KR101292013B1 - Ｏｌｅｄ 소자 - Google Patents

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피에트 스니이데르
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 기판(103), 기판 위에 배치된 전극 층들(105, 109)과 유기 층들(107) 및 그 위에 있는 적어도 하나의 금속 포일(111)을 갖는 OLED 소자에 관한 것이다. 제1 금속 포일은 전극 층들 중 하나에 전기적으로 접속되어 있다. 실란트(113)와 함께 금속 포일은 적어도 유기 층들을 둘러싼다. 따라서, 금속 포일은 OLED 패키지를 형성하는 데에 주요 역할을 담당한다. 이 외에, 금속 포일은, 예를 들면, 구동 전류를 OLED에 인가하는 데에 사용될 수 있는 저 저항의 외부 접속을 제공한다.
금속 포일, 저 저항, OLED 소자

Description

ＯＬＥＤ 소자{AN ＯＬＥＤ DEVICE}
본 발명은 기판, 기판 위에 중첩되는 제1 도전 층, 제1 도전 층 위에 중첩되는 유기 층들의 집합 및 유기 층들의 집합 위에 중첩되는 제2 도전 층을 포함하는 OLED(Organic Light Emitting Diode:유기 발광 다이오드) 소자에 관한 것이다. 이 층들은 복수의 픽셀들이 기판 위에 형성되도록 구성된다.
OLED 소자는 유기 층을 보호하고 소자의 긴 수명을 보장하기 위해 습기와 산소가 없는 환경을 필요로 한다. 그래서 OLED는 반드시 밀봉되어야 한다. 특허 출원 US 2004/0108811호에 통상적인 패키징 방법이 개시되어 있으며, 여기서는 OLED 위에 캡이 배치되어 기판에 대해 밀봉한다. 이러한 종래의 패키지는 비용이 싸고 구축하기가 쉬운 반면, 그 패키지가 비교적 두껍고 딱딱하게 되었다. 또한, 이러한 종래의 패키지는 기계적인 문제점이 있다. 특히, 주위의 낮은 압력과 온도 변동에 노출된 큰 규모의 패키지는 문제가 생기기 쉽다. 또한, 종래의 패키지는 OLED 소자로의 전류 수송을 지원하지 않는다.
본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 문제점을 완화하는 OLED 소자 패키징 해결책을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항에 정의된 본 발명에 따른 OLED 소자에 의해 얻어진다.
따라서, 본 발명의 양태에 따르면, OLED 소자는, 기판, 기판 위에 중첩되는 제1 도전 층, 제1 도전 층 위에 중첩되는 유기 층들의 집합, 유기 층들의 집합 위에 중첩되는 제2 도전 층 및 제2 도전 층 위에 배치된 제1 금속 포일을 포함한다. 제1 도전 층의 적어도 일부는 하부 전극 층을 구성한다. 제2 도전 층의 적어도 일부는 상부 전극 층을 구성한다. 제1 금속 포일은 상기 하부 및 상부 전극 층들 중 하나에 전기적으로 접속된다. 실란트(sealant)와 함께 제1 금속 포일은 적어도 유기 층들의 집합을 둘러싼다.
금속 포일은 실란트와 함께 유연한 패키지를 형성하고, 전극 층들 중 하나에 양호한 도전성을 지원하는, 두 가지 기능을 갖는다.
청구항 제2항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, 제2 금속 포일이 배치된다. 제1 및 제2 금속 포일은, 통상적으로, 양쪽 전극 층들 모두에 대해 양호한 도전성을 제공하기 위해 서로 다른 전극 층들에 접속되지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
청구항 제3항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, 제2 금속 포일에 대해 많은 종류의 서로 다른 접속 옵션의 접점부들이 제공된다.
청구항 제4항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, OLED 소자는 세 개 또는 그 이상의 금속 포일을 포함한다. 이것은 적어도 두 개의 금속 포일들이 동일한 전극 층에 접속되어 있음을 암시한다. 이것은 많은 다른 응용에서 유용하다.
예를 들면, 청구항 제5항에 정의된 바와 같이, 개개의 픽셀 또는 픽셀 그룹 제어가 달성가능하다. 이러한 제어가 이용되는 응용의 예로는, 서로 다른 컬러의 픽셀 그룹들이 사용되는 백색 광 소자; 서로 다른 아이콘 픽셀 그룹의 어드레싱; 및 소비자의 소망에 따라 방사된 빛의 컬러 온도의 조정이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 패키지는 하나 이상의 금속 포일들을 포함하며, 이들 모두는 패키지의 견고함에 얼마간 기여한다.
