KR102520567B1 - 유기발광 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 마이크로 렌즈를 구비한 오버코팅층을 배치하여 광 추출효율을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
나아가, 제 1 전극의 개구부 및 개구부를 덮는 가스 차단패턴을 통하여 아웃 개싱(out-gassing)에 의한 수축(shrinkage)을 방지하여 유기발광 조명장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

유기발광 조명장치{Organic light emitting diode lighting apparatus}
본 발명은 유기발광 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 추출 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기발광 조명장치에 관한 것이다.
유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED)는 기판 상에 위치하는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성되고, 두 개의 전극 사이에 서로 전기적인 신호 등을 공급하여 원하는 영상을 표시할 수 있는 자발광 표시장치이다.
이러한 유기발광소자(이하, OLED라 함)는 시야각 및 대비비가 우수하며, 응답속도가 빠른 특성을 갖는다. 그리고, 소비전력 측면에서도 유리한 특성을 가지며, 그리고, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 OLED의 우수한 특성에 의해 최근에는 OLED를 조명장치로 이용하는 유기발광 조명장치에 대한 관심이 커지고 있다.
한편, 유기발광 조명장치는 면광원이지만, 유기발광층에서 발광된 광이 유기발광 조명장치 내의 여러 구성요소들을 통과하여 외부로 방출되는 과정에서 상당 부분 손실되어, 광 추출 효율 매우 적은 문제점이 있다.
즉, 유기발광 조명장치에서 애노드전극에 의해 전반사 또는 광 흡수가 일어나 내부에 갇히는 광은 유기발광층에서 발광된 광 중 약 50%이고, 기판에 의해 전반사 또는 광흡수가 일어나 내부에 갇히는 광은 유기발광층에서 발광된 광 중 약 30%정도이다. 이와 같이, 유기발광층에서 발광된 광 중 약 80%의 광이 유기발광 조명장치 내부에 갇히게 되고, 약 20%의 광만이 외부로 추출되므로 광 효율이 매우 낮은 것이다.
여기서, 유기발광층으로부터 방출되는 광량은 유기발광 조명장치로 인가되는 전류의 크기와 더불어 증가하게 되므로, 유기발광층으로 보다 많은 전류를 인가하여 유기발광 조명장치의 휘도를 보다 상승 시킬 수는 있으나, 이는 전력소모가 커지게 되고, 또한 유기발광 조명장치의 수명 또한 감소시키게 된다.
특히, 유기발광 조명장치는 전극 하부로 위치하는 유기층에서 발생하는 가스 화합물이 외부로 방출되지 못하여, 유기층의 아웃개싱(Out-gassing)에 의해 유기발광층이 손상을 받게 되어, 이를 통해서도 유기발광 조명장치의 수명이 감소되거나, 유기발광 조명장치의 신뢰성을 저하시키는 문제점을 야기하게 된다.
따라서, 본 발명은 광 추출효율을 향상시킴과 동시에 아웃개싱(out-gassing)에 의한 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 유기발광 조명장치를 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 발광영역과 제 1 및 제 2 비발광영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상에 상기 제 1 비발광영역에 배치된 보조전극과, 상기 기판 상에 상기 발광영역에 배치되며, 표면이 복수개의 볼록부와 복수개의 오목부를 포함하는 마이크로 렌즈로 이루어지는 오버코팅층과, 상기 보조전극과 상기 오버코팅층을 포함하는 상기 기판의 전면에 배치되며, 상기 제 2 비발광영역에 대응하여 상기 오버코팅층의 일부를 노출하는 개구부를 포함하는 제 1 전극과, 상기 개구부를 덮는 가스 차단패턴과, 상기 제 1 전극 및 상기 가스 차단패턴 상부로 순차적으로 배치되는 유기발광층과 제 2 전극을 포함하는 유기발광 조명장치를 제공한다.
이때, 상기 개구부는 상기 복수의 볼록부 및 상기 복수의 오목부 중 적어도 한 개를 노출하며, 상기 보조전극과 상기 유기발광층 사이에 배치되는 뱅크를 더 포함한다.
그리고, 상기 개구부가 차지하는 면적은 상기 제 1 비발광영역을 제외한 상기 발광영역의 전체 면적 대비 10% 이하이며, 상기 개구부는 상기 제 1 비발광영역에 인접하여 다른 영역에 비해 크기가 크거나, 개수가 더욱 많다.
그리고, 상기 개구부는 상기 유기발광 조명장치의 가장자리로부터 중심부를 향할수록 개수가 줄어들거나, 크기가 줄어들며, 상기 가스 차단패턴은 상기 뱅크와 동일층, 동일물질로 이루어진다.
여기서, 상기 개구부 및 상기 가스차단패턴은 바(bar) 형상으로 이루어지며, 상기 가스차단패턴의 폭은 상기 개구부의 폭보다 크며, 상기 개구부 및 상기 가스차단패턴은 아일랜드(island) 형상으로 이루어지며, 상기 가스차단패턴의 면적은 상기 개구부의 면적보다 크다.
또한, 상기 오버코팅층은 감광성 수지와 분산입자를 포함하며, 상기 감광성 수지와 상기 분산입자는 0.2 이상의 굴절률 차를 가지며, 상기 오버코팅층으로부터 발생되는 가스 화합물은 상기 개구부를 통해 1차적으로 아웃개싱되며, 상기 가스 차단패턴은 상기 1차적 아웃개싱 이후, 상기 오버코팅층의 2차적 아웃개싱을 차단한다.
본 발명에서는, 마이크로 렌즈를 구비한 오버코팅층을 배치하여 광 추출효율을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 제 1 전극의 개구부 및 개구부를 덮는 가스 차단패턴을 통하여 아웃개싱(out-gassing)에 의한 수축(shrinkage)을 방지하여 유기발광 조명장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ` 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a는 제 1 전극의 개구부를 통하여 아웃개싱이 외부로 방출되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3b는 가스 차단패턴을 통하여 아웃개싱이 차단되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a ~ 4b는 일반적인 유기발광 조명장치의 열화에 의한 수축 현상이 발생된 모습을 나타낸 실험사진이다.
