KR20100111685A - 발광 장치 - Google Patents

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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

본 발명의 실시예는 발광층(1) 및 광출사층(4)을 포함한 발광 장치에 관한 것이다. 이때, 광출사층(4)은 서로 평행한 다수의 제1면(5)을 포함하고, 상기 제1면은 상기 발광층(1)에 대해 경사져 배치된다. 상기 광출사층(4)은 서로 평행한 다수의 제2면(6)을 포함하고, 상기 제2면은 상기 발광층(1) 및 제1면(5)에 대해 경사져 배치된다. 상기 제1면(5)은 상기 발광층(1)으로부터 방출된 광에 대해 투명하고, 상기 제2면(6)은 반사성이다.

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광층 또는 발광 부재를 포함한 발광 장치에 관한 것이다. 본 발명은 그러한 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이기도 하다.
본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2007 059732.2의 우선권을 청구하며, 그 개시 내용은 참조로 포함된다.
예를 들면 OLED(organic light emitting diode)와 같은 발광 장치는 람베르시안(lambertian) 방출 프로파일을 포함하는 것이 일반적이다. 그러나, 대부분의 경우, 조명 목적으로는 이와 다른 지향성 방출 프로파일이 적합하다.
본 발명의 과제는 람베르시안 이미터(lambertian emitter)와는 다른 방출 프로파일을 가지는 발광 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항에 따른 발광 장치를 통해 해결된다. 유리한 형성예 및 발전예는 각 종속 청구항의 대상이다.
본 발명의 제1양태에 따른 발광 장치는 발광층 및 광출사층을 포함한다. 광출사층은 서로 평행한 다수의 제1면을 포함하고, 상기 제1면은 상기 발광층에 대해 경사져 배치된다. 광출사층은 서로 평행한 다수의 제2면을 더 포함하며, 상기 제2면은 상기 발광층 및 제1면에 대해 경사져 배치된다. 발광층으로부터 방출된 광에 대해 제1면은 투명하고 제2면은 반사성이다.
1차 접근법에 따르면, 평편한 광출사층은 광출사면에 대해 수직인 주 방출 방향을 가진 람베르시안 방출 프로파일을 포함한다. 본 발명에 따르면, 제1면만 광출사면을 나타냄으로써, 방출 프로파일이 포함하는 주 방출 방향이 발광층에 대해 수직이 아니며, 발광 장치가 면형으로 형성되어 있는 평면에 대해서도 수직이 아니다. 상기 평면과 관련하여, 방출 프로파일은 람베르시안 이미터와는 상이하다.
유리한 형성예에서, 발광 장치의 발광층은 유기 물질을 포함한다. 유기 물질계 발광층은 대면적으로 제조되며, 면 이미터로 형성되는 발광 장치를 위해 매우 양호하다.
발광 장치의 다른 유리한 형성예에서, 각 방향에서 제1면 및 제2면의 치수는, 발광층으로부터 방출된 광의 파장보다 크다.
그러나, 바람직하게는, 상기 치수는 1 mm보다 작고, 더욱 바람직하게는 100 ㎛보다 작다.
발광 장치의 다른 유리한 형성예에서, 발광층으로부터 멀어지는 광출사층의 표면은 평행하게 배치된 프리즘에 의해 구조화되며, 이때 제1면 및 제2면은 프리즘의 면으로 형성된다. 또는, 발광층으로부터 멀어지는 광출사층의 표면은 원뿔형 또는 피라미드형 또는 렌즈형 또는 실린더형 부재에 의해 구조화될 수 있고, 이때 유사하게는, 제1면 및 제2면은 상기 부재의 면으로 형성된다.
유리하게는, 발광 장치의 광출사층은 기판 또는 패시베이션층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제2양태에 따른 발광 장치는 캐리어 및 복수 개의 발광 부재를 포함한다. 이때, 캐리어는 서로 평행한 복수 개의 제1면 및 서로 평행한 복수 개의 제2면을 포함하고, 상기 제2면은 상기 제1면에 대해 경사져 배치된다. 발광 부재는 제1면상에 배치된다. 본 발명에 따르면, 제1면만 발광면을 나타낸다. 상기 면은 발광 장치가 면형으로 형성되어 있는 평면에 대해 경사진다. 이를 통해, 방출 프로파일이 포함하는 주 방출 방향은 발광 장치가 면형으로 형성되어 있는 평면에 대해 수직이 아니다. 상기 평면과 관련하여, 방출 프로파일은 본 발명의 제1양태에 따른 발광 장치의 경우와 같이 람베르시안 이미터와는 상이하다.
