KR100301275B1 - 실록산 또는 실록산 유도체를 엔캡슐런트로 사용한 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실록산 필름(17)에 의해 엔캡슐레이션된 유기 발광 소자(10)를 제공한다. 이 실록산 필름(17)은 다이오우드(10)의 발광부에 도포되어 오염, 불량화, 산화 등에 대한 보호작용을 한다. 실록산 필름(17)은 예를 들어 렌즈(18)와 같은 광학적 요소를 포함한다. 다이오우드(10) 내부에서 생성된 빛이 광학적 요소를 통하여 출력되도록 광학적 요소(18)가 정렬된다.
Description
유기 전계 발광(EL)은 이산 발광 소자, 어레이 및 디스플레이에 있어서 이들의 가능한 응용 때문에 광범위하게 연구되어 왔다. 이제까지 조사된 유기 물질은 많은 응용에서 통상의 무기 물질을 강력히 대체하고 완전히 새로운 응용을 가능하게 한다. 유기 EL 소자 합성은 제작이 용이하고 자유도(degree of freedom)가 극히 높기 때문에 가까운 미래에 보다 효과적이고 내구성 있는 물질을 보장하고, 이러한 물질은 소자 구조에 추가의 개선점을 이용할 수 있다.
유기 EL 발광 소자(organic EL light emitting device:OLED)는 무기 LED와 매우 유사한 작용을 한다. 실제적인 고안에 따라서, 빛은 투명 유리 기판상에 침착된 투명 전극을 통해 빠져나가거나, 투명한 상부 전극을 통해 빠져나간다. 최초의 OLED는 단지 2 내지 3층으로 구성되었다는 점에서 매우 단순하였다. 최근에는 각각의 층이 특정 임무에 최적화된 다수의 상이한 층을 갖는 유기 발광 소자(다층 소자로서 공지됨)가 개발되었다.
현재 사용되는 이러한 다층 소자 구조에 있어서, OLED의 성능을 제한하는 것은 신뢰도이다. 일부 유기 물질은 오염도, 산화 및 습도에 매우 민감한 것으로 입증되어 있다. 또한 OLED용 접촉전극으로서 사용되는 대부분의 금속은 공기 또는 기타 산소가 포함된 환경에서 부식되기 쉽다. 예를 들면, Ca 음극은 공기에서 단지 짧은 시간 동안만 손상되지 않고, 이후 빠르게 소자를 불량화시킨다. 또한 반응성이 매우 큰 이러한 금속은 소자 성능에 부정적인 효과를 가져올 수도 있는 근접한 유기 물질과 화학 반응을 일으키기 쉽다. 낮은 일 함수의 음극 금속을 사용하는 경우 일반 대기하에서 조작할 필요가 있다면 음극 금속이 오염되지 않도록 소자를 주의 깊게 다루어야 하고, 소자의 즉각적인 고품질 엔캡슐레이션이 필요하게 된다. 바람직하게 엔캡슐레이션된 낮은 일 함수의 금속 접촉층조차도 유기 LED 물질로부터 당연히 발생하는 기체, 불순물, 용매에 의해 불량화되기 쉽다.
전극 불안정성 및 불량화 문제를 해결하기 위한 많은 시도가 있었다. 통상의 시도는 낮은 일 함수의 금속을 보다 두꺼운 금속 피막 아래에 매설하여 사용하는 것이다. 이 경우, 와이. 사토(Y. Sato) 등의 문헌['Stability of organic electroluminescent diodes', Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 253, 1994, pp. 143-150]에 기술된 바와 같이, 금속 내의 핀홀(pinhole)들은 아래쪽에있는 반응성 금속에 산소 및 물이 도달하기에 충분한 통로를 여전히 제공한다.
오늘날의 유기 발광 소자의 전체 수명은 한정되어 있다. OLED가 개발되지 못하는 주된 장애는 안정한 OLED 조작을 위한 불활성이고 안정하며 투명한 엔캡슐런트(encapsulant)가 없다는 것이다.
