KR101999294B1 - 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents
유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 평탄층의 형성 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 금속산화물 재료를 포함하는 산란층을 포함하고, 상기 금속산화물 재료는 상호 혼합된 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 상기 제1 금속산화물보다 큰 비표면적을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
이를 위해, 본 발명은, 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 금속산화물 재료를 포함하는 산란층을 포함하고, 상기 금속산화물 재료는 상호 혼합된 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 상기 제1 금속산화물보다 큰 비표면적을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
Description
본 발명은 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 평탄층의 형성 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
일반적으로, 발광장치는 크게 유기물을 이용하여 발광층을 형성하는 유기 발광장치와 무기물을 이용하여 발광층을 형성하는 무기 발광장치로 구분할 수 있다. 이중, 유기 발광장치를 이루는 유기발광소자는 전자주입전극(cathode)으로부터 주입된 전자와 정공주입전극(anode)으로부터 주입된 정공이 유기 발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 이 엑시톤이 에너지를 방출하면서 발광하는 자체 발광형 소자로서, 저전력 구동, 자체발광, 넓은 시야각, 높은 해상도와 천연색 실현, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있다.
최근에는 이러한 유기발광소자를 휴대용 정보기기, 카메라, 시계, 사무용기기, 자동차 등의 정보 표시 창, 텔레비전, 디스플레이 또는 조명용 등에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상술한 바와 같은 유기발광소자의 발광 효율을 향상시키기 위해서는 발광층을 구성하는 재료의 발광 효율을 높이거나 발광층에서 발광된 광의 광추출 효율을 향상시키는 방법이 있다.
이때, 광추출 효율은 유기발광소자를 구성하는 각 층들의 굴절률에 의해 좌우된다. 일반적인 유기발광소자의 경우, 발광층으로부터 방출되는 광이 임계각 이상으로 출사될 때, 애노드인 투명전극층과 같이 굴절률이 높은 층과 기판유리와 같이 굴절률이 낮은 층 사이의 계면에서 전반사를 일으키게 되어, 광추출 효율이 낮아지게 되고, 이로 인해, 유기발광소자의 전체적인 발광 효율이 감소되는 문제점이 있었다.
이를 구체적으로 설명하면, 유기발광소자는 발광량의 20%만 외부로 방출되고, 80% 정도의 빛은 기판유리와 애노드 및 정공 주입층, 전공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 유기 발광층의 굴절률 차이에 의한 도파관(wave guiding) 효과와 기판유리와 공기의 굴절률 차이에 의한 전반사 효과로 손실된다. 즉, 내부 유기 발광층의 굴절률은 1.7~1.8이고, 애노드로 일반적으로 사용되는 ITO의 굴절률은 약 1.9이다. 이때, 두 층의 두께는 대략 200~400㎚로 매우 얇고, 기판유리의 굴절률은 1.5이므로, 유기발광소자 내에는 평면 도파로가 자연스럽게 형성된다. 계산에 의하면, 상기 원인에 의한 내부 도파모드로 손실되는 빛의 비율이 약 45%에 이른다. 그리고 기판유리의 굴절률은 약 1.5이고, 외부 공기의 굴절률은 1.0이므로, 기판유리에서 외부로 빛이 빠져 나갈 때, 임계각 이상으로 입사되는 빛은 전반사를 일으켜 기판유리 내부에 고립되는데, 이렇게 고립된 빛의 비율은 약 35%에 이르기 때문에, 불과 발광량의 20% 정도만 외부로 방출된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 소실되는 80%의 빛을 외부로 끌어내는 광추출층에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 여기서, 광추출층은 크게 내부 광추출층과 외부 광추출층으로 나뉜다. 이때, 외부 광추출층의 경우에는 다양한 형태의 마이크로 렌즈를 포함하는 필름을 기판 외부에 설치함으로써, 광추출 효과를 얻을 수 있는데, 마이크로 렌즈의 형태에 크게 구애 받지 않은 특성이 있다. 또한, 내부 광추출층은 광도파모드로 소실되는 빛을 직접적으로 추출함으로써, 외부 광추출층에 비해 효율증대 가능성이 훨씬 높은 장점이 있다. 이때, 내부 광추출층은 굴절률이 서로 다른 물질을 혼합함으로써, 광산란 효과를 극대화할 수 있으나 이를 위해서는 이들 물질에 광이 인식할 수 있는 크기의 산란체가 혼합되어 있어야 한다. 또한, 유기발광소자의 수명을 위해서는 투명전극이 증착되는 내부 광추출층의 표면은 평탄해야 한다. 즉, 유기발광소자의 효율적인 광추출을 위해, 기판과 투명전극 사이에 산란층인 내부 광추출층을 삽입하게 되는데, 이때, 투명전극의 안정성은 유기발광소자에서 매우 중요하다. 내부 광추출층의 표면조도로 인한 투명전극의 불균일성, 예컨대, 면저항의 불균일, 두께의 불균일, 첨점의 존재 등은 유기발광소자의 수명단축으로 직결되므로, 내부 광추출층 상에 투명전극을 형성하기 직전의 내부 광추출층의 표면조도는 가장 신경 써야 할 부분 중 하나이다. 특히, 조명용 유기발광소자의 경우에는 소자의 면적이 중요하며, 투명전극의 고평탄도가 보장되지 않으면, 유기발광소자는 빠른 시간 내에 열화될 것이다. 이에 따라, 내부 광추출층을 사용하는 경우, 내부 광추출층과 투명전극 사이에 평탄층이 필요한 경우가 대부분이나, 통상의 평탄층으로는 산란 기능이 없는 소재가 대부분 사용된다. 이와 같이, 산란 기능이 없는 소재로 평탄층이 형성되면, 발광층으로부터 내부 광추출층까지의 거리를 멀어지게 하여, 에바네센트 파(evanescent wave)의 형태로 전개되는 발광 다이폴이 내부 광추출층에 도달하기 어렵하고, 이는, 결국, 유기발광소자의 광추출 효율을 떨어뜨리는 결과를 초래하게 된다.
