KR101938701B1

KR101938701B1 - 유기발광소자

Info

Publication number: KR101938701B1
Application number: KR1020150174356A
Authority: KR
Inventors: 이연근
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2019-04-10
Also published as: EP3236507A4; EP3236507A1; JP2017539052A; US20170346035A1; EP3236507B1; CN107004695B; US9966556B2; JP6322769B2; CN107004695A; WO2016099067A1; KR20160072790A

Abstract

본 명세서는 유기발광소자에 관한 것이다.

Description

유기발광소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}

본 명세서는 2014년 12월 15일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2014-0180741호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

본 명세서는 유기발광소자에 대한 것이다.

유기발광현상이란 유기물질을 이용하여 전기에너지를 빛 에너지로 전환시켜 주는 현상을 말한다. 즉, 애노드과 캐소드 사이에 적절한 유기물층을 위치시켰을 때, 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 캐소드에서는 전자가 상기 유기물층에 주입되게 된다. 이 주입된 정공과 전자가 만났을 때 여기자(exciton) 가 형성되고, 이 여기자가 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛을 생성하게 된다.

유기발광소자를 이용한 조명 장치의 경우, 테두리부에 위치한 단자에 의하여 전압이 인가되는 구조를 가지고 있다. 하지만, 테두리에서 도입된 전류가 발광 영역의 중심부까지 흐르면서, 내부 저항에 의하여 전압강하가 발생하게 된다.

이와 같은 전압강하 현상으로 인하여 발광 영역 간의 휘도 불균일이 발생하게 되며, 이는 조명 장치의 면적 증가, 또는 조명 장치의 가로변과 세로변의 비율이 차이가 발생하게 되어 작동 전류 값을 증가시킬 경우 더욱 극명하게 발생하게 된다.

이에 따라, 발광 영역 간의 휘도 불균일을 해소하여 균일한 휘도의 빛을 방출할 수 있는 유기발광소자의 개발이 필요한 실정이다.

본 명세서는 상기 문제점을 해결할 수 있는 유기발광소자를 제공하고자 한다.

본 명세서의 일 실시상태는 서로 이격된 2 이상의 화소부를 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 1 이상 포함하는 유기물층; 및 상기 각각의 화소부와 전기적으로 연결된 보조 전극을 포함하고,

적어도 하나의 상기 화소부는 상기 보조 전극과 전기적으로 연결된 보상 저항부를 포함하며, 상기 보상 저항부는, 상기 보상 저항부가 연결된 화소부에 인가되는 전압이 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 0.8배 내지 1.2배가 되도록 조절된 저항값을 가지는 유기발광소자를 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자는 발광 영역의 휘도 균일성이 우수하다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자는 대면적으로 구현하더라도 우수한 휘도 균일성을 유지할 수 있다.

도 1은 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다.
도 2는 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다.
도 3은 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다.
도 4는 상기 도 1 내지 도 3에 따른 유기발광소자의 위치에 따른 전압강하 정도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자에 인가되는 전압을 나타낸 것이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 평면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 제1 전극의 일부를 도시한 것이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 단면도의 일 예를 도시한 것이다.
도 9는 2층 내지 5층의 발광층을 포함하는 유기발광소자 각각의 J-V 곡선을 나타낸 것이다.
도 10은 도 9의 발광층 개수에 따른 전류밀도값을 이용하여, 전압강하에 따른 유기발광소자의 휘도 감소율을 도출한 것이다.
도 11은 비교예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다.
도 13은 비교예 2에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다.
도 14는 실시예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다.
도 15는 비교예 3에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다.
도 16은 실시예 3에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다.
도 17은 비교예 4에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다.
도 18은 실시예 4에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다.
도 19는 비교예 5에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다.
도 20은 실시예 5에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부는, 상기 보상 저항부가 연결된 화소부에 인가되는 전압이 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 0.9배 내지 1.1배가 되도록 조절된 저항값을 가질 수 있다.

본 명세서의 "화소부"는 발광층으로부터 발생하는 빛이 외부로 방출되는 제1 전극의 단위를 의미할 수 있다.

또한, 본 명세서의 "화소부"는 단락 등에 의하여 빛이 방출되지 않는 죽은 화소를 제외한 것을 의미한다. 구체적으로, 본 명세서의 "화소부"는 유기발광소자에서 정상적으로 작동하는 화소를 의미한다.

일반적인 유기발광소자에 있어서, 외부에서 전원이 인가되는 단자부와 화소부의 모든 영역이 등전위가 되는 것이 이상적이다. 하지만, 전극을 형성하는 재료의 내부 저항으로 인하여 전원이 인가되는 지점에서부터 미세하게 전압강하가 발생할 수 있다. 이에 따라, 유기발광소자의 화소부는 영역별로 전압강하의 정도가 달라지게 되어, 유기발광소자의 휘도 불균일을 야기할 수 있다. 구체적으로, 외부로부터 전압이 인가되는 베젤 영역에서 멀리 구비된 화소부는 상기 베젤 영역과 가까이 구비된 화소부보다 높은 내부 저항으로 인하여 전압강하 현상이 발생하여 상대적으로 낮은 휘도를 나타낸다. 나아가, 유기발광소자를 대면적으로 제조하여 상기 베젤 영역과 가장 멀리 떨어진 화소부까지의 거리가 길어질수록, 상기의 휘도 불균일 현상은 심해질 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 명세서는 보상 저항부를 이용하여 각각의 화소부에 인가되는 전류의 양을 조절하여 유기발광소자의 휘도 불균일 현상을 해소하고자 한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자는 외부 전원과 상기 보조 전극을 전기적으로 연결하는 테두리 전극을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 테두리 전극은 상기 유기발광소자의 발광 영역의 적어도 일 측면 또는 측면 전부에 구비될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 상기 제1 전극의 측면 일부에 인접 또는 접하여 구비될 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 디스플레이 장치의 디스플레이 영역 또는 조명 장치의 발광 영역의 측면 일부 또는 전부에 구비된 것일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 상기 유기발광소자의 베젤 영역의 적어도 일부에 구비될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 외부 전원으로부터 상기 테두리 전극에 전압이 인가되어 구동될 수 있다. 나아가, 테두리 전극에 인가된 전류는 보조 전극을 통하여 각각의 상기 화소부에 공급되며, 상기 보상 저항부는 상기 보조 전극으로부터 상기 화소부에 인가되는 전류의 양을 조절하는 역할을 할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 발광 영역을 포함하는 유기발광소자의 봉지 영역 내에 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 테두리 전극은 상기 보조 전극과 동일 재료일 수 있으며 보조 전극보다 넓은 폭으로 형성되어 상대적으로 낮은 저항을 가질 수 있다. 이 때, 상기 테두리 전극은 진공 증착된 금속 또는 인쇄된 금속층일 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 유기발광소자의 봉지 영역 바깥쪽에 형성될 수 있다. 이때의 재료는 봉지층 내의 보조 전극과 동일 재료 일수 있으며, 또는 금속 필름을 도전 접착제로 상기 제1 전극면에 부착한 형태일 수 있다. 또는, ACF 또는 ACA를 이용하여 FPCB등을 부착한 형태일 수 있다.