청구항 제6항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, 서로 다른 컬러의 픽셀들에 기반한 응용이 제공될 수 있다.
청구항 제7항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, US 2002/0117663호에 개시된 바와 같이, 상부 전극 층에 피착된 층으로 형성된 캡을 지니는 OLED 소자의 두께와 유사한 두께를 갖는 아주 소형의 소자가 획득된다. 그러나, US 2002/0117663호의 기술은 상당히 더 비싸며 적어도 하나의 전극층에 대한 낮은 저항율 접속의 기능을 제공하지 않는다.
청구항 제8항에 정의된 OLED 소자의 한 실시예에 따르면, 유용한 접속 구조물이 획득된다.
본 발명의 이들 및 다른 양태 그리고 이점들은 이하에 기술된 실시예를 참조하여 명백해지고 명료해질 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따르는 OLED 소자의 서로 다른 실시예들을 개략적으로 도시하는 단면도.
도 5는 좀 더 상세히 소자의 한 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 6은 도 5의 실시예의 전경도(overall view).
도 7은 좀 더 상세히 소자의 또 다른 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 8은 도 7의 실시예의 전경도.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 소자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(103), 기판(103) 위에 중첩되는 하부 전극 층(105)을 구성하는 제1 도전 층, 하부 전극 층(105) 위에 중첩되는 유기 층들의 집합(107) 및 유기 층들의 집합(107) 위에 중첩되는 상부 전극 층(109)을 구성하는 제2 도전 층을 포함한다. 이 실시예에서, 하부 전극 층(105)은 애노드이고, 상부 전극 층(109)은 캐소드이다. 상부 전극 층(109)의 위에는 금속 포일(111)이 배치된다. 접착제 스트링(string)의 형태인 실란트(113)가 포일(111)과 애노드(105)의 상부 면 사이에 도포된다. 따라서, 중간 층들(107, 109)이 밀봉되어 둘러싸여 있다. 포일(111)은 캐소드(109)와 직접 접촉되어 있어 구동 회로의 캐소드에 대한 낮은 저항 접속을 제공한다. 통상적으로 수십 마이크로미터의 두께를 갖는 금속 포일의 저항율은, 0.001 ohm/square 정도임을 유의한다. 이와 비교해 볼 때, 통상적으로 약 5 마이크로미터의 두께를 갖는 도금 금속은 약 0.01 ohm/square의 저항률을 갖는다. 통상적으로 500㎚의 두 께를 갖는 Al 박막은 약 0.1 ohm/square의 저항률을 갖는다. 그리고, ITO는 약 15 ohm/square의 저항률을 갖는다. 포일(111)이 상부 전극 층 위에 배치되어 있기 때문에, 소자의 거의 모든 영역을 커버하는 것이 가능하다. 즉, 포일(111)의 영역은 기판(103)의 영역과 대략 동일하다.
OLED 소자의 기판(103)에는 복수의 픽셀들이 배치될 수 있고, 이들 픽셀 각각은 상기 하부 전극 층, 상기 유기 층들 및 상기 상부 전극 층의 일부를 포함할 수 있다. 도 1은 한 픽셀을 구성하는 소자의 일부만을 도시하고 있다. 이 실시예에서, 각각의 픽셀들을 밀봉한 패키지를 얻기 위해 실란트(113)가 제공될 수 있다.
소자가 기판(103)을 통해 방사하기 때문에, 기판은 유리로 만들어지고, 애노드(105)는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 일반적으로 사용되는 투명 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 캐소드(109)는 보통 사용되는 임의의 금속으로 만들어질 수 있다. 전극 및 유기 층들(105,107,109)은, 일반적으로, 보통 사용되는 임의의 기술로 피착된다. 포일은 구리로 만들어지는 것이 바람직하나, 저항률이 낮은 다른 금속 또한 사용할 수 있다.
도 2에는 복수의 금속 포일을 지니는 OLED 소자의 일부가 도시되어 있다. 이 도면에서는 두 개의 픽셀이 도시되어 있다. 도시된 구조물은 단색 아이콘을 어드레싱하는 디스플레이와 같이, 단순한 단색 소자에 통상적으로 사용된다. 이 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(203), 덮개 금속화층(blanket metallization)으로서 제공되며 모든 픽셀들에 공통인 하부 전극 층(205), 또한 모든 픽셀들에 공통인 유기 층들의 집합(207), 제1 픽셀(219)과 제2 픽셀(221)과 같 은 각각의 픽셀 당 하나씩 분리된 부분들(209a, 209b)로 분할된 상부 전극 층(209)을 포함한다. 하부 전극 층(205)은 애노드이고, 상부 전극 층(209)은 캐소드이다.
