KR20100113093A - 유기 발광 장치용 기판, 및 이를 포함하는 유기 발광 장치 - Google Patents

유기 발광 장치용 기판, 및 이를 포함하는 유기 발광 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광학 지수 n0을 갖고, 제1 주면(11)상에 하부 전극으로서 알려져 있고 6Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는 제1 투명 또는 반투명 전극 코팅(3)이 있는 투명 기판(1)을 포함하는, 유기 발광 장치(10)용 기판에 관한 것으로서,
하부 전극은,
- 특정 광학 두께 L1을 갖고, n1 대 n0의 비가 6/5 이상이 되도록 광학 지수 n1을 갖는 반사방지 서브층(2);
- 특정 두께 e1을 갖는 제1 금속층;
- 특정 광학 두께 L2를 갖는 제1 분리층;
- 고유 전기 전도성 특성 및 특정 두께 e2를 갖는 제2 금속층; 및
- 일함수를 조정하기 위한 오버층
의 스택을 포함하고,
L1은 20㎚ 내지 120㎚이고, L2는 75㎚ 내지 200㎚이고, 제1 및 제2 금속층의 두께의 합 e1+e2는 40㎚ 이하이다.

Description

유기 발광 장치용 기판, 및 이를 포함하는 유기 발광 장치{SUBSTRATE FOR ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE, AND ALSO ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE INCORPORATING IT}
본 발명의 주제는 유기 발광 장치용 기판 및 이를 포함하는 유기 발광 장치에 관한 것이다.
공지된 유기 발광 시스템 또는 OLED(유기 발광 다이오드)는 전극들에 의한 전기가 공급되는 하나 이상의 유기 전계발광 재료를 포함하는데, 전극들은 일반적으로 2개의 전기 전도층 형태이고, 이러한 재료의 측면에 배치된다.
이러한 전기 전도층은 통상적으로 인듐 산화물, 일반적으로 약어 ITO로 더욱 알려져 있는 주석 도핑된 인듐 산화물 기반인 층을 포함한다. ITO층이 특별히 연구되었다. ITO층은 산화물 타겟(비반응성 스퍼터링) 또는 인듐 및 주석 기반인 타겟(산소 타입 산화제의 존재하 반응성 스퍼터링)으로부터 마그네트론 스퍼터링으로 쉽게 증착될 수 있고, ITO층의 두께는 대략 100 내지 150㎚이다. 그러나 이러한 ITO층은 몇 가지 결점이 있다. 먼저, 전도성을 개선하기 위한 물질 및 고온(350℃) 증착 공정은 추가 비용을 발생시킨다. 층의 두께가 150㎚를 초과하지 않는다면 시트 저항이 비교적 높고(10Ω/□ 정도), 이로 인해 OLED에 중요한 투명도가 감소하고 표면 거칠기가 증가한다.
또한, 넓은 면적에 걸친 균일한 조명을 위해서는, 통상적으로 수 ㎟의 전극 존들을 형성함으로써 불연속적인 하부 전극을 형성하고, 각 전극 존 간의 거리를 통상적으로 약 10 마이크로미터 정도로 크게 줄일 필요가 있다. 이를 위하여, 특히 비용이 많이 들고 복잡한 포토리소그래피 기법 및 부동태화 기법을 이용한다.
그러므로 실질적으로 조명용 백색광을 방출하는 OLED 장치를 제조하기 위하여 ITO 대신 금속 박막을 사용하는 새로운 전극 구조체가 개발되고 있다.
실질적으로 백색광을 방출하는 유기 발광 장치는 예를 들어 문헌 US 2005/0073228A1로부터 알려져 있는데, 이 장치는 통상적으로 하부 또는 저부 전극으로 불리고, 이하의 층들의 스택으로 이루어진 전극을 구비한다.
- 흡광-감소 서브층(sublayer);
- 예를 들어 22.5㎚ 은층과 같은 얇은 반반사 금속층;
- ITO와 같은 투명 전도성 물질로 만든 오버층(overlayer).
상부 전극 자체는 예를 들어 75.5㎚ 은층과 같은 얇은 반사 및 불투명 금속층으로 이루어진다.
이러한 2개의 금속층은 특정 공진 파장을 중심으로 하는, OLED 장치의 발광 스펙트럼을 유도하는 패브리-페롯 타입 미소공진기(microcavity)를 형성한다.
이러한 발광 스펙트럼은 관찰 각도에 크게 좌우되므로, OLED 장치는 가시 영역에서 단일 광대역 발광 스펙트럼을 형성함으로써 각도 의존성을 줄일 수 있는 광학 요소를 또한 포함한다.
이러한 광학 요소는 하부 전극 아래 또는 기판의 대향 면상에 배치되는 내부 전반사 방지 시스템("TIRF" 또는 내부 전반사 방지체)이다. 이는 예를 들어 테플론 호일(Teflon hoil) 형태이다.
본 발명의 목적은 가시 영역에서 다색 발광 스펙트럼의 각도 의존성을 제한하면서 더 단순하고/거나 더 효율적인 디자인의 OLED 장치를 제공하는 데 있다.
특히, 일반 (건축용 및/또는 장식용) 조명 용품, 및/또는 백라이팅 용품, 및/또는 표지판 용품에 특히 적합하고, 임의의 크기인 OLED 장치를 개발하는 것이 과제이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 제1 주제는, 광학 지수 n0을 갖고, 하부 전극으로서 알려진 전극의 제1 투명 또는 반투명 코팅이 제1 주면상에 있는 투명 기판을 포함하는, 유기 발광 장치용 기판이고,
하부 전극은,
- 특정 광학 두께 L1을 갖고, n1 대 n0의 비가 6/5 이상이 되도록 광학 지수 n1을 갖는 반사방지 서브층;
- 특정 두께 e1을 갖는 제1 금속층(따라서 제1 반사기를 형성함);
- 특정 광학 두께 L2를 갖고, 제1 금속층상에 위치한 제1 분리층;
- 고유 전기 전도성 특성을 갖고(따라서 제2 반사기를 형성함), 특정 두께 e2를 갖고, 제1 분리층상에 위치한 제2 금속층; 및
- 제2 금속층상에 위치하고, 특정 두께 e3을 갖고, 일함수를 조정하기 위한 오버층
의 스택을 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면,
- L1은 20㎚ 내지 120㎚이고;
- L2는 75㎚ 내지 200㎚, 특히 160㎚ 내지 200㎚이고;
- 흡광을 줄이기 위하여 제1 및 제2 금속층의 두께의 합 e1+e2는 40㎚ 이하, 바람직하게는 25㎚ 이하이고;
- 하부 전극은 6Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는다.
따라서, 광학 두께 L1 및 L2의 신중한 선택으로 조합되는 적어도 2개의 금속층을 포함하는 전극 구조체의 선택은 관찰 각도의 함수인 색 변화를 상당히 줄일 수 있다.
더욱 구체적으로, 제1 전극(기판에 가장 가까운 전극인 하부 전극) 내 2개의 금속층의 존재는, OLED 장치가 완성되면, 충분히 이격되어 있는(바람직하게는 적어도 100㎚, 또는 심지어 200㎚ 이격됨) 가시 영역 내 2개의 상이한 파장, 예를 들어 하나는 450㎚이고 다른 하나는 650㎚인 파장에서 공진하는 (각각 제1 얇은 금속층과 제2 전극 사이 및 제2 얇은 금속층과 제2 전극 사이) 미소공진기를 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 L1 및 L2 값의 범위를 정확하게 조정(2개의 미소공진기의 광학 거리 조정에 상당함)함으로써, 이러한 2개의 피크는 가시 영역에서 단일 광대역 스펙트럼을 형성하도록 넓어진다.
