KR101618449B1

KR101618449B1 - 유기발광장치

Info

Publication number: KR101618449B1
Application number: KR1020140132557A
Authority: KR
Inventors: 윤혁; 박문수; 황장연; 김동렬; 김선국
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-05-04
Also published as: KR20150039123A

Abstract

본 출원은 유기발광장치, 적층체, 상기 유기발광장치의 용도에 대한 것이다. 본 출원에서는, 수분 등의 외부 요인의 침투를 차단하면서 유기층에 존재하는 복굴절을 보상하여 반사 시감 내지는 시인성 등을 포함한 성능이 향상될 수 있는 유기발광장치의 구조, 그에 적용되는 적층체 및 사익 유기발광장치의 용도를 제공할 수 있다.

Description

유기발광장치{Organic Light Emitting Device}

본 출원은 유기발광장치 및 그에 사용되는 광학 이방성 배리어 적층체에 관한 것이다.

무겁고 부피가 큰 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점을 해결하기 위한 다양한 표시장치들이 개발되어 있다. 이러한 표시장치에는 LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 ED(Electroluminescence Device) 등이 있다.

PDP는 대화면화에 유리한 장치이지만, 발광 효율 및 휘도가 낮고 소비 전력이 크다. LCD는, 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치이지만, 시야각 문제가 있고, 응답 속도가 다른 장치에 비하여 떨어지는 문제점이 있다. 전계발광장치(ED)는 발광층의 재료에 따라 무기발광다이오드 장치와 유기발광다이오드 장치로 구별될 수 있는데, 상기에서 유기발광다이오드는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율과 휘도가 높은 이점이 있다.

유기발광장치에 포함되는 유기층은, 수분 등과 같은 외부 인자에 취약하기 때문에, 예를 들면, 특허문헌 1 내지 4 등은 유기전자장치를 외래 물질로부터 보호할 수 있는 구조들을 제안하고 있다.

유기발광장치는 통상적으로 외측에 시인성의 확보를 목적으로 소위 타원 편광판으로 불리는 광학 필름을 포함하고 있다.

미국특허 제6,226,890호 미국특허 제6,808,828호 일본공개특허 제2000-145627호 일본공개특허 제2001-252505호

유기발광장치의 상기와 같은 구조에서 발광층이 존재하는 유기층에는 판상의 복굴절의 존재하고, 이와 같은 복굴절은 상기 타원 편광판과 같은 광학 필터의 성능을 저하시킬 수 있다. 본 출원은, 상기와 같은 유기층의 복굴절에 따른 성능의 저하를 해결할 수 있는 유기발광장치 및 그 유기발광장치에 적용되는 배리어 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 예시적인 유기발광장치는, 기판; 상기 기판상에 형성되어 있고, 제 1 전극층, 적어도 발광층을 포함하는 유기층; 및 제 2 전극층을 포함하는 소자 영역; 상기 소자 영역 상에 형성되어 있고, 배리어층과 상기 배리어층의 상부 또는 하부에 형성되어 있는 보상층을 포함하는 이방성 배리어 적층체; 및 상기 적층체 상에 형성되어 있는 원편광판을 포함할 수 있다.

상기에서 플렉서블 기판일 수 있다.

상기에서 소자 영역의 유기층은 550 nm 파장의 광에 대한 두께 방향의 위상차가 -100 nm 내지 -10 nm의 범위 내에 있을 수 있다.

상기에서 배리어층은, 금속, 산화물, 질화물, 산질화물 또는 불화물을 포함할 수 있다.

상기에서 보상층은 양의 일축성을 가지는 위상차층일 수 있다.

상기에서 보상층은 면상 위상차가 0 내지 5nm의 범위 내에 있을 수 있다.

상기에서 보상층은 두께 방향 위상차가 하기 수식 1을 만족할 수 있다.

[수식 1]

-1×A ≤ R ≤ -1×A + 150 nm

수식 1에서 A는 소자 영역의 유기층의 두께 방향 위상차이고, R은 상기 보상층의 두께 방향 위상차이다.

상기에서 보상층은 액정 필름 또는 고분자 필름일 수 있다.

상기에서 이방성 배리어 적층체는 하드코팅층을 추가로 포함할 수 있다.