도 10은 평탄층의 두께가 광추출 효율에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 통상적으로, 원하는 수준의 평탄도를 얻기 위해서는 평탄층의 두께를 500㎚ 이상으로 형성하게 되는데, 이 경우, 광추출 효율은 평탄층이 없을 때에 비해 0.2배 이상 감소하게 된다. 여기서, 도 10의 시뮬레이션 결과는 최적화된 내부 광추출층을 대상으로 평탄층을 형성한 한정된 결과로, 일반적인 상태에서는 평탄층의 두께가 두꺼워질수록 광추출 효율 감소는 훨씬 더 크게 나타날 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 평탄층의 형성 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판 상에 형성되는 산란층을 포함하되, 상기 금속산화물 재료는 상호 혼합된 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 상기 제1 금속산화물보다 큰 비표면적을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판을 제공한다.
상기 산란층과 유기발광소자 사이에 형성되도록 상기 산란층 상에 형성되고, 상기 제1 금속산화물 및 상기 제2 금속산화물의 혼합물보다 비표면적이 큰 제3 금속산화물을 포함하는 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 금속산화물은 동일 화학적 조성을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 금속산화물은 루틸 또는 아나타제 결정상의 TiO2일 수 있다.
상기 제1 금속산화물은 제1 응집체들을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 제2 응집체들을 포함하고, 상기 제3 금속산화물은 제3 응집체들을 포함할 수 있다. 상기 제1 응집체들은 상기 제2 응집체들 및 상기 제3 응집체들과 결정 습성(crystal habit)이 서로 다르고, 상기 제3 응집체들과 상기 제2 응집체들은 결정 습성이 서로 같을 수 있다.
한편, 본 발명은, 제1 금속산화물과 상기 제1 금속산화물보다 비표면적이 큰 제2 금속산화물을 혼합하여 분산액을 제조하는 분산액 제조단계; 및 베이스 기판 상에 상기 분산액을 코팅하여 산란층을 형성하는 산란층 형성단계를 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기의 유기발광소자용 광추출 기판을, 발광된 빛이 외부로 방출되는 경로 상에 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명에 따르면, 산란층의 표면조도를 완화시키기 위해 산란층과 평탄층 사이에 캡핑층을 구비함으로써, 평탄층의 형성 두께를 획기적으로 줄일 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자와 산란층 사이의 거리를 최소화하여, 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 산란층과 평탄층 사이에 형성되는 캡핑층을 통해, 평탄층의 평탄도를 더욱 향상시킬 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자의 소자 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 산란층이 덴드라이트 결정 습성을 갖는 TiO2를 포함함으로써, 빛을 산란시킬 수 있는 크기의 부정형 기공을 내부에 다수 개 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 산란층에 포함되는 광 산란 입자가 다중 굴절률을 갖는 코어-쉘 구조로 이루어지고, 특히, 코어가 중공으로 이루어짐으로써, 유기발광소자의 광추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 및 이를 빛이 방출되는 경로 상에 구비하는 유기발광소자를 개략적으로 나타낸 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 비교 예1에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예1에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시 예2에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 6은 제1 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체에 대한 입도분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7는 제2 금속산화물 및 제3 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체에 대한 입도분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발과소자용 광추출 기판 제조방법에서 제1 분산액을 전자현미경으로 촬영한 사진이고, 도 9는 제2 분산액을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 10은 평탄층의 두께가 광추출 효율에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 비교 예1에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예1에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시 예2에 따른 유기발광소자용 광추출 기판의 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 6은 제1 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체에 대한 입도분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7는 제2 금속산화물 및 제3 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체에 대한 입도분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발과소자용 광추출 기판 제조방법에서 제1 분산액을 전자현미경으로 촬영한 사진이고, 도 9는 제2 분산액을 전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 10은 평탄층의 두께가 광추출 효율에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판, 그 제조방법 및 이를 포함하는 유기발광소자에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판(100)은 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 경로 상에 배치되어 유기발광소자(10)의 광추출 효율을 향상시키는 기판이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판(100)은 유기발광소자(10)를 외부 환경으로부터 보호하는 기판이다. 이때, 유기발광소자(10)는 조명장치의 광원으로 사용될 수 있다.
여기서, 구체적으로 도시하진 않았지만, 유기발광소자(10)는 본 발명의 실시 예에 따른 광추출 기판(100) 및 유기발광소자(10)에 대한 인캡슐레이션을 위해 이와 대향되게 위치되는 후면기판 사이에 배치되는 투명전극인 애노드 전극, 유기 발광층 및 캐소드 전극의 적층 구조로 이루어진다. 이때, 애노드 전극은 유기 발광층으로의 정공 주입이 잘 일어나도록 일함수(work function)가 큰 금속, 예컨대, Au, In, Sn 또는 ITO와 같은 금속 또는 금속산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 캐소드 전극은 유기 발광층으로의 전자 주입이 잘 일어나도록 일함수가 작은 Al, Al:Li 또는 Mg:Ag의 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 그리고 유기 발광층은 애노드 전극 상에 차례로 적층되는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 유기발광소자(10)가 조명용 백색 유기발광소자로 이루어지는 경우, 예컨대, 발광층은 청색 영역의 광을 방출하는 고분자 발광층과 오렌지-적색 영역의 광을 방출하는 저분자 발광층의 적층 구조로 형성될 수 있고, 이 외에도 다양한 구조로 형성되어 백색 발광을 구현할 수 있다. 또한, 유기발광소자(10)는 텐덤(tandem) 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 유기 발광층은 복수 개로 구비되고, 전하 생성층(charge generation layer)으로 이루어지는 연결층(interconnecting layer)을 매개로 교번 배치될 수 있다.
