KR20060134940A - 스트레인 해소, 항 반사 및 베리어 층을 가진 ｏｌｅｄ구조물 - Google Patents

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마이클 엑스. 오우양
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Abstract

OLED 구조물은 실질적으로 유연한 기판, 상기 기판과 OLED 구조물 사이에 증착된 적어도 하나의 베리어 층, 및 상기 OLED 구조물과 디스플레이 표면 사이에 증착된 적어도 하나의 항 반사 층을 포함한다. 상기 베리어 층은 최대 10개의 스택을 포함하는 한편, 각각의 스택은 유전체 층 및 광 흡수층을 포함한다. 또한 다른하나의 유연한 기판은 상기 베리어 층 상부에 증착될 수 있다.
OLED 구조물, 항반사, 베리어 층, 디스플레이, 기판, 스택

Description

스트레인 해소, 항 반사 및 베리어 층을 가진 ＯＬＥＤ 구조물 {OLED structure with strain relief, antireflection and barrier layers}
유기 발광 디바이스/다이오드(OLEDs)는 예를 들어, 전자발광성 폴리머 및 저-분자 구조로부터 종종 제조되는 발광 디바이스이다. 이러한 디바이스들은 다른 분야뿐 아니라 디스플레이에서 통상적인 광 소스에 대한 대안으로서 상당한 관심을 받아왔다. 특히, LC 물질 및 구조는 형태면에서 더욱 복잡해지고 특정 분야에 한정되는 경향이 있기 때문에 OLED는 디스플레이에서 액상 결정(LC) 물질 및 구조에 대한 대안이 될 수 있다.
OLED-계 디스플레이는 LC 디스플레이에서 요구되는 것과 같이 광 소스(후광)를 필요로 하지 않는다. OLEDs는 자체-함유된 광 소스이고, 그로 인해 더 넓은 범위의 조건 하에서 보이는 동안 훨씬 더 치밀하다. 더욱이, 고정된 셀 갭(cell gap)에 의존하는 LC 디스플레이와는 달리 OLED-계 디스플레이는 유연해질 수 있다.
OLEDs는 디스플레이 및 다른 분야에서 상술된 최소한의 이점을 가진 광 소스를 제공하는 반면, 그들의 실제의 실행을 줄일 수 있는 소정의 고려사항 및 한계가 있다. OLED 물질을 사용할 때 고려되어야 할 한가지 이슈는 환경 오염에 대한 민감성이다. 특히, OILED 디스플레이의 수증기 또는 산소에의 노출은 유기 물질 및 OLED의 구조적 성분에 해가 될 수 있다. 전자(former)에 따르면, 수증기 및 산소에 대한 노출은 그 자체로 유기 전자발광 물질의 발광 능력을 감소시킬 수 있다. 후자(latter)에 따르면, 예를 들어, OLED 디스플레이에서 일반적으로 사용된 반응성 금속 양극(cathode)의 상기 오염물질에 대한 노출은 시간이 경과하면서 '검은-점'을 야기시키고 OLED 디바이스의 유용한 주기를 감소시킨다. 따라서, OLED 디스플레이 및 그들의 구성 성분 및 물질이 수증기 및 산소와 같은 환경 오염원으로의 노출로부터 보호하는 것이 이롭다.
환경 오염을 최소하하기 위해서, OLED 디스플레이는 일반적으로 모서리에 유리 또는 금속이 밀봉된, 두껍고, 견교한 유리 기판상에서 제조된다. 하지만, 때로는 경량의(lightweight) 유연한 기판상에 OLEDs를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이러한 방식으로 얇은 플라스틱(예를 들어, 폴리머) 기판을 사용하는 것이 이로울 것이다. 안타깝게도 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 기판은 마음에 들지않게 수증기 및 산소 침투가 일어나기 쉽다. 알려진 습기 및 산소 베리어 층은 종종 불안정하고, 따라서 유연성 있는 기판 적용에 유용하지 않다. 결정적으로, 폴리머 유전체 물질의 보다 두꺼운 층이 베리어 층으로 고려되었다. 하지만, 이러한 방법에 사용된 알려진 두꺼운-층 물질은 바람직하게 평평한 스크린의 굴곡(curvature)을 야기할 수 있다. 따라서, 이것들도 또한 유연성 있는 기판 OLED 디스플레이에서 사용되기에 적합하지 않다.