본 출원은 또한, 배리어층; 및 상기 배리어층의 일면에 형성된 일축성 보상층을 포함하는 유기발광장치용 이방성 배리어 적층체에 대한 것이다.

상기에서 이방성 배리어 적층체는, 기재층, 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층 및 상기 기재층의 다른 면에 형성되어 있는 상기 배리어층을 포함 할 수 있다.

상기에서 이방성 적층체는, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층 및 상기 보상층의 상부에 형성되어 있는 배리어층을 포함 할 수 있다.

상기에서 이방성 적층체는, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 배리어층 및 상기 배리어층의 상부에 형성되어 있는 상기 보상층을 포함 할 수 있다.

본 출원은 또한, 상기 유기발광장치를 포함하는 디스플레이 장치 또는 조명 기구에 대한 것이다.

본 출원에서는, 수분 등의 외부 요인의 침투를 차단하면서 유기층에 존재하는 복굴절을 보상하여 반사 시감 내지는 시인성 등을 포함한 성능이 향상될 수 있는 유기발광장치의 구조, 그에 적용되는 적층체 및 상기 유기발광장치의 용도를 제공할 수 있다.

도 1은 하나의 예시에 따른 본 출원의 유기발광장치를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 5는 본 출원의 예시적인 적층체를 보여주는 도면이다.

본 출원의 유기발광장치는, 기판, 소자 영역, 이방성 배리어 적층체 및 원편광판을 포함하며, 상기에서 소자 영역은, 제 1 전극층, 적어도 발광층을 포함하는 유기층; 및 제 2 전극층을 포함할 수 있다.

도 1은, 예시적인 상기 유기발광장치의 구조로서, 기판(101), 제 1 전극층(1021), 유기층(1022), 제 2 전극층(1023), 배리어 적층체(104) 및 원편광판(105)이 순차 형성된 구조를 예시적으로 보여주고 있다.

유기발광장치에서 기판으로는 특별한 제한 없이 공지의 소재가 사용될 수 있다. 기판으로는, 유리와 같이 유기발광장치에 일반적으로 적용되는 소위 강성(rigid) 기판이나, 그 외의 소위 플렉서블 기판으로서 사용될 수 있는 기판도 사용될 수 있다. 이러한 기판으로는 박막 유리 기판이나 고분자 필름 등이 예시될 수 있다. 상기에서 고분자 필름으로는, PI(polyimide), PEN(Polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), 아크릴 수지, PET(poly(ethylene terephthatle)), PES(poly(ether sulfide)) 또는 PS(polysulfone) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기와 같은 유기발광장치에서의 기판은 투광성일 수 있다. 이에 따라 상기 기판은, 예를 들면, 가시광 영역 중 어느 하나의 광 또는 전체 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상 또는 80% 이상일 수 있다. 다만, 유기발광장치의 구조에 따라서, 예를 들어, 소위 상부 발광형 유기발광장치의 경우에는 기판으로 반드시 투광성의 기판이 요구되는 것은 아니며, 이러한 경우에는 기판의 표면 등에는 반사층을 형성할 수도 있다. 기판은, 구동용 TFT(Thin Film Transistor)가 존재하는 TFT 기판일 수도 있다.

기판의 상부에는 적어도 제 1 전극층, 유기층 및 제 2 전극층을 포함하는 소자 영역이 형성되어 있다. 필요하다면, 상기 소자 영역과 기판의 사이에 소위 산란층이나 배리어층 등으로 공지되어 있는 것과 같은 추가적인 층이 존재할 수도 있다.

소자 영역의 제 1 및 제 2 전극층으로는, 유기전자장치에서 통상 사용되는 정공 주입성 또는 전자 주입성 전극층이 사용될 수 있다. 상기 전극층은 투명 전극층이거나, 반사 전극층일 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전극층 중 어느 하나가 정공 주입성 전극층이면, 다른 하나는 전자 주입성 전극층일 수 있다. 동일하게 제 1 및 제 2 전극층 중 어느 하나가 투명 전극층이라면, 다른 하나는 반사 전극층일 수 있다. 본 출원의 예시에서는 제 1 전극층이 투명 전극층이면서 정공 주입성 전극층이고, 제 2 전극층이 반사 전극층이면서 전자 주입성 전극층일 수 있으나, 이러한 구조에 제한되는 것은 아니다.