유기 LED는 많은 응용에서 종래의 무기 LED를 능가하는 잠재력을 갖는다. OLED 및 이를 바탕으로한 소자의 중요한 이점중 하나는 가격이 저렴하다는 것인데, 이는 (무기 LED의 경우에서처럼) 비교적 높은 성장 온도에서 한정된 면적의 값비싼 결정질 기판 상에 침착되기보다는 낮은 온도에서 크고 저렴한 유리 기판, 또는 다양한 다른 저렴한 투명, 반투명 혹은 심지어 불투명인 결정질 또는 비결정질 기판 상에 이들이 침착될 수 있기 때문이다. 이러한 기판들은 휘어질 수도 있어, 유연한 OLED 및 신규한 유형의 디스플레이를 가능하게 한다. 오늘날까지, OLED 및 이를 기초로한 소자의 성능은 하기의 몇몇 이유로 무기 LED에 비해 열등하다:
1. 높은 동작 전류: 유기 소자는 필요한 전하를 활성 영역(발광층)에 전달하기 위해 보다 높은 전류를 필요로 하고, 이로 인해 상기 소자의 전력 효율이 저하된다.
2. 신뢰도: 유기 LED는 공기 중에서 동작되는 동안 불량화된다. 이는 몇몇 문제점으로 인해 야기되는 것으로 공지되어 있다.
A) 효과적인 저전계 전자 주입을 위해 산소와 물에서 반응성이 매우 큰 Mg, Ca, Li 등의 낮은 일 함수의 음극 금속이 필요하다. 주위 기체 및 유기 물질로부터 발생되는 불순물이 접촉층을 불량화시킨다.
B) 종래의 AgMg 및 ITO 접촉층은 바람직한 ETL 및 HTL 물질에서 캐리어(carrier) 주입에 상당한 장애가 된다. 따라서, 상당한 주입 전류를 생성하기 위해 높은 전계가 필요하게 된다.
3. 불량한 화학 안정성: OLED에 통상적으로 사용되는 유기 물질은 주위 분위기, 접촉 전극 물질의 확산, 유기물간의 상호 확산(interdiffusion) 및 유기물과 전극 물질의 반응에 의해 불량화되기 쉽다.
상기 설명으로부터 알 수 있듯이, 유기 발광 소자의 간단하고 효과적인 엔캡슐레이션이 요구된다. 일반적으로 발광 소자의 또다른 문제점은, 발생된 빛의 발광통로가 제공되어야 한다는 것이다.
본 발명의 목적은 유기 발광 소자의 간단하고 저렴한 엔캡슐레이션을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 향상된 안정성 및 신뢰도를 갖는, 신규하고 개선된 유기 EL 소자, 어레이(array)와 이를 기초로한 디스플레이를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 신규하고 개선된 유기 EL 소자, 어레이 및 디스플레이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
청구된 바와 같이 본 발명은 공지된 유기 발광 소자의 신뢰도를 개선시키고자 한다. 유기 발광 소자를 위한 투명한 실록산 또는 실록산 유도체 엔캡슐레이션을 제공함으로써 상기 목적이 달성되었다. 엔캡슐런트는 광학적 요소를 포함하는데, 광학적 요소는 상기 유기 발광 소자에 의한 발광된 빛의 광로안에 놓여지도록 배열된다. 엔캡슐런트 내에 형성되거나 엔캡슐런트에 의해 매립되는 광학적 요소들은 렌즈, 필터, 색 컨버터(color converter), 그레이팅, 프리즘 등과 같은 것이 있다.
본 발명의 근거는 유기 발광 소자를 제조하기 위해 사용되는 유기 물질과 실록산 및 실록산 유도체를 직접 접촉시켜 사용할 수 있다는 발견이다. 이는 어떠한 물질도 유기 소자와 직접 접촉하는 것이 허용되지 않는다는 현재 받아들여지고 있는 OLED 기법에 배치되는 것이다. 현재의 OLED는, 예컨대 적절한 하우징(housing) 및 밀봉 수단을 사용하는 '기계적' 밀봉에 의해 보호된다.
