KR100683693B1

KR100683693B1 - 발광 장치

Info

Publication number: KR100683693B1
Application number: KR1020040091490A
Authority: KR
Inventors: 김윤창; 송영우; 조상환; 안지훈; 이준구; 이소영; 오종석; 하재흥
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US20060097264A1; EP1657764B1; US8525154B2; JP4722590B2; CN1805161A; CN1805161B; DE602005018881D1; EP1657764A1; JP2006140130A; KR20060042728A

Abstract

본 발명은 간단한 구조 및 공정으로 광취출 효율을 향상시켜, 휘도를 향상시킬 뿐 아니라, 이 공진이 시야각 및 발광 스펙트럼에 미치는 영향을 작게 하기 위한 것으로, 기판과, 상기 기판 상에 구비된 발광 소자와, 상기 발광 소자의 외측에 위치하는 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층과, 상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재되는 중간층을 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.

Description

발광 장치{Light emitting device}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배면 발광형 유기 전계 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 배면 발광형 유기 전계 발광 표시 장치의 다른 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 전면 발광형 유기 전계 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 전면 발광형 유기 전계 발광 표시 장치의 다른 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도,

도 5는 도 1의 구조에 있어, 화소별로 광공진층의 두께가 다른 경우를 도시한 단면도,

도 6은 도 2의 구조에 있어, 화소별로 광공진층의 두께가 다른 경우를 도시한 단면도,

도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 배면 발광형 수동 구동 유기 전계 발광 표시 장치를 도시한 단면도들,

도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 배면 발광형 능동 구동 유기 전계 발광 표시 장치를 도시한 단면도들,

도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 전면 발광형 능동 구동 유기 전계 발광 표시 장치를 도시한 단면도,

도 12은 본 발명의 제1실시예에 있어, 제1층의 두께와 효율 향상율의 관계를 도시한 그래프,

도 13은 본 발명의 제2실시예에 있어, 제2층의 두께와 효율 향상율의 관계를 도시한 그래프,

도 14는 본 발명의 제1실시예에 있어, 제2층의 두께와 효율 향상율의 관계를 도시한 그래프.

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 발광층으로부터 방출되는 빛의 광취출효율이 개선된 발광 장치에 관한 것이다.

발광 장치, 그 중에서 특히, 액정 표시장치나 전계 발광 표시장치와 같은 평판 표시장치의 광효율은 내부효율(internal efficiency)과 외부효율(external efficiency)로 나누어진다. 이 중, 내부효율은 유기 발광 물질의 광전변환 효율에 의존한다. 그리고, 광취출효율(light coupling efficiency)이라고도 불리는 외부효율은 유기 전계 발광 소자를 구성하는 각층의 굴절률에 좌우된다. 이 중 외부효율인 광취출효율의 경우에는 유기 전계 발광 소자가 음극선관이나 PDP 등 다른 표시장치에 비해 낮은 편이어서, 이로 인해 휘도, 수명 등 표시장치의 특성면에서 개선 의 여지가 많다.

이렇듯, 종래의 유기 전계 발광 소자의 광취출효율이 타 표시장치에 비해 낮은 가장 큰 원인은 상기 유기막에 의해 방출되는 광이 임계각 이상으로 출사될 때 ITO 전극층과 같이 굴절률이 높은 층과 기판과 같이 굴절률이 낮은 층 사이의 계면에서 전반사를 일으키게 되어 외부로 취출되는 것이 방해받기 때문이다. 따라서, 이러한 계면에서의 전반사 문제로 인하여 유기 전계 발광 소자에 있어 실제 유기 발광층에서 발생되는 빛은 약 1/4 정도만이 외부로 취출될 수 있다.

이와 같은 광취출율의 저하를 방지하기 위한 종래 유기 전계 발광 소자의 일예가 일본 공개 특허 공보 소 63-172691호에 개시되어 있다. 개시된 유기 전계 발광 소자는 돌출렌즈 등의 집광성을 가지는 기판을 구비한다. 그러나 이러한 집광을 위한 돌출렌즈는 유기막의 발광에 따른 화소가 매우 작으므로 기판에 형성하기 어렵다.

일본 공개 특허 공보 소 62-172691호에는 투명전극층과 발광층 사이에 제1유전체층을 개재함과 동시에 투명전극측에 상기 제1유전체층과 투명전극의 중간 정도의 굴절률을 가지는 제2의 유전체층을 개재한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다.

그리고, 일본 공개 특허공보 평1-220394호에는 기판 상에 하부전극, 절연층, 발광층 및 상부전극을 형성하며, 상기 발광층의 편면에 광을 반사시키는 미러가 형성된 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다.

이러한 유기 전계 발광 소자는 발광층의 두께가 매우 얇기 때문에 측면에 반사를 위한 미러를 설치하는 것이 매우 어렵고, 결과적으로 생산원가 상승의 원인이 된다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 일본 공개 특허 공보 평 11-283751호에는 양극과 음극의 사이에 일층 또는 다수층의 유기층을 가지는 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서, 구성요소로서 회절격자 또는 존 플레이트를 포함한 구성이 개시되어 있다. 이는 굴절률의 차이가 나는 경계부근에 회절격자를 형성시켜 빛의 산란효과에 의해 유기층의 빛을 취출하는 것이다. 그러나, 이러한 회절 격자층은 실제 제조 공정상 복잡하고, 그 표면 굴곡으로 인하여 박막의 상부층의 패턴 형성이 곤란하며, 표면 굴곡을 메우기 위해서는 별도의 평탄화 공정이 추가되어야 하는 문제가 있다.