정공 주입성인 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 높은 일 함수(work function)를 가지는 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 투명 또는 반사 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 정공 주입성 전극층은, 일 함수가 약 4.0 eV 이상인 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 재료로는, 금 등의 금속, CuI, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 알루미늄 또는 인듐이 도핑된 아연 옥사이드, 마그네슘 인듐 옥사이드, 니켈 텅스텐 옥사이드, ZnO, SnO₂ 또는 In₂O₃ 등의 산화물 재료나, 갈륨 니트라이드와 같은 금속 니트라이드, 아연 세레나이드 등과 같은 금속 세레나이드, 아연 설파이드와 같은 금속 설파이드 등이 예시될 수 있다. 투명한 정공 주입성 전극층은, 또한, Au, Ag 또는 Cu 등의 금속 박막과 ZnS, TiO₂ 또는 ITO 등과 같은 고굴절의 투명 물질의 적층체 등을 사용하여서도 형성할 수 있다.

전자 주입성 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 작은 일 함수를 가지는 재료를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들면, 상기 정공 주입성 전극층의 형성을 위해 사용되는 소재 중에서 적절한 투명 또는 반사 소재를 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 전극층은, 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 수단 등의 임의의 수단으로 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 형성된 전극층은 공지된 포토리소그래피나 새도우 마스크 등을 사용한 공정을 통하여 패턴화될 수도 있다.

전극층의 두께는, 예를 들면, 약 90 nm 내지 200 nm, 90 nm 내지 180 nm 또는 약 90 nm 내지 150 nm 정도의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.

제 1 및 제 2 전극층의 사이에는 유기물층이 존재한다. 본 출원에서 용어 유기층은, 유기물만을 포함하는 층은 물론 유기물을 주성분으로 포함하는 층, 예를 들면, 중량을 기준으로 유기물을 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상 포함하는 층을 의미할 수 있다.

유기물층은 적어도 발광 유닛을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조에서 발광 유닛의 광은 제 1 및 제 2 전극층 중 어느 하나인 반사 전극층에 의해 반사되는 과정 등을 거쳐서 제 1 및 제 2 전극층 중 다른 하나인 투명 전극층측으로 방출될 수 있다. 필요하다면, 유기물층은 발광 유닛을 2개 이상 포함할 수 있다. 이러한 경우에 적절한 발광을 위하여 각 발광 유닛들의 사이에 중간 전극층 또는 전하발생층이 추가로 존재할 수 있다. 발광 유닛을 형성할 수 있는 유기 소재는 다양하게 알려져 있으며, 이러한 소재는 모두 본 출원에서 적용될 수 있다.

유기층은, 발광 유닛에 추가로 상기 중간 전극층, 전하 발생층(CGL; Charge Generating Layer), 전자 주입층, 정공 저지층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층 또는 그 외의 다른 층 등을 추가로 포함할 수 있다. 발광 유닛을 포함한 상기와 같은 층들을 형성하는 소재, 형성 방법 및 유기물층 내에서의 상기 각 구성의 위치 등은 공지이며, 이러한 공지의 사항은 모두 본 출원에 적용될 수 있다.

본 출원인들은 상기와 같은 유기층에 일정 수준의 복굴절이 존재하고, 이러한 복굴절이 유기발광장치의 성능을 저해한다는 점을 확인하였다. 즉, 제품에 따라 차이가 있으나, 상기 유기발광장치에서 소자 영역의 유기층은 통상 두께 방향의 위상차가 -100 nm 내지 -10 nm의 범위 내에 있다. 상기에서 두께 방향의 위상차는 후술하는 수식 B에 의해 측정되는 값이다.

유기층의 상부에는 이방성 배리어 적층체가 존재한다. 이러한 적층체는 수분 등의 외부 요인에 취약한 유기층을 보호하면서, 유기층 내에 존재하는 복굴절을 보상하여 유기발광장치의 성능을 개선할 수 있다.

