KR20070004512A - 편광 발광 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
편광을 방출하는 반사 전극 또는 반사 후면, 선형 편광기 및/또는 밴드-패스 필터를 포함하는 유기 발광 장치(OLED)는 실질적으로 OLED로부터 방출되는 광의 전부가 선형 편광기 및/또는 배드-패스 필터를 통해 전송되는 동시에 주변 광은 실질적으로 흡수되도록 조합될 수 있다. 칼라 선형 편광기는 선형 편광기 및 밴드-패스 필터 기능을 제공할 수 있다. 광 분산 소자가 또한 포함될 수 있다.
Description
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 편광기 및/또는 필터를 포함하는 편광 유기 발광 장치(OLED), 보다 특히 주변 광을 실질적으로 감쇠시켜 가시성을 향상시킨 편광기 및/또는 필터를 포함하는 편광 발광 OLED, 및 보다 더 특히 이미지의 가시 영역을 변경하는데 사용되는 광 분산 소자와 함께 주변 광을 실질적으로 감쇠시켜 가시성을 향상시키는 편광기 및/또는 필터를 포함하는 편광 발광 OLED에 관한 것이다.
배경
발산성 전자 발광 장치는 다양한 환경에서 사용되는 수 백개의 상이한 종류의 장치에 사용되고 있다. 이들 일부 환경에서, 장치에 의해 제공된 이미지는 직사광과 같은 고준위 주변 조명하에 보았을 때 "퇴색(washed out)"된 것처럼 보일 수 있다. 이러한 현상은 조명광이 디스플레이의 전면에 의해 반사되거나 디스플레이의 구조물 내면에 의해 반사되어 디스플레이 이미지의 감지 콘트라스트가 감소되는 경우 일어날 수 있다. 이는 특히 OLED가 일반적으로 굴절율 변화가 큰 표면 계면 및 고반사 캐소드(cathode)로 제조되기 때문에 유기 발광 장치(OLED)에서 문제가 된다. 고반사 캐소드 및 표면 계면은 대부분의 주변 광을 반사하여 주변 광이 디스플 레이 이미지를 퇴색시키게 된다.
이러한 퇴색 문제를 해결하기 위한 한 방법은 하나의 원형 편광 상태를 전송하고 다른 원형 편광 상태를 흡수하는, 전면에 라미네이트된 원형 편광기를 적용하는 것이다. 하나의 원형 편광 상태의 광이 반사 캐소드쪽으로 이동하는 중에 편광기를 통과하면서 흡수되고 금속 캐소드 및 다른 반사 소자로부터 반사시에 광이 직각 편광 상태로 전환되어 디스플레이내 반사 소자로부터 이동하는 동안 원형 편광기에 의해 흡수될 것이기 때문에, 주변 광 반사는 원형 편광기에 의해 실질적으로 감소된다. 따라서, 두 편광 상태의 주변 광이 원형 편광기에 의해 흡수되기 때문에, 광은 주변 광에 의해 퇴색되지 않는다. 불행히도, 현재 이용가능한 OLED는 두 편광 상태의 광을 모두 방출하고 원형 편광기는 OLED에 의해 형성된 광의 두 편광 상태중 하나만을 흡수한다. 원형 편광기 없이 디스플레이 조도를 장치와 동일 수준으로 유지하기 위하여, OLED는 추가의 광을 방출하도록 제조되어야 한다. 이러한 추가의 광은 OLED에 추가의 전력을 인가하여 형성되며, 이는 OLED의 수명을 감소시키게 된다. 또한, OLED가 배터리-동력 장치의 일부인 경우, 배터리-동력은 증가된 속도로 고갈될 것이다(예: 원형 편광기없이 적어도 두배의 속도).
퇴색 문제를 해결하기 위한 다른 방법은 OLED를 통해 전류를 효율적으로 통과시키기에 충분한 전도도를 제공하는 투명 전도성 재료를 후면에 배치시킨 매우 투명한 초박형 금속 캐소드를 포함하는 투명 OLED 구조물을 사용하는 것이다. 이러한 박막 금속 캐소드 및 투명 전도성 재료는 고 광흡수 블랙 재료가 후면에 배치된다. 흡수 재료는 디스플레이상에 입사하는 대부분의 주변 광을 흡수하여 퇴색 문제 를 제거한다. 그러나, OLED 장치는 반사체가 후면에 배치되는 대신 흡수 재료가 후면에 배치되기 때문에, OLED의 방출층으로부터 방출된 광의 대략 절반만이 이미지를 형성하는데 사용된다. 이러한 광 손실은 방출층이 광을 후방 및 전방 모두로 방출하기 때문에 일어난다. 따라서, 디스플레이 조도를 반사 캐소드를 구비한 장치와 동일한 수준으로 유지하기 위하여, OLED는 추가의 광을 방출하도록 제조되어야만 하고, 따라서 원형 편광기를 내장시키는 경우와 동일한 단점이 초래된다.
유사한 퇴색 문제가 이미지가 각종 주변 광 조건에서 대형 스크린 상에 비춰지는 프로젝션 시스템에서 야기된다. 불행히도, 단위면적당 시각 스크린에 전달된 광 에너지의 양은 직접 화상 디스플레이 시스템보다 훨씬 적다. OLED에 여기 전류를 증가시켜 보다 많은 광 에너지를 OLED에 의해 제공할 수 있다. 증가된 여기 전류는 OLED의 수명을 실질적으로 단축시켜 다른 문제를 야기한다. 퇴색 문제를 개선시키는 한 시도로서 비드화 스크린을 사용하는 것이 있다. 이러한 스크린은 블랙 매트릭스에 유리 비드 또는 폴리머를 함침시켜 제조된다. 비드는 평탄면이 없기 때문에 뷰어(viewer) 후면으로의 스펙트럼 반사를 감소시킨다. 비드 사이의 영역은 광을 흡수하는 블랙 물질로 채워진다. 불행히도, 이러한 스크린을 사용한 시스템 어퍼처(aperture)는 100%에 훨씬 못미치며, OLED에 의해 방출된 광을 상당히 손실하는 결과를 초래한다.
따라서, 당업계에서는 디스플레이로부터 주변 광의 반사를 감소시키거나 제거하여 OLED의 방출층에 의해 방출된 광을 상당량 손실하지 않으면서 디스플레이 이미지의 퇴색을 방지하는 방법이 강력히 요망되고 있다.
발명의 요약
본 발명의 한 측면은 밴드-패스(band-pass) 필터, 선형 편광기 및 발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치를 제공하는데 있다. 선형 편광기는 밴드-패스 필터에 인접하며 발광기는 편광을 방출한다.
본 발명의 다른 측면은 유기 발광 장치에 에너지를 가하여 소정의 스펙트럼을 가지는 평면 편광을 제공하고, 평면 편광을 선형적으로 편광하며, 평면 편광의 스펙트럼 밖의 광을 흡수하는 단계를 포함하는 이미지의 제공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 밴드-패스 필터 및 발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치를 제공하는데 있다. 발광 장치는 좁은 스펙트럼을 가지는 광을 방출하며, 밴드-패스 필터는 좁은 스펙트럼의 광을 전송하며 좁은 스펙트럼 밖의 광을 흡수한다.