도 4c ~ 4d는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치의 열화에 의한 수축 현상이 발생되지 않는 모습을 나타낸 실험사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기발광 조명장치의 개구부의 일 예시를 나타내기 위하여 발광영역 일부를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 유기발광 조명장치의 개구부의 다른 예시를 나타내기 위하여 발광영역 일부를 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 따른 유기발광 조명장치의 다른 예시를 나타내기 위하여 도 1의 Ⅱ-Ⅱ` 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(100)는 기판(101) 상에 다수의 발광영역(EA)이 정의될 수 있다.
그리고 이웃하는 발광영역(EA) 사이의 제 1 비발광영역(NEA-1) 상에는 보조전극(116)이 배치될 수 있으며, 보조전극(116)은 제 1 전극의 전압강하(IR drop)가 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
이러한 보조전극(116)은 제 1 비발광영역(NEA-1)을 따라 기판(101)의 전면으로 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 보조전극(116)을 메쉬 구조로 형성하여 전방향에서 제 1 전극으로 전압을 인가하는 것이, 스트라이프 구조로 형성하여 일방향에서 제 1 전극으로 전압을 인가하는 것에 비해 제 1 전극의 전압강하가 발생하는 것을 방지하는데, 보다 효과적일 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(100)는 보조전극(116)이 배치된 기판 상에 마이크로 렌즈(도 2이 ML)가 형성된 오버코팅층(도 2이 108) 및 발광다이오드(도 2이 E)가 배치된다. 이에 대해서는 도 2 를 참조하여 구체적으로 설명한다
.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ` 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 기판(101), 기판(101) 상부에 보조전극(116) 및 오버코팅층(108), 보조전극(116) 및 오버코팅층(108) 상부에 발광다이오드(E), 발광다이오드(E) 상부에 인캡슐레이션(encapsulation)을 위한 보호필름(102)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(101) 상에 구비되는 보조전극(116) 및 오버코팅층(108), 보조전극(116) 및 오버코팅층(108) 상부에 발광다이오드(E)의 구성에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 기판(101) 상에는 다수의 발광영역(EA)과, 제 1 및 제 2 비발광영역(NEA-1, NEA-2)이 정의되는데, 각각의 발광영역(EA)들은 광이 투과하는 영역으로, 유기발광층(113)으로부터 발광된 광은 각 발광영역(EA)을 통해 외부로 방출되게 된다.
여기서, 기판(101) 상에는 제 1 비발광영역(NEA-1)에 대응하여 보조전극(116)이 배치될 수 있다.
보조전극(116)은 제 1 전극(111)과 전기적으로 연결되며, 제 1 전극(111)의 전압강하(IR drop)가 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
이러한 보조전극(116)은 제 1 비발광영역(NEA-1)을 따라 기판(101)의 전면으로 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 기판(101) 상에는 발광영역(EA)에 대응하여 오버코팅층(108)이 배치될 수 있다.
오버코팅층(108)은 표면이 복수의 오목부(DP) 및 복수의 볼록부(CP)가 서로 교번하여 배치되도록 하여, 마이크로 렌즈(ML)를 이루게 된다. 여기서, 다수의 오목부(DP) 각각의 단면은 반구 형상 또는 반타원체 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태를 가질 수 있다.
볼록부(CP)는 각각의 오목부(DP)를 정의하거나 둘러싸는 구조를 갖는데, 이러한 볼록부(CP)는 밑면부(CP1), 옆면부(CP2), 및 정상부(CP3)를 포함할 수 있다.여기서 옆면부(CP2)는 정상부(CP3)의 최대 기울기(Smax)를 갖는 영역으로, 옆면부(CP2)는 정상부(CP3)를 이루는 경사면 전체일 수 있다.
그리고, 다수의 볼록부(CP) 각각의 지름(D1)은 밑면부(CP1)의 길이를 의미하는데, 이러한 다수의 볼록부(CP) 각각의 지름(D1)은 약 1 내지 5㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 볼록부(CP)의 각각의 높이(h)는 밑면부(CP1)로부터 정상부(CP3)까지의 수직 길이를 의미하는데, 볼록부(CP)의 높이(h)는 0.6 ~ 1.3㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.이때, 다수의 볼록부(CP)는 오목부(DP)를 통해 서로 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예시이며, 다수의 볼록부(CP) 각각이 1㎛ 내지 2㎛의 이격거리를 가지며 배치될 수도 있다.
즉, 다수의 볼록부(CP)는 밑면부(CP1)가 갭(gap)을 사이에 두고 서로 이격되어 위치할 수 있는 것이다. 그리고, 다수의 오목부(DP) 각각은 평면상으로 육각 형상, 반구 형상, 구 형상 또는 반타원체 형상, 사각 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
이러한 오버코팅층(108)은 굴절률이 약 1.5인 절연 물질로 이루질 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 약 1.5의 굴절률을 갖는 임의의 절연 물질로 형성될 수 있다.
그리고, 보조전극(116) 및 오버코팅층(108) 상부에는 제 1 전극(111)이 배치될 수 있다.
제 1 전극(111)은 유기발광층(113)에 전자 또는 정공 중 하나를 공급하기 위한 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수도 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(100)의 제 1 전극(141)이 애노드(anode)인 경우를 예를 들어 설명한다.
제 1 전극(111)은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT), 그래핀(graphene), 은 나노와이어(silver nano wire) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 제 1 전극(111)은 각 발광영역(EA) 및 제 1 및 제 2 비발광영역(NEA-1, NEA-2)을 포함하는 기판(101)의 전면에 위치하여, 제 1 비발광영역(NEA-1)에 위치하는 보조전극(116)과 접촉하여 전기적으로 연결된다.