이방성 배리어 적층체는 배리어층을 포함한다. 본 명세서에서 용어 배리어층은, 수분 또는 습기와 같이 유기물층 등의 소자의 성능에 나쁜 영향을 줄 수 있는 외부 인자의 침투를 차단, 억제 또는 완화할 수 있는 층일 수 있다. 예를 들어, 배리어층은, WVTR(water vapor transmission rate, WVTR)이 10^-4 g/m²/day 이하인 층일 수 있다. 본 명세서에서 WVTR은, 40? 및 90% 상대 습도 조건에서 측정기(예를 들면, PERMATRAN-W3/31, MOCON, Inc.)를 사용하여 측정될 수치일 수 있다.

배리어층은 수분 및 산소 등의 외부 인자의 침투를 완화, 방지 또는 억제할 수 있는 것으로 알려진 소재를 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 소재로는, In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni 등의 금속; TiO, TiO₂, Ti₃O₃ _,Al₂O₃, MgO, SiO, SiO₂, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe₂O₃, Y2O₃, ZrO₂, Nb₂O₃ 및, CeO₂및 등의 산화물; SiN 등의 질화물; SiON 등의 산질화물; 또는 MgF₂, LiF, AlF₃ 및 CaF₂ 등의 불화물 등이나 기타 흡수율 1% 이상인 흡수성 재료나 흡수 계수 0.1% 이하인 방습성 재료 등으로 알려진 재료들이 포함될 수 있다. 상기와 같이 산화물, 질화물, 산질화물 또는 불화물 등은 금속 도는 비금속의 산화물, 질화물, 산질화물 또는 불화물일 수 있다.

배리어층의 두께는 목적 용도에 따른 효과에 따라 결정될 수 있고, 그 범위는 특별히 제한되지 않으나, 하나의 예시에서 약 10 nm 내지 100 nm, 10 nm 내지 90 nm, 10 nm 내지 80 nm, 10 nm 내지 70 nm, 10 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 50 nm 또는 20 nm 내지 50 nm의 범위 내일 수 있다.

배리어층은 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 단층 구조에 비하여 다층 구조로 형성하는 것이 배리어층의 성능을 확보하는 것에 유리할 수 있다. 다층 구조인 경우에 각층은, 동종 또는 이종의 배리어층이 적층된 구조를 포함할 수 있다.

다층 구조의 배리어층은, 적어도 제 1 서브층과 제 2 서브층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 각 층간의 계면 밀착성 또는 배리어층과 다른 층간의 계면 밀착성와 배리어성 등을 고려하여 제 1 및 제 2 서브층의 두께가 조절될 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 서브층의 두께는 모두 10 nm 이하, 9 nm 이하, 8 nm 이하, 7 nm 이하, 6 nm 이하, 5 nm 이하, 4 nm 이하, 3 nm 이하 또는 2 nm 이하의 범위에서 조절될 수 있다. 서브층의 두께의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 상기 서브층은 그 두께가 얇을수록 상기 계면 밀착성이나 배리어성 및 굴절률 조절 등에 대한 기여도가 증가하지만, 상기 서브층의 두께가 얇아지면, 목적 두께에 도달하기 위하여 필요한 공정수가 증가할 수 있다. 따라서, 상기 서브층 두께의 하한은 목적하는 두께 등을 고려하여 적정 범위로 설정할 수 있고, 예를 들면, 약 0.1 nm 이상의 범위에서 조절될 수 있다. 계면 밀착성이나, 배리어성 등을 고려하여, 다층 구조의 배리어층에 포함되는 모든 서브층의 두께는 상기 범위 내에서 조절될 수 있다. 이러한 경우에 배리어층은 두께가 10 nm, 9 nm, 8 nm, 7 nm, 6 nm 또는 5 nm를 초과하는 서브층은 포함하지 않을 수 있다.

배리어층 내에 포함되는 서브층의 수는 특별히 제한되지 않고, 서브층의 두께와 목적하는 배리어층의 두께에 따라 결정될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 배리어층은, 2개 내지 50개의 서브층을 포함할 수 있다. 상기 범위에서 서브층은 4개 이상, 6개 이상, 8개 이상 또는 10개 이상 포함될 수 있다. 또한, 상기 범위 내에서 서브층은 45개 이하, 40개 이하, 35개 이하, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하 또는 15개 이하로 포함될 수 있다. 배리어층이 3개 이상의 서브층을 포함하는 경우에 각 서브층은 모두 상기 제 1 또는 제 2 서브층일 수 있고, 그 외에 제 3 서브층 또는 그 이상의 서브층도 포함할 수 있다.