상기 테두리 전극의 기능은 외부의 전원이 전압강하 없이 유기발광소자의 발광 영역 전체로 전류를 전달해 주는 것이다. 또한, 상기 테두리 전극은 외부 전원 단자와의 안정적인 전기적인 연결의 기능을 할 수도 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자에 있어서, 상기 보상 저항부는 각각의 화소부의 작동 전압을 조절하여 화소부 간에 발생하는 휘도의 차이를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 상기 보상 저항부는 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 인가되는 전압 수준으로 각각의 화소부에 인가되는 전류의 양을 조절하여 상기 유기발광소자의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 보상 저항부는 내부 저항에 의하여 전압강하가 많이 발생하는 화소부에는 낮은 보상 저항을 부여하고, 전압강하가 적게 발생하는 화소부에는 높은 보상 저항을 부여하여 각각의 화소부에 균일한 전압이 인가될 수 있게 하는 역할을 할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최대값과, 다른 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이는 하기 식 1을 만족할 수 있다.

[식 1]

상기 식 1에 있어서,

R_diff는 어느 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최대값과 다른 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이를 의미하고,

R_surf는 제1 전극의 면저항을 의미하며,

N_cell은 화소부의 개수를 의미하고,

a는 유기발광소자의 가장 긴 변의 길이를 의미하며,

b는 유기발광소자의 가장 짧은 변의 길이를 의미한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1에서의 a는 유기발광소자를 발광면에서의 가장 긴 측면의 길이를 의미할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1에서의 b는 유기발광소자의 발광면에서의 가장 짧은 측면의 길이를 의미할 수 있다. 구체적으로, 유기발광소자가 직사각형 형태의 발광면을 가지는 경우, 직사각형의 긴 변의 길이는 식 1에서의 a를 의미하고, 직사각형의 짧은 변의 길이는 식 1에서의 b를 의미할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1을 만족하는 경우, 각각의 상기 화소부에서의 휘도가 균일하게 될 수 있다.

상기 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최대값이란, 전압강하가 가장 적게 발생하는 화소부에 연결된 보상 저항부의 저항을 의미할 수 있다.

상기 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값이란, 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에서의 보조 전극으로부터 화소부에서의 저항을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값이란, 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 상기 보상 저항부가 구비되지 않을 경우, 보조 전극의 내부 저항값과 같을 수 있다. 또한, 상기 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값이란, 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 연결된 보상 저항부의 저항을 의미할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 투명 전극이고, 상기 보조 전극은 금속 전극일 수 있으며, 상기 제1 전극의 면저항은 보조 전극 및 상기 투명 전극의 면저항값에 의하여 변동될 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극이 금속 전극인 경우, 투명 전극인 제1 전극에 비하여 면저항이 충분히 낮게 된다. 이 경우, 상기 투명 전극인 제1 전극의 면저항값은 상기 제1 전극의 면저항값에 거의 영향을 미치지 못하고 상기 보조 전극의 면저항값에 의하여 결정된다. 즉, 상기 투명 전극인 제1 전극의 면저항의 저항값은 무시할 수 있는 수준이므로, 상기 제1 전극의 면저항은 상기 보조 전극 자체의 면저항 값으로 볼 수 있다. 다만, 상기 제1 전극의 보조 전극이 금속 전극이 아닌 저항이 높은 물질인 경우, 상기 제1 전극의 면저항은 상기 보조 전극과 상기 투명 전극인 제1 전극의 면저항을 함께 고려하여 계산이 필요할 수 있다.

구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최대값과, 다른 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이는 하기 식 1-1을 만족할 수 있다.

[식 1-1]

상기 식 1-1에 있어서, R_diff, R_surf, N_cell, a 및 b는 상기 식 1에서 정의한 바와 같다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1 및 식 1-1에서의 a는 외부 전류가 공급되는 측면으로부터 멀어지는 길이, 또는 외부 전류가 공급되지 않는 측면의 길이일 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 1 및 식 1-1에서의 b는 외부 전류가 공급되는 측면의 길이일 수 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자가 모든 측면으로부터 전류를 공급받는 경우 상기 식 1 및 식 1-1의 a/b는 1일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부의 저항은 하기 식 2를 만족할 수 있다.