그리고, 제 1 전극(111)은 오버코팅층(108) 및 보조전극(116) 표면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치될 수 있다.
즉, 제 1 전극(111)은 오버코팅층(108)의 다수의 오목부(DP)와 다수의 볼록부(CP) 및 보조전극(116)의 모폴로지를 그대로 따르는 형태로 배치될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 제 1 전극(111)에 오버코팅층(108)을 노출하는 개구부(OP)가 형성될 수 있다.
여기서, 개구부(OP)는 다수의 볼록부(CP) 및 다수의 오목부(DP) 중 적어도 하나를 노출시키게 되는데, 이러한 개구부(OP)는 볼록부(CP)의 일부 또는 오목부(DP)의 일부를 노출시키는 형태로 배치될 수도 있다.
여기서, 제 1 전극(111)에 형성된 개구부(OP)는 경화 공정에서의 열이나 외광에 의해 오버코팅층(108)으로부터 방출되는 가스 화합물을 외부로 방출할 수 있게 한다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. 개구부(OP)는 평면적으로 바(bar) 형상 또는 아일랜드(island) 형상으로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태를 가질 수 있다. 이에 대해서는 차후 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
한편, 제 1 전극(111) 상부에는 보조전극(116)에 대응하여 제 1 비발광영역(NEA-1) 상에 뱅크(119)가 배치될 수 있다.
여기서, 뱅크(119)는 1.6 이하의 굴절률을 가지는 포토 아크릴계 유기물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.그리고, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 제 1 전극(111)에 형성된 개구부(OP)를 덮는 가스 차단패턴(GBP)이 더욱 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 덮는 가스 차단패턴(GBP)은 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 통하여 완전히 방출되지 못한 가스 화합물이 외부로 방출되지 못하도록 밀봉하는 역할을 한다.이에 따라, 유기발광층(113) 및 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 오버코팅층(108)의 가스 화합물을 저감시킬 수 있게 되므로 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
여기서, 가스 차단패턴(GBP)의 폭은 개구부(OP)의 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다
또한, 가스 차단패턴(GBP)은 뱅크(119)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 별도의 공정을 거치지 않고 뱅크(119) 형성 공정을 이용하여, 가스 차단패턴(GBP)을 형성할 수 있으므로, 별도의 공정이 요구되지 않는다.
이와 같이, 가스 차단패턴(GBP)이 위치하는 영역은 제 2 비발광영역(NEA-2)으로 정의된다.
그리고, 뱅크(119), 가스 차단패턴(GBP) 및 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 배치될 수 있다.
여기서, 유기발광층(113)은 뱅크(119), 가스 차단패턴(GBP) 및 제 1 전극(111) 표면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치될 수 있다.
유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.
그리고, 유기발광층(113)의 상부에 제 2 전극(115)이 배치될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)의 제 2 전극(115)이 캐소드(cathode)인 경우를 예를 들어 설명한다.
여기서, 제 2 전극(115)은 유기발광층(113) 표면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치될 수 있다.
제 2 전극(115)은 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2 전극(115)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질인 Ag 등으로 이루어지는 제 1 금속과 Mg 등으로 이루어지는 제 2 금속이 일정 비율로 구성된 합금의 단일층 또는 이들의 다수 층으로 구성될 수 있다.
이와 같은 제 1 전극(111), 유기발광층(113) 및 제 2 전극(115)은 발광다이오드(E)를 이루게 된다.
이러한 발광다이오드(E)는 선택된 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 광이 발생되어 가시광선의 형태로 방출될 수 있다.
이때, 발광된 광은 투명한 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 출력될 수 있다.
따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 광 중 유기발광층(113)과 제 2 전극(115) 내부에서 계속해서 전반사되면서 갇히던 광은 오버코팅층(108)의 마이크로 렌즈에 의해 전반사 입계각 보다 작은 각도로 진행하게 되면서 다중 반사를 통해 외부로 추출될 수 있다.
이에 따라 외부 발광효율이 증가하게 되므로 유기발광 조명장치(도1의 100)의 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다.
그리고 이와 같은 제 2 전극(115) 상부로는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(102)을 위치시켜, 제 2 전극(115)와 보호필름(102) 사이로 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(104)을 제 2 전극(115)의 전면에 코팅한 상태에서 보호필름(102)과 기판(101)을 합착함으로써, 유기발광 조명장치(도1의 100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다. 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 보조전극(116)을 더욱 구비함으로써 보조전극(116)을 통해 제 1 전극(111)의 전압강하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 발광다이오드(E)의 제 1 전극(111)은 투명한 도전성 물질로 이루어짐에 따라, 다른 금속들과 비교하여 상대적으로 높은 비저항을 갖는다. 따라서, 제 1 전극(111)의 면적이 넓어질수록 제 1 전극(111)에 흐르는 전류가 전체적으로 균일해지기 어려운 문제가 발생된다.
따라서, 제1 전극(111)과 제2 전극(115) 사이에 형성된 유기발광층(113)이 방출하는 광은 제1 전극(111)의 면적이 넓어질수록 전체적인 휘도의 균일성이 저하된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 메시(mesh) 구조를 가지며 제1 전극(111)과 접촉하는 보조전극(116)을 더욱 구비함으로써, 보조전극(116)이 제1 전극(111)의 상대적으로 낮은 전기전도율을 보완하여 유기발광 조명장치(100)의 유기발광층(113)에서 방출하는 광의 휘도가 전체적으로 불균일해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
즉, 보조전극(116)은 제1 전극(111)의 면적이 넓어져도 제1 전극(111)에 흐르는 전류가 전체적으로 균일해질 수 있게 돕는 역할을 하게 됨으로써, 제 1 전극(111)의 전압강하가 발생하는 것을 방지하게 된다.