또한, 이러한 유기 전계발광 소자의 문제점을 개선하기 위하여, 일본 공개특허공보 특개평8-250786호, 특개평8-213174호, 특개평10-177896호에는 광학적 미세공동(optical microcavity) 개념을 이용한 유기 전계 발광 소자가 개시되어 있다. 개시된 유기 전계 발광 소자에서는 글라스 기판과 ITO 전극과의 사이에 다층 구조의 반투과 거울을 형성하고, 이 반투과 거울이 반사판으로서의 기능을 겸한 금속 음극과 함께 광공진기로서의 기능을 하게 된다. 이 때, 상기 반투과 거울은 고굴절률을 가지는 TiO₂층과 저굴절률을 가지는 SiO₂층이 교대로 적층되어 다중층을 형성하고, 이 다중층의 층의 수로서 반사율을 조절하여 광공진기능을 설계한다. 그러나, 이러한 광 공진기는 반투과 거울을 이루는 층의 수가 많을수록 반사특성이 향 상되므로 층의 수를 증가시켜야 하지만, 특정 파장에 대한 반사율을 조절하기 위해서는 적층되는 층의 수와 두께를 정확히 설계해야 하므로 유기 전계 발광 소자의 공정이 복잡해지는 단점을 가진다. 또한, 이는 휘도가 상승하고 색순도가 향상되는 장점을 가지지만, 시야각이 좁아지고, 스펙트럼도 좁아지는 문제를 갖는다.

또한, 풀칼라 디스플레이에 있어서, 적, 녹, 청색별로 막두께나 공진이 일어나는 두께 등을 달리해야 하는 것도 공정적, 원가적인 부담이 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조 및 공정으로 광취출 효율을 향상시켜, 휘도를 향상시킬 뿐 아니라, 이 공진이 시야각 및 발광 스펙트럼에 미치는 영향을 작게 할 수 있는 발광장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 구비된 발광 소자와, 상기 발광 소자의 외측에 위치하는 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층과, 상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재되는 중간층을 포함하는 발광 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 전술한 목적을 달성하기 위하여, 기판과, 상기 기판 상에 구비된 발광 소자와, 상기 발광 소자와 상기 기판 사이에 개재된 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층과, 상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재된 중간층을 포함하는 발광 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 기판과, 상기 기판 상에 구비된 발광 소자와, 상기 발광 소자 상에 위치한 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층과, 상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재된 중간층을 포함하는 발광 장치를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다 .

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치는 투명한 소재로 구비된 기판(1)의 상면에 광공진층(2)이 형성되고, 이 광공진층(2) 위에 중간층(3)이 형성되며, 중간층(3) 위로 발광 소자(4)가 형성되어 있다. 상기 발광소자(4)의 상부로는, 도시되지는 않았지만, 상기 발광 소자(4)를 외부로부터 밀봉시키는 글라스, 필름, 메탈 캡 등의 밀봉부재(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이하, 설명될 본 발명의 실시예들에서는 설명의 편의를 상기 밀봉부재를 생략한 개략적 구조를 중심으로 설명한다.

상기 기판(1)은 SiO₂를 주성분으로 하는 투명한 글라스재의 기판이 사용될 수 있다. 비록 도면에 도시하지는 않았지만 상기 투명 기판(1)의 상면에는 기판의 평활성과 불순원소의 침투를 차단하기 위하여 버퍼층을 더 구비할 수 있으며, 상기 버퍼층은 SiO₂ 및/또는 SiNx 등으로 형성할 수 있다. 기판(1)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱재로 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 기판(1)의 상부에 위치하는 발광 소자(4)는 서로 대향된 제 1 전극층(41)과 제2전극층(43)을 구비하고, 이 사이에 개재된 발광층(42)을 구비한다.

상기 제1전극층(41)은 투명 소재의 전도성 물질로 형성할 수 있는 데, ITO, IZO, In2O3, 및 ZnO 등으로 형성될 수 있고, 포토 리소그래피법에 의해 소정의 패턴이 되도록 형성할 수 있다. 상기 제 1 전극층(41)의 패턴은 수동 구동형(Passive Matrix type: PM)의 경우에는 서로 소정 간격 떨어진 스트라이프 상의 라인들로 형성될 수 있고, 능동 구동형(Active Matrix type: AM)의 경우에는 화소에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 능동 구동형의 경우에는 또한, 이 제 1 전극층(41) 하부의 기판(1)에 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 구비한 TFT(Thin Film Transistor)층이 더 구비되고, 상기 제 1 전극층(41)은 이 TFT층에 전기적으로 연결된다. 이러한 수동 구동형 및 능동 구동형에 대한 구체적인 실시예에 대해서는 후술한다.

이렇게 투명전극으로 구비된 제 1 전극층(41)은 도시되지 않은 외부 단자에 연결되어 애노드(anode)전극으로서 작용될 수 있다.

상기 제 1 전극층(41)의 상부로는 제 2 전극층(43)이 위치되는 데, 이 제 2 전극층(43)은 반사형 전극이 될 수 있으며, 알루미늄, 은, 및/또는 칼슘 등으로 형성되고, 도시되지 않은 외부 제 2 전극단자에 연결되어 캐소오드(cathode)전극으로서 작용될 수 있다.

상기 제 2 전극층(43)은 수동 구동형의 경우에는 제 1 전극층(41)의 패턴에 직교하는 스트라이프 상의 라인으로 형성될 수 있고, 능동 구동형의 경우에는 화소에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 능동 구동형의 경우에는 화상이 구현되는 액티브 영역 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 실시예는 후술한다.

상기와 같은 제 1 전극층(41)과 제 2 전극층(43)은 그 극성이 서로 반대가 되어도 무방하다.

상기 제 1 전극층(41)과 제 2 전극층(43)의 사이에 개재된 발광층(42)은 제 1 전극층(41)과 제 2 전극층(43)의 전기적 구동에 의해 발광한다. 이 발광층(42)의 종류에 따라서 전계발광소자가 유기전계발광소자 또는 무기전계발광소자로 구분될 수 있다.

유기전계발광소자의 경우에는 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 사용할 수 있다.