[식 2]

상기 식 2에 있어서,

R_comp _{_cell}은 보상 저항부의 저항을 의미하고,

V_IRdrop _{_max}는 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에서의 전압을 의미하며,

A_cell _{_max}는 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에서의 전류를 의미하고,

V_IRdrop _{_cell}은 보상 저항부를 포함하는 화소부에서의 전압을 의미하며,

A_cell은 보상 저항부를 포함하는 화소부에서의 전류를 의미하고,

z는 0 Ω 이상 300,000 Ω 이하이다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 식 2의 z값은 상기 보상 저항부에 선택적으로 단락 방지 기능을 부여하는 저항값일 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부는 유기발광소자의 임의의 화소부의 애노드와 캐소드가 접하게 되어 단락이 발생하는 경우, 인가되는 모든 전류가 단락 발생 영역으로 흐르게 되어 유기발광소자 전체가 작동하지 않는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 보상 저항부는 어느 하나의 화소부에서 단락이 발생하더라도, 적정한 저항값에 의하여 누설 전류를 차단하는 역할을 하여 전체 유기발광소자가 정상 범위에서 작동할 수 있게 할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 단락 방지를 위하여 추가적으로 필요한 저항값은 상기 z와 같다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 상기 보상 저항부의 저항은 하기 식 2-1을 만족할 수 있다.

[식 2-1]

상기 식 2-1에 있어서, R_comp _{_cell}, V_IRdrop _{_max}, A_cell _{_max}, V_IRdrop _{_cell}, A_cell 및 z는 상기 식 2에서 정의한 바와 같다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부는 상기 식 2 또는 식 2-1을 만족하는 저항값을 갖는 경우 각각의 화소부에 인가되는 전류의 양이 크게 차이가 나지 않게 되어 휘도 균일성이 향상될 수 있다.

도 5는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자에 인가되는 전압을 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 5는 테두리 전극와의 거리에 따른 화소부의 전압강하(IR drop) 및 보상 저항부에 따른 전압강하(IR drop)을 나타낸 것이다. 도 5에서 나타난 바와 같이, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자는 보상 저항부에 의하여 각각의 화소부는 균일한 전압을 인가받을 수 있게 되어 휘도 불균일을 해소할 수 있다.

본 발명자들은 유기발광소자 전체 발광 영역에서 가장 낮은 휘도가 나타나는 지점의 전압강하 수치를 알기 위하여, 하기와 같은 실험을 진행하였다.

캐소드의 면저항은 0으로 충분히 낮고, 정사각형 형태의 제1 전극의 4개의 모서리에 구비된 테두리 전극에서의 전압강하(IR drop)는 0이고, 유기물층의 전류-전압(I-V) 특성은 전압 변화에 상관없이 일정 전류값을 갖는다 가정한 유기발광소자를 기준으로 실험을 진행하였다.

도 1은 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 사각형의 제1 전극(101)의 4개의 모서리에 테두리 전극(501)이 구비된 유기발광소자를 도시한 것이다.

테두리 전극에 전압을 인가한 경우, 제1 전극 전체에 인가되는 전류는 A_org이고, 제1 전극의 면저항은 R_surf 인 경우, 각 모서리의 테두리 전극으로 입력되는 전류는 도 1과 같이 각각의 삼각형 영역의 제1 전극을 통하여 유기물층에 전류를 공급하게 된다.

도 1에서 한변의 길이가 a인 정사각형 전극을 갖는 소자의 x 지점에서의 전압강하를 계산하였다. 계산 하는 방법은 x 지점을 흐르는 전류값을 계산하고 x 지점을 전류가 지나갈 때의 저항값을 각각 계산하여 곱해주는 방법으로 하였다. 테두리 전극에서 출발해서 제1 전극의 중심부로 흐르는 전류가 제1 전극 전체 면적 대비 이동한 면적의 비만큼 유기물층을 통해 빠져나갔다고 가정하였다. 테두리 전극에서 사각형 중심방향으로 x 만큼 떨어진 위치의 사각형의 변의 길이를 l 이라고 하면 x 지점을 지나가는 전류는 변의 길이가 a인 사각형의 면적과 변의 길이가 l 인 사각형의 면적비와 같게 된다.

따라서 도 1에서, x 지점을 흐르는 전류량(A_x) 은 하기와 같다.

도 1에서, dx 구간의 저항(R_dx)은 하기와 같다.

도 1에서, 상기 도출된 x 지점을 흐르는 전류량(A_x) 및 dx 구간의 저항(R_dx)을 이용하여, 테두리 전극으로부터 x 지점까지의 전압강하(V_IRdrop)는 하기와 같다.

도 1에서 밑변의 길이가 a이고 높이가 a/2인 삼각형과, 밑변의 길이가 l이고 높이가 a/2-x 인 삼각형은 같은 모양이므로 a : a/2 = l : a/2-x의 관계를 가지며 이를 통해서 하기의 식을 계산할 수 있다.

도 1과 같이 제1 전극의 4개의 모서리에 테두리 전극이 구비된 경우, 테두리 전극에서 가장 멀리 떨어진 지점은 x = a/2 인 지점이다. 그러므로, 도 1과 같은 경우의 유기발광소자에서 전압강하 최대치는 x = a/2 지점에서 발생하며, 이는 하기와 같다.

도 2는 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 2는 사각형의 제1 전극(101)의 마주하는 2개의 모서리에 테두리 전극(501)이 구비된 유기발광소자를 도시한 것이다.

도 2의 경우, 각 모서리의 테두리 전극으로 입력되는 전류(A_org)는 각 테두리 전극으로부터 제1 전극을 양분하여 전류를 공급하게 된다.

도 2에서, x 지점을 흐르는 전류량(A_x)은 하기와 같다.

도 2에서, dx 구간의 저항(R_dx)은 하기와 같다.

도 2에서, 상기 도출된 x 지점을 흐르는 전류량(A_x) 및 dx 구간의 저항(R_dx)을 이용하여, 테두리 전극으로부터 x 지점까지의 전압강하(V_IRdrop)는 하기와 같다.

도 2와 같이 제1 전극의 마주하는 2개의 모서리에 테두리 전극이 구비된 경우, 테두리 전극에서 가장 멀리 떨어진 지점은 x = a/2 인 지점이다. 나아가, 도 2의 제1 전극이 정사각형인 경우, a와 b의 값은 동일하다. 그러므로, 도 2와 같은 경우의 유기발광소자에서 전압강하 최대치는 x = a/2 지점에서 발생하며, 이는 하기와 같다.