바람직하게는, 발광 부재를 OLED를 포함한다. 또한 바람직하게는, 발광 장치의 캐리어는 평행하게 배치된 프리즘에 의해 구조화되고, 이때 제1면 및 제2면은 프리즘의 면으로 형성된다.
본 발명의 제3양태에 따른 발광 장치는 기판 및 상기 기판의 표면상에 배치된 층 시퀀스를 포함하고, 상기 층 시퀀스는 적어도 하나의 발광층을 구비하며, 이때 래터럴 방향(lateral direction)에서의 상기 기판 표면에는 주기적으로 높이 방향의 구조화(height structure)가 수행된다. 본 발명의 상기 양태에 따른 장치에서, 높이 구조화된 기판은 발광 층 시퀀스를 위한 기판으로서의 역할 외에 상기 명시한 캐리어의 역할도 한다. 발광 장치는 기판의 표면과 같이 높이 구조화된 발광면을 포함한다. 표면의 높이 구조화는, 표면의 영역이 발광 장치가 면형으로 연장된 평면에 대해 경사지도록 실시될 수 있다. 그에 상응하며, 본 발명의 제2양태의 이점이 얻어진다.
유리한 형성예에서, 발광층은 유기 물질을 포함한다.
발광 장치의 다른 유리한 형성예에서, 높이 구조화는 하나의 래터럴 방향에서 선형으로 상승 및 하강하며 이루어지고, 기판의 표면은 실질적으로 평편한 면을 포함한다.
발광 장치의 다른 유리한 형성예에서, 높이 구조화는 하나의 래터럴 방향에서 비선형으로 상승 및/또는 하강하며 이루어지고, 기판의 표면은 굴곡면을 포함한다. 그러한 발광 장치의 방출 프로파일은 폭 넓은 범위에서 조절될 수 있다.
바람직하게는, 기판은 플라스틱 소재로 사출 성형 공정으로 제조될 수 있거나, 코이닝 공정(coining process)에 의해 구조화된 금속으로 구성된다.
본 발명의 제4양태에 따른 발광 장치는 래터럴 방향에서 교번적으로 배치된 띠형의 제1영역 및 제2영역을 가진 발광층을 포함하고, 이때 제1영역 및 제2영역은 굴절률이 서로 다르다. 그러한 발광 장치의 경우, 회절 효과는 람베르시안 이미터와는 다른 방출 프로파일을 야기한다.
바람직하게는, 래터럴 방향에서 제1영역 및 제2영역의 크기는 발광층으로부터 방출된 광의 파장의 단위를 가진다. 더욱 바람직하게는, 상기 크기는 상기 파장의 5배보다 작다.
유리한 형성예에서, 발광층은 유기 물질을 포함한다.
본 발명의 제5양태에 따라 발광층을 포함하는 발광 장치의 제조 방법에서, 발광층의 영역은 상기 영역에서의 굴절률이 변경되도록 UV광으로 조사된다. 이러한 제조 방법에 의해, 본 발명의 제4양태에 따른 발광 장치가 제조될 수 있다. 이는 대면적 장치의 제조에 적합하고, 특히 면형 OLED를 위해 공지된 제조 방법에도 매우 양호하게 적합하다.
본 발명의 제6양태에 따른 발광 장치는 발광층 및 광출사층을 포함하고, 이때 광출사층에 또는 광출사층상에 다수의 이방성 산란 입자가 배치되며, 상기 산란 입자는 발광 장치의 래터럴 방향을 따라 정렬된다. 산란 입자의 정렬은 상기 입자의 이방성 특징과 조합되어 발광 장치로부터의 출사 시 광이 이방성으로 산란되도록 한다. 따라서, 상기 발광 장치의 방출 프로파일은 람베르시안 방출 프로파일과는 다르며, 이때 상기 방출 프로파일은 산란 입자의 산란 거동 및 이방성 정도에 의존한다.
바람직하게는, 발광층은 유기 물질을 포함한다. 또한 바람직하게는, 산란 입자는 그 체적과 관련하여 이방성이거나/이방성이고 산란 거동과 관련하여 이방성이다.