서브층은 다양한 재료로 형성할 수 있으나, 예를 들면 전술한 산화물, 질화물, 산질화물 또는 불화물 등을 사용하여 형성할 수 있다.

배리어층 또는 상기 배리어층을 형성하는 각 서브층은, 공지의 방식을 통해 형성할 수 있으나, ALD(Atomic Layer Deposition) 방식으로 형성하는 것이 유리하다. ALD 방식은, 예를 들면, 유기금속과 같은 전구체와 물과 같은 전구체를 번갈아 피착 표면상에 증착시키는 과정을 포함하고, 이 과정에서 상기 전구체들의 단층(monolayer)이 번갈아 형성되면서 상호 반응하여 배리어층이 형성될 수 있다. 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 용어 ALD층은 ALD 방식으로 형성된 배리어층을 의미할 수 있다.

ALD 방식 외에 적용될 수 있는 배리어층 또는 서브층의 형성 방식으로는, 스퍼터링(sputtering), PLD(Pulsed Laser Deposition), 전자빔 증착(Electron beam evaporation), 열증착(thermal evaporation) 또는 L-MBE(Laser Molecular Beam Epitaxy) 등과 같은 PVD(physical Vapor Deposition) 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy), iCVD(initiated chemical vapor deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 방식이 예시될 수 있다. 필요한 경우에 상기 방식 중에서 사용 소재에 따라 적절한 방식을 선택함으로써 배리어층의 성능을 극대화할 수 있다.

배리어 적층체는 상기 배리어층과 함께 양의 일축성 보상층을 포함한다. 본 출원에서 용어 일축성 보상층은, Nx, Ny 및 Nz 중에서 어느 2개의 수치가 실질적으로 동일하고, 나머지 1개가 상기 수치와는 상이한 경우를 의미할 수 있다. 상기에서 실질적으로 동일하다는 것은, 광학적인 관점에서 상기 실질적으로 동일한 수치간의 차이에 의해 발생하는 복굴절의 영향을 무시할 수 있을 정도의 동일을 의미하는 것으로서, 상기와 같은 범위라면 양자간에 어느 정도의 수치상의 차이가 있는 경우도 상기 실질적 동일의 범주에 포함될 수 있다.

상기에서 Nx는 상기 보상층의 면상에서 지상축 방향, 즉 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향에서의 굴절률이고, Ny는 상기 Nx의 방향과 수직하는 면상의 방향이며, Nz는 상기 Nx의 방향과 Ny의 방향 모두와 수직하는 방향을 의미한다. 본 출원에서 상기 양의 일축성 보상층은, Nx와 Ny가 실질적으로 동일한 범위이고, Nz가 Ny에 비하여 큰 위상차층을 의미할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 보상층은, 550 nm의 파장의 광에 대한 면상 위상차가 0 nm 내지 5 nm 또는 0 내지 3 nm 또는 0 nm 내지 2 nm의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 보상층은 두께 방향 위상차는 550 nm의 파장의 광에 대한 두께 방향 위상차가 상기 수식 1을 만족할 수 있다. 이와 같은 수식 1을 만족하는 두께 방향 위상차를 가짐으로써, 상기 적층체는 유기층에서 존재하는 복굴절을 효과적으로 보상하여 제품의 성능을 개선할 수 있다. .

상기에서 면상 위상차는 하기 수식 A에 의해 계산되는 수치이고, 두께 방향 위상차는 하기 수식 B에 의해 계산되는 수치이다.

[수식 A]

Rin = d × (Nx - Ny)

[수식 B]

Rth = d × (Nz - Ny)

수식 A 및 B에서 Rin은 면상 위상차이고, Rth는 두께 방향 위상차이며, Nx는 상기 보상층의 면상에서 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향(지상축 방향)의 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률이고, Ny는 상기 지상축 방향과 수직하는 면상 방향의 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률이며, Nz는 상기 Nx 및 Ny의 방향 모두와 수직하는 방향의 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률이다. 상기에서 면상 방향은 보상층의 표면과 수평한 방향을 의미한다.

보상층으로는 상기와 같은 특성을 가지는 다양한 소재가 사용될 수 있고, 예를 들면, 액정 필름 또는 고분자 필름이 사용될 수 있다.