소자는, 또한, 상부 전극 층(209) 위에 있지만 이와는 분리되어 배치된 제1 금속 포일(211), 제1 금속 포일(211) 위에 있지만 이와는 분리되어 배치되어 있는 제2 금속 포일(215), 및 제2 금속 포일(215) 위에 있지만 이와는 분리되어 배치되어 있는 제3 금속 포일(217)을 포함한다. 도면에서는 명확하게 도시하기 위해 생략되었지만, 각각의 금속 포일(211,215,217) 아래에는 절연 포일이 배치되어 있다. 절연 포일은 폴리아미드(polyamide)로 만들어지는 것이 바람직하다. 그러나, 테플론계 포일(Teflon? based foil) 및 액정 폴리머(liquid crystal polymer)와 같은, 유용한 대안의 재료가 많이 있다. 바람직하게는 도전성 재료 스트링인 제1 접속부(212)는 제1 포일(211)과 애노드(205)를 접속시킨다. 제2 접속부(214)는 제2 포일(215)과 캐소드들, 즉, 제1 픽셀(219)의 캐소드 부(209a)를 포함하는 픽셀들의 서브 그룹의 캐소드 부분을 접속시킨다. 제3 접속부(216)는 제3 포일(217)과, 제2 픽셀(221)의 캐소드(209b)를 포함하는 픽셀들의 또 다른 서브 그룹의 캐소드들을 접속시킨다. 이러한 구조물로, 개개의 픽셀 그룹들을 어드레싱하는 것이 가능하다.
도 3에는 좀 더 복잡한 구조가 도시되어 있다. 도 2의 구조물과의 차이점은, 유기 층들의 집합이 또한 각 픽셀에 대해 하나씩, 분리 부분들로 분할된다는 것이다. 따라서, 애노드(305)는 기판(303) 위에 중첩되며, 유기 층들의 집합(307) 은 애노드(305) 위에 중첩되며, 이것은 픽셀 부분(307a, 307b)으로 분할되며, 캐소드(309)는 유기 층들의 집합(307) 위에 중첩되면서 유기 층들의 집합(307)의 픽셀 부분(307a, 307b)에 대응하는 픽셀 부분(309a, 309b)으로 분할되고, 제1, 제2 및 제3 금속 포일(311,315,317)은 캐소드(309) 위에 적층되며, 그 사이에는 절연 포일이 있다. 접속부들은 도 2에 도시된 실시예와 동일한 방식으로 배치되어 있다.
도 3의 실시예를 이용하여, 예를 들면 상술된 응용에 대해, 백색 광 방사체와 같은 멀티 컬러 소자를 구현하는 것이 가능하다.
도 4에서는 추가의 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 애노드 층이 각 픽셀 당 하나씩 분리된 부분들(405a, 405b)로 분할되며, 4개의 금속 포일이 존재하며, 포일들이 약간 다르게 접속된다는 것을 제외하고는 도 3의 실시예에 대응한다. 따라서, 소자는 기판(403), 기판(403) 위의 애노드(405), 애노드(405) 위의 편심된 (pixilated) 유기 층들의 집합들(407) 및 그 위에 적층되어 있는 제1, 제2, 제3 및 제4 금속 포일들(411,415,417 및 423)을 포함한다. 제1 포일(411)은, 도시된 바와 같이, 접속부(412)를 통해 제1 픽셀(419)의 캐소드(409a)를 포함하는 픽셀들의 제1 픽셀 서브 그룹의 캐소드들에 접속된다. 제2 포일(415)은, 도시된 바와 같이, 접속부(414)에 의해 제2 픽셀(421)의 캐소드(409b)를 포함하는 제2 픽셀 서브 그룹의 캐소드에 접속된다. 제3 포일(417)은 접속부(416)를 통해 제1 픽셀(419)의 애노드(405a)를 포함하는, 제1 픽셀 서브 그룹의 애노드에 접속된다. 제4 포일(423)은 접속부(418)를 통해 제2 픽셀(421)의 애노드(405b)를 포함하는 제2 픽셀 서브 그룹의 애노드에 접속된다.
이 구조물로, 멀티 컬러 소자에 세그먼트화된 디스플레이 특징을 제공하는 것이 가능하다.