더욱 바람직하게는, 산란 입자(16)는 0 이외의 영구적 또는 유도 가능한 전기적 또는 자기적인 2중극자 모멘트 또는 4중극자 모멘트를 포함하거나, 또는 산란 입자가 조립성 분자이거나 신장 가능한 필름에 배치된다.
본 발명의 제7양태에 따른 발광층을 포함하는 발광 장치의 제조 방법에서, 0 이외의 영구적 또는 유도 가능한 전기적 또는 자기적 2중극자 모멘트 또는 4중극자 모멘트를 포함한 산란 입자가 광출사층에 삽입되고, 인가된 전기장 또는 자기장에 의해 정렬된다. 이러한 제조 방법에 의해 본 발명의 제4양태에 따른 발광 장치가 제조될 수 있다.
이하, 본 발명은 7개의 도면을 이용하여 실시예에 따라 상세히 설명된다.
도 1은 발광 장치의 3차원 개략도이다.
도 2는 발광 장치의 다양한 방출 프로파일이다.
도 3 및 도 4는 다른 발광 장치의 3차원 개략도 및 평면도이다.
도 5는 3개의 다른 발광 장치의 단면도이다.
도 6은 제조 공정의 2개의 서로 다른 시점에서의 또 다른 발광 장치의 단면도이다.
도 7은 다른 발광 장치의 평면도이다.
도 1에는 발광 장치의 제1실시예가 3차원 개략도로 도시되어 있다.
발광층(1)은 OLED(organic light emitting diode)-층 구조체(2)의 내부에 배치된다. OLED 층 구조체(2)는 면형 기판(3)의 제1측상에 위치한다. OLED 층 구조체(2)와 대향된 기판(3)의 측상에 광출사층(4)이 제공된다. 기판(3)과 반대 방향인 측상에서 광출사층(4)은 상기 기판(3)에 대해 각(α)만큼 경사지는 다수의 제1면(5) 및 상기 기판(3)에 대해 각(β)만큼 경사진 다수의 제2면(6)을 포함한다.
도 1의 발광 장치는 "바텀 방출(bottom emission)" OLED로 실시된다. 이러한 실시예에서, 기판(3)은 투명하여, 발광층(1)으로부터 방출된 광이 상기 기판(3)을 통과하여 광출사층(4)에 도달한다. 또는, "탑 방출(top emission)" OLED로 실시될 수도 있으며, 이 경우 OLED 층 구조체(2)는 불투명 기판상에 배치된다. 불투명 기판과 반대 방향인 OLED 층 구조체(2)의 측상에는 도 1에 도시된 투명 기판(3) 대신 투명한 패시베이션층이 제공된다. 본 출원에 설명된 모든 발광 장치의 실시예는 적합한 변형에 의해 "바텀 방출" 또는 "탑 방출" OLED를 기본으로 하여 구성될 수 있다.
OLED 층 구조체(2)는 발광층(1) 외에 적어도 하나의 제1 및 제2전극, 그리고 상기 발광층(1)으로 전하 캐리어를 주입하는 역할인 하나 이상의 층들을 포함하고, 상기 전하 캐리어는 동작 시 여기되어 발광한다. 전극층들은 예를 들면 투명 전도성 물질로 구성될 수 있으며, 상기 물질은 가령 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물, 아연 산화물 또는 주석 산화물이 있다.
발광층(1)은 광학적으로 활성인 복사 생성 물질로서 유기 물질을 포함한다. 이는 예를 들면 분자 중량이 낮은 유기 물질, 즉 저분자 유기 물질로도 불리는 유기 물질, 폴리머 또는 이 두 물질의 조합물일 수 있다.
통상적으로, 저분자 유기 물질은 진공 조건하에서 열에 의한 기화에 의해 배치된다. 복사 생성 저분자 유기 물질에 대한 예는 트리스(8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄(Tris(shydroxychinolinato)aluminium)(Alq), 1,3-비스(N,N-디메틸아미노페닐)-1,3,4-옥시다졸(OXD-8)(l,3-Bis(N,Ndimethylaminophenyl)-l,3,4-oxidazol(OXD-8)), 옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리나토)알루미늄(Oxo-bis(2methyl-S-chinolinato) aluminium), 비스(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리나토)알루미늄(Bis(2-methyl-Shydroxychinolinato)aluminium); 비스(하이드록시벤조퀴놀리나토)베릴륨(Bis(hydroxybenzochinolinato)beryllium)(BeQ.sub.2), 비스(디페닐비닐)비페닐렌(Bis(diphenylvinyl)biphenylen)(DPVBI) 및 아릴아민-치환된 디스티릴아릴렌(Arylaminsub stituiertes Distyrylarylen)(DSA-아민)이다.
