KR100923086B1 - 다중층 거울로 동작하는 밀폐 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중층 거울 역할을 함과 동시에 외부 환경의 유해종에 대한 장벽 역할을 하는 OLED 디바이스와 함께 사용하기 위한 새로운 구조에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따라, OLED 구조로서, (a) 기판과; (b) 상기 기판 위에 있으며, (i) 제 1 전극과, (ii) 이 제 1 전극 위의 방출 구역과, (iii) 이 방출 구역 위의 제 2 전극을 포함하는 OLED(여기서, OLED는 턴 온시 일정한 범위의 파장을 가진 광을 방출함)와, (c) 상기 기판 위에 있으며, (i) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과; (ii) 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는 다중층 거울을 포함하는, OLED 구조가 제안된다. 이 실시예에서, 평면 층과 고밀도 층의 두께는, 다중층 거울이 OLED에 의해 방출된 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택된다. 게다가, 평면 층과 고밀도 층은 협력하여 물과 산소의 투과를 차단한다.

Description

다중층 거울로 동작하는 밀폐 구조{ENCAPSULATION STRUCTURE THAT ACTS AS A MULTILAYER MIRROR}
본 발명은 유기 발광 디바이스를 주변 환경의 유해종(harmful species)으로부터 보호하는 구조 및, 이러한 디바이스로부터 방출된 광을 반사 및 투과시키는 구조에 관한 것이다.
중합체 및 저분자 유기 발광 디바이스(OLED: Organic Light Emitting Device)를 포함하는 OLED는 랩탑 컴퓨터, 텔레비전, 디지털 시계, 전화, 삐삐, 셀룰러 폰, 계산기 등과 같은 많은 다양한 가상- 및 다이렉트-뷰(direct-view)형 디스플레이를 위한 잠재적인 후보이다. 무기 반도체 발광 디바이스와는 달리, 유기 발광 디바이스는 일반적으로 간단하며 제조하기가 상대적으로 쉽고 저가이다. 또한, OLED는 널리 여러 가지 컬러를 필요로 하는 응용 및 넓은-면적의 디바이스에 관계된 응용에 쉽게 이용된다.
일반적으로, 화상 응용을 위한 2차원 OLED 어레이가 종래기술에서 알려져 있고, 전형적으로 행 및 열로 배치된 복수의 능동 픽셀을 포함하는 OLED 디스플레이 영역을 포함한다. 도 1a는 종래기술의 OLED 구조의 간소한 개략도(횡단면도)이다. 도시된 OLED 구조는 애노드 구역(12)과 같은 전극 구역과, 이 애노드 구역(12) 위 의 발광 구역(14)과, 이 발광 구역(14) 위의 캐쏘드 구역(16)과 같은 또 다른 전극 구역을 포함하는 단일 능동 픽셀(15)을 포함한다. 능동 픽셀(15)은 기판(10) 상에 배치된다. 봉합 구역(25)의 도움으로, 커버(20)와 기판(10)은 서로 협력하여 산소 및 수증기가 외부 환경으로부터 능동 픽셀(15)로 투과되는 것을 차단한다.
전통적으로, 발광 층(14)으로부터의 광은 기판(10)을 통해 아래로 투과되었다. 이러한 "하단-방출" 구성에서, 기판(10)과 애노드(12)는 투명 재료로 형성된다. 다른 한편, 캐쏘드(16) 및 커버(20)는 이 구성에서 투명할 필요는 없다.
"상단-방출" OLED 및 투명 OLED(즉, TOLED)를 포함하는 다른 OLED 구조가 또한 종래기술에 알려져 있다. 상단-방출 OLED의 경우, 발광 층(14)으로부터의 광은 커버(20)를 통해서 위쪽으로 투과된다. 그러므로, 기판(10)은 불투명 재료로 형성될 수 있는 반면, 커버(20)는 투명하다. 도 1a에 예시된 것과 같은 디자인을 기반으로 한 일부 상단-방출 구성에서, 투명 재료는 캐쏘드(16)에 대해 사용되는 반면, 애노드(12)는 투명일 필요가 없다. 다른 상단-방출 구성에서, 도 1a의 애노드(12)와 캐쏘드(16)의 위치는 도 1b에 예시된 바와 같이 바뀌어져, 투명 애노드(12)가 사용된다. 이러한 실시예에서, 캐쏘드(16)는 불투명할 수 있다. 이러한 구성은 때때로 "반전된" 구성으로 지칭된다.