따라서, 전압강하에 의해 전원이 입력되는 부위에서 가까운 영역과 먼 영역에서 전압 차이가 발생하게 되고, 결국 휘도나 화상 특성의 불균일이 발생하거나, 소비전력이 상승하게 되는 문제점을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 발광영역(EA)에 대응하여 표면이 기판(101)을 향해 볼록하게 형성되는 오목부(DP)와 서로 인접한 오목부(DP)를 연결하는 볼록부(CP)를 포함하는 마이크로 렌즈(ML)가 형성된 오버코팅층(108)이 배치됨으로써, 유기발광층(113)에서 발광된 광 중 유기발광층(113)과 제 2 전극(115) 내부에서 계속해서 전반사되면서 갇히던 광은 오버코팅층(108)의 마이크로 렌즈(ML)에 의해 전반사 입계각 보다 작은 각도로 진행하게 되면서 다중 반사를 통해 외부로 추출되게 된다.
따라서, 외부 발광효율이 증가하게 되며, 유기발광 조명장치(도1의 100)의 광 추출 효율이 향상되게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 마이크로 렌즈(ML)를 이루는 오버코팅층(108)을 형성함에 따라, 오버코팅층(108)의 구성에 의해 아웃개싱(Out-gassing)현상이 발생할 수 있으므로, 제 1 전극(111)에 개구부(OP)를 형성하여 경화 공정에서의 열이나 외광에 의해 오버코팅층(108)으로부터 방출되는 가스 화합물을 외부로 효과적으로 방출할 수 있게 한다.
나아가, 제 1 전극(111)에 형성된 개구부(OP)를 덮는 가스 차단패턴(GBP)을 더욱 배치하여 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 통하여 완전히 방출되지 못한 가스 화합물이 외부로 방출되지 못하도록 밀봉하도록 한다. 이에 따라, 유기발광층(113) 및 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 오버코팅층(108)의 가스 화합물을 저감시킬 수 있게 되므로 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 3a는 제 1 전극의 개구부를 통하여 아웃개싱이 외부로 방출되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3b는 가스 차단패턴을 통하여 아웃개싱이 차단되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에는 제 1 비발광영역(NEA-1)에 대응하여 보조전극(116)이 배치될 수 있으며, 발광영역(EA)에 대응하여 표면이 기판(101)을 향해 볼록하게 형성되는 오목부(DP)와 서로 인접한 오목부(DP)를 연결하는 볼록부(CP)를 포함하는 마이크로 렌즈(ML)가 형성된 오버코팅층(108)이 배치될 수 있다.
그리고, 오버코팅층(108) 및 보조전극(116) 표면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 제 1 전극(111)이 배치될 수 있으며, 제 1 전극(111)은 오버코팅층(108)을 노출하는 개구부(OP)를 포함할 수 있다.
제 1 전극(111)의 개구부(OP)가 위치하는 영역은 제 2 비발광영역(NEA-2)으로 정의된다.
여기서, 오버코팅층(108)은 유기물로 이루어지므로, 경화(curing) 공정이나 외광에 노출되는 경우, 경화 공정에서의 열이나 외광에 의해 오버코팅층(108) 내부에서 가스 화합물(G)이 발생될 수 있다.
즉, 유기발광 조명장치(도1의 100)는 유기층인 오버코팅층(108)의 아웃개싱(Out gassing)에 의해 유기발광층(113)이 손상을 받게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 유기발광층(113)에 인접하여 위치하는 오버코팅층(108)은 아크릴계 수지 또는 폴리이미드계 수지 등과 같은 유기물질로 구성되는데, 폴리이미드계 수지 또는 아크릴계 수지는 경화 공정 중 가해지는 열에 의해 NMP (N-Methyl-2-Pyrrolidone), 또는 헥산니트릴(Hexanitrile)과 같이 부분적으로 음전하를 띄는 가스 화합물(G)을 형성하게 된다. 예를 들어, 헥산니트릴의 나이트릴기(-CN)는 양전하가 탄소 원자들로 가로막혀 있고 음전하가 외곽으로 돌출되어 있는 전하 분포(Charge distribution)를 가지고 있다.
이러한 음전하를 띄는 가스 화합물(G)은 오버코팅층(108)으로부터 밖으로 즉, 화살표 방향으로 배출되고자 하나, 오버코팅층(108) 상부로 제 1 전극(111)이 형성됨에 따라 가스 화합물(G)은 외부로 배출되지 못하고, 오버코팅층(108) 내부에 상당량 잔존하게 된다. 이와 같이 내부에 잔존하던 가스 화합물(G)은 경화 공정 이후, 제 1 전극(111) 상부로 유기발광층(113)을 형성하게 되면, 유기발광층(113)과 반응하게 되는 것이다.
즉, 가스 화합물(G)은 유기발광층(113) 중 최하단에 배치된 유기층인 정공주입층을 구성하는 양전하를 띄는 화합물과 반응하게 되고, 이를 통해 정공주입층을 이루는 물질들은 양전하를 잃게 되므로, 발광층으로 원활하게 정공을 주입할 수 없게 되는 것이다.
이와 같이, 오버코팅층(108)에 아웃개싱으로 인한 전하가 머물러있을 경우, 유기발광층(113)의 열화를 일으키며, 유기발광층(113)의 열화에 의한 화소 수축(pixel shrinkage) 현상을 발생시키게 된다. 이는 결국 유기발광 조명장치(도1의 100)의 수명을 저하시키는 문제점을 야기하게 되는 것이다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 제 1 전극(111)에 개구부(OP)를 형성함으로써, 경화 공정을 진행하는 과정에서 오버코팅층(108)으로부터 방출되는 가스 화합물(G)이 외부로 방출되도록 하는 것이다.
이에 따라, 제 1 전극(111) 상부로 유기발광층(113)이 형성되어도, 유기발광층(113) 및 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 오버코팅층(108)의 가스 화합물을 저감시킬 수 있게 되므로, 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 제 2 비발광영역(NEA-2)의 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 덮는 가스 차단패턴(GBP)을 더욱 형성할 수 있다.