본 발명의 그밖의 다른 측면은 유기 발광 장치에 에너지를 가하여 좁은 스펙트럼의 편광을 제공하고, 좁은 스펙트럼 밖의 광이 흡수되도록 시각 방향으로 진행하는 반사광 및 편광을 여과하는 단계를 포함하는 이미지의 제공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 그밖의 또 다른 측면은 선형 편광기, 반사체, 밴드-패스 필터 및 발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치를 제공하는데 있다. 편광기 및 밴드-패스 중 적어도 하나는 반사체와 발광기 사이에 있다.
본 발명의 그밖의 또 다른 측면은 발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하 는 프로젝터, 선형 편광기를 포함하는 프로젝션 스크린 및 프로젝터와 프로젝션 스크린 사이에 프로젝션 광학 소자를 포함하는 프로젝션 시스템을 제공하는데 있다. 발광기는 프로젝션 스크린 상의 프로젝션 광학 소자에 의해 투영되는 이미지를 제공하도록 선택적으로 에너지가 가해진다.
본 발명이 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이며, 동일한 참조 번호는 동일한 소자를 의미한다:
도 1은 선형 편광기 및 밴드-패스 필터를 구비한 예시적인 장치를 나타낸다.
도 2는 선형 편광기 및 밴드-패스 필터와 조합된 예시적인 OLED를 나타낸다.
도 3은 제1 구체예의 표면 토폴로지(topology)에 의해 정렬된 에미터(emitter) 분자를 나타낸다.
도 4는 제2 구체예의 표면 토폴로지에 의해 정렬된 에미터 분자를 나타낸다.
도 5는 액정 광정렬층과 함께 액정 정렬이 실현된 본 발명의 다른 구체예를 나타낸다.
도 6은 선형 편광기 및 밴드 패스 필터로 개선된 시각 성질을 가지는 피드백 증진된 OLED 장치를 포함하는 본 발명의 예시적인 구체예를 나타낸다.
도 7은 선형 편광기 및 밴드-패스 필터를 포함하는 다른 예시적인 구체예를 나타낸다.
도 8은 반응 모노머를 중합하여 가교화 폴리머 네트워크를 형성하는 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 액체 분산 소자 및 밴드-패스 필터를 조합하여 포함하는 후면 프로젝션 텔레비젼 스크린 시스템을 나타낸다.
도 10은 편광기/밴드-패스 필터/광 분산 소자를 조합하여 포함하는 후면 프로젝션 텔레비젼 스크린 시스템을 나타낸다.
선형 편광기 및/또는 밴드-패스 필터를 포함하는 편광 유기 발광 장치(OLED)는 원치않는 주변 광 반사를 실질적으로 감소시키거나 제거하도록 제조될 수 있다. 도 1은 반사 전극 또는 반사 후면, 선형 편광 필름 (104) 및 그의 전면에 라미네이트되었거나 부착된 밴드-패스 필터 (106)를 구비한 평면 발광 OLED (102)를 포함하는 상기 장치 (100)의 예시적인 구체예를 나타낸다. 또한, 편광 필름 (104) 및 밴드-패스 필터 (106)는 장치 (100)로부터 일정 거리 떨어져 위치할 수 있으며, 편광 필름 (104)의 편광축 및 OLED (102)의 편광 발광 관계를 유지하는 구조에 하우징될 수 있다. 임의적인 반사 방지 또는 눈부심방지 코팅을 사용하여 분리된 소자의 표면 반사를 감소시킬 수 있다. 선형 편광 필름 (104)은 하나의 선형적으로 편광된 상태의 광을 전송하고 다른 것을 흡수한다. 편광 필름 (104)은 OLED (102)에 의해 방출된 편광이 실질적으로 흡수없이 편광 필름 (104)을 통과하도록 정렬된 편광축을 갖는다. 직각의 선형 편광 상태의 광은 편광 필름 (104)에 의해 실질적으로 흡수된다. 밴드-패스 필터 (106)는 다른 모든 파장의 광이 밴드-패스 필터 (106)에 의해 실질적으로 흡수되는 동안 OLED (102)에 의해 방출된 스펙트럼 방출 밴드(들)가 실질적으로 흡수없이 밴드-패스 필터 (106)를 통과하도록 배열된다. 편광 및 밴드 패스 여과 기능은 광 스택에서 별도의 필름으로 제조될 수 있거나, 유색 편광 필름과 같이 단일 필름으로 조합될 수 있다. OLED (102)의 에미터 층으로부터 방출된 광의 편광축 방향은 사람들이 디스플레이를 보는데 최적의 시각적 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 편광축은 시청자가 편광 선글라스를 착용하도록 수직으로 조정될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예로, 편광 필름 (104) 또는 밴드-패스 필터 (106)중 어느 하나는 다른 한 성분없이 디스플레이 전면에 단독으로 부착될 수 있다. 예를 들어, OLED (102)가 적색, 녹색 및 청색 방출 밴드를 가지는 순색 픽셀화된 디스플레이 장치인 경우, 밴드-패스 필터 (106)의 사용은 보장받을 수 없다. 그러나, 이 경우, 선형 편광 필름 (104)을 단독으로 사용함으로써 디스플레이의 시각성을 실질적으로 개선시킨다. 반대로, OLED (102)가 스펙트럼적으로 좁은(예: 수 나노미터) 적색, 녹색 및 청색 방출 밴드를 가지는 순색 픽셀화된 디스플레이 장치인 경우, 밴드-패스 필터 (106)의 사용은 주변 광을 실질적으로 흡수하여 디스플레이의 시각성을 향상시킬 수 있다. 좁은 방출 밴드는 장치에 사용된 구조로부터 야기될 수 있다. 예를 들어, 발광기에서 방출 자극을 야기하는 피드백 소자를 사용하여 스펙트럼적으로 좁은 방출을 제공할 수 있다.
또한, 편광 필름 (104) 및 밴드-패스 필터 (106)는 디스플레이로부터 일정 거리로 분리되고, 편광 필름 (104)의 편광축 및 OLED (102)의 편광 발광 관계가 유지되도록 구조내에 하우징되거나 배치될 수 있다. 임의적으로, 반사 방지 또는 눈부심방지 코팅을 사용하여 분리된 소자의 표면 반사를 감소시킬 수 있다. 이러한 코팅은 코팅을 통과하는 광의 편광 상태에 불리하게 작용하지 않아야 한다(예를 들어 편광 상태가 유지되어야 한다).
대부분의 편광 필름은 양의 값의 복굴절 및 필름의 편광축과 동일한 방향으로 복굴절의 비정상축을 가지는 단일축의 복굴절성이다. 이 경우, OLED/편광 필름 조합물의 비정상적 시각 특성은 비정상축이 디스플레이 평면에 대해 수직인 양의 값의 복굴절을 가지는 단일축의 복굴절 필름 편광기와 OLED의 사이에 위치한 광 스택에 도입함으로써 향상시킬 수 있다.
또한, 필름, 광 스택 또는 OLED 전면으로부터 방출된 광의 각 방출(angular emission) 패턴을 변경시키는 기능의 다른 장치와 같은 임의적인 광 분산 소자 (108)가 포함될 수 있다. 이러한 필름, 광 스택 또는 다른 장치가 OLED와 선형 편광 필름 (104)(예: 편광기) 사이에 위치하는 경우, 이는 OLED로부터 방출된 광의 편광을 실질적으로 보존하도록 배치된다. 예를 들어, 편광 보존 홀로그래피 디퓨저(diffuser) 필름이 OLED와 편광 필름 (104) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 필름, 광 스택 또는 다른 장치가 선형 편광 필름의 시청자 측에 위치하는 경우, OLED로부터 방출된 광의 편광은 보존될 필요가 없다. 대신 저 반사성 및 저 산란 필름, 광 스택 또는 다른 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, OLED의 각 시각성을 변경하는 임의적인 광 분산 소자 (108)가 편광 필름 (104)과 밴드-패스 필터 (106) 사이에 위치할 수 있다.