상기 발광층(42)이 저분자 유기물로 형성된 저분자 유기층인 경우에는 유기 발광층(EML)을 중심으로 제 1 전극층(41)의 방향으로 홀 수송층 및 홀 주입층 등이 적층되고, 제 2 전극층(43)의 방향으로 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 적층된다. 물론, 이들 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 외에도 다양한 층들이 필요에 따라 적층되어 형성될 수 있다.

또한, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀 린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다.

한편, 고분자 유기물로 형성된 고분자 유기층의 경우에는 유기 발광층을 중심으로 제 1 전극층(41)의 방향으로 홀 수송층(Hole Transport Layer: HTL)만이 구비될 수 있다. 상기 고분자 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용하여 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅의 방법에 의해 상기 제 1 전극층(41) 상부에 형성되며, 상기 고분자 유기 발광층은 PPV, Soluble PPV's, Cyano-PPV, 폴리플루오렌(Polyfluorene) 등을 사용할 수 있으며 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사방식 등의 통상의 방법으로 컬러 패턴을 형성할 수 있다.

무기 전계 발광소자의 경우, 발광층(42)은 ZnS, SrS, CaS, CaCa₂S₄, SrCa₂S₄, BaAl₂S₄ 등과 같은 알카리 토류 칼륨 황화물, 및 Mn, Ce, Tb, Eu, Tm, Er, Pr, Pb 등을 포함하는 천이 금속 또는 알카리 희토류 금속들과 같은 발광중심원자들로 형성되고, 이 발광층(42)을 중심으로 제1전극층(41)과의 사이 및 제2전극층(43)과의 사이에 절연층이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광소자(4)의 발광층(42)으로부터 방출되는 빛은 도 1에서 볼 수 있듯이, 기판(1)의 방향으로 방출된다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 (1)과 발광소자(4)의 사이에 발광소자(4)로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층(2)이 개재되고, 이 광공진층(2)과 발광소자(4)의 사이에는 중간층(3)이 개재된다.

본 발명의 일 실시예에 있어, 상기 광공진층(2)은 상기 발광소자(4)로부터 멀어지는 방향으로 순차 적층된 제1층(21) 및 제2층(22)을 갖는다.

상기 제2층(22)은 상기 제1층(21)보다 높은 굴절율을 갖도록 한다. 이 때, 상기 제1층(21)과 상기 제2층(22)의 굴절율 차이는 0.2이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1층(21)은 굴절율이 1~1.6인 것을 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드(MgF2), 칼슘플로라이드(CaF2), 테프론(Teflon), 실리카에어로젤(silica aero gel), 또는 실리콘 옥사이드(SiO2) 등을 사용할 수 있다.

상기 나노포러스실리카(Nano Poros Silica, 이하, "NPS"라 함)는 복수개의 기공을 구비하고, 수분이나 산소를 흡수하는 성질을 갖는 데, 이 때, 수분이나 산소를 흡수하여도 그 투명성이 유지되는 특성을 갖는 것을 말한다. 또한 흡수된 수분이 유기EL의 수명에 영향을 줄 수 있으므로 상기 NPS층은 소수성을 띠는 것을 사용하는 것이 좋다.

이러한 NPS층은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있는 데, 그 한 방법은 다음과 같다.

우선, 계면 활성제(surfactant) 0.3 g과 솔벤트(solvent) 0.6 g을 혼합한 제 1 혼합물을 준비한다. 여기서 계면 활성제로는 고분자 물질을 사용하며, 솔벤트는 프로파놀(propanol)과 부타놀(butanol)을 1 대 2의 비율로 혼합하여 형성한다. 또한 TEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) 5g과 솔벤트 10.65g HCL 1.85 g을 혼합한 제 2 혼합물을 준비한다.

상기 제 2 혼합물을 약 1 시간 정도 저어주고 제 2 혼합물 2.1 g을 제 1 혼합물과 혼합하여 제 3 혼합물을 형성한다. 이 제 3 혼합물을 기판에 도포한다. 도포는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅 등을 이용할 수 있으며, 스핀 코팅을 이용할 경우에는 2000 rpm 으로 약 30초 정도 돌려서 코팅한다. 이 후, 상온에서 24시간 정도 또는 섭씨 40-50도에서 5시간 정도 숙성시킨다. 흡습공을 형성하기 위하여 섭씨 400도 정도의 오븐에서 약 2 시간 소성함으로써 고분자를 태워준다. 이러한 조건으로 형성한 NPS의 두께는 100nm ~ 400nm 정도이다. 상기와 같은 과정을 반복함으로써 원하는 두게의 박막을 형성한다. 위의 설명에서 이용되는 물질의 양은 그 비율을 제시하는 의미로 사용되었으며, 그 절대량에 의미가 있는 것은 아니다.

또 다른 방법으로서, H2O 30g에 암모니아수(NH4OH)를 부가하여 염기성을 나타내도록 한 다음, 여기에 TEOS(tetraethyl ortho silicate) 10g을 넣은 뒤 열을 가하면서 3시간 이상 교반하여 가수분해 및 중축합 반응을 진행시킨다. 이렇게 얻어진 용액에 유기산이나 무기산과 같은 산을 첨가한다.

이렇게 얻어진 혼합물에 안정성을 위하여 30 중량%의 수용성 아크릴 수지 용액 13.2g을 첨가한 뒤 교반하여 균일한 용액을 얻는다.

상기 용액을 기판 상에 도포하고, 이를 180rpm으로 120초간 회전 코팅한 뒤 미증발 용매의 제거를 위하여 건조오븐에서 약 2분간 건조시킨다. 막의 두께를 보다 두껍게 하기 위해서는 이러한 과정을 반복 실시한다.