전술된 알려진 구조의 단점 이외에도, 소정의 광-조건에서 디스플레이의 가시성(visibility)에 대한 이슈는 알려진 OLED 구조물이 여러 분야에서 적합하지 않 게 했다. 예를 들어, 일광(sunlight)에서 그리고 주위 광(ambient light)이 좀더 높은 조건에서 상기 디스플레이는 주위 광에 의해 판독하기 어렵다는 것을 알 수 있다. 이처럼, 일반적으로 '워시 아웃(wash out)'이라고 언급되는 이러한 조건은 포켓용(handheld) 디바이스와 같은 소정의 디스플레이 분야에서 OLED의 사용을 제한한다.
따라서, 필요한 것은 전술한 단점을 최소한으로 극복하는 디스플레이 구조이다.
요약
실시예 구체화에 따르면, OLED 구조물은 실질적으로 유연한 기판, 상기 기판과 OLED 구조물 사이에 증착된 적어도 하나의 베리어 층, 및 상기 OLED 구조물과 디스플레이 표면 사이에 증착된 적어도 하나의 항 반사(antireflection) 층을 포함한다.
실예가되는 구체화는 첨부된 도면과 함께 후술될 상세한 설명에서 잘 이해될 것이다. 여러 가지 특성이 반드시 나타나도록 그려진 것은 아님을 주목해야한다. 설명의 명확성을 위해 면적은 마음대로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1은 실시예 구체화에 따른 OLED 구조물의 부분적인 분해면(exploded view)이다.
도 2a는 실시예 구체화에 따른 베리어/항 반사 코팅/후(rear) 반사 구조물의 횡단면이다.
도 2b는 실시예 구체화에 따른 베리어/항 반사 코팅/후 반사 구조물의 횡단면이다.
도 3은 실시예 구체화에 따른 기판의 앞쪽 면(front side)에서 항 반사 코팅 구조물의 횡단면이다.
도 4는 실시예 구체화에 따른 세 개의-층 항 반사 스택(stack)의 파장에 대한 반사율(reflectance)을 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 구체화에 따른 세 개의-층 항 반사 스택의 파장에 대한 반사율을 그래프로 나타낸 것이다.
후술될 상세한 설명에서, 특정한 세부사항을 개시하고 있는 실시예 구체화는 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 실시된 것이고, 설명을 목적으로 한 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 하지만, 당업계의 당업자에게는 본 발명이 여기 개시된 특정한 세부사항에서 벗어난 다른 구체화에서 실시될 수 있는 이점을 가진다는 사실은 자명한 것이다. 게다가, 잘-알려진 디바이스의 설명, 방법 및 재료들은 본 발명의 설명을 모호하게 하지 않는 한 생략될 수 있다.
여기에 기술된 실시예 구체화에서, OLED's 구조물은 중요한 사항으로 설명된다. 하지만, 이것은 단지 실예가되는 실행이라는 점에 주목해야한다. 이해를 위해, 본 발명은 상술한 것과 같은 유사한 문제점을 가진 다른 기술분야에 적용가능하다. 예를 들어, 다른 타입의 광원을 포함하는 광학 및 디스플레이에 대한 구체화는 확실히 본 발명의 영역(purview) 내에 있다. 이것들은 통합된 회로 및 반도체 구조를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 결정적으로, 실시예 구체화는 다양한 분야에서 사용될 수 있다는 점을 주목해야 한다. 이러한 적용들은 포켓용 디바이스 및 컴퓨터 디바이스와 같은 디스플레이를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 부분적인 분해면을 보여주는 실시예 구체화에 따른 OLED 구조물(100)을 나타낸다. 상기 OLED 구조물(100)은 가시광선을 이롭게 투과하는 기판(101)을 포함한다. 예를 들어, 상기 기판용으로 선택된 물질은 보이는 면(106)에서 바람직한 세기 및 스크래치 저항(scratch resistance)을 제공한다. 상기 기판(101)은 플라스틱, 또는 적합한 유리층, 또는 유리, 폴리머 및 다른 물질의 조합과 같은 폴리머 물질을 예로 들 수 있다. 상기 기판(201)이 폴리머인 실시예 구체화에서, 상기 폴리머는 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리에테르 설폰(PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리이미드, 및 다른 것이 될 수 있다. 실시예 구체화에서, 상기 폴리머 층은 대략 50㎛ 내지 105㎛ 정도의 두께를 가진다. 또한, 상기 기판은 유연성을 제공하는 적합한 물질 위에 증착된, 수증기 및 산소에 대한 베리어를 제공하는 나노복합체 막을 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 물질들의 층은 다양하고 잡다한(sundry) 조합에서 사용될 수 있다. 그것의 조성과 상관없이, 기판(101)은 이롭게 유연하고 상기 OLED 구조물은 유연해질 수 있다.