이러한 구조에 따라, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 순방향 전압이 인가되면, 캐소드 전극으로부터 전자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 통해 발광층으로 이동하게 되고, 애노드 전극으로부터 정공이 정공 주입층 및 정공 수송층을 통해 발광층으로 이동하게 된다. 그리고 발광층 내로 주입된 전자와 정공은 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 전이하면서 빛을 방출하게 되는데, 이때, 방출되는 빛의 밝기는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 흐르는 전류량에 비례하게 된다.
이와 같이, 유기발광소자(10)의 광추출 효율 향상을 위해 채용되는 광추출 기판(100)은 베이스 기판(110), 산란층(120), 캡핑층(capping layer)(130) 및 평탄층(140)을 포함하여 형성된다. 이때, 산란층(120), 캡핑층(130) 및 평탄층(140)은, 광추출 기판(100)이 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 경로 상에 배치되는 경우, 유기발광소자(10)의 내부 광추출층(Internal Light Extraction Layer; ILEL)을 이뤄, 외부로 방출되는 광량을 증가시키는 역할을 하게 되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
베이스 기판(110)은 이의 일면에 형성되는 산란층(120), 캡핑층(130) 및 평탄층(140)을 지지하는 기판이다. 또한, 베이스 기판(110)은 유기발광소자(10)의 전방, 즉, 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 경로 상에 배치되어, 발광된 빛을 외부로 투과시킴과 아울러, 유기발광소자(10)를 외부 환경으로부터 보호하는 봉지(encapsulation) 기판으로서의 역할을 한다.
이러한 베이스 기판(110)은 투명 기판으로, 광 투과율이 우수하고 기계적인 물성이 우수한 것이면 어느 것이든 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 기판(110)으로는 열경화 또는 UV 경화가 가능한 유기필름인 고분자 계열의 물질이 사용될 수 있다. 또한, 베이스 기판(110)으로는 화학강화유리인 소다라임 유리(SiO2-CaO-Na2O) 또는 알루미노실리케이트계 유리(SiO2-Al2O3-Na2O)가 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 광추출 기판(100)을 채용한 유기발광소자(10)가 조명용인 경우, 베이스 기판(110)으로는 소다라임 유리가 사용될 수 있다. 이외에도 베이스 기판(110)으로는 금속산화물이나 금속질화물로 이루어진 기판이 사용될 수도 있다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판(110)으로 플렉서블(flexible) 기판이 사용될 수 있는데, 특히, 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리가 사용될 수 있다. 이때, 이러한 박판 유리는 퓨전(fusion) 공법 또는 플로팅(floating) 공법을 통해 제조될 수 있다.
산란층(120)은 유기발광소자(10)로부터 방출된 빛을 산란시켜, 즉, 방출되는 빛의 경로를 다변화시켜 광도파모드를 교란시키고, 이를 통해, 유기발광소자(10)의 광추출 효율을 향상시키는 역할을 하는 층이다. 이를 위해, 산란층(120)은 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 이때, 산란층(120)은 0.4~5㎛ 두께로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광추출 기판(100)이 유기발광소자(10)에 적용되는 경우, 산란층(120)은 유기발광소자(10)와 베이스 기판(110) 사이에 배치된다.
본 발명의 실시 예에서, 이러한 산란층(120)은 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물의 혼합물을 포함한다. 제1 금속산화물과 제2 금속산화물은 동일한 화학적 조성, 예컨대 TiO2의 화학적 조성을 가질 수 있다. 또한, 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물은 루틸 경정상 또는 아타나제 결정상의 TiO2일 수 있다. 이때, 제1 금속산화물과 제2 금속산화물은 루틸 결정상의 TiO2로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 제2 금속산화물은 제1 금속산화물보다 비표면적이 크다. 제1 금속산화물은 제1 응집체를 포함하고, 제2 금속산화물은 제2 응집체를 포함한다. 제1 응집체 및 제2 응집체가 동일한 화학적 조성 및 동일한 결정상을 갖더라도, 비표면적은 다르다. 그 이유는 이들 제1 응집체들과 제2 응집체들의 결정 습성(crystal habit)이 다르기 때문이다. 예컨대, 제1 금속산화물은 덴드라이트 결정 습성을 갖는 제1 응집체를 포함하고, 약 30.4㎡/g의 비표면적을 가질 수 있다. 또한, 제2 금속산화물은 로드 형상의 결정 습성을 갖는 제2 응집체를 포함하고, 약 92.8㎡/g의 비표면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 동일한 루틸 결정상의 TiO2로 이루어진 제1 금속산화물과 제2 금속산화물의 혼합물인 산란층(120)은 제1금속산화물과 제2금속산화물의 비율에 따라 30.4m2/g보다는 크고 92.8m2/g보다는 작은 비표면적을 가질 수 있고, 예컨대, 대략 50㎡/g의 비표면적을 가질 수 있다. 비표면적은 Gas Adsorption Analyzer (Macsorb HM Model-1208)을 이용하여 측정하였다.
