KR100837481B1 - 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 발광부재는 상부전극에 접촉하는 보호층과 상기 보호층에 접촉한 원형 편광부재를 포함한다.

Description

발광소자{LIGHT-EMITTING DEVICE}
도 1은, 종래의 유기 EL소자의 단면 모식도;
도 2는, 일 실시형태에 의한 발광소자의 단면 모식도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 광투과성 기판 2: 제1 전극
6: 유기막 9: 제2 전극
10: DLC막 12: 보호막
13: 제1 보호막 15: 제2 보호막
18: 광학보상필름
본 발명은 유기전계 발광소자(이하 유기 EL소자로 칭함) 등의 발광소자에 관한 것이다.
발광소자 디스플레이의 개발이 활발하게 추구되고 있다. 일본국 특개 2003－234179호 공보(JP '179)는 유기 EL소자 디스플레이(OLED 디스플레이)에 관한 발명이다.
도 1은 JP '179에 기재된 OLED 디스플레이를 도시한다. 상기 OLED 디스플레이는 광투과성 기판(1), 제1 전극(2), 유기막(6), 제2 전극(9), 다이아몬드-라이크카본막(DLC막), 보호막(12), 제1 보호막(13), 제2 보호막(15) 및 광학보상필름(18)을 포함하고 있다. 도 1은 JP '179의 제3 실시형태에 대응한다.
JP '179에 의하면 DLC막이란 다이아몬드-라이크 카본막을 의미한다.
도 1에서, 상기 DLC막은 (15) 및 (18)이 나타내는 층과 (13) 및 (17)이 나타내는 층 사이에 놓여진 층이다. 상기 DLC막은 (13) 및 (17)이 나타내는 층과 실질적으로 동일한 형상을 가진다. 여기서, 인출선(10)은 도면에서 생략되었다는 것에 유의한다.
JP '179의 단락 번호〔0013〕에는, 투명하고 반사방지 기능 및 렌즈집광기능 등을 가지고, 또한 제2 보호막(15)에 적층되어 있는 광학보상필름(18)이 개시되어 있다.
JP '179의 단락 번호〔0011〕에 보호막(13)으로서 투명 아크릴수지(17)가 기재되어 있다. 즉, 제1 보호층(13)이 투명 아크릴수지(17)로 이루어진 것이 기재되어 있다.
도면에서 점선의 화살표가 가리키는 바와 같이, 광은 OLED 디스플레이의 상측을 향하여 출사된다.
상기 문헌에는 광학보상필름(18)의 반사방지기능이 개시되어 있지만, 그것의 구체적인 설명은 제공되지 않는다. 당업자이면 이 "반사방지 기능"이란 어구는, 외광(ambient light)이 광학보상필름에서 반사하는 것을 방지하는 기능을 의미한다.
그러나, 본 발명자들은 외광의 반사에 관해서 유기 EL소자의 개발중에 이하의 내용을 발견하였다.
유기 EL소자를 표시면으로서 이용하는 경우, 외광의 영향에 의해 표시면의 시인성이 저하된다. 이것은 소자에 입사한 외광이 관찰자에게 먼 쪽의 전극에서 반사하고, 다시 소자의 외부로 출사되기 때문이다.
즉, 표시면의 시인성을 향상시키기 위해서는, 소자의 외부의 표면에서 외광이 반사하는 것을 방지하는 것보다, 소자에 입사한 외광이 다시 소자의 외부로 반사되는 것을 방지하는 것이 한층 더 중요하다는 것을 본 발명자는 발견하였다.
그러나, JP '179에서는 소자에 입사한 외광이 다시 소자의 외부로 반사되는 것을 막는 어떠한 수단도 제공하지 않는다. JP '179에 개시된 소자가 외광이 소자에 입사하는 것을 완전하게 방지한다면, 이 광학보상 필름은 광불투과성의 부재이어야 한다. 그러나, 상기 필름이 광불투과성의 부재이면, 소자 자체에 의해 출사되는 광을 실질적으로 취출할 수 없다.