또한, 밴드-패스 필터 (106)를 임의적인 광 분산 소자 (108)와 조합하여 뷰어와 편광 필름 (104) 사이에 사용되는 단일 광 소자를 형성할 수 있다. 예를 들어, 임의적인 광 분산 소자 (108)를 착색하여 임의적인 소자에 대한 밴드-패스 기능을 형성할 수 있다. 도 9는 액체 분산 소자 및 밴드-패스 필터 (902)를 조합하여 포함하는 후면 프로젝션 텔레비젼 스크린 시스템 (900)을 나타낸다. 조합된 액체 분산 소자 및 밴드-패스 필터 (902)는 유색 폴리카보네이트 마이크로렌즈 어레이(또는 렌즈형 어레이 또는 마이크로렌즈/렌즈형 어레이 조합)로부터 제조될 수 있다. 폴리카보네이트 마이크로렌즈 어레이의 렌즈는 굴절 광에 의해 광 분산 기능을 제공하고, 하나 이상의 염료는 OLED (102)에 의해 방출된 스펙트럼에서 광(예: 주변 광)을 흡수하지 않아 밴드-패스 필터 기능을 제공한다. 임의적인 반사 방지 필름 (904)을 포함시켜 시스템 (900)에 의해 반사된 주변 광의 양을 추가로 감소시킬 수 있다. 또한, OLED (102)의 방출 스펙트럼을 좁혀 OLED (102)에 의해 방출된 광의 추가 흡수없이 더 많은 주변 광을 흡수할 수 있다. OLED (102)에 의해 제공된 광은 프로젝션 광학 (906)에 의해 투영된다. 이러한 프로젝션 시스템에서, OLED (102)의 치수는 스크린의 것보다 실질적으로 작다(예를 들어 OLED는 1.27-5.08 cm(0.5-2.0 인치)인 반면, 편광 필름 (104) 및 조합된 광 분산 소자 및 밴드-패스 필터 (902)는 127 cm(50 인치) 이상일 수 있다).
다른 대안은 편광 필름 (104) 및 임의적인 광 분산 소자 (108)를 단일 광 소자에서 조합하여 사용하는 것이다. 예를 들어, 편광 필름 (104)을 레이저 삭마하여 편광 필름 (104)에 광 분산 기능을 추가할 수 있다.
또 다른 대안은 편광 필름 (104) 및 밴드-패스 필터 (106)를 단일 광 소자에서 조합하여 사용하는 것이다. 예를 들어, 편광 필름 (104)을 착색하여 편광 필름 (104)에 밴드-패스 기능을 추가하거나, 임의의 통상적인 칼러 편광기를 사용할 수 있다.
그밖의 또 다른 대안은 편광 필름 (104), 밴드-패스 필터 (106) 및 임의적인 광 분산 소자 (108)를 단일 광 소자에서 조합하여 사용하는 것이다. 예를 들어, 도 10은 편광기/밴드-패스 필터/광 분산 소자 (1002)를 조합하여 포함하는 후면 프로젝션 텔레비젼 스크린 시스템 (1000)을 나타낸다. 편광기/밴드-패스 필터/광 분산 소자 (1002)는 하나 이상의 편광 필름(예를 들어, 요오드 또는 다른 적합한 물질이 함침된 필름)으로부터 제조될 수 있으며, 신장되어 편광기의 편광 소자를 형성할 수 있다. 그후, 편광 소자를 기판 사이에 라미네이팅한다. 기판은 예를 들어 트리아세틸 셀룰로즈(TAC) 및 셀룰로즈 아세테이트 부틸레이트(CAB)를 포함하는 임의의 적합한 물질로부터 제조될 수 있다. 이어서, 삭마, 엠보싱 또는 다른 적절한 방법을 이용하여 기판중 하나에 광 분산 피처(feature)를 형성할 수 있다. 마지막으로, 하나 이상의 염료를 기판에 도포하여 편광기/밴드-패스 필터/광 분산 소자 (1002)를 완성한다. 임의적인 반사 방지 필름 (904)을 포함시켜 시스템 (1000)에 의해 반사되는 주변 광의 양을 추가로 감소시킬 수 있다. OLED (102)의 방출 스펙트럼을 좁히고 밴드-패스 필터 (106)의 흡수 스펙트럼을 조정하여 보다 많은 주변 광을 흡수할 수 있다. 이러한 좁아진 방출 스펙트럼은 OLED (102)에 의해 방출된 광을 더 흡수함이 없이 보다 많은 주변 광 스펙트럼을 흡수할 수 있기 때문에 유리하다.
유기 발광 장치는 발광 소자 또는 층을 포함한다. 이러한 발광기는 액정 에미터 재료, 예컨대 칼라미틱(calamitic) 액정(예: 네마틱(nematic) 액정 및 스메틱(smectic) 액정) 및 다른 적합한 이방성 에미터 재료로부터 제조될 수 있다. 이러한 재료로부터 방출된 광은 발광기의 분자를 균일하게 정렬하여 평면 편광을 이룰 수 있다.
도 2는 선형 편광기 및 밴드-패스 필터와 조합된 예시적인 OLED를 나타낸다. 도 2의 장치 (200)는 투명 기판 (202), 및 액정을 정렬하기 위한 표면 릴리프, 인듐-주석 산화물 또는 다른 적합한 물질의 투명 어노드(anode) (206), 유리상이거나, 유리질 폴리머 또는 다른 적합한 물질내에서 함께 화학적으로 가교화된 정렬된 칼라미틱 액정 분자 코어 (210)(말단에 도시)의 정공 전달층 (208), 칼라미틱 발광 물질 또는 정렬된 칼라미틱 호스트 또는 다른 적절한 물질에 용해된 정렬된 이방성 방출 발광 물질의 분자 코어 (214)(말단에 도시)를 포함하는 에미터 층 (212)이 적재된 격자 구조 (204)를 포함한다. 에미터 층 (212)내 칼라미틱 분자 코어 (212)는 또한 유리상일 수 있거나, 또는 함께 유리질 폴리머내에서 화학적으로 가교화될 수 있다. 정공 전달층 (208)내 칼라미틱 분자 코어 (210)의 정렬은 하부 어노드층 (206)의 표면 토폴로지와의 상호작용으로 달성될 수 있다. 칼라미틱상의 스플레이(splay) 및 벤드(bend) 탄성 상수에 따라 제1 표면 (216)에서 리지(ridge)에 평행한 분자의 배향이 임의의 다른 방향으로 정렬되는 것보다 에너지적으로 보다 바람직하다. 그후, 계면 (218)에서 에미터 분자 코어 (214)와 전자 운반 분자 코어 (210) 사이의 상호작용으로 에미터 층 (212)내 액체 결정성 물질이 정렬된다. 다른 구체예로, 정공 이송층 (208)을 정공 이송 및 에미터 기능을 하는 에미터 층 (212)에서 생략할 수 있다. 다른 구체예로, 제2 표면 (218)이 유사한 적재 릴리프를 가지도록 제1 표면 (216)의 표면 토폴로지를 전자 운반층 (208)을 통해 수행한다. 이어서 제2 표면 (218)과의 상호작용으로 에미터 층 (212)내 분자 코어 (214)의 정렬을 이룬다. 이 경우, 정공 이송층 (208)은 사실상 액체 결정성 또는 비액체 결정성일 수 있다.