이롭게도, 상기 기판(101)은 상기 OLED 디바이스가 증착될 수 있고, 유연한 베이스(base)를 제공한다. 상기 기판은 또한 그자체가 수증기, 또는 산소, 또는 둘 다에 대한 베리어가 될 수 있고, OLEDs를 포함하는 층(102)에 오염원이 도달하는 것을 방지한다. 그외에도, 오염을 막는 다른 층(들)이 상기 기판(101) 상부에 증착될 수 있다. 도 1의 실시예 구체화에서, 항 반사(AR) 층(107)은 오염원에 대한 베리어 층으로서 작용한다. 본 설명이 계속됨에 따라 더욱 명확해지는 것과 같이,층(105)은 층(102) 상부에 증착되고 오염원으로부터 층(102)을 보호한다. 정량적으로(quantitatively), 상기 베리어 층을 통한 침투량이 대략 10-6g/M2/day 미만이 되도록 하는 수증기에 대한 베리어 및 상기 베리어 층을 통한 침투량이 대략 10-5CM3/M2/day 미만이 되도록 하는 산소에 대한 베리어를 제공하는 베리어 층에 유용하다.
층(102)은 실시예 구체화의 OLEDs를 포함하는 다층 구조물이다. 예를 들어, 층(102)은 전자 수송 층(ETL)/발광 층(EL)/틈 수송 층으로 구성된 세 개의-층 스택이다. 도 2에 나타내지 않은 이러한 층들은 열 증발 또는 스핀 코팅에 의해 증착되고 OLED 구조물(100)의 OLED 층을 형성한다. 층(102)은 1997년 Current Opinion in Solid State and Materials Science에 Burrows et al.에 의해 "Prospects and applications for organic light-emitting devices"라는 제목으로 개시된 문헌에 기술된 형태가 될 수 있다. 이 문헌의 개시는 참고문헌으로서 여기에 특별히 통합된다. 양극(anode) 라인(103) 및 음극 라인(104)은 발광 효과를 위해 OLEDs에 필요한 전압을 제공하도록 상기 층(102)의 어떠한 면에 증착된다. 이러한 라인은 대체로 금속이고, 표준화된 기술에 의해 증착된다.
음극(cathode) 라인(104)은 전자 주입을 위한 낮은 작용 기능 금속으로 구성되는 것으로 설명된다. 예를 들어, 상기 양극 라인은 Ca, Li, Mg 또는 Mg/Ag, Al/Li 등의 합금 또는 LiF/Al, Li2O/Al, CaF/Al 구조 등의 다층 물질이 될 수 있다. 음극 라인(103)은 가시 광선에 실질적으로 투과되어야 한다. 높은 작용 기능을 제공하도록 변형된 표면을 가진 인듐 주석 산화물(ITO)은 실시예 구체화에서 이 용량(capacity)에서 사용된다. 이 말단에 대해, ITO는 상기 기판(101)에 코팅된 투과성 전도층이다. 또한 ITO는 HTL을 통해 EL 층에 대해 틈을 주입한다. 이 표면 처리는 작용 기능을 증가시킬 수 있고, 이것은 틈 주입에 대한 더 낮은 전압을 야기한다.
쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 포장(packing)은 OLED-계 디바이스의 수명(longevity)에 중요한데, 유연한 기판 상의 OLED-계 디바이스의 경우에 특히 중요하다. 여기 기술된 실예가되는 구체예에서, 층(105)은 대체(alternating) 또는 층 구조물에 증착된 다수의 두꺼운 금속 층 및 투명한(transparent) 유전체 층으로 구성된다. 금속 층은 각각 대략 1 내지 100 ㎚ 범위의 두께를 가지며, 상기 투명한 유전체 층은 각각 대략 10 내지 300 ㎚의 두께를 가진다. 환경 광(environmental light)의 반사를 억제함으로써(curbing) 검은 배경을 적절히 생성하고 적합한 오염원 베리어 층을 제공하기 위해, 1 내지 10 스택이 층(105)을 형성하는데 사용될 수 있는데, 상기 스택은 하나의 유전체 층 및 하나의 흡수 금속(absorbing metal) 층이다.
