KR102113946B1 - 유기 디바이스 상의 비공통 캡핑 층 - Google Patents

유기 디바이스 상의 비공통 캡핑 층 Download PDF

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Abstract

제1 방법은 제1 기판 상에 복수의 유기 발광 디바이스(OLED)를 제공하는 단계를 포함한다. OLED 각각은 투과성 상부 전극을 포함한다. 그 복수의 OLED는 OLED의 제1 부분, 및 제1 부분과 상이한 OLED의 제2 부분을 포함한다. 상기 제1 방법은 복수의 OLED의 적어도 제1 부분 위에 제1 캡핑 층을 침착시키는 단계로서, 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록 한 단계를 추가로 포함한다. 제2 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되어 있지만, 복수의 OLED의 제1 부분에 광학적으로 커플링되어 있지 않도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 침착된다.

Description

유기 디바이스 상의 비공통 캡핑 층{NON-COMMON CAPPING LAYER ON AN ORGANIC DEVICE}
본 발명은 비공통 캡핑 층을 갖는 유기 디바이스를 제조하는 방법 및 이 방법으로부터 제조된 디바이스에 관한 것이다.
유기 물질을 이용하는 광전자 디바이스는 다양한 이유로 점점 유용하게 되고 있다. 이러한 디바이스를 제조하는데 사용된 많은 물질은 비교적 저렴하므로, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비해 원가 우위 가능성이 있다. 또한, 유기 물질의 고유 특성, 예컨대 이들의 가요성은 가요성 기판상의 제조와 같은 특정 용도에 유기 물질이 잘 맞도록 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 일예는 유기 발광 디바이스(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광기전력 전지, 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED에 대해, 유기 물질은 종래의 물질에 비해 성능 우위성을 가질 수 있다. 예를 들어, 유기 방출층이 광방출하는 파장은 일반적으로 적합한 도펀트(에 의해 쉽게 조정될 수 있다.
OLED는 전압이 디바이스 전체에 인가될 때 광방출하는 유기 박막을 이용한다. OLED는 평판 디스플레이, 조명, 및 역광 조명(backlighting)과 같은 용도에 사용하기 위해 관심이 점증하는 기술이 되고 있다. 일부 OLED 물질 및 구성이 본 명세서에서 전적으로 참고 인용되어 있는 미국특허 제5,844,363호, 제6,303,238호, 및 제5,707,745호에 기재되어 있다.
인광 방출 분자에 대한 용도 하나는 풀 컬러(full color) 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 공업규격은 "포화"(saturated) 컬러로 지칭된, 특정 컬러를 방출하는데 적합한 픽셀을 필요로 한다. 구체적으로, 이들 규격은 포화 적색, 녹색, 및 청색 픽셀을 필요로 한다. 컬러는 본 기술에서 잘 알려진, CIE 좌표를 이용하여 측정될 수 있다.
녹색 방출 분자의 일예 하나는 하기 화학식 I의 구조를 가지고, Ir(ppy)으로 표시된, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐이다:
[화학식 I]
Figure 112019007444339-pat00001
본원에서 상기 도 및 이후 도에서, 본 발명자들은 질소에서 금속(여기서, Ir)에 이르는 배위 결합을 직선으로 표시한다.
본 명세서에서 사용된, 용어 "유기"는 유기 광전자 디바이스를 제조하는데 사용될 수 있는 소분자 유기 물질뿐 아니라 중합체 물질을 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의 유기 물질을 의미하고, "소분자"는 실제로 아주 클 수 있다. 소분자는 일부 환경에서 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 치환기로서 장쇄 알킬기를 이용하면 "소분자" 부류에서 분자를 제거하지 않는다. 소분자는 또한 예를 들어 중합체 골격 상의 펜던트 기로서 또는 골격 일부로서 중합체에 일체화될 수 있다. 소분자는 또한 덴드리머(dendrimer)의 코어 부분으로서 작용할 수 있으며, 덴드리머는 코어 부분 위에 세워진 일련의 화학 쉘로 이루어진다. 덴드리머의 코어 부분은 형광 또는 인광 소분자 에미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머가 소분자인 것으로 알려져 있다.
본 명세서에서 사용된, "상부(top)"는 기판에서 가장 멀리 떨어져 있는 것을 의미하며, 반면에 "하부(bottom)"는 기판에 가장 근접하여 있는 것을 의미한다. 제1 층이 제2 층 "위에 배치된" 것으로서 기술되는 경우, 제1 층은 기판으로부터 더 멀리 배치되어 있다. 제1 층이 제2 층과 "접촉되어 있는"으로 명시되지 않는 한, 제1 층과 제2 층 사이에 다른 층들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 캐소드는 다양한 유기 층이 사이에 존재하더라도, 애노드 "위에 배치된" 것으로 설명될 수 있다.
본 명세서에서 사용된, "용해 처리가능한"(solution processible)은 용액 또는 현탁액 형태로, 액체 매질 중에 용해, 분산, 또는 수송되고/되거나 그 액체 매질로부터 침착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 방출 물질의 광활성 특성에 직접 기여하는 것으로 알려져 있는 경우 리간드는 "광활성"으로 언급될 수 있다. 보조 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변형시킬 수 있지만, 방출 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는다고 알려져 있는 경우 리간드는 "보조"(ancillary)로서 언급될 수 있다.
본 명세서에서 사용되고, 당업자에게 일반적으로 이해되는 바와 같이, 제1 "최고 점유 분자 오비탈"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 오비탈"(LUMO) 에너지 준위는 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 가까울 경우 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위 "보다 크거나" "보다 높다". 이온화 포텐셜(IP)이 진공 준위에 대해 음성 에너지(negative energy)로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절대 값을 가진 IP(덜 음성인 IP)에 상응한다. 유사하게, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 더 작은 절대 값을 가진 전자 친화력(EA)(덜 음성인 EA)에 상응한다. 종래의 에너지 준위 다이어그램에 대해, 상단에서의 진공 준위(vacuum level)에 의해, 한 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일 물질의 HOMO 에너지 준위보다 크다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 이러한 디아어그램의 상단에 더 가까운 것 같다.
본 명세서에서 사용되고, 당업자에게 일반적으로 이해되는 바와 같이, 제1 일함수는 제1 일함수가 더 큰 절대 값을 가지는 경우 제2 일함수 "보다 크거나" "보다 높다". 일함수가 일반적으로 진공 준위에 대해 음성 숫자로서 측정되므로, "더 높은" 일함수는 더 음성이라는 것을 의미한다. 종래의 에너지 준위 다이어그램에 대해, 상단에서의 진공 준위에 의해, "더 높은" 일함수는 하향 방향에서 진공 준위에서 더 멀리 떨어져 있는 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일함수와 다른 관례를 따른다.
OLED에 대한 더 상세한 세부내용, 및 상기에 설명한 정의는 본 명세서에서 전적으로 원용되는, 미국특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있다.
비공통 캡핑 층을 가진 유기 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다. 제1 방법은 제1 기판 상에 복수의 유기 발광 디바이스(OLED: organic light emitting device)를 제공하는 단계를 포함한다. OLED 각각은 투과성 상부 전극을 포함한다. 복수의 OLED는 OLED의 제1 부분 및 제1 부분과 상이한 OLED의 제2 부분을 포함한다. 제1 방법은 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제1 부분 위에 제1 캡핑 층을 침착하는 단계를 추가로 포함한다. 제2 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되지만 복수의 OLED의 제1 부분에는 커플링되지 않도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 침착된다. 상기한 제1 방법에서, 제2 캡핑 층이 패턴화 마스크를 통해, 또는 더 바람직하게는 미세 금속 마스크(fine metal mask, FMM)를 통해 침착되는 것이 바람직하다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 레이저 유도 열적 이미징(LITI: laser induced thermal imaging) 또는 레이저 유도 패턴 방식 승화(LIPS: laser induced pattern-wise sublimation) 중 하나 이상을 이용하여 침착된다. "제1 방법"을 언급하는 하기 실시양태는 비공통 캡핑 층이 FMM을 통해 침착되지 않는 실시양태뿐 아니라, FMM을 통해 침착되는 비공통 캡핑 층을 포함하는 실시양태 둘 다 참조할 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기한 제1 방법은 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 제1 캡핑 층을 침착하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 블랭킷 층을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않도록 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분 위에 침착되지 않는다. 일부 실시양태에서, 복수의 OLED는 투명한 OLED이고/이거나 상부 발광 OLED이다.
일부 실시양태에서, 상기한 제1 방법 중 제1 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 위에서 일정한 제1 전체 광 경로(optical path)를 가진다. 제2 캡핑 층은 복수의 OLED의 제2 부분 위에서 일정한 제2 전체 광 경로를 포함할 수 있다. 제1 전체 광 경로와 제2 전체 광 경로는 상이하다.
일부 구체예에서, 상기한 제1 방법 중 제2 캡핑 층을 침착하는 단계는 제2 기판의 부분으로 제2 캡핑 층을 침착하고 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 제2 캡핑 층을 정렬하는 단계를 포함한다. 제2 캡핑 층은 포토리소그래피(photolithograpy), LITI, LIPS, 스탬핑, 또는 잉크젯 인쇄 중 하나 이상을 이용하여 제2 기판 위로 침착될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 정렬하는 단계는 제2 기판이 제1 기판에 결합될 때 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 배치되도록 제2 캡핑 층을 제2 기판의 부분 위로 침착하는 단계를 포함한다. 제2 캡핑 층은 제1 기판이 제2 기판엔 결합될 때 제1 캡핑 층에 광학적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 기판은 디스플레이 커버(display cover)이다.
일부 실시양태에서, 상기한 제1 방법 중 제1 캡핑 층을 침착하는 단계는 미세 금속 마스크(FMM) 및 기상 열 증착(VTE: vapor thermal evaporation)의 하나 또는 몇몇 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 어느 캡핑 층도 FMM 및 VTE의 하나 또는 몇몇 조합에 에 의해 침착되지 않는다.
일부 실시양태에서, 상기한 제1 방법 중 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있다. 복수의 OLED의 제1 부분은 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 녹색 OLED와 복수의 적색 OLED 만 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 적색 OLED 만 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 녹색 OLED 만 포함한다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함할 수 있다. 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 및 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않는다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 또는 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않는다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 패턴화 마스크를 통해, 또는 바람직하게는 FMM을 통해 침착되지 않는다. 제3 캡핑 층은 레이저 유도 열적 이미징(LITI) 또는 레이저 유도 패턴 방식 승화(LIPS) 중 하나 이상을 이용하여 침착될 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 여기서, 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하며, 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 추가로 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제3 캡핑 층을 침착하는 단계는 제2 기판의 부분 위에 제3 캡핑 층을 침착하고 복수의 OLED의 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 포토리소그래피, LITI, LIPS, 스탬핑, 또는 잉크젯 인쇄 중 하나 이상을 이용하여 제2 기판 위에 침착될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 기판이 제1 기판에 결합될 때 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 제2 기판의 부분 위에 침착함으로써, 제3 캡핑 층은 정렬될 수 있다. 제3 캡핑 층은 또한 제1 기판이 제2 기판에 결합될 때 제1 캡핑 층에 광학적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 기판은 디스플레이 커버 또는 라이팅 패널(lighting panel)이다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 여기서 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하며, 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 추가로 포함하는, 상기한 제1 방법 중 복수의 OLED의 제3 부분은 복수의 적색 OLED 만 포함할 수 있다. 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 녹색 OLED 만 포함할 수 있다. 복수의 OLED의 제1 부분은 복수의 청색 OLED 만 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 여기서 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하며, 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 추가로 포함하는, 상기한 제1 방법 중 복수의 OLED의 제3 부분은 복수의 녹색 OLED 만 포함할 수 있다. 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 적색 OLED 만 포함할 수 있다. 복수의 OLED의 제1 부분은 복수의 청색 OLED 만 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제1 캡핑 층은 복수의 적색 OLED, 녹색 OLED, 및 청색 OLED 중 하나 이상에 최적화되는 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제1 캡핑 층은 복수의 청색 OLED에 최적화되는 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 광학 두께가 약 125 nm 미만이다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 광학 두께가 대략 90 내지 130 nm 범위 내이다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제1 캡핑 층은 Alq3를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 제1 캡핑 층이 광학적으로 커플링되어 있는 각 OLED에 의해 방출되는 광의 파장에 대략 동일한 파장을 가진 광에 대해 실질적으로 투명하다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 굴절률이 대략 1 내지 2.5의 범위 내이다. 바람직하게는, 제1 캡핑 층은 굴절률이 대략 1.5 내지 2의 범위 내이다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 약 5 내지 10% 범위 내인 복수의 녹색 OLED에 대한 효율 손실을 얻는 광학 두께를 가진다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 약 25 내지 35%의 범위 내인 복수의 적색 OLED에 대한 효율 손실을 얻는 광학 두께를 가진다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제2 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 및/또는 복수의 녹색 OLED에 최적화되는 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 광학 두께가 대략 125 내지 160 nm의 범위 내이다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 Alq3를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 광학적으로 커플링되어 있는 각 OLED에 의해 방출되는 광의 파장에 대략 동일한 파장을 가진 광에 대해 실질적으로 투명하다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 굴절률이 대략 1 내지 2.5의 범위 내이다. 바람직하게는, 제2 캡핑 층은 굴절률이 대략 1.5 내지 2의 범위 내이다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 여기서 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하며, 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 및/또는 복수의 녹색 OLED에 최적화되는 두께를 가진다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 두께가 대략 160 내지 200 nm의 범위 내이다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 Alq3를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 제3 캡핑 층이 광학적으로 커플링되어 있는 각 OLED에 의해 방출되는 광의 파장에 대략 동일한 파장을 가진 광에 대해 실질적으로 투명하다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 굴절률이 대략 1 내지 2.5의 범위 내이다. 바람직하게는, 제3 캡핑 층은 굴절률이 대략 1.5 내지 2의 범위 내이다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 여기서 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하며, 제1 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제3 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 침착하는 단계를 포함하는, 상기한 제1 방법 중 제1 캡핑 층은 복수의 청색 OLED에 최적화되는 두께를 가지며, 제2 캡핑 층은 복수의 녹색 OLED에 최적화되는 두께를 가지고, 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED에 최적화되는 두께를 가진다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 광학 두께가 대략 90 내지 130 nm의 범위 내이고, 제2 캡핑 층은 광학 두께가 대략 125 내지 160 nm이며, 제3 캡핑 층은 광학 두께가 대략 160 내지 200 nm이다.