상기에서 액정 필름은 소위 RM(Reactive Mesogen)으로 불리우는 중합성의 액정 화합물이 중합되어 형성된 액정 고분자 필름을 의미한다. 예를 들어, 봉상 형태의 소위 네마틱 액정 화합물이나 원반 형태의 소위 디스코틱 액정 화합물을 목적하는 위상차를 고려하여 배향시킨 상태에서 중합시킴으로써 상기 액정 필름을 제조할 수 있다. 따라서, 상기 액정 필름은, 네마틱 액정 화합물 또는 디스코틱 액정 화합물을 포함하는 액정 고분자 필름일 수 있다.

고분자 필름으로는 예를 들어 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 광투과성의 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 필름일 수 있다. 또한, 광학 이방성을 가지는 한, 무연신의 고분자 필름도 상기 고분자 필름으로 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 고분자 필름으로는 광투과율이 70% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상이고, 흡수제 캐스트 방식으로 제조되는 필름을 사용할 수 있다. 고분자 필름은 통상, 균질한 연신 필름의 생성 가능성을 고려하여, 두께가 3 mm 이하, 1 ㎛ 내지 1 mm 또는 5 ㎛ 내지 500 ㎛ 정도인 필름을 사용할 수 있다.

고분자 필름의 예로는, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 폴리노르보넨 필름 등의 고리형 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP) 필름, 폴리카보네이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리설폰 필름, 폴리아크릴레이트 필름, 폴리비닐알코올 필름 또는 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 등의 셀룰로오스 에스테르 폴리머 필름이나, 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 필름 등이 예시될 수 있다.

보상층의 두께는 사용되는 소재 및 목적하는 위상차를 고려하여 결정될 수 있고, 그 범위는 특별히 제한되는 것은 아니다.

상기와 같은 이방성 배리어 적층체는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 적층체는 도 2와 같이 상기 보상층(201) 및 상기 보상층(201)의 일면에 형성된 배리어층(202)을 포함할 수 있다. 이러한 구조에서 상기 보상층은 통상 고분자 필름일 수 있고, 그 고분자 필름의 표면에 상기 ALD 등의 방식으로 배리어층을 형성하여 상기 적층체를 제조할 수 있다.

다른 예시에서 상기 적층체는, 도 3과 같이 기재층(301), 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층(201) 및 그 기재층(301)의 다른 면에 형성되어 있는 배리어층(202)을 포함할 수 있다. 상기에서 기재층(301)으로는 광학적으로 등방성이거나 이방성인 고분자 필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 기재층(301)의 일면에는 상기 광학적으로 이방성인 고분자 필름을 부착하거나, 혹은 코팅 등의 방식으로 액정 고분자층을 형성하여 상기 보상층을 제조하고, 다른 면에는 ALD 방식 등의 방식으로 배리어층을 형성하여 상기 적층체를 제조할 수 있다.

또한, 적층체는 다른 예시에서 도 4 및 5에 나타난 바와 같이 기재층(301); 및 상기 기재층(301)의 일면에 형성되어 있는 보상층(201) 및 그 보상층(201)의 상부에 형성되어 있는 배리어층(202)을 포함하거나, 반대로 기재층(301); 및 상기 기재층(301)의 일면에 형성되어 있는 배리어층(202) 및 그 배리어층(202)의 상부에 형성되어 있는 보상층(203)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기재층(301)의 일면에는 상기 광학적으로 이방성인 고분자 필름을 부착하거나, 혹은 코팅 등의 방식으로 액정 고분자층을 형성하고, 다시 그 보상층의 상부에 ALD 방식 등의 방식으로 배리어층을 형성하는 방식이나, 상기 배리어층을 먼저 형성하고 다시 보상층을 형성하는 방식으로 상기 적층체를 제조할 수 있다.

보상층이 액정 필름인 경우에는 상기 보상층과 인접하는 위치, 예를 들면, 도 3 및 4에서 기재층(301)과 보상층(201)의 사이, 도 5에서 배리어층(202)과 보상층(201)의 사이에는 적절한 배향막이 존재할 수도 있다.