한편, 제1 응집체들은 30~50nm 크기의 TiO2 나노입자들이 응집되어 형성되고, 제2 응집체들도 30~50nm 크기의 TiO2 나노입자들이 응집되어 형성될 수 있다. 도 6의 입도 분석 결과와 같이, 제1 응집체의 크기는 0.04~2.7㎛의 크기를 가질 수 있다. 또한, 도 7의 입도 분석 결과와 같이, 제2 응집체의 크기는 0.035~2.7㎛의 크기를 가질 수 있다. 여기서, 응집체의 크기는 Malvern 사의 PSA(Particle Size Analyzer, 모델명: Mastersizer 2000)을 사용하여 측정하였다. 그러나, 응집 프로세스가 달라, 전술한 바와 같이 제1 응집체들과 제2 응집체들은 형상이 달라진다.
이와 같이, 제1 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체들 및 제2 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체들, 즉, 산란층(120)을 이루는 TiO2의 응집체들이 다양한 형태로 형성되면, 광 산란 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
한편, 구체적으로 도시하진 않았지만, 산란층(120)은 제1 광 산란체로서, 다수의 기공을 포함한다. 여기서, 산란층(120)은 덴드라이트 형상의 TiO2를 포함하여, 다공성 구조를 이루게 된다. 그러므로, 산란층(120) 형성 시, TiO2가 소성되는 과정에서, 산란층(120)의 내부에는 빛의 산란을 발생시킬 수 있는 정도의 크기를 갖는 다수의 기공, 다시 말해, 굴절률이 1인 다수의 기공이 자연 발생적으로 형성된다. 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물을 이루는 TiO2의 응집체들이 덴드라이트 형상, 그리고 로드 형상으로 이루어짐에 따라, 이들 응집체들의 사이 공간으로 정의되는 기공 또한 광 산란 효과를 극대화시킬 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
또한, 산란층(120)은 제2 광 산란체로서 다수의 광 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 다수의 광 산란 입자의 primary 파티클의 사이즈는 10~500nm일 수 있다. 제2 광 산란체는 입자 형태로 이루어진다. 이때, 다수의 제2 광 산란체는 산란층(120) 내부를 기준으로, 베이스 기판(110)과 마주하는 하측에 배열될 수 있다. 이러한 다수의 제2 광 산란체는 입자 형태로 이루어져, 기공 형태로 이루어진 다수의 제1 광 산란체와 함께 복잡한 광 산란 구조를 이루게 된다. 다수의 제2 광 산란체는 예컨대, 루틸 결정상의 TiO2에 혼합된 후, 이와 함께 베이스 기판(110) 상에 도포됨으로써, 베이스 기판(110) 상에 배열 혹은 형성될 수 있다. 또한, 다수의 제2 광 산란체는 산란층(120) 형성과는 별개의 공정을 통해, 산란층(120)보다 먼저, 베이스 기판(110) 상에 형성된 후, 산란층(120)에 의해 커버될 수 있다.
이러한 제2 광 산란체는 SiO2, TiO2, ZnO 및 SnO2를 포함하는 금속산화물 후보군 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 입자 형태로 이루어진 제2 광 산란체는 적어도 두 부분을 포함하고, 각 부분은 굴절률이 다를 수 있다. 예를 들어, 입자 형태로 이루어진 제2 광 산란체는 서로 굴절률이 다른 코어-쉘 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 코어는 중공으로 이루어질 수 있고, 쉘은 1.5~2.7의 굴절률을 나타내는 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제2 광 산란체가 코어-쉘 구조로 이루어지면, 코어와 쉘 간의 굴절률 차이를 통해, 유기발광소자로부터 방출된 빛을 외부로 추출하는 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 다수의 제2 광 산란체는 코어-쉘 구조를 갖는 입자들과 단일 굴절률을 갖는 입자들이 혼합된 형태로도 이루어질 수 있다.
산란층(120)을 이루는 루틸 결정상의 TiO2는, 굴절률이 2.5~2.7인 고굴절(high-refractive index; HRI) 금속산화물이므로, 내부에 굴절률이 1인 저굴절의 제1 광 산란체가 다수 개 형성되고, 또 다른 굴절률을 갖는 제2 광 산란체가 다수 개 형성되면, 서로 굴절률이 상이한 혹은 굴절률 차이가 극대화된 고굴절/저굴절 또는 고굴절/저굴절/고굴절과 같은 복잡한 굴절률 구조를 이루게 된다. 이러한 복잡한 굴절률 구조가 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛이 방출되는 경로 상에 배치되면, 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛의 방출 경로가 다변화되어, 유기발광소자(10)의 광추출 효율 증가는 극대화될 수 있다.