종래의 시도와 대조적으로, 엔캡슐런트를 사용하여 발광 부분(들), 또는 그 일부분을 덮을 수 있다. 실록산 및 실록산 유도체는 유기 소자의 발광 부분의 행태 및 수명에 해로운 영향을 주지 않는 것으로 입증되었다.
실록산 및 실록산 유도체는 투명한 비반응성 밀봉부를 형성하여 유기 소자와 컨포말(conformal) 접촉한다. 이는 물, 용매, 먼지 등의 외부 오염원에 대한 탁월한 장벽을 제공한다. 제안된 엔캡슐런트는 OLED 소자에 사용되는 반응성이 매우 큰 금속(예컨대, 칼슘, 마그네슘, 리튬) 전극이 부식되지 않도록 한다. 엔캡슐런트는 비전도성인데, 이러한 점은 금속 전극이 엔캡슐런트 내에 매립되어 있는 경우 특히 중요하다.
또한 실록산 및 실록산 유도체는 매우 강하고 안정하다. 이들은 고-구동(high-driving), 고-가열(high-heating) 조건에서조차 유기 소자와 거의 반응하지 않는다. 일반적으로 전력 밀도가 최대가 되는 OLED의 발광 부분(들)에 근접한 부분에서도 본 발명의 엔캡슐런트는 반응하지 않는다.
실록산 및 실록산 유도체의 또다른 중요한 특징은, 실록산 및 실록산 유도체가 아래쪽에 있는 유기 물질과 컨포말 접촉하므로, 공기, 용매 또는 물이 트래핑(trapping)되지 않는다는 것이다. 이로 인해, 유기 소자의 수명이 연장된다.
실록산 또는 실록산 유도체 엔캡슐레이션의 또다른 이점은 본 발명의 실시예와 연관시켜 설명될 것이다.
본 발명은 이산 발광 소자(discrete light emitting device), 어레이(array), 디스플레이(display) 등의 유기 전계 발광(electroluminescent:EL) 소자에 관한 것으로, 특히 이들 소자의 엔캡슐레이션(encapsulation)에 관한 것이다. 또한, 이들 소자를 엔캡슐레이션하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 하기 개략적인 도면을 참조하여 하기 상세히 기술된다(도면은 실제 축적대로 작성된 것이 아님을 주지해야 한다)
도 1은 본 발명에 따라 하나의 광학적 요소를 포함하는 실록산 엔캡슐런트에 의해 보호된 이산 유기 발광 소자의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 하나의 렌즈를 갖는 포켓형 부분을 포함하는 실록산 엔캡슐런트의 개략적인 부분 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따라 엔캡슐런트로 사용되는 두 개의 실록산 층을 포함하는 디스플레이 또는 어레이의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따라 렌즈 매트릭스를 갖는 실록산 필름을 포함하는 디스플레이 또는 어레이의 평면도를 나타낸다.
도 5는 일반적인 디스플레이나 어레이의 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따라 색 변조 염료(color conversion dye)로 채워진 통로를 갖는 실록산 필름을 포함하는 도 5의 디스플레이 또는 어레이의 평면도를 나타낸다.
도 7A 내지 7C는 본 발명에 따라 실록산 필름의 제조 방법을 나타낸다.
실리콘 성형 화합물은 20년 이상 동안 공지되어 왔고, 이들의 용도로는 무엇보다도 전기 및 전자 소자의 엔캡슐레이션이 포함된다. 특히 실리콘 수지인 실록산은 집적 회로 등과 같은 전자 소자를 성형하고 상기 소자 일부분을 피복하는 데 광범위하게 사용된다. 실록산의 전형적인 예는 모노페닐실록산 단위, 디페닐실록산 단위, 페닐메틸실록산 단위, 디메틸실록산 단위, 모노메틸실록산 단위, 비닐실록산 단위, 페닐비닐실록산 단위, 메틸비닐실록산 단위, 에틸실록산 단위, 페닐에틸실록산 단위, 에틸메틸실록산 단위, 에틸비닐실록산 단위, 또는 디에틸실록산 단위의 임의의 혼합물의 공중합체(copolymer), 또는 공중합체의 블렌드로 구성된다.