이롭게도, 실예가되는 구체예의 두꺼운 금속 층의 스트레스 타입은 스택의 유전체 층의 스트레스(대개 압축)를 보충할만한 신장(tensile) 또는 압축되도록 변형된다. 따라서, 압축성 스트레스 막/신장 스트레스 막은 상기 스트레스를 취소할 것이고 디스플레이는 억제하지 않을 것이다. 더욱이, 두꺼운 금속 막은 연성이고, 습기(moisture) 베리어 층으로서 작용하는 유전체 층들은 두꺼운 금속 층에 의해 구분된 몇 개의 두꺼운 층으로 나뉜다. 이롭게도, 이 구조물은 유연하고 상기 습기 베리어 층은 굽힘으로 인해 부서지지 않을 것이다.
상기 층(105) 구조물의 다른하나의 유용한 면은 OLED 구조물(101)이 작용하는 디스플레이 디바이스용 뒷 층으로서 그것의 항-반사 특성 및 그것의 기능이다. 이해를 위해, 라미네이트된(laminated) 구조물은 단지 상기 디스플레이의 뒷면에 놓일 수 있고, 가시(viewing) 면에 베리어/AR 층은 가시광선을 투과해야한다. 또한 상세한 설명에서 기술된 바와 같이, 상기 층(105)은 1/4-파장 유전체 층, 반사 층 및 흡광 층을 포함하는 스택이 될 수 있다.
결정적으로, 적절한 소수성 폴리머와 같은 소수성 물질 층(도 1에 나타내지 않음)은 상기 층(105)의 거의-벗겨진 표면상에 증착될 수 있고, 후면(backside) 기판(나타내지 않음)은 상기 층(105) 상부에 또는 소수성 층 상부에 증착될 수 있다는 것을 주목해야한다. 기판(101)과 달이, 후 기판은 투명할 필요는 없고, 따라서 가시광선에 대한 투명성(transparency)과 관계없이, 그것의 유연성 및 오염을 막는 능력에 의해 선택될 수 있다는 것을 주목해야한다. 상기 물질들은 폴리머, 금속, 유리 및 당업계의 당업자들에게 알려져 있는 다른 물질들을 포함하나 이에 한정되 는 것은 아니다.
가시면(viewing side; 106) 가장 가까운 기판의 면에 AR 층(107)이 증착된다. 상기 AR 층(107)은 가시면(106) 상에 광 투사(incident)의 반사를 이롭게 금지한다(예를 들어, 워시-아웃 효과에 의해 OLED 구조물을 포함하는 디스플레이의 방출이 보이는 것을 방해하는 주위 광). 이해를 위해, OLEDs의 방출 방향(108)과 반대로 향한 성분을 갖는 방향으로부터 가시면 상으로의 광 투사는 가시면(106)에서 반사되는 것으로부터 실질적으로 방지된다. 더욱 상세히 기술하자면, 상기 AR 층(107)은 가시면 상에 광 투사의 소광 효과(calcellation effect)를 제공하는 다층의 유전체 스택이 될 수 있다. 이 물리적인 현상은 잘-알려지고, 두께, 굴절 지수 및 유전체 스택의 층 수의 신중한 선택을 요구한다.
항 반사 특성 외에도, AR 층(107)의 유전체 층은 기판(101)을 가로지르고 상기 층(102) 또는 다른 층에 이르도록 함으로써 수증기 및 산소와 같은 오염원을 막는 적절한 베리어를 제공한다. 이처럼, OLED 구조물의 가시면(106)에서 밀폐성(hermeticity)은 유전체 AR 층(107)에 의해 제공된다.
위에서 언급되고 여기에 상술된 실시예 구체화에서, 상기 AR 층(107)은 가시 면 상에서 주위 광 투사에 대한 항반사 층으로서 제공한다. 이 AR 층(107)은 또한 유연성, 산소 및 수증기에 대한 베리어, 및 스크래치에 대한 저항성을 제공한다. 가시면(106)의 반대인 층(102)쪽에 있는 층(105)은 오염원, 특히 수증기 및 산소에 대한 베리어를 제공한다. 층(105)은 또한 주위 또는 환경적인 광의 반사를 감소시킴으로서 가시면(106)에 대한 검은 또는 어두운 배경을 제공한다. 본 설명이 계속 될수록 더 명확해지는 바와 같이, 층(105)은 OLED 구조물(100)의 벗겨진 면에서 바람직한 어두운-배경을 제공하기 위해 항 반사 유전체 스택과 같은 흡광 층을 포함할 수 있다. 예상할 수 있는 것과 같이, 검은 배경은 밝은 주위 또는 배경 광에서 작용(function)에 대한 디스플레이에 매우 중요하다. 섬광(glares) 및 표면 반사는 광선과 같은 밝은 배경 광에서 디스플레이를 본다면 이미지를 보는 것을 막을 수 있다. 실시예 구체화에서, 어두운 또는 검은 배경은 비교적 감소된 섬광을 가진 예리한 이미지를 제공한다.