일반적으로, 폴리머는 스핀 캐스팅(spincasting) 또는 스핀 코팅(spin coating)으로도 불리는 스핀-공정에 의해 배치된다. 또는, 예를 들면 잉크젯 인쇄에 의해 공간적으로 선택적인 증착이 이루어질 수도 있다. 복사 생성 폴리머에 대한 예는 폴리(p-페닐렌비닐렌)(Poly(p-phenylenvinylen)) 및 폴리아릴렌비닐렌(Polyarylenvinylen), 그리고 아릴렌-비닐렌-올리고머(Arylen-Vinylen-Oligomeren), 폴리아릴렌(Polyarylene), 폴리퀴놀린(Polychinolin)의 코폴리머(Copolymere), 또한 각각의 유도체 및 혼합물이다.
광출사층(4)은 평행하게 배치된 다수의 프리즘을 포함하며 기판(3)상에 배치된 층이고, 이때 제1면(5) 및 제2면(6)은 OLED 층 시퀀스(2)와 반대 방향인 발광 장치의 표면을 형성한다. 명확하게 하도록, 도 1에는 다수의 제1면(5) 및 제2면(6) 중 각각 2개만 도시되어 있다.
제1면(5)뿐만 아니라 제2면(6)도 발광층(1)에 대해 평행하게 배치되지 않는다. 따라서, 상기면은 발광 장치가 면형으로 형성되어 있는 평면에 대해 평행하지 않다. 모든 도시된 실시예에서, 발광 장치가 면형으로 형성되어 있는 상기 평면은 XY-평면으로 정의된다.
Y 방향에서의 프리즘의 치수(길이)는 바람직하게는 현미경적 단위, 즉 예를 들면 밀리미터 내지 데시미터의 범위에 있다.
바람직하게는, 발광 장치의 전체 표면은 Y방향으로 연속하는 프리즘에 의해 덮인다. 바람직하게는, X방향에서 프리즘의 폭은 방출된 광의 파장보다 커서, 프리즘에서의 회절 효과가 인지될 수 없다. 그러나, 바람직하게는, 상기 폭은 현미경적 단위, 예를 들면 서브밀리미터 범위에 있어서, 발광 장치의 정상 관찰 상태로는 X방향에서의 구조화를 인지할 수 없다.
광출사층(4)의 제1면(5)은 발광층(1)으로부터 방출된 광에 대해 투명한 반면, 제2면(6)은 반사성이다. 제2면(6)은 예를 들면 금속 입자의 증착에 의해 매우 평편한 입사각하에 반사성일 수 있다.
1차 접근법에서, 발광층에 대해 평행하게 배치된 평면의 광출사층을 포함한 OLED의 경우 광출사면에 대해 수직인 주 방출 방향을 포함하는 람베르시안 방출 프로파일이 얻어진다. 도시된 실시예에서는, 제1면(5)만이 광출사면을 나타냄으로써, 방출 프로파일의 주 방출 방향은 X축 방향에서 Z축에 대해 경사진다. 발광 장치의 주 방출 방향의 경사각은 실질적으로 각(α)에 의해 결정된다. 발광층(1)으로부터 방출되어 제2면(6)에 의해 반사된 광은 1회 이상의 내부 반사 이후 발광 장치로부터 투명한 제1면(5)에 의해서 마찬가지로 방출될 수 있다. 각(β)은 방출된 광의 각 분포뿐만 아니라 내부 반사의 빈도에도 영향을 미친다. 각(β)의 적합한 선택에 의해, 발광 장치의 총 세기 및 효율이 최적화될 수 있다.
도시된 실시예에서, 별도의 광출사층(4)이 구조화되어 있다. 이 경우, 광출사층(4)은 적합하게 구조화된 필름일 수 있고, 상기 필름은 기판(3)상에 배치된다. 또한, 기판(3)의 표면 자체가 구조화된 별도의 광출사층(4)은 생략될 수 있다.