광이 위 및 아래 방향 모두로 방출되는(즉, 디바이스의 상단 및 하단 모두로부터 방출됨) TOLED의 경우, 기판(10), 애노드(12), 캐쏘드(16) 및 커버(20)는 모두 투명하다. 사용된 구성은 도 1a의 구성이나 도 1b의 구성과 유사할 것이다.
OLED를 형성할 때, 반응 금속 층이 전형적으로는 유효 전자 주입 및 낮은 동작 전압을 보장하는 캐쏘드로서 사용된다. 그러나, 반응 금속 및 이 금속의 유기 재료와의 경계면은 산소 및 습기에 취약하며, 이것은 디바이스의 수명을 심각하게 제한할 수 있다. 습기 및 산소는 또한 다른 유해한 효과를 발생시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 예컨대, 습기와 산소는 OLED와 연계하여 "어두운 지점의 면적"을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 개시물 전체가 본 명세서에 참조로서 병합되어 있는 U.S. 특허 제 5,757,126호, 제 6,146,225호 및 제 6,268,295호에서 논의된 구조와 같은 다중-층 구조를 포함하는 여러 장벽 구역이 이러한 외부 환경의 유해종을 차단하기 위해 종래기술에서 알려져 있다.
또한, 종래기술에서 OLED와 함께 분배된 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg reflector)를 사용하는 것이 알려져 있다. 이들 DBR은 전형적으로 소위 "1/4-파 적층(quarter-wave stack)"의 사용을 기반으로 한 다중층 거울 구조이다. 이러한 구조는, 특히 방출 대역의 스펙트럼을 좁게 하며, 피크치 방사 세기(peak radiated intensity)를 개선하며, 방출된 광의 지향성을 변경할 수 있다. 이러한 구조의 예는 예컨대 Dodabalapur 등에게 허여된 U.S. 특허 제 5,674,636호와, Dodabalapur 등에게 허여된 U.S. 특허 제 5,814,416호와, Bulovic 등에게 허여된 U.S. 특허 제 5,834,893호와, Jones에게 허여된 U.S. 특허 제 5,920,080호에서 볼 수 있다. 이들 특허 각각의 전체 개시물은 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
본 발명은, 다중층 거울로서 동작하는 동시에 외부 환경의 유해종에 대한 장벽으로서 동작하는, OLED 디바이스와 함께 사용하기 위한 새로운 구조에 관한 것이 다.
본 발명의 실시예에 따라, OLED 구조로서, (a) 기판과; (b) 이 기판 위에 있는 OLED로서, 제 1 전극과, 이 제 1 전극 위의 방출 구역과, 이 방출 구역 위의 제 2 전극을 포함하고, 턴 온되자마자 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와; (c) 이 기판 위에 있는 다중층 거울로서, (i) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 다중층 거울을 포함하는 OLED 구조가 제공된다. 이 실시예에서 평면 층과 고밀도 층의 두께는, 다중층 거울이 OLED에 의해 방출된 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택된다. 게다가, 평면 층과 고밀도 층은 협력하여 물과 산소의 투과를 차단한다.
바람직하게, 다중층 거울은 1/4-파 적층(quarter-wave stack)이다. 제 1 전극은 바람직하게는 애노드이며, 제 2 전극은 바람직하게는 캐쏘드이지만, 그 정반대의 구성이 또한 사용될 수 있다. 게다가, 응용에 따라서, OLED 디바이스는 상단-방출 디바이스, 하단-방출 디바이스 또는 투명 디바이스일 수 있다.
일부 예에서, 1/4-파 적층이 OLED와 기판 사이에 제공되며, 제 1 전극은 투명하다. 제 2 전극도 이들 예에서 투명할 수 있으며, 그 경우, 추가적인 1/4-파 적층이 원한다면 제 2 전극 위에 제공될 수 있다. 다른 한편, 제 2 전극은 또한 불투명일 수 있으며, 그 경우, 이것은 바람직하게는 반사성이다.