도 3은 유기발광소자에서 전압강하가 가장 크게 발생하는 영역을 도출하기 위한 과정을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 3은 사각형의 제1 전극(101)의 어느 하나의 모서리에만 테두리 전극(501)이 구비된 유기발광소자를 도시한 것이다.

도 3의 경우, 테두리 전극으로 입력되는 전류(A_org)는 제1 전극 전체에 전류를 공급하게 된다.

도 3에서, x 지점을 흐르는 전류량(A_x)은 하기와 같다.

도 3에서, dx 구간의 저항(R_dx)은 하기와 같다.

도 3에서, 상기 도출된 x 지점을 흐르는 전류량(A_x) 및 dx 구간의 저항(R_dx)을 이용하여, 테두리 전극으로부터 x 지점까지의 전압강하(V_IRdrop)는 하기와 같다.

도 3과 같이 제1 전극의 마주하는 2개의 모서리에 테두리 전극이 구비된 경우, 테두리 전극에서 가장 멀리 떨어진 지점은 x = a 인 지점이다. 나아가, 도 2의 제1 전극이 정사각형인 경우, a와 b의 값은 동일하다. 그러므로, 도 3과 같은 경우의 유기발광소자에서 전압강하 최대치는 x = a 지점에서 발생하며, 이는 하기와 같다.

상기 도 1 내지 도 3을 통하여 검토된 바와 같이, 유기발광소자가 정사각형의 형상인 경우의 전압강하 최대치는 테두리 전극의 형태에 따라서 8배까지 차이가 나는 것을 확인 할 수 있다.

도 3에서 유기발광소자가 정사각형이 아닌 경우, x=3 지점에서의 전압강하 최대치는 하기와 같다.

상기 수식에서 알 수 있듯이, 유기발광소자가 정사각형이 아닌 직사각형의 형태인 경우, 가로변의 길이와 세로변 길이의 비율이 1에서 벗어나는 경우, 전압 강하의 최대치는 이와 비례하여 증가할 수 있음을 알 수 있다.

도 4는 상기 도 1 내지 도 3에 따른 유기발광소자의 위치에 따른 전압강하 정도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 4는 제1 전극에 인가되는 전류(A_org) 가 0.1 A이고, 제1 전극의 면저항(R_surf)이 10 Ω/□인 경우의 위치에 따른 전압강하 정도를 나타낸 것이다. 도 3에서 x축은 테두리 전극으로부터이 거리를 의미하고, x=0은 테두리 전극과 접한 영역을 의미하며, x=5는 제1 전극의 중심부를 의미한다.

도 1 내지 도 3은 유기발광소자에서 전압강하의 최대치를 도출하기 위하여 디자인된 것이며, 본 명세서의 유기발광소자는 도 1 내지 3의 형상 외에도 원형, 육각형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 3의 경우, 계산의 편의를 위하여 이격된 화소부를 제시하지 않았으나, 제1 전극이 2 이상의 화소부로 구비된 경우에도 마찬가지의 결과가 도출될 수 있다.

상기 A_org는 제1 전극 전체에 인가되는 전류를 의미하며, 이는 각각의 화소부에 인가되는 전류의 총합과 같으므로, A_org = N_cell×A_cell 을 만족한다.

N_cell은 화소부의 개수를 의미하고, A_cell은 화소부에 인가되는 전류를 의미한다.

상기 도출된 전압강하 최대치 값을 통하여, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자에서 전압강하가 최대로 발생하는 화소부의 내부 저항 값(R_cell _{_max})을 도출하였다.

상기 유기발광소자에서 전압강하가 최대로 발생하는 화소부의 내부 저항 값(R_{cell_max})은 테두리 전극으로부터 가장 멀리 떨어진 위치에 구비된 화소부로부터 보조 전극까지의 저항을 의미할 수 있으며, 이는 V_IRdrop _{_max} / A_cell _{_max} 값과 동일하다.

구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자에서 전압강하가 최대로 발생하는 화소부의 내부 저항 값(R_cell _{_max})은 하기 식 3을 만족할 수 있다.

[식 3]

상기 식 3에 있어서,

R_cell _{_max}는 전압강하가 최대로 발생하는 화소부의 내부 저항 값을 의미하고, R_surf는 제1 전극의 면저항을 의미하며, N_cell은 화소부의 개수를 의미한다.

도 6은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 평면도를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 6은 테두리 전극(501), 격자 형태의 보조 전극(401) 및 화소부(110)가 구비된 유기발광소자를 나타낸 것이며, 상기 유기발광소자는 외부 전원으로부터 테두리 전극(501)에 전압이 인가되고, 보조 전극(401)을 통하여 각각의 화소부(110)에 전류가 공급된다.

도 7은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 제1 전극의 일부를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 7은 격자 형태의 보조 전극(401)으로 구획된 영역 내에 화소부(110)가 구비되고, 각각의 화소부(110)는 보상 저항부(120)를 통하여 보조 전극(401)과 전기적으로 연결된다. 또한, 도 7은 각각의 화소부와 연결되는 보상 저항부(120)의 길이가 상이하게 구비되어 각각의 화소부(110)에 인가되는 전압을 균일하게 조절할 수 있다.