수지 조성에 따라서, 실록산의 특성은 변화될 수 있다. 균열 형성에 대한 안정성, 수분 저항성, 열 팽창 계수, 탄성 모듈러스 및 가교결합 방법 등의 몇몇 관점이 고려되어야 한다. 하이드로실릴화(hydrosiliation) 반응에 의해 가교결합된 실록산들은 특별히 유용한 일 군의 실록산이다. 실록산 예비중합체가 예를 들어 비닐기 또는 아세틸렌기 및 광활성화된 라디칼 개시제를 함유할 경우, 빛에 노출되어 가교결합되는 실록산이 바람직하다.
유기 발광 소자용 엔캡슐런트로서 적합한 실록산 및 실록산 유도체의 실시예들은 미국 특허 제 4125510호, 제 4405208호, 제 4701482호, 제 4847120호, 제 5063102호, 제 5213864호, 제 5260398호, 제 5300591호 및 제 5420213호에 개시된다. 엔캡슐레이션될 OLED에 의해 발광된 빛의 파장 범위에서 투명한 실록산을 선택하는 것이 중요하다. 하기에서, 실록산이란 용어는 모든 상이한 종류의 투명한 실록산에 대한 동의어로서 사용된다. 물질 특성을 더욱 향상시키기 위해 다른 물질들이 실록산과 함께 경화처리될 수 있다. 이에 따라 엔캡슐런트의 하나의 성분이 유기 백금 복합체 또는 티타늄 등과 같은 산소 스캐빈저(scavenger) 또는 3급(tert) 부탄올 또는 몇몇 유사한 분자 등과 같은 유리(free) 라디칼 스캐빈저를 함유할 경우와 같이, 두 중합체의 혼합물이 소자 성능을 향상시킬 수 있다. 이와는 달리, 특히 소자를 침식시킬 수도 있지만 실록산에 의해 효과적으로 차단되는 반응성이 강한 용매를 제2의 중합체층이 필요로 하는 경우에, 실록산이 제2의 중합체층의 전이에 대한 유용한 보호층(passivation layer)을 제공한다. 이 제2층이 OLED에서 기체가 수동적 또는 능동적 확산되는 것을 방지함으로써 성능을 더욱 개선시킬 수 있다.
엔캡슐레이션될 OLED의 유기 적층물이 오염되는 것을 방지하거나, 금속 전극이 부식되는 것을 방지하기 위해, 소자와 컨포말 접촉하는 엔캡슐런트를 갖는 것이 중요한 것으로 입증되었다. 또한, OLED를 가열하지 않거나 반응성이 강한 화학물질로 처리하지 않고서 OLED를 엔캡슐레이션할 수 있는 것이 중요하다.
실록산 및 실록산 유도체는 OLED 상에 쉽게 놓여질 수 있는 형태로 성형될 수 있다. 실록산의 탄성에 의해, 실록산 및 실록산 유도체는 OLED 표면에 용이하게 정합된다. 미리 제조된 실록산 필름을 OLED 상으로 롤링(rolling)하는 것도 가능하다. 몇개의 실록산 필름을 서로 적층시킬 수 있다는 것은 실록산의 흥미로운 특성이다. 높은 종횡비(aspect ratio) 및 간편한 이형(release) 특성을 갖는 안정적인 패턴(구조)을 수 마이크론 범위에서 성형하는 경우에 실록산이 특히 적합하다.