도 2의 장치 (200)의 이점은 분자 정렬이 정렬층을 사용하는 대신 하부층(들)의 토폴로지와의 상호작용으로 이루어질 수 있다는 것이다. 따라서, 내장 정렬층에 기인한 저항성 에너지 손실을 피할 수 있다.
도 2의 장치 (200)는 또한 전자 운반층 (220), 전자 주입층 (222), 반사 금속 캐소드 (224), 허메틱 커버(hermetic cover) (226) 및 반사층 (226)을 포함한다. 또한, 장치 (200)는 캐소드 (224)가 먼저 격자화한 후 개입층(예: 전자 운반층 (220) 및 전자 주입층 (222))을 통해 상향 전개되는 분자 정렬 또는 릴리프 구조를 가지는 격자 구조 (204) 상에 형성되어 칼라미틱 정돈된 에미터 층 (212)이 릴리프 구조에 의해 정렬될 수 있다는 점에서 역전될 수 있다. 도 2의 최종층은 선형 편광기 (228) 및 밴드-패스 필터 (230)이다. 편광기 (228)는 그의 전달축이 에미터 층 (212)내 분자 (214)의 장축과 일치하여 장치 (200)에 의해 방출된 편광이 편광기 (228)에 의해 실질적으로 흡수되지 못하고 이탈되도록 정렬된다.
도 3은 표면 토폴로지에 의해 정렬된 에미터 분자를 도시한다. 도 3의 부분 장치 (300)는 액정 정렬 구조 (302), 전극 (304), 제1 정렬층 (306) 및 제2 정렬층 (308)을 포함한다. 피드백 구조 (302)는 표면 토폴로지를 가지는 포토레지스트 격자일 수 있다. 그후, 피드백 구조 (302)에 인듐-주석-산화물 전극을 코팅하여 전극 (304)을 형성한다. 코팅 두께는 양호한 전기 접촉을 제공하기에 충분하나, 전극 (304)이 피드백 구조 (302)의 것과 유사한 표면 토폴로지를 가질 정도로 얇다. 전극 (304)의 토폴로지는 제1 정렬층 (306)의 분자 (310)를 균일하게 정렬하도록 하는 수준이다. 그후, 제1 정렬층 (306)의 정렬은 제1 및 제2 정렬층 (306), (308) 사이에 분자간 반응으로 템플레이트 효과(template effect)에 의해 제2 정렬층 (308)의 분자 (310)를 정렬하도록 작용한다. 템플레이트 효과는 추가의 정렬층(도시되지 않음)을 균일하게 정렬하도록 사용될 수 있다. 도 3이 정렬층을 균일하게 정렬하는 층으로서 전극 (304)의 토폴로지를 도시하고 있더라도, 정렬층과 인접한 임의의 층이 에미터를 정렬하는 토폴로지를 가질 수 있다. 이는 분리된 정렬층의 포함없이 에미터의 지형을 제공하여 장치의 총 효율을 개선시킨다.
도 4는 표면 토폴로지에 의해 정렬된 에미터 분자를 도시한다. 도 4의 부분 장치 (400)는 기판 (402), 전극 (404), 제1 정렬층 (306) 및 제2 정렬층 (308)을 포함한다. 기판 (402)은 임의의 기판일 수 있다. 기판에 인듐-주석-산화물 전극을 코팅하여 전극 (404)을 형성한다. 코팅 두께는 전극 (404)이 도 3의 전극 (404)의 것과 유사한 표면 토폴로지를 가지도록 변한다. 예를 들어, 전극 (404)은 인듐-주석-산화물을 목적하는 패턴으로 침착시킨 후(예: 인듐-주석-산화물층을 침착시키고, 포토레지스트 마스크를 목적 패턴으로 형성한 후, 인듐-주석-산화물을 에칭하며 포토레지스트 마스크를 제거한다), 추가의 인듐-주석-산화물을 침착시킨다. 추가의 인듐-주석-산화물 침착은 양호한 전기 접촉을 제공할 정도로 충분한 두께를 가지지만, 전극 (404)이 하부 인듐-주석-산화물의 것과 유사한 표면 토폴로지를 가질 정도로 얇다. 또한, 인듐-주석-산화물층을 침착시킨 다음, 선택 부분을 정시(timed) 에칭 등에 의해 박막화하여 전극 (404)을 형성할 수 있다. 적당한 토폴로지의 전극 (404)을 형성하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있다.
전극 (404)은 제1 정렬층 (306)의 분자 (310)를 균일하게 정렬하도록 하는 토폴로지를 가진다. 그후, 제1 정렬층 (306)의 정렬은 템플레이트 효과에 의해 제2 정렬층 (308)의 분자 (310)를 정렬하도록 작용한다. 템플레이트 효과는 추가의 정렬층(도시되지 않음)을 균일하게 정렬하도록 사용될 수 있다. 도 4가 정렬층을 균일하게 정렬하는 층으로서 전극 (404)의 토폴로지를 도시하고 있더라도, 정렬층과 인접한 임의의 층이 에미터를 정렬하는 토폴로지를 가질 수 있다. 이는 분리된 정렬층의 포함없이 에미터의 지형을 제공하여 장치의 총 효율을 개선시킨다.
도 5는 액정 광정렬층에 의해 액정 정렬을 실현한 본 발명의 다른 구체예를 나타낸다. 이러한 타입의 예시층이 본 원에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제US2003/0021913호 및 US 제2003/0099785호에 "Liquid Alignment Layer"로 개시되었다. 도 5의 장치 (500)는 투명 기판 (502), 인듐-주석 산화물 (ITO) 또는 유사 물질로 제조된 투명 어노드 (504), 액정 광 정렬층 (506) 및 정렬된 칼라미틱 액정 분자 코어 (510)(말단에 도시)를 구비한 정공 이송층 (508)을 포함한다. 정공 이송 물질은 액체 결정성 가스상을 포함할 수 있거나, 또는 화학적으로 가교화된 액체 결정성 분자를 포함할 수 있다. 장치 (500)는 정렬된 칼라미틱 액정 분자 코어 (514)(말단에 도시) 또는 정렬된 칼라미틱 호스트에 용해된 정렬된 이방성 방출 발광 물질을 구비한 에미터 층 (512)을 추가로 포함한다. 에미터 층 (521)은 또한 액정 가스상을 포함할 수 있거나, 또는 화학적으로 가교화된 액체 결정성 코어 (510)를 포함할 수 있다. 장치 (500)는 또한 전자 운반층 (518), 전자 주입층 (520), 반사 금속 캐소드 (522), 허메틱 커버 (524), 선형 편광기 (526) 및 트리플 밴드-패스 필터 (530)를 포함한다. 편광기 (526)는 그의 전달축이 분자 (514)의 장축과 일치하여 장치 (500)에 의해 방출된 편광이 편광기 (526)에 의해 실질적으로 흡수되지 못하고 이탈되도록 정렬된다.