비공통 캡핑 층을 가진 유기 디바이스를 포함하는 장치가 또한 제공된다. 제1 장치는 복수의 OLED를 포함하며, 각 OLED는 제1 전극, 제1 전극 위에 배치된 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 유기 전계발광(electroluminescent, EL) 물질을 구비한다. 제1 장치는 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제1 부분의 제2 전극 위에 배치되는 제1 캡핑 층을 추가로 포함한다. 제1 장치는 또한 제2 캡핑 층을 포함한다. 제2 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되지만 복수의 OLED의 제1 부분에 결합되지 않도록 복수의 OLDE의 적어도 제2 부분의 제2 전극 위에 배치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 FMM을 통해 침착되지 않았다. 일부 실시양태에서, 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED, 및 복수의 녹색 OLED를 포함한다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED, 및 복수의 녹색 OLED를 포함하는 상기한 제1 장치 중 제2 캡핑 층은 복수의 적색 OLED, 녹색 OLED, 및 청색 OLED 중 하나 이상 위에 배치되어 있지 않다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 복수의 청색 OLED 위에 배치되어 있지 않다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED, 및 복수의 녹색 OLED를 포함하고, 여기서 복수의 OLED는 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 추가로 포함하는, 상기한 제1 장치 중 제1 장치는 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분의 제2 전극 위에 배치된 제3 캡핑 층을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 또는 제2 부분에 광학적으로 커플링되어 있지 않다. 일부 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 FMM을 통해 또는 VTE에 의해 침착되지 않았다. 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 복수의 청색 OLED 또는 복수의 녹색 OLED에 광학적으로 커플링되어 있지 않으며 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 또는 복수의 청색 OLED에 광학적으로 커플링되어 있지 않다.
일반적으로 캡핑 층의 추가로 상부 방출 유기 발광 디바이스의 효율을 향상시킨다. 캡핑 층의 최적 광학 두께는 방출 컬러(즉, 방출 광의 파장)에 좌우된다. 예를 들어, 캡핑 층의 최적 광학 두께는 적색, 녹색, 및 청색 방출 광에 대해 상이하다. 그러나, 부분적으로 복수의 침착 단계를 수행하는데 비용 증가뿐 아니라 제조 공정의 복잡성에 근거하여, 지금까지 제조업자에 의해 개발된 해결책은 가장 약한 컬러(통상적으로 청색)로 재단되는 디바이스의 캡핑 층에 대해 단일 두께를 받아들이고 선택하는 것이다. 이에 의해 다른 컬러(통상적으로 적색 및 녹색 OLED)에 대해 최적 효율보다 적게 된다. 따라서, 각 컬러 OLED에 대해 상이한 광학 두께를 가진 캡핑 층을 이용함으로써 이들 결함을 다루는 디바이스, 및 이러한 디바이스의 제조 방법이 본 명세서에서 제공된다. 이로써 OLED의 발광 컬러에 관계없이 각각의 OLED에 대한 효율의 최적화가 가능하다.
본 명세서에서 제공되는 실시양태는 또한 미세 금속 마스크(FMM) 또는 단일 디바이스에 대해 복수의 캡핑 층을 침착하는데 상당히 비쌀 수 있는 다른 고비용 침착 공정을 사용할 필요가 없는 침착 기술을 이용한다. 예를 들어, 실시양태는 지금까지 캡핑 층을 침착하는데 쉽게 실행가능한 기술로서 인정된 바 없는, LITI 및/또는 LIPS 침착 기술의 이용을 제공한다. 이들 일예의 기술 둘 다 OLED에 관해 연구와 개발 수준에서만 이용된 바 있으며, 추가로 OLED 스택의 전기 활성 소자를 침착하려는 시도로서만 이용된 바 있다. 그러나, 본 발명자들은 부분적으로 캡핑 층이 전기적으로 활성이 아니라는 사실에 근거하여, 이러한 기술의 많은 결함을 최소화한다는 사실을 인식하고, 각 컬러 OLED에 대해 상이한 광학 두께를 가진 캡핑 층을 침착하기 위해 이들 기술을 유효하게 한다.
도 1은 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 2는 별도 전자 이동 층이 없는 반전된 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 3은 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 4는 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 6은 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 방법 및 장치를 도시한다.
도 9는 본 명세서에서 설명한 실시양태에 따른 일예의 방법 및 장치를 도시한다.
일반적으로, OLED는 사이에 배치되고 애노드와 캐소드에 전기적으로 접속된 유기 층을 하나 이상 포함한다. 전류가 인가될 때, 애노드는 유기 층에 정공을 주입하고 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공과 전자는 각각 반대로 대전된 전극 쪽으로 이동한다. 전자와 정공이 동일 분자에 국재화(局在化)될 때, 여기 에너지 상태를 가진 국재화 전자 정공 쌍인, "엑시톤"(exciton)이 형성된다. 엑시톤이 광전자 방출 메카니즘을 통해 완화될 때 광이 방출된다. 일부 경우에, 엑시톤은 엑시머(excimer) 또는 엑시플렉스(exciplex)에 국재화될 수 있다. 무방사 메카니즘, 예컨대 열완화가 또는 일어날 수 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 생각되고 있다.
예를 들어, 전적으로 원용되는, 미국특허 제4,769,292호에 기재된 바와 같이, 초기 OLED는 단일항 상태("형광")에서 광을 방출하는 방출 분자를 사용하였다. 일반적으로 형광 방출은 10 nsec(나노초) 미만의 기간에 일어난다.
더 최근에, 삼중항 상태("인광")에서 광을 방출하는 방출 물질을 가진 OLED가 제시된 바 있다(참조 문헌, Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electoluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I") and Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999)("Baldo-II), 전적으로 원용됨). 인광은 원용되는, 미국특허 제7,279,704호에 상세히 설명되어 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 나타낸다. 도면들은 반드시 일정 비례로 그려진 것은 아니다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입 층(120), 정공 수송 층(125), 전자 차단 층(130), 방출 층(135), 정공 차단 층(140), 전자 수송 층(145), 전자 주입 층(150), 보호 층(155), 및 캐소드(160)를 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도 층(162) 및 제2 전도 층(164)을 가진 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 상기한 층을 차례로 침착하여 제조될 수 있다. 일예의 물질뿐 아니라, 이들 다양한 층의 특성과 기능은 원용되는, 미국특허 제7,279,704호 컬럼 6-10에 상세히 설명되어 있다.
이러한 층들 각각에 대한 더 많은 예가 이용 가능하다. 예를 들어, 플렉서블 및 투명 기판-애노드 조합이 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있으며, 상기 특허 문헌은 본원에서 그 전체가 참고로 인용된다. p형 도핑 정공 수송 층의 예는, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 개시된, 50:1의 몰비로 F.sub.4-TCNQ가 도핑된 m-MTDATA이다. 발광 및 호스트 재료의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson et al.)에 개시되어 있으며, 상기 특허 문헌은 본원에서 그 전체를 참고로 인용한다. n형 도핑 전자 수송 층의 예는 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 개시된 1:1의 몰비로 Li가 도핑된 BPhen이다. 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호는 상층의 투명한 전기 전도성 스퍼터 침착 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속 박층을 갖는 화합물 캐소드를 포함하는 캐소드의 예를 개시한다. 블로킹 층의 이론 및 예는 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0230980호에 더 상세히 기재되어 있다. 주입 층의 예는 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 출원 공개 제2004/0174116호에 제공된다. 보호 층에 관한 설명은 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 출원 공개 제2004/0174116호에서 찾아볼 수 있다.
도 2는 인버티드 OLED(200)를 도시한다. 이 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송 층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 기재된 층들을 순서대로 침착시켜 제작할 수 있다. 가장 일반적인 OLED 구조는 애노드 위에 배치된 캐소드를 갖고, 디바이스(200)는 애노드(230) 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖기 때문에, 디바이스(200)를 "인버티드" OLED라 칭할 수 있다. 디바이스(100)와 관련하여 기재된 것과 유사한 재료가 디바이스(200)의 상응하는 층들에 사용될 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층을 생략하는 방식의 일례를 제공한다.
도 1 및 2에 예시된 단순한 층상 구조는 비제한적인 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 실시양태는 다종 다양한 다른 구조와 함께 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 기재된 특정 재료 및 구조는 사실상 예시적인 것이며, 다른 재료 및 구조도 이용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층들을 상이한 방식으로 조합함으로써 얻을 수 있거나, 층들은 디자인, 성능 및 비용 인자에 기초하여 완전히 생략될 수도 있다. 구체적으로 기재되지 않은 다른 층들도 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 것들 이외의 재료들도 사용될 수 있다. 본원에 제공된 예들 중 다수가 다양한 층들을 단일 재료로서 포함하는 것으로 기재하고 있지만, 호스트와 도펀트의 혼합물과 같은 재료들의 조합, 또는 더 일반적으로는 혼합물이 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층들은 다양한 부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층들에 부여한 명칭은 엄격히 한정적인 것임을 의도한 것이 아니다. 예를 들어, 디바이스(200)에서, 정공 수송 층(225)은 정공을 수송하여 정공을 발광 층(220)에 주입하며 정공 수송 층 또는 정공 주입 층으로서 기재될 수 있다. 일 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기 층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이 유기 층은 단일 층을 포함할 수도 있고, 예를 들어 도 1 및 2와 관련하여 기재된 상이한 유기 재료의 복수의 층을 추가로 포함할 수도 있다.
구체적으로 기재되지 않은 구조 및 재료, 예컨대 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제5,247,190호(Friend et al.)에 개시된 중합체 재료(PLED)로 이루어진 OLED가 사용될 수도 있다. 추가적인 예로서 단일 유기 층을 갖는 OLED가 사용될 수 있다. OLED는 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제5,707,745호(Forrest et al.)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있다. OLED 구조는 도 1 및 2에 예시된 단순 층상 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들어, 기판은, 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제6,091,195호(Forrest et al.)에 기재된 메사(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic et al.)에 기재된 피트(pit) 구조와 같은, 아웃커플링을 개선하기 위한 각이 있는 반사 표면을 포함할 수 있다.
달리 명시하지 않는다면, 다양한 실시양태의 층들 중 임의의 것을 임의의 적절한 방법으로 침착시킬 수 있다. 유기 층의 경우, 바람직한 방법은 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호에 기재된 것과 같은 열증착, 잉크젯, 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제6,337,102호(Forrest et al.)에 기재된 것과 같은 유기 기상 증착(OVPD), 및 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 출원 공개 제10/233,470호에 기재된 것과 같은 유기 증기 제트 프린팅(OVJP)에 의한 침착을 포함한다. 다른 적절한 침착 방법은 스핀 코팅 및 다른 용액에 기반한 공정을 포함한다. 용액에 기반한 공정은 바람직하게는 질소 또는 비활성 분위기 중에서 수행된다. 다른 층들의 경우, 바람직한 방법은 열증착을 포함한다. 바람직한 패턴화 방법은 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호에 기재된 것과 같은 마스크, 냉간 용접을 통한 침착 및 잉크젯 및 OVJD와 같은 침착 방법 중 일부와 관련된 패턴화를 포함한다. 다른 방법도 이용될 수 있다. 침착시키고자 하는 재료를 이 재료가 특정 침착 방법과 상용성이 되도록 개질시킬 수 있다. 예를 들어, 용액 프로세싱을 견딜 수 있는 능력을 향상시키기 위해 작은 분자에 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬 및 아릴 기와 같은 치환기가 사용될 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기가 사용될 수 있고, 3∼20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 구조를 갖는 재료는 대칭 구조를 갖는 것들보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있는데, 그 이유는 비대칭 재료가 더 적은 재결정화 경향을 가질 수 있기 때문이다. 작은 분자가 용액 프로세싱을 견딜 수 있는 능력을 향상시키기 위해 덴드리머 치환기가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 빌보드, 내부 또는 외부 조명 및/또는 시그널링을 위한 광원, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화, 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 스타디움 스크린, 조명 기구 또는 간판을 비롯한 다종 다양한 소비재에 도입될 수 있다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스를 비롯한 다양한 컨트롤 메커니즘이 본 발명에 따라 제작되는 디바이스를 컨트롤하기 위해 사용될 수 있다. 다수의 디바이스는 18℃∼30℃, 더 바람직하게는 실온(20∼25℃)과 같은 인체에 편안한 온도 범위에 사용하도록 의도된다.