OLED 위로 미리 제조된 실록산을 올려놓는 대신에, 예를 들어 미국 특허 제5063102호에 개시된 바와 같이 자외선으로 경화처리될 수 있는 점성이 있는 실록산 조성물로 OLED를 덮을 수도 있다. 경화성 실록산 조성물을 사용하는 경우, OLED를 과열시키지 않아도 된다. 특히 광휨요소(light bending element)와 같은 광학적 요소와 엔캡슐런트가 하나의 제조 과정으로 소자 위에 형성되는 마이크로성형 또는 엠보싱(embossing)인 경우에 이러한 방법이 특히 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시예는 도 1에 도시되어 있다. 이산 유기 발광 소자(10)가 도시된다. 이는 기판(11) 상에 위치한 전극(12)(음극)을 포함한다. 전극(12)의 상부 위에, 3개의 유기층(13 내지 15)들의 적층물이 위치한다. 유기층(13)은 전자 전달층(ETL)으로 작용하고, 유기층(15)은 정공(hole) 전달층(HTL)으로 작용한다. 두 개의 전달층(13 및 15) 사이에 존재하는 유기층(14)은 전계 발광층(EL)으로 작용한다. 하기에서, 유기층들의 적층물은 간단하게 유기 영역으로서 언급될 것이다. 본 실시예에서, 유기 영역은 인용 번호 19이다. HTL(15)의 상부 위에, 상부 전극(양극)(16)을 형성한다. 소자(10)의 최상부 표면을 실록산 필름(17)으로 밀봉한다. 이 필름(17)은 소자(10)에 순응한다. 이 실시예에서, 엔캡슐런트(17)내에 매립된 광학적 요소는 렌즈(18)이다. 실록산이 음극-상부(cathode-up) 구조물들을 덮고 보호하기 위해 사용될 수도 있다.
이러한 렌즈(18)는 (도1에 도시된 바와 같이) 엔캡슐런트(17) 내에 매립된 이산 광학적 요소일 수 있다. 또한, 도2에 개략적으로 도시된 바와 같이 렌즈(20)가 엔캡슐런트(22)의 포켓형 부분(21)내에 놓여질 수도 있다. 패키징을 더욱 간단히 하고 비용을 줄이기 위해, 예를 들어(도3 참조) 엠보싱을 사용하므로써 렌즈를 실록산 내에 직접 형성할 수도 있다. 굴절률이 큰 제 2 실록산층을 추가하여 렌즈 성능을 개선할 수도 있다.
제 2 실시예는 도 3에 도시된다. 도 3에서, 유기 발광 어레이(30)의 단면이 도시된다. 통상의 기판(31)의 상부 위에, 어레이(30)의 발광 다이오우드 각각이 개별적으로 어드레싱(addressing)될 수 있도록 음극(32)들을 형성한다. 편의상, 유기 발광 다이오우드들을 암회색층(33)으로 표시한다. 층(33)은 예를 들면 유기층들의 적층물을 포함할 수 있다. 유기 층(33)의 상부 위에, 투명 또는 반투명 양극(34)을 형성한다. 어레이(30)를 평탄화시키기 위해, 경화성 실록산 엔캡슐런트를 어레이의 상부 위에 붓는다. 실록산을 자외선에 노출시킴으로써, 얇은 실록산층(35.1)을 형성한다. 이 층(35.1)은 어레이(30)를 엔캡슐레이션하고 평탄화된 상부 표면을 제공한다.
다음 단계에서, 엠보싱된 렌즈(36)를 포함하는 또다른 실록산 필름(35.2)을 도포한다. 이 실록산 필름(35.2)이 예를 들면 어레이(30) 위로 롤링될 수 있다. 실록산 필름(35.2) 및 실록산층(35.1)은 서로 접착한다. 다이오우드들에 의해 방출된 빛이 양극(34), 실록산(35.1 및 35.2) 및 렌즈(36)를 통해 지나가도록 어레이(30) 상부 반공간(halfspace)쪽으로 발광되기 전에 렌즈(36)들이 어레이(30)의 다이오우드들에 정렬한다. 본 정렬에서, 어레이(30)의 다이오우드 각각의 크기는 주로 음극(32)의 형상에 의해 결정된다. 본 발명은 음극-상부 구조에도 적합하다는 것을 주목해야 한다.