본 발명은, 소자에 입사하여 그 내부에서 반사된 외광이 소자로부터 소자의 외부로 출사되는 것을 방지하는 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 발광소자는 하부전극, 발광층, 상부전극, 상기 상부전극에 접촉한 보호층 및 상기 보호층에 접촉한 원형 편광부재를 포함하고 있다.
본 발명의 발광소자에서는, 상기 원형 편광부재가 상기 보호층에 접촉되어 있으므로, 원형 편광부재와 보호층 간의 경계면의 수가 최소로 된다. 따라서, 소자에 입사하는 외광이 부재의 외부에 다시 반사되는 것을 방지할 수 있는 박형의 발광소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하면서 전형적인 실시형태의 다음의 명세로부터 명백해질 것이다.
[바람직한 실시형태의 설명]
본 발명의 발광소자는, 하부전극, 발광층, 상부전극, 상기 상부전극에 접촉되어 있는 보호층 및, 상기 보호층과 접촉되어 있는 원형 편광부재를 포함하고 있다. 즉, 원형 편광부재가 보호층에 접촉되어 형성되고, 또한 보호층에서 하부전극까지는 소자 내에 공간층 또는 공기, 가스 또는 진공 등의 분위기 층이 존재하지 않는다. 이 특징에 의해 소자내의 큰 굴절률차이의 발생을 방지하므로, 소자를 입사하여 그 내부에서 반사된 외광이 소자로부터 소자의 외부로 출사되는 것을 방지할 수 있는 박형의 발광소자를 제공할 수 있다.
원형 편광부재는, 바람직하게는 접착제를 이용하여 보호층에 배치되고 상기 접착제에 의해 보호층의 모든 요철이 메워진다. 상기 접착제의 두께는 유기 발광소자의 보호층의 요철의 깊이에 대응하는 두께이어도 된다. 예를 들면 1㎛ 이상의 두께를 이용하여도 된다.
상부전극은 광취출측 전극인 것이 바람직하다.
보호층은 수분의 침투를 방지하기 위해 적어도 규소 및 질소를 함유하는 것이 바람직하다. 보호층은 산질화 규소로 구성되어도 된다.
원형 편광판의 광취출측에 추가적인 보호부재를 설치하는 것도 바람직하다.이와 같이, 외력으로부터 소자를 보호할 수 있다.
발광층은 단일의 층이어도 되고, 또는 제1 서브층과 제2 서브층을 포함하여 상기 서브층 간의 경계면으로부터 발광할 수 있는 적층체이어도 된다.
본 발명의 발광소자는 무기 화합물로 이루어진 발광층을 가진 무기 EL소자에 적용될 수도 있는 것에 유의한다.
본 발명의 발광소자는 디스플레이의 표시부에 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광소자는 촬상부를 가지는 촬상장치에 이용하는 것이 바람직하다. 촬상장치의 예로서는, 디지털 스틸카메라 및 디지털 비디오 카메라 등을 들 수 있다.
본 발명의 발광소자는 예를 들면 휴대 전화의 표시부나 조명 장치에도 이용할 수 있다.
[실시형태]
본 발명의 실시형태에 의한 발광소자는, 보호층에 접촉한 원형 편광판을 포함하고 있다.
도 2는 실시형태의 발광소자를 설명하는 모식도이다. 도면의 상방으로 광이 취출된다.
발광소자는 기판(101)상에 순차적으로 형성된, 하부전극(102), 발광층(103), 상부전극(104), 보호층(105) 및 원형 편광부재를 포함하고 있다.
기판(101)은 유연성이거나 또는 강성이어도 된다. 그 예를 들면 유리 기판이 있다.
기판은 소자의 발광/비발광을 제어하는 스위칭 소자(도시하지 않음)를 더 설치하여도 된다. 스위칭 소자는 예를 들어 TFT 등의 트랜지스터이다. 스위칭 소자를 설치하는 경우, 스위칭 소자 위에 발광소자를 배치하여도 된다. 이 경우에, 스위칭 소자와 발광소자간에 평탄화막을 설치하여도 된다.
하부전극(102)은 반사전극이어도 되고 또는 투명전극이어도 된다. 하부전극이 투명전극인 경우, 반사부재를 추가로 설치하여도 된다. 하부전극은 은 또는 알루미늄으로 구성되거나 또는 은 및 알루미늄중 적어도 어느 하나를 포함한 전극이어도 된다. 또는, 인듐산화주석(ITO) 또는 인듐산화아연(IZO)를 하부전극으로서 이용하여도 된다.