도 8은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자의 단면도의 일 예를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 8은 도 7과 같이 화소부(110) 및 보상 저항부(120)가 구비된 유기발광소자의 일 단면도를 도시한 것이다. 도 8은 기판(601) 상에 2 이상의 화소부(110)가 구비되고, 화소부(110)와 보조전극(401) 사이에 보상 저항부(120)가 구비되며, 유기발광소자의 가장자리에 테두리 전극(501)이 구비되고, 보조 전극(401) 및 보상 저항부(120)를 유기물층(301)과 절연시키는 절연층(701)이 구비되며, 순차적으로 유기물층(301), 제2 전극(201) 및 봉지층(801)이 적층된 구조를 도시한 것이다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기발광소자는 도 6 내지 도 8의 구조에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 제작될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부는 상기 화소부와 동종 또는 이종의 물질로 이루어질 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부가 상기 화소부와 동종의 물질로 이루어진 경우, 상기 보상 저항부는 상제 제1 전극을 패터닝하는 단계에서 화소부와 연결된 저항 영역을 형성하는 것일 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부가 상기 화소부와 이종의 재료로 이루어진 경우, 상기 화소부보다 높은 저항을 가지는 물질을 이용하여 필요한 저항값을 얻을 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보상 저항부는 상기 길이와 폭을 조절하여 각 화소부에 필요한 보상 저항 값을 얻을 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 각각의 상기 화소부는 상기 보상 저항부를 각각 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 모든 상기 화소부는 각각 보상 저항부를 포함할 수 있다. 이 경우, 전압강하가 최대로 발생하는 화소부는 보상 저항부에 의하여 추가적으로 인가되는 전압을 더 낮출 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극과 각각의 상기 화소부는 상기 보상 저항부만을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 각각의 상기 화소부는 상기 보상 저항부를 통하여 상기 보조 전극으로부터 전류를 공급받거나, 상기 보상 저항부를 통하여 상기 보조 전극으로 전류를 공급할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전압강하가 최대로 발생하는 화소부에 연결되는 보상 저항부의 저항은 유기발광소자의 단락 방지 기능을 수행하는 역할을 할 수 있다. 나아가, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전압강하가 최대로 발생하는 화소부에 연결되는 보상 저항부의 저항값은 나머지 화소부에 동일하게 추가적으로 설정될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 전압강하가 최대로 발생하는 화소부에 연결되는 보상 저항부의 저항값은 전술한 식 2 또는 식 2-1에서의 z값을 의미할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 어느 하나의 상기 화소부와 다른 하나의 상기 화소부의 작동 전압의 차이는 0.01 V 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보상 저항부에 의하여, 각각의 화소부에 인가되는 전압의 차이를 최소화하여 균일한 밝기의 빛을 발생시킬 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자의 전체 발광 면적에서의 휘도 차이는 10 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 전체 발광 면적에서 휘도 차이가 10 % 를 초과하는 경우에는 육안으로 휘도 차이가 인식될 수 있으므로, 휘도 차이를 10 % 이내로 관리하는 것이 중요하다.

구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 휘도 차이는 휘도 감소율과 동일한 의미일 수 있으며, 휘도 감소율은 하기와 같이 계산할 수 있다.

휘도 감소율(%) = 1 - (가장 어두운 화소부의 휘도 / 가장 밝은 화소부의 휘도) × 100

또한, 실제 소자에서 측정이 가능할 경우에는 위의 식을 사용하고 계산으로 예측할 경우에는 아래의 방법을 사용할 수 있다.

휘도 감소율(%) = 1 - (전압강하가 최대로 발생하는 화소부에서의 전류 / 전압강하가 최소로 발생하는 화소부에서의 전류) × 100

상기 휘도 감소율은 유기물층에서의 발광하는 빛의 휘도는 유기물층의 전류값에 비례하기 때문에 유기물에서의 전류값으로 계산하였다.

도 9는 2층 내지 5층의 발광층을 포함하는 유기발광소자 각각의 J-V 곡선을 나타낸 것이다.

도 10은 도 9의 발광층 개수에 따른 전류밀도값을 이용하여, 0.06 V 전압강하에 따른 유기발광소자의 휘도 감소율을 도출한 것이다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 1 ㎃/㎠ 의 전류밀도에서 전체 유기발광소자에서의 휘도 감소율을 10 % 이하로 유지하기 위하여는 전압강하가 최대로 발생하는 화소부와 전압강하가 최소로 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 차이를 0.06 V 이하로 관리하여야 한다. 구체적으로, 발광층의 개수가 많아 질수록 동일 조건에서의 휘도 감소율은 낮아진다. 화소부의 위치별 전압 차이가 0. 06 V 수준일 경우 발광층이 4층 이상일 경우에 휘도 감소율을 10% 이하로 유지할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 1 ㎃/㎠ 의 전류밀도에서 상기 보조 전극으로 인한 전체 유기발광소자에서의 휘도 감소율을 10 % 이하로 유지하기 위하여, 전압강하가 최대로 발생하는 화소부와 전압강하가 최소로 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 차이를 0.03 V 이하로 관리하여야 한다. 구체적으로, 전압강하가 최대로 발생하는 화소부와 전압강하가 최소로 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 차이를 0.03 V 이하 일 경우 발광층이 3층 이하인 소자도 휘도 감소율을 10 % 이하로 유지하는 것이 가능해진다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 각각의 화소부는 서로 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극은 투명 전극일 수 있다.

상기 제1 전극이 투명 전극인 경우, 상기 제1 전극은 산화주석인듐(ITO) 또는 산화아연인듐(IZO) 등과 같은 전도성 산화물일 수 있다. 나아가, 상기 제1 전극은 반투명 전극일 수도 있다. 상기 제1 전극이 반투명 전극인 경우, Ag, Au, Mg, Ca 또는 이들의 합금 같은 반투명 금속으로 제조될 수 있다. 반투명 금속이 제1 전극으로 사용되는 경우, 상기 유기발광소자는 미세공동구조를 가질 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화소부의 면저항은 1 Ω/□ 이상, 또는 3 Ω/□ 이상일 수 있으며, 구체적으로, 10 Ω/□ 이상일 수 있다. 또한, 상기 화소부의 면저항은 10,000 Ω/□ 이하, 또는 1,000 Ω/□ 이하일 수 있다. 즉, 본 명세서의 상기 화소부의 면저항은 1 Ω/□이상 10,000 Ω/□이하, 또는 10 Ω/□ 이상 1,000 Ω/□이하일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화소부 및 상기 보상 저항부는 제1 전극의 패터닝에 의하여 형성될 수 있으므로, 상기 화소부의 면저항은 상기 제1 전극 또는 상기 보상 저항부의 면저항과 동일할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극은 서로 전기적으로 연결된 전도성 라인으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 라인은 전도성 유닛으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 상기 보조 전극의 적어도 한 부위에 전압을 인가하여 전체 보조 전극을 구동할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극은 금속 전극일 수 있다.

