質で構成されてもよい。
上述した本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、第１実施形態と同様、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４に印加された信号が抵抗パターン２３２を経て第１電極２３０に印加されるため、第１電極２３０の開口部２３５を画素（Ｐ）の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターン２３２を十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となり得る。この結果、第１電極２３０の開口部２３５の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるようになる。
従って、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置２００は、短絡防止抵抗は維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４を設計することで、第１電極２３０の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置２００を具現する際、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
以下、添付の図面を参照して、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法について説明する。
図７〜図１０は、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法を示した工程平面図であり、図１１〜図１４は、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法を示した工程断面図である。
図７及び図１１に示したように、基板２１０上の全面にバッファ層２１５を形成する。
このとき、基板２１０は、透明なガラス材質を用いることができる。また、基板２１０は、フレキシブルな特性を有する高分子物質を用いることもできる。
バッファ層２１５は、基板２１０の下部から浸透する水気及び空気を遮断する役割を行う。このため、バッファ層２１５は、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどのような無機層で構成されてもよい。バッファ層２１５は、省略されてもよい。
次に、バッファ層２１５上に第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４を形成する。一例として、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４は、スパッタリング蒸着でバッファ層２１５上にＡｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｗ及びＭｏのうち選択された１種又は２種以上の合金材質の金属層（未図示）を形成した後、ハーフトーンマスクを用いて金属層を選択的にパターニングすることによって形成されてもよい。
これにより、第１の補助配線２２２は、第２の補助配線２２４と同じ層に配置され、同じ金属材質からなる。従って、第１の補助配線２２２は、第２の補助配線２２４と同じ層で一体に連結されてもよい。
このとき、第２の補助配線２２４は、基板２１０上の画素（Ｐ）内で複数が交差するマトリックス状に配列される。
第２の補助配線２２４は、補助配線の２倍以下の線幅を有することが好ましい。従って、第２の補助配線２２４は、１〜３μｍの線幅を有することがさらに好ましい。
ここで、第１の補助配線２２２は、第１膜厚を有して、第２の補助配線２２４は、第１膜厚より低い第２膜厚を有する。特に、第２膜厚は、第１膜厚の２０〜６０％であることが好ましい。
次いで、図８及び図１２に示したように、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４が形成された基板２１０の全面を覆う保護層２２５を形成する。
かかる保護層２２５は、ＳｉＯｘやＳｉＮｘなどのような無機層で構成されてもよい。また、保護層は、フォトアクリルのような有機層で構成されてもよいし、無機層及び有機層を含む複数の層で構成されてもよい。
次に、フォトマスクを用いて保護層２２５の一部を選択的にパターニングして、第１の補助配線２２２の一部を露出する貫通孔（ＴＨ）を形成する。
このとき、貫通孔（ＴＨ）は、第１の補助配線２２２の少なくとも半分以上の面積を露出することが好ましいが、これは、第１の補助配線２２２と有機発光素子の第１電極（図１３の２３０）との間の接触面積を増加させることで、接触信頼性を向上させるためである。
このように、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４は、貫通孔（ＴＨ）を除く全領域が保護層２２５により安定して保護されるため、ＯＬＥＤ照明装置の信頼性を向上させるようになる。
図９及び図１３に示したように、貫通孔（ＴＨ）を有する保護層２２５が形成された基板２１０上に第１電極２３０を形成する。これにより、第１電極２３０は、貫通孔（ＴＨ）によって露出した第１の補助配線２２２と電気的に直接連結される。
このとき、第１電極２３０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ及びＩＴＺＯのうち選択されたいずれかを含む透明導電物質からなっており、発光される光を透過させる。
次に、各画素内の第１電極２３０の一部をパターニングして、保護層２２５の一部を露出する開口部２３５を形成する。
このとき、本発明の第２実施形態は、第１実施形態と同様、第１の補助配線２２２及び第２の補助配線２２４に印加された信号が抵抗パターン２３２を経て第１電極２３０に印加されるため、第１電極２３０の開口部２３５を画素（Ｐ）の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターン２３２を十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となり得る。この結果、第１電極２３０の開口部２３５の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるようになる。
次いで、図１０及び図１４に示したように、第１電極２３０上に有機発光層２４０及び第２電極２５０を順次に形成する。