캡핑층(130)은 산란층(120) 상에 형성된다. 또한, 캡핑층(130)은 산란층(120)과 평탄층(140) 사이에 형성된다. 이러한 캡핑층(130)은 산란층(120)을 이루는 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물의 혼합물보다 비표면적이 큰 제3 금속산화물로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 제1 내지 제3 금속산화물은 동일한 화학적 조성을 가질 수 있다. 제3 금속산화물도 제3 응집체들을 포함한다. 제3 금속산화물과 제1 금속산화물은 응집체의 결정 습성이 서로 다르고, 제3 금속산화물과 제2 금속산화물은 응집체의 결정 습성이 서로 같을 수 있다. 즉, 캡핑층(130)은 로드 형상의 응집체들로 이루어진 루틸 결정상 또는 아나타제 결정상의 TiO2로 형성될 수 있다., 이에 따라, 제1 응집체들 및 제2 응집체들이 산란층(120) 내에서 밀집되는 것보다 더 조밀하게, 제3 금속산화물의 응집체(제3 응집체)가 캡핑층(130) 내에서 밀집되어, 산란층(120)의 기공률보다 캡핑층(130)의 기공률이 작게 된다. 이때, 상기 기공은 10~500㎚의 크기로 존재할 수 있고, 이러한 기공으로 인해, 산란층(120) 및 캡핑층(130)은 1~40%의 기공률을 가질 수 있다. 기공률은 FIB(Focused Ion Beam)을 이용하여 측정할 수 있다. 여기서, 기공의 크기는 기공의 가장 큰 직경의 길이를 의미한다. 캡핑층(130)을 형성하는 제3 응집체는 제 2 응집체와 마찬가지로, 0.035~2.7㎛의 크기를 가질 수 있다. 한편, 캡핑층(130)은 50~200㎚ 두께로 산란층(120) 상에 형성될 수 있다. 이와 같이, 캡핑층(130)이 산란층(120)과 동일한 루틸 결정상 또는 아나타제 결정상, 바람직하게는 루틸 결정상의 TiO2로 형성되면, 산란층(120) 상에 캡핑층(130)을 코팅할 때 코팅성이 좋은 장점을 갖는다. 또한, 캡핑층(130)이 산란층(120)과 동일한 루틸 결정상의 TiO2로 형성되면, 서로 동일한 굴절률을 나타내게 된다. 이에 따라, 캡핑층(130)과 산란층(120) 간의 계면에서의 추가적인 산란으로 인해 광 경로를 예측할 수 없게 되는 변수를 제거할 수 있다. 캡핑층(130)이 아나타제 결정상의 TiO2로 형성되면, 산란층(120)과의 굴절률이 달라질 수도 있다. 그러므로 광 경로 예측이 필요한 상황인 경우에는 산란층(120)과 동일한 굴절률을 갖는 루틸 결정상의 TiO2로 캡핑층(130)이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서, 산란층(120)과 평탄층(140) 사이에 캡핑층(130)을 형성하는 이유는 평탄층(140)의 형성 두께를 줄이기 위함이다. 통상적으로, 원하는 수준의 평탄도를 얻기 위해서는 평탄층(140)의 두께를 500㎚ 이상으로 형성하게 되는데, 이 경우, 도 10을 참조하면, 광추출 효율은 평탄층(140)이 없을 때에 비해 0.2배 이상 감소하게 된다. 이는, 평탄층(140)의 두께가 얇을수록, 그 만큼 광추출 효율이 향상됨을 의미한다. 여기서, 평탄층(140)의 형성 두께는 산란층(120)의 표면조도에 의해 결정된다. 그러므로 평탄층(140)의 형성 두께를 얇게 하기 위해서는 평탄층(140)의 두께를 500㎚ 이상으로 형성해야만 했던 경우보다 산란층(120)의 표면조도가 감소되어야 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 캡핑층(130)은 산란층(120)의 표면조도를 감소시키는 역할을 한다. 결과적으로, 캡핑층(130) 상에 평탄층(140)이 형성되는데, 캡핑층(130)의 표면조도가 산란층(120)의 표면조도보다 낮으므로, 캡핑층(130) 상에 형성되는 평탄층(140)의 형성 두께를 획기적으로 줄 일 수 있게 된다.
평탄층(140)은 캡핑층(130) 상에 형성된다. 이러한 평탄층(140)은 산란층(120) 및 캡핑층(130)과 함께 유기발광소자(10)의 내부 광추출층을 이루게 된다. 이때, 평탄층(140)의 표면은 유기발광소자(10), 구체적으로는 유기발광소자(10)의 애노드 전극과 접하게 된다. 이와 같이, 평탄층(140)의 표면이 유기발광소자(10)의 애노드 전극과 접촉을 이룸에 따라, 유기발광소자(10)의 전기적 특성 저하를 방지하기 위해, 평탄층(140)의 표면은 고 평탄면으로 이루어져야 한다. 이를 위해, 통상적인 경우 평탄층(140)은 500㎚ 혹은 800㎚ 이상 충분한 두께를 갖도록 형성되나, 본 발명의 실시 예에 따른 평탄층(140)은 캡핑층(130)으로 인해 그 형성 두께가 대폭 감소된다. 본 발명의 실시 예에서, 평탄층(140)은 산란층(120) 상에 50~200㎚ 두께로 형성되는 캡핑층(130)으로 인해, 100~300㎚ 두께로 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 평탄층(140)의 두께가 상기와 같은 범위로 줄어들 경우, 유기발광소자(10)의 광추출 효율은 0.2배 이상 향상되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 유기발광소자(10)의 광추출 효율을 극대화시키기 위해, 평탄층(140)은 캡핑층(130)과 굴절률 차이를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 이때, 캡핑층(130)과 산란층(120)은 동일한 루틸 결정상의 TiO2로 형성되어, 굴절률이 동일하므로, 결국, 평탄층(140)이 캡핑층(130)과 굴절률 차이를 가지면, 산란층(120)과도 동일한 굴절률 차이를 갖게 된다. 평탄층(140)은 유기물질 또는 무기물질로 이루어지거나 유,무기 하이브리드 물질로도 이루어질 수 있다. 평탄층(140)을 이루는 유기물질로는 1.3~1.5의 굴절률을 나타내는 PDMS(polydimethylsiloxane)가 사용될 수 있다. 또한, 평탄층(140)은 1.7~2.7의 굴절률을 나타내는 무기물질인 MgO, Al2O3, ZrO2, SnO2, ZnO, SiO2, TiO2와 같은 금속 산화물이나 고굴절 폴리머 중 선택되는 물질로 이루어질 수 있는데, 산란층(120)과 캡핑층(130)이 고굴절률의 TiO2로 이루어지므로, 이때의 선택 기준은 TiO2보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로 한정된다. 이와 같이, 유기발광소자(10)로부터 발광된 빛이 방출되는 경로에 서로 굴절률이 상이한 적층 구조의 내부 광추출층을 구비하면, 굴절률 차이를 통해 유기발광소자(10)의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판(100)은 산란층(120)과 평탄층(140) 사이에 평탄층(140)의 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 캡핑층(130)을 구비한다.