본원에 기재된 재료 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 용도를 가질 수 있다. 예를 들어, 유기 태양 전지 및 유기 광검출기와 같은 다른 광전자 디바이스가 그 재료 및 구조를 이용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 트랜지스터와 같은 유기 디바이스가 상기 재료 및 구조를 이용할 수 있다.
용어 할로, 할로겐, 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴킬, 복소환 기, 아릴, 방향족 기 및 헤테로아릴은 당업계에 공지되어 있으며, 본원에서 참고로 인용되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 31 및 32에 정의되어 있다.
본원에서 사용되는 용어에 대한 추가적인 정의가 다음과 같이 제시된다:
본원에서 사용될 때, 용어 "캡핑 층"은 OLED의 상부 전극 상에 침착되는(일반적으로 상부 발광 디바이스를 위한 캐소드인) 재료의 층을 의미할 수 있다. 이 층은 전형적으로 OLED로부터 아웃커플링되는 빛의 양을 증강시키는 데 사용된다. 이 층은 임의의 적절한 재료(예컨대 Alq3)로 제조되며, 바람직하게는 투명, 반투명 또는 불투명이다. 용어 "전체 캡핑 층"은 OLED 상에 배치되고 (광학적으로 커플링된) 캡핑 층 전부의 조합을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 캡핑 층을 OLED 상에 이들이 모두 광학적으로 커플링되도록 배치할 경우, OLED의 전체 캡핑 층은 제1 캡핑 층과 제2 캡핑 층의 조합이다. "전체 광학 두께"는 전체 캡핑 층의 광학 두께이다.
본원에서 사용될 때, 용어 "광학적으로 커플링된"은 제1 구성요소의 표면으로부터 발광되거나 이것을 통해 전파되는 빛의 실질적으로 전부가 제2 구성요소의 실질적으로 평행한 표면을 통해 전파되는 구성을 의미할 수 있다. "구성요소"는 유기 디바이스(예를 들어, OLED, 투명 OLED, 또는 상부 발광 OLED), 유기 디바이스의 층(예컨대, 유기 층, 발광 층 등), 캡핑 층(유기 디바이스 상에 배치될 수 있음), 기판, 및/또는 유기 디바이스의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극 중 하나에 수직인 방향으로 OLED로부터 발광되는 빛의 실질적으로 전부가 이 전극에 실질적으로 평행한 캡핑 층의 표면을 통해 전파될 경우, OLED는 캡핑 층에 광학적으로 커플링될 수 있다.
본원에서 사용될 때, 용어 "침착" 또는 "침착시키는"은 VTE, OVJP, OVJD, 스탬핑, 잉크 젯 침착, LITI, LIPS를 비롯한 제1 기판 상에 유기 디바이스의 층을 제작하는 임의의 공지된 방법뿐만 아니라, 제2 기판 상에의 층의 제작(포토리소그래피를 포함함) 및 이에 이은 제1 및 제2 기판의 정렬을 포함한다. 스탬핑(부가적(즉, 냉간 용접) 및 감가적 둘 다)은 미국 특허 제6,294,398호, 미국 특허 제6,895,667호 및 미국 특허 제7,964,439호에 더 상세히 기재되어 있으며, 상기 특허 문헌들은 각각 본원에서 참고로 인용한다.
본원에서 사용될 때, 캡핑 층은, 이것이 복수의 OLED 각각의 상당 부분 상에 배치될 경우(예를 들어, 커버링할 경우) 복수의 유기 디바이스에 "공통"될 수 있다. 예를 들어, 캡핑 층이 제1 및 제2 OLED에 공통되지만 제3 OLED에 공통되지 않을 경우, 캡핑 층은 제1 및 제2 OLED 둘 다의 상당 부분 상에 배치되지만 제3 OLED 상에는 실질적으로 배치되지 않는다.
본원에서 사용될 때, 용어 "블랭킷 층"은 기판 상의 OLED의 전부 또는 실질적으로 전부에 공통되는 층을 의미할 수 있다. 블랭킷 층은 재료가 기판의 가장자리 둘레(예를 들어, 캡슐화에 요구되는 면적 또는 외부 파워 서플라이 또는 비디오 신호로부터의 전기적 접촉을 요하는 면적)에 침착되는 것을 방지하는 마스크를 통해 침착될 수 있다. 그러나, 블랭킷 층의 침착은 일반적으로, FMM과 같은, 기판 상의 피쳐(예컨대, 하나의 특정 칼라로 된 개개의 픽셀)를 획정하는 마스크를 통해 기판 위로 재료를 침착시키는 것을 포함하지 않는다. 대부분의 경우, 사용된 마스크는 침착 홀을 기판 상의 서브픽셀 크기 피쳐에 정확히 매칭시키는 정밀도로 정렬될 필요가 없다.
본원에서 사용될 때 "패턴화된 마스크" 또는 "미세 금속 마스크(FMM)"는 기판 상에 재료를 침착시키는 데 사용될 수 있는 마스크를 의미할 수 있다. VTE의 경우, 통상적으로 블랭킷 층 및/또는 공통 층을 포함한 유기 층 및 금속 층은 "패턴화된 마스크"를 통해 침착된다. 따라서, "패턴화된 마스크"의 개구(즉, "홀")는 통상적으로 크고 디스플레이 또는 조명 패널 면적의 상당 부분을 커버한다. 대조적으로, 기판의 전체 액티브(발광) 면적보다 작은 패턴 해상도를 갖는 피쳐를 침착시키기 위해 FMM이 이용될 수 있다. 일반적으로, FMM은 기판 상에 배치되는 (통상적으로 하나의 칼라로 된) 서브픽셀의 일부분의 치수와 대략 같은 하나의 치수를 갖는다. 따라서 FMM이 전형적으로 유기 디바이스의 발광 층의 침착에 이용되며, 이때 디스플레이의 상이한 칼라가 각각, 디스플레이에 존재하는 액티브 OLED의 일부 상으로의 침착만을 허용하도록 디자인된 FMM을 통해 개별적으로 침착된다(예를 들어, 한 FMM을 통해서는 적색 발광층만을 침착시키고, 다른 FMM을 통해서는 녹색 발광층만을 침착시키는 등).
"패턴화"되는 모든 마스크(예컨대 공통 침착을 위한 대형 개구를 갖는 것) 또는 FMM은 일정 정도의 정렬도를 요한다. 그러나, FMM은 더 엄격한 정렬 허용도를 요구하며(예를 들어, 대략 서브픽셀의 일부분의 치수), 따라서 일반적으로 정렬하는 데 더 긴 시간이 걸리고, 이것은 제조 시간 및 비용을 현저히 부가할 수 있다. FMM은 또한 일반적으로 대면적 "패턴화" 마스크보다 더 정기적인 유지(즉, 교환 또는 정기적인 세정)를 요구하는데, 왜냐하면 (재료를 침착시키는 데 사용되는) FMM의 더 작은 "홀"이 재료가 이들 상에 침착될 때 침착/제조 시간의 함수로서 크기를 축소시킬 수 있기 때문이다. 이것은 FMM의 침착 면적이 그 원래 디자인보다 감소될 때 디스플레이 면적에 문제를 일으킬 수 있다. 게다가, FMM 상의 재료의 빌드업은 "플래킹(flaking)"(즉, 마스크로부터 떨어진 재료가 챔버로 들어가거나 기판 상에 쌓이는 것)과 관련된 결과를 가져올 수 있어 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 결과들은 "패턴화된" 대면적 마스크에 있어서는 유의적이지 않을 수 있는데, 왜냐하면 재료가 침착될 수 있는 마스크의 표면적이 훨씬 더 작기(즉, 재료가 통과하여 침착되는 개구가 더 크기) 때문이다.
본원에서 사용될 때, 용어 "광학 두께"는 등방성 광학 요소의 물리적 두께 및 그 반사율의 곱을 의미할 수 있다. 캡핑 층의 "물리적 두께"는 OLED가 배치되는 기판의 표면에 실질적으로 수직인 방향으로의 캡핑 층의 길이를 의미한다.
본원에서 사용될 때, 용어 "최적화된" 또는 "최적의"는 OLED의 수명 또는 효율을 최대화하는 것을 의미할 수 있으며, 이것은 효율의 손실을 약 5% 미만으로 감소시키는 것으로부터 얻을 수 있다.
전형적으로, 상부 발광(또는 투명) 유기 디바이스에서, 캡핑 층이 디바이스로부터의 발광을 증강시키기 위해 상부 전극 상에 침착된다. 즉, 디바이스로부터 발광되는 빛의 약화를 제한하기 위해 캡핑 층(전형적으로 고투명도 재료를 포함함)이 이용된다. 캡핑 층이 적절히 선택될 경우, 캡핑 층은, 예를 들어 내부 도파와 같은 과정으로 인해 디바이스로부터의 아웃커플링 손실을 감소시키는 것에 의해 발광을 증가시킴으로써 상부 발광 디바이스의 출력량을 증가시킬 수 있다. 그러나, 특정 재료로 제조된 캡핑 층의 광학 두께(효율 측면에서)는 빛 방출 칼라에 따라(따라서 광의 파장에 따라) 상이하다. 이것은 상이한 칼라의 빛 방출 파장과 OLED에서 생성된 상응하는 간섭 패턴의 효과(광각 및 다중 빔 간섭 둘 다)의 차이에 기인한다. 상부 발광 OLED로부터의 빛 전파에 캡핑 층의 두께가 미치는 영향에 대해서는 모든 목적을 위해 본원에서 그 전체가 참고로 인용되는 하기 참고문헌에 상세히 기재되어 있다:
Figure 112019007444339-pat00002
본 발명자들은 상이한 파장의 빛을 방출하는 복수의 OLED를 포함하는 디바이스에 대한 최대 효율을 얻기 위한 한 방법이 유기 디바이스 각각에 대해 상이한 캡핑 층을 갖도록 하는 것임을 알게 되었다. 예를 들어, 사이드-바이-사이드 적색-녹색-청색(RGB) 디스플레이의 경우, 본원에 제공된 실시양태가 RGB 픽셀 각각에 대해 캡핑 층의 상이한 광학 두께를 이용할 수 있다(예를 들어, 제1 캡핑 층 광학 두께는 청색 픽셀 상에 배치되고, 제2 캡핑 층 광학 두께는 녹색 픽셀 상에 배치되고, 제3 캡핑 층 광학 두께는 적색 픽셀 상에 배치됨). 일부 실시양태에서, 캡핑 층의 물리적 두께보다는 또는 이에 더하여, 유사한 최적화를 달성하기 위해(이로써 재료의 굴절률에 기초하여 캡핑 층의 광학 두께를 변화시킬 수 있도록) 상이한 칼라의 OLED 각각에 대해 상이한 캡핑 층에 상이한 재료를 이용할 수 있다. RGB 디스플레이에 대해 설명하였지만, 실시양태는 그것에만 한정되지 않으며, 임의의 특정 디바이스에서 각각의 칼라의 OLED에 대해 상이한 캡핑 층 두께(및/또는 재료)를 제공할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
그러나, OLED 디바이스 각각에 대해(즉, 방출된 칼라 각각에 대해) 상이한 캡핑 층의 물리적 두께 및/또는 재료를 제공하는 것은 다중 칼라 OLED 디바이스를 포함하는 디바이스 또는 장치(예컨대 디스플레이)에 대해 제조 공정의 비용 및 복잡성을 부가할 수 있다. 게다가, 추가적인 제조 단계는 제조 공정에서의 오류가 발생할 수 있는 기회를 더 많이 만든다. 따라서, 제조자에 의해 개발된 해법은 전형적으로 '가장 약한' 칼라(통상적으로 청색)로 조정되는 캡핑 층에 대해 단일 두께 및 재료를 선택하는 것으로 타협한다. '가장 약한' 칼라란 OLED의 효율이 가장 적거나 수명이 가장 짧은 칼라를 의미한다. 이와 같이 단일 캡핑 층만 사용하면, 캡핑 층 두께를 최적화한 것과 상이한 파장을 갖는 빛을 방출하는 OLED에 대해 최적에 못미치는 성능이 얻어진다. 일반적으로, 캡핑 층이 청색 OLED를 최적화하기 위해 선택될 경우, 이것은 적색 및 녹색 유기 디바이스이다. 예를 들어, 최적에 못미치는 캡핑 층(예를 들어, 청색 빛 방출에 최적화된 캡핑 층)을 이용하면, 잠재적 녹색 효율을 약 5∼10% 손실시킬 수 있고/있거나 적색 효율에 대한 잠재력을 약 30% 감소시킬 수 있다. '잠재적 효율'이란 캡핑 층이 그 효율을 최적화하도록 선택될 경우의 디바이스 효율을 의미한다. 따라서, 디바이스는 전체적으로 가능한 한 효율적으로 작동하지 못한다.