상기 결과물은 고분자 및 유기물질을 제거하고, 실리카를 경화시키기 위하여, 500℃에서 30분간 열처리할 수 있다. 이상 사용된 물질의 양은 그 비율을 제시하는 의미로 사용되었으며, 그 절대량에 의미가 있는 것은 아니다.

상기와 같은 과정을 통해 제조된 NPS는 그 구조내에 기공을 함유한다. 이러한 기공의 크기는 보통 1~50 nm 정도이며, 이 크기는 상기 제 1 혼합물에 사용되는 고분자의 크기를 조절함으로써 조절될 수 있다. 기공의 밀도는 약 80% 정도가 되도록 제조 가능하다. 이러한 NPS 층은 전술한 대로 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅 등을 이용하여 제조될 수 있으며, 기계적, 열적 안정성이 우수하며, 비교적 제어가 용이한 공정에 의해 제조될 수 있다.

상기 제2층(22)은 굴절율이 1.6~2.3인 것을 사용할 수 있는 데, 그 구체적인 예로서, 실리콘나이트라이드(Si₃N₄), 티타늄옥사이드(TiO₂), 하프늄다이옥사이드(HfO2), 니오븀옥사이드(Nb2O5), 탄탈륨옥사이드(Ta2O5), 안티몬옥사이드(Sb2O3), 합성폴리머, 또는 BCB 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 중간층(3)은 상기 제1층(21)과 제2층(22)의 사이값에 대응되는 물질로 구비될 수 있는 데, 굴절율은 1.3~2.3인 물질을 사용할 수 있다. 이러한 물질로서, 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드(SiO2), BCB, 또는 실리콘나이트라이드(Si3N4)를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 광공진층(2)에 의해, 발광층(42)으로부터 방출된 빛은 광학적 공진을 일으킨다. 이 공진은 도 1에서 볼 수 있듯이, 제2전극층(43)의 하면과, 저굴절율 물질로 형성된 제1층(21)과 고굴절율 물질로 형성된 제2층(22)의 계면 사이에서 발생되고, 또 다른 공진이 제2전극층(43)의 하면과, 제2층(22)과 기판(1)의 계면 사이에서 발생된다.

이러한 광학적 공진에 의해 발광소자(4)의 발광층(42)에서 발생되는 빛을 표시장치의 외부로 쉽게 추출할 수 있어, 광효율이 향상하게 된다. 또한 이러한 공진이 발광소자(4)의 외측에 형성되며, 공진면의 반사율 조절에 따라 시야각 특성도 조절된다.

이러한 공진 두께는 도 1에서 볼 수 있듯이, t1, t2로 나타날 수 있는 데, t1은 제2전극층(43)의 하면으로부터 상기 제1층(21)과 제2층(22) 사이의 계면까지의 두께가 되고, t2는 제2전극층(43)의 하면으로부터 상기 제2층(22)과 기판(1) 사이의 계면까지의 두께가 된다. 이들 t1, t2는 다음식에 의해 결정될 수 있다.

t1=(nλ)/2, n은 자연수,

t2=(2n+1)λ/4, n은 자연수

이 때, 상기 t1은 상기 제1층(21) 및 중간층(3) 중 적어도 하나의 두께를 조절함으로써 얻어질 수 있으며, 상기 t2는 상기 제2층(22)의 두께를 조절함으로써 얻어질 수 있다.

한편, 본 발명에 있어, 상기 중간층(3)은 광공진층(2)과 발광소자(4)의 사이에 개재되어 산소 및 수분이 기판(1)의 방향으로부터 발광소자(4)의 방향으로 침투 되는 것을 방지하는 패시베이션의 기능을 하거나, 광공진층(2)의 표면을 평탄화시키는 역할을 한다. 물론, 이 중간층(3)의 기능은 이 외에도 다양하게 더 있을 수 있다. 예컨대, 중간층(3)과 저굴절율 층인 제1층(21)과의 사이에서 전반사에 의한 광학적 공진이 일어날 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 광공진층(2)은 도 2에서 볼 수 있는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 제1층(21)만으로 구비될 수 있다. 이 제1층(21)을 형성하는 물질은 전술한 바와 같다.

이 경우에는 도 2에서 볼 수 있듯이, 반사계면인 제2전극층(43)의 하면과, 제1층(21) 및 기판(1) 사이 계면에서 광학적 공진이 일어나게 된다.

이 때, 광학적 공진을 일으키는 두께 t3는 t3=(nλ)/2 (n은 자연수)와 같은 식에 의해 결정될 수 있고, 이러한 두께 t3는 중간층(3)이나 저굴절층(21)의 두께를 조절함으로써 얻을 수 있다.

이상 설명한 도 1 및 도 2에 따른 실시예는 빛이 기판(1)의 방향으로 방출되는 배면 발광형의 경우를 나타내었는 데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3 및 도 4에서 볼 수 있듯이, 전면(前面) 발광형의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 도 1과 같이, 광공진층(2)을 제1층(21) 및 제2층(22)으로 구비한 것이다.

다만, 이 경우에는 기판(1) 상에 발광 소자(4)를 형성한 후에, 발광 소자(4) 상에 중간층(3)을 형성하고, 중간층(3) 상에 제1층(21) 및 제2층(22)을 순차로 적 층한다.

이 때, 상기 발광소자(4)의 제1전극(41)은 제1반사전극(411)과 제1투명전극(412)으로 구비된다. 제1반사전극(411)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 형성될 수 있고, 제1투명전극(412)은 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 형성될 수 있다.

그리고, 제2전극(42)도 투과형 전극으로 구비되는 것이 바람직한 데, 반투과형이고 일함수가 작은 제2금속전극(431)과 그 위에 구비된 제2투명전극(432)으로 구비될 수 있다. 제2금속전극(431)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, 및 이들의 화합물이 사용될 수 있고, 제2투명전극(432)으로는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등이 사용될 수 있다.