도 2a는 실시예 구체화에 따른 OLED 구조물(100)의 벗겨진 층(105)에 대한 코팅 구조물(200)을 나타낸다. 상기 코팅 구조물(200)은 OLED 디바이스의 "후"면(예를 들어, 가시면(106)에 가장 가까운 면과 반대인 층(102)의 면)에 증착되는 다-층 구조물(201)이다. 이 다층 구조물(201)은 흡광층(202), 및 투과층(203)이 포함된 적어도 하나의 스택을 포함한다. 설명하면, 상기 흡광 층은 금속이고, 상기 투과 층(202)은 유전체 물질이다. 실시예 구체화에서, 하나의 스택 및 10개의 스택과 같은 수일 수 있다. 유전체 층(204)은 다층 구조물(201)에서 제1 금속 층과 OLED 구조물의 음극 라인 사이에 증착되어야 한다는 것이 또한 주목되어야 한다. 결정적으로, 소수성 층(205)은 다-층 구조물과 벗겨진 또는 후면 기판(206) 사이에 증착될 수 있다. 소수성 층(205)은 대략 10 ㎚ 내지 대략 300 pm 범위의 두께를 가진다.
OLED 구조물에 대해 산소는 수증기보다 덜 해롭다는 것을 주목해야한다. 하지만, 산소 베리어는 훨씬 더 실현하기 어렵다. 단 원자 분리/거리 및 산소 원자의 더 낮은 이동 성향(propensity)을 가진 물질 구조는 이 용적(capacity)에서 특히 유용하다. 밀도, 바늘구멍 없는, 무정형의 구조(결정화 없음)가 사용될 수 있다. 금속 막은 쉽게 결정화될 수 있고, 유전체 층은 기둥 구조로 형성될 수 있으나; 얇고, 저온 증착(냉각된 기판에서 전자관 스퍼터링 등), 결정화 및 기둥 구조는 피할 수 있다. 이러한 산소 베리어 층은 후(rear) 기판과 OLED 디바이스 층 사이에 증착될 수 있다; 예를 들어, 소수성 층(205)과 다층 구조물(201) 사이에 증착될 수 있다.
설명하자면, 흡수층(202)은 도 1의 실시예 구체화의 층(105)과 관련되어 언급된 어두운 금속 층이다. 이러한 층들은 바람직한 어두운 배경을 조성하고, 가시 면에서 증진된 대비를 허용한다. 더욱이, 이러한 층들은 기판에 대한 스트레스를 감소시킨다. 앞서 기술된 바와 같이, 환경(일광, 램프 등)으로부터의 광은 OLED의 EL 층으로부터 방출된 광과 경합한다. OLED 구조물을 통과한 이 "환경적인" 광은 관찰자의 눈에 반대로 반사되는 것이 방지되어야 한다. 다층 구조물(201)은 OLED 구조물이 우수한 가시 대조를 갖도록 하는 이러한 작용을 수행한다.
흡수 층(202)은 충분히 가시 광선을 흡수하도록 선택된다. 흡수 층(204)에 적합한 물질은 Mo, Zr, Ti, Y, Ta, Ni, 및 W 등의 얇은 금속 코팅; 다이아몬드-같은 탄소, SiOx, 산소-부족한 In2O3, ITO, SnO2, 및 유사 물질 등의 얇은 흡수 유전 물질; 또는 Si, Se, GaAs, GaN, Se, GaSe, GaTe, CdTe, TiC, TiN, ZnS, ZnO, CdSe, InP 및 BN 등의 반도체 물질을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 결정적으로, 이러한 층들은 선택된 물질에 따라 1.0㎛ 내지 대략 100 ㎛ 범위의 두께로 표준화된 증착 기술에 의해 증착된다.
투명한 층(203)은 대략 20㎚ 내지 대략 300㎚의 두께를 가진 유전체 층들이다. 적합한 물질은 Al2O3, AION, BaF2, BaTiO3, BeO, MgO, GsO3, Nb2O5, ThO2, CeO2, HfO2, Se2O3, SiO2, Si3N4, TiO2, Y3AI15O12, ZeSiO4, Ta2O5, HfN, ZrN, SiC, Bi12SiO20을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 물질 및 파장에 의존하여, 이러한 층들은 대략 100㎛ 내지 대략 300㎛ 범위의 두께를 가진다.