상기 보조 전극은 일반적으로 모든 금속을 사용할 수 있다. 구체적으로 전도도가 좋은 알루미늄, 구리 및/또는 은을 포함할 수 있다. 상기 보조 전극은 투명전극과의 부착력 및 포토공정에서 안정성을 위하여 알루미늄을 사용할 경우, 몰리브데늄/알루미늄/몰리브데늄 층을 사용할 수도 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 면저항은 3 Ω/□이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 전극의 면저항은 1 Ω/□이하일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 테두리 전극은 금속 전극일 수 있다. 구체적으로, 상기 테두리 전극의 재료는 상기 보조 전극의 재료와 동일한 것을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 보조 전극은 유기발광소자의 개구율을 높이기 위하여 육안으로 관찰하기 곤란할 정도의 미세한 선폭으로 형성되는 반면, 상기 테두리 전극은 유기 발광소자의 발광 영역에 해당하지 않는 테두리 영역에 구비되므로, 보조 전극보다는 두꺼운 선폭으로 형성할 수 있다. 다만, 테두리부를 최소화하여 전자소자를 제조하는 경향에 비추어, 상기 테두리 전극의 선폭의 두께를 지나치게 넓게하는 것은 한계가 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기물층은 적어도 1층 이상의 발광층을 포함하고, 정공 주입층; 정공 수송층; 정공 차단층; 전하 발생층; 전자 차단층; 전자 수송층; 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 전하 발생층(Charge Generating layer)은 전압을 걸면 정공과 전자가 발생하는 층을 말한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 제1 전극이 구비될 수 있다.

상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 기판을 사용할 수 있다. 구체적으로, 유리 기판, 박막유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), PEEK(Polyether ether ketone) 및 PI(Polyimide) 등의 필름이 단층 또는 복층의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 상기 기판은 기판 자체에 광산란 기능이 포함되어 있는 것일 수 있다. 다만, 상기 기판은 이에 한정되지 않으며, 유기발광소자에 통상적으로 사용되는 기판을 사용할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드일 수 있다.

상기 애노드로는 통상 유기물층으로 정공주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 애노드 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO₂:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

상기 애노드 재료는 애노드에만 한정되는 것이 아니며, 캐소드의 재료로 사용될 수 있다.

상기 캐소드로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 캐소드 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO₂/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

상기 캐소드의 재료는 캐소드에만 한정되는 것은 아니며, 애노드의 재료로 사용될 수 있다.

본 명세서에 따른 상기 정공 수송층 물질로는 애노드나 정공 주입층으로부터 정공을 수송 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 따른 상기 발광층 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물 (Alq₃); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌; 루브렌 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 따른 상기 전자 수송층 물질로는 캐소드로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq₃를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극은 상기 유기발광소자의 비발광영역에 위치할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 비발광 영역에 구비된 절연층을 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 절연층은 상기 보상 저항부 및 보조 전극을 상기 유기물층과 절연시키는 것일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 봉지층으로 밀폐되어 있을 수 있다.

상기 봉지층은 투명한 수지층으로 형성될 수 있다. 상기 봉지층은 상기 유기발광소자를 산소 및 오염물질로부터 보호하는 역할을 하며, 상기 유기발광소자의 발광을 저해하지 않도록 투명한 재질일 수 있다. 상기 투명은 60 % 이상 빛을 투과하는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 75 % 이상 빛을 투과하는 것을 의미할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 광산란층을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 기판을 더 포함하고, 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 구비된 광산란층을 더 포함할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란층은 평탄층을 포함할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 평탄층은 상기 제1 전극과 상기 광산란층 사이에 구비될 수 있다.

또는, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 기판을 더 포함하고, 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면에 대향하는 면에 광산란층을 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란층 또는 광산란층은 광산란을 유도하여, 상기 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조, 요철을 가진 필름, 및/또는 헤이즈(hazeness)를 갖는 필름일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광산란층은 기판 위에 스핀 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법에 의하여 직접 형성되거나, 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기발광소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자일 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 플랙시블 재료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기판은 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 기판 또는 필름 형태의 기판일 수 있다.

상기 플라스틱 기판의 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 일반적으로 PET(polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), PEEK(Polyether ether ketone) 및 PI(Polyimide) 등의 필름을 단층 또는 복층의 형태로 포함하는 것일 수 있다.

본 명세서는 상기 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 디스플레이 장치에서 상기 유기발광소자는 화소 또는 백라이트 역할을 할 수 있다. 그 외, 디스플레이 장치의 구성은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.

본 명세서는 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다. 상기 조명 장치에서 상기 유기발광소자는 발광부의 역할을 수행한다. 그 외, 조명 장치에 필요한 구성들은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

하기 실시예는 제1 전극의 크기 및 테두리 전극의 형태에 따른 위치별 전압강하 수치를 구해내어, 각 화소부별로 적합한 보상 저항부의 저항값을 계산한 시뮬레이션 자료이다. 하기 시뮬레이션 자료를 근거로 하여 유기발광소자를 제조하는 경우, 전술한 균일한 휘도를 나타내는 유기발광소자를 제조할 수 있다.

[ 비교예 1]

하기와 같은 조건으로 유기발광소자를 제조하는 경우의 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 계산하였다.

투명 전극인 제1 전극과 금속 전극인 제2 전극간의 전류밀도가 1 mA/㎠을 유지하는 유기발광소자에 있어서, 제2 전극의 면저항은 0 Ω/□으로 가정하고, 정사각형의 제1 전극의 발광 면적을 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 크기로 형성하며, 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였다. 또한, 금속 테두리 전극의 저항은 0 Ω으로 가정하고, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 인 경우의 제1 전극의 위치별 전압 강하 수준을 도출하였다.

도 11은 비교예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다. 도 11에서의 수치는 V이다.

비교예 1에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극은 전압 강하가 가장 많이 발생한 영역은 제1 전극의 중심부였으며, 이 때 전압 강하 수치(V_IRdrop _{_max})는 7.3 mV 였다.