하기의 표 1은 캡핑층의 형성 유무 및 평탄층의 형성 두께에 따른 평탄층의 표면조도를 AFM(atomic force microscope)을 이용하여 측정한 결과를 나타낸 것이다.
| Rq(㎚) | Ra(㎚) | Rmax(㎚) | |
| 비교 예1 | 21.3 | 17.1 | 139.1 |
| 실시 예1 | 14.3 | 10.5 | 162.5 |
| 실시 예2 | 10.8 | 8.6 | 79.4 |
비교 예1은 도 2의 전자현미경 사진과 같이, 1.21㎛ 두께로 형성된 산란층 상에 0.86㎛ 두께로 형성된 평탄층의 표면조도 결과이고, 실시 예1은 도 3의 전자현미경 사진과 같이, 각각 1.02㎛, 100㎚ 두께로 적층된 산란층 및 캡핑층 상에 100㎚ 두께로 형성된 평탄층의 표면조도 결과이며, 실시 예2는 도 4의 전자현미경 사진과 같이, 1.2㎛, 100㎚ 두께로 적층된 산란층 및 캡핑층 상에 200㎚ 두께로 형성된 평탄층의 표면조도 결과이다. 이때, 표 1의 표면조도 측정값은 각 샘플의 5×5㎛ 면적 중 5개 지점을 측정하여 평균한 값을 나타낸 것이다.
상기의 표 1을 보면, 비교 예1의 경우, 평탄층의 표면조도(Rmax)는 139.1㎚로 측정되었다. 실시 예1은 비교 예1보다 평탄층의 두께를 대략 1/8로 줄인 경우로, 평탄층의 표면조도(Rmax)는 162.5㎚로 측정되었다. 실시 예1의 경우, 평탄층의 두께는 비교 예1보다 대폭 감소되었지만, 평탄층의 표면조도(Rmax)는 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. 실시 예2는 비교 예1보다 평탄층의 두께를 대략 1/4로 줄인 경우로, 평탄층의 표면조도(Rmax)는 79.4㎚로 측정되었다. 실시 예1 및 실시 예2와 같이, 산란층과 평탄층 사이에 캡핑층이 형성되면, 평탄층을 얇게 형성하더라도 우수한 표면조도를 가져, 결국, 평탄층의 두께를 획기적으로 줄이는 것이 가능한 것으로 확인되었다. 이와 같이, 평탄층의 두께가 줄어들게 되면, 유기발광소자와 산란층 사이의 거리 또한 줄어, 유기발광소자의 광추출 효율은 더욱 향상될 수 있다. 실제, 유기발광소자의 전방에 산란층과 평탄층의 적층구조로 이루어진 내부 광추출층이 구비된 경우는 내부 광추출층을 구비하지 않은 경우보다 광추출 효율이 대략 1.5배 증가하는 것으로 측정된 반면, 유기발광소자의 전방에 산란층/캡핑층/평탄층의 적층구조로 이루어져 유기발광소자까지의 거리가 짧아진 내부 광추출층이 구비된 경우에는 내부 광추출층을 구비하지 않은 경우보다 광추출 효율이 대략 1.8배 증가하는 것으로 측정되었다.
또한, 산란층과 평탄층 사이에 캡핑층이 형성되면, 경우에 따라서는 두꺼운 두께로 평탄층을 형성하는 경우보다 오히려 더 우수한 평탄도를 확보할 수 있기 때문에, 평탄층의 평탄도가 우수할수록 유기발광소자의 소자 안정성은 더욱 확실하게 보장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 여기서, 각 구성들의 도면부호는 도 1을 참조한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법은 분산액 제조단계(S1), 산란층 형성단계(S2), 캡핑층 형성단계(S3) 및 평탄층 형성단계(S4)를 포함한다.