このとき、第１電極２３０、有機発光層２４０及び第２電極２５０は、有機発光素子（Ｅ）を構成する。有機発光層２４０は、白色光を出力する有機発光物質で構成されてもよい。例えば、有機発光層２４０は、青色有機発光層、赤色有機発光層及び緑色有機発光層で構成されてもよいし、青色発光層と黄色−緑色発光層を含むタンデム構造で構成されてもよい。
第２電極２５０は、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｇのような金属又はこれらの合金などで構成されてもよい。
次に、有機発光素子（Ｅ）が形成された基板２１０上にカプセル化層２６０を付着する。カプセル化層２６０は、接着層２６２と、接着層２６２上に配置した基材層２６４を含んでいてもよい。このように、有機発光素子（Ｅ）が備えられた基板２１０上に接着層２６２及び基材層２６４を含むカプセル化層２６０が配置され、基材層２６４が接着層２６２によって付着することで、ＯＬＥＤ照明装置２００を密封させるようになる。
このとき、接着層２６２としては、光硬化性接着剤又は熱硬化性接着剤を用いることができる。基材層２６４は、外部からの水気や空気が侵透することを防止するために配置させるものであって、このような機能を行えるものであれば、どのような物質でも可能である。例えば、基材層１６４の材質としては、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）のような高分子物質が適用されるか、又はアルミ箔、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属物質で構成されてもよい。
上述した本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法は、開口率向上のため補助配線を除去する代わりに、各画素の一側辺に第１の補助配線を配置させて、第１の補助配線に接続される幅の細い第２の補助配線を画素内にマトリックス状に形成した。
この結果、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法は、第１の補助配線及び第２の補助配線によってＩＴＯのような透明導電物質からなる第１電極の高い抵抗を補償できるとともに、補助配線を削除することによって開口率低下の問題を克服できるようになる。
従って、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法は、第１実施形態と同様、第１の補助配線及び第２の補助配線に印加された信号が抵抗パターンを経て第１電極に印加されるため、第１電極の開口部を画素の縁を囲む形態に配置して、抵抗パターンを十分に長く配置させると、信号が流れる経路を十分に長く確保することが可能となり得る。この結果、第１電極の開口部の設計変更によって所望の大きさで短絡防止抵抗を形成できるようになる。
また、本発明の第２実施形態によるＯＬＥＤ照明装置の製造方法は、短絡防止抵抗は維持しながら、補助配線を除去する代わりに、低抵抗確保のため第１の補助配線及び第２の補助配線を設計することで、第１電極の高い面抵抗を補償して、大面積の高解像度ＯＬＥＤ照明装置を具現する際、電流降下による輝度低下なく正常発光が可能となり得る。
以上では、本発明の実施形態を中心にして説明したが、通常の技術者の水準で多様な変更や変形を加えることができる。従って、このような変更と変形が本発明の範囲を脱しない限り、本発明の範疇内に含まれると理解することができる。
２００ ＯＬＥＤ照明装置
２１０ 基板
２１５ バッファ層
２２２ 第１の補助配線
２２４ 第２の補助配線
２２５ 保護層
２３０ 第１電極
２３５ 第１電極の開口部
２４０ 有機発光層
２５０ 第２電極
２６０ カプセル化層
２６２ 接着層
２６４ 基材層
Ｅ 有機発光素子
ＴＨ 貫通孔
２１０ 基板
２１５ バッファ層
２２２ 第１の補助配線
２２４ 第２の補助配線
２２５ 保護層
２３０ 第１電極
２３５ 第１電極の開口部
２４０ 有機発光層
２５０ 第２電極
２６０ カプセル化層
２６２ 接着層
２６４ 基材層
Ｅ 有機発光素子
ＴＨ 貫通孔
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に配置された第１の補助配線と、
前記第１の補助配線に連結されて、前記基板上に配置された第２の補助配線と、
前記基板上の前記第１の補助配線及び第２の補助配線を覆い、前記第１の補助配線の一部を露出する貫通孔を備える保護層と、
前記貫通孔を介して前記第１の補助配線と接触し、前記保護層の露出による部分的な抵抗パターンを有し、前記保護層上に配置された第１電極と、
前記第１電極上に配置された有機発光層と、
前記有機発光層上に配置された第２電極と
を含み、
前記第１の補助配線の線幅は第２の補助配線の線幅よりも大きい、
ＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第２の補助配線は、
前記基板上でマトリックス状に交差するように配列されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第２の補助配線は、
１〜３μｍの線幅を有する、請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第２の補助配線は、
前記貫通孔によって少なくとも半分以上の面積が露出して、前記第１電極と直接接触されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第１の補助配線は、
前記第２の補助配線と同じ層に配置され、且つ、
同じ金属材質からなる、
請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第１の補助配線は、第１膜厚を有し、
前記第２の補助配線は、前記第１膜厚より低い第２膜厚を有する、請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第２膜厚は、
前記第１膜厚の２０〜６０％である、請求項６に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記ＯＬＥＤ照明装置は、
前記基板と前記第１の補助配線及び第２の補助配線との間に配置したバッファ層と、
前記第２電極を覆うカプセル化層と
をさらに含む、請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。 - 前記第１の補助配線及び第２の補助配線に印加された信号は、前記抵抗パターンを介して前記第１電極に印加される、
請求項１に記載のＯＬＥＤ照明装置。
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