[ 실시예 1]

비교예 1에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극의 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 해결하기 위하여 비교예 1과 동일한 조건에서 제1 전극의 화소부와 보조 전극 간에 보상 저항부를 도입하여 유기발광소자를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 1과 동일한 크기로 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 화소부의 수는 10,000 개, 즉 한 개의 화소부의 크기는 약 1 ㎜ × 1 ㎜ 로 제조하였다. 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였으며, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 이었다.

도 12는 실시예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다. 도 12에서의 수치는 Ω 이다. 도 12에서 알 수 있듯이, 실시예 1에 따른 유기발광소자에 구비되는 보상 저항부의 최대 필요 저항값은 679 Ω 이었다.

[ 비교예 2]

투명 전극인 제1 전극과 금속 전극인 제2 전극간의 전류밀도가 1 mA/㎠을 유지하는 유기발광소자에 있어서, 제2 전극의 면저항은 0 Ω/□으로 가정하고, 정사각형의 제1 전극의 발광 면적을 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 크기로 형성하며, 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였다. 또한, 금속 테두리 전극의 저항은 0 Ω으로 가정하고, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 10 Ω/□ 인 경우의 제1 전극의 위치별 전압 강하 수준을 도출하였다.

도 13은 비교예 2에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다. 도 13에서의 수치는 V이다.

비교예 2에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극은 전압 강하가 가장 많이 발생한 영역은 제1 전극의 중심부였으며, 이 때 전압 강하 수치(V_IRdrop _{_max})는 73 mV 였다.

[ 실시예 2]

비교예 2에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극의 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 해결하기 위하여 비교예 2와 동일한 조건에서 제1 전극의 화소부와 보조 전극 간에 보상 저항부를 도입하여 유기발광소자를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 2와 동일한 크기로 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 화소부의 수는 10,000 개, 즉 한 개의 화소부의 크기는 약 1 ㎜ × 1 ㎜ 로 제조하였다. 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였으며, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 10 Ω/□ 이었다.

도 14는 실시예 1에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다. 도 14에서의 수치는 Ω 이다. 도 14에서 알 수 있듯이, 실시예 2에 따른 유기발광소자에 구비되는 보상 저항부의 최대 필요 저항값은 6,785 Ω 이었다.

[ 비교예 3]

투명 전극인 제1 전극과 금속 전극인 제2 전극간의 전류밀도가 1 mA/㎠을 유지하는 유기발광소자에 있어서, 제2 전극의 면저항은 0 Ω/□으로 가정하고, 정사각형의 제1 전극의 발광 면적을 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 크기로 형성하며, 유기발광소자의 1 개의 변에 테두리 전극을 형성하였다. 또한, 금속 테두리 전극의 저항은 0 Ω으로 가정하고, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 인 경우의 제1 전극의 위치별 전압 강하 수준을 도출하였다.

도 15는 비교예 3에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다. 도 15에서의 수치는 V이다.

비교예 3에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극은 전압 강하가 가장 많이 발생한 영역은 테두리 전극과 대향하는 테두리에 위치한 화소부였으며, 이 때 전압 강하 수치(V_IRdrop _{_max})는 50 mV 였다.

[ 실시예 3]

비교예 3에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극의 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 해결하기 위하여 비교예 3과 동일한 조건에서 제1 전극의 화소부와 보조 전극 간에 보상 저항부를 도입하여 유기발광소자를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 3과 동일한 크기로 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 화소부의 수는 10,000 개, 즉 한 개의 화소부의 크기는 약 1 ㎜ × 1 ㎜ 로 제조하였다. 유기발광소자의 1 개의 변에 테두리 전극을 형성하였으며, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 이었다.

도 16은 실시예 3에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다. 도 16에서의 수치는 Ω 이다. 도 16에서 알 수 있듯이, 실시예 3에 따른 유기발광소자에 구비되는 보상 저항부의 최대 필요 저항값은 4,500 Ω 이었다.

[ 비교예 4]

투명 전극인 제1 전극과 금속 전극인 제2 전극간의 전류밀도가 1 mA/㎠을 유지하는 유기발광소자에 있어서, 제2 전극의 면저항은 0 Ω/□으로 가정하고, 정사각형의 제1 전극의 발광 면적을 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 크기로 형성하며, 유기발광소자의 2 개의 변에 테두리 전극을 형성하였다. 또한, 금속 테두리 전극의 저항은 0 Ω으로 가정하고, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 인 경우의 제1 전극의 위치별 전압 강하 수준을 도출하였다.

도 17은 비교예 4에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다. 도 17에서의 수치는 V이다.

비교예 4에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극은 전압 강하가 가장 많이 발생한 영역은 제1 전극의 중심부였으며, 이 때 전압 강하 수치(V_IRdrop _{_max})는 13 mV 였다.

[ 실시예 4]

비교예 4에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극의 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 해결하기 위하여 비교예 4와 동일한 조건에서 제1 전극의 화소부와 보조 전극 간에 보상 저항부를 도입하여 유기발광소자를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 4와 동일한 크기로 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 화소부의 수는 10,000 개, 즉 한 개의 화소부의 크기는 약 1 ㎜ × 1 ㎜ 로 제조하였다. 유기발광소자의 2 개의 변에 테두리 전극을 형성하였으며, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 이었다.

도 18은 실시예 4에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다. 도 18에서의 수치는 Ω 이다. 도 18에서 알 수 있듯이, 실시예 4에 따른 유기발광소자에 구비되는 보상 저항부의 최대 필요 저항값은 1,000 Ω 이었다.

[ 비교예 5]

투명 전극인 제1 전극과 금속 전극인 제2 전극간의 전류밀도가 1 mA/㎠을 유지하는 유기발광소자에 있어서, 제2 전극의 면저항은 0 Ω/□으로 가정하고, 정사각형의 제1 전극의 발광 면적을 300 ㎜ × 300 ㎜ 의 크기로 형성하며, 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였다. 또한, 금속 테두리 전극의 저항은 0 Ω으로 가정하고, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 인 경우의 제1 전극의 위치별 전압 강하 수준을 도출하였다.