목표 스펙트럼은, 가시 영역에서 실질적으로 "평평하고", (준)순수 백색광을 제공하는 스펙트럼, 또는 특히 백라이팅 및 조명 분야의 사양에 대응하는 임의의 다른 스펙트럼, 즉 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 좌표(0.45;0.41)로 0o에서 규정된 발광체 A의 스펙트럼("황색"광), CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 좌표(0.33;0.33)로 0o에서 규정된 발광체 E의 스펙트럼("백색"광) 등일 수 있다.
바람직하게는, 최적의 연색성(colour rendition)을 갖기 위하여, L1 및 L2의 선택으로 얻은 공진은 간섭 효과를 통해 OLED계의 발광층들의 발광 스펙트럼 또는 이의 색들을 크게 감쇄시키지 않는다. 예를 들어, 감쇄는 70% 미만, 또는 심지어 50% 이하일 수 있다.
유리하게도, 각도 의존성을 가능한 크게 제한하기 위하여,
- L1은 100㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 80㎚ 이하이고/거나;
- L1은 40㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎚ 이상이고/거나;
- L2는 160㎚ 이하, 또한 심지어 130㎚ 이하이고/거나;
- L2는 90㎚ 이상이고/거나;
- L1은 L2 미만이고, 특히 L1은 적어도 1.5L1 이상 또는 심지어 1.65L1 이상이고, 바람직하게는 2.5L1 미만 또는 심지어 2L1 미만이다.
전극은 가능한 투명하도록 최적화되는 것이 아니라 광대역 방사체에 적합한 미소공진기를 제공하도록 최적화된다.
또한, 놀랍게도, 제2 은층의 부가는 OLED 장치가 방출한 광 방사선의 공기 중으로의 추출 효율, 즉 광원이 방출한 전체 광 출력에 대한 공기 중으로 빠져나간 광 출력의 비율을 거의 손상시키지 않는다.
이러한 전극을 구비한 OLED 장치는 단순하고, 소형이고, 신뢰성 있고, 튼튼하고, 문헌 US 2005/0073228A1에서 기술한 해결책에서의 추가 기능 요소에 좌우되지 않는다. 그러나 문헌 US 2005/0073228A1에 기술한 기능 요소(부피- 또는 표면-산란층, 테플론 호일 등)를 부가함으로써 본 발명에 따른 OLED 장치의 광 추출을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전극은 큰 표면적, 예를 들어 0.02㎡ 이상, 또는 심지어 0.5㎡ 이상 또는 1㎡ 이상의 표면적에 걸쳐 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 전극은 만족스러운 전기 전도성 특성을 보유하거나, 심지어 제1 분리층이 절연체가 아닌 경우 전기 전도성 특성을 개선한다.
본 발명의 의미에서 용어 "층"은 단일 재료로 만든 층(단층) 또는 각각 상이한 재료로 만든 복수의 층(다층)이 존재할 수 있음을 의미하는 것으로 이해해야 한다.
본 발명의 의미에서 다르게 지시하지 않는다면 두께는 기하학적 두께에 대응한다.
본 발명의 의미에서 표현 "기반(based on)"은 논의중인 물질을 주로 함유하는, 즉 벌크에 적어도 50%의 이러한 물질을 함유하는 층을 의미하는 것으로 일반적으로 이해된다.
본 발명의 의미에서 표현 "사이이다(is between)"는 표시된 한계 값들을 의미하는 것으로 일반적으로 이해된다.
본 발명에서, 하층 "x" 또는 또 다른 층 "y" 아래의 층 "x"에 대한 언급 시, 이는 일반적으로 층 "x"가 층 "y"보다 기판에 더 가깝다는 점을 의미한다.
광학 지수 n0, n1에 대해서는 550㎚에서의 값이 선택될 수 있다.
(제1 분리층처럼) 반사방지 서브층은 다층일 수 있고, 광학 두께 L1(또는 L2)은 일반적으로 논의중인 각 층의 광학 두께의 합이고, 광학 지수 n1은 다층의 지수이다. 그러므로 제품의 모든 층에 대한 합은 층 두께를 층 광학 지수와 곱하여 얻는다.
일반적으로, 반사방지 서브층(선택적인 베이스층 및/또는 선택적인 평탄화층 및/또는 접촉층) 및 제1 분리층(선택적인 추가층 및/또는 선택적인 평탄화층 및/또는 접촉층)은 바람직하게는 (본질적으로) 유전체(즉, 비금속)이다.
일반적으로, 반사방지 서브층, 제1 분리층 및 오버층은 바람직하게는 얇은 층들로 이루어진다.
바람직하게는, 제1 및/또는 제2 금속층은
- 제1 선택으로서 은, 금, 알루미늄 또는 구리로부터 선택된 순수 물질, 또는 제2 선택으로서 몰리브덴과 같은 전도성이 낮은 다른 금속으로부터 선택된 순수 물질을 기반으로 하거나;
- Ag, Au, Pd, Al, Pt, Cu, Zn, Cd, In, Si, Zr, Mo, Ni, Cr, Mg, Mn, Co 또는 Sn으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 물질로 합금하거나 도핑된, 상술한 물질 중 하나를 기반으로 할 수 있고, 특히 은의 내습성을 개선하기 위하여 은 합금 및 팔라듐 합금 및/또는 금 합금 및/또는 구리 합금을 기반으로 한다.
제1 금속층은 특히 전극의 전기 전도성에 기여하지 않는 경우 몰리브덴으로 만들 수 있다.
제1 및 제2 금속층은 하나의 동일한 물질로 만들 수 있다.
바람직한 디자인에서, 제1 및 제2 금속층은 은 기반이고(즉, 순수 은으로 만들거나 주로 은을 함유하는 금속 합금으로 만듦), 임의로
- 두께 e1은 15㎚ 이하, 특히 6㎚ 내지 15㎚, 또는 심지어 13㎚ 이하, 및/또는 13㎚ 이하이고/거나;
- 두께 e2는 15㎚ 이하, 특히 6㎚ 내지 15㎚, 또는 심지어 7㎚ 이하, 및/또는 10㎚ 이상이고/거나;
- 두께 e1은 두께 e2를 초과한다(1㎚ 내지 수 ㎚까지).
일반적으로, 제1 및/또는 제2 금속층은 다중 금속층일 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 하부 전극은,
- 특히 6㎚ 이상의 (기능적인) 제2 금속층 두께 및 임의로 6㎚ 이상의 기능적으로 또한 선택된 제1 금속층 두께의 경우 3Ω/□ 이하의 시트 저항; 및/또는
- 50% 이상 및 바람직하게는 60% 내지 90%, 또는 OLED의 성능을 손상시키지 않는다면 그 이상의 광 투과도 TL
을 가질 수 있다.
일반적으로, 전극은 제2 금속층과 오버층 사이에 임의로 1회 이상 반복되는 일련의 층들을 포함할 수 있고, 일련의 층은
- 제1 분리층용으로 열거된 물질과 같은 물질로 만들고, 임의로 제1 분리층과 동일한 물질로 만들고/거나 제1 분리층용으로 주어진 범위 내의 광학 두께를 갖고, 바람직하게는 전도성이 있는 또 다른 분리층으로부터 형성되고;
- 금속층용으로 열거된 물질과 같은 물질로 만들고, 임의로 제2 금속층과 동일한 물질로 만들고, 특히 은을 기반으로 하는 또 다른 금속층이 (직접 또는 간접적으로) 위에 있다.
따라서 금속층들의 두께의 합은 40㎚ 이하인 것이 바람직할 수 있다.
반사방지 서브층은 반사방지 기능을 방해하지 않는 하나 이상의 층을 포함할 수 있는데, 이는 특히 이러한 층 각각이 작은 두께, 통상적으로 10㎚ 미만 및 예를 들어 기판의 광학 지수에 근접한 광학 지수를 갖는 경우이다.