도시된 바와 같이 각각 평평한 제1면(5) 및 제2면(6)을 포함한 평행 프리즘의 형태로 구조화되는 것 외에, 예를 들면 실린더면과 같이 비평면을 포함한 구조화도 고려될 수 있다. 또한, 피라미드형, 원뿔형, 또는 렌즈형 부재 또는 면 세그먼트에 의한 구조화도 고려될 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 발광 장치의 다양한 방출 프로파일(방출된 세기의 파장 종속적 분포)이 도시되어 있다,
도 2a에는 우선 기본적인 좌표계가 제공된다. 발광 장치는 래터럴 면형 범위와 함께 좌표계의 XY평면을 형성한다. 발광층에 대해 평행하게 배치된 평편한 광출사면을 포함한 공지된 OLED 구조는 Z축 방향에서 람베르시안 방출 프로파일을 나타낸다. 그러나, 조명 목적으로는 그와 다른 방출 프로파일이 필요한 경우가 많다. 적합한 방출 프로파일은 도 2b 내지 2d에 도시되어 있다.
도 2b 및 2c에 도시되며 A-1형, A-2형으로 명시한 방출 프로파일은 X- 및 Y 방향(A-1형) 또는 두 방향 중 하나(A-2)에서 2개의 최대값을 가지는 대칭 하트형 복사 방향 분포를 특징으로 한다. 방출 패턴은 일반적 공간 조명 목적으로 적합하다.
도 2d에 도시되며 B형으로 명시된 프로파일은 X 및 Y 방향 중 적어도 하나에서 상당히 비대칭적이며, 특히 신호화 응용물, 예를 들면 차광된 환경에서 계단 표시 또는 눈부심이 없는 면형 벽등의 구현을 위해 적합하다.
도 1에 도시된 발광 장치를 이용하여 B형의 방출 패턴이 구현된다.
도 3에는 발광 장치의 다른 실시예가 사시도(도 3a) 및 평면도(도 3b)로 도시되어 있다.
캐리어(7)의 표면은 제1면(5) 및 제2면(6)을 포함하며 평행하게 배치된 복수 개의 프리즘의 형태로 구조화된다. 발광 장치 및 캐리어(7)의 래터럴 면형 범위는 XY 평면에 위치한다. 상기 XY평면에 대해, 제1면(5)은 각(α)만큼, 제2면(7)은 각(β)만큼 경사진다. 제1면(5)상에 발광 부재(8)가 배치된다.
캐리어(7)는 그 표면과 관련하여 도 1에 도시된 실시예에 따른 광출사면(4)과 유사하게 구조화된다. 캐리어(7)는 예를 들면 플라스틱으로 제조될 수 있고, 이때 바람직하게는, 그 표면의 구조화는 사출 성형 공정 또는 딥드로잉(deep-drawing) 공정을 통해 이루어진다. 또한, 캐리어(7)는 금속 필름 또는 금속 판금으로 제조될 수 있으며, 이는 코이닝 공정에 의해 구조화된다.
발광 부재(8)는 캐리어(7)와 무관하게 기능성 부재이다. 발광 부재는 예를 들면 각각 기판, 및 적어도 하나의 발광층을 가진 OLED 층 구조체를 포함할 수 있다. OLED 층 구조체 및 발광층의 구성 및 물질과 관련하여, 도 1의 실시예와 관련하여 설명된 것을 참조한다.
도 1에 도시된 실시예와 유사하게, 도 3의 실시예에서 방출 특성이 조절되되, 상기 방출 특성의 주 방출 방향은 실질적으로 Z방향에 대해 각(α)만큼 경사지도록 한다. 마찬가지로, 방출 패턴은 B형이다.
발광 장치의 다른 실시예는 도 4에서 다시 사시도(도 4a) 및 평면도(도 4b)로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 실시예와 같이, 캐리어(7)가 제공되고, 상기 캐리어의 표면은 평행한 프리즘들의 형태로 구조화된다. 도 3의 실시예와 달리, 제1면(5)만 발광 부재(8)로 덮일 뿐만 아니라, 제2면(6)도 발광 부재(9)로 덮인다.