발광층(103)은 단일의 층이어도 되고, 또는 두개의 서브층 간의 경계면으로부터 발광하는 두개의 층을 포함하여도 된다.
도면에 도시하지는 않지만, 하부전극(102)과 상부전극(104)의 사이에 종래의 발광층 이외의 층이 부가적으로 설치되어 있어도 된다. 이 부가적인 층은 발광효율을 향상하기 위해서 설치되는 층이며, 예를 들면, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블로킹층, 정공 블로킹층, 전자 수송층 또는 전자 주입층이어도 된다. 이들 층을 필요에 따라서 설치하여도 된다. 이들 부가적인 층 중의 적어도 1층이 발광하면, 그 층은 본 발명의 발광층으로 간주할 수 있다.
본 실시형태의 발광소자가 유기 EL에 이용되는 경우, 발광층은 호스트와 게스트로부터 적어도 구성되는 층이어도 된다. 또 발광층은 인광 발광이어도 되고 또 는 형광 발광이어도 된다.
본 발명에서, 하부전극, 발광층 및 상부전극은 반드시 서로 접촉하고 있을 필요는 없다.
예를 들면, 하부전극과 발광층의 사이에 또는 발광층과 상부전극과 사이에는 발광효율을 높이기 위해 상기 부가적인 층 중의 어느 하나를 설치하여도 된다. 또는, 보강간섭에 의한 광의 강도를 향상시키기 위해서 투명부재나 광반투과막을 부가적으로 설치하여도 된다.
상부전극(104)은 광취출측 전극인 것이 바람직하다. 상부전극으로서 ITO나 IZO를 이용할 수 있다. 이와 같이, 발광소자는 상부전극을 광취출측 전극으로 이용할 수 있다.
상부전극과 하부전극이 양자 모두 광취출측 전극에 배치되어도 된다.
본 실시형태에서, 광취출측 전극은, 광투과율이 높은(적어도 80％) 이른바 투명전극이어도 되고 또는 하프미러 전극이어도 된다. 광취출측 전극이 하프미러 전극인 경우, 알루미늄 등의 박막을 전극으로서 이용해도 된다.
보호층(105)는 상부전극(104)에 직접 배치되는 층이며, 바람직하게는 수분으로부터 소자를 보호하는 질화규소 등의 화합물로 구성된다. 보호층은 산소를 함우하여도 되고, 따라서 보호층이 산질화 규소로 구성되는 것이 바람직하다. 보호층은, 한층 더 바람직하게는, 상부전극 측으로부터 산질화규소 서브층, 질화규소 서브층을 이 순서로 포함하는 2층 구조를 가진다. 이 구성에 의하면, 전자의 서브층 의 산질화 규소가 상부전극에 만족할만하게 부착하거나 또는 만족할만하게 상부전 극을 피복할 수 있어서, 후자의 층에서의 질화규소가 높은 방습효과로 인하여 수분으로부터 소자를 보호할 수 있다. 보호층은 스퍼터링법이나 화학증착법(CVD법) 등의 예를 들면 진공퇴적법에 의해 얻을 수 있다.
보호층의 투습도는 0.01gH2O／day (측정법：JIS　K7126(모콘법:MOCON METHOD)) 이하의 범위인 것이 바람직하다.
보호층의 광투과율은 80％이상 있는 것이 바람직하다.
원형 편광부재(106)는 보호층(105)에 직접 배치되는 층이다. 원형 편광부재는 예를 들면 편광부재(예를 들면, 직선 편광부재)와 위상차부재 (예를 들면, λ/4 위상 시프트부재)를 포함한다.
원형 편광부재는 롤 적층기를 이용하여 보호층에 배치하여도 된다.