도 6은 선형 편광기 (670) 및 밴드-패스 필터 (680)로 개선된 시각 성질을 가지는 피드백 증진된 OLED (FE-OLED) 장치 (600)를 포함하는 본 발명의 다른 예시적인 구체예를 나타낸다. 장치 (600)는 인듐-주석 산화물 (ITO) 또는 다른 적절한 물질로 제조된 투명 어노드 (610), 액정 광 정렬층 (615) 및 정렬된 칼라미틱 액정 분자 코어 (625)(말단에 도시)를 구비한 정공 이송층 (620)을 포함한다. 정공 이송 물질은 액체 결정성 가스상을 포함할 수 있거나, 또는 화학적으로 가교화된 액체 결정성 분자를 포함할 수 있다. 장치 (600)는 정렬된 칼라미틱 액정 분자 코어 (635)(말단에 도시)를 구비한 에미터 층 (630)을 추가로 포함한다. 칼라미틱 액정 에미터는 정렬된 칼라미틱 호스트 또는 다른 적절한 물질에 용해된 정렬된 이방성 방출 발광 물질을 포함할 수 있다. 또한, 에미터는 단일 칼라미틱 성분, 칼라미틱 액정 혼합물 또는 이방성 방출 발광 물질로 도핑된 칼라미틱 액정 혼합물일 수 있다. 에미터 층 (630)은 또한 액체 결정성 가스상을 포함할 수 있거나, 또는 화학적으로 가교화된 액체 결정성 코어를 포함할 수 있다. 장치 (600)는 또한 전자 운반층 (640), 전자 주입층 (645), 박막 금속 캐소드 (650) 및 ITO 또는 다른 적절한 물질로 제조된 투명 전도성 캐소드 후면을 구비한 투명 캐소드 어셈블리를 포함한다. 전술한 층들은 제1 및 제2 피드백 소자 (660), (665) 사이에 샌드위치될 수 있다. 제1 및 제2 피드백 소자 (660), (665)는 주기적으로 연속해서 달라지는 굴절율을 가지는 층일 수 있다. 제1 피드백 소자 (660)는 입사하여 장치 (600)의 평면에 수직으로 진행하는 광을 실질적으로 반사한다. 제2 피드백 소자 (665)는 입사하여 장치의 평면에 수직으로 진행하는 일부 광을 투과시키며 나머지는 반사시킨다. 제1 및 제2 피드백 구조 (660), (665)로부터 반사된 광은 에미터 층 (630)을 통해 전 후방으로 수회 통과하여 발광을 추가로 촉진한다. 피드백 구조 (665)로부터 방사된 광은 선형 편광기 (670) 및 밴드-패스 필터 (680)를 통과하여 후면 프로젝션 스크린 (690)을 쏘게 된다. 스크린 (690)은 접착층 (695)을 가지는 밴드-패스 필터 (680) 전면에 부착되거나, 부착되지 않고 밴드-패스 필터 (680)에 근접할 수 있다. 편광기 (670)는 그의 전달축이 분자 (635)의 장축과 일치하여 장치 (600)에 의해 방출된 편광이 편광기 (670)에 의해 실질적으로 흡수되지 못하고 이탈되도록 정렬된다. 도 2 및 5의 장치 (200), (500)과 유사하게, 스크린 (690)을 통과하여 밴드-패스 필터 (680)의 전면을 치는 주변 조명의 상당양이 밴드 패스 필터 (680) 또는 편광기 (670)에 의해 흡수될 것이다. 따라서, 퇴색 문제가 제거된다. 본 발명에 유용한 추가의 FE_OLED 장치가 2003년 5월 8일 출원된 미국 특허 출원 제10/434,326호(명칭: "DISPLAY DEVICES USING FEEDBACK ENHANCED EMITTING DIODE"), 10/319,631호(명칭: "FEEDBACK ENHANCED LIGHT EMITTING DEVICES") 및 10/431,885호(명칭: "LIGHTING DEVICES USING FEEDBACK ENHANCED LIGHT EMITTING DIODE AND FEEDBACK ENHANCED LIGHT EMITTING DEVICES")에 개시되었다. 이들 출원의 개시 내용은 본 원에 참고로 인용된다.
도 7은 선형 편광기 및 밴드-패스 필터를 포함하는 다른 예시적인 구체예를 나타낸다. 도 7의 장치 (700)는 선형 편광기 및 밴드-패스 필터를 조합하여 적용함으로써 향상된 시각성을 보유한다. 장치 (700)는 투명 기판 (702), 피드백 및 커플링 구조에 상응하는 포개진 표면 릴리프 격자 구조 (704), 예를 들어 인듐-주석 산화물의 투명 어노드 (706), 정공 주입층 (708), 정공 이송층 (710), 예를 들어 칼라미틱 발광 물질 또는 칼라미틱 호스트에 용해된 이방성 방출 발광 물질의 분자 코어 (714)(말단에 도시)를 포함하는 에미터 층 (712)을 포함한다. 에미터 층 (712)은 가스상 또는 유리질 폴리머에서 함께 화학적으로 가교화된 칼라미틱 분자 코어중 하나를 포함한다. 에미터 층 (712)내 칼라미틱 분자 코어의 정렬은 하부 정공 전달층 (710)의 표면 토폴로지에 의해 실현될 수 있다. 칼라미틱 상의 스플레이 및 벤드 탄성 상수는 표면 (716)내 리지에 평행한 분자의 배향이 임의의 다른 방향에서 보다 에너지적으로 유리한 정도이다. 그 결과, 격자 (704)의 도입으로 야기된 토폴로지는 1. 에미터 층(712)의 분자 정렬, 2. 에미터 층(712)을 통한 광의 피드백으로 발광의 추가 촉진 및 3. 장치로부터 수직 또는 실질적으로 수직의 커플링 광을 비롯한 다기능을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 방출층 (712) 이외에, 하나 이상의 다른 층(예: 정공 이송층 (710), 정공 주입층 (708) 및 투명 어노드 (706))이 또한 격자 구조 (704)로부터 형성된 토폴로지에 의해 균일하게 정렬된 액체 결정성 질서의 물질로 제조될 수 있다. 이 경우, 에미터 층 (712)의 정렬은 일부분 정공 전달층 (710)내 하부 정렬된 분자 코어와 에미터 물질 분자의 상호작용으로 초래되는 템플레이트 효과에 기인할 수 있다.
도 7의 장치 (700)의 이점은 분자 정렬이 정렬층을 사용하는 대신 하부층(들)의 토폴로지와의 상호작용에 의해 실현될 수 있다는 것이다. 따라서, 내장 정렬층에 기인한 저항성 에너지 손실을 피할 수 있다.
도 7의 장치 (700)는 또한 전자 운반층 (718), 전자 주입층 (720), 전달 캐소드 구조 (722), 평탄층 (724) 및 반사층 (726)을 포함한다. 또한, 장치 (700)는 캐소드 (722)가 먼저 격자화한 후 전자 운반층 (718) 및 전자 주입층 (720)을 통해 상향 전개되는 릴리프 구조를 가지는 격자 구조 (704) 상에 형성되어 칼라미틱 정돈된 에미터 층 (712)이 릴리프 구조에 의해 정렬될 수 있다는 점에서 역전될 수 있다. 도 7의 최종층은 선형 편광기 (728) 및 밴드-패스 필터 (730)이다. 편광기 (728)는 그의 전달축이 분자 (714)의 장축과 일치하여 장치 (700)에 의해 방출된 편광이 편광기 (728)에 의해 실질적으로 흡수되지 못하고 이탈되도록 정렬된다.