바람직하게는, 반사방지 서브층은 다음의 특징 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
- 바람직하게는 기판 바로 위에 증착될 수 있고/거나;
- 단층, 이중층, 삼중층일 수 있고/이거나;
- 특히 대략 1.5의 광학 지수를 갖는 기판 또는 높은 지수 기판의 경우 1.8 이상 또는 심지어 2 이상의 광학 지수 n1을 갖고/거나;
- 반사방지 서브층을 형성하는 대부분의 층 또는 심지어 전체 층 세트(또는 심지어 기판과 제1 금속층 사이의 전체 층 세트)는 1.8 이상 또는 심지어 2 이상의 광학 지수 n1을 갖고/거나;
- 기판과 제1 금속층 사이의 전체 층 세트는 120㎚ 이하의 광학 두께를 갖고/거나;
- 베이스층, 즉 기판에 가장 근접하고, 바람직하게는 기판의 상기 주면을 실질적으로 피복하고, 바람직하게는 (필요하다면) 알칼리 금속에 대한 장벽 및/또는 (건식 및/또는 습식) 에칭 정지층 및/또는 평탄화층을 형성하는 층을 포함한다.
베이스층의 예로서, 티타늄 산화물층 또는 주석 산화물층을 언급할 수 있다.
(필요하다면) 알칼리 금속에 대한 장벽 및/또는 에칭 정지층을 형성하는 베이스층은 바람직하게는
- (일반식 SiOC의) 규소 옥시카바이드 기반;
- (일반식 SixNy의) 규소 질화물, 특히 Si3N4 기반;
- (일반식 SixOyNz의) 규소 옥시니트라이드 기반;
- (일반식 SixOyNzCw의) 규소 옥시카보니트라이드 기반;
- 또는 심지어 10㎚ 미만의 두께의 경우 (일반식 SixOy의) 규소 산화물 기반일 수 있다.
특히 이하의 다른 산화물 및/또는 질화물이 선택될 수도 있다.
- 니오븀 산화물(Nb2O5);
- 지르코늄 산화물(ZrO2);
- 티타늄 산화물(TiO2);
- 알루미늄 산화물(Al2O3);
- 탄탈 산화물(Ta2O5);
- 또는, 임의로 Zr 도핑된 알루미늄, 갈륨 또는 규소 질화물 및 이들의 혼합물.
베이스층의 질화는 약간 서브-화학양론적일 수 있다.
따라서 베이스층은 전극 아래에 있는, 알칼리 금속에 대한 장벽일 수 있다. 이는 선택적인 상부층(들), 특히 제1 금속층 아래의 접촉층을 임의의 오염(박리와 같은 기계적인 손상을 초래할 수 있는 오염)으로부터 보호하고, 제1 금속층의 전기 전도성을 또한 보존한다. 또한, OLED 장치의 유기 구조체가 사실상 OLED의 수명을 상당히 감소시키는 알칼리 금속에 의해 오염되는 것을 방지한다.
알칼리 금속의 이동은 장치의 제조 동안 발생하여 신뢰성 부족을 초래할 수 있고/거나 장치의 제조 후 장치의 수명을 줄일 수 있다.
베이스층은 하나 이상의 층이 베이스층과 접촉층(평탄화층 등) 사이에 개재되는 경우에도 층들의 전체 스택의 거칠기를 주목할 만큼 증가시키지 않으면서 접촉층의 접합 특성을 개선할 수 있다.
베이스층은 특히 지수를 증가시키기 위하여 임의로 도핑된다. 베이스층은 바람직하게는 3㎚ 이상 또는 심지어 5㎚ 이상의 두께를 가질 수 있다.
원하는 광학 두께 L1을 얻기 위하여, 기하학적 두께의 적어도 반, 또는 심지어 60% 이상이 베이스층으로 이루어지는 반사방지 서브층을 선택할 수 있다. 이는, 특히
- 단독으로 또는 베이스 스택 내 SixNy(특히 Si3N4);
- 단독으로 또는 SixNy/SnO2 타입 베이스 스택 내 SnO2;
- 또는 심지어 높은 광학 지수로 인해 임의로 두께 제한되는, 단독으로 또는 SixNy/SnO2 타입 베이스 스택 내 TiO2
의 층일 수 있다.
반사방지 서브층은 바람직하게는 에칭 정지층, 특히 주석 산화물 기반인 층을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 단순화를 위하여, 에칭 정지층은 베이스층의 부분 또는 베이스층일 수 있고, 바람직하게는 규소 질화물 기반일 수 있거나, 규소 산화물 또는 규소 옥시니트라이드 또는 규소 옥시카바이드 또는 규소 옥시카보니트라이드 기반이고 에칭방지 특성에 의한 강화를 위하여 주석을 포함하는 층, 즉 일반식 SnSiOCN의 층일 수 있다.
에칭 정지층은 화학적 에칭 또는 반응성 플라즈마 에칭 공정의 경우 기판을 보호하는 데 사용한다.
에칭 정지층으로 인해 베이스층은 에칭된("패터닝된") 존에서도 존재한다. 또한, 에칭된 존의 기판과 전극(또는 심지어 유기 구조체)의 인접 부분 사이에서 에지 효과를 통한 알칼리 금속의 이동이 정지될 수 있다.
(주로) 도핑되거나 도핑되지 않은 규소 질화물 Si3N4로 만든 베이스/에칭 정지층이 가장 바람직할 수 있다. 규소 질화물은 매우 빠르게 증착되고, 알칼리 금속에 대한 우수한 장벽을 형성한다.
특히 은 기반인 제1 금속층은 바람직하게는 역시 결정인 제1 접촉층으로 불리는 얇은 유전체(비금속)층상에 바람직하게는 결정 형태로 증착될 수 있다.
별법으로 또는 누적적으로, 특히 은 기반인 제2 금속층은 바람직하게는 역시 결정인 제2 접촉층으로 불리는 얇은 유전체(비금속)층상에 바람직하게는 결정 형태로 증착될 수 있다.
접촉층은 그 위에 증착되는 금속층의 적합한 결정 배향을 돕는다.
제1 및/또는 제2 접촉층은 바람직하게는 임의로 도핑된 다음의 금속 산화물, 즉 크롬 산화물, 인듐 산화물, 임의로 서브-화학양론적인 아연 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 지르코늄 산화물, 안티몬 산화물, 주석 산화물, 탄탈 산화물 또는 규소 산화물 중 적어도 하나를 기반으로 한다(단순화를 위하여, 규소는 본원에서 금속인 것으로 간주한다).
도핑은 일반적으로 층에서 금속 원소의 10 중량% 미만의 양으로 원소를 도입하는 것으로서 이해되고, 따라서 표현 "기반(based on)"은 도핑을 포괄한다. 금속 산화물은 예를 들어 F- 또는 S-도핑된 주석 산화물로 특히 0.5% 내지 5% 도핑될 수 있다.
제1 접촉층으로서, 특히 TiO2, ITO, (인듐 및 아연 기반) IZO, (인듐, 갈륨 및 아연 기반) IGZO, 또는 심지어 SnxZnyOz가 선택될 수 있다.
제2 접촉층으로서, 특히 ITO, IZO, IGZO, 또는 심지어 SnxZnyOz가 선택될 수 있다.
제1 및/또는 제2 접촉층은 바람직하게는 Al 도핑된 아연 산화물(AZO), Ga 도핑된 아연 산화물(GZO), 또는 심지어 증착 공정의 더욱 양호한 안정성을 위하여 B, Sc, 또는 Sb 도핑된 아연 산화물 기반일 수 있다. 또한, 바람직하게는 x가 1 미만, 더욱 바람직하게는 0.88 내지 0.98, 특히 0.90 내지 0.95인 아연 산화물(ZnOx)의 층이 바람직하다.
제1 및/또는 제2 접촉층은 금속 질화물, 특히 Si3N4 또는 AlN, 또는 GaN, (일반적으로 더욱 비싼) InN 기반일 수도 있다. 이어서 제1 접촉층은 특히 베이스층이 규소 질화물 기반인 경우 베이스층과 병합될 수 있다.