다른 예에서, 1/4-파 적층이 OLED 위에 제공되며, 제 2 전극은 투명하다. 이들 예에서, 제 1 전극은 예컨대 불투명 전극일 수 있으며, 그 경우, 이것은 바람직 하게는 반사성이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, OLED 구조로서, (a) 투명 기판과; (b) 이 투명 기판 위에 있는 OLED로서, 투명 애노드와, 이 투명 애노드 위의 방출 구역과, 이 방출 구역 위의 반사성 캐쏘드를 포함하고, 턴 온되자마자 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와; (c) OLED와 기판 사이에 제공되는 1/4-파 적층으로서, (i) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, (ii) 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 1/4-파 적층을 포함하는 OLED 구조가 제공된다.
이 실시예에서 평면 층과 고밀도 층의 두께는, 1/4-파 적층이 OLED에 의해 방출된 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택된다. 게다가, 평면 층과 고밀도 층은 협력하여 물과 산소의 투과를 차단한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, OLED 구조로서, (a) 기판과; (b) 이 기판 위에 있는 OLED로서, 반사성 애노드와, 이 반사성 애노드 위의 방출 구역과, 이 방출 구역 위의 투명 캐쏘드를 포함하고, 턴 온되자마자 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와; (c) 이 OLED 위에 있는 1/4-파 적층으로서, (i) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, (ii) 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 1/4-파 적층을 포함하는 OLED 구조가 제공된다. 위와 같이, 이 실시예에서, 평면 층과 고밀도 층의 두께는, 1/4-파 적층이 OLED에 의해 방출된 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택되며, 평면 층과 고밀도 층은 협력하여 물과 산소의 투과를 차단한다.
본 발명의 장점은, 원하는 광 및 장벽 속성이 동시에 단일 다중층 적층에 의해 제공될 수 있다는 점이다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예와 장점은 다음의 상세한 설명을 살펴봄으로써 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 알려진 OLED 구조의 간략화된 개략도(횡단면도).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 구조의 개략적인 횡단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLED 구조의 개략적인 횡단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 OLED 구조의 개략적인 횡단면도.
이러한 도면에서 흔히 있는 일이지만, 상기 도면은 간략화된 개략도이고, 그 실제 구조는 구성요소의 상대적인 크기를 포함해서 여러 가지 면에서 다를 것이다.
이제, 본 발명은 이후에 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 수반하는 도면을 참조하여 좀더 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 서로 다른 형태로 구현될 수 있으며, 여기 제시된 실시예로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 명세서에서 사용될 때, 주어진 재료의 "층"은 그 두께가 그 길이 및 폭 모두에 비해 작은 재료 구역을 포함한다. 층의 예로, 시트, 포일, 필름, 적층(lamination), 코팅 등이 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 층은 평면일 필요가 없고 오히려 구부려지거나, 접히거나 또는 그렇지 않으면 예컨대 적어도 부분적으 로 또 다른 구성요소를 감싸는 윤곽을 가질 수 있다. "층"은 둘 이상의 종속 층, 즉 "하위층"을 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 일반적으로 참조번호(100)로 지정된 OLED 구조가 예시되어 있으며, 이 구조는 기판(110), 다중층 거울{이 경우, 1/4-파 적층(120)}, OLED(140), 커버 구역(150)을 포함한다.
OLED(140)는 종래기술에서 알려진 임의의 OLED일 수 있다. 예컨대, 앞서 언급된 바와 같이, OLED는 일반적으로 OLED(140)에 대해 애노드 및 캐쏘드로서 동작하는 전극 구역(142, 146)을 포함한다. OLED(140)는 또한 전극 구역(142, 146) 사이에 배치된 발광 구역(144)(방출 구역)을 포함한다.
발광 구역(144)은, 다음의 구성, 즉: (a) 홀 운송 층(hole transporting layer), 방출 층 및 전자 운송 층을 포함하는 세 개의 층 구성{즉, 이중 헤테로구조(heterostructure) 구성}과, (b) 홀 운송 층과, 방출 및 전자 운송 기능을 모두 제공하는 층을 포함하는 두 개의 층 구성, 또는 전자 운송 층과, 방출 및 홀 운송 기능을 모두 제공하는 층을 포함하는 두 개의 층 구성(즉, 단일 헤테로구조 구성)과, (c) 홀 운송, 전자 운송 및 방출 기능을 제공하는 단일 층을 포함하는 구성(즉, 단일 층 구성)을 포함하는 다수의 알려진 구성과 연계하여 제공될 수 있다. 각 구성에서, 예컨대 홀 주입 또는 전자 주입을 개선하는 층 또는 홀 또는 전자를 차단하는 역할을 하는 층과 같은 추가적인 층들이 또한 존재할 수 있다. 이러한 디바이스에 대한 여러 구조가 예컨대 그 전체 개시물이 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있는 U.S. 특허 제 5,707,745호에서 논의된다. 다른 좀더 복잡한 OLED 구조가 또한 종래기술에서 실현된다.