따라서, 이 경우에는 제1전극층(41)의 제1반사전극(411)의 상면과, 제1층(21)및 제2층(22)의 계면 사이에서 공진이 발생되고, 또 다른 공진이 제1전극층(43)의 제1반사전극(411)의 상면과, 제2층(22)의 상면 사이에서 발생된다.

공진 두께는 도 3에서 볼 수 있듯이, t4, t5로 나타날 수 있는 데, t4는 제1전극층(41)의 제1반사전극(411)의 상면으로부터 상기 제1층(21)과 제2층(22) 사이의 계면까지의 두께가 되고, t5는 제1전극층(41)의 제1반사전극(411)의 상면으로부터 상기 제2층(22)의 상면까지의 두께가 된다. 이들 t4, t5는 다음식에 의해 결정될 수 있다.

t4=(nλ)/2, n은 자연수,

t5=(2n+1)λ/4, n은 자연수

이 때, 상기 t4는 전술한 t1과 같이, 상기 제1층(21) 및 중간층(3) 중 적어도 하나의 두께를 조절함으로써 얻어질 수 있고, 상기 t5도 전술한 t2와 같이, 상기 제2층(22)의 두께를 조절함으로써 얻어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 도 2와 같이, 광공진층(2)을 제1층(21)으로 구비한 것이다. 이 경우, 광공진층(2)을 제외한 나머지 구성요소는 도 3과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 4에서 광학적 공진은, 제1전극층(43)의 제1반사전극(411)의 상면과, 제1층(21)의 상면 사이에서 발생된다.

도 4에서 광학적 공진을 일으키는 두께 t6는 t6=(nλ)/2 (n은 자연수)와 같은 식에 의해 결정될 수 있고, 이러한 두께 t6는 중간층(3)이나 제1층(21)의 두께를 조절함으로써 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 도 1과 같은 구조에 있어, 발광층(42)이 적색 발광층(421), 녹색 발광층(422), 및 청색 발광층(423)으로 구비되어, 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)가 구현된 예를 개략적으로 도시한 것이다.

이 경우에는 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)에서의 발광영역에서 각 색깔별로 다른 발광 스펙트럼 및 발광 파장을 가지고 있기 때문에 효율이 극대화되는 공진 두께가 다르게 된다. 따라서 발광장치의 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)의 효율을 모두 극대화하기 위해서는 각 화소별로 최고의 광효율을 발현하는 공진 두께를 형성하도록 제1층(21) 및 제2층(22)의 두께를 다르게 성막해야 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 실시예에서는 기판(1) 위에 제2층(22)으로, Si3N4를 PECVD등의 방법으로 성막한 후, 이를 포토 레지스트를 에칭 마스크로 이용하는 통상의 dry etching 기법에 의해 도 5와 같이 단차지도록 형성한다. 이 때, 적색 화소(R), 청색 화소(B), 녹색화소(G)에 대응되는 영역의 제2층(22) 두께가 다르게 한다.

이후 저굴절율 층인 제1층(21)을 스핀코팅하여 평탄화함으로써 도 5와 같은 구조를 형성한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 도 2와 같은 구조에 있어, 발광층(42)이 적색 발광층(421), 녹색 발광층(422), 및 청색 발광층(423)으로 구비되어, 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)가 구현된 예를 개략적으로 도시한 것이다.

이 경우에도 역시, 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)에서의 발광영역에서 각 색깔별로 다른 발광 스펙트럼 및 발광 파장을 가지고 있기 때문에 효율이 극대화되는 공진 두께가 다르게 된다. 즉, 각 화소의 효율을 모두 극대화하기 위해서는 각 화소별로 최고의 광효율을 발현하는 공진 두께를 형성하도록 제1층(21)의 두께를 다르게 성막한다.

이를 위해, 기판(1) 위에 제1층(21)을 도 6과 같이, 적, 녹, 청 화소별로 다른 두께가 되도록 형성한 후, 중간층(3)으로 평탄화한다. 이 때, 적색 화소(R), 청 색 화소(B), 녹색화소(G)에 대응되는 영역의 제2층(22) 두께가 다르게 한다.

상술한 바와 같이, 각 화소별로 제1층(21) 및/또는 제2층(22)의 두께를 달리 형성하는 것은 비록 도면으로 나타내지는 않았지만, 도 3이나 도 4와 같은 전면 발광형의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 도시한 것으로, 수동 구동형(Passive Matrix type: PM) 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 것이다.

이 실시예의 경우는 도 1에서 볼 수 있듯이, 광공진층(2)으로 제1층(21) 및 제2층(22)을 구비한 것으로, 빛이 기판(1)의 방향으로 발광되는 것이다. 따라서, 광공진층(2)은 기판(1)과 발광소자(4)의 사이에 개재된다. 그리고, 광공진층(2)과 발광소자(4)의 사이에는 중간층(3)이 개재되어 있다.

상기 중간층(3) 상에는 제1전극층(41)이 소정의 스트라이프 패턴으로 형성되어 있고, 이 제1전극층(41) 상에 이를 격자형으로 구획하도록 내부 절연막(44)이 형성되어 있다. 그리고, 내부 절연막(44) 상에는 발광층(42) 및 제2전극층(43)의 패터닝을 위해 제1전극층(41)에 직교하도록 세퍼레이터(45)가 형성되어 있다. 이 세퍼레이터(45)에 의해, 발광층(42) 및 제2전극층(43)은 제1전극층(41)에 교차되도록 패터닝된다.

도 7에 따른 실시예의 경우, 광공진층(2)이 적, 녹, 청색 화소별로 다른 두께를 갖도록 형성되지는 않았으나, 도 8의 경우에는 전술한 도 5의 실시예와 같이, 광공진층(2)의 두께를 다르게 형성할 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예들을 도시한 것으로, 능동 구동형(Active Matrix type: AM) 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 것이다.