또한, 전류의 주입을 돕고/거나 동작 전압의 값을 제한하기 위하여, 바람직하게는
- 제1 분리층은 107 옴.㎝ 이하, 바람직하게는 106 옴.㎝ 이하, 또는 심지어 104 옴.㎝ 이하의 (문헌적으로 알려져 있는 벌크 상태에서) 전기 저항률을 갖는 (후술하는 얇은 블록킹층으로부터 떨어져 있는) 층(들)으로 이루어지고/거나;
- 반사방지 서브층(및/또는 오버층)은 107 옴.㎝ 이하, 바람직하게는 106 옴.㎝ 이하, 또는 심지어 104 옴.㎝ 이하의 (문헌적으로 알려져 있는 벌크 상태에서) 전기 저항률을 갖는 (후술하는 얇은 블록킹층으로부터 떨어져 있는) 층(들)으로 이루어지도록 준비할 수 있다.
따라서, 예를 들어 규소 질화물, 규소 산화물, 규소 옥시니트라이드, 규소 옥시카바이드 기반, 규소 옥시카보니트라이드 기반, 또는 티타늄 산화물 기반인 (적어도 15㎚ 이상, 또는 심지어 10㎚ 이상, 심지어 5㎚ 이상의 (총) 두께를 갖는) 하나 이상의 층을 배제할 수 있다.
제1 및/또는 제2 금속층은 바람직하게는 (후술하는 언더블록킹층(들)을 고려하지 않으면서) 접촉층 바로 위에 증착될 수 있다.
일반적으로, 단순화를 위하여, 제1 및 제2 접촉층은 하나의 동일한 물질로 만들 수 있다.
제1 및/또는 제2 접촉층의 두께는 바람직하게는 3㎚ 이상, 또는 심지어 5㎚ 이상이고, 20㎚ 이하, 또는 심지어 10㎚ 이하일 수도 있다.
전술한 바와 같은 반복되는 서열(들)의 경우(3개 이상의 금속층을 갖는 전극), 각 금속층은 접촉층용으로 상술한 물질 중 하나 이상으로 만든 접촉층상에 추가될 수 있다.
하부 전극으로 피복된 본 발명에 따른 기판은 바람직하게는 오버층상의 가장 낮은 지점과 가장 높은 지점 간의 차("피크 대 밸리(peak-to-valley)" 높이)가 10㎚ 이하가 되도록 낮은 거칠기를 갖는다.
하부 전극으로 피복된 본 발명에 따른 기판은 바람직하게는 OLED의 수명 및 신뢰성을 대폭 감소시키는 스파이크 효과를 방지하기 위하여 오버층상에 10㎚ 이하, 심지어 5㎚ 이하 또는 3㎚ 이하, 바람직하게는 심지어 2㎚ 이하, 1.5㎚ 이하 또는 심지어 1㎚ 이하의 RMS 거칠기를 갖는다.
RMS 거칠기는 제곱 평균 제곱근 거칠기를 의미한다. 이는 거칠기의 RMS 편차의 측정이다. 그러므로 RMS 거칠기는 구체적으로 거칠기의 피크와 저점의 높이를 평균 높이에 대하여 평균하여 정량화한다. 따라서, 2㎚의 RMS 거칠기는 평균 이중 피크 진폭을 의미한다.
이는 다양한 방식, 예를 들어 원자력 현미경, (예를 들어 DEKTAK라는 상품명으로 VEECO가 판매하는 측정 기기를 사용하는) 기계식 스타일러스 시스템 및 광학 간섭계로 측정할 수 있다. 측정은 일반적으로 원자력 현미경으로 1 제곱 마이크로미터의 면적에 걸쳐 그리고 기계식 스타일러스 시스템으로 대략 50 제곱 마이크로미터 내지 2 제곱 밀리미터의 더 큰 면적에 걸쳐 수행된다.
이러한 낮은 거칠기는 특히 기판이 제1 평탄화층, 특히 비결정 평탄화층을 포함하는 경우 달성되는데, 상기 제1 평탄화층은 제1 접촉층 바로 아래에 위치하고, 접촉층의 물질과는 다른 물질로 만든다.
제1 평탄화층은 바람직하게는 다음의 금속, 즉 Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn, Ga 및 In 중 하나 이상의 산화물 기반인, 도핑되거나 도핑되지 않은 단일 또는 혼합 산화물층이고, 특히 아연 및 주석 기반인 임의로 도핑된 혼합 산화물층 또는 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)층 또는 혼합 인듐 아연 산화물(IZO)층이다.
제1 평탄화층은, 특히 비-화학양론적이고, 비결정성 상이고, 임의로 특히 안티몬 도핑되는 아연 및 주석의 혼합 산화물 SnxZnyOz, 또는 특히 낮은 온도에서 증착되는 혼합 인듐 주석 산화물(ITO), 또는 혼합 인듐 아연 산화물(IZO) 기반일 수 있다.
이러한 제1 평탄화층은 바람직하게는 베이스층상에 또는 기판 바로 위에 존재할 수 있다.
또한, 제2 접촉층 바로 아래에 있고, 제1 평탄화층용으로 이미 열거된 물질로 만든 제2 평탄화층을 사용할 수 있다.
일반적으로, 단순화를 위하여, 제1 및 제2 평탄화층은 하나의 동일한 물질로 만들 수 있다.
개략적으로, 임의로 산소가 비-화학양론적인, 도핑되거나 도핑되지 않은 SnxZnyOz층을 (선택적인 언더블록커로부터 떨어져 있는) 제1 금속층 바로 아래에 사용하고/하거나, 도핑되거나 도핑되지 않은 SnxZnyOz층을 (선택적인 언더블록커로부터 떨어져 있는) 제2 금속층 바로 아래에 사용할 수 있다.
제1 분리층은 제2 접촉층 아래 및 선택적인 제2 평탄화층 아래에 (예를 들어 알루미늄 도핑된) 아연 산화물, 주석 산화물과 같은 임의로 도핑된 금속 산화물의 제1 추가층 및/또는 규소 질화물 기반인 제2 추가층을 포함할 수 있다.
바람직하게는 추가층은 특히 ZnO 기반인 제2 접촉층의 물질로부터 만든다.
(상세하게 후술하는 오버블록커가 있거나 없는) ZnO 또는 심지어 ITO 기반인 추가층이 특히 은층과 양립가능함을 관찰하였다.
(제1 및/또는 제2 접촉층의 두께와 매우 유사한) 추가층의 두께는 바람직하게는 3㎚ 이상 또는 심지어 5㎚ 이상이고, 20㎚ 이하 또는 심지어 10㎚ 이하일 수도 있다.
원하는 광학 두께 L2를 얻기 위하여, 선택적인 추가층 및/또는 제2 접촉층의 두께를 나타낸 바와 같이 제한할 수 있고/거나, 기하학적 두께의 적어도 반, 또는 심지어 60%, 70%, 75% 이상이 특히 SnxZnyOz 단독, 단독으로 또는 위에 있는 SnxZnyOz 또는 SnO2와 조합된 SixNy의 (임의로 접촉층을 형성하는) 평탄화층으로 이루어지는 제1 분리층을 선택할 수 있다. 예를 들어 (특히 ZnO 기반인 선택적인 접촉층 아래에) Si3N4/SnxZnyOz, Si3N4/SnO2, 단독 SnxZnyOz가 제공된다.