먼저, 분산액 제조단계(S1)에서는 비표면적이 서로 다른 두 개의 TiO2를 혼합하여 분산액을 제조한다. 예를 들어, 분산액 제조단계(S1)에서는 제1 유기용매에 루틸 결정상 또는 아나타제 결정상, 바람직하게는 루틸 결정상의 덴드라이트 형상의 TiO2 응집체들을 분산시켜 제1 분산액을 제조한다. 이때, 제1 분산액을 제조하는 과정에서는 제1 유기용매에 TiO2를 5~60wt% 분산시키는 것이 바람직하다. 또한, 제1 분산액을 제조하는 과정에서는 제1 유기용매로 H2O를 사용하는 것이 바람직하다. 도 8의 전자현미경 사진에서 보여지는 바와 같이, 제1 분산액에서 TiO2의 응집체들은 덴드라이트 형상을 이루고 있다. 또한, 제2 유기용매에 제1 유기용매에 분산되는 루틸 결정상을 갖되, 상기 TiO2보다 큰 비표면적을 갖는 로드 형상의 TiO2 응집체들을 분산시켜 제2 분산액을 제조한다. 이때, 제2 분산액을 제조하는 과정에서는 제2 유기용매에 TiO2를 5~60wt% 분산시키는 것이 바람직하다. 또한, 제2 분산액을 제조하는 과정에서는 제2 유기용매로 EtOH를 사용하는 것이 바람직하다. 도 9의 전자현미경 사진에서 보여지는 바와 같이, 제2 분산액에서 TiO2의 응집체들은 로드 형상을 이루고 있다. 이와 같이, 분산액 제조단계(S1)에서는 제1 분산액을 제조하는 과정을 통해 만들어진 제1 분산액과 제2 분산액을 제조하는 과정을 통해 만들어진 제2 분산액을 혼합하는 혼합과정을 통해 산란층(120)으로 형성될 분산액을 제조할 수 있다. 이때, 분산액 제조단계(S1)에서는 분산액에 다수의 광 산란 입자들을 혼합할 수 있다.
다음으로, 산란층 형성단계(S2)에서는 베이스 기판(110) 상에 분산액을 코팅하여 산란층(120)을 형성한다. 이때, 산란층 형성단계(S2)에서는 바코팅, 슬롯다이, 스핀코팅, 딥핑 등과 같은 코팅방법을 통해 산란층(120)을 형성할 수 있다. 또한, 산란층 형성단계(S2)에서는 산란층(120)을 0.4~5㎛ 두께로 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 산란층(120)은, 내부에는 기공 형태로 이루어진 다수의 제1 광 산란체가 자연 발생적으로 형성되고, 분산액 제조단계(S1)에서 분산액에 혼합된 제2 광 산란체가 하측으로 배열된다.
다음으로, 캡핑층 형성단계(S3)에서는 비표면적인 상대적으로 큰 로드 형상의 TiO2를 유기용매에 분산시킨 제3 분산액, 예컨대, 제2 분산액을 제조하는 과정을 통해 제조된 제2 분산액 (상기 제2 분산액을 제3 분산액으로 사용할 수 있다) 을 산란층(120) 상에 코팅하여, 캡핑층(130)을 형성한다. 이때, 캡핑층 형성단계(S3)에서는 바코팅, 슬롯다이, 스핀코팅, 딥핑 등과 같은 코팅방법을 통해 캡핑층(130)을 형성할 수 있다. 또한, 캡핑층 형성단계(S3)에서는 캡핑층(130)을 50~200㎚ 두께로 형성할 수 있다.
마지막으로, 평탄층 형성단계(S4)에서는 캡핑층(130) 상에 평탄층(140)을 형성한다. 이때, 평탄층 형성단계(S4)에서는 바코팅, 슬롯다이, 스핀코팅, 딥핑 등과 같은 코팅방법을 통해 평탄층(140)을 형성할 수 있다. 또한, 평탄층 형성단계(S4)에서는 산란층(120) 상에 캡핑층(130)이 형성됨으로 인해 평탄층(140)을 100~300㎚ 두께로 형성할 수 있다.
평탄층 형성단계(S4)가 완료되면, 평탄층(140)의 형성 두께가 획기적으로 줄어, 유기발광소자(10)와 산란층(120) 사이의 거리가 최소화되는 유기발광소자용 광추출 기판(100)이 제조된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 유기발광소자용 광추출 기판 110: 베이스 기판 120: 산란층 130: 캡핑층 140: 평탄층 10: 유기발광소자
Claims (43)
- 베이스 기판; 및
상기 베이스 기판 상에 형성되고, 제1 금속산화물 및 제2 금속산화물의 혼합물을 포함하는 산란층을 포함하고,
상기 제2 금속산화물은 상기 제1 금속산화물보다 큰 비표면적을 갖되,
상기 제1 금속산화물은 제1 응집체들을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 제2 응집체들을 포함하고, 상기 제1 응집체들과 상기 제2 응집체들은 결정 습성이 서로 다른 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 금속산화물들은 동일한 화학적 조성을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제1항에 있어서,
상기 산란층과 유기발광소자 사이에 형성되도록 상기 산란층 상에 형성되고, 상기 제1 금속산화물 및 상기 제2 금속산화물의 혼합물보다 비표면적이 큰 제3 금속산화물을 포함하는 캡핑층을 더 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 금속산화물은 동일한 화학적 조성을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 금속산화물은 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 금속산화물은 동일한 결정상을 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 금속산화물 내지 상기 제3 금속산화물 각각은 루틸 결정상 및 아나타제 결정상 중 어느 하나의 결정상을 갖는 TiO2인 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 금속산화물은 제1 응집체들을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 제2 응집체들을 포함하고, 상기 제3 금속산화물은 제3 응집체들을 포함하고,
상기 제1 응집체들은 상기 제2 응집체들 및 상기 제3 응집체들과 결정 습성(crystal habit)이 서로 다르고, 상기 제3 응집체들과 상기 제2 응집체들은 결정 습성이 서로 같은 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 응집체는 덴드라이트 결정 습성을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제9항에 있어서,
상기 제1 응집체들의 크기는 0.04~2.7㎛인 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제8항에 있어서,
상기 제2 응집체들 및 상기 제3 응집체들은 로드(rod) 형상의 결정 습성을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제11항에 있어서,
상기 제2 응집체들 및 제3 응집체들의 크기는 0.035~2.7㎛인 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 응집체들 및 상기 제2 응집체들이 상기 산란층 내에서 밀집되어 상기 산란층 내에 기공들을 형성하고, 상기 제3 응집체들이 상기 캡핑층 내에서 밀집되어 상기 캡핑층 내에 기공들을 형성하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제13항에 있어서,