본원에 제공된 실시양태는 각각의 유기 디바이스에 대해 (예를 들어, 필요에 따라 상이한 두께 및/또는 재료를 제공함으로써) 각각의 칼라의 빛 방출에 대해 상이한 광학 두께를 갖는 전체 캡핑 층을 이용함으로써 최적화된 각각의 OLED의 빛 방출을 갖는 디바이스(예컨대 디스플레이)를 개시한다. 이러한 상부 발광 디바이스에서 생성된 간섭 패턴의 효과는 부분적으로 캡핑 층의 광학 두께와 빛 방출의 파장에 의해 영향을 받으며, 이로써 최소화될 수 있다. 캡핑 층의 두께가 OLED의 광학 효율에 영향을 미칠 수 있다는 당업계의 이해에도 불구하고, 복수의 OLED 방출 다중 칼라를 갖는 디바이스(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 디스플레이)에 대한 신규한 접근법을 제공하는 이러한 해법에 대한 인식이 없었다. 실제로, 산업계에는, 이러한 디바이스를 제조하는 것은 비실용적이고/이거나 비용 효율이 없다는 견해가 있었기 때문에, 이러한 해법은 부정적으로 교시되어 있다. 그러나, 이하에 상세히 설명하는 바와 같이, 본원에서 발명자들은 이러한 우려를 일부 또는 전부 충족시킬 수 있는 디바이스의 실시양태 및 그러한 실시양태의 제조 방법을 제공하였다.
상기에 언급한 바와 같이, 상이한 광학 두께를 갖는 캡핑 층을 이용함으로써 디바이스에 각각의 칼라의 OLED에 대해 빛 방출을 최적화하는 것은 통상적인 방법을 이용하여 이러한 디바이스를 제조하는 비용을 상당히 증가시킬 수 있다. 즉, 상이한 캡핑 층 두께 또는 재료를 제공하는 것은 다수의 침착 방법 또는 단계를 이용할 것을 요구할 수 있다. 예를 들어, 통상적인 접근법을 이용하는 것은 각각의 OLED 칼라에 대해 상이한 재료 및/또는 상이한 두께의 동일한 재료 각각을 침착시키기 위해 다수의 패턴화 마스크를 이용하는 것(예를 들어, FMM과 FMM을 통한 VTE 침착을 병용함)을 필요로 할 수 있다. 전형적인 RGB 디바이스(즉, 3종의 상이한 칼라 중 하나를 갖는 OLED를 포함하는 디바이스)는 전형적으로 각각 FMM의 이용을 요하는 2개의 추가적인 미세 침착 단계를 포함한다.
그러나, 매회 공정은 추가적인 침착 단계의 이용(특히, FMM을 통해), 제작 시간 및 비용의 증가를 요한다. 예를 들어, 매회의 반복은 패턴화 마스크(및 특히 FMM)가 디바이스에 추가적인 재료를 침착시키기 전에 적절히 정렬될 것을 요할 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, FMM은 종종 엄격한 정렬 허용도를 요하고, 따라서 일반적으로 적절히 정렬시키는 데 비교적 더 긴 시간이 걸린다. 게다가, 마스크 내의 작은 "홀"은 재료가 마스크 상에 침착됨에 따라 침착 및/또는 제조 시간의 함수로서 크기를 축소시킬 수 있기 때문에, FMM은 종종 계속되는 사용과 관련된 비용을 수반한다 - 전형적으로 정기적인 유지(즉, 교환 또는 정기적인 세정)를 요한다.
또한, FMM의 이용은 종종 마스크를 통해 침착되는 면적의 감소와 관련된 이슈(마스크의 "홀"에 침착되는 재료의 증가에 기초하여)와 같은 제조 공정에서 발생하는 특정 결함의 기회를 증가시킴으로써 조명 또는 디스플레이 면적에 문제를 발생시킬 수 있다. FMM 상의 재료의 빌드업은 "플래킹", 즉 마스크로부터 떨어진 재료가 챔버로 들어가거나 기판 위에 쌓이는 것으로 인한 결과를 발생시켜, 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 다중 캡핑 층을 침착시키기 위한 대안적인 침착 기법을 이용하는 것이 바람직하다는 것을 추가로 인식하였다.
본원에 제공된 실시양태는, FMM을 이용하는 침착을 수행하는 추가적인 단계를 요하지 않고, 각각의 픽셀 및/또는 칼라 OLED에 상이한 캡핑 층 광학 두께를 이용하는 것을 가능하게 한다(이로써 디바이스의 OLED 각각의 출력 효율의 최적화를 가능하게 한다). 예를 들어, 대표적인 실시양태에서, 공통 캡핑 층(예를 들어, 칼라가 상이한 다중 픽셀에 공통될 수 있는 캡핑 층)을 포함하는 적색, 녹색 및 청색 OLED를 공지된 기법을 이용하여 제작할 수 있다. 이 캡핑 층은 청색 픽셀에 매칭되도록(즉, 최적화되도록) 디자인될 수 있는데, 그 이유는 이 픽셀은 또한 전형적으로 재료의 최소 두께를 요할 수 있기 때문이다. 그 후, 적색 및 녹색 픽셀을 최적화하는 데 필요한 추가적인 캡핑 층 재료를 각각의 픽셀과 광학적으로 커플링되도록 침착시킬 수 있다. 그러나, 추가적인 재료의 적용은 재료의 FMM 및/또는 VTE 침착을 이용하여 수행하지 않을 수 있다. 그 대신, 본원에 제공된 실시양태는 공통 캡핑 층 상에, 예를 들어 레이저 열 전사 방식(laser induced thermal imaging; LITI) 및/또는 레이저 패턴 형성 승화(laser induced pattern-wise sublimation; LIPS) 침착을 이용하여 추가적인 재료를 침착시킬 수 있다.
비한정적으로 간단히 요약하면, LITI 공정의 일부 예는 도너 필름(도너), 고정밀 레이저 노광 시스템 및 기판(리셉터)을 이용한다. 도너 필름을 먼저 임의의 공지된 방법을 이용하여 도너 및 리셉터가 밀착 접촉되도록 기판 위에 적층시킬 수 있다. 도너는 레이저 에너지를 열로 변환하는 빛-열 변환(light-to-heat conversion; LTHC) 층을 포함할 수 있다. LTHC 층은 방사선 파장을 흡수하는 재료를 포함하며, 입사 방사선의 일부를 도너로부터 리셉터로의 열 전사층(일반적으로 유기 재료)의 전달을 가능하게 하기에 충분한 열로 변환시킬 수 있다. 그 후, 도너를, LTHC 층에 의해 흡수되는, 고정밀 레이저 노광 시스템으로부터의 레이저 빔으로 노광시킨다(결상 방식 패턴으로). 이것에 의해 도너로부터 열전사 층이 박리될 뿐만 아니라 열전사 층이 리셉터에 부착된다. 원하는 재료 전부의 전사가 완료된 후, 도너를 리셉터 게면으로부터 박리한다. 이러한 방식으로, 도너의 노광 영역만이 재료를 리셉터로 전사한다. 그러나, 유사한 방법 및 원리를 이용하는 다른 LITI도 있을 수 있으며 이러한 설명은 한정적인 것임을 의도한 것이 아님을 이해해야 한다.
LITI 공정에 대한 추가 실시예 및 상세한 설명은 하기 문헌에 기재되어 있으며, 이들 문헌 각각은 그 전체로 모든 목적을 위해 참고적으로 인용되어진다:
Figure 112019007444339-pat00003
LIPS 공정은 도너 및 리셉터가 먼저 진공에서 결합하고 클램핑 장치로 고정화되는 것을 제외하고는 LITI 공정과 유사할 수 있다. 이후 도너, 리셉터, 및 클램핑 장치는 진공에서 해제되고 (기판에 적용된 대기압에 의해 함께 유지되지만), 픽셀 간의 갭은 픽셀 정의층(PDL)의 높이에 의해 유지될 수 있다. 이후 레이저를 사용하여 도너(예를 들어, 도너 물질을 가진 유리 기판)의 원하는 부분을 가열하여 도너 물질이 진공 승화에 의해 리셉터로 전이되도록 한다. LIPS 공정의 일례가 하기 문헌에 기재되어 있으며, 이는 그 전체로 모든 목적을 위해 참고적으로 인용된다:
Figure 112019007444339-pat00004
LITI 및 LIPS 공정은 특히 전기활성 성질을 가진 물질의 침착의 경우에 전형적으로 이들의 사용을 이상적인 수준으로 만들지 못하는 특정의 단점을 가진다. 예를 들어, LITI 공정에서, 도너막과 임의의 발광층 간의 접촉은 디바이스를 열화시킬 수 있고; 라미네이션 공정에 의해 전이층 계면이 형성되며, 이 또한 디바이스를 열화시킬 수 있고; 상기 공정은 입자 오염에 매우 민감할 수 있으며, 이는 전기적인 접촉을 방해(LIPS 공정에 의해 도너와 기판 사이에 진공이 형성됨으로써 이러한 문제가 감소될 수는 있지만)할 수 있다. 두 종류의 침착 기술은 또한 매우 높은 전력 밀도 에너지의 적용을 요구한다. 이러한 적용은 물질의 열적 열화를 야기하거나 침착되는 물질의 열적 성질(예, Tg, 승화 온도 범위 등)에 대한 부가적인 제약을 요구할 수 있다. 이러한 제약은 전기활성 구성요소에 사용될 수 있는 물질의 선택을 제한한다.
그러나, 침착을 위해 지금까지 LITI 및 LIPS 공정이 사용된 유기층의 침착과 달리, 캡핑 층 물질은 OLED 디바이스에서 전기적으로 활성인 성분이 아니다. 본 발명자들은 LITI 공정과 전형적으로 관련된 문제 및 복잡성 및 수명 측면에서의 이의 악영향이 부가적인 캡핑 층 두께 및 물질을 침착시키는 공정을 사용할 때 감소됨을 인지해 왔다. 또한, 일부 실시양태에서, LITI 공정은 또한 잠재적으로 글러브 박스에서 또는 공기 중에서 수행될 수 있다. 이러한 공정은 각 OLED에 대한 최적화 캡핑 층을 침착시키는 FMM/VTE 접근법 보다 훨씬 비용이 적게들 수 있다. 예를 들어, LITI 및 LIPS 어느 것도 마스크의 사용을 요구하지 않으며, 이에 디자인이 변경되더라도 재편성(retooling)이 필요없기 때문에 적합성이 우수해 진다. 또한, 레이저 침착 기술의 사용은 매우 고가일 수 있고, 침착 물질에 마스크의 정렬을 요구하지 않는다. 또한, 하기에서 논의된 바와 같이, 캡핑 층이 FMM을 통한 VTE에 의해 침착되지 않는다면, 이는 오프라인으로 행해질 수 있으며 (즉, 인라인 제조공정에서 벗어남), 이에 제조 공정을 단순화시킨다. 이는 부분적으로는 유기 물질을 포함하는 기판 상에 물질이 직접 침착되지 않기 때문이며, 종종 제조 및 침착 조건 (예컨대 열)에 저항력이 덜하다.
예를 들어, 일부 실시양태에서, 캡핑 층 또는 캡핑 층들은 유기 디바이스 상에 직접적으로 침착되지 않을 수 있다. 대신에, 캡핑 층 물질은 제2 기판, 예컨대 디스플레이 커버 유리 상에 침착될 수 있다. 일부 실시양태에서, RGB 디스플레이의 경우, 이는 오직 적색 OLED만을 최적화하기 위한 캡핑 층 물질일 수 있다. 이러한 패터닝은, 캡핑 층이 디바이스에서 전기적으로 활성인 구성요소가 아니고 이에 따라 침착 도중 손상에 대한 우려가 감소하기 때문에 포토리소그라피, LITI, LIPS, 스탬핑, 또는 잉크젯 프린팅을 포함한 다양한 침착 방법을 사용하여 수행될 수 있다. RGB 디스플레이 예와 연계했을 때, 적색 캡핑 층 물질은 디스플레이 배면판 상에 상응하는 적색 서브 픽셀(sub pixel) 패턴에 맞게 정렬될 수 있는 방식으로 침착될 수 있다. 커버 유리 및 배면판을 결합(즉, 커플링)하면, 적색 캡핑 층이 적색 서브 픽셀 위의 공통 캡핑 층(일부 실시양태에서는 예를 들어 FMM을 통하지 않고 블랭킷 층으로서 침착될 수 있음)에 광학적으로 커플링되어 공통 캡핑 층 및 적색 캡핑 층이 적색 서브 픽셀에 광학적으로 커플링될 수 있도록 한다.
일반적으로, 청색 픽셀은 최적화 캡핑 층을 위한 일반적인 후보자이기 때문에(즉, 오직 단일의 균일한 캡핑 층이 제공되는 경우), 일부 실시양태에서, 적색 픽셀은 효율 측면에서 일반적으로 가장 불리한 칼라이다. 따라서, 일부 실시양태에서, 상술한 제조 방법의 경우, (청색 다음으로) 가장 중요한 칼라는 최적화 관점에서 볼 때 적색 픽셀일 수 있다. 따라서, 소자 성능을 증가시키면서 제조 공정을 단순화시키기 위해 단지 적색 서브 픽셀에 부가적인 캡핑 층을 적용할 수 있다 (공통 캡핑 층이 이미 존재한다면 - 즉 청색 OLED를 최적화하도록 설계된 복수의 OLED에 캡핑 층이 공통이라는 가정하에). 이에, 이러한 실시양태에서, 오직 2종의 상이한 캡핑 층이 존재할 수 있다: 모든 OLED (즉, 적색, 청색 및 녹색 OLED)에 공통적인 제1 캡핑 층과 오직 적색 OLED에 광학적으로 커플링되는 제2 캡핑 층. 그러나, 후술한 바와 같이, 실시양태에 국한되는 것이 아니라 실시양태는 단지 설명적인 목적으로 제공된다.