본 발명에 따른 OLED 장치는 또한 임의의 다른 적절한 구조, 층 또는 소자를 포함할 수 있다. 에미터와 에미터에 정렬을 제공하기 위해 사용되는 표면 토폴로지를 가지는 최인접 층 사이의 임의 층은 정렬층이다. 하나 이상의 피드백 구조가 발광기에 의해 방출된 광을 장치면의 축을 따라 다시 공급되도록 할 수 있다. 그에 따라, 광의 피드백은 에미터내 광의 유도 방출을 촉진한다. 또한, 본 발명에 따른 OLED 장치는 또한 에미터를 정렬하는 정렬층을 포함하도록 제조될 수 있다.
발광기는 두 전극 사이에 삽입될 수 있다. 두 전극중 하나는 캐소드이고, 다른 하나는 어노드이다. 캐소드는 발광기에 전자 도입을 촉진하는 물질로부터 제조될 수 있다. 어노드는 인듐-주석 산화물과 같은 에미터에 정공의 도입을 촉진하는 투명 전도성 물질로부터 제조될 수 있다. 또한, 추가의 층이 발광기와 전극 사이에 삽입될 수 있으나, 단 이 경우 생성된 토폴로지는 발광기 분자가 정렬되도록 하여야 한다. 예를 들어, 이러한 추가의 층은 발광기에 전하 캐리어 도입을 촉진하거나, 또는 발광기내 목적 방출 영역으로 주입부로부터의 전하 캐리어를 운반하는 물질로부터 제조될 수 있다. 템플레이트 효과는 발광기 분자를 균일하게 정렬시켜 발광기와 표면 토폴로지 사이의 층을 정렬시키기 위하여 사용될 수 있다. 정렬가능한 물질은 네마틱, 스메틱 및 헥사틱 상과 같은 칼라미틱 액체 결정성 상 및 그의 분자 장축을 정렬시키기 위하여 전단되거나 처리되는 폴리머 물질을 포함하나, 이들로만 한정되지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같은 피드백 구조는 장치면의 축을 따라 주기적인 진동의 굴절율을 가질 수 있다. 이러한 인덱스 진동을 가지는 장치의 층은 적어도 부분적으로 에미터 층에 의해 방출된 광로에 존재하며, 그를 따라 인덱스 진동이 일어나는 축에 평행한 장치의 평면에서 이동한다. 이러한 평행 구조에서 진동 굴절율을 가지는 일정 부피의 물질을 통해 이동하는 광의 산란각은 다음과 같이 주어진다:
상기 식에서,
Θ는 장치 평면의 수직과 산란 방향간의 각이며,
κ는 산란광의 파수이며,
ν는 굴절율 진동의 공간 진동수이다.
κ 및 ν를 적절히 선택함으로써, 구조로부터 목적하는 산란을 이룰 수 있을 것이다. 예를 들어, ν=2κ를 선택함으로써, Θ는 -90O와 동일해지며, 일차원 격자내 (100) 평면에 수직으로 산란된 광이 초래된다. 이에 따라 구조와 상호작용하는 광의 일부가 후방으로 직선적으로 반사되는 한편, 나머지는 전방으로 직선적으로 전달되기 때문에, 목적하는 피드백 구조를 제공하게 된다. 이러한 피드백 구조는 방출된 광의 파장 1/2과 동일한 공간 주기로 굴절율 진동을 가지기 때문에 바람직할 수 있다.
피드백 구조(들)에 의해 장치의 평면에 동반된 광의 부분 및 커필링 층에 의해 장치로부터 방출된 광의 부분은 장치로부터 커플링된 광과 장치의 후방으로 공급되는 광 사이에 적절한 밸런스가 이루어지도록 선택된다. 너무 많은 광이 장치로부터 커플링되면 너무 적은 광이 장치면에 동반되며, 따라서 유도 방출을 지지하기에 광이 불충분하며 장치의 복사휘도가 작아 바람직하지 않을 것이다. 반대로, 너무 적은 광이 장치로부터 커플링되면 너무 많은 광이 장치면에 동반되며, 따라서 광은 흡수 물질 및 그의 진행 방향의 산란 구조를 통과하여 흡수 및 다른 손실이 너무 많아져 전체적인 장치 복사휘도가 저하될 것이다.
또한, 본 원에서 상술된 것 이외에 다른 분포의 피드백 구조가 상기 언급된 바와 같이 사용될 수 있다. 다른 OLED 구조가 도면에 도시된 OLED 구조 대신 사용될 수 있다. 비-OLED 구조가 도면에 도시된 OLED 구조 대신 사용될 수 있다. OLED 구조는 배소큐프로인(bathocuproine)(2,9-디메틸-4,7-디페닐-l,10-페난트롤레인) 또는 다른 적합한 물질의 정공 차단층과 같은 추가의 층을 포함할 수 있다. 차단층은 미국 특허 제6,451,415호 및 6,097,147호에 논의되었다.
본 원에서 격자는 상이한 물질을 사용하여 상이한 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 격자는 다중(예: 두개) 빔 간섭법 또는 다른 적절한 방법에 의해 전자빔을 사용하여 기록에 의해 제조될 수 있다. 이러한 격자는 먼저 포토레지스트 또는 다른 적절한 물질상에 격자를 기록한 후, 이어서 엠보싱 방법 또는 다른 적절한 방법으로 격자를 복제하여 제조된 매스일 수 있다. 한번에 복수개의 카피를 제조하는 것은 신용카드 및 지폐상에 사용되는 콤팩트 디스크 및 보안 홀로그램을 복제하기 위하여 사용되는 바와 같이 매스터 릴리프 구조로서 폴리머 기판을 사용하여 달성할 수 있다. 매스터 릴리프 구조상의 릴리프 구조는 예를 들어 전기도금 또는 증착에 의해 주형 또는 압축 레플리카용 스템프로 사용될 수 있는 금속 심(shim)상에 전사된다. 또한, 유리에 릴리프 구조를 제작하기 위하여 유리에서 포토레지스트를 통한 에칭 및 유리상의 추가의 포토레지스트층 위에서 접촉 카피가 사용될 수 있다. 포토레지스트 및 유리 이외에, 격자는 폴리카보네이트, 폴리우레탄 또는 다른 적절한 물질과 같은 폴리머 물질로 제조될 수 있다.
두 빔 간섭법을 사용하는 경우, λ 파장의 레이저로부터 조준된 빔은 λ=2p sin(θ/s)가 되도록 θ 각으로 간섭한다(여기에서, p는 격자의 소정 피치(pitch)이다). 포토레지스트의 노광 및 현상은 릴리프 구조의 깊이를 조절하기 위하여 변할 수 있다. 두개 이상의 상이한 피치의 격자가 필요한 경우, 격자는 동일한 포토레지 스트상에 두개의 별개의 노광을 만들어 포개질 수 있다.