상기 적층체는 추가 층으로서 하드코팅층을 포함할 수 있다. 하드코팅층은, 적층체를 외부에서 가해지는 물리적 충격으로부터 보호할 수 있는 경질(hard)의 층일 수 있고, 이러한 하드코팅층은 공지의 소재를 사용하여 형성할 수 있다.

하드코팅층은, 예를 들면, 500 g의 하중 하에서의 연필 경도가 1H 이상 또는 2H 이상인 층일 수 있다. 연필 경도는, 예를 들면, KS G2603에서 규정된 연필심을 사용하여 ASTM D 3363 규격에 따라 측정할 수 있다.

하드코팅층은, 예를 들면, 고경도의 수지층일 수 있다. 상기 수지층은, 예를 들면, 상온경화형, 습기경화형, 열경화형 또는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있고, 하나의 예시에서는, 열경화형 또는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물, 또는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 하드코팅층의 설명에서 「경화된 상태」란, 상기 각 수지 조성물에 포함되는 성분들이 가교 반응 또는 중합 반응 등을 거쳐서 수지 조성물이 하드(hard)한 상태로 전환된 경우를 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 상온경화형, 습기경화형, 열경화형 또는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물은, 상기 경화 상태가 상온 하에서 유도되거나, 혹은 적절한 습기의 존재 하, 열의 인가 또는 활성 에너지선의 조사에 의해서 유도될 수 있는 조성물을 의미할 수 있다.

이 분야에서는 경화된 상태에서 전술한 범위의 연필 경도를 만족할 수 있는 다양한 수지 조성물이 알려져 있고, 평균적 기술자는 적합한 수지 조성물을 용이하게 선택할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 수지 조성물은, 주재로서 아크릴 화합물, 에폭시 화합물, 우레탄계 화합물, 페놀 화합물 또는 폴리에스테르 화합물 등을 포함할 수 있다. 상기에서 「화합물」은, 단량체성, 올리고머성 또는 중합체성 화합물일 수 있다.

하나의 예시에서는, 상기 수지 조성물로서, 투명성 등의 광학적 특성이 우수하고, 황변 등에 대한 저항성이 탁월한 아크릴 수지 조성물, 바람직하게는 활성 에너지선 경화형 아크릴 수지 조성물을 사용할 수 있다. 이러한 아크릴 조성물은, 예를 들면, 활성 에너지선 중합성의 중합체 성분과 반응성 희석용 단량체를 포함할 수 있다.

상기와 같은 수지 조성물을 적절한 방식으로 코팅하고, 경화시켜서 상기 하드코팅층을 형성할 수 있다.

하드코팅층의 두께는 목적하는 경도에 따라서 조절되는 것으로 그 구체적인 범위는 특별히 제한되지 않는다.

유기발광장치는 상기와 같은 적층체 상에 형성되어 있는 원편광판을 또한 포함할 수 있다. 원편광판으로는 반사 방지 및 시인성 등의 확보를 위하여 통상 적용되고 있는 원편광판을 사용할 수 있다. 일반적으로 원편광판은, 선편광자와 그 선편광자의 일측에 배치되는 위상차 필름으로서, 1/4 파장의 위상 지연 특성을 가지는 필름을 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 1/4 파장의 위상 지연 특성은 입사광의 파장을 그 광의 파장의 1/4배만큼 지연시킬 수 있는 층이고, 이러한 층은 광학 필름의 분야에서 다양하게 알려져 있다.

유기발광장치는, 상기 구성 외에도 공지의 다른 구성, 예를 들면, 상기 원편광판에 상부에 형성되는 터치 패널, 상기 유기발광장치는 보호하는 캡슐제(encapsulant) 등의 추가 구성을 포함할 수 있다.

본 출원은 또한 이방성 배리어 적층체에 대한 것이다. 상기 적층체는 유기발광장치에서 유기층을 보호하면서, 유기층 내에 존재하는 복굴절을 보상하여 유기발광장치의 성능을 개선할 수 있는 상기 유기발광장치용 이방성 배리어 적층체일 수 있다.