도 4의 실시예에서, 캐리어(7)의 표면은 프리즘 형태로 구조화되며, 상기 프리즘은 등각의 삼각형 단면을 가진다. 도시된 배열은 2개의 주 방출 방향을 포함하며, 상기 방출 방향은 Z축으로부터 각(α=β)만큼 양 및 음의 X 방향으로 경사지는 A-2형의 대칭 방출 특성을 제공한다. Y 방향에서, 발광 장치가 충분히 넓은 경우 1차적 접근법에서 람베르시안 방출 프로파일이 얻어진다. 각(α, β)이 동일하게 선택되지 않을 경우, 두 개의 주 방출 방향은 Z 방향으로부터 서로 다른 각만큼 경사진다. 그와 동시에, 주 방출 방향들로 방출되는 세기는 제공된 발광 부재(8) 및 발광 부재(9)의 서로 다른 면적에 의해 상이하다.
다른 발광 장치는 도 5a에 단면도로 도시되어 있다.
평행하게 배치된 프리즘에 의해 표면이 구조화된 기판(3)상에 OLED 층 구조체(2)가 배치된다. 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 부재 또는 동일한 기능의 부재를 나타낸다.
도 3 또는 도 4에 도시된 실시예와 달리, 도 5a의 실시예에서 기판(3)은 캐리어(7)의 기능을 한다. 그 결과, 기판을 포함하는 별도의 발광 부재가 사용되는 것이 아니라, OLED 층 구조체(2)가 구조화된 기판상에 직접적으로 배치된다. OLED 층 구조체 및 그 안에 포함된 발광층의 구성 및 물질과 관련하여, 다시 도 1의 실시예와 관련한 설명을 참조한다.
도시된 실시예에서, 각(α, β)은 서로 다른 값으로 선택된다. 그 결과, 두 주 방출 방향에서 서로 다른 세기를 가진 A-2형의 분포가 얻어진다. 기판(3)은 예를 들면 플라스틱으로 제조될 수 있고, 사출 성형 공정 또는 딥드로잉 공정에 의해 적합하게 구조화된다. 발광 장치가 "바텀 이미터" OLED의 형태, 즉 복사가 기판(3)을 통해 출사되는 형태로 구성된 경우, 적합한 방출 특성을 달성하기 위해, OLED 층 구조체(2)에 대향된 기판(3)의 표면이 적합하게 구조화될 필요가 있다. 이는 도 5a에 점선으로 표시되어 있다. 그에 반해 발광 장치가 "탑 이미터" OLED로 구성된 경우, OLED에 대향된 기판의 측은 임의의 형상을 가질 수 있으며, 예를 들면 평편할 수 있다. "탑 이미터" OLED의 경우, 기판(3)은 불투명할 수 있고, 예를 들면 적합한 표면 구조화가 코이닝된 금속 필름 또는 금속 판금에 의해 형성될 수 있다.
도 5b 및 5c에는 발광 장치를 위한 다른 표면 구조화가 도시되어 있으며, 이는 도 5a에 도시된 실시예와 관련하여 사용될 수 있다.
특히, 기판(3)의 표면은 반드시 다양한 평면들로 구성될 필요는 없으며, 곡선으로 한정된 면을 포함할 수 있음을 밝혀둔다. 선택된 표면 형상에 의해, X 방향에서 방출 특성은 폭 넓은 범위에서 가변될 수 있다. 예를 들면, 도 5b에 도시된 기하학적 형상은 A-2형의 세기 분포로 얻어진다. 상기 분포는 Z축에 대해 대칭이며, 표면을 형성하는 실린더 세그먼트의 곡률 반경 및 깊이에 따라 얻어질 수 있어, 그 결과, 서로 분리된 2개의 주 방출 방향은 Z축으로부터 경사져서 양 또는 음의 X축의 방향으로 얻어지거나, Z축의 방향으로 하나의 주 방출 방향이 얻어지며, 이때 방출 프로파일은 람베르시안 방출 프로파일에 비해 클럽형(club-shaped)으로 지향된다. 도 5c에 도시된 바와 같은 표면 기하학적 형상을 이용하여, B형의 방출 특성이 얻어질 수 있다.
도 6a에는 다른 발광 장치의 단면이 도시되어 있다.
기판(3)상에 OLED 층 구조체(2)가 배치된다. 상기 OLED 층 구조체는 기판(3)을 향한 제1전극(12), 발광층(1) 및 마지막으로 제2전극(13)을 포함한다. 발광층(1)은 도면의 평면에 교번적으로 연장된 띠형의 제1영역(10) 및 제2영역(11)을 포함한다. OLED 층 구조체(2)는 여기에 도시되지 않은 다른 층들을 포함할 수 있다. 다시, 그 구성 및 적합한 물질과 관련하여 도 1의 실시예를 참조한다.