방법의 구체적인 실시양태
유기 디바이스 및 상이한 캡핑 층 (즉, 비공통 캡핑 층)을 포함하는 디바이스의 구체적인 실시양태 및 디바이스의 구체적인 제조방법이 후술되어진다. 이들 실시양태는 오직 설명을 목적으로 기재된 것이며 제한적인 의도가 결코 아니다. 이러한 기재를 숙지한 후, 당업자는 기재된 원리를 그대로 실시하면서 특정 실시양태에서는 후술된 다양한 구성요소들을 병합하거나 생략할 수 있다.
또한, 본원에서 제공된 논의가 일반적으로 비공통 캡핑 층 (또는 층들)을 포함하되 비공통 캡핑 층(또는 층들)이 침착되는 특정의 방식을 요구함이 없이 디바이스 및 이러한 디바이스의 제조 방법에 대한 다양한 실시양태를 기재하고 있지만, 비공통 캡핑 층은 FMM을 통해 침착되지 않는 것이 일반적으로 바람직한 것으로 이해될 수 있다. 이러한 바람직한 침착 기술은 다른 방법 예컨대 LIPS, LITI, 또는 제2 기판 상으로의 침착 및 정렬 (후술됨)을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 하기 기재는 임의의 공지 방법을 사용하여 배치된 캡핑 층을 포함하는 다양한 실시양태를 기재하는 것으로서, 뿐만 아니라 이러한 디바이스와 동일한 특징을 포함하지만 바람직하게는 FMM의 사용을 통해 침착되지 않는 비공통 캡핑 층 (또는 층들)을 포함하는 실시양태로서 이해되어야 한다.
비공통 캡핑 층이 구비된 유기 디바이스의 제조 방법이 제공된다. 제1 방법은 복수 개의 OLED를 제1 기판상에 제공하는 단계를 포함한다. "제공하는 단계"는 그 위에 배치되는 유기 디바이스의 원하는 개수 및 종류를 가진 기판을 얻기 위한 임의의 공지의 방식을 포함할 수 있다. 이는 예를 들면 상술한 방법을 포함한 임의의 공지의 기술을 사용하여 기판 상에 OLED를 침착시키는 것을 포함한다. 또한, 실시양태는 또한 그 위에 배치된 OLED (또는 이의 구성요소) 중 일부 또는 전부를 갖춘 기판을 구입하거나 입수하는 것을 포함한다. 구성요소 중 일부만이 기판 상에 제공되는 경우에, "제공하는 단계"는 기판 상에 OLED의 구성요소를 (예, 부가적인 물질 층을 침착시킴으로써) 완성하는 것을 포괄하는 것으로 해석한다.
복수의 OLED 각각은 투과성 상부 전극을 포함한다. 즉, 상부 전극은 광이 상부 전극을 통과할 수 있도록 투명, 반투명 또는 반투과성일 수 있다. 일부 실시양태에서, OLED는 투명 OLED 또는 전면 발광(top emission) OLED일 수 있다. 전면 발광 OLED는 예를 들어 비투과성 트랜지스터 배면판에 보다 쉽게 통합될 수 있기 때문에 종종 액티브 매트릭스 적용에 보다 적합하다. 이는 종종 디스플레이의 경우에 그러하다.
복수의 OLED는 OLED의 제1 부분, 및 제1 부분과 상이한 OLED의 제2 부분을 포함한다. 즉, 이들 두 지칭부 간에 중첩이 없도록 제1 부분을 포함하는 OLED는 제2 부분을 포함하는 OLED와 별도로 구분되어진다. 일부 실시양태에서, 제1 부분은 단일 칼라를 발광하는 OLED 만을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, OLED의 제1 부분 및 제2 부분은 단일 칼라를 발광하는 OLED에서 어떠한 중첩도 포함하지 않는다. 즉, 예를 들어, 적색 OLED는 복수의 OLED의 제1 부분과 제2 부분 모두에 포함되지 않을 것이다.
제1 방법은 제1 캡핑층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제1 부분 위에 제1 캡핑 층을 침착시키는 단계를 추가로 포함한다. 상술한 바와 같이, 캡핑 층은 투명 전도체에 의해 야기된 흡수 및 계면 손실과 하부 전극의 반사도를 감소시키기 위해 전면 발광 유기 디바이스에서 종종 사용된다. 캡핑 층은 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있고, 유전(dielectric) 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 캡핑 층은 바람직하게는 Alq3이다. 제1 캡핑 층은 상술된 방법을 포함한 임의의 적합한 방법을 사용하여 침착될 수 있다.
제1 방법은 또한 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되면서 복수의 OLED의 제1 부분에는 광학적으로 커플링되지 않도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 제2 캡핑 층을 침착시키는 단계를 포함한다. 즉, 일부 실시양태에서, 제2 캡핑 층은, 복수의 OLED의 제1 부분과 제2 부분 위의 총(total) 캡핑 층의 광학적 두께가 상이할 수 있도록 복수의 OLED의 제2 부분 위에는 배치되지만 제1 부분 위에는 배치되지 않도록 침착되어진다. 앞서 언급한 바와 같이, 총 캡핑 층은 OLED 위에 배치된 각각의 캡핑 층의 조합을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 제1 및 제2 캡핑 층이 모두 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링된다면, 총 캡핑 층은 제1 및 제2 캡핑 층의 조합이다. 이는 후술되는 도 3 및 5-9에 도시된 다양한 실시양태에서 설명되고 있다. 바람직하게는, 앞서 언급한 바와 같이 제2 캡핑 층이 앞서 언급한 이유로 인해 FMM을 사용하지 않는 방법을 사용하여 침착될 수 있다.
상술한 제1 방법 및 얻어진 디바이스는 기존 디바이스에 비해 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 캡핑 층을 제공함으로써, 디바이스는 2종 이상의 상이한 칼라 발광 OLED로부터 발광을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 기존 디바이스 (예, OLED를 포함하는 디스플레이)는 단지 각 디바이스에서 나온 발광 파장과 무관하게 모든 유기 디바이스에 걸쳐 공통인 단일 캡핑 층을 이용한다. 그 결과 단일 칼라를 가진 광을 발하는 OLED를 최적화할 수는 있지만 나머지 유기 디바이스는 최대 효율을 제공하도록 효과적으로 탈커플링되지 않는다. 상이한 발광에 대한 광학적 두께의 효과에 대해서는 앞서 기재되어 있으며, 특히 문헌[참조: H. Riel, et al "Phosphorescent Top-Emitting Organic Light-Emitting Devices With Improved Light Outcoupling," 및 "Tuning the Emission Charactcristics of Top-Emitting Organic Light-Emitting Devices By Means of a Dielectric Capping Layer: An Experimental and Theoretical Study"]에 기재되어 있음을 주목하기 바란다. 또한, 상이한 파장 발광 (즉, 상이한 광학적 두께를 가짐)을 위해 최적화된 복수의 캡핑 층의 구비 효과는 하기의 실험적인 모의 섹션에서 입증되고 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판 상에 제공되고 제1 및 제2 캡핑 층이 OLED의 제1 및 제2 부분에 각각 광학적으로 커플링되도록 침착되는 상술한 제1 방법에서, 제2 캡핑 층은 패턴화 마스크를 통해 또는 바람직하게는 FMM을 통해 침착되지 않는다. 앞서 기재한 바와 같이, FMM을 사용하는 부가적인 침착 단계는 유기 디바이스를 제조하기 위한 비용 및 시간을 증가시킬 수 있다. 대안적인 방법을 사용함으로써, 하기에서 논의한 바와 같이, 실시양태는 좀더 비용 효율적이고, 융통성이 있으면서 시간 효율적인 방법을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 대안적인 침착 방법들은 (상이한 광학적 두께를 가진 비공통 캡핑 층은 말할 것도 없고) 전면 발광 디바이스에 캡핑 층을 적용하는 데 이용된 적이 없다. 본 발명자들은 이러한 기법이 전기적으로 활성인 구성요소를 침착시킬 때 이의 사용을 이상적이지 못하도록 할 수 있는 한계를 가지지만 캡핑 층이 전기적으로 활성이지 않기 때문에 (캡핑 층이 유전 물질을 포함할 수 있기 때문에) 캡핑 층과 관련하여 이러한 결함 중 일부 또는 전부를 제공하지 않음을 인식해 왔다. 이러한 측면에서, 일부 실시양태에서는, 제2 캡핑 층이 레이저 유도 열적 이미징(LITI) 또는 레이저 유도 패턴 방식 승화(LIPS) 중 하나 이상을 사용하여 침착된다. 이러한 예시적인 침착 기술은 매우 높은 전력 밀도 에너지의 적용을 요구할 수 있고 이에 물질의 열적 열화를 야기하거나 열적 성질에 대해 부가적인 제약을 요구할 수 있으며 (상술한 바와 같음) 이에 전기활성 구성요소를 침착시키는 데 있어 이의 사용이 바람직하지 않도록 하며, 이러한 결함은 전기 비활성 층을 적용하는 경우에 감소된다. 그러나, 일부 실시양태에서는, FMM의 사용을 수반하지 않는 임의의 침착 기법 또는 유사 기법이 사용될 수 있다.
일부 실시양태에서, 상술한 제1 방법은 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 제1 캡핑 층을 침착하는 단계를 추가로 포함한다. 이는 도 3 및 7-9에서 도시된 예시적인 실시양태에서 설명된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 상이한 칼라의 광을 발하는 OLED에 광학적으로 커플링될 수 있지만, 제2 캡핑 층은 단일 칼라의 광을 발하는 OLED에 광학적으로 커플링될 수 있다. 그러나, 이러한 실시양태에 국한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 광학적으로 커플링되지 않은 OLED의 하나 이상의 칼라에 광학적으로 커플링된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 복수의 청색, 녹색 및 적색 OLED에 광학적으로 커플링되지만, 제2 캡핑 층은 오직 복수의 적색 또는 녹색 (또는 둘 모두) OLED에 광학적으로 커플링될 수 있다.
이와 관련하여, 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 블랭킷 층을 포함할 수 있다. 즉, 제1 캡핑 층은 각각의 OLED에 공통이도록 디바이스의 기판 상에 OLED의 전부 또는 실질적으로 전부 위에 배치되도록 침착될 수 있다. 이는 제1 캡핑 층이 FMM 또는 다른 값비싸고/값비싸거나 복잡한 침착 공정을 통해 침착될 필요가 없도록 하는 이점을 가질 수 있다. 제1 캡핑 층의 광학적 두께는 특정 칼라의 광을 발하는 OLED를 최적화하도록 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층의 광학적 두께는 OLED 발광 칼라 중 하나 이상을 최적화하는 최소 두께에 상응하도록 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 부가적인 캡핑 층은 상이한 칼라를 가진 OLED에 광학적으로 커플링된 총 캡핑 층이 최적화되도록 (즉, 광학적 두께가 특정 파장을 가진 발광을 위해 최적화되도록) 제1 캡핑 층 위에 배치될 수 있다.
일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 제1 캡핑층이 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않도록 복수의 OLED의 제2 부분 위에 침착되지 않는다. 이의 예시적인 실시양태는 도 4에 도시되어 있으며, 광학층 중 어떠한 층도 상이한 칼라의 OLED에 걸쳐 공통되지 않는다. 일부 실시양태에서, 상술한 제1 방법에서, 복수의 OLED는 투명 OLED 이고/이거나 전면 발광 OLED이다. 또한, 전면 발광 OLED는 특정 적용 예컨대 디스플레이에 보다 적합할 수 있다.
일부 실시양태에서, 상술한 제1 방법에서, 제1 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 위에 일정한 제1 총 광 경로를 가지고, 제2 캡핑 층은 복수의 OLED의 제2 부분 위에 일정한 제2 총 광 경로를 포함할 수 있으며, 제1 총 광 경로 및 제2 총 광 경로는 상이하다. 이는 일부 실시양태에서 복수의 OLED가 상이한 파장의 광을 발하는 OLED를 포함하는 경우에 해당할 수 있으며, 이에 OLED의 효율을 최대화하는 광학 두께도 상이하다. 이에, 2가지 상이한 광학 두께를 제공하는 실시양태는 2가지 상이한 칼라의 OLED를 최대화할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판 상에 제공되고 제1 및 제2 캡핑 층이 OLED의 제1 및 제2 부분 각각에 광학적으로 커플링되도록 침착되는 상술한 제1 방법에서, 제2 캡핑 층의 침착 단계는 제2 캡핑 층을 제2 기판의 부분 상에 침착하고 제2 캡핑 층을 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 이는 도 8-9에서 기재되고 있으며, 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 실시양태는 임의의 공지된 기법, 예컨대 포토리소그라피, LITI, LIPS, 스탬핑 또는 잉크젯 프린팅 중 하나 이상을 사용하여 침착을 허용할 수 있다. 제2 기판 상에 제2 캡핑 층의 침착은 OLED 위에 캡핑 층의 직접적인 침착 (예, OLED와 동일한 기판 위에 캡핑 층의 직접적인 침착)에 비해 비용이 적게 들고 덜 복잡할 수 있는 데 그 이유는 예를 들어 (다른 침착 및 제조 공정으로부터의 손상에 상대적으로 민감할 수 있는) 유기 물질에 대한 손상 위험 없이 제2 기판 상에서 침착이 이루어질 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 침착 공정에서 제조 오차가 발생한다면, 제2 기판상에 배치되는 다른 OLED 물질이 존재하지 않을 정도로 가치가 없어질 것이다.