먼저, 도 9는 기판(1)의 방향으로 발광이 이루어지는 배면 발광형 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 것인 데, 기판(1)이 각 화소별로 적어도 하나의 TFT를 포함한다.

구체적으로, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 기판(1)상에 버퍼층(11)이 형성되어 있고, 이 위에 박막 트랜지스터(TFT)와, 커패시터(Cst)가 형성된다.

상기 기판(1)의 버퍼층(11)상에 소정 패턴의 반도체 활성층(12)이 구비된다. 상기 활성층(12)의 상부에는 SiO2, SiNx 등으로 형성되는 게이트 절연막(13)이 구비되고, 게이트 절연막(13) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(14)이 형성된다. 상기 게이트 전극(14)은 TFT 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(14)의 상부로는 층간 절연막(15)이 형성되고, 컨택 홀을 통해 소스/드레인 전극(16)이 각각 활성층(12)의 소스/드레인 영역에 접하도록 형성된다.

한편, 게이트 전극(14)과 동시에 커패시터(Cst)의 한 전극(17a)이 형성되고, 소스/드레인 전극(16)과 함께 다른 한 전극(17b)이 형성된다. 이러한 TFT 및 커패시터(Cst)의 구조는 이 외에도 다양하게 변형 가능함은 물론이다.

상기와 같이 형성된 TFT 및 커패시터(Cst)는 패시베이션층으로 덮여 보호되는 데, 도 9에 따른 실시예의 경우, 이 패시베이션층으로서, 광공진층(2)의 제2층(22)이 형성된다. 구체적으로는, 고굴절의 Si3N4를 PECVD법으로 형성할 수 있다.

제2층(22) 상부로는 전술한 저굴절율 재료 중 광투과율이 높은 재료로 제1층 (21)을 형성한 후, 이 제1층(21)을 덮도록 중간층(3)을 형성한다.

중간층(3) 상부에는 애노우드 전극이 되는 제 1 전극층(41)이 형성되고, 이를 덮도록 유기물로 화소정의막(Pixel Define Layer: 46)이 형성된다. 이 화소정의막(46)에 소정의 개구를 형성한 후, 이 개구로 한정된 영역 내에 발광층(42)을 형성한다. 그리고, 전체 화소들을 모두 덮도록 제2전극층(43)이 형성된다.

상기와 같은 능동구동형 구조에 있어서도, TFT 상부로 광공진층(2) 및 중간층(3)이 구비되어 전술한 효과를 얻을 수 있다.

이러한 능동 구동형 구조는 다양하게 변형 가능한 데, 도 10은 그 일 예로서, 도 9에서 패시베이션층(18)으로 제2층(22)을 사용하는 대신, 저굴절율의 MSQ(methylsilsesquioxane)를 사용한 경우이다. 이 경우에는 패시베이션층(18)을 덮도록 다시 제2층(22)이 형성된 후, 그 위로 제1층(21) 및 중간층(3)이 순차로 형성될 수 있다. 그 외 구성요소는 전술한 바와 같다.

도 11은 발광층(42)으로부터의 빛이 기판(1)의 반대측으로 발광되는 전면 발광형의 경우를 도시한 것으로, TFT 및 커패시터(Cst)가 형성된 구조는 전술한 바와 같다.

이렇게 TFT 및 커패시터(Cst)가 형성된 위를 패시베이션층(18)이 덮어 평탄화한다. 이 때, 패시베이션층(18)은 무기물 및/또는 유기물의 단일 및 복합층의 구조로 형성될 수 있다.

패시베이션층(18) 상부에는 반사형 제1전극층(41)이 소정 패턴으로 형성되고, 그 가장자리를 덮도록 화소 정의막(46)이 형성된다.

그리고, 화소 정의막(46)의 개구부를 통해 발광층(42)이 형성되고, 이 발광층(42) 및 화소 정의막(46)을 덮도록 제2전극층(43)이 형성된다. 제2전극층(43)은 전술한 바와 같이, 투과형으로 형성될 수 있는 데, 일함수가 낮은 제2금속전극(431)과, 이를 덮는 제2투명전극(432)으로 구비될 수 있다.

제2전극층(43) 상에는 중간층(3), 및 광공진층(2)이 순차로 적층되어 있다.

상기와 같은 구조에서는 중간층(3) 및 광공진층(2)이 발광소자(4)의 패시베이션 역할까지 행하게 된다.

한편, 상술한 도 7 내지 도 11의 수동 구동형 및 능동 구동형 구조는 광공진층(2)으로서, 제1층(21) 및 제2층(22) 모두를 구비한 경우였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 광공진층(2)으로서, 제1층(21) 만을 갖는 구조도 동일하게 적용 가능함은 물론이다.

그리고, 도 9 내지 도 11의 실시예에서는 모두 단일 화소만을 나타낸 것인 데, 각 화소별로 색상이 다르게 되는 풀칼라 디스플레이 장치의 경우, 도 5와 같이, 광공진층(2) 및 중간층(3) 중 적어도 하나의 두께를 각 화소별로 다르게 한 구조도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

다음으로, 상술한 바와 같은 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 설명한다.

<실시예 1>

2mm x 3mm 크기의 발광영역을 4개 갖춘 test cell을 제작하여 평가하였다. 먼저, 유리 기판을 세정한 후, 스핀 코팅법에 의해, 10 nm 이하의 기공을 갖는 nano porous silicate를 유리 기판에 도포한 후, 열처리 오븐에서 400℃, 1시간 열 처리하여 제1층(21)을 형성하였다. 이렇게 얻어진 제1층(21)의 굴절률은 1.2 였다.제1층(21)의 두께는 0, 100, 230, 300nm로 변화하여 각각 제작하였다.

