KR20070052388A - 난반사면을 갖는 금속전극층을 구비한 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 전극층의 표면에 난반사면을 형성함으로써 외부광의 반사를 방지하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판의 상면에 순차적으로 형성된 인듐주석산화물층, 유기물층 및 금속전극층을 포함하며, 상기 기판의 외부로부터 입사된 광을 난반사시킬 수 있도록 상기 금속전극층에 난반사면이 구비된 것을 특징으로 한다.
유기 전계 발광 소자, 난반사면, 콘트라스트

Description

난반사면을 갖는 금속전극층을 구비한 유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE HAVING METAL ELECTRODE LAYER WITH SCATTERED REFLECTION SURFACE}
도 1은 원형 편광판이 부착된 종래의 유기 전계 발광 소자에 대한 부분 단면도이다.
도 2은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대한 부분 단면도이다.
도 3는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대한 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 원형 편광판이 외부광을 차단하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속전극층의 표면에 외부광을 난반사시킬 수 있는 난반사면을 구비한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display) 중 하나인 유기 전계 발광 소자 는 발광형 디스플레이 소자이기 때문에 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며 경량박형이 가능하고, 소비전력의 측면에서도 유리하다. 그리고 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 소자를 구성하는 물질이 전부 고체이기 때문에 외부의 충격에도 강하고 사용 온도범위도 넓으며, 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 유기 전계 발광 소자는 외부광이 캐소드 전극을 이루는 금속전극층에 의해 반사되어 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있는데, 이러한 외부광의 반사를 방지하기 위한 방법으로서 원형 편광판을 이용하는 방법이 종래에 공지되어 있다.
도 1은 원형 편광판이 부착된 종래의 유기 전계 발광 소자에 대한 부분 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 전계 발광 소자(150)는 기판(100), 애노드 전극에 해당하는 인듐주석산화물층(102), 유기물층(104), 캐소드 전극에 해당하는 금속전극층(106) 및 원형 편광판(108)을 포함한다.
인듐주석산화물층(102)에 소정의 양의 전압이 인가되고 금속전극층(106)에 소정의 음의 전압이 인가된 경우, 유기물층(104)은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다.
원형 편광판(108)은 전극층들(102, 106) 및 유기물층(104)이 형성되는 기판(100)의 상면과 상반되는 기판(100)의 표면, 즉 하면에 부착되어 상기 유기물층으로부터 발생된 빛을 소정의 투과율을 가지고 통과시킨다. 또한, 원형 편광판(108) 은 기판(100)의 외부로부터 입사되어 금속전극층(106)에서 반사되는 반사광을 차단하여 상기 유기 전계 발광 소자의 콘트라스트를 향상시킨다.
그런데, 이러한 원형 편광판(108)은 외부광이 금속전극층(106)으로부터 반사되는 반사광을 감소시키는 효과는 있지만, 일정한 레벨, 예를 들면 45%의 광투과도를 갖는 것이기 때문에, 유기물층(104)으로부터 발생된 빛도 일부분만 투과하게 되어 휘도가 떨어진다는 문제점이 지적되었다.
또한, 기판(100)의 하면에 부착된 원형 편광판(108)만으로는 화질에 미치는 외부광의 반사에 의한 영향을 완전히 차단할 수 없어 콘트라스트를 향상시키는 데에 한계가 있다는 문제점도 지적되었다.
본 발명의 목적은 외부광의 반사를 방지하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 휘도를 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부광의 반사를 완전히 차단하여 종래에 비해 콘트라스트가 월등히 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판, 상기 기판의 상면에 순차적으로 형성된 인듐주석산화물층, 유기물층 및 금속전극층을 포함하며, 상기 금속전극층은 상기 기판의 외부로부터 입사된 외부광을 난반사시킬 수 있는 난반사면을 구비한다.
이때, 상기 난반사면은 복수의 오목부 및 볼록부를 포함하는 요철면으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 기판의 내면에는 복수의 오목부 및 볼록부로 이루어진 요철부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 유기물층의 적어도 일면에는 복수의 오목부와 볼록부를 포함하는 요철부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 유기 전계 발광 소자는 상기 기판의 외면에 외부로부터 입사되는 빛을 편광시키는 원형 편광판이 구비할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 유기 전계 발광 소자의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 2은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유기 전계 발광 소자(250)는 기판(200), 인듐주석산화물층(202), 유기물층(204), 금속전극층(206)을 포함한다.
기판(200)의 상면에는 도시된 바와 같이 오목부와 볼록부로 이루어진 균일한 요철면이 형성되어 있다.
기판(200)의 재질은 일반적으로 유리가 바람직하다.