도 4에서, 또다른 실시예가 도시된다. 유기 디스플레이(40)의 평면도가 도시된다. 이 디스플레이(40)의 최상단층만이 도 4에 도시된다. 디스플레이(40)은 9x5 직각 픽셀(41)들을 포함한다. 디스플레이 표면의 일부분은 실록산 필름(44)에 의해 덮여지고 엔캡슐레이션된다. 실록산 필름(44)은 렌즈 매트릭스(42)를 갖는다. 필름(44)이 측면 방향으로 정렬되어, 렌즈(42)들이 픽셀(41)에 대하여 정렬하므로, 빛이 렌즈(42)들을 통하여 발광된다. 발광된 빛의 방향성을 개선하거나 빛의 포커싱(focusing) 하기 위해 마이크로 또는 매크로 렌즈가 사용될 수 있다. 포커싱은 예를 들어 헤드 마운팅형 디스플레이에 필요하다. 매크로 렌즈를 갖는 실록산 필름을 종래의 유기 발광 디스플레이에 적용하여, 디스플레이의 빛이 관람자의 눈에 초점이 맺히도록 할 수 있다. 본 발명에 따라 집적 광 요소를 갖는 실록산 필름은 별도의 광학 요소를 불필요하게 만들고, 엔캡슐런트를 필수 소자 동작 요소들과 결합시킨다. 예를 들어, 95년 8월 4일자로 출원 중인 PCT 특허출원번호 제 PCT/IB95/00609호 'Stamp for a Lithographic Process' 에 개시된 바와 같은 정렬 구조를 사용함으로써, 실록산 필름이 하부의 유기 요소에 대하여 정렬될 수 있다.
또다른 유기 디스플레이 실시예(50)가 도 5에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이(50)의 최상단부만이 도시된다. 디스플레이는 9렬과 11행의 직각 픽셀(51)들을 포함한다. 디스플레이(50)는 적당하게 동작되는 경우 각 픽셀(51)이 백색광을 발광하도록 디자인된다. 다색 디스플레이를 실현하기 위해 일반적으로 색필터 또는 색 컨버터가 사용된다. 본 발명에 따라, 바람직하지 않는 화학물질을 갖는 포토리소그래피 과정이 필요하지 않게 된다. 어떤 경우에는 광학적 요소를 정의하기 위해 포토리소그래피가 꼭 필요한 경우도 있다. 이런 경우에, 포토리소그래피 과정들이 수행되기 전에 실록산 엔캡슐레이션을 침착하거나 형성할 수 있다. 이 실록산층은 소자를 망가뜨릴 수 있는 반응성이 강한 화학적 포토리소그래피 과정에서 유기 소자를 보호한다. 디스플레이(50) 상부 위에 놓여진 적당한 색 컨버터가 도 6에 도시된다. 색 컨버터로 작용하는 광학적 요소(53, 54)가 실록산 필름(52)속에 집적된다. 실록산을 마이크로 성형하거나 엠보싱하므로써 통로 (53 및 54)들이 실록산 필름(52)내에 제공된다. 통로의 깊이는 대략 색 컨버젼(conversion) 물질 정도로 설계되지만 대개 0.1 내지 50μm 범위이고, 바람직하게는 1 내지 15μm 범위이다. 통로 대신에 거의 임의의 형태와 크기를 갖는 컨테이너들이 실록산의 내부에 형성될 수 있다. 통로(53)들은 제1 색 컨버젼 염료를 포함하고, 통로(54)들은 또다른 색 컨버젼 염료를 포함한다. 본 실시예에서, 실록산 필름(52)은 디스플레이(50)의 상부 위에 놓여져서 제1, 제4 및 제7 픽셀 열들이 통로(53)에 정렬된다. 제2, 제5 및 제8 픽셀 열들은 통로(54)에 정렬된다. 적당한 색 컨버젼 염료를 선택함으로써 3색 디스플레이가 실현될 수 있다.