발광기는 발광 발색단을 가지는 폴리머로부터 제조될 수 있다. 예시적인 발색단에는 플루오렌, 비닐렌페닐렌, 안트라센 및 페릴렌이 포함된다. 추가의 예시적인 발색단은 A. Kraft, A. C. Grimsdale 및 A. B. Holmes, Angew. Chem. Int. Ed. Eng. [1998], 37, 402에 기재된 것이다.
에미터 물질의 반응 메소겐(모노머)은 전형적으로 400 내지 2,000의 분자량을 가진다. 점도가 낮아 스핀 코팅 특성을 개선하고 어닐링 시간을 단축하여 공정에 도움을 주기 때문에, 저 분자량 모노머가 유리하다. 발광 폴리머는 전형적으로 4,000을 초과하는 분자량, 전형적으로 4,000 내지 15,000의 분자량을 가진다. 에미터 폴리머는 전형적으로 5 내지 50, 바람직하게는 10 내지 30개의 모노머 단위를 포함한다.
폴리머는 중합 방법으로 형성될 수 있다. 이러한 방법은 광중합을 통한 반응성 모노겐(예를 들어 액정상)의 중합 또는 메소겐의 적합한 말단 그룹의 열 중합을 포함할 수 있다. 다른 적절한 중합이 또한 이용될 수 있다. 중합 방법은 가교화를 초래하여 가교화 네트워크를 형성한다.
중합 방법은 스핀-코팅 방법을 포함한 적절한 침착법에 의해 반응성 메소겐의 침착후 동일계에서 수행될 수 있고, 광활성 말단 그룹을 가지는 반응성 메소겐의 광중합으로 형성될 수 있다.
적합한 반응성 메소겐은 하기 화학식을 가진다.
상기 식에서,
A는 발색단, 방향족 분자 코어, 복소환식 방향족 분자 코어 또는 콘쥬게이트된 파이-전자 결합을 가지는 강성 분자 코어중 적어도 하나이며;
S는 스페이서이고;
B는 래디칼 광중합에 민감한 말단 그룹이다.
중합은 전형적으로 가교화 폴리머 백본으로 분리된 발색단 정렬(예: 단일축 정렬)을 포함하는 발광 폴리머를 제공한다. 도 5는 이러한 공정을 개략적으로 예시하며, 반응성 모노머 (510)의 중합으로 가교제 (522), 폴리머 백본 (524) 및 스페이서 (526) 소자를 포함하는 가교화 폴리머 네트워크 (520)가 형성된다.
적합한 스페이서(S) 그룹은 가요성 지방족 아민 또는 에테르 결합을 비롯한 불포화 유기 사슬을 포함한다. 스페이서 그룹의 존재는 용해성을 도와 에미터 폴리머의 융점을 낮추어 스핀 코팅에 일조한다.
적합한 말단 그룹은 광중합(예를 들어 일반적으로 비편광 UV 조사선을 사용하는 방법)에 민감하다. 중합은 래디칼 중합 단계가 사이클릭 물체를 형성하는 고리화중합을 포함할 수 있다.
중합 공정은 화학식 1의 반응성 메소겐을 UV 조사선에 노광하여 하기 화학식 2의 초기 래디칼을 형성하는 단계를 포함할 수 있다:
상기 식에서,
A, S 및 B는 상기 정의된 바와 같으며,
B·는 다른 B 말단 그룹과 반응할 수 있는(특히 사이클릭 물체를 형성하기 위하여) 래디칼화된 말단 그룹이다.
B·래디칼화된 말단 그룹은 중합 공정이 입체적으로 제어될 수 있도록 결합된 래디칼을 포함할 수 있다.
적합한 말단 그룹은 1,4, 1,5 및 1,6 디엔과 같은 디엔을 포함한다. 디엔 작용기는 지방족 결합에 의해 분리될 수 있으며, 에테르 및 아민 결합이 포함되나 이들에만 한정되지 않는 다른 불활성 결합이 사용될 수 있다.
디엔 말단 그룹을 사용하는 경우, 광개시 단계후 형성된 래디칼의 고 반응성은 메타크릴레이트 말단 그룹에 비해 낮은 광분해 속도를 제공할 수 있고, 고리화중합을 초래할 수 있다.
이러한 고리화중합은 순차적인 분자내 및 분자간 전개에 의할 수 있다. 환 구조는 먼저 자유 래디칼과 디엔 그룹의 제2 이중결합의 반응으로 형성된다. 이중 환은 특히 강성 백본(강성 백본은 수축을 최소화하거나 제거한다)을 제공하는 고리화중합으로 수득된다. 반응은 일반적으로 입체적으로 제어된다.
예시적인 반응성 메소겐은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다
상기 식에서,
R은 X-S2-Y-Z의 일반 구조를 가지며,
여기에서,
X는 O, CH2 또는 NH, 바람직하게는 O이고;
S2는 임의로 헤테로원자(예: O, S 또는 NH)를 포함하는 선형 또는 측쇄 알킬 또는 알케닐 사슬이며;
Y는 O, C02 또는 S이고;
Z는 디엔(말단 그룹)이다.
예를 들어, R은 하기 그룹중에서 선택될 수 있다:
상기 R을 가지는 화합물은 79 내지 120 ℃의 투명점(N--I)을 가지는 네마틱 상을 나타낸다.
광중합 방법은 실온에서 수행될 수 있어서 반응성 메소겐 또는 폴리머 물질의 가능한 열 분해를 감소시키거나 최소화할 수 있다. 또한, 리소그래피에 의해 형성된 폴리머의 후속 서브-픽셀화(sub-pixellation)가 광중합으로 수행될 수 있다.
반응성 메소겐의 도핑을 비롯한 추가의 단계가 중합 공정전에 수행될 수 있다. 도펀트는 일 측면으로 반응성 메소겐과 공중합가능한 추가의 반응성 모노머를 포함할 수 있다. 이 모노머를 사용하여 다른 정렬층을 제공할 수 있다. 이들 층의 또 다른 제조방법에 대한 정보는 공개된 미국 특허 출원 2003/0027017호를 참조하기 바란다.
반사 전극 또는 반사 후면을 포함하고 편광을 방출하는 임의의 OLED가 본 발명에서 OLED로 사용될 수 있다. 편광을 방출하는 반사 전극 또는 반사 후면을 갖지 않는 OLED가 본 발명에서 OLED로 사용될 수 있다.
특정 기능을 보유한 필름, 층 등은 그 대신으로 대체된 비-필름, 비-층 대등체를 가질 수 있다. 예를 들어, 와이어 그리드 편광기가 편광 필름 또는 층을 대체할 수 있다.
본 발명은 직접 화상 장치 및 시스템, 후면 프로젝션 시스템, 전방 프로젝션 시스템, 다른 화상 장치 및 시스템, 이미지가 실질적으로 확대되지 않는 1:1 프로젝션 디스플레이, 이미지가 확대되고 전방 및 후면 프로젝션 시스템 둘 다로서 스크린 상에 비춰지는 1:1 프로젝션 디스플레이, 이미지가 확대되고 추가의 화상 스크린없이 광학 소자를 통해 직접 보여지는 시스템, 세그멘트 디스플레이 및 장치, 단일 픽셀 디스플레이 및 장치, 및 비화상 장치 및 시스템에 적용될 수 있다.