제2 캡핑 층이 제2 기판 상에 침착되는 예시적인 실시양태와 연계하여, 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 제2 캡핑 층의 정렬 단계는 제2 기판이 제1 기판에 커플링될 때 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제2 부분 위에 존재하도록 제2 캡핑 층을 제2 기판의 부분 상에 침착시키는 것을 포함한다. 즉, 예를 들어, 제2 캡핑 층은 제1 및 제2 기판이 커플링될 때 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링될 수 있다. 이러한 방식으로, 디바이스 (예컨대 디스플레이)는 OLED 및/또는 제1 캡핑 층 위에 제2 캡핑 층의 직접적인 침착을 요구함이 없이 상이한 파장의 광을 발하는 OLED를 최적화하는 상이한 광학적 두께를 가진 복수의 캡핑 층을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시양태에서, 제1 기판이 제2 기판에 커플링될 때 제1 캡핑 층이 제2 캡핑 층에 광학적으로 커플링된다. 이는 예를 들면 제1 캡핑 층이 상이한 칼라의 광을 발하는 복수의 OLED에 공통일 때 해당할 수 있다.
제2 캡핑 층이 제2 기판 상에 침착되는 예시적인 실시양태와 연계하여, 일부 실시양태에서, 제2 기판은 디스플레이 커버이다. 또한, 이러한 실시양태에서, 제1 및 제2 기판의 커플링은 유기 디바이스를 봉지(encapsulation)시키는 역할을 할 수 있다. 이러한 측면에서, OLED 내 물질은 공기 및 수분에 민감하며, 이는 이들이 이러한 대기 조건에 노출된다면 유기 물질의 열화 및/또는 분자 내 여기 상태의 소광을 야기할 수 있다. 이러한 방식으로 (유리를 포함할 수 있는) 제2 기판을 사용하면 다수의 목적을 달성할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판 상에 제공되고 제1 및 제2 캡핑 층이 OLED의 제1 및 제2 부분에 각각 광학적으로 커플링되도록 침착되는 상술한 제1 방법에서, 제1 캡핑 층의 침착은 FMM 및 VTE 중 하나 또는 일부 조합을 포함할 수 있다. 이는 제1 기판 상의 모든 또는 실질적으로 모든 OLED 디바이스에 제1 캡핑 층이 공통이 아닌 경우에 해당할 수 있다. 일부 실시양태에서, 어떤 캡핑 층도 FMM 및 VTE 중 하나 또는 일부 조합에 의해 침착되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 모든 캡핑 층이 LITI 또는 LISP 공정을 사용하여 침착될 수 있으며, 이는 전형적인 침착 공정보다 상술한 이점을 제공한다. 이러한 방식으로, 실시양태는 OLED 제작의 복잡성에 부가될 수 있고 다양한 에러 소스 예컨대 마스크 변형을 도입하는 FMM을 사용하지 않는 이점을 제공할 수 있다.
일부 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판 상에 제공되고 제1 및 제2 캡핑 층이 OLED의 제1 및 제2 부분에 각각 광학적으로 커플링되도록 침착되는 상술한 제1 방법에서, 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED, 및 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있다. 대부분의 칼라가 백색광을 포함한 적색, 녹색 및 청색 광의 조합을 사용함으로써 재현될 수 있기 때문에 이는 전형적으로 대부분의 디스플레이 (및 광 패널)의 경우에 해당한다. 또한, 복수의 OLED의 제1 및 제2 부분은 각각 특정 칼라의 OLED를 포함할 수 있고, 일부 실시양태에서 어떠한 중첩도 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 제1 부분은 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있고/있거나 복수의 OLED의 제2 부분은 복수의 녹색 OLED와 복수의 적색 OLED만을 포함할 수 있다. 이에 일부 실시양태에서는 (복수의 OLED, 즉 청색 OLED의 제1 부분에 광학적으로 커플링되는) 제1 캡핑 층이 (복수의 OLED, 즉 녹색 및 적색 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되는) 제2 캡핑 층과 상이할 수 있다. 이러한 방식으로, (제1 캡핑 층이 오직 청색 OLED를 위해 최적화될 수 있기 때문에) 청색 스펙트럼에서 발광을 위해 최적화된 제1 캡핑 층을 구비할 수 있으며, 이와 동시에 적색 또는 녹색 OLED를 위한 제2 캡핑 층을 최적화한다 (또는 제2 캡핑 층이 각 디바이스를 위한 최적의 광학적 두께 간에 중간인 광학적 두께를 가질 수 있다). 또한, 일부 실시양태에서, 복수의 OLED의 제2 부분은 오직 복수의 적색 OLED를 포함하거나 오직 복수의 녹색 OLED를 포함한다. 이에 제2 캡핑 층은 녹색 또는 적색 OLED의 발광을 위해 최적화될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판 위에 제공되고 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층이 각각 OLED의 제1 부분 및 제2 부분에 광학적으로 커플링되도록 증착되고, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED 및 복수의 청색 OLED를 포함하는 상기 기재된 제1 방법에서, 복수의 OLED는 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 제3 캡핑 층의 첨가는 3가지 상이한 칼라 방출(예를 들면, 적색, 청색 및 녹색)을 갖는 OLED에 대한 방출의 최적화를 허용할 수 있다. 캡핑 층의 오직 2개의 증착을 이용하여 3가지 상이한 광학 두께를 얻을 수 있지만, (각각 상이한 OLED 칼라으로부터의 광 방출을 최적화시키는 3가지 상이한 두께를 제공하기 어려울 수 있으므로) 3가지 증착 공정을 이용하는 것이 더 타당할 수 있다. 이러한 구성의 예시적인 실시양태가 도 3-7 및 도 9에 도시되어 있고, 하기 더 자세히 기재되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 및 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않는다. 즉, 제3 캡핑 층은 디바이스의 모든 또는 실질적으로 모든 OLED에 공통적이지 않을 수 있다(즉, 이것은 블랭킷 층일 수 있다). 더욱이, 다른 OLED의 모두에 공통적이지 않은 캡핑 층을 제공함으로써, 실시양태는 (예를 들면, 방출 칼라에 기초한) 디바이스의 OLED의 특정한 서브세트에 최적화될 수 있는 비공통 캡핑 층을 제공할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 부분 또는 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않는다. 심지어 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층이 OLED의 제3 부분 및 제1 및/또는 제2 부분 중 어느 하나에 공통적인 실시양태(예를 들면, 하기 기재된 도 7 참조)에서도, 이것은 제3 캡핑 층에 독특한 광학 두께(또는 복수의 OLED의 제3 부분과 광학 연통하는 전체 캡핑 층에 대한 독특한 광학 두께)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 패턴화된 마스크를 통해, 바람직하게는, FMM를 통해 증착되지 않는다. 거기에, 상기 기재된 바대로, FMM을 통한 증착 또는 다른 통상적인 증착 공정은, 예를 들면, 다수의 비공통 캡핑 층을 제공할 때 비용이 과도할 수 있다. 따라서, 제2 캡핑 층과 같이, 본 발명자들은 이러한 대안적인 기술, 예컨대 레이저 유발 열 영상화(LITI) 또는 레이저 유발 경상 방식 승화(LIPS) 중 하나 이상을 이용하여 제3 캡핑 층을 증착시키는 이점을 인지하였다. 상기 기재된 바대로, 본원에 기재된 실시양태 및 특징은 이러한 대안적인 증착 기법(즉, FMM을 사용하지 않는)을 이용하여 증착되는 비공통적인 캡핑 층을 포함하는 디바이스 그 자체 및 디바이스 제조 방법을 조합하고 이용할 수 있다.
복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 복수의 OLED가 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하고, 제1 방법이 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 증착시키는 단계를 더 포함하는 예시적인 실시양태에 계속하여, 제3 캡핑 층을 증착시키는 단계는 제2 기판의 부분에 제3 캡핑 층을 증착시키는 것 및 복수의 OLED의 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제2 캡핑 층에 대한 유사한 증착 공정과 관련하여 상기 기재되어 있다. 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층 둘 다 이러한 방식으로 증착되는 예시적인 실시양태가 도 9에 도시되어 있고, 이것은 하기 더 자세히 기재될 수 있다. 제3 캡핑 층은 예를 들면 포토리소그래피, LITI, LIPS, 스탬핑 또는 잉크젯 프린팅 중 하나 이상을 이용하여 제2 기판 위에 증착될 수 있다. 상기 기재된 바대로, 캡핑 층 또는 층들이 제2 기판에 증착된 실시양태는, 기판이 대개 이러한 공정에 민감할 수 있는 유기 물질을 포함하지 않으므로, 증착 공정에서의 더 많은 선택권, 통상적으로 비용 감소 및 일반적으로 더 많은 허용 오차를 허용한다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층이 제2 기판이 제1 기판에 커플링되는 복수의 OLED의 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 제2 기판의 일부에 제3 캡핑 층을 증착시킴으로써 제3 캡핑 층을 OLED의 제3 부분과 정렬할 수 있다. 제3 캡핑 층은 또한 제1 기판이 제2 기판에 커플링된 제1 캡핑 층에 광학적으로 커플링될 수 있다. 이는 제1 캡핑 층이 블랭킷 층이거나, 복수의 OLED의 제1 부분 및 제3 부분 둘 다에 공통적인 실시양태에서의 경우일 수 있다. 이러한 실시양태의 비제한적인 예가 도 9에 도시되어 있다. 몇몇 실시양태에서, 제2 기판은 디스플레이 커버이고 이것이 OLED가 위에 배치된 기판에 커플링될 때 유기 디바이스를 캡슐화하기 위해 제공될 수 있다.
복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED 및 복수의 청색 OLED를 포함하고, 복수의 OLED가 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하고, 상기 방법이 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 증착시키는 단계를 포함하는 상기 기재된 제1 방법에 계속하여, 복수의 OLED의 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분은 각각 다양한 상이한 칼라의 OLED를 포함할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서, 복수의 OLED의 제3 부분은 오직 복수의 적색 OLED를 포함할 수 있고, 복수의 OLED의 제2 부분은 오직 복수의 녹색 OLED를 포함할 수 있고, 복수의 OLED의 제1 부분은 오직 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, (즉, 각각의 칼라에 대해) 복수의 OLED의 각각에 대해 전체 캡핑 층을 최적화할 수 있다. 즉, 복수의 OLED의 제1 부분에서의 각각의 OLED 위의 전체 캡핑 층은 동일할 수 있고(그리고 청색 발광을 최적화할 수 있음), 제2 부분의 각각의 OLED 위의 전체 캡핑 층은 동일할 수 있고(그리고 적색 발광을 최적화할 수 있음), 제3 부분의 각각의 OLED 위의 전체 캡핑 층은 동일할 수 있다(그리고 녹색 발광을 최적화할 수 있음). 임의의 칼라 OLED가 상기 기재된 바대로 복수의 OLED의 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 각각 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 복수의 OLED의 제3 부분은 오직 복수의 녹색 OLED를 포함할 수 있고, 복수의 OLED의 제2 부분은 오직 복수의 적색 OLED를 포함할 수 있고, 복수의 OLED의 제1 부분은 오직 복수의 청색 OLED를 포함할 수 있다. 이에 의해 실시양태가 또한 OLED의 각각의 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분 위의 전체 캡핑 층이 최적화되도록 제1 캡핑 층, 제2 캡핑 층 및 제3 캡핑 층의 임의의 조합을 포함할 수 있도록 한다.
몇몇 실시양태에서, 복수의 OLED가 기판에 제공되고 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층이 각각 OLED의 제1 부분 및 제2 부분에 광학적으로 커플링되도록 증착되고, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 녹색 OLED 및 복수의 청색 OLED를 포함하는 상기 기재된 제1 방법에서, 제1 캡핑 층은 복수의 적색 OLED, 녹색 OLED 및 청색 OLED의 적어도 하나에 최적화된 두께를 가질 수 있다. 즉, 상기 기재된 제1 캡핑 층은 임의의 추가의 캡핑 층에 대한 필요성 없이 디바이스 내의 임의의 OLED의 방출을 최적화하도록 하는 광학 두께를 갖도록 설계할 수 있다. 그러나, 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층이 복수의 청색 OLED에 최적화된 두께를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는 부분적으로 청색 방출이 통상적으로 가장 덜 두꺼운(즉, 가장 얇은) 캡핑 층을 사용함으로써 최적화된다는 사실에 기인한다. 제1 캡핑 층이 디바이스의 모든 또는 실질적으로 모든 OLED에 통상적인 블랭킷 층일 수 있으므로, 제1 캡핑 층이 가장 짧은 파장 OLED에 대한 광 방출을 최적화하는 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그 후, 이 디바이스에 대한 캡핑 층의 광학 두께가 일반적으로 두꺼우므로, 제2 캡핑 층 및 제3 캡핑 층은 제1 캡핑 층 위에 증착될 수 있고 더 높은 파장을 갖는 광을 방출하는 OLED에 광학적으로 커플링될 수 있다. 이에 의해, 제1 캡핑 층을 복수의 OLED의 제2 부분 및 제3 부분 위의 전체 캡핑 층에 대한 제2 캡핑 층 및 제3 캡핑 층과 함께 사용할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 약 125 nm 미만인 광학 두께를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 90 내지 130 nm 범위이다. 이 범위는 통상적으로 청색 OLED를 최적화하는 광학 두께를 포함한다.