원하는 광학 두께 L1을 얻기 위하여, 제1 접촉층의 두께를 나타낸 바와 같이 제한할 수 있고/거나, 기하학적 두께의 적어도 반, 또는 심지어 60%, 80% 이상이 베이스층 및/또는 바람직하게는 (임의로 베이스층을 형성하는) 제1 평탄화층, 특히 SixNy, SnO2, TiO2 단독 또는 적층된 층, 및/또는 바람직하게는 기판 바로 위의 평탄화층 SnxZnyOz으로 이루어지는 서브층을 선택할 수 있다. 예를 들어 Si3N4/SnxZnyOz, SnO2/SnxZnyOz, SnO2/TiO2, TiO2/SnxZnyOz, 단독 SnxZnyOz가 제공된다.
전술한 바와 같이 추가된 서열(들)(3개 이상의 금속층을 갖는 전극)의 경우, 추가되는 각 분리층은 상술한 물질로 만든 평탄화층 및/또는 접촉층과 선택적인 오버블록커 및/또는 언더블록커를 포함할 수 있다.
일함수를 조정하기 위한 오버층은 4.5eV 이상, 바람직하게는 5eV 이상의 일함수 Ws를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 오버층은 바람직하게는 다음의 임의로 도핑된 금속 산화물, 즉 주석 산화물, 인듐 산화물, 임의로 서브-화학양론적인 아연 산화물, 알루미늄 산화물, 크롬 산화물, 티타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 지르코늄 산화물, 안티몬 산화물, 탄탈 산화물, 규소 산화물 또는 니오븀 산화물 중 적어도 하나를 기반으로 하는 단일 또는 혼합 산화물 기반이다.
이러한 오버층은 특히 임의로 F, Sb 도핑된 주석 산화물, 또는 임의로 알루미늄 도핑된 아연 산화물로 만들 수 있거나, 임의로 혼합 산화물, 특히 혼합 인듐 주석 산화물(ITO), 혼합 인듐 아연 산화물(IZO), 또는 아연 및 주석의 혼합 산화물 SnxZnyOz 기반일 수 있다.
이러한 오버층은 바람직하게는 40㎚ 이하, 특히 30㎚ 이하, 예를 들어 15㎚ 내지 30㎚의 두께 e3을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 오버층은, 대안으로, 특히 니켈, 백금 또는 팔라듐 기반이고, 예를 들어 5㎚ 이하, 특히 1㎚ 내지 2㎚의 두께를 갖고, 스페이서층으로 불리는 하부층에 의해 제2 금속층으로부터 분리되고, 오버층 또는 평탄화층 또는 접촉층용으로 상술한 것과 같은 단일 또는 혼합 금속 산화물로 만든 얇은 금속층일 수 있다.
본 발명에 따른 하부 전극은, ITO와 같이, 주위 온도에서 증착될 수 있고, 정확한 전기 전도성을 얻는 데 열 어닐링을 요구하지 않는 물질을 특히 스택의 물질로 선택함으로써 용이하게 제조한다. 더욱 바람직하게는, 스택의 층 대부분 또는 심지어 전부는 바람직하게는 상당한 생산성 상승을 가능하게 하는 스퍼터링, 임의로 마그네트론 스퍼터링에 의해 (바람직하게는 연속적으로) 진공하에서 증착된다.
하부 전극의 비용을 더욱 줄이기 위하여, 이러한 전극의 인듐을 함유하는 (바람직하게는 주로, 즉 인듐의 중량 비율이 50% 이상인) 재료의 총 두께는 60㎚ 이하, 또는 심지어 50㎚ 이하, 40㎚ 이하, 또는 심지어 30㎚ 이하인 것이 바람직할 수 있다. 두께를 제한하는 것이 바람직한 층(들)으로서 예를 들어 ITO 및 IZO를 언급할 수 있다.
바람직하게는,
- 반사방지 서브층은, 특히 평탄화층 및 접촉층으로 이루어지고, 금속 산화물로 만든 (얇은 블록킹층으로부터 떨어져 있는) 이중층이고/거나;
- (얇은 블록킹층(들)으로부터 떨어져 있는) 제1 분리층은, 금속 산화물로 만들고, 평탄화층 및 접촉층을 갖는 이중층, 또는 금속 산화물로 만들고, 제1 층으로서 추가층을 갖는 삼중층이다.
특히 제1 및/또는 제2 금속층이 은 기반인 경우, 제1 및/또는 제2 금속층의 바로 아래, 위 또는 각 측면에 증착된 "블록킹 코팅"으로 불리는 1개 또는 심지어 2개의 매우 얇은 코팅(들)을 또한 제공할 수 있다.
기판의 방향에서 (제1 및/또는 제2) 금속층 아래에 있는 언더블록킹 코팅은 접합, 핵생성 및/또는 보호 코팅이다.
(제1 및/또는 제2) 금속층 위에 있는 오버블록킹 코팅은, 금속층 위에 있는 층으로부터의 산소의 공격 및/또는 이동, 또는 금속층 위에 있는 층이 산소 존재하에 스퍼터링에 의해 증착되는 경우 산소의 이동에 의한 금속층의 손상을 방지하기 위하여, 보호 또는 "희생" 코팅으로서의 기능을 한다.
따라서, (제1 및/또는 제2) 금속층은 적어도 하나의 하부 블록킹 코팅 바로 위 및/또는 적어도 하나의 상부 블록킹 코팅 바로 아래에 위치할 수 있고, 각 코팅은 바람직하게는 0.5㎚ 내지 5㎚의 두께를 갖는다.
본 발명의 문맥에서, 층 또는 (하나 이상의 층을 포함하는) 코팅의 증착이 또 다른 증착물 바로 아래 또는 바로 위에 형성된다는 점이 명시되어 있는 경우, 이러한 2개의 증착물 사이에는 개재되는 임의의 층이 존재할 수 없다.
적어도 하나의 블록킹 코팅은, 바람직하게는 다음의 금속, 즉 Ti, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Hf, Al, Nb, Ni, Cr, Mo, Ta, W 중 적어도 하나, 또는 상기 물질 중 적어도 하나의 합금, 바람직하게는 Ni 또는 Ti, Ni의 합금, 또는 NiCr의 합금 기반인 금속층, 금속 질화물층 및/또는 금속 산화물층을 포함한다.
예를 들어, 블록킹 코팅은 니오븀, 탄탈, 티타늄, 크롬 또는 니켈, 또는 니켈-크롬 합금과 같은 상기 금속 중 적어도 2개로부터 형성된 합금 기반인 층으로 이루어질 수 있다.
얇은 블록킹층은 특히 다음의 구성 중 하나 및/또는 다른 하나에서 (제1 및/또는 제2) 금속층의 금속 손상을 방지하는 보호층 또는 심지어 "희생"층을 형성한다.
- (제1 및/또는 제2) 금속층 위에 있는 층이 반응성(산소, 질소 등) 플라즈마를 사용하여 증착되는 경우, 예를 들어 금속층 위에 있는 산화물층이 스퍼터링에 의해 증착되는 경우;
- (제1 및/또는 제2) 금속층 위에 있는 층의 조성이 산업적인 제조 동안 변하기 쉬운 경우(타겟 마모 타입의 증착 조건 변화 등), 특히 산화물 및/또는 질화물 타입 층의 화학양론이 변하여 금속층의 품질을 변경하고, 전극의 특성(시트 저항, 광 투과도 등)을 변경하는 경우; 및
- 전극 코팅이 증착 후 열 처리되는 경우.
이러한 보호층 또는 희생층은 전극의 전기적 및 광학적 특성의 재현성을 상당히 개선한다. 이는, 전극의 특성의 작은 변경만 허용될 수 있는 산업적 접근법에 매우 중요하다.
니오븀 Nb, 탄탈 Ta, 티타늄 Ti, 크롬 Cr 또는 니켈 Ni로부터 선택된 금속, 또는 이들 금속 중 적어도 2개로부터 형성된 합금, 특히 니오븀/탄탈(Nb/Ta) 합금, 니오븀/크롬(Nb/Cr) 합금 또는 탄탈/크롬(Ta/Cr) 합금 또는 니켈/크롬(Ni/Cr) 합금 기반인 얇은 블록킹층이 특히 바람직하다. 적어도 하나의 금속 기반인 이러한 타입의 층은 특히 강한 게더링 효과(gettering effect)를 갖는다.