가스 차단패턴(GBP)은 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 통하여 완전히 방출되지 못한 가스 화합물(G)이 외부로 방출되지 못하도록 밀봉하는 역할을 함으로써 유기발광층(도2의 113) 및 제 2 전극(도2의 115)을 향해 방출되는 오버코팅층(108)의 가스 화합물(G)을 저감시킬 수 있게 되므로 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(도2의 113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 제 1 전극(111)에 개구부(OP)를 구비함으로써 경화 공정 시 오버코팅층(108) 내부의 가스 화합물(G)을 외부로 배출되도록 함에 있어, 오버코팅층(108) 내부의 가스 화합물(G)이 충분히 외부로 배출되도록 한 후에는, 가스 차단패턴(GBP)을 통해 개구부(OP)를 덮는 것이다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 유기발광 조명장치(도 1의 100)를 형성하는 과정에서 오버코팅층(108) 내부에서 생성되는 가스 화합물(G)은 경화 공정을 진행하는 과정에서 제 1 전극(111)에 구비되는 개구부(OP)에 의해 외부로 상당량 배출되어, 오버코팅층(108) 내부로는 가스 화합물(G)이 잔존하지 않게 되나, 유기발광 조명장치(도 1의 100)를 장시간 구동함에 있어, 오버코팅층(108) 내부에서는 가스 화합물(G)이 조금씩 또 다시 생성되게 되는 것이다.
이와 같이 오버코팅층(108) 내부에서 생성되는 가스 화합물(G)은 오버코팅층(108)으로부터 서서히 배출되게 되며, 특히 개구부(OP)를 통해 배출되어 유기발광층(113)과 반응하게 되므로, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 개구부(OP) 상부로 가스 차단패턴(GBP)을 위치시킴으로써, 유기발광 조명장치(도 1의 100)를 구동하는 과정에서 오버코팅층(108) 내부에서 생성되는 가스 화합물(G)이 유기발광층(113)과 반응하게 되는 것을 방지하는 것이다.이를 다시 정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 형성하여 경화 공정에서의 열이나 외광에 의해 오버코팅층(108)으로부터 방출되는 가스 화합물(G)을 외부로 효과적으로 방출시키는 제 1 단계와, 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 덮는 가스 차단패턴(GBP)을 형성하여 제 1 전극(111)의 개구부(OP)를 통하여 완전히 방출되지 못한 가스 화합물(G)이 외부로 방출되지 못하도록 밀봉하는 제 2 단계를 통하여 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(도2의 113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 4a ~ 4b는 일반적인 유기발광 조명장치의 열화에 의한 수축 현상이 발생된 모습을 나타낸 실험사진이며, 도 4c ~ 4d는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치의 열화에 의한 수축 현상이 발생되지 않는 모습을 나타낸 실험사진이다.
설명에 앞서, 도 4a의 Sample 1은 일반적인 유기발광 조명장치의 수축 현상을 측정한 실험 사진이며, 도 4b의 Sample 2는 표면이 마이크로 렌즈를 이루는 오버코트층을 포함하는 유기발광 조명장치의 수축 현상을 측정한 실험 사진이다.
그리고, 도 4c의 Sample 3은 표면이 마이크로 렌즈를 이루는 오버코트층을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치에 있어서, 가스 차단패턴이 형성되기 전의 제 1 전극이 개구부만을 포함할 때의 수축 현상을 측정한 실험 사진이며, 도 4d의 Sample 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치를 장시간 구동한 후의 수축 현상을 측정한 실험 사진으로, 제 1 전극의 개구부 상부로 가스 차단패턴이 위치하는 유기발광 조명장치의 수축 현상을 측정한 실험 사진이다.
도 4a를 참조하면, 일반적인 유기발광 조명장치는 열화에 의한 수축 현상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있으나, 도 4b를 참조하면 가장자리를 따라서 열화에 의한 수축 현상이 발생되는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 유기발광 조명장치가 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 표면이 마이크로 렌즈를 이루는 오버코트층을 포함하는 경우에는, 오버코트층으로부터 발생되는 가스 화합물에 의한 유기발광층의 열화에 의한 수축 현상이 발생하는 것을 알 수 있다.
이에 반해, 도 4c와 도 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치는 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 표면이 마이크로 렌즈를 이루는 오버코트층을 포함함에도 제 1 전극에 개구부를 포함함으로써, 오버코트층의 가스 화합물을 저감시킬 수 있게 되므로, 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.
특히, 도 4d를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치는 제 1 전극의 개구부 상부로 가스 차단패턴을 더욱 위치시킴에 따라, 장 시간 구동하여도 유기발광층의 열화에 의한 수축 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 유기발광 조명장치의 개구부의 일 예시를 나타내기 위하여 발광영역 일부를 확대한 도면이다. 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1 100)의 발광영역(도1의 EA)에는 기판(도2의 101), 기판(도2의 101) 상부에 오버코팅층(도2의 108), 오버코팅층(도2의 108) 상부에 제 1 전극(도2의 111)이 배치될 수 있다.기판(도2의 101) 상에는 발광영역(도1의 EA)에 대응하여 표면이 복수의 오목부(DP) 및 복수의 볼록부(CP)가 교번하여 배치되도록 하여, 마이크로 렌즈(ML)를 이루는 오버코팅층(도2의 108)이 배치될 수 있다.
여기서, 각각의 볼록부(CP)의 지름(D1)은 약 1 내지 5㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 다수의 볼록부(CP)는 1 내지 2㎛의 이격거리(D2)를 가지며 배치될 수 있으며, 이 경우, 이격거리(D2)가 오목부(DP)의 폭이 될 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며 이에 한정되는 것은 아니고, 다수의 볼록부(CP)가 서로 연결되어 배치될 수도 있다.