일반적으로, 예시적인 방법에서 OLED의 방출을 최적화하고, (특정한 파장 - 즉, 칼라의 방출을 갖는) OLED에 광학적으로 커플링되는 캡핑 층(또는 층들)의 광학 두께를 OLED 광 방출의 대략 4분의 1 파장으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 이로써 이것은 간섭 패턴을 감소시키고 광 방출의 양에 있어서 최대를 확립할 수 있다. 그러나, 당업자가 이해하고 있는 것처럼, - 부분적으로 전자기파의 주기성으로 인해 - 선택될 수 있는 많은 광학 두께가 존재한다.
캡핑 층은 많은 상이한 특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 캡핑 층은 임의의 적합한 물질, 예컨대 Alq3을 포함할 수 있는, 당해 분야에서 흔히 사용되고 공지되어 있는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 제1 캡핑 층이 광학적으로 커플링된 각각의 OLED에 의해 방출되는 광의 파장에 거의 동일한 파장을 갖는 광에 실질적으로 투명하다. 캡핑 층이 유기 디바이스의 방출 손실을 감소시키도록 투명한 것이 바람직하다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 대략 1 및 2.5 범위의 굴절률을 갖는다. 통상적으로, (광학 두께가 물리적 두께와 굴절률의 곱이므로) 굴절률이 더 높을수록, 캡핑 층에 필요한 물리적 두께가 더 얇다. 그러나, 굴절률 증가는 또한 캡핑 층의 경계에서의 임계 각을 감소시킬 수 있고 추가의 유형의 손실을 도입할 수 있다. 따라서, 제1 캡핑 층이 대략 1.5 및 2 범위 내의 굴절률을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 대략 5 내지 10% 범위의 복수의 녹색 OLED에 대한 효율 손실을 발생시키는 광학 두께를 갖는다. 이러한 손실은 청색 방출 OLED에 최적화된 광학 두께를 갖는 제1 캡핑 층에 기인할 수 있다. 유사하게, 제1 캡핑 층은 대략 25 내지 35% 범위 내의 복수의 적색 OLED에 대한 효율 손실을 발생시키는 - 게기에, 제1 캡핑 층이 청색 OLED에 최적화될 때 통상적일 수 있는 - 광학 두께를 가질 수 있다.
추가로, 몇몇 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 및/또는 복수의 녹색 OLED에 최적화된 두께를 가질 수 있다. 제2 캡핑 층이 복수의 녹색 OLED에 최적화될 때, 이것은 캡핑 층이 녹색 방출 OLED에 최적화된 값의 범위인 대략 125 내지 160 nm 범위 내의 광학 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 예컨대 다른 캡핑 층(예컨대, 제1 캡핑 층)이 OLED의 제2 부분에 공통적일 때, 이 범위가 복수의 OLED의 제2 부분과 광학 연통하는 전체 캡핑 층의 광학 두께에 상응할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 즉, 이 예시적인 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 오직 녹색 OLED를 최적화하는 데 필요한 것보다 얇은 광학 두께를 가질 수 있고, 그러나 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층이 조합될 때, 전체 광학 두께는 광 방출을 최적화할 수 있다. 이는 도 3, 5~9에 도시되어 있다. 제1 캡핑 층과 유사하게, 제2 캡핑 층은 Alq3과 같은 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있다. 제2 캡핑 층은 또한 제2 캡핑 층이 광학적으로 커플링된 각각의 OLED에 의해 방출되는 광 파장과 거의 비슷한 파장을 갖는 광에 실질적으로 투명할 수 있다. 더욱이, 제1 캡핑 층과 유사하게, 몇몇 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 대략 1 및 2.5 범위, 바람직하게는 대략 1.5 및 2 범위인 굴절률을 가질 수 있다. 이것은 제1 캡핑 층과 관련하여 상기 기재되어 있다.
복수의 OLED가 또한 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 포함하고, 상기 방법이 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분 위에 제3 캡핑 층을 증착시키는 단계를 포함하는 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 임의의 OLED 칼라에 최적화된 광학 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 광학 두께는 복수의 적색 OLED 및/또는 복수의 녹색 OLED에 최적화될 수 있다. 이는 제1 캡핑 층 또는 제2 캡핑 층이 청색 OLED에 최적화되는 실시양태에서의 경우일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층이 적색 OLED에 최적화된 광학 두께를 가질 때, 제3 캡핑 층은 대략 160 내지 200 nm 범위 내인 두께를 갖는다. 상기 기재된 바대로, 제1 캡핑 층 또는 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제3 부분에 공통적일 때, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제3 부분에 광학적으로 커플링된 전체 캡핑 층의 전체 광학 두께가 최적화되게 하는 광학 두께를 가질 수 있다. 제1 캡핑 층 및 제2 캡핑 층에서처럼, 제3 캡핑 층은 Alq3과 같은 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있다. 제3 캡핑 층은 제3 캡핑 층이 광학적으로 커플링된 각각의 OLED에 의해 방출된 광 파장에 거의 동일한 파장을 갖는 광에 실질적으로 투명할 수 있다. 더욱이, 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 대략 1 및 2.5 범위, 바람직하게는 대략 1.5 및 2 범위의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 기재된 바대로, 제1 캡핑 층, 제2 캡핑 층 및 제3 캡핑 층은 각각 동시에 방출 칼라 중 하나를 최적화하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서. 제1 캡핑 층은 복수의 청색 OLED에 최적화된 두께를 갖고, 제2 캡핑 층은 복수의 녹색 OLED에 최적화된 두께를 갖고, 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED에 최적화된 두께를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 각각의 칼라 OLED로부터의 방출이 또한 최적화되므로, 디바이스는 전체적으로 더 높은 효율로 운전될 수 있다. 각각의 캡핑 층은 그 자체가 OLED를 최적화하기 위한 전체 광학 두께를 제공해야 하는 것은 아니지만, OLED에 광학적으로 커플링된 다른 캡핑 층과 조합되도록 설계될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 몇몇 실시양태에서, 제1 캡핑 층은 대략 90 내지 130 nm 범위 내인 광학 두께를 갖고, 제2 캡핑 층은 대략 125 내지 160 nm 범위 내인 광학 두께를 갖고, 제3 캡핑 층은 대략 160 내지 200 nm 범위 내인 광학 두께를 갖는다. 이는 각각 청색, 녹색 및 적색 OLED를 최적화하기 위한 최적 두께에 상응할 수 있다.
장치의 예시적인 실시양태
기재된 예시적인 방법 이외에, 본원은 예시적인 디바이스의 설명을 제공한다. 다시, 하기 기재된 바대로, 실시양태는 오직 예시 목적을 위한 것이고, 제한으로 의도되지 않는다.
본 발명은 복수의 OLED를 포함하는 제1 장치로서, 각각의 OLED가 제1 전극, 제1 전극 위에 배치된 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 유기 전계발광(EL) 물질을 갖는 장치를 제공한다. 몇몇 실시양태에서, OLED는 (디스플레이에서처럼) 광 방출이 조합될 수 있도록 공통 기판 위에 배치될 수 있다. 제1 장치는 추가로 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제1 부분의 제2 전극 위에 배치되는 제1 캡핑 층을 포함한다. 이러한 방식으로, 제1 캡핑 층은 상기 기재된 바대로 복수의 OLED의 적어도 제1 부분의 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 제1 장치는 또한 제2 캡핑 층을 포함한다. 제2 캡핑 층은 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 제1 부분이 아니라 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제2 부분의 제2 전극 위에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, (제2 캡핑 층을 단독으로 또는 다른 캡핑 층과의 몇몇 조합으로 포함하는) 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되는 전체 캡핑 층의 광학 두께가 제1 복수의 OLED에 광학적으로 커플링되는 것과 상이할 수 있다. 이는, 몇몇 실시양태에서, 이러한 디바이스 내에 더 많은 단일 칼라 OLED를 최적화하는 능력을 제공할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 기재된 상기 제1 장치 내의 제2 캡핑 층은 FMM을 통해 또는 VTE에 의해 증착되지 않는다. 즉, 상기 자세히 기재된 바대로, 디바이스 위에 캡핑 층을 배치하는 데 이제까지 사용되지 않은 대안적인 증착 기법을 이용하여 캡핑 층을 증착시킬 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 이 기법으로는 LITI 및 LIPS를 들 수 있는데, 이것은 캡핑 층이 전기적으로 활성이 아니므로 바람직할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 예컨대 디바이스가 디스플레이 또는 조명 장치를 포함할 때 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED 및 복수의 녹색 OLED를 포함한다. 더욱이, 몇몇 실시양태에서, 제1 장치의 제2 캡핑 층은 복수의 적색 OLED, 녹색 OLED 및 청색 OLED 중 하나 이상 위에 배치되지 않는다. 이러한 방식으로, 2개 이상의 OLED가 다른 OLED보다 상이한 광학 두께를 갖는 전체 캡핑 층에 광학적으로 커플링될 수 있다. 이는 2개 이상의 OLED 칼라의 방출의 최적화를 허용할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 복수의 청색 OLED 위에 배치되지 않는다. 이는 청색 OLED에 광학적으로 커플링된 추가의 캡핑 층이 최적화를 성취하기 위해 필요하지 않을 수 있도록 제1 캡핑 층이 청색 OLED에 최적화된 광학 두께를 갖는 경우이다.
몇몇 실시양태에서, 복수의 OLED가 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED 및 복수의 녹색 OLED를 포함하고, 복수의 OLED가 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 더 포함하는 상기 기재된 제1 장치에서, 이 장치는 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록 복수의 OLED의 적어도 제3 부분의 제2 전극 위에 배치된 제3 캡핑 층을 더 포함한다. 상기 기재된 바대로, 제3 캡핑 층의 첨가는 3가지 별개의 OLED 방출 칼라를 최적화하는 것을 더 용이하게 성취할 수 있게 한다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 복수의 OLED의 제1 또는 제2 부분에 광학적으로 커플링되지 않는다. 이 실시양태의 예는 하기 기재된 도 4에 도시되어 있다. 이는 각각의 캡핑 층이 다른 캡핑 층의 광학 효과를 조합할 필요성 없이 복수의 OLED의 하나의 부분의 방출을 최적화하도록 설계되도록 허용할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 제3 캡핑 층은 FMM을 통해 또는 VTE에 의해 증착되지 않고, 이는 상기 기재된 것과 동일한 이익을 제공한다. 몇몇 실시양태에서, 제2 캡핑 층은 복수의 청색 OLED 또는 복수의 녹색 OLED에 광학적으로 커플링되지 않고, 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 또는 복수의 청색 OLED에 광학적으로 커플링되지 않는다. 이 실시양태의 예는 도 4에 도시되어 있고, 하기 자세히 기재되어 있다.
도면의 설명
나머지 도면은 이하에서 보다 상세히 설명된다. 그 도면들은 예시적인 실시양태를 나타내고, 제한할 의도가 있는 것이 아니다. 도면 중 다수는 상기에서 언급되어 있으므로, 나타낸 바와 같이 제공된 설명에 관련된다.
도 3-9에 도시된 예시적인 디바이스 각각은 상이한 칼라(예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 각자)를 방출하는 복수의 OLED(310, 311 및 312)를 포함하고, OLED 각각은 제1 전극(321) 및 제2 전극(322)을 가지며, 여기서 제2 전극(322)은 상부 전극이다. OLED 각각은 제1 기판(300) 상에 배치된다. 제1 기판은 실제 예를 들면 백플레인 및/또는 TFT 기판을 포함할 수 있다. 나머지 특징부는 각 도면에 대하여 상세히 기술된다.
도 3은 제1 캡핑 층(301), 제2 캡핑 층(302) 및 제3 캡핑 층(303)을 포함하는 예시적인 실시양태의 측면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 제1 캡핑 층(301)은 각각의 유기 디바이스에 광학적으로 커플링되도록 OLED(310, 311 및 312) 각각의 상부 전극(322) 위에 배치된다. 그러므로, 제1 캡핑 층은 OLED(310, 311 및 312)에 공통적이다. 이는 제1 캡핑 층(301)이 블랭킷 층으로서 침착될 수 있도록 허용하는 이점을 가질 수 있으므로, FMM 또는 다른 공정을 통한 침착을 필요로 하지 않는다. 서술된 바와 같이, 제1 캡핑 층은 OLED(312)(예를 들면, 청색 OLED)에 최적화되어 있는 광학 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 캡핑 층(301) 및 OLED(310) 둘 다에 광학적으로 커플링되어 있는 제2 캡핑 층(302); 뿐만 아니라 제1 캡핑 층(301) 및 OLED(311)에 광학적으로 커플링되어 있는 제3 캡핑 층(303)이 도시되어 있다. 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층(301) 및 제2 캡핑 층(302)의 전체 캡핑 층은 OLED(310)을 최적화하는 전체 광학 두께를 가질 수 있다. 유사하게도, 일부 실시양태에서, 제1 캡핑 층(301) 및 제3 캡핑 층(303)의 전체 캡핑 층은 OLED(311)을 최적화하는 전체 광학 두께를 가질 수 있다. 따라서, 도 3에 기술된 바와 같이, 그 예시적인 실시양태는 상이한 칼라의 광을 방출할 수 있는 다른 OLED를 최대화하도록 하나의 OLED(310)와, 제2 캡핑 층(302) 및 제3 캡핑 층(303))을 최적화하는 단일 공통 캡핑 층(301)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 도 3에 도시된 디바이스가 최적화될 수 있다.