얇은 금속 블록킹층은 (제1 및/또는 제2) 금속층을 손상시키지 않으면서 용이하게 제조할 수 있다. 이러한 금속층은 바람직하게는 비활성 기체(He, Ne, Xe, Ar, Kr)로 이루어진 불활성 분위기(즉, 산소 또는 질소가 의도적으로 도입되지 않음)에서 증착될 수 있다. 이러한 금속층이 금속 산화물 기반인 층의 후속 증착 동안 표면상에서 산화되는 것은 배제하지 않으며 문제가 되지 않는다.
얇은 금속 블록킹층은 우수한 기계적 성질(특히 연마 및 스크래치 저항성)을 또한 제공한다.
그러나 금속 블록킹층의 사용을 위해서는 투명 전극에 대한 충분한 광 투과성을 유지하도록 금속층의 두께 및 흡광도를 제한할 필요가 있다.
얇은 블록킹층은 부분적으로 산화될 수 있다. 이러한 층은 비금속 형태로 증착되고, 따라서 화학양론적인 형태가 아니라 MOx 타입(여기서 M은 물질을 나타내고, x는 산화물의 화학양론 미만의 수) 또는 2개(또는 둘 이상)의 물질 M 및 N의 산화물의 경우 MNOx 타입의 서브화학양론적인 형태로 증착된다. 예를 들어, TiOx 및 NiCrOx를 언급할 수 있다.
바람직하게는, x는 산화물의 통상의 화학양론의 0.75배 내지 0.99배이다. 일산화물의 경우 x는 특히 0.5 내지 0.98로 선택될 수 있고, 이산화물의 경우 x는 1.5 내지 1.98이 될 수 있다.
한 특정 변형에서, 얇은 블록킹층은 x가 특히 1.5≤x≤1.98 또는 1.5＜x＜1.7, 또는 심지어 1.7≤x≤1.95일 수 있는 TiOx 기반이다.
얇은 블록킹층은 부분적으로 질화될 수 있다. 그러므로 화학양론적인 형태가 아니라 MNy 타입의 서브화학양론적인 형태로 증착되는데, 여기서 M은 물질을 나타내고, y는 질화물의 화학양론 미만의 수이고, y는 바람직하게는 질화물의 통상의 화학양론의 0.75배 내지 0.99배이다.
마찬가지로, 얇은 블록킹층은 부분적으로 옥시질화될 수 있다.
이러한 얇은 산화 및/또는 질화 블록킹층은 기능층을 손상시키지 않으면서 용이하게 제조할 수 있다. 바람직하게는 비활성 기체(He, Ne, Xe, Ar, Kr)로 이루어진 비산화 분위기에서 세라믹 타겟을 사용하여 증착된다.
전극의 전기적 및 광학적 특성의 재현성을 더욱 높이기 위하여, 얇은 블록킹층은 바람직하게는 서브화학양론적인 질화물 및/또는 산화물로 만들 수 있다.
선택된 얇은 서브화학양론적인 산화물 및/또는 질화물 블록킹층은 바람직하게는 다음의 금속, 즉 Ti, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Hf, Al, Nb, Ni, Cr, Mo, Ta, W 중 적어도 하나로부터 선택된 금속, 또는 이들 금속 중 적어도 하나를 기반으로 하는 서브화학양론적인 합금의 산화물 기반일 수 있다.
특히, 니오븀 Nb, 탄탈 Ta, 티타늄 Ti, 크롬 Cr 또는 니켈 Ni로부터 선택된 금속의 산화물 또는 옥시니트라이드, 또는 이들 금속 중 적어도 2개로부터 형성된 합금, 특히 니오븀/탄탈(Nb/Ta) 합금, 니오븀/크롬(Nb/Cr) 합금, 탄탈/크롬(Ta/Cr) 합금 또는 니켈/크롬(Ni/Cr) 합금 기반인 층이 바람직하다.
서브화학양론적인 금속 질화물로서, 규소 질화물 SiNx 또는 알루미늄 질화물 AlNx 또는 크롬 질화물 CrNx 또는 티타늄 질화물 TiNx 또는 NiCrNx와 같은 복수의 금속의 질화물로 만든 층을 또한 선택할 수 있다.
얇은 블록킹층은 산화 구배, 예를 들어 변수 xi가 있는 M(N)Oxi를 가질 수 있는데, 특정 증착 분위기를 이용하여, 금속층과 접촉하는 블록킹층의 부분은 금속층으로부터 더 멀리 떨어져 있는 블록킹층의 부분보다 덜 산화된다.
블록킹 코팅은 다층일 수도 있고, 특히
- 한편으로는, 상기 기능층과 바로 접촉하고, 상술한 바와 같은 비-화학양론적인 금속 산화물, 질화물 또는 옥시니트라이드 기반인 물질로 만든 "계면"층;
- 다른 한편으로는, 상술한 바와 같은 금속 물질로 만들고, 상기 "계면"층과 바로 접촉하는 적어도 하나의 층
을 포함할 수 있다.
계면층은 선택적인 인접 금속층에 존재하는 금속(들)의 산화물, 질화물 또는 옥시니트라이드일 수 있다.
일반적으로, 단순화를 위하여, 제1 및 제2 오버블록킹층은 동일한 물질로 만들 수 있고/거나 제1 및 제2 언더블록킹층은 동일한 물질로 만들 수 있다.
기판은 바람직하게는 하부 전극 코팅의 위에 하부 버스 전극 구조체를 또한 포함하는데, 상기 버스 전극 구조체는 상기 전극 코팅과 전기적으로 접촉한다.
하부 버스 전극 구조체는 에칭 전에는 전류 공급을 위한 층의 형태이고, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖고, 바람직하게는 다음의 금속, 즉 Mo, Al, Cr, Nd 중 하나, 또는 MoCr, AlNd와 같은 합금으로 만든 단층 형태, 또는 MoCr/Al/MoCr과 같은 다층 형태이다.
전극의 모든 층은 바람직하게는 진공 증착 기법으로 증착되지만, 스택의 제1 층(들)은 또 다른 기법, 예를 들어 열분해 타입의 열분해 기법으로 증착될 수도 있음을 배제하지 않는다.
자체적으로 에칭되지 않는 베이스층을 제외한 전극의 모든 층은 바람직하게는 하나의 동일한 에칭 패턴에 따라 그리고 바람직하게는 단일 에칭에 의해 에칭될 수 있다. 에칭 정지층이 존재하는 경우, 바람직하게는 손상되지 않지만, 예를 들어 초기 두께의 10분의 1에 걸쳐 약간 에칭될 수 있다. 에칭 정지층이 존재하지 않으면 베이스층도 마찬가지로 에칭된다.
기판은 평평하거나 곡선형일 수 있고, 단단하거나, 가요성 또는 반가요성일 수 있다.
기판의 주면은 직사각형, 정사각형 또는 심지어 임의의 다른 형상(원형, 타원형, 다각형 등)일 수 있다. 이러한 기판은 큰 크기, 예를 들어 0.02㎡ 초과 또는 심지어 0.5㎡ 초과 또는 1㎡ 초과의 표면적을 가질 수 있고, (전극 표면으로 알려진 복수의 존으로 임의로 분할된) 하부 전극이 (구조화 존 및/또는 에지 존으로부터 떨어져 있는) 전체 면적을 실질적으로 차지한다.
기판은 실질적으로 투명하다. 기판은 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상 또는 심지어 90% 이상의 광 투과도 TL를 가질 수 있다.