결정적으로, 다층 스택(201)의 물질의 증착 공정을 조절함으로써, 실시예 구체화는 막 스택으로 인한 감소된 기판 곡선을 제공한다. 이해를 위해, 스퍼터링 압력 조절을 통해 공정을 조절함으로써, 증착 비율 및 물질의 선택, 유도된 스트레스를 실질적으로 상쇄할 수 있다. 예를 들어, 앞서 기술된 바와 같이, 다층 구조물(즉, 흡광 층(202))의 금속은 유전체 층(203)의 스트레스를 부정하는(negates) 스트레스를 갖도록 선택될 수 있다. 다른하나의 실시예 구체화에서, 폴리머 기질의 뒤틀림(warping)은 상기 스트레스를 상쇄하기 위해 적합한 무기 물질(예를 들어, 유리)을 가진 폴리머의 각 면을 코팅함으로써 방지될 수 있다.
도 2a의 코팅 구조물에 대한 대체 구조물은 도 2b에서 보여진다. 다층 스택(208)은 가시 면을 향해 바람직하게 흡수되거나/반대로 반사되지 않는 선택된 파장에서 1/4 파장에 동일한 두께를 갖는 유전체 층을 포함한다. 상기 스택은 또한 위의 층(203)과 같은 주위 광 및 어두운 금속을 반사하는 반사면(210)을 포함한다. 광을 흡수하는 것 이외에도, 상기 스택(208)은 산소 및 습도 베리어로서 작용한다. 이 말단에, 광학 흡수(optical extinction)을 위한 다층 스택에 선택된 물질은 또한 수증기 및 산소가 OLED 구조물에 도달하는 것을 막기 위해서 베리어 층을 제공한다.
실시예 구체화에서, 스택(208)은 디스플레이에서 OLED 구조물의 '어두운' 배경을 형성한다. 다층 스택(208)은 다층 구조물의 다른 간섭으로부터 방향(212)으로 반사된 광으로 방향(207)으로부터 광을 소멸하는 광학 간섭 구조물을 포함한다. 스택(208)의 경우, 이 반사된 광은 동일한 세기 및 구조물에 의한 반대의 상을 가진다. 상기 광학 간섭 구조물은 물리적 광학 기술에서 잘 알려져 있고 종종 유전체 스택 필터로서 언급된다. 예를 들어, 다층 스택(208)은 참고문헌으로서 특별히 통합된 개시된, Dobrowolski, et al.에 의한 미국 특허 5,521,759,에서 기술된 형태일 수 있다.
어두운 금속 층(211)은 보이는 것과 같이 다층 스택의 먼(far) 면에 증착된다. 층(210)은 대략 50㎛ 내지 대략 200㎛ 범위의 두께를 가지며, 또한 OLED 구조물의 가시면을 향한 주위 광 반사를 충분히 억압한다. 도 2b의 구체예가 사용되면, 유전체 층(209)은 대략 560㎚(인간의 시야에 가장 민감한 파장 영역)에서 1/4 파장 두께이다. 이 층은 또한 수분 베리어를 제공한다. 층(21)은 텅스텐 또는 인코넬(inconel)과 같은 매우 광-흡수성인 금속이다. 대안으로, 산소 결핍된 InSnOx, 또는 ITO가 광 흡수층(210)으로서 사용될 수 있다. 산소 공간이 물질에서 증가되면 그것의 투명도는 매우 감소하고 전도성은 확연하게 증가됨에도 불구하고, 화학량론 적인(stoichiometric) ITO는 투명한 반도체인 것을 주목해야한다.
도 2a 및 2b와 관련하여 기술된 층들은 알려진 전자-빔, 스퍼터링 또는 웹 코팅 기술, 또는 이들의 조합에 의해 100℃ 미만의 온도에서 형성될 수 있다.
도 3은 실시예 구체화에 따른 OLED 구조물의 전면, 또는 가시면(예를 들어, OLED 구조물(100)의 가시면(106))에 대체로 증착되는 코팅 구조물(300)을 나타낸다. 예를 들어, 상기 코팅 구조물은 도 1의 실시예 구체화의 AR 층(107)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 구조물(300)은 AR 코팅(107)으로서 사용될 수 있다.