상기 적층체의 구체적인 내용은 상기에서 기술한 바와 같다. 즉 상기 적층체는 배리어층; 및 그 배리어층의 일면에 형성된 일축성 보상층을 포함할 수 있고, 상기 배리어층과 위상층에 대해서는 이미 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

상기 적층체의 구조는, 이미 기술한 바와 같이. 도 2와 같은 상기 보상층(201) 및 상기 보상층(201)의 일면에 형성된 배리어층(202)을 포함하는 구조, 도 3과 같은, 기재층(301), 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층(201) 및 그 기재층(301)의 다른 면에 형성되어 있는 배리어층(202)을 포함하는 구조, 도 4 또는 5와 같은 기재층; 상기 기재층(301)의 일면에 형성되어 있는 보상층(201) 및 그 보상층(201)의 상부에 형성되어 있는 배리어층(202)을 포함하거나, 기재층(301); 및 상기 기재층(301)의 일면에 형성되어 있는 배리어층(202) 및 그 배리어층(202)의 상부에 형성되어 있는 보상층(203)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.

상기 적층체는 이미 기술한 바와 같은 하드코팅층도 추가로 포함할 수 있다.

본 출원은 또한 상기 유기발광장치의 용도에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는, 예를 들면, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 백라이트, 조명, 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 표시장치, 면상발광체의 광원, 디스플레이, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 본 출원은, 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 상기 조명 장치 또는 기타 다른 용도에 상기 유기발광소자가 적용될 경우에, 상기 장치 등을 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 유기발광소자가 사용되는 한, 해당 분야에 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.

101: 기판
1021: 제 1 전극층
1022: 유기층
1023: 제 2 전극층
104: 적층체
105: 원편광판
201: 보상층
202: 배리어층
203: 기재층

Claims

기판;
상기 기판상에 형성되어 있고, 제 1 전극층, 적어도 발광층을 포함하는 유기층; 및 제 2 전극층을 포함하는 소자 영역;
상기 소자 영역 상에 형성되어 있고, 배리어층과 상기 배리어층의 상부 또는 하부에 형성되어 있는 보상층을 포함하는 이방성 배리어 적층체; 및
상기 적층체 상에 형성되어 있는 원편광판을 포함하며,
상기 보상층은 두께 방향 위상차가 하기 수식 1을 만족하는 유기발광장치:
[수식 1]
-1×A ≤ R ≤ -1×A + 150 nm
수식 1에서 A는 상기 소자 영역의 유기층의 두께 방향 위상차이고, R은 상기 보상층의 두께 방향 위상차이다.
제 1 항에 있어서, 기판은 플렉서블 기판인 유기발광장치.
제 1 항에 있어서, 소자 영역의 유기층은 550 nm 파장의 광에 대한 두께 방향의 위상차가 -100 nm 내지 -10 nm의 범위 내에 있는 유기발광장치.
제 1 항에 있어서, 배리어층은, 금속, 산화물, 질화물, 산질화물 또는 불화물을 포함하는 유기발광장치.
제 1 항에 있어서, 보상층은 양의 일축성을 가지는 유기발광장치.
제 1 항에 있어서, 보상층은 면상 위상차가 0 내지 5nm의 범위 내에 있는 유기발광장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 보상층은 액정 필름 또는 고분자 필름인 유기발광장치.
제 1 항에 있어서, 이방성 배리어 적층체는 하드코팅층을 추가로 포함하는 유기발광장치.
배리어층; 및 상기 배리어층의 일면상에 형성된 일축성 보상층을 포함하며, 상기 보상층의 두께 방향 위상차가 하기 수식 1을 만족하는 유기발광장치용 이방성 배리어 적층체:
[수식 1]
-1×A ≤ R ≤ -1×A + 150 nm
수식 1에서 A는 상기 유기발광장치의 소자 영역의 유기층의 두께 방향 위상차이고, R은 상기 보상층의 두께 방향 위상차이다.
제 10 항에 있어서, 기재층, 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층 및 상기 기재층의 다른 면에 형성되어 있는 상기 배리어층을 포함하는 이방성 배리어 적층체.
제 10 항에 있어서, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 보상층 및 상기 보상층의 상부에 형성되어 있는 배리어층을 포함하는 이방성 배리어 적층체.
제 10 항에 있어서, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되어 있는 상기 배리어층 및 상기 배리어층의 상부에 형성되어 있는 상기 보상층을 포함하는 이방성 배리어 적층체.
제 1 항의 유기발광장치를 포함하는 디스플레이 장치.
제 1 항의 유기발광장치를 포함하는 조명 기기.