상기 요철면은 유리 표면에 저반사막을 형성하는 공지의 기술, 예를 들면 한국공개특허공보 제 1992-0004292 호에 개시된 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 문헌에서는, TV 모니터용 전면 유리의 저반사 처리방법에 있어서, 표면 광택 연마가 끝난 유리에 불산 및 이소프로필알콜 등의 알콜류를 사용하여 전처리 세정하는 제 1 단계의 공정; 불산화합물을 전면 유리 표면에 균일하게 도포하여 용액의 막을 형성시켜 균일한 요철을 형성시키는 프로스팅(frosting) 처리하는 제 2 단계의 공정; 및 황산과 불산의 혼산을 상기 제 2 단계의 공정을 마친 유리에 연마하는 제 3 단계의 공정으로 이루어진 유리의 저반사 처리방법이 개시되어 있으며, 상기 문헌의 내용은 본 발명의 완성을 위해 참조되었다.
기판(200)의 요철면 위로 애노드 전극인 인듐주석산화물층(202)이 증착된다. 증착되는 인듐주석산화물층(202)의 막 두께가 매우 얇기 때문에 상기 인듐주석산화물층은 기판(200)에 형성된 요철면의 영향을 받게 되고, 그 때문에 그 상면 및 하면에는 상기 기판의 요철면과 접합되는 또 다른 요철면이 형성된다.
유기물층(204)은 인듐주석산화물층(202) 위에 증착되고, 순차적으로 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공수송층(Hole Transporting Layer, HTL), 발광층(Emitting Layer, ETL), 전자수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함한다.
유기물층(204)도 증착 시 그 아래에 형성된 인듐주석산화물층(202)의 요철면의 영향을 받게 되고, 따라서 그 상면 및 하면에는 상기 인듐주석산화층(202)의 요철면과 접합되는 또 다른 요철면이 형성된다.
금속전극층(206)은, 예를 들어 알루미늄(aluminum, Al)으로 이루어지며, 유기물층(204) 위에 증착된다.
마찬가지로, 유기물층(204)의 요철면의 영향 때문에 상기 유기물층의 위에 증착되는 금속전극층(206)도 오목부와 볼록부로 이루어진 요철면을 구비하게 된다.
금속전극층(206)에 형성된 요철면은 기판(200)의 외부로부터 입사되어 상기 금속전극층에 도달하는 외부광을 난반사시키는 난반사면(208)을 이루게 된다. 기판(200)의 외부로부터 입사되어 금속전극층(206)에 도달한 외부광의 대부분은 상기 금속전극층에 형성된 난반사면(208)에서 산란되어 소멸하게 되고, 그 일부는 유기물층(204), 인듐주석산화물층(202) 및 기판(200)의 내면에 형성된 요철면에서 산란되어 소멸하게 된다.
이하, 상기 유기 전계 발광 소자의 발광 동작을 상술하겠다.
인듐주석산화물층(202)에 소정의 양의 전압이 인가되고 금속전극층(206)에 소정의 음의 전압이 인가된 경우, 인듐주석산화물층(202)은 정공들을 상기 정공주입층에 제공하며 금속전극층(206)은 전자들을 상기 전자주입층에 제공한다.
이어서, 상기 정공주입층은 상기 제공된 정공들을 상기 정공수송층으로 원활하게 주입하며, 상기 전자주입층은 상기 제공된 전자들을 상기 전자수송층으로 원활하게 주입한다.
계속하여, 상기 정공수송층은 상기 주입된 정공들을 상기 발광층으로 수송하고, 상기 전자수송층은 상기 주입된 전자들을 상기 발광층으로 수송한다.
이어서, 상기 발광층으로 수송된 정공들 및 전자들이 재결합하여 특정 파장 을 가지는 빛을 발생시킨다. 상기 발광층으로부터 발생된 빛은 기판(200)을 투과하여 외부로 발산된다.
한편, 외부로부터 기판(200)에 입사되는 외부광은 기판(200), 인듐주석산화물층(202) 및 유기물층(204)을 거쳐 금속전극층(206)의 난반사면(208)에 도달하게 되고, 상기 난반사면에 도달한 외부광은 난반사면(208)을 구성하는 요철면에 의해 난반사(산란) 하게 된다. 금속전극층(206)의 난반사면(208)에서 난반사된 외부광의 대부분은 기판(200)을 통해 외부로 다시 출사되지 못하게 된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(250)는, 기판(200)의 외부에 별도의 원형 편광판을 부착하지 않고도 외부광의 반사를 방지할 수 있기 때문에 콘트라스트 뿐만 아니라 휘도가 개선되는 효과도 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 도시한 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(350)는 금속전극층(206)의 표면에는 난반사면을 형성하고, 기판(200)의 하면에는 외부로부터 입사되는 빛을 편광시키는 원형 편광판(308)을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(350)의 구성은 기판(200)의 외부에 원형 편광판(308)을 구비하였다는 점을 제외하고는 상기 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(250)의 구성과 동일하다. 따라서, 설명의 편이를 위해, 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 이들 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않도록 한다.