원형 편광부재에 의해 외광은 이하와 같이 소자의 외부에 반사되는 것이 방지된다. 우선, 소자에 입사한 외광은 원형 편광부재에 의해 원형으로 편광한다. 다음에, 소자 내부에서 반사되어 원형편광이 역방향의 원형편광이 된다. 역방향의 원형편광은 원형 편광부재에 의해 차단되므로, 소자의 외부에 반사될 수 없다. 따라서 소자에 입사한 외광은 원형 편광부재에 의해 소자 내부에 갇히고, 발광소자는 높은 시인성을 제공할 수 있다.
본 실시 형태의 발광소자에서는, 보호층은 상부전극에 접촉하여 배치되고 한편 원형 편광부재가 보호층에 접촉되어 있다.
이것은 발광소자가 원형 편광부재 만을 가지고 있는 것이 아니라, 발광소자 자체에 통합된 구성체인 원형 편광부재가 직접 설치되고 있다고 하는 것을 의미한다. 그 결과 소자의 두께가 박형화될 수 있고, 보호층으로부터 원형 편광부재까지의 적층체의 굴절률차이를 발생시키는 경계면의 수를 최소화할 수 있다. 따라서, 소자내의 외광의 반사를 효율적으로 방지할 수 있다.
"발광소자가 원형 편광부재에 직접 설치되어 있다"는 어구의 의미는, 발광소자가 원형 편광부재와 일체로 되어 있고, 상기 발광소자로부터 이간 되지 않는 구조를 가지는 다는 의미이다.
원형 편광부재가 발광소자의 구성요소와 이간 되지않는 구성"이란 어구의 의미는, 원형 편광부재와 발광소자 사이에 소정의 공간 (예를 들면, 진공하의 공간, 공기나 질소 등의 불활성 가스가 충만된 공간, 액상 또는 겔상의 유체가 충만된 공간)이 배치되지 않는 구성을 의미한다.
"소정의 공간"이란 어구는, 사용시의 발광소자의 원형 편광부재와 기타 구성요소층의 사이에 형성되는 공간을 의미한다. 예를 들면, 밀봉 캡의 내부에 발광소자가 배치되고, 밀봉 캡에 원형 편광부재가 설치되는 경우에, "소정의 공간"이란 어구는, 밀봉 캡 내부의 소자와 원형 편광부재의 사이에 존재하는 공간을 말한다.소정의 공간의 다른 예로는, 발광소자가 판 형상 구성요소인 커버유리에 대향하여 배치된 경우, 커버유리와 발광소자의 사이에 밀봉수지가 충전되어 있는 공간이 있다. 이 경우에, 편광부재는 커버유리에 배치된다. 그러나, 편광부재를 보호층에 얇게 접착접합하는 곳은 본 명세서에서는 소정의 공간으로 간주하지 않는 것에 유의한다.
본 발명자는 원형 편광부재는 밀봉 캡면이나 커버유리면에 설치하여 이용한다고 하는 상식적인 개념에서 벗어나서, 보호층에 원형 편광부재를 직접 배치함으로써 상부전극으로부터 원형 편광부재까지를 포함하는 적층체의 경계면의 수를 최소화 할 수 있도록, 외광 반사방지에 성공하였다.
상기 발광소자는 외광 반사를 방지할 뿐만 아니라, 밀봉캡, 커버유리 또는 상기 공간의 두께는 발광소자의 두께에 포함되지 않으므로, 발광소자의 박형화를 제공한다.
이것은 밀봉캡이나 커버유리에 원형 편광부재를 설치하여 외광의 반사를 방지할 수 있는 소자에 비해 발광소자의 적용 가능 분야가 유리하게 넓어진다.
본 실시형태의 발광소자에서, 원형 편광부재는 보호층에 대해서 그 사이에 접착제를 개재하여 배치된다. 이와 같이, 원형 편광부재를 보호층에 용이하게 접착할 수 있다. 접착제는 광투과율이 높은 것이 바람직하다. 아크릴계 접착제나 실리콘계의 접착제를 이용하여도 된다.
본 실시형태의 발광소자에서, 이 접착제의 두께는 보호층과 원형 편광부재가 일체화된 것으로 간주될 수 있도록 충분히 작다. 보다 구체적으로는 접착제의 두께가 응집 파괴를 발생시키지 않는 두께인 5㎛이상 100㎛이하의 범위의 두께이다.