다음으로, 상기 제1층(21) 위에 스퍼터링법을 이용하여 SiO2를 20nm의 두께로 증착하여 중간층(3)을 성막하였다. 스퍼터링을 통해 성막된 중간층(3)의 굴절률은 1.45 였다. 일반적으로 다공성 소재를 제1층(21)으로 사용할 경우, 대기 중의 수분을 흡착하게 되는데, 흡착된 수분은 유기 전계 발광 소자의 수명을 악화시키는 작용을 한다. 따라서 SiO2를 스퍼터링 시, 증착 챔버 안에서 기판을 150℃에서 10분 베이킹하여 제1층(21)내에 흡착된 수분을 완전히 제거한 후 증착을 행하였으며, 이런 과정을 거쳐 증착된 SiO2는 다공성 소재로의 수분 침투를 방지하는 passivation 역할을 하게 된다. 중간층(3)을 성막한 다음에는 제1전극층(41)으로 ITO를 스퍼터링으로 80nm의 두께로 성막하였다. 이후 통상의 pixel patterning 공정과 polyimide를 이용하여 발광 영역을 형성하였으며, 증착기를 이용하여 OLED를 구성하는 유기물(green 형광 발광 유기물)을 형성하고, 제2전극층(43)으로 금속 음극을 성막하였다. 그 후, 글라스 기판으로 밀봉을 함으로써 test cell 소자 제작을 완성하였다. 이렇게 형성된 셀은 도 2와 같은 구조를 갖는다.

도 12는 이렇게 형성된 셀의 결과를 나타낸 것인 데, 도 12의 실선은 도 2에서 제시된 공진 두께 t3를 구하는 계산식을 반영한 시뮬레이션 결과이며, 원점 표시는 위에서 제작된 셀을 통해 측정한 값이다.

도 12에서 제1층(21)의 두께가 0 인 경우는 제1층(21)과 중간층(3)이 없이 제작된 정규 구조에 해당되는 것으로, 비교예(Ⅰ)에 해당된다. 한편, 도 12의 실선 은 중간층(3) 두께는 변화를 주지 않고, 제1층(21) 두께에만 변화를 준 경우의 시뮬레이션 결과로서, 제1층(21)의 두께가 0인 경우에도 중간층(3)이 20nm로 존재하기 때문에 계산된 효율 향상율은 120%를 넘게 나타내나, 전술한 비교예(Ⅰ)는 제1층(21)과 중간층(3)이 없는 경우에 해당된다.

소자 평가는 동일 전류밀도에서 시행하여 전류 구동시 (전류밀도 범위 30 mA/cm2) 의 정면 휘도 값을 측정하여 광효율을 비교하였다. 결과적으로 본 발명에 의한 구조(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)가 OLED 소자의 효율향상에 기여하며 본 실험의 조건에서 최대 1.75배 향상되는 것을 알 수 있다.

<실시예 2>

다음으로는, 광공진층(2)으로서, 제1층(21)과 제2층(22)이 모두 도입된 실시예를 나타낸 것으로, 그 기본적인 구조는 도 1과 같다.

이 구조에서는, 중간층(3)과 제1층(21)을 성막하는 과정 및 test cell 소자를 제작하는 공정은 실시예 1과 같으며, 단지 제1층(21)을 성막하기 이전에, 제2층(22)을 PECVD를 이용하여 Si3N4를 성막하였다는 점에 차이가 있다. 성막된 Si3N4의 굴절률은 2.0 이었다.

도 13은 제1전극층(41)이 140 nm, 중간층(3)이 20nm, 제1층(21)이 340 nm 으로 고정되고, 제2층(22)의 두께가 100 ~ 400 nm의 두께로 변화할 때의 광효율 향상률을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.

<실시예 3>

전술한 실시예2와 동일한 구조로서, 제1전극층(41)을 160 nm, 중간층(3)을 20nm, 제1층(21)을 300 nm 로 고정하고, 제2층(22)의 두께를 100 ~ 400 nm로 변화한 것으로, 그 결과는 도 14에 나타내었다.

도 13에 도시된 바와 같이, 실시예2의 경우에는 녹색 화소의 경우를 제외하고는 모두 전술한 실시예 1과 같이, 효율 향상이 크게 일어남을 알 수 있고, 도 14와 같은 실시예3의 경우에는, 특정 두께에서는 적, 녹, 청색 화소 모두 효율 향상이 일어남을 알 수 있다.

한편, 아래 표 1은 위의 도 13과 같은 실시예2에서, 제2층(22)의 두께를 260nm로 하였을 경우의 색좌표를 평가한 것으로, 전술한 도 12의 비교예(Ⅰ)와 비교한 것이다.

	실시예2의 색좌표(x,y)	비교예(Ⅰ)의 색좌표(x,y)
적색	0.665, 0.334	0.647, 0.352
청색	0.173, 0.300	0.172, 0.278
녹색	0.316, 0.635	0.297, 0.652

위 표1에서도 볼 수 있듯이, 색좌표에도 큰 변화가 없음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명은 유기 전계 발광 표시장치나, 무기 전계 발광 표시장치에 한정되는 것은 아니며, 발광소자로서, LCD나, 전자 방출 장치 등을 사용하는 여타의 평판 표시장치에도 모두 적용 가능하다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 발광장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 간단한 구조의 광공진층을 구성하여 발광되는 빛을 증폭시킬 수 있고, 이에 따라 광취출효율을 증대시킬 수 있다.

둘째, 공진 구조를 보다 간단하게 형성할 수 있고, 전체 제조 공정이 간단해 질 수 있다.

셋째, 광 공진 효과에 따른 휘도 증대와 동시에 시야각의 손실을 크지 않게 할 수 있다.