도 2에 예시된 실시예에서, 미세공동(microcavity) 효과가 전형적으로 전극 구역(146)과 1/4-파 적층(120)의 결합에 의해 생성된다. 이 실시예에서 전극 구역(142)은 전형적으로는 OLED의 원하는 출력 파장인 해당 파장에서 복사선에 투명하다. "투명하다"라는 의미는, 복사선이 해당 구역을 통과할 때 복사선의 감쇄가 낮은 것, 즉 투과도가 전형적으로 해당 파장에서 80% 이상이라는 점이다.
전극 구역(142)이 애노드인 것으로 선택되는 경우(이것이 바람직한 구성임), 적절한 투명도의 재료는 인듐주석산화물(ITO), 아연주석산화물, 또는 다른 종래기술에서 알려진 재료와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 전극 구역(142)이 캐쏘드인 것으로 선택되는 경우, 적절한 투명도의 재료는 Mg-Ag/ITO, LiF/Al/ITO 또는 다른 종래기술에서 알려진 재료와 같은 금속/금속산화물 결합을 포함할 수 있다.
도 2의 디바이스가 하단-방출 OLED인 경우(이것이 도 2의 구조에 대해 바람직한 실시예임), 기판(110)은 투명한 반면, 커버(150)는 투명할 필요는 없다. 이 구성에서 전극 구역(146)은 바람직하게는 예컨대 디바이스의 공동 효과를 강화하는 반사성 재료로부터 형성된다. 본 명세서에서 사용될 때, "반사성"이 의미하는 점은, 해당 파장에서의 복사선의 상당한 양, 즉 전형적으로는 적어도 80%가 반사된다는 점이다. 전극 구역(146)이 캐쏘드인 것으로 선택되는 경우, 적절한 반사도를 갖는 재료는, 알루미늄, 알루미늄/리튬, 알루미늄/리튬 플루오르화물, 알루미늄/리튬 산화물, 또는 종래기술에서 알려진 다른 재료를 포함할 수 있다. 전극 구역(146)이 애노드인 것으로 선택되는 경우, 적절한 반사도를 갖는 재료는 금, 크롬, 니켈, 백 금, 또는 다른 종래기술에서 알려진 재료를 포함할 수 있다.
도 2의 디바이스가 TOLED인 경우, 기판(110)과 커버(150)는 모두 투명하다. 게다가, 전극 구역(146)도 투명하다. 전극 구역(146)에 대해 적절하게 투명한 재료는 전극 구역(142)과 연계하여 위에서 논의된 재료이다.
도 2의 디바이스가 상단-방출 OLED인 경우, 커버(150)와 전극 구역(146)은 투명하다.
도 2의 디바이스에 바람직한 하나의 특정한 구성은 기판(110)이 투명 기판이고, 전극 구역(142)이 투명 애노드이며, 전극 구역(146)은 반사성 캐쏘드인 하단-방출 구성이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 일반적으로 참조번호(200)로 지정된 OLED 구조를 예시한다. 이 실시예에서, 다중층 거울{이 경우, 1/4-파 적층(220)}이 전극 구역(246) 위에 및 기판(210)의 반대편 위에 제공된다.
이후에 좀더 분명하게 되는 바와 같이, 주위 환경에서의 유해종의 투과를 차단하는 본 발명의 1/4-파 적층(220) 성능으로 인해, 별도의 커버가 이 실시예에서 필요치 않다. 1/4-파 적층(220)은 도 3에서 전극 구역(246) 바로 위에 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 1/4-파 적층(220)의 형성에 사용될 수 있는 임의의 추가적인 기판을 포함하는 삽입 구역이 가능하다. 삽입 층은 또한 종래기술에서 알려져 있는 바와 같이 본 발명의 디바이스의 다수의 다른 층 사이에서 제공될 수 있다.
도 3에 예시된 실시예에서, 미세공동 효과는 전형적으로 전극 구역(242)과 1/4-파 적층(220)의 결합에 의해 형성된다. 전극 구역(246)은 이 실시예에서 투명 하다.