여기서, 다수의 오목부(DP) 각각은 평면상 원 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각 형상, 반구 형상, 또는 반타원체 형상, 사각 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 오버코팅층(도2의 108) 상부에 형성되는 제 1 전극(도2의 111)은 오버코팅층(도2의 108)을 노출하는 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)는 평면적으로 바(bar) 형상일 수 있으며, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
각각의 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)가 이루는 면적은 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 제 1 비발광영역(도 1의 NEA-1)을 제외한 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 전체 발광영역(도 1의 EA) 면적의 적어도 10% 이내를 차지하도록 하는 것이 바람직한데, 유기발광 조명장치(도 1의 100) 내에서 개구부(OP1, OP2, OP3)가 이루는 면적이 10% 이상일 경우에는 유기발광 조명장치(도 1의 100) 내에서의 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)이 차지하는 면적이 넓어져 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 광 추출 효율에 영향을 미치게 된다.
따라서, 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)가 이루는 면적은 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 전체 발광영역(도 1의 EA) 면적 대비 적으면 적을수록 좋으나, 유기발광층(도 3b의 113)의 열화를 방지하기 위한 효율적인 아웃개싱 효과를 구현하기 위해서는 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)가 이루는 면적이 적어도 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 전체 발광영역(도 1의 EA) 면적의 10% 이내를 차지하도록 하는 것이 바람직하다.
일예로, 발광영역(도1의 EA)의 면적이 135um(d1) X 135um(d2) 인 경우, 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3) 각각의 폭(w1)은 4um 내지 4.5um로 이루어져, 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)가 차지하는 면적이 8% ~ 10%를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 제 1 전극(도 3b의 111)의 개구부(OP)에 의한 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)을 포함하더라도, 마이크로 렌즈(도 3b이 ML)를 포함하는 오버코팅층(도 3b의 108)에 의해 광 추출 효율이 보상될 수 있다. 따라서, 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 최종적인 광 추출 효율에는 큰 영향을 미치지 않는다.
그리고, 제 1 전극(도2의 111)에 형성된 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3) 각각에는 제 1 내지 제 3 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)이 배치될 수 있는데, 제 1 내지 제 3 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3) 각각은 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3) 각각을 덮는 형태로 배치될 수 있다.
또한, 제 1 내지 제 3 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)은 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)에 대응하여 평면적으로 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 제 1 내지 제 3 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 내지 제 3 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3) 각각의 폭(w2)은 오버코팅층(도2의 108)으로부터 방출되는 가스 화합물(도3b의 G)이 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3)를 통하여 방출되지 못하도록 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3) 각각의 폭(w1)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 가스 차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)의 폭(w2)은 개구부(OP1, OP2, OP3)를 완전히 덮어 가릴 수 있도록, 개구부(OP1, OP2, OP3)의 폭에 약 5um의 마진을 갖도록 설계하는 것이 바람직한데, 개구부(OP1, OP2, OP3)의 양측으로 각각 약 5um의 마진을 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 135um(d1) X 135um(d2)의 발광영역(도1의 EA) 내에서, 제 1 내지 제 3 개구부(OP1, OP2, OP3) 각각의 폭(w1)이 4um 내지 4.5um로 이루어질 경우, 제 1 내지 제 3 가스차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3) 각각의 폭(w2)은 14um 내지 14.5um로 형성될 수 있다.
여기서, 제 1 내지 제 3 가스차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)은 뱅크(도2의 119)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 별도의 공정을 거치지 않고 뱅크(도2의 119) 형성 공정을 이용하여, 제 1 내지 제 3 가스차단패턴(GBP1, GBP2, GBP3)을 형성할 수 있으므로, 별도의 공정이 요구되지 않는다
도 6은 본 발명에 따른 유기발광 조명장치의 개구부의 다른 예시를 나타내기 위하여 발광영역 일부를 확대한 도면이다. 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 일 예시의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 다른 예시에서 설명하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.　
도 6에 도시한 바와 같이, 오버코팅층 상부(도2의 108)에 형성되는 제 1 전극(도2의 111)은 오버코팅층(도2의 108)을 노출하는 다수의 개구부(OP)를 포함할 수 있다.
여기서, 다수의 개구부(OP) 각각은 아일랜드(island) 형상으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 다수의 개구부(OP)가 형성되는 영역은 아웃개싱(Out-gassing)을 고려하여 발광영역(도1의 EA) 면적의 10%이상 차지하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 다수의 개구부는(OP) 각각은 평면상 사각 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각 형상, 반구 형상, 또는 반타원체 형상, 원 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 제 1 전극(도2의 111)에 형성된 다수의 개구부(OP) 각각을 덮는 다수의 가스 차단패턴(GBP)이 배치될 수 있다.