도 19는 비교예 5에 따른 유기발광소자에 있어서, 제1 전극의 위치별 전압강하 수준을 나타낸 것이다. 도 19에서의 수치는 Ω이다.

비교예 5에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극은 전압 강하가 가장 많이 발생한 영역은 제1 전극의 중심부였으며, 이 때 전압 강하 수치(V_IRdrop _{_max})는 66 mV 였다.

[ 실시예 5]

비교예 5에 따른 유기발광소자에서의 제1 전극의 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 해결하기 위하여 비교예 5와 동일한 조건에서 제1 전극의 화소부와 보조 전극 간에 보상 저항부를 도입하여 유기발광소자를 제조하였다.

구체적으로, 비교예 5와 동일한 크기로 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 화소부의 수는 10,000 개, 즉 한 개의 화소부의 크기는 약 3 ㎜ × 3 ㎜ 로 제조하였다. 유기발광소자의 4 개의 변에 테두리 전극을 형성하였으며, 보조 전극에 의한 제1 전극의 면저항은 1 Ω/□ 이었다.

도 20은 실시예 5에 따른 유기발광소자에 있어서, 각 화소부에 따른 위치별 보상 저항부의 필요 저항값을 나타낸 것이다. 도 20에서의 수치는 Ω 이다. 도 20에서 알 수 있듯이, 실시예 1에 따른 유기발광소자에 구비되는 보상 저항부의 최대 필요 저항값은 6,107 Ω 이었다.

101: 제1 전극
110: 화소부
120: 보상 저항부
201: 제2 전극
301: 유기물층
401: 보조 전극
501: 테두리 전극
601: 기판
701: 절연층
801: 봉지층

Claims

서로 이격된 2 이상의 화소부를 포함하는 제1 전극;
상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 발광층을 1 이상 포함하는 유기물층;
상기 각각의 화소부와 전기적으로 연결된 보조 전극; 및
외부 전원과 상기 보조 전극을 전기적으로 연결하고, 유기발광소자의 발광 영역의 적어도 일 측면 또는 측면 전부에 구비되는 테두리 전극을 포함하고,
적어도 하나의 상기 화소부는 상기 보조 전극과 전기적으로 연결된 보상 저항부를 포함하며,
상기 보상 저항부는, 상기 보상 저항부가 연결된 화소부에 인가되는 전압이 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에 인가되는 전압의 0.8배 내지 1.2배가 되도록 조절된 저항값을 가지는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
어느 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최대값과, 다른 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이는 하기 식 1을 만족하는 것인 유기발광소자:
[식 1]

상기 식 1에 있어서,
R_diff는 어느 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최대값과 다른 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이를 의미하고,
R_surf는 제1 전극의 면저항을 의미하며,
N_cell은 화소부의 개수를 의미하고,
a는 유기발광소자의 가장 긴 변의 길이를 의미하며,
b는 유기발광소자의 가장 짧은 변의 길이를 의미한다.
청구항 1에 있어서,
어느 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최대값과, 다른 하나의 상기 화소부로부터 상기 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이는 하기 식 1-1을 만족하는 것인 유기발광소자:
[식 1-1]

상기 식 1-1에 있어서,
R_diff는 어느 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최대값과 다른 하나의 화소부로부터 보조 전극까지의 저항의 최소값의 차이를 의미하고,
R_surf는 제1 전극의 면저항을 의미하며,
N_cell은 화소부의 개수를 의미하고,
a는 유기발광소자의 가장 긴 변의 길이를 의미하며,
b는 유기발광소자의 가장 짧은 변의 길이를 의미한다.
청구항 1에 있어서,
상기 보상 저항부의 저항은 하기 식 2를 만족하는 것인 유기발광소자:
[식 2]

상기 식 2에 있어서,
R_comp _{_cell}은 보상 저항부의 저항을 의미하고,
V_IRdrop _{_max}는 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에서의 전압을 의미하며,
A_cell _{_max}는 전압강하가 가장 많이 발생하는 화소부에서의 전류를 의미하고,
V_IRdrop _{_cell}은 보상 저항부를 포함하는 화소부에서의 전압을 의미하며,
A_cell은 보상 저항부를 포함하는 화소부에서의 전류를 의미하고,
z는 0 Ω 이상 300,000 Ω 이하이다.
청구항 1에 있어서,
상기 보상 저항부는 이를 포함하는 상기 화소부와 동종 또는 이종의 물질로 이루어진 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 보상 저항부는 전류가 흐르는 방향의 길이가 이에 수직 방향의 폭보다 더 긴 영역을 포함하는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
각각의 상기 화소부는 상기 보상 저항부를 각각 포함하는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 전극과 각각의 상기 화소부는 상기 보상 저항부만을 통하여 전기적으로 연결되는 것인 유기발광소자.
삭제
청구항 1에 있어서,
어느 하나의 상기 화소부와 다른 하나의 상기 화소부의 작동 전압의 차이는 0.01 V 이하인 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
어느 하나의 상기 화소부와 다른 하나의 상기 화소부의 휘도 차이는 10 % 이하인 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 각각의 화소부는 서로 전기적으로 병렬 연결된 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극은 투명 전극인 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 전극은 금속 전극인 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 유기발광소자는 기판을 더 포함하고, 상기 기판 상에 상기 제1 전극이 구비되는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함하고,
상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 구비된 광산란층을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
청구항 16에 있어서,
상기 광산란층은 평탄층을 포함하는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전극의 유기물층이 구비되는 면과 대향하는 면에 구비된 기판을 더 포함하고,
상기 기판의 제1 전극이 구비되는 면과 대향하는 면에 광산란층을 더 포함하는 것인 유기발광소자.
청구항 1에 있어서,
상기 유기발광소자는 플랙시블(flexible) 유기발광소자인 것인 유기발광소자.
청구항 1 내지 8, 10 내지 19 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 디스플레이 장치.
청구항 1 내지 8, 10 내지 19 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 조명 장치.