디바이스가 하단-방출 OLED이거나 디바이스가 TOLED인 예에서, 기판(210)과, 전극 구역(242)은 또한 투명하다.
도 3의 구조에 대한 바람직한 실시예인 상단-방출 OLED의 경우, 전극 구역(242)은 예컨대 디바이스의 공동 효과를 강화하는 반사성 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 전극 구역(242)은 상단-방출 구성에서 투명 재료로 형성될 수 있다.
도 2에서처럼, 전극 구역(242)은 바람직하게는 애노드이고, 전극 구역(246)은 바람직하게는 캐쏘드이다. 하나의 특정한 바람직한 구성은 전극 구역(242)이 반사성 애노드이고, 전극 구역(246)이 투명 캐쏘드인 상단-방출 구성이다.
다수의 다른 구성이 또한 가능하다. 예컨대, 도 4는 기판(310), 두 개의 다중층 거울{이 경우, 1/4-파장 적층(320a, 320b)} 및 OLED(340)를 포함하는 OLED 디바이스(300)를 예시한다. 미세공동 효과는 1/4-파 적층(320a)과 1/4-파 적층(320b)의 결합에 의해 형성된다. 전극 구역(342, 346)은 이 실시예에서 투명하다. 전극 구역(342)은 바람직하게는 애노드이고, 전극 구역(346)은 바람직하게는 캐쏘드이다.
OLED는 하단-방출, 상단-방출 또는 투명일 수 있으며, 앞서 논의된 구성과 유사한 순차적으로 배치된 구성이 적용될 수 있다. 예컨대, 디바이스가 TOLED이거나 하단-방출 디바이스인 경우, 기판(310)은 투명하다. 도 4의 디바이스 구조에 대한 바람직한 구성은 투명한(TOLED) 구성이다.
이전에 언급된 바와 같이, 원하는 구성에 따라, 기판(110, 210, 310) 및 커버(150)는 투명해야 할 수도 있고 그렇지 않아야 할 수도 있다. 이들 구성요소에 대한 전형적인 재료는 중합체, 세라믹, 반도체 및 금속을 포함한다.
비록 기판 및 커버와 연계하여 흔히 사용된 두께에서 상당한 투명도를 전형적으로 제공하지 않을지라도, 금속은 뛰어난 장벽 속성을 제공한다. 게다가, 이들 금속은 예컨대 금속 캔 및 포일 형태와 같은 다수의 구성으로 제공될 수 있다. 이러한 용도에 바람직한 금속으로 알루미늄, 금, 니켈, 니켈합금 및 인듐과, 다른 종래기술에서 알려진 금속이 있다.
금속에서처럼, 반도체(예컨대, 실리콘)는 전형적으로 양호한 투명도를 제공하지 않는다. 그러나, 반도체는 물, 산소 및 다른 유해종에 대해 양호한 장벽 속성을 제공하며, 이들은 그 위에 전자회로가 제조될 수 있는 기판을 제공한다.
세라믹은 낮은 침투도(permeability)를 제공하고, 많은 경우 투명도를 제공한다. 바람직한 세라믹으로는 유리가 있으며, 좀더 바람직하게는 소다석회 및 붕규산염 유리가 있다.
광 투명도를 원하는 경우에 중합체가 흔히 바람직하다. 그러나, 대부분의 중합체는 그 침투도로 인해, 중합체가 기판이나 커버로 사용하기 위해 선택되는 경우, 추가적인 장벽 구역이 공급되는 것이 바람직하다. 원한다면, 본 발명의 다중층 거울이 이러한 기능을 제공할 수 있다.
특정한 예로서 도 2를 참조하면, 기판(110)은 전형적으로 광 특성, 다른 표면에 대한 유연성 및 적합도(flexibility and conformability), 공정 동안의 치수의 안정도(dimensional stability)(예컨대, 웹-기반 공정이 계획되는 경우), 및 다른 구성요소{예컨대, 이 예에서 1/4-파 적층(120)의 협력 장벽 층}와의 충분한 접합중 하나 이상의 유리한 특징을 기초로 해서 선택된다.