도 3을 참조하면, 유기 전계 발광 소자(350)는 기판(200)을 포함하며, 상기 기판의 내면에는 오목부와 볼록부로 이루어진 요철면이 형성된다. 기판(200)의 표면에 요철면을 형성하는 방법은 상기 제 1 실시예에 사용된 방법과 동일하다.
기판(200) 위에 순차로 적층되는 인듐주석산화물층(202), 유기물층(204) 및 금속전극층(206)은 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 증착 단계에서 상기 기판의 표면에 형성된 요철면의 영향을 받게 된다. 따라서 마지막으로 증착되는 금속전극층(206)에도 마찬가지로 도시된 바와 같은 요철면이 형성되고, 상기 요철면은 기판(200)의 외부로부터 입사된 외부광을 난반사시키는 난반사면(208)이 된다.
기판(200)의 외면에는 원형 편광판(308)이 부착되어 있다. 원형 편광판(308)은 유기물층(204)으로부터 발생된 빛을 소정의 투과율을 가지고 통과시킨다. 또한, 원형 편광판(308)은 금속전극층(206)으로부터 반사되는 반사광을 차단하여 상기 유기 전계 발광 소자의 콘트라스트를 향상시킨다.
이하, 원형 평관판(308)에 대하여 구체적으로 상술하겠다.
원형 편광판(308)은 기판(200)의 하면에 부착된 리타더(retarder; 308b) 및 리타더(308b)의 하면에 부착된 선형 편광판(308a)을 포함한다.
선형 편광판(308a)은 외부광 및 금속전극층(206)으로부터 반사된 외부광, 즉 반사광을 편광시킨다.
리타더(308b)는 그 중심축이 선형 편광판(308a)의 중심축과 45°의 각을 이루며, 선형 편광판(308a)을 통과한 외부광의 위상을 λ/4(λ는 파장)만큼 지연시킨다.
도 4는 도 3의 원형 편광판이 외부광을 차단하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 편광되지 않은 외부광이 선형 편광판(308a)으로 입사된다.
이때, 선형 편광판(308a)의 투과축은 수직 방향으로 형성되어 있고, 그래서 외부광 중 수직 방향의 광만 선형 편광판(308a)을 통과한다.
이어서, 선형 편광판(308a)를 통과한 외부광이 리타더(308b)에 입사되고, 그래서 외부광이 λ/4만큼 지연되면서 원형 편광 상태로 변화된다. 이는, 리타더(308b)의 중심축이 선형 편광판(308a)의 중심축과 45°의 각을 이루기 때문이다.
계속하여, 리타더(308b)를 통과한 외부광이 금속전극층(206)에서 반사되고, 이때, 금속전극층(206)의 표면에는 도 3에 도시된 바와 같은 난반사면(208)이 형성되어 있기 때문에 입사된 외부광의 일부는 상기 난반사면에서 난반사(산란)되어 소멸하게 되고 나머지는 반사되어 다시 리타더(308b)를 통과한다.
그 결과, 원형 편광 상태의 반사광이 선편광 상태로 변화된다. 다만, 리타더(308b)를 다시 통과한 반사광은 리타더(308b)를 전혀 통과하지 않았던 외부광과 수직을 이룬다. 이것은 리타더(308b)를 한번 통과할 때마다 외부광이 λ/4만큼 지연, 즉 두 번 통과하였으므로 λ/2만큼 지연되었기 때문이다.
이어서, 선편광 상태의 반사광은 선형 편광판(308a)에 입사되고, 그런 후 소멸된다. 왜냐하면, 선편광 상태의 반사광과 선형 편광판(308a)의 투과축이 수직을 이루므로, 선편광 상태의 반사광이 전부 편광되기 때문이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 일차적으로는 기판(200)의 외부에 원형 편광판(308)을 부착시켜 외부광의 반사를 차단하고, 이차적으 로 금속전극층(206)의 표면에 형성된 난반사면(208)을 이용하여 외부광을 난반사(산란)시켜 소멸시키기 때문에 콘트라스트에 미치는 외부광의 영향을 종래에 비해 월등히 감소시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 의하면, 외부광의 반사를 방지하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동시에 휘도를 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 의하면, 외부광의 반사를 완전히 차단하여 종래에 비해 콘트라스트가 월등히 향상된 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판의 상면에 인듐주석산화물층, 유기물층 및 금속전극층이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서,
    상기 기판의 외부로부터 입사된 광을 난반사시킬 수 있도록 상기 금속전극층에 난반사면이 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 난반사면은 복수의 오목부 및 볼록부를 포함하는 요철면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 내면에는 복수의 오목부 및 볼록부로 이루어진 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유기물층의 적어도 일면에는 복수의 오목부와 볼록부를 포함하는 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 외면에는 외부로부터 입사되는 빛을 편광시키는 원형 편광판이 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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