코팅 구조물(300)은 다른하나의 투명한 층(303) 상부에 증착된 투명한 층(302) 상부에 증착된 베리어 층(301)으로 구성된 다층 구조물(306)을 포함하는 투명한 구조물이다. 상기 투명한 층(302, 303)은 도 2의 투명한 층들과 동일한 물질 및 두께이다. 투명한 층(303)은 기판(304) 상부에 증착되거나 또는 직접 증착된다. 상기 코팅 구조물(300)은 비교적 높은 굴절 지수와 비교적 낮은 굴절 지수를 교차하는(alternating) 층을 갖는다. 이 구조물은 일반적으로 '저-고-저(low-high-low) 또는 LHL 스택으로서 알려져 있고, 반사를 방지하는데 매우 유용하다. LHL 스택 구조물을 유지하는데 있어서, 상기 코팅 구조물은 도 3에서 특별히 보여진 세 개의 층 보다 더 많은 층들을 가질 수 있다.
상기 기판(304)은 상술한 바와 같은 물질의 폴리머 층이다. OLED 구조물의 가시 면(예를 들어, 106)에 증착된 코팅 구조물(300)은 상기 가시 면으로부터의 반사를 감소시키고 수분이 상기 기판(304)에 침투하여 OLED 영역(예를 들어, 도 1의 층 102)에 도달하는 것을 방지한다. 하지만, 코팅 구조물의 모든 층들은 반드시 투 명하다. 좋은 베리어 층들은 종종 높은 굴절 지수를 갖는 물질이다. 예를 들어, 비교적 높은 굴절 지수를 갖는 Al2O3(n=1.65), TiO2(n=2.2-2.3), Ta2O5(n=2.1 내지 2.2) 등의 우수한 베리어 층들은 실시예 구체화에 따라 사용될 수 있다. 이와 같이, 그것의 소수성 특성 때문에 선택된 폴리머 물질이 될 수 있는 베리어 층(301)은 유전체 층의 맨 위가 될 수 있다.
실시예 구체화의 nL/nH/nL 항반사 구조물을 보면, 표면 반사는 대략 2% 또는 심지어 대략 0.5% 미만으로 차단될 수 있다. ITO는 높은 지수 물질이나, 증착 동안 반응성 스퍼터링 기체 또는 증발 기체를 변화시킴으로써, OLED 구조물과 폴리머/플라스틱 기판을 맞추는 지수는 가시면으로부터 반사를 증진시키는 것이 달성될 수 있다.
부가적인 투명한 층(303)은 기판(304) 상부에 증착될 수 있다는 것을 주목해야한다. 이 말단에, 투명한 층(303), 및 베리어 층(301)은 세 개-층 항반사 층을 포함하고, 제공된 베리어 층의 굴절 지수는 1.45 미만이다. 더욱이, 다른 굴절 지수를 갖는 투명한 층(302, 303)은 일반적으로 무기 물질의 다층 항반사성 코팅을 필요로 한다.
실시예 구체화에 따르면, 다층 항반사 코팅(예를 들어, 다층 AR 코팅(306))은 AR 밴드를 넓히고 오염원에 대해 비교적 증진된 베리어를 제공하도록 하는데 사용된다. 각 층의 선택은 요구되는 굴절 지수, 및 요구되는 두께에 의존한다. 세 개의 층 코팅에 있어서, 동일한 자기 및 반대 사인이 될 유전체 벡터의 알려진 조건 은:
y1/y0=y2/y1=y3/y2-'"ysub/y3
여기서, yj(i=0,1,2,3 ...)는 ith 층의 광 허용치(admittance)이고, ysub는 기판의 광 허용치이고 yo는 주변 매체의 광 허용치이다. 이처럼, n기판 = 1.52이면, 실예가되는 구체예의 4개-층 AR 층은: MgF(n=1.27, 두께는 92.7㎚)/ZrO2(n=2.06, 두께는 131.7㎚)/MgF(두께는 30.3㎚)/ZrO2(16.5㎚)이다.
결정적으로, 도 2의 구체예와 관련하여 기술된 바와 같은 물질의 지수 정합(matching) 층(305)은 나타낸 바와 같이 기판(304) 상부에 증착된다. 층들(301, 302 및 303)과 같은 이 층은 도 2의 구체예와 관련하여 기술된 바처럼 알려진 방법에 의해 제조된다.
베리어 층(301), 및 투명한 층(302, 303)으로 구성된 항반사 층의 층들 중 하나는 기판(301)의 굴절 지수의 제곱근(square-root)과 동일하다. 예를 들어, ITO는 550㎚에서 대략 2.0의 굴절 지수를 갖는다. 상기 지수 정합 층(305)은 대략 1.81의 굴절 지수를 가져야하며, 지수 정합 층(305)의 예로서 예를 들어 Si3N4, SiON, 및 BiO2 등을 들 수 있다. 이해를 위해, 지수 정합 층을 제공하는 것이 유용한데, 이것은 두 개의 인접한 층들의 갑작스런 지수 변화는 반사를 일으키기 때문이다. 반사는 디스플레이의 섬광을 일으키는데, 전술한 이유들로 인해 해롭다.