도 6a의 실시예에서, 발광 장치의 방출 특성의 변화는 앞서 도시된 실시예의 경우와 같이 광출사면의 정렬에 의해 이루어지지 않고, 발광층(1)내에서 광의 회절에 의해 이루어진다. 이러한 목적을 위해, 발광층(1)은 서로 다른 띠형의 제1영역(10) 및 제2영역(11)에 의해 구조화되며, 이때 두 영역(10 또는 11)은 굴절률에 따라 상이하다. 앞서 도시된 예와 달리 상기 실시예에서 광의 회절 효과가 중요하므로, X방향에서 제1영역(10) 및 제2영역(11)의 크기(띠의 폭)는 발광층(1)으로부터 방출된 광의 단위를 가진다. 발생한 회절 현상은 격자에서의 회절과 유사하다. 발광 장치의 내부 경계면 및/또는 외부 경계면으로 형성되는 캐비티 내부에서 세기 패턴이 형성되며, 상기 패턴은 균일한 발광층(1)을 포함한 장치에 비해 X축에 대해 평행하게 더 큰 세기 비율을 포함한다. 그에 상응하여, 발광 장치의 방출 프로파일은 람베르시안 이미터의 방출 프로파일로부터 A-2형의 이미터로 변경된다.
도 6b에는 제조 공정 동안 발광층(1)의 구조화가 어떻게 이루어질 수 있는지가 도시되어 있다. 발광층(1)의 구조화 시점에 기판(3), 제1전극(10) 및 발광층(1)을 포함하는 발광 장치는 마스크(14)에 의해 UV광(15)으로 조사된다. UV복사(15)가 발광층(1)에 입사된 부분에서, 그 부분의 분자 구조가 변경되며, 이는 예를 들면 발광층(1)에서 유기 폴리머의 폴리머화 정도가 변경되면서 이루어진다. 변경된 분자 구조에 의해, 굴절률이 변경된다.
도 7은 다른 발광 장치의 평면도를 도시한다. 상기 실시예에서, 발광층의 광이 출사될 때 통과하는 광출사층(4)상에 또는 광출사층에 산란 입자(16)가 배치된다.
산란 입자는 투명 또는 불투명 입자이며, 그 단위는 수 ㎛ 내지 수 10 ㎛의 범위를 가질 수 있다. 상기 입자는 광출사층(4)내에 배치될 수 있거나, 상기 층으로부터 완전히 또는 부분적으로 돌출될 수 있다. 광출사층(4)은 기판 및 OLED 층 구조체(1)에 대해 평행하게 배치된 평면층일 수 있다. 광출사층(4)은 기판 또는 OLED 층 스택을 위한 패시베이션층으로 구현될 수 있다.
산란 입자(16)는 0 이외의, 영구적 또는 유도 가능한 전기적 또는 자기적 2중극자 모멘트 또는 4중극자 모멘트를 특징으로 하며, 상기 모멘트에 의해 산란 입자의 주 축이 정의된다. 도 7에 벡터 화살표로 표시된, 제조 공정 동안 인가된 전기적(E) 및/또는 자기적(B)으로 정렬된 장에 의해, 산란 입자(16)는 주 축과 관련하여 소정의 방향을 따라, 이 경우 X축을 따라 정렬된다. 예를 들면, 산란 입자는 폴리머층에 삽입되고, 상기 층의 경화 전에 적합하게 정렬될 수 있다. 그 결과, 이러한 방식으로 굳어진 정렬은 정렬 역할의 전기장 및/또는 자기장 없이 유지된다.
또한, 산란 입자(16)는 그 기하학적 형상 및/또는 굴절률에서 이방성을 특징으로 하여, 주 축의 배향에 대해 상대적으로, 발광층으로부터 방출된 광에 대해 이방성 산란 거동이 관찰될 수 있다. 정렬된 산란 입자(16)의 기하학적 형상 및/또는 굴절률의 이방성은 발광 장치로부터의 출사 시 광의 이방성 산란을 야기한다. 각 산란 거동 및 이방성 정도에 따라, 발광 장치의 방출 프로파일은 A-1, A-2 또는 B형으로 람베르시안 방출 프로파일과는 다르게 나타난다.