여기서, 다수의 가스 차단패턴(GBP)은 다수의 개구부(OP)에 각각 대응하여 아일랜드(island) 형상으로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 다수의 가스 차단패턴(GBP)은 다수의 개구부(OP)의 형상에 대응하여 평면상 사각 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각 형상, 반구 형상, 또는 반타원체 형상, 원 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
다만, 다수의 가스 차단패턴(GBP) 각각의 면적(A2)은 오버코팅층(도2의 108)으로부터 방출되는 가스 화합물(도3b의 G)이 다수의 개구부(OP)를 통하여 방출되지 못하도록 다수의 개구부(OP) 각각의 면적(A1)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도1의 100)는 메시(mesh) 구조를 가지며 제 1 전극(도2의 111)과 접촉하는 보조전극(도2의 116)을 더욱 구비함으로써, 보조전극(도2의 116)이 제 1 전극(도2의 111)의 상대적으로 낮은 전기전도율을 보완하여 유기발광 조명장치(도1의 100)의 유기발광층(도2의 113)에서 방출하는 광의 휘도가 전체적으로 불균일해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 발광영역(도1의 EA)에 대응하여 표면이 다수의 오목부(도 2의 DP)와 볼록부(도 2의 CP)로 이루어지는 마이크로 렌즈(도2의 ML)가 형성된 오버코팅층(도2의 108)이 배치됨으로써, 유기발광층(도2의 113)에서 발광된 광 중 유기발광층(도2의 113)과 제 2 전극(도2의 115) 내부에서 계속해서 전반사되면서 갇히던 광은 오버코팅층(도2의 108)의 마이크로 렌즈에 의해 전반사 입계각 보다 작은 각도로 진행하게 되면서 다중 반사를 통해 외부로 추출되므로 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 제 1 전극(도2의 111)에 개구부(도2의 OP)를 형성하여 경화 공정에서의 열이나 외광에 의해 오버코팅층(도2의 108)으로부터 방출되는 가스 화합물(도3a의 G)을 외부로 효과적으로 방출시키고, 제 1 전극(도2의 111)의 개구부(도2의 OP)를 덮는 가스 차단패턴(도2의 GBP)을 형성하여 제 1 전극(도2의 111)의 개구부(도2의 OP)를 통하여 완전히 방출되지 못한 가스 화합물(도3b의 G)이 외부로 방출되지 못하도록 밀봉함으로써, 아웃개싱(Out-gassing)현상으로 인한 유기발광층(도2의 113)의 열화에 의한 수축(shrinkage)현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 도면상에 도시하지는 않았지만 제 1 전극(도 2의 111)의 개구부(OP)는 전체 발광영역(도 1의 EA) 면적의 10% 이내의 면적을 갖는 한도 내에서, 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 외각 가장자리에서부터 중심부를 향할수록, 그 개수가 줄어들거나, 크기가 줄어들도록 설계하는 것이 바람직하다.
이는, 개구부(OP)가 위치하는 영역이 실질적으로 광이 방출되지 않아 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)으로 정의됨에 따라, 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 중심부에서의 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)이 시인되지 않도록 하기 위함이다.
특히, 개구부(OP)는 유기발광 조명장치(도 1의 100) 내에서 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1) 근처에 위치하도록 함으로써, 개구부(OP)에 의해 정의되는 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)이 시인되지 않도록 함과 함께, 보다 아웃개싱 효과를 극대화할 수 있다.
즉, 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1)에서는 제 1 전극(도 3b의 111)과 보조전극(도 3b의 116)이 서로 접촉됨에 따라 제 1 전극(도 3b의 111)이 다른 영역에 비해 보다 얇게 형성되거나, 제 1 전극(도 3b의 111)의 끊김 등이 발생될 수 있어, 오버코트층(도 3b의 108)으로부터 발생된 가스 화합물(도 3b의 G)은 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1)으로 집중되어 이의 영역을 통해 외부로 배출되려 한다. 그러나, 제 1 전극(도 3b의 111) 상부로 뱅크(도 3b의 119)가 위치함에 따라 가스 화합물(도 3b의 G)은 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1)에서가 아닌 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1) 에 인접한 영역, 즉, 뱅크(도 3b의 119) 끝단 등에서 아웃개싱 되는 양이 많아 지게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 제 1 전극(도 3b의 111)의 개구부(OP)를 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1)에 인접하여 개구부(OP)의 개수 또는 크기를 다른 영역에 비해 더욱 많거나 크게 위치하도록 함으로써, 아웃개싱 효과를 극대화할 수 있는 것이다.여기서, 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-2)이 제 1 비발광영역(도 3b의 NEA-1)에 인접하여 위치하도록 하는 경우에는, 제 1 및 제 2 비발광영역(도 3b의 NEA-1, NEA-2)이 서로 연결된 구성을 갖게 되며, 이때 뱅크(도 3b의 119)와 광차단패턴(도 3b의 GBP) 또한 서로 연결된 하나의 구성으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 오버코팅층(108)이 광 추출을 위한 분산입자(201)를 포함하는 광산란층(200)으로 이루어질 수 있는데, 광산란층(200)을 통해 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 광 추출 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 조명장치(도 1의 100)는 오버코팅층(108)의 아웃개싱 현상을 방지하고자, 제 1 전극(111)에 개구부(OP)를 구비하고, 개구부(OP)의 상부로 광차단패턴(GBP)을 위치시킴에 따라 제 2 비발광영역(NEA-2)이 정의됨에 따라, 실질적으로 광이 방출되는 발광영역(EA)이 줄어들더라도, 유기발광 조명장치(도 1의 100)의 광 추출 효율엔 큰 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
즉, 광산란층(200)은 유기발광층(113)에서 발광된 광에 대한 광추출을 위한 분산입자(201)와 감광성 수지를 포함한다.
감광성 수지는 알칼리 가용성 수지, 불포화성 에틸렌계 모노머, 광추출용 분산액, 광중합 개시제 및 용매를 포함할 수 있다. 그리고 분산 입자(201)의 굴절률과 감광성 수지의 굴절률의 차는 0.2 이상으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이는, 유기발광층(113)으로부터 발광된 광을 산란시키기 위해 광산란층(200)의 감광성 수지와 광산란층(200)에 분산된 분산 입자(201) 사이에는 소정의 굴절률 차이가 존재하여야 하며, 예를 들어, 0.2 이상의 굴절률 차이가 존재해야 하기 때문이다.
여기서, 감광성 수지의 굴절률이 1.4 내지 1.6인 경우, 분산 입자(201)는 1.8 이상의 굴절률을 갖는 금속 산화물 또는 1.2 이하의 굴절률을 갖는 기체부를 포함하는 중공 입자로 이루어질 수 있다.