결정적으로, 나노복합점토가 오염원이 OLEDs에 도달하는 것을 방지하고 스크래치를 막기 위해 실시예 구체화에서 베리어 층(301)으로써 또한 사용될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
도 4는 폴리머 기판 위의 3개-층 AR 코팅에 있어서 파장(㎚)에 대한 반사율(%)을 나타낸다. 상기 세개 층들은 유리/W(7㎚)/Al(80㎚)이다. 상기 반사율은 유용한 파장 범위에 걸쳐 무의미하다는 것을 예상할 수 있다.
도 5는 유리/W(6.1㎚)/SiO2(78.5㎚)/ W(15.3mM) /SiO2(78.5㎚)/Al(71㎚)의 6개의 층 AR 코팅에 있어서 파장에 대한 반사율을 나타낸다. 스택에 있는 층 수가 많아질수록, 수분 베리어 특성이 더 좋아진다는 것을 예상할 수 있다. 하지만, 후면으로부터의 반사 감소는 첫번째 두 개 또는 세개의 흡수 금속 층들에 의해 대부분 억제된다.
실시예 구체화는 실예가되는 구체화의 토의를 통해 관련지어 상세하게 기술되었고, 본 발명의 변형은 본 개시의 이점을 갖는 당업계의 당업자들에게 자명한 일임이 확실하다. 이러한 변경 및 변형은 첨부된 청구항의 영역에 포함되어야 한다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 실질적으로 유연한 기판; 상기 기판과 OLED 구조물 사이에 증착된 적어도 하나의 베리어 층; 및 상기 OLED 구조물과 디스플레이 표면 사이에 증착된 적어도 하나의 항 반사(AR) 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베리어 층 상부에 다른하나의 실질적으로 유연한 기판이 증착되는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 AR 층은 베리어 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베리어 층은 유전체(dielectric) 층 및 광 흡수층으로 구성된 적어도 하나의 스택(stack)을 갖는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베리어 층은 최대 10개의 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 AR 층과 OLED 구조물 사이, 및 적어도 하나의 베리어 층과 OLED 구조물 사이에 각각의 유전체 층들이 증착되는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 다른 기판과 적어도 하나의 층 사이에 소수성 층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 기판과 OLED 구조물 사이에 소수성 층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  9. 제4항에 있어서, 상기 광 흡수층은 금속인 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베리어 층은: 가시 파장의 1/4 파장과 동일한 두께를 갖는 유전체 층; 광 반사 층; 및 광 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광 흡수층은 금속이고, 상기 광 반사 층은 거울인 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  12. 제5항에 있어서, 상기 유전체 층은 각각 기계적 스트레스를 가지고, 상기 광 흡수층은 기계적 스트레스를 가지고, 상기 유전체 층 및 유전체 층의 기계적 스트 레스는 실질적으로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 베리어 구조물 및 적어도 하나의 베리어 층은 각각 대략 10-6g/M2/day 미만의 속도로 수증기 및 10-5CM3/M2/day 미만의 속도로 산소의 침투를 방지하는 것을 특징으로 하는 OLED 구조물.
  14. 적어도 하나의 실질적으로 유연한 기판; 상기 기판과 발광 구조 사이에 증착된 적어도 하나의 베리어 층; 및 상기 발광 구조와 디스플레이 표면 사이에 증착된 적어도 하나의 항 반사(AR) 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스,
  15. 제14항에 있어서, 상기 AR 층은 베리어 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  16. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베리어 층 상부에 다른하나의 실질적으로 유연한 기판이 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  17. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 베리어 층은 유전체 층 및 광 흡수층으로 구성되는 적어도 하나의 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디 바이스.
  18. 제17항에 있어서, 적어도 하나의 베리어 층은 최대 10개의 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  19. 제17항에 있어서, 상기 각각의 유전체 층은 적어도 하나의 AR 층과 발광 구조 사이, 및 적어도 하나의 베리어 층과 발광 구조 사이에 증착되는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  20. 제15항에 있어서, 상기 다른 기판과 적어도 하나의 베리어 층 사이에 소수성 층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  21. 제15항에 있어서, 기판과 상기 발광 구조 사이에 소수성 층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
  22. 제17항에 있어서, 상기 광 흡수층은 금속인 것을 특징으로 하는 발광 디스플레이 디바이스.
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