도 4는 제1 캡핑 층(401), 제2 캡핑 층(402) 및 제3 캡핑 층(403)을 포함하는 예시적인 실시양태의 측면도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 예시적인 디바이스와는 달리, 제1 캡핑 층(401)은 복수의 OLED(310, 311 및 312)에 공통적인 것이 아니다. 실제로, 캡핑 층 중 어느 층도 다른 캡핑 층의 어느 것에도 광학적으로 커플링된 것으로 도시되어 있지 않으며, 캡핑 층 중 어느 층도 복수의 상이한 칼라 OLED에 공통적인 것이 아니다. 이러한 실시양태에서, 캡핑 층(401, 402 및 403) 각각은 OLED(310, 311 ALC 312) 각각을 저마다 최적화하는 광학 두께를 가질 수 있다.
도 5는 제1 캡핑 층(501), 제2 캡핑 층(502) 및 제3 캡핑 층(503)을 포함하는 예시적인 실시양태의 측면도를 도시한 것이다. 기술된 바와 같이, 캡핑 층(501)은 3가지 모든 OLED에 대하여 공통적이고, 캡핑 층(502)은 OLED(311 및 312)에 공통적이다. 캡핑 층(503)은 오직 OLED(312)에만 광학적으로 커플링되어 있다. 캡핑 층(501, 502 및 503) 각각은 동일 광학 두께를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도 5에서 각각의 OLED에 대한 전체 캡핑 층의 전체 광학 두께는 각각의 디바이스 위에 있는 캡핑 층의 침착 수에서의 차이에 기초하여 상이하다. 따라서, 이러한 실시양태에서, 동일 침착 공정 및 물질을 적용하는 것이 가능할 수 있지만, 3가지 상이한 캡핑 층 - 상이한 칼라 OLED 각각에 대하여 하나를 갖는다. 또한, 동일 두께를 갖는 상이한 물질을 적용하는 것도 가능하다.
도 6은 제1 캡핑 층(601) 및 제2 캡핑 층(602)을 포함하는 예시적인 실시양태의 측면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 캡핑 층(601)은 OLED(310 및 312) 양자에 공통적이며; 그리고 캡핑 층(602)은 OLED(311 및 312)에 공통적이다. 이 실시양태는 단지 2개의 캡핑 층만을 이용하면서 3개의 상이한 전체 캡핑 층을 포함하는 디바이스를 갖는 것이 가능하다는 점을 예시하여 보여준다. 즉, OLED(310)는 캡핑 층(601)을 포함하는 전체 캡핑 층을 갖고; OLED(311)은 캡핑 층(602)을 포함하는 전체 캡핑 층을 가지며; 그리고 OLED(312)는 캡핑 층(601 및 602)을 포함하는 전체 캡핑 층을 갖는다. 이들 실시양태는 제조 시간 및 비용을 줄일 수 있는, 캡핑 층을 침착시키기 위한 2가지 침착 공정만을 이용하는 이점을 갖는다.
도 7은 제1 캡핑 층(701), 제2 캡핑 층(702) 및 제3 캡핑 층(703)을 포함하는 예시적인 실시양태의 측면도를 도시한 것이다. 서술된 바와 같이, 도 7은 캡핑 층(701)이 3가지 모든 OLED에 대하여 공통적이고, 캡핑 층(702)이 OLED(311 및 312)에 공통적이며, 그리고 캡핑 층(703)이 오직 OLED(312)에만 광학적으로 커플링되어 있다는 점에서 도 5와 거의 동일하다. 그러나, 도 7은 캡핑 층들이 상이한 물리적 두께를 포함하는 실시양태를 도시한 것이다. 따라서, 이 실시양태는 OLED 각각의 방출을 보다 용이하게 최적화하도록 증가된 적응성을 제공하는 이점을 갖는다.
도 8 및 도 9는 캡핑 층이 제2 기판(830), 예컨대 디스플레이 패널 상에 침착되고, 이어서 제1 기판(300)에 커플링되어 있는 예시적인 실시양태를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 오직 단일 캡핑 층(802)만이 제2 기판(830) 상에 침착된다. 캡핑 층(802)은 기판(300 및 830)이 커플링될 때 OLED(310)와 정렬되도록 위치하게 된다. 따라서, OLED(310)는 공통 캡핑 층(801) 및 캡핑 층(310)에 광학적으로 커플링된다. OLED(311 및 312) 둘 다는 오직 캡핑 층(801)에만 광학적으로 커플링되어 있다. 상기 기술된 바와 같이, 이는 캡핑 층(801)이 청색 OLED에 최적화되는 실시양태에 대한 경우일 수 있다. 그러한 예시적인 실시양태에서 전형적으로, 청색 OLED(예를 들면, 도 8에서 OLED(310))는 효율의 가장 큰 손실을 갖는다. 따라서, 캡핑 층(802)을 제공하는 것은 OLED(310)을 상쇄 또는 최적화할 수 있다. 캡핑 층 중 일부 또는 전부는 제2 기판(830) 상에, 임의의 조합으로, 예컨대 도 3-7을 참조하여 논의된 것들로 침착될 수 있다.
도 9는 캡핑 층(902 및 903)이 제2 기판(830) 상에 참칙되고, 이어서 제1 기판(300)과 정렬 및 커플링될 수 있다는 점에서 도 8과 유사하다. 도시된 바와 같이, 제1 기판(300) 및 제2 기판(830)이 커플링될 때, 캡핑 층(901)은 3개의 모든 OLED에 공통적이고, 캡핑 층(902)은 OLED(311 및 312)에 공통적이며, 그리고 캡핑 층(903)은 오직 OLED(312)에만 광학적으로 커플링되어 있다. 따라서, 그 결과는 도 5 및 7에서 캡핑 층에 의해 제공된 순수 효과와 유사하다.
동일하거나 상이한 광학 특성을 갖는 캡핑 층의 다수의 보다 많은 조합은 복수의 상이한 칼라 OLED 디바이스 각각에 광학적으로 커플링된 상이한 전체 광학 두께를 얻도록 제공될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 일반적인 원리는 본원에 개시된 바와 동일하게 유지되므로, 실시양태 내에 속하는 것으로 고려된다.
시뮬레이션 결과 - 전력 소비량 계산
발명자들은 또한 상이한 칼라 OLED 각각에 대한 상이한 캡핑 층을 포함하는 예시적인 디바이스에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이 예시적인 디바이스는 다음의 특징을 가졌다: 디스플레이 크기는 4-인치(대각선 길이)이었고, 모든 파라미터는 작동된 픽셀의 40%를 지닌 백색 점에 대하여 300 cd/m2의 전체 디스플레이 명도에 대하여 계산하였다. 박막 트랜지스터(TFT)는 5.5 V의 전압을 가지며 그리고 OLED는 각각 4V의 전압을 가졌다. 조명 패널은 또한 전체 패널 투과율을 44%로 줄이는 인가된 원형 편광자를 가졌다. OLED 칼라 각각에 대한 1931 CIE 좌표는 다음과 같았다: 적색(0.67, 0.32), 녹색(0.21, 0.71) 및 청색(0.13, 0.058). 디바이스의 조합된 백색 방출은 (0.29, 0.30)의 CIE 좌표를 가졌다.
하기 표 1은 상기 설명된 예시적인 4-인치 디스플레이에 대한 전력 소비량에 대한 시뮬레이션의 결과를 도시한 것이고, 여기서 디스플레이는 (1) 상이한 캡핑 층 광학 두께에 의해 개별적으로 최적화된 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 가지며, 그리고 (2) 캡핑 층이 오직 청색 픽셀에만 최적화되고, 적색, 녹색 및 청색 픽셀에 공통적이었다: 적색 OLED에 광학적으로 커플링된 캡핑 층은 100 nm의 Alq3을 포함하였고, 170 nm의 광학 두께를 가졌다. 녹색 OLED에 광학적으로 커플링된 캡핑 층은 80 nm의 Alq3을 포함하였고, 138 nm의 광학 두께를 가졌다. 청색 OLED에 광학 커플링된 캡핑 층은 70 nm의 Alq3을 포함하였고, 125 nm의 광학 두께를 가졌다.
예시적인 디바이스의 시뮬레이션 결과
적색 광 방출
발광 효율[cd/A]		 녹색 광 방출
발광 효율[cd/A]		 청색 광 방출
발광 효율[cd/A]		 디스플레이의 전력 소비량[W]
(1) RGB 최적화된
캡핑 층		 46 116 7.8 0.300
(2) B만 최적화된
캡핑 층 		32 104 7.8 0.343
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 이 예시적인 실시양태에 대한 광 방출은, 각각에 광학적으로 커플링되어 있는 캡핑 층이 최적화될 때, 적색 OLED의 경우(휘도에서 대략 43.75% 증가), 녹색 OLED의 경우(휘도에서 대략 11.54% 증가) 실질적으로 증가한다. 청색 OLED로부터 광 방출은, 예상된 바와 같이, 그러한 디바이스에 광학적으로 커플링된 캡핑 층이 양쪽 시뮬레이션에서 동일한 광학 두께를 갖기 때문에 동일하게 유지된다. 각각의 캡핑 층에 대한 최적화의 결과로서, 디스플레이의 전력 소비량은 단일 최적화된 캡핑 층만을 갖는 디바이스와 비교할 때 0.043 W(대략 14.33%)로 감소된다. 따라서, 그 시뮬레이션은 OLED 칼라 각각에 대하여 최적화되어 있는 캡핑 층을 포함하는 디바이스가 보다 높은 방출 수준을 가짐으로써 전력 소비량을 낮춘다는 점을 확인해 보여준다. 감소된 전력 소비량 및 결과로서 생성된 효율의 증가는 또한 그 디바이스의 보다 긴 수명을 유도할 수도 있다. 예를 들면, 전형적인 적색 인광성 OLED 가속화 인자 2가지를 이용하면, 사례 1(적색 OLED가 최적화되어 있을 때)에서 적색 픽셀의 수명은 동일 초기 휘도에 대한 사례 2(즉, 최적화되어 있지 않음)의 디바이스보다 2.1배 더 길 것으로 예상된다.
본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예로 든 것이고, 본 발명의 영역을 제한하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들면, 본원에 기술된 물질 및 구조 중 다수는 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나는 일 없이 다른 물질 및 구조에 의해 대체될 수 있다. 그러므로, 특허 청구된 본 발명은, 해당 기술 분야의 당업자에 의해 명백히 이해되고 있는 바와 같이, 본 발명에 기술된 특정한 실시예 및 바람직한 실시양태로부터 유래된 변형예를 포함할 수 있다. 본 발명이 실시될 수 있는 이유에 대한 다양한 이론은 제한을 의도한 것이 아님을 이해해야 한다.

Claims (22)

  1. 복수의 OLED로서, 각각의 OLED는
    제1 전극,
    제1 전극 위에 배치된 제2 전극, 및
    제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 유기 전계발광(EL) 물질
    을 포함하는 것인 복수의 OLED;
    제1 캡핑 층을 포함하는 제1 기판으로서, 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분에 광학적으로 커플링되도록, 제1 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제1 부분의 제2 전극 위에 배치되는 것인 제1 캡핑 층을 포함하는 제1 기판; 및
    제2 캡핑 층을 포함하는 제2 기판으로서, 제2 캡핑 층이 제2 기판의 부분 위에 침착되고, 복수의 OLED의 제2 부분에 광학적으로 커플링되지만, 복수의 OLED의 제1 부분에 광학적으로 커플링되지 않도록, 제2 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제2 부분의 제2 전극 위로 배치되는 것인 제2 캡핑 층을 포함하는 제2 기판
    을 포함하고,
    상기 복수의 OLED는 복수의 적색 OLED, 복수의 청색 OLED 및 복수의 녹색 OLED를 포함하며,
    상기 제1 캡핑 층은 공통 캡핑 층으로서 적색 OLED, 청색 OLED 및 녹색 OLED의 각각의 제2 전극 상에 형성되는 것인 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 복수의 OLED는 제1 부분 및 제2 부분과 상이한 OLED의 제3 부분을 추가로 포함하고, 제3 캡핑 층이 복수의 OLED의 적어도 제3 부분에 광학적으로 커플링되도록, 복수의 OLED의 적어도 제3 부분의 제2 전극 위에 배치된 제3 캡핑 층을 추가로 포함하는 것인 장치.
  4. 제3항에 있어서, 제2 캡핑 층 또는 제3 캡핑 층은 미세 금속 마스크(FMM)를 통해 침착되지 않은 것인 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제2 캡핑 층은 복수의 청색 OLED 또는 복수의 녹색 OLED에 광학적으로 커플링되지 않고, 제3 캡핑 층은 복수의 적색 OLED 또는 복수의 청색 OLED에 광학적으로 커플링되지 않은 것인 장치.
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