기판은 광물이거나, 폴리카보네이트 PC 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 PMMA 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 PEN과 같은 플라스틱, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에스테르술폰 PES, PET, 폴리테트라플루오르에틸렌 PTFE, 열가소성 시트, 예를 들어 폴리비닐 부티랄 PVB, 폴리우레탄 PU로 만들거나, 에틸렌/비닐 아세테이트 EVA로 만들거나, 열 경화성 단일-성분 또는 다중-성분 수지(에폭시, PU) 또는 자외선-경화성 단일-성분 또는 다중-성분 수지(에폭시, 아크릴 수지) 등으로 만들 수 있다.
기판은 바람직하게는 유리, 광물 유리, 실리케이트 유리, 특히 소다-석회 또는 소다-석회-실리카 유리, 투명 또는 초-투명 유리, 플로트 유리로 만들 수 있다. 기판은 (특히 1.6 초과의 지수를 갖는) 높은 지수의 유리일 수 있다.
기판은 유리하게는 OLED 방사선 파장에서 2.5m-1 미만, 바람직하게는 0.7m-1 미만의 흡광 계수를 갖는 유리일 수 있다.
예를 들어 0.05% 미만의 Fe Ⅲ 또는 Fe2O3을 갖는 소다-석회-실리카 유리는 특히 Saint-Gobain Glass의 유리 DIAMANT, Pilkington의 유리 OPTIWHITE, 또는 Schott의 유리 B270으로부터 선택된다. 문헌 WO 04/025334에 기술된 모든 초-투명 유리 조성물이 선택될 수 있다.
OLED계가 투명 기판의 두께를 거쳐 발광하면, 방출된 방사선의 일부는 기판으로 안내된다. 따라서, 본 발명의 한가지 유리한 디자인에서, 선택된 유리 기판의 두께는 적어도 1㎜, 예를 들어 바람직하게는 적어도 5㎜일 수 있다. 이로 인해 내부 반사의 수가 감소하고, 따라서 유리로 안내되는 방사선을 더욱 많이 추출할 수 있어 발광 존의 휘도를 증가시킨다.
한 추가적인 구성에서, 본 발명에 따른 기판은 반사방지 다층, 김 서림 방지층 또는 오염방지층으로부터 선택된 기능성 코팅, 자외선 필터, 특히 티타늄 산화물층, 인광체층, 거울층 또는 산란광 추출 존을 제2 주면상에 포함한다.
또한, 일반적으로 OLED계의 증착 전에 버스 전극을 전극 코팅에 제공하는 것이 바람직하다. 버스 전극을 형성하는 층은 바람직하게는 전극 코팅과 동일한 시점에 에칭된다.
1×1㎠ 이상, 또는 5×5㎠ 이상, 심지어 10×10㎠ 이상의 크기를 갖는 적어도 하나의 (고체) 전극 존을 포함하는, OLED 장치용으로 앞서 규정된 기판을 사용할 수 있다.
(실질적으로 백색 및/또는 균일한) 조명 또는 백라이팅 패널을 형성하고, 특히 1×1㎠ 이상, 또는 최대 5×5㎠, 심지어 10×10㎠ 이상의 크기를 갖는 적어도 하나의 (고체) 전극 표면적을 포함하는, OLED 장치용으로 앞서 규정된 기판을 사용할 수 있다.
따라서, OLED는 (실질적으로 백색) 다색광으로 조명하는 (단일 전극 표면적을 갖는) 단일 조명 포석 또는 (실질적으로 백색) 다색광으로 조명하는(복수의 전극 표면적을 갖는), 각각 1×1㎠ 이상, 또는 5×5㎠ 이상, 심지어 10×10㎠ 이상의 (고체) 전극 표면적을 갖는 복수의 조명 포석을 형성하도록 디자인할 수 있다.
따라서, 특히 조명을 위한 본 발명에 따른 OLED 장치에는 비-픽셀화 전극이 선택될 수 있다. 이는, 일반적으로 매우 작은 치수이고, 각각 특정 준-단색(통상적으로 적색, 녹색 또는 청색) 방사선을 방출하는 3개의 병렬식 픽셀로부터 형성된 ("LCD" 등) 디스플레이 전극과 구분된다.
OLED 장치를 제공하기 위하여, 본 발명에 따른 기판은, CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 좌표(x1,y1), 즉 법선에 대한 방사선의 특정 좌표에 의해 0o에서 규정된 다색 방사선을 방출하기 위하여 제공된 OLED계를 앞서 규정된 하부 전극 위에 또한 포함한다.
OLED 장치는 상부 전극이 반사형 또는 반반사형, 또는 심지어 (특히, 일반적으로 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상인 애노드에 필적하는 TL을 갖는) 투과형인지 여부에 따라 하부 발광 및 임의로 상부 발광일 수 있다.
OLED 장치는,
- 상기 OLED계 위의 상부 전극; 및
- 바람직하게는 상부 전극 코팅 위에 있고, 상기 상부 전극 코팅과 전기적으로 접촉하는 상부 버스 전극 구조체
를 또한 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는,
Figure pct00001
이 0.1 미만, 더욱 바람직하게는 0.08 이하, 또는 심지어 0.03 이하가 되도록 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표(x2,y2)에 의해 0o에서 규정된 스펙트럼을 출력으로서 방출하는 OLED 장치가 제공된다.
OLED계는 특히 0o에서 좌표(0.33;0.33) 또는 좌표(0.45;0.41)에 가능한 가장 근접한 (실질적으로) 백색광을 방출하기 위하여 조정될 수 있다.
실질적으로 백색광을 제공하기 위하여, 단일층에 (적색, 녹색, 청색 발광) 화합물을 혼합하고; 전극의 면상에 (적색, 녹색 및 청색 발광) 3개의 유기 구조체 또는 (황색 및 청색) 2개의 유기 구조체를 적층하는, 복수의 방법이 가능하다.
OLED 장치는 특히 0o에서 좌표(0.33;0.33) 또는 좌표(0.45;0.41)에 가능한 가장 근접한 (실질적으로) 백색광을 출력으로서 제공하기 위하여 조정될 수 있다.
또한, 0o에서의 색차를 평가하기 위하여, 예를 들어 (x1;y1)을 좌표 (0.33;0.33) 또는 좌표 (0.45;0.41)로 고려할 수 있다.
더욱이, OLED 장치가 제조되면, 색의 각도 의존성을 평가하기 위하여, 색차는 각도의 함수 Vcolour로서 평가되는데. 즉 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 예를 들어 30o와 같은 적어도 하나의 중간 각도를 통과함으로써 0o에서 방출된 스펙트럼과 60o에서 방출된 스펙트럼 간의 경로 길이이다.
이러한 경로는 예를 들어 직선 또는 원호와 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 색 변화의 측정은 분광광도계로 상이한 각도(예를 들어 0o 내지 60o와 동일한 특정 임계각도 θc 사이에서 5o마다)에서의 발광 장치의 스펙트럼을 측정함으로써 수행한다. 이어서, 각도 θi의 각 스펙트럼에 대한 색도 좌표는 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 한 쌍의 (x(θi);y(θi))로 표현된다.
Vcolour 경로 길이는 다음의 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure pct00002
Vcolour 경로 길이는 최소화되고, 따라서 0.1 이하, 더욱 바람직하게는 0.08 이하, 또는 0.05 이하, 심지어 0.03 이하일 수 있다. 이는 0o와 85o 사이의 경로 길이를 최소화함으로써 더욱 최적화될 수 있다.
장치는 복수의 창유리 유닛, 특히 진공 창유리 유닛 또는 공기층 또는 또 다른 기체의 층이 있는 창유리 유닛의 부분을 형성할 수 있다. 장치는 또한 모놀리식(monolithic)일 수 있고, 더욱 소형이고/거나 경량성을 위하여 모놀리식 창유리 유닛을 포함할 수 있다.