0 이외의 2중극자 모멘트 또는 4중극자 모멘트를 포함하지 않는 산란 입자도 정렬될 수 있다. 예를 들면, 산란 입자(16)로서 자가 조립적 분자(self assembling molecules)가 사용될 수 있으며, 상기 입자는 적합한 조건 하에 제조 공정 동안 정렬된다. 또한, 산란 입자(16), 특히 기하학적 이방성을 가지는 산란 입자가 신장 가능한 필름에 매립되고, 상기 필름의 신장에 의해 일 방향을 따라 정렬될 수 있다.
실시예에 따른 본 발명의 설명은 본 발명을 한정하는 것으로 볼 수 없다. 오히려, 본 발명은 청구항에 명시된 특징들을 포함하는 전체 배치에 관련한다. 또한, 본 발명은 상세한 설명에 명시된 전체 특징 및 그 조합을 포함하며, 비록 그것이 청구항 또는 상세한 설명에 명백히 명시되지 않더라도 그러하다.

Claims (15)

  1. 발광층(1); 및
    광출사층(4)
    을 포함하고,
    상기 광출사층(4)은 상기 발광층(1)에 대해 경사져 배치되며 서로 평행한 다수의 제1면(5), 및 상기 발광층(1)에 대해 경사지고 상기 제1면(5)에 대해서도 경사지게 배치되며 서로 평행한 다수의 제2면(6)을 포함하며,
    상기 발광층(1)으로부터 방출된 광에 대해 상기 제1면(5)은 투명하고, 상기 제2면(6)은 반사성인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1면(5) 및 상기 제2면(6)의 치수는 각 방향에서 상기 발광층(1)으로부터 방출된 광의 파장보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광층(1)으로부터 멀어지는 상기 광출사층(4)의 표면은 평행하게 배치된 프리즘 또는 원뿔형이나 피라미드형이나 렌즈형이나 실린더형인 부재에 의해 구조화되며, 이때 상기 제1면(5) 및 상기 제2면(6)은 상기 부재의 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광출사층(4)은 기판(3) 또는 패시베이션층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 캐리어(7); 및
    복수 개의 발광 부재(8)
    를 포함하고,
    상기 캐리어(7)는 서로 평행한 복수 개의 제1면(5) 및 서로 평행한 복수 개의 제2면(6)을 포함하며,
    상기 제2면은 상기 제1면(5)에 대해 경사져 배치되고, 상기 발광 부재(8)는 상기 제1면(5)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 부재(8)는 OLED를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 캐리어(7)는 평행하게 배치된 프리즘에 의해 구조화되고, 상기 제1면(5) 및 상기 제2면(6)은 상기 프리즘의 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 기판(3); 및
    상기 기판의 표면상에 배치되며 적어도 하나의 발광층(1)을 포함한 층 시퀀스(2)
    를 포함하고,
    상기 기판(3)의 표면은 래터럴 방향에서 주기적으로 높이 구조화되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 높이 구조화는 래터럴 방향에서 선형으로 상승 및 하강하며 이루어지고, 상기 기판(3)의 표면은 실질적으로 평편한 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 발광층(1)을 포함하고,
    상기 발광층은 래터럴 방향에서 교번적으로 배치된 띠형의 제1영역(10) 및 제2영역(11)을 포함하고, 상기 제1영역(10) 및 상기 제2영역(11)이 서로 다른 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    래터럴 방향에서 상기 제1영역(10) 및 상기 제2영역(11)의 크기는 상기 발광층(1)으로부터 방출된 광의 파장의 단위를 가지며, 바람직하게는 상기 파장의 5배보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  12. 발광층(1)을 포함하는 발광 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 발광층(1)의 영역은 상기 영역에서 굴절률의 변경을 위해 UV광으로 조사되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 발광층(1); 및
    광출사층(4)
    을 포함하고,
    상기 광출사층(4)에 또는 상기 광출사층상에 다수의 이방성 산란 입자(16)가 배치되며, 상기 산란 입자는 발광 장치의 래터럴 방향을 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  14. 발광 장치의 제조 방법에 있어서,
    0 이외의 영구적 또는 유도 가능한 전기적 또는 자기적인 2중극자 모멘트 또는 4중극자 모멘트를 포함한 산란 입자(16)가 광출사층(4)에 삽입되고, 인가된 전기장 또는 자기장에 의해 정렬되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 8 내지 청구항 11 또는 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층(1)은 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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