이러한 색 컨버터들은 다음에 간략하게 기술하는 바와 같이 쉽게 만들어질 수 있다. 도 7A에서, 제1 통로 세트(53)와 제2 통로 세트(54)를 포함하는 실록산 필름(52)이 도시된다. 예를 들어, 제1 통로 세트(53)를 녹색 빛을 내는 색 컨버젼 물질로 채우기 위해, 도 7B에 도시한 바와 같이, 실록산 필름(52)의 한쪽 단부를 적당한 염료를 포함하는 배스(70)내에 담근다. 염료는 모세관 작용에 의해 통로(53)쪽으로 자동적으로 채워진다. 제1 통로 세트(53)가 채워지는 경우 실록산 필름(52)을 재빠르게 움직여, 반대쪽 단부를 또다른 염료를 포함하는 또다른 배스(71)내에 담근다. 예를 들어, 실록산으로 모세관 개구를 밀봉함으로써, 염료(들)가 용액 상태를 유지할 수 있고, 또한 색 컨버젼 염료의 스펙트럼 성능과 효율을 개선할 수 있다. 또한, 액체를 증발시켜 고체 염료를 갇힌 상태로 유지할 수 있다. 그렇게 함으로써, 제 2 통로 세트(54)가 제2 배스(71)에 함유된 염료로 채워진다(도 3 참조). 제 2 염료는 적색을 내는 염료일 수 있다. 염료들이 실록산 필름(52)내에 구비된 통로 내부에서 액체 상태를 유지할 수 있거나, 그 용매를 증발시켜 염료를 고체 상태로 남길 수 있다.
상기와 같은 방법에 의해, 청색 발광 유기 어레이(50)가 적색과 녹색 컨버터에 의해 패터닝되므로써, 도 6에 도시된 바와 같이 전 색상 RGB(적색, 녹색, 청색) 디스플레이를 형성할 수도 있다.
실록산 필름이나 엔캡슐런트가 쉽게 대량 제조될 수 있다. 각각의 제조 과정은 보다 복잡한 OLED 소자 위에 부정적인 효과를 발생시키지 않으면서 독립적으로 수행될 수 있다.
넓은 박판의 유기 발광기 상부에, 실록산 필름 내에 있는 패턴들이 모세관 작용에 의해 색 컨버젼 염료로 채워져 다색 정적 이미지를 형성한다 이러한 이미지들은 패터닝된 실록산 필름을 엔캡슐레이션된 염료로 치환하거나, 실록산 패턴 내의 색 컨버젼 염료를 미소 유체학적으로 조작하므로써 수정될 수 있다. 실록산 필름 내에서 통로는 혼합될 수 없는 액체들로 채워지는 데, 각 통로는 바람직한 색상에 대응하는 염료로 채워진다. 액체를 통로 안쪽 또는 바깥쪽으로 흐르게 할 수 있는 압력이나 다른 수단을 근사 적용하므로써, 이러한 통로들을 채우거나 비울 수 있다.
사용되는 실록산의 조성비와 두께에 따라서, 유연한 엔캡슐런트를 얻을 수 있다. 이러한 유연한 엔캡슐런트는 유연한 기판 위에 형성된 유기 발광 소자에 도포될 수 있다. 예를 들어, 유연한 엔캡슐런트에 의해 보호되는 유연한 유기 디스플레이를 실현할 수 있다.
엔캡슐런트에 매립되거나 그 내부에 형성될 수 있는 광학적 요소들의 예로는 렌즈, 필터, 색 컨버터, 그레이팅(grating), 디퓨저(diffuser), 편광기 및 프리즘들로서, 몇몇 예들만을 언급했다. 다른 파장에서 서로 다른 광발생 효율을 보상하기 위해, 색 컨버터와 감쇄기의 혼합체가 유기 다색 발광 어레이와 접촉되거나 그 상부 위에 형성될 수 있다. 갇힌 기포를 포함하는 실록산 필름을 형성할 수도 있다. 이 기포들은 하부의 OLED에서 방출된 빛과 상호 작용하는 광학적 요소들로 작용할 수 있다. 실록산 내부에 잘 정의된 크기와 형상을 갖는 빈 기포를 제공하므로써 렌즈를 쉽게 형성할 수 있다. 예를 들어, 실록산 내에 각각의 크기와 형상을 갖는 샘플을 매립하므로써 이러한 것들을 얻을 수 있다. 나중에 손쉽게 제거할 수 있도록 적당한 샘플이 선택되어야 한다. 에칭제를 사용하거나 적당한 용매로 녹여서 샘플을 제거하는 것을 생각할 수 있다. 또한 기계적으로 제거할 수도 있다.
요약하면, 상기 예시적인 실시예들은 중합체성, 올리고머성 및 작은 분자 OLED 디자인, 또는 이들의 혼성 디자인을 포함하는 임의의 종류의 유기 발광 소자에 완전히 적합하다.