유연성을 원하는 경우, 기판(110)은 종이, 섬유, 금속 포일, 유연성 유리(예컨대 Schott Glass Technologies 사에서 구입 가능함) 및/또는 중합체 층을 포함할 수 있다. 좀더 바람직한 유연성을 갖는 기판 재료로, 다른 재료와 강력한 접착성 접합을 제공할 수 있는 폴리에스테르(polyester), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르(polyether), 폴리이미드(polyimide), 폴리올레핀(polyolefin) 및 플루오로폴리머(fluoropolymer)를 포함하는 하나 이상의 중합체 구성요소를 포함하는 재료가 있다. 이러한 중합체 구성요소는 예컨대 단일중합체(monopolymer), 혼성중합체(copolymer) 및 중합체 혼합물과 함께 공급될 수 있다. 일부 바람직한 중합체 구성요소의 예는, 예컨대 폴리에테르설폰(polyethersulphones), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에스테르카보네이트(polyestercarbonate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), DuPont 사로부터 구입 가능한 Kapton(등록상표) 폴리이미드 필름과 같은 폴리이미드, 및 Honeywell 사로부터 구입 가능한 Aclar(등록상표) 플루오로폴리머, BF Goodrich 사로부터 구입 가능한 Appear(등록상표) PNB{폴리노보닌(polynorbornene)}, BF Goodrich 사로부터 구입 가능한 Arton(등록상표)과 같은 플루오로폴리머를 포함한다. 이 예에서 이 기판(110)은 전형적으로 그 두께가 75㎛에서 625㎛에 이른다.
다중층 거울{이 경우, 1/4-파 적층(120)}은 평면 재료 층(121a 내지 121c)과 고밀도 재료 층(122a 내지 122c) 모두를 포함하는 일련의 협력 장벽 층으로부터 기판(110) 상에서 형성될 수 있다. 이들 협력 장벽 층은 교대로 놓인 구성으로 제공된다. 바람직하게, 이들 층의 2 내지 10개의 쌍(또는 그 이상)이 사용된다. 그러므로, 세 개의 쌍이 도 2에 예시되었지만, 다른 층 구성이 가능하다. 게다가, 도 2에 도시된 바와 같이 바닥 층이 평면 재료 층(121a)인 것이 바람직하지만, 바닥 층은 또한 예컨대 고밀도 재료 층일 수 있다. 유사하게, 도 2의 구조의 상단 층은 고밀도 층(122c)으로 예시되었지만, 상단 층은 예컨대 평면 층일 수 있다.
그 결과, 본 발명의 다중층 거울 구조는 또한 습기와 산소 침투에 양호한 저항성을 갖는 복합 장벽 층으로 동작한다. 게다가, 이들은 본래 유연하여서, 유연성 OLED(FOLED) 제조에 매우 바람직하다.
"평면 재료"가 의미하는 점은, 아래 놓인 표면의 불규칙한 윤곽을 반영한 표면을 형성하기보다는 도포 시에 평탄한 평면 표면을 형성하는 재료라는 점이다. 바람직한 재료는, 표면 위에 증착될 때 비-등방 액체(non-conformal liquid)를 형성하는 재료이다. 이것은 예컨대 폴리아크릴레이트 단량체(monomer){이 때, 이 재료는 전형적으로 자외선 광 또는 e-빔에 영향을 받기 쉬우며, 단량체를 교차결합(crosslinking)시켜 폴리아크릴레이트를 형성한다}일 수 있다. 바람직한 평면 재료로는 플루오르화된 중합체, 파릴렌, 시클로틴 및 폴리아크릴레이트와 같은 중합체가 있다. 평면 재료 층(121a 내지 121c)은 예컨대 디핑(dipping), 스핀 코팅(spin coating), 스퍼터링(sputtering), 증착 코팅(evaporative coating), 스프레잉(spraying), 플래쉬 증착(flash evaporation), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 등에 의한 것과 같이 종래기술에서 알려져 있는 기법을 사용하여 제공될 수 있다.
"고밀도 재료"가 의미하는 점은, 오염물 및 유해종, 특히 물과 산소의 확산을 방지하도록 충분히 조밀한 원자 간격을 갖는 재료라는 점이다. 바람직한 고밀도 재료는 일산화실리콘(SiO) 및 이산화실리콘(SiO2)을 포함하는 실리콘산화물(SiOX), 실리콘질화물(전형적으로, Si3N4), 실리콘옥시질화물(silicon oxynitride), 알루미늄산화물(전형적으로, Al2O3), 티타늄산화물, 인듐주석산화물(ITO), 아연인듐주석산화물 및 은, 크롬, 알루미늄, 금과 같은 금속과 같은 무기 재료를 포함한다. 고밀도 재료 층(122a 내지 c)은 열 증착, 스퍼터링, 플라즈마-개선 화학 기상 증착(PECVD) 및 전자-빔 기법과 같은 종래기술에서 알려진 기법을 사용하여 도포될 수 있다.