이러한 광산란층(200)은 광산란층(200) 형성시 에칭 공정이 요구되지 않는다. 또한, 감광성 수지는 포토 패터닝이 가능하므로, 광산란층(200) 형성 시뿐만 아니라 광산란층(200)의 패터닝 시에도 광산란층(200) 주변의 엘리먼트에 대한 손상이 발생하지 않는다. 따라서, 유기발광 조명장치(100)의 다른 엘리먼트에 대한 손상 없이 유기발광 조명장치(100) 내부에 광산란층(200)을 형성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 기판 102: 보호필름
108: 오버코팅층 111: 제 1 전극
113: 유기발광층 115: 제 2 전극
116: 보조전극 119: 뱅크
DP: 오목부 CP: 볼록부
ML: 마이크로 렌즈 OP: 개구부
GBP: 가스 차단패턴

Claims (12)

  1. 다수의 발광영역, 다수의 제 1 비발광영역, 다수의 제 2 비발광영역이 정의된 기판과;
    상기 기판 상에 상기 다수의 제 1 비발광영역에 배치된 보조전극과;
    상기 기판 상에 상기 다수의 발광영역에 배치되며, 표면이 복수개의 볼록부와 복수개의 오목부를 포함하는 마이크로 렌즈로 이루어지는 오버코팅층과;
    상기 보조전극과 상기 오버코팅층을 포함하는 상기 기판의 전면에 배치되며, 상기 다수의 제 2 비발광영역에 대응하여 상기 오버코팅층의 일부를 노출하는 다수의 개구부를 포함하는 제 1 전극과;
    상기 다수의 개구부를 각각 덮는 다수의 가스 차단패턴과;
    상기 제 1 전극 및 상기 다수의 가스 차단패턴 상부로 순차적으로 배치되는 유기발광층과 제 2 전극
    을 포함하고,
    상기 다수의 제 1 비발광영역은 각각 상기 다수의 발광영역 중 이웃하는 2개 사이에 배치되고, 상기 다수의 제 2 비발광영역은 상기 다수의 발광영역과 상기 다수의 제 1 비발광영역 사이에 배치되고,
    상기 다수의 제 2 비발광영역의 상기 다수의 개구부는 상기 기판의 가장자리로부터 중심부를 향할수록 개수가 줄어들거나 크기가 줄어드는 유기발광 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 개구부는 각각 상기 복수의 볼록부 및 상기 복수의 오목부 중 적어도 한 개를 노출하는 유기발광 조명장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전극과 상기 유기발광층 사이에 배치되는 뱅크를 더 포함하는 유기발광 조명장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 개구부가 차지하는 면적은 상기 발광영역의 전체 면적 대비 10% 이하인 유기발광 조명장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 개구부는 상기 다수의 제 1 비발광영역에 인접하여 다른 영역에 비해 크기가 크거나, 개수가 더욱 많은 유기발광 조명장치.
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 가스 차단패턴은 상기 뱅크와 동일층, 동일물질로 이루어지는 유기발광 조명장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 개구부 및 상기 다수의 가스차단패턴은 각각 바(bar) 형상으로 이루어지며, 상기 다수의 가스차단패턴 각각의 폭은 상기 다수의 개구부 각각의 폭보다 큰 유기발광 조명장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 개구부 및 상기 다수의 가스차단패턴은 각각 아일랜드(island) 형상으로 이루어지며, 상기 다수의 가스차단패턴 각각의 면적은 상기 다수의 개구부 각각의 면적보다 큰 유기발광 조명장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버코팅층은 감광성 수지와 분산입자를 포함하며,
    상기 감광성 수지와 상기 분산입자는 0.2 이상의 굴절률 차를 갖는 유기발광 조명장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버코팅층으로부터 발생되는 가스 화합물은 상기 다수의 개구부를 통해 1차적으로 아웃개싱되며,
    상기 다수의 가스 차단패턴은 상기 1차적 아웃개싱 이후, 상기 오버코팅층의 2차적 아웃개싱을 차단하는 유기발광 조명장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전극은 상기 다수의 제 1 비발광영역을 따라 상기 기판 상에 메쉬 구조로 이루어지고,
    상기 제 1 전극은 상기 다수의 제 1 비발광영역에서 상기 보조전극에 접촉되어 전기적으로 연결되는 유기발광 조명장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110444681B (zh) * 2019-07-22 2020-12-08 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 发光面板及显示设备
KR20220091134A (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 엘지디스플레이 주식회사 표시 패널

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069208A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 三菱レイヨン株式会社 エレクトロルミネッセンス素子用光取り出し構造体及び面発光体

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005041217A1 (ja) * 2003-10-28 2005-05-06 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. 透明導電積層体とその製造方法及び透明導電積層体を用いたデバイス
JP5204238B2 (ja) * 2008-10-02 2013-06-05 シャープ株式会社 表示装置用基板、表示装置用基板の製造方法、表示装置、液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法及び有機エレクトロルミネセンス表示装置
US8633497B2 (en) * 2009-03-25 2014-01-21 The Regents Of The University Of Michigan Concave-hemisphere-patterned organic top-light emitting device
KR101851384B1 (ko) * 2011-07-18 2018-04-24 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 패널용 제조 장치와, 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 패널의 제조 방법
KR101521676B1 (ko) * 2011-09-20 2015-05-19 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 다이오드 표시장치 및 그의 제조방법
KR101431338B1 (ko) * 2012-11-26 2014-08-19 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치 및 그의 제조방법
KR102067376B1 (ko) * 2013-05-21 2020-01-17 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법
US9130195B2 (en) * 2013-11-22 2015-09-08 Universal Display Corporation Structure to enhance light extraction and lifetime of OLED devices
KR20160076688A (ko) * 2014-12-23 2016-07-01 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법
KR20170052447A (ko) * 2015-10-30 2017-05-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치
KR101854701B1 (ko) * 2016-05-31 2018-05-04 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 장치 및 그의 제조 방법
US10559772B2 (en) * 2017-03-31 2020-02-11 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and production method thereof
KR101966688B1 (ko) * 2017-12-13 2019-04-09 삼성디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069208A (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 三菱レイヨン株式会社 エレクトロルミネッセンス素子用光取り出し構造体及び面発光体

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KR20190136556A (ko) 2019-12-10

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