상기 산란층 및 상기 캡핑층의 기공률은 1~40%인 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제13항에 있어서,
상기 기공의 크기는 10~500㎚인 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제13항에 있어서,
상기 제1 응집체들 및 상기 제2 응집체들이 상기 산란층 내에서 밀집되는 것보다 더 조밀하게 상기 제3 응집체들이 상기 캡핑층 내에서 밀집되어, 상기 산란층의 기공률이 상기 캡핑층의 기공률보다 큰 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제13항에 있어서,
상기 산란층은 다수의 광 산란 입자를 더 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제17항에 있어서,
상기 광 산란 입자는 적어도 두 부분을 포함하고, 상기 적어도 두 부분은 굴절률이 다른 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제18항에 있어서,
상기 적어도 두 부분은,
코어, 및
상기 코어와 굴절률 차이를 가지며 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제19항에 있어서,
상기 코어는 중공으로 이루어진 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제19항에 있어서,
상기 쉘은 1.5~2.7의 굴절률을 갖는 물질로 이루어진 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제3항에 있어서,
상기 캡핑층은 50~200㎚ 두께로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제3항에 있어서,
상기 캡핑층과 상기 유기발광소자 사이에 형성되도록 상기 캡핑층 상에 형성되는 평탄층을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제23항에 있어서,
상기 평탄층은 상기 산란층 및 상기 캡핑층보다 낮은 표면 거칠기(Ra)를 갖는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제23항에 있어서,
상기 평탄층은 100~300㎚ 두께로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제23항에 있어서,
상기 평탄층은 상기 캡핑층과 굴절률 차이를 갖는 물질로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제26항에 있어서,
상기 평탄층은 유기물질, 무기물질 및 유,무기 하이브리드 물질 중 어느 하나로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제26항에 있어서,
상기 평탄층은 1.3~2.7의 굴절률을 갖는 물질로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제23항에 있어서,
상기 산란층, 상기 캡핑층 및 상기 평탄층은 상기 베이스 기판과 상기 유기발광소자 사이에 형성되어 상기 유기발광소자의 내부 광추출층을 이루는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제1항에 있어서,
상기 산란층은 0.4~5㎛ 두께로 형성되는 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판은 플렉서블 기판으로 이루어진 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제31항에 있어서,
상기 베이스 기판은 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리로 이루어진 유기발광소자용 광추출 기판.
- 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자용 광추출 기판을, 발광된 빛이 외부로 방출되는 경로 상에 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 장치.
- 제1 금속산화물과 상기 제1 금속산화물보다 비표면적이 더 큰 제2 금속산화물을 혼합하여 분산액을 제조하는 분산액 제조단계; 및
베이스 기판 상에 상기 분산액을 코팅하여 산란층을 형성하는 산란층 형성단계;
를 포함하되,
상기 제1 금속산화물은 제1 응집체들을 포함하고, 상기 제2 금속산화물은 제2 응집체들을 포함하고,
상기 제1 응집체들과 상기 제2 응집체들은 결정 습성이 서로 다른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제34항에 있어서, 상기 제1 금속산화물 및 상기 제2 금속산화물은 동일한 화학적 조성을 갖는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 삭제
- 제34항에 있어서,
상기 분산액 제조단계는,
제1 유기용매에 상기 제1 금속산화물을 분산시켜 제1 분산액을 제조하고, 제2 유기용매에 상기 제2 금속산화물을 분산시켜 제2 분산액을 제조하는 분산액 제조과정, 및
상기 제1 분산액과 상기 제2 분산액을 혼합하여 상기 분산액을 제조하는 혼합과정을 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제37항에 있어서,
상기 분산액 제조과정에서는 상기 제1 유기용매 및 상기 제2 유기용매에 상기 제1 금속산화물 및 상기 제2 금속산화물을 각각 5~60wt% 분산시키는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제37항에 있어서,
상기 제1 금속산화물 및 상기 제2 금속산화물은 루틸 또는 아나타제 결정상의 TiO2이고,
상기 제1 유기용매는 H2O이고, 상기 제2 유기용매는 EtOH인 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제34항에 있어서,
상기 산란층 형성단계에서는 상기 산란층의 두께가 0.4~5㎛가 되도록 상기 베이스 기판 상에 상기 분산액을 코팅하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제34항에 있어서,
상기 산란층 형성단계 후, 비표면적이 상대적으로 큰 상기 제2 금속산화물을 유기용매에 분산시킨 분산액을 상기 산란층 상에 코팅하여 캡핑층을 형성하는 캡핑층 형성단계를 추가적으로 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제41항에 있어서,
상기 캡핑층 형성단계에서는 상기 캡핑층의 두께가 50~200㎚가 되도록 상기 분산액을 상기 산란층 상에 코팅하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
- 제41항에 있어서,
상기 캡핑층 형성 단계의 후, 상기 캡핑층 상에 두께가 100~300㎚의 평탄층을 형성하는 평탄층 형성단계를 추가적으로 포함하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
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