다중층 장벽 구역 형성에 관한 추가적인 정보는 예컨대 U.S. 특허 제 4,842,893호, 제 4,954,371호, 제 5,260,095호 및 제 6,224,948호에서 볼 수 있으며, 이들 특허 각각은 완전히 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
적절한 투명도를 가지며, 충분히 서로 다른 굴절률을 갖는 고밀도 물질 층(122a 내지 122c) 및 평면 물질 층(121a 내지 121c)을 선택함으로써 다중층 거울이 형성될 수 있다. 바람직하게, 다중층 거울 내의 각 층은 λ/4의 두께를 가지며, 여기서 λ는 투과되도록 선택된 광의 피크치 파장이다. 여기서 주목해야 하는 점은, 단일 파장보다는, 파장 분포된 광이 전형적으로 본 발명의 구조를 포함하는 다중층 거울 구조를 통해 투과된다는 점이다. 그러나, 층의 두께가 λ/4 근처인 한은, 피크치 투과 레벨은 종래기술에서 알려져 있는 바와 같이 λ부근에서 그에 따라 발생할 것이다. (특정한 파장의 광은 투과되기보다는 반사되는, 이렇게 분포된 투과된 파장의 결과로, 층의 두께는 λ/4와 상당히 달라야 한다.) 이러한 다중층 거울은 잘 알려져 있으며, 거울 내의 층의 두께를 기초로 해서 "1/4-파 적층"으로 흔히 지칭된다. 다중층 거울의 투과도/반사도는 알려진 방식에서 층의 쌍 수, 층의 두께 및 사용된 재료의 굴절률에 의존한다.
본 발명의 실현을 위한 평면 및 고밀도 물질의 하나의 바람직한 쌍으로 폴리아크릴레이트 및 알루미늄산화물이 있다.
1/4-파 적층(120)과 유사한 1/4-파 적층(220, 320a, 320b)은 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 이들 적층은 평면 물질 층(221a 내지 221c 및 321a 내지 321c)과 고밀도 물질 층(222a 내지 222c 및 322a 내지 322c)을 포함한다. 1/4-파 적층(320b)이 기판(310) 위에 형성됨을 주목해야 한다. 다른 한편, 1/4-파 적층(220 및 320a)은 OLED(240, 340) 위에 형성되며, OLED(240, 340)는 후속하여 도포된 협력 장벽 층(221a 내지 221c, 222a 내지 222c, 321a 내지 321c, 322a 내지 322c)에 대한 "기판"으로 동작한다.
비록 본 발명이 몇 가지 예시적인 실시예에 대해 기술되었을지라도, 당업자에게 분명한, 전술된 실시예에 대한 많은 다른 변형이 있다. 이들 변형은 본 발명 의 교훈 이내에 있으며, 본 발명은 여기에 첨부된 청구항에 의해서만 제한됨을 이해해야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유기 발광 디바이스를 주변 환경의 유해종으로부터 보호하는 구조 및, 이러한 디바이스로부터 방출된 광을 반사 및 투과시키는 구조에 이용된다.

Claims (32)

  1. OLED(Organic Light Emitting Device) 구조로서,
    기판과;
    상기 기판 위에 있는 OLED로서, 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 위의 방출 구역과, 상기 방출 구역 위의 제 2 전극을 포함하고, 턴 온 되면 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와;
    상기 기판 위에 있는 다중층 거울로서, (a) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, (b) 상기 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖고, 물과 산소의 확산을 방지하도록 충분히 조밀한 원자 간격을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 다중층 거울을
    포함하고,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층의 두께는, 상기 다중층 거울이 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택되며,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층은 물과 산소의 투과를 차단하도록 작용하는, OLED 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다중층 거울은 1/4-파 적층(quarter-wave stack)인, OLED 구조.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 평면 층은 플루오르화된 중합체(fluorinated polymer), 파릴렌(parylene), 시클로틴(cyclotene) 및 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 중에서 선택된 재료를 포함하는, OLED 구조.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 고밀도 층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 옥시질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 인듐주석 산화물, 아연인듐주석 산화물 및 금속 중에서 선택된 재료를 포함하는, OLED 구조.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 평면 층은 폴리아크릴레이트를 포함하고, 상기 고밀도 층은 알루미늄산화물을 포함하는, OLED 구조.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 전극은 애노드이고, 상기 제 2 전극은 캐쏘드인, OLED 구조.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 상단-방출 디바이스(top-emitting device)인, OLED 구조.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 하단-방출 디바이스(bottom-emitting device)인, OLED 구조.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 투명 디바이스인, OLED 구조.