도 5에서는 최상부 금속 포일이 애노드와 캐소드에 모두 접속하는 3-포일 소자의 일부가 상세하게 도시되어 있다. 부분들(505a-c)로 분할된 ITO 층(505)은 기판(503) 위에 피착되어 있다. 제1 및 제2 부분들(507a-b)로 분할된 유기 층들(507)은 ITO 층 부분들(505a-c) 위에 피착되어 있다. 부분들로 분할된 캐소드 층(509)은 유기 층의 제1 및 제2 부분들(507a-b) 위에 피착된 제1 및 제2 캐소드 부분들(509a-b)을 포함한다. 제1 금속 포일(511)은 캐소드 층(509) 위에 그리고 이와는 분리되어 배치된다. 제1 절연 포일(513)은 제1 금속 포일(511) 위에 배치된다. 제2 금속 포일(515)은 제1 절연 포일(513)의 위에 배치된다. 제2 절연 포일(517)은 제2 금속 포일(515) 위에 배치된다. 제3 금속 포일(519)은 제2 절연 포일(517) 위에 배치된다.
제1 ITO 부(505a)는, 캐소드 층(509)과 ITO 층 간의 유기 층들(507)을 지나 연장되는, 즉, 캐소드 층(509)으로부터 아래쪽으로 돌출된, 캐소드 층의 브리징 부(521)를 통해 캐소드 층(509)에 접속된다. 제1 금속 포일(511)은 예를 들면 ACF(Anisotropic Conductive Film:이방성 전도막)와 같은 적합한 ITO 구리 배선(interconnect)으로 구성된 접속부(523)를 통해 제1 ITO 부(505a)에 접속된다. 또한, 제1 금속 포일(511)은 제2 절연 포일(517)의 비아부(via portion)(522), 제2 금속 포일(515)의 분리된 부분(524) 및 제1 절연 포일(513)의 비아부(526)에 의해 제3 금속 포일(519)의 분리된 부분(520)에 접속된다. 제2 금속 포일(515)의 주요 부분(534)은, 제1 절연 포일(513)의 비아부(525), 제1 금속 포일(511)의 분리된 부분(527) 및 애노드로서 기능하는 제2 ITO 부(505b)에 대한 ACF 부(529)에 의해 접속된다. 지금 기술된 것과 유사한, 제2 금속 포일(515)의 주요부(534)와 애노드의 또 다른 부분(505c) 간의 추가의 접속이 참조번호(535, 537 및 539)에 도시되어 있다. 제3 금속 포일(519)은 제2 절연 포일(517)의 비아부(531), 제2 금속 포일(515)의 분리된 부분(533), 제1 절연 포일(513)의 비아부(535), 제1 금속 포일(511)의 분리된 부분(537) 및 ACF 부(539)에 의해 제1 ITO 부(505c)에 접속된다.
따라서, 이 실시예에서, 하부 도전 층(ITO)은 적어도 두 개의 애노드 평면과, 제1 금속 포일과 캐소드 사이에서 중간 접점 요소로서 사용되는 하나 이상의 분리된 부분으로 분할된다. 제1 금속 포일과 캐소드를 접속시키기 위한 이러한 해결책은, OLED 소자 전반에 걸쳐 단 한가지 유형의 상호 접속 기술, 즉, ITO와 구리 간의 상호 접속만이 사용된다는 점에서 유용하다. 이러한 상호 접속을 위해 ACF를 사용함으로써, 공지된 상호 접속 기술이 적용된다. 이방성 상호 접속을 사용하면 또한 제조가 더욱 용이해진다. 예를 들어 애노드와 캐소드의 접속이 나란히 배치되면, 둘 모두의 접점에 대해 한 라인의 상호 접속 포일이 사용될 수 있다. 다른 상호 접속 해결책 또한 덜 바람직하다 하더라도 또한 유용하다.
도 6은 지금 막 기술된 실시예의 전경도이다. 여기서는, 실란트(604)가 기판(603)의 에지 부분에 한정된 것을 도시하고 있다. 금속 포일들과 절연 포일들의 적층이 참조번호(606)에 개략적으로 도시되어 있으며, ACF 부분(605)은 기판(603)과 스택(606) 사이에 도시되어 있다.
도 7에서는, 상부 금속 포일에 애노드 접속이 있고, 하부 금속 포일에 대해 캐소드 접속이 있는 2-포일 소자의 일부가 상세하게 도시되어 있다. 접속 부분에 대한 원리가 이미 설명된 것과 동일하므로, 이 도면에 대해서는 간단하게 설명할 것이다.
OLED 소자는 기판(703), 하부 전극 층(705), 유기 층들의 집합(707), 상부 전극 층(709), 제1 금속 포일(711), 절연 포일(713) 및 제2 최상부 금속 포일(715)을 포함한다.