본 발명의 수개의 구체예 및 그의 이점이 상기에 상세히 기술되었더라도, 본 발명의 기술, 취지 및 영역을 벗어나지 않고 청구 범위내에서 변화, 치환, 변형, 수정, 변경, 교환 및 변동될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
Claims (52)
- 밴드-패스(band-pass) 필터;선형 편광기; 및발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치로서, 선형 편광기는 밴드-패스 필터에 인접하고, 발광기는 편광을 방출하는 것인 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 편광은 소정의 스펙트럼을 보유하며, 밴드-패스 필터는 소정의 스펙트럼의 광은 전송하고 소정의 스펙트럼 밖의 광은 흡수하는 것인 장치.
- 제2항에 있어서, 밴드-패스 필터와 선형 편광기가 별도로 형성되는 것인 장치.
- 제2항에 있어서, 밴드-패스 필터와 선형 편광기가 단일 필름인 장치.
- 제4항에 있어서, 단일 필름이 유색 편광 필름인 장치.
- 제2항에 있어서, 유기 발광 장치의 전면으로부터 방출된 광의 각 방출(angular emission) 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 장치.
- 제6항에 있어서, 소자, 밴드-패스 필터 및 선형 편광기가 단일 필름인 장치.
- 제1항에 있어서, 편광이 적색, 녹색 및 청색 요소를 포함하는 것인 장치.
- 제1항에 있어서, 유기 발광 장치의 전면으로부터 방출된 광의 각 방출 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 장치.
- 제9항에 있어서, 소자가 편광 보존성 홀로그래픽 디퓨저(holographic diffuser) 필름이고, 홀로그래픽 디퓨저 필름은 유기 발광 장치와 선형 편광기 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제9항에 있어서, 소자가 저 반사성 및 저 산란성 홀로그래픽 디퓨저 필름이고, 선형 편광기가 유기 발광 장치와 홀로그래픽 디퓨저 필름 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제1항에 있어서, 발광기가 액정 에미터인 장치.
- 제12항에 있어서, 발광기가 네마틱(nematic) 액정 에미터인 장치.
- 제1항에 있어서, 편광이 평면 편광인 장치.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 반사 방지 필름을 추가로 포함하는 장치.
- 제1항에 있어서, 광 보상 필름을 추가로 포함하는 장치.
- 제1항에 있어서, 반사체를 추가로 포함하며, 발광기가 반사체와 선형 편광기 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제1항의 발광 장치를 포함하는 후면 프로젝션 시스템.
- 유기 발광 장치에 에너지를 가하여 소정의 스펙트럼을 가지는 평면 편광을 생성하는 단계;평면 편광을 선형적으로 편광시키는 단계; 및평면 편광의 스펙트럼 밖의 광을 흡수하는 단계를 포함하는 이미지의 제공 방법.
- 제19항에 있어서, 선형적 편광 및 흡수가 유기 발광 장치로부터 방출되지 않은 광을 실질적으로 감쇠하는 것인 방법.
- 제20항에 있어서, 감쇠된 광은 주변 광을 포함하는 것인 방법.
- 제18항에 있어서, 시각 방향으로부터 전파되는 평면 편광을 반사하여 반사된 광이 시각 방향으로 전파되도록 하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 밴드-패스 필터; 및발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치로서, 발광기는 좁은 스펙트럼의 광을 방출하며, 밴드-패스 필터는 좁은 스펙트럼의 광은 전송하고 좁은 스펙트럼 밖의 광은 흡수하는 것인 발광 장치.
- 제23항에 있어서, 선형 편광기를 추가로 포함하는 장치.
- 제24항에 있어서, 밴드-패스 필터와 선형 편광기가 별도로 형성되는 것인 장치.
- 제24항에 있어서, 밴드-패스 필터와 선형 편광기가 단일 필름인 장치.
- 제26항에 있어서, 단일 필름이 유색 편광 필름인 장치.
- 제24항에 있어서, 유기 발광 장치의 전면으로부터 방출된 광의 각 방출 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 장치.
- 제28항에 있어서, 소자, 밴드-패스 필터 및 선형 편광기가 단일 필름인 장치.
- 제23항에 있어서, 좁은 스펙트럼이 적색, 녹색 및 청색 요소를 포함하는 것인 장치.
- 제30항에 있어서, 적색, 녹색 및 청색 요소는 각각 수 nm의 밴드폭을 가지는 것인 장치.
- 제30항에 있어서, 좁은 밴드폭은 발광기에 유도(stimulated) 방출을 야기하는 피드백으로부터 형성되는 것인 장치.
- 제23항에 있어서, 유기 발광 장치의 전면으로부터 방출된 광의 각 방출 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 장치.
- 제33항에 있어서, 소자가 편광 보존성 홀로그래픽 디퓨저 필름이고, 홀로그래픽 디퓨저 필름은 유기 발광 장치와 선형 편광기 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제33항에 있어서, 소자가 저 반사성 및 저 산란성 홀로그래픽 디퓨저 필름이고, 선형 편광기가 유기 발광 장치와 홀로그래픽 디퓨저 필름 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제23항에 있어서, 발광기가 액정 에미터인 장치.
- 제36항에 있어서, 발광기가 네마틱 액정 에미터인 장치.
- 제23항에 있어서, 편광이 평면 편광인 장치.
- 제23항에 있어서, 반사체를 추가로 포함하며, 발광기가 반사체와 밴드-패스 필터 사이에 위치하는 것인 장치.
- 제39항에 있어서, 적어도 하나의 반사 방지 필름을 추가로 포함하는 장치.
- 제23항에 있어서, 광 보상 필름을 추가로 포함하는 장치.
- 제23항의 발광 장치를 포함하는 후면 프로젝션 시스템.
- 유기 발광 장치에 에너지를 가하여 좁은 스펙트럼의 편광을 생성하는 단계; 및좁은 스펙트럼 밖의 광이 흡수되도록 시각 방향으로 전파하는 반사광 및 편광을 여과하는 단계를 포함하는 이미지의 제공 방법.
- 선형 편광기;반사체;밴드-패스 필터; 및발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 발광 장치로서, 편광기 및 밴드-패스 중 적어도 하나가 반사체와 발광기 사이에 위치하는 것인 발광 장치.
- 발광기를 구비한 유기 발광 장치를 포함하는 프로젝터;선형 편광기를 포함하는 프로젝션 스크린; 및프로젝터와 프로젝션 스크린 사이의 프로젝션 광학 소자를 포함하는 프로젝션 시스템으로서, 발광기는 프로젝션 스크린 상의 프로젝션 광학 소자에 의해 투영되는 이미지를 생성하도록 선택적으로 에너지가 가해지는 것인 프로젝션 시스템.
- 제45항에 있어서, 프로젝션 스크린이 밴드-패스 필터를 추가로 포함하는 것인 시스템.
- 제46항에 있어서, 프로젝션 스크린이 광의 각 방출 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 것인 시스템.
- 제45항에 있어서, 프로젝션 스크린이 광의 각 방출 패턴을 변경하는 소자를 추가로 포함하는 것인 시스템.
- 제48항에 있어서, 소자가 유색 마이크로광학 필름 및 유색 렌즈형 어레이 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
- 제45항에 있어서, 프로젝션 스크린이 광 보상 필름을 추가로 포함하는 것인 시스템.
- 제45항에 있어서, 발광기가 좁은 방출 스펙트럼을 가지는 것인 시스템.
- 제45항에 있어서, 프로젝션 스크린이 후면 프로젝션 스크린인 시스템.
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