넷째, 효율 향상을 기할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하드는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명은 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

기판;

상기 기판 상에 구비된 발광 소자;

상기 발광 소자의 외측에 위치하는 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층; 및

상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재되는 중간층;을 포함하는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 광공진층은, 상기 발광 소자로부터 멀어지는 방향으로 순차로 적층된 제1층 및 제2층을 갖되, 상기 제2층은 상기 제1층보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1층과 상기 제2층의 굴절율 차이는 0.2이상인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1층의 굴절율이 1~1.6인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2층의 굴절율이 1.6~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 제2층은 실리콘나이트라이드, 티타늄옥사이드, 하프늄다이옥사이드, 니오븀옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 안티몬옥사이드, 합성폴리머, 또는 BCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 중간층은 상기 제1층보다 치밀한 물질로 구비된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제2항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제11항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층과 제2층 사이의 계면까지의 두께를 t1이라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t1이 하기 수학식 1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t1=(nλ)/2, n은 자연수
제12항에 있어서,

상기 t1은 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제11항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제2층의 외측면까지의 두께를 t2라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t2가 하기 수학식 2를 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t2=(2n+1)λ/4, n은 자연수
제14항에 있어서,

상기 t2는 상기 제2층의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제1항에 있어서,

상기 광공진층은 굴절율이 1~1.6인 제1층을 포함하고,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제16항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제16항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제19항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층의 외측면까지의 두께를 t3라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t3가 하기 수학식 3을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t3=(nλ)/2, n은 자연수
제20항에 있어서,

상기 t3는 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
기판;

상기 기판 상에 구비된 발광 소자;

상기 발광 소자와 상기 기판 사이에 개재된 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층; 및

상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재된 중간층;을 포함하는 발광 장치.
제22항에 있어서,

상기 광공진층은, 상기 발광 소자로부터 멀어지는 방향으로 순차로 적층된 제1층 및 제2층을 갖되, 상기 제2층은 상기 제1층보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 제1층과 상기 제2층의 굴절율 차이는 0.2이상인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 제1층의 굴절율이 1~1.6인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마 그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 제2층의 굴절율이 1.6~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 제2층은 실리콘나이트라이드, 티타늄옥사이드, 하프늄다이옥사이드, 니오븀옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 안티몬옥사이드, 합성폴리머, 또는 BCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 중간층은 상기 제1층보다 치밀한 물질로 구비된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라 이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제23항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제32항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층과 제2층 사이의 계면까지의 두께를 t4라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t4가 하기 수학식 4를 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t4=(nλ)/2, n은 자연수
제33항에 있어서,

상기 t4는 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제32항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제2층의 외측면까지의 두께를 t5라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t5가 하기 수학식 5를 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t5=(2n+1)λ/4, n은 자연수
제35항에 있어서,

상기 t5는 상기 제2층의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제22항에 있어서,

상기 광공진층은 굴절율이 1~1.6인 제1층을 포함하고,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제37항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제37항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제37항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제40항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층의 외측면까지의 두께를 t6라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t6가 하기 수학식 6을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t6=(nλ)/2, n은 자연수
제41항에 있어서,

상기 t6는 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
기판;

상기 기판 상에 구비된 발광 소자;

상기 발광 소자 상에 위치한 것으로, 상기 발광 소자로부터 방출되는 빛을 공진시키는 광공진층; 및

상기 광공진층과 상기 발광 소자의 사이에 개재된 중간층;을 포함하는 발광 장치.
제43항에 있어서,

상기 광공진층은, 상기 발광 소자로부터 멀어지는 방향으로 순차로 적층된 제1층 및 제2층을 갖되, 상기 제2층은 상기 제1층보다 높은 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 제1층과 상기 제2층의 굴절율 차이는 0.2이상인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 제1층의 굴절율이 1~1.6인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 제2층의 굴절율이 1.6~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 제2층은 실리콘나이트라이드, 티타늄옥사이드, 하프늄다이옥사이드, 니오븀옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 안티몬옥사이드, 합성폴리머, 또는 BCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 중간층은 상기 제1층보다 치밀한 물질로 구비된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제44항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제53항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층과 제2층 사이의 계면까지의 두께를 t7이라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t7이 하기 수학식 7을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t7=(nλ)/2, n은 자연수
제54항에 있어서,

상기 t7은 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제53항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제2층의 외측면까지의 두께를 t8이라 하고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t8이 하기 수학식 8을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t8=(2n+1)λ/4, n은 자연수
제56항에 있어서,

상기 t8은 상기 제2층의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제43항에 있어서,

상기 광공진층은 굴절율이 1~1.6인 제1층을 포함하고,

상기 중간층은 굴절율이 1.3~2.3인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제58항에 있어서,

상기 제1층은 나노포러스실리카(Nano porous silica), 실록산(siloxane), 마그네슘플로라이드, 칼슘플로라이드, 테프론, 실리카에어로젤, 또는 실리콘옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제58항에 있어서,

상기 중간층은 오모서(ORMOCER), 실리콘옥사이드, BCB, 또는 실리콘나이트라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제58항에 있어서,

상기 발광 소자는 서로 대향된 한 쌍의 전극들과, 상기 전극들 사이에 개재된 발광층을 포함하고,

상기 발광 소자의 전극들 중 어느 하나는 상기 발광층으로부터 방출된 빛을 반사하는 반사막을 포함하며,

상기 광공진층은 상기 발광층을 중심으로 상기 반사막에 대향되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제61항에 있어서,

상기 반사막의 반사계면으로부터 상기 제1층의 외측면까지의 두께를 t9라 하 고, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장을 λ라고 할 때, 상기 t9가 하기 수학식 9을 만족시키는 것을 특징으로 하는 발광 장치.

t9=(nλ)/2, n은 자연수
제62항에 있어서,

상기 t9는 상기 제1층 및 중간층 중 적어도 하나의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기판은 상기 발광소자에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광소자는, 상기 발광층이 적색, 녹색, 및 청색 발광층으로 구비된 적색, 녹색 및 청색 화소를 포함하고,

상기 광공진층은 상기 적색, 녹색, 및 청색 화소별로 그 두께가 다르게 되도록 구비된 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광소자는 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광소자는 무기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 발광 장치.