Claims (18)
- a) 하나는 양극으로 작용하고, 다른 하나는 음극으로 작용하는 두 개의 접촉 전극과,b) 상기 두 접촉 전극간에 전압을 인가하는 경우 전계 발광에 의해 내부에서 빛이 생성되는 유기 영역을 포함하는 유기 발광 소자에 있어서,상기 발광 소자의 적어도 일부분이 실록산으로 덮여지고, 상기 실록산은 상기 빛의 통로 내에 배열된 광학적 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자(organic light emitting device).
- 제 1 항에 있어서,상기 실록산이 상기 발광부에 도포된 실록산 필름이거나, 상기 발광 소자 위에서 경화처리된 경화가능한 실록산인 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기 영역이 유기 다층 구조인 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 실록산이 상기 접촉전극들 중 하나 및/또는 상기 유기 영역과 직접 접촉하는 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 광학적 요소는 렌즈, 필터, 색 컨버터, 그레이팅(grating), 디퓨저(diffuser), 편광기 또는 프리즘 또는 그들의 결합물인 유기 발광 소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 광학적 요소는 상기 실록산 내에 매립되거나, 상기 실록산 내에 형성되거나, 상기 실록산의 요부에 위치하는 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기 발광 소자가 어레이이거나 디스플레이인 유기 발광 소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 실록산이 광학적 요소의 어레이 또는 매트릭스를 포함하되, 각 광학적 요소는 상기 어레이의 대응되는 발광 다이오우드들에 정렬되거나 상기 디스플레이의 픽셀에 정렬되는 유기 발광 소자.
- 제 8 항에 있어서,상기 광학적 요소는 상기 실록산 내에 함유된 적절한 염료에 의해 실현된 색 컨버젼 요소나 색 필터인 유기 발광 소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 염료가 상기 실록산 내에 형성된 통로 내로 채워지는 유기 발광 소자.
- a) 하나는 양극으로 작용하고, 다른 하나는 음극으로 작용하는 두 개의 접촉 전극과,b) 상기 두 접촉 전극간에 전압을 인가하는 경우 전계 발광에 의해 내부에서 빛이 생성되는 유기 영역을 포함하는 유기 발광 소자(organic light emitting device)의 접촉전극의 발광부의 일부분을 보호하기 위한 실록산 필름으로서,상기 유기 발광 소자에 의해 발광된 빛과 상호 작용하도록 설계된 일체형 광학적 요소를 포함하는 실록산 필름.
- 제 11 항에 있어서,상기 광학적 요소는 렌즈, 필터, 색 컨버터, 그레이팅(grating), 프리즘, 디퓨저(diffuser) 또는 편광기 또는 그들의 결합물인 실록산 필름.
- 제 11 항에 있어서,상기 광학적 요소는 상기 실록산 필름 내에 매립되거나, 상기 실록산 필름 내에 형성되거나, 상기 실록산 필름의 포켓형 부분 내에 위치하는 실록산 필름.
- 제 11 항에 있어서,광학적 요소의 어레이 또는 매트릭스를 포함하는 실록산 필름.
- 제 14 항에 있어서,상기 광학적 요소는 상기 실록산 필름 내에 함유된 적절한 염료에 의해 실현된 색 컨버젼 요소나 색 필터인 실록산 필름.
- 제 15 항에 있어서,상기 염료가 상기 실록산 내에 형성된 통로 내로 채워지는 실록산 필름.
- 제 16 항에 있어서,상기 컨테이너 내부에 함유된 상기 염료가 액체 상태이거나 고체 상태인 실록산 필름.
- 일체형 색 컨버젼 요소나 색필터를 포함하고, 유기 발광 소자의 접촉 전극의 발광부의 일부분을 보호하기 위한 실록산 필름의 제조 방법에 있어서,상기 실록산 필름 내부에 컨테이너를 형성하는 단계와,상기 컨테이너를 색 컨버젼 염료로 채우는 단계를 포함하는 실록산 필름 제조 방법.
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