  10. 제 2항에 있어서, 상기 1/4-파 적층은 상기 OLED와 상기 기판 사이에 제공되며, 상기 제 1 전극은 투명 전극인, OLED 구조.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 전극은 투명 애노드이고, 상기 제 2 전극은 캐쏘드인, OLED 구조.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 전극은 반사성 캐쏘드인, OLED 구조.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제 2 전극은 투명 전극이고, 상기 제 2 전극 위에 제공된 추가적인 1/4-파 적층을 더 포함하는, OLED 구조.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1 전극은 투명 애노드이고, 상기 제 2 전극은 투명 캐쏘드인, OLED 구조.
  15. 제 2항에 있어서, 상기 1/4-파 적층은 상기 OLED 위에 제공되며, 상기 제 2 전극은 투명 전극인, OLED 구조.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제 1 전극은 애노드이고, 상기 제 2 전극은 투명 캐쏘드인, OLED 구조.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 전극은 반사성 애노드인, OLED 구조.
  18. OLED 구조로서,
    투명 기판과;
    상기 투명 기판 위에 있는 OLED로서, 투명 애노드와, 상기 투명 애노드 위의 방출 구역과, 상기 방출 구역 위의 반사성 캐쏘드를 포함하고, 턴 온 되면 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와;
    상기 OLED와 상기 기판 사이에 제공되는 1/4-파 적층으로서, (a) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, (b) 상기 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 1/4-파 적층을
    포함하고,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층의 두께는, 상기 1/4-파 적층이 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택되며,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층은 물과 산소의 투과를 차단하도록 작용하는, OLED 구조.
  19. OLED 구조로서,
    기판과;
    상기 기판 위에 있는 OLED로서, 반사성 애노드와, 상기 반사성 애노드 위의 방출 구역과, 상기 방출 구역 위의 투명 캐쏘드를 포함하고, 턴 온 되면 일정한 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는, OLED와;
    상기 OLED 위에 있는 1/4-파 적층으로서, (a) 제 1 굴절률을 갖는 평면 층과, (b) 상기 제 1 굴절률과는 다른 제 2 굴절률을 갖는 고밀도 층이 교대로 놓인 일련의 층을 포함하는, 1/4-파 적층을
    포함하고,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층의 두께는, 상기 1/4-파 적층이 상기 일정한 범위의 파장 이내의 피크치 파장에서 광을 투과시키도록 튜닝되게 선택되며,
    상기 평면 층과 상기 고밀도 층은 물과 산소의 투과를 차단하도록 작용하는, OLED 구조.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 평면 층은 플루오르화된 중합체, 파릴렌, 시클로틴 및 폴리아크릴레이트로부터 선택된 재료를 포함하는, OLED 구조.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 고밀도 층은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘옥시질화물, 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 인듐주석산화물, 아연인듐주석산화물 및 금속으로부터 선택된 재료를 포함하는, OLED 구조.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 평면 층은 폴리아크릴레이트를 포함하고, 상기 고밀도 층은 알루미늄산화물을 포함하는, OLED 구조.
  23. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 전극은 애노드이며, 제 2 전극은 캐쏘드인, OLED 구조.
  24. 제 1항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 상단-방출 디바이스인, OLED 구조.
  25. 제 1항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 하단-방출 디바이스인, OLED 구조.
  26. 제 1항에 있어서, 상기 OLED 디바이스는 투명 디바이스인, OLED 구조.
  27. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 전극은 투명 전극인, OLED 구조.
  28. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 전극은 투명 전극인, OLED 구조.
  29. 제 1항에 있어서, 상기 OLED 구조는 유연한, OLED 구조.
  30. 제 2항에 있어서, 상기 OLED 구조는 유연한, OLED 구조.
  31. 제 18항에 있어서, 상기 OLED 구조는 유연한, OLED 구조.
  32. 제 19항에 있어서, 상기 OLED 구조는 유연한, OLED 구조.
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