본 실시형태의 발광소자에서, 사용자의 접촉 등의 외력으로부터 발광소자를 보호하기 위해서 예를 들면, 발광소자 원형 편광부재의 위쪽에 부가적으로 보호판을 배치하여도 된다.
[실시예]
(실시예 1)
도 2에 도시된 단면형상의 유기 EL소자를 다음과 같이 제작하였다.
우선 0.7mm 두께의 유리기판상에 TFT 회로와 하부전극(102)을 배치하였다. α-NPD로 구성된 정공 수송서브층. Alq3로 구성된 발광 서브층 및 알칼리 금속에 의해 도포된 Alq3로 구성된 금속으로 도프된 서브층을 포함하여 적층된 유기EL층인 발광층(103)을 증착법에 의해 퇴적하였다. 상부전극(104)을 스퍼터링법에 의해 형성하였다.
다음에, SiN으로 구성되는 보호층(105)을 CVD법에 의해 퇴적하였다. CVD법에서는, 재료 가스로서 NH3, SiH4, N2의 혼합가스를 퇴적 챔버에 도입해, 압력 100 Pa, RF파워 100W에서 퇴적을 실시하였다. 막두께가 5000Å이 되었을 때, 퇴적을 종료하였다.
다음에, 두께 25㎛의 아크릴계의 접착제(소켄 화학 엔지니어링사제 열경화형 점착제)가 제공된 원형편광판을 발광소자부의 영역보다 0.5mm 정도 큰 치수로 절단하여 원형 편광부재를 얻는다. 요도가와 메데크 사제 접합기를 이용하여 원형편광판과 보호층(105)을 정렬하여 접합하였다.
접합은 속도 50mm／sec, 압력 0.2Mpa에서 행하였다.
이상의 공정에 의해, 유기 EL소자부상에 보호층과 원형 편광부재가 접촉한 유기 EL소자를 제작하였다.
(실시예 2)
실시예 1에서 제작한 유기 EL소자의 원형편광판측 위에, 접착층을 개재하여 유리기판을 배치하였다.
실시예 1의 유기 EL소자에, 원형편광판과 동일한 크기로 두께 0.3mm의 유리 기판(코닝 사제：상품명＃1737)을 보호기판으로서 준비하였다.
상기 보호기판 위에 접착제로서 두께 25㎛의 아크릴계 접착제(소켄화학 엔지니어링 사제：상품명SK－1831)를 도포하여, 접합장치(이시이효키 사제：상품명 SH-mini)를 이용하여 보호기판과 점착제를 접합하였다. 접합의 압력은 0.2MPa이었다.
다음에, 접착제를 가진 보호기판과 실시예 1의 유기 EL소자를 평행평판의 프레스 장치를 이용하여 진공도 10Pa의 환경하에서, 접합온도가 실온, 압력이 0.3MPa으로 접합하여, 유기 EL소자 패널을 제작하였다.
본 발명에 의하면, 소자에 입사하여 그 내부에서 반사된 외광이 소자의 외부로 출사되는 것을 방지하는 발광소자를 제공할 수 있다.
본 발명은 전형적인 실시예에 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 전형적인 실시예에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하 청구항의 범위는 모든 변경, 등가의 구성 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 하부전극과;
    발광층과;
    상부전극과;
    상기 상부전극과 접촉하는 보호층과;
    상기 보호층과 접착제를 개재해서 접촉하는 원형 편광부재를 구비하고,
    상기 상부전극은 광취출측 전극이고,
    상기 하부전극은 반사측 전극이고,
    상기 보호층은 규소 및 질소를 적어도 함유하고,
    또한, 상기 보호층은 상기 상부전극을 덮는 것과 동시에, 기재와 접촉해서 배치됨으로써 상기 발광층도 덮는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 원형 편광부재의 광취출측에 보호부재를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 단일 층인 것을 특징으로 하는 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 제1 서브층과 제2 서브층을 포함하는 적층체이고, 상기 제1 서브층과 상기 제2 서브층 간의 경계면으로부터 광이 발광하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 발광층은 유기 화합물층인 것을 특징으로 하는 발광소자.
  9. 제1 항에 기재된 상기 발광소자를 포함한 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
  10. 제1 항에 기재된 상기 발광소자와 촬상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
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