제1 금속 포일(711)은 ACF 부를 포함하는 접속부(723), 하부 전극 층(705)의 분리된 부분 및 유기 층들(707)을 지나는 브리징 부에 의해 캐소드 층(709)에 접속된다. 제2 금속 포일(715)은, 접속부(717, 719)를 통해, 도 5에 도시된 3-포일 실시예의 제2 포일과 유사한 방법으로, 하부 전극 층(705)에, 더욱 구체적으로는 애노드를 구성하는 주요부에 접속된다.
도 8에서는 도 7의 실시예의 전경도가 도시된다. 기판은 참조번호(803)로 표시되며, 기판 위의 구조물은 참조번호(805)이다. 외부 접속(807, 809)이 개략적으로 도시되어 있으며, 전기적 양의 접속부(807)는 상부 전극 층에 부착되어 있고, 전기적 음의 접속부(809)는 하부 전극 층에 부착되어 있다.
지금까지, 본 발명에 따른 OLED 소자가 설명되었다. 이것은 단지 제한하지 않는 예로서 간주되어야 한다. 당업자들이 이해하는 바와 같이, 많은 변경 및 대체 실시예가 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
본 출원을 위해, 특히 첨부된 청구항에 관해, "포함하는(comprising)" 이라 는 단어가 다른 구성 요소 또는 단계를 배제하는 것이 아니며, "a" 또는 "an"이라는 단어가 복수를 배제하는 것이 아니며, 그 자체가 당업자에게 명백할 것이라는 것을 유의한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 기판 위에 배치된 전극과 유기 층들 위에 적어도 하나의 금속 포일을 갖는 OLED 구조물이 제공된다. 전극들 중 하나, 바람직하게는 전극들 모두에 대한 외부 커넥터에 대한 저 저항률의 접속을 제공하고, 타이트하면서 유연한 패키지를 제공하기 위해 금속 포일이 제공된다. 본 발명은 큰 규모의 OLED를 구동시키는 데에 특히 유용하다.

Claims (9)

  1. 기판, 상기 기판 위에 놓인 제1 도전 층, 상기 제1 도전 층 위에 놓인 유기 층들의 집합, 상기 유기 층들의 집합 위에 놓인 제2 도전 층, 및 상기 제2 도전 층 위에 배치된 제1 금속 포일을 포함하는 OLED 소자로서,
    상기 제1 도전 층은 적어도, 하부 전극 층을 구성하는 부분과, 상기 하부 전극층과는 분리되어 있는 분리된 부분을 포함하고,
    상기 제2 도전 층의 적어도 일부는 상부 전극 층을 구성하고,
    상기 제1 금속 포일은 상기 제1 도전 층의 분리된 부분을 통해 상기 상부 전극 층에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 제1 도전 층의 분리된 부분은 상기 유기 층들을 지나 연장되는 브리징 부분(bridging portion)을 통해 상기 상부 전극 층에 접속되어 있고,
    상기 제1 금속 포일에 의해 적어도 상기 유기 층들의 집합의 인클로저가 제공되는 OLED 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속 포일 위에 배치되고, 상기 하부 전극 층 및 상기 상부 전극 층 중 하나에 전기적으로 접속되는 제2 금속 포일과, 상기 제1 금속 포일 및 상기 제2 금속 포일 사이에 배치된 절연 층을 더 포함하는 OLED 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 절연 층과 상기 제1 금속 포일을 통해 상기 제2 금속 포일과 상기 하부 전극 층 사이에 접점부들(contact portions)이 제공되는 OLED 소자.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 금속 포일 위에 배치된 적어도 하나의 금속 포일을 더 포함하고, 절연 층이 각각의 금속 포일들 쌍 사이에 배치된 OLED 소자.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 복수의 픽셀들을 포함하고, 각각의 픽셀은 상기 하부 전극 층, 상기 유기 층들 및 상기 상부 전극 층의 일부를 포함하고, 적어도 두 개의 서로 다른 금속 포일들이 픽셀들의 서로 다른 서브 그룹들의 개별 제어를 위해 동일한 전극 층의 서로 다른 부분들에 전기적으로 접속되어 있고, 이 서브 그룹 각각은 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 OLED 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 픽셀들의 서로 다른 서브 그룹들은 서로 다른 컬러의 빛을 방출하는 OLED 소자.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 금속 포일은 상기 상부 전극 층 바로 위에 배치되는 OLED 소자.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 포일 각각은 외부 접속 단자들을 제공하는 OLED 소자.
  9. 삭제
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