OLED계는, 커버로 불리고, 바람직하게는 유리와 같이 투명한 또 다른 평평한 기판과, 라미네이션 중간층, 특히 초-투명 중간층을 사용하여 접합되거나, 바람직하게는 라미네이션될 수 있다.
라미네이션된 창유리 유닛은 일반적으로 2개의 단단한 기판으로 구성되는데, 2개의 기판 사이에는 열가소성 중합체 시트가 존재하거나 이러한 시트들이 중첩된다. 본 발명은 기판 특히 유리 타입의 단단한 캐리어 기판 및 커버링 기판으로서 하나 이상의 보호 중합체 시트를 사용하는 "비대칭" 라미네이션 창유리 유닛으로 불리는 것을 또한 포함한다.
본 발명은 탄성중합체 타입의 단일면 또는 양면 접착성 중합체 기반인 적어도 하나의 중간층 시트(즉, 용어의 통상적인 의미의 라미네이션 공정, 즉 열가소성 중간층 시트를 연화하고 부착하게 하기 위하여 일반적으로 압력하에서의 가열을 요구하는 라미네이션을 요구하지 않는 중간층 시트)를 갖는 라미네이션 창유리 유닛을 또한 포함한다.
이어서, 이러한 구성에서 커버를 캐리어 기판에 고정하기 위한 수단은 라미네이션 중간층, 특히 열가소성 시트, 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA), 또는 열 경화성 단일-성분 또는 다중-성분 수지(에폭시, PU) 또는 자외선-경화성 단일-성분 또는 다중 성분 수지(에폭시, 아크릴 수지)일 수 있다. 바람직하게는, 시트는 (실질적으로) 커버 및 기판과 동일한 치수를 갖는다.
라미네이션 중간층은 특히 예를 들어 0.5㎡ 초과의 면적을 갖는 큰 장치의 경우 커버가 휘는 것을 방지할 수 있다.
특히, EVA는 많은 장점을 제공한다.
- EVA는 수분이 거의 없거나 없다;
- EVA는 가공을 위하여 높은 압력을 반드시 요구하지는 않는다.
열가소성 라미네이션 중간층은 캐스트 수지로 만든 커버에 바람직할 수 있는데, 이는 캐스트 수지는 실시가 더욱 용이하고 비용이 덜 소모되고 더욱 불침투성이기 때문이다.
중간층은 상부 전극과 대면하는 내부 표면에 전기 전도성 와이어 세트의 어레이를 임의로 포함하고/하거나 커버의 내부 표면상에 전기 전도층 또는 전기 전도성 밴드를 임의로 포함한다.
바람직하게는 OLED계는 특히 비활성 기체(예를 들어 아르곤)층이 있는 이중 창유리 유닛 내부에 있을 수 있다.
상부 전극은 유리하게는 금속 산화물, 특히 다음의 물질로부터 선택된 전기 전도층일 수 있다.
- 도핑된 아연 산화물, 특히 알루미늄 도핑된 아연 산화물 ZnO:Al 또는 갈륨 도핑된 아연 산화물 ZnO:Ga; 또는
- 도핑된 인듐 산화물, 특히 주석 도핑된 인듐 산화물(ITO) 또는 아연 도핑된 인듐 산화물(IZO).
더욱 일반적으로, 임의의 타입의 투명한 전기 전도층, 예를 들어 TCO(투명 전도성 산화물)층을 사용할 수 있고, 두께는 예를 들어 20㎚ 내지 1000㎚이고, ITO의 경우에는 통상적으로 120㎚이다.
예를 들어 Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo 또는 Au로 만들고, 통상적으로 원하는 광 투과율/반사율에 따라 5㎚ 내지 150㎚의 두께를 갖는 "TCC"(투명 전도성 코팅)로서 알려진 얇은 금속층을 또한 사용할 수 있다. 예를 들어 은층은 15㎚ 미만에서 투명하고, 40㎚부터는 불투명하다.
전극은 반드시 연속적일 필요는 없다. 상부 전극은 복수의 전도성 밴드 또는 전도성 와이어(그리드)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극이 있는 기판으로부터의 대향 면 또는 추가 기판상에 특정 기능을 갖는 코팅을 부가하는 것이 유리할 수 있다. 이는 (친수성층을 사용하는) 김 서림 방지층, 오염방지층(예추석 형태로 적어도 부분적으로 결정화된 TiO2를 포함하는 광촉매 코팅), 또는 예를 들어 Si3N4/SiO2/Si3N4/SiO2 타입의 반사방지 스택, 또는 예를 들어 티타늄 산화물(TiO2)층과 같은 UV 필터일 수 있다. 이는 하나 이상의 인광체층, 거울층 또는 적어도 하나의 산란광 추출 존일 수도 있다.
본 발명은 이러한 OLED 장치가 배치될 수 있는 다양한 용품에 관한 것으로서, 상기 장치는 옥외 용품 및 옥내 용품 둘 다에 사용하는, 투명형 및/또는 반사형(거울 기능)인 하나 이상의 발광 표면을 형성한다.
장치는 대안으로 또는 조합으로 장식용, 건축용 등의 조명 시스템, 또는 예를 들어 도안, 로고 또는 영숫자 표시 타입의 표시 디스플레이 패널, 특히 비상구 패널을 형성할 수 있다.
OLED 장치는 특히 균질 조명을 위한 균일한 다색광을 제공하거나 동일한 세기 또는 상이한 세기의 다양한 발광 존을 제공하도록 배치될 수 있다.
반대로, 차별화된 다색 조명을 추구할 수 있다. 유기 발광 시스템(OLED)은 직사광 존을 제공하고, 또 다른 발광 존은 유리로 만들도록 선택되는 기판의 두께에서 전반사에 의해 안내되는 OLED 방사선의 추출에 의해 얻는다.
이러한 다른 발광 존을 형성하기 위하여, 추출 존은 OLED계에 인접할 수 있거나 기판으로부터의 다른 측면상에 있을 수 있다. 특히 건축용 조명을 위하여, 또는 발광 패널을 표시하기 위하여, 추출 존 또는 존들은 예를 들어 직사광 존에 의해 제공된 조명을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 추출 존 또는 존들은 바람직하게는 하나 이상의 특히 균일한 광 밴드의 형태이고, 이들은 바람직하게는 면들 중 하나의 주변에 있다. 이러한 밴드는 예를 들어 높은 발광 프레임을 형성할 수 있다.
추출은 추출 존에 있는 다음의 수단, 즉 광확산층, 광 확산성이도록 제조된 기판, 특히 텍스처화 또는 거친 기판 중 적어도 하나에 의해 달성된다.
전극 및 OLED계의 유기 구조체가 투명하도록 선택되는 경우, 조명 창은 특별하게 제조될 수 있다. 이어서 실내 조명의 개선은 광 투과율을 손상시키지 않는다. 특히 조명 창의 외부 측면에 대한 광 반사율을 또한 제한함으로써, 예를 들어 빌딩 벽에 대하여 시행중인 눈부심 방지 표준을 충족시키기 위하여 반사율의 수준을 또한 제어할 수 있다.
개략적으로, 장치, 특히 부분적으로 또는 전체적으로 투명한 장치는,
- 외부 발광 창유리, 내부 발광 파티션 또는 발광 유리 문(또는 문의 부분), 특히 미닫이 문과 같은 빌딩용으로 의도되고,
- 발광 지붕, 발광 옆 창문(또는 창문의 부분), 육상, 수상 또는 공중 차량(자동차, 대형 트럭, 기차, 비행기, 보트 등)의 내부 발광 파티션과 같은 운송 차량용으로 의도되고,
- 버스 정류소 패널, 진열대의 벽, 보석 진열대 또는 진열장 유리, 온실 벽, 또는 조명 타일과 같은 도시 또는 전문 가구용으로 의도되고,
- 선반 또는 캐비닛 요소, 캐비닛의 정면, 조명 타일, 천장, 조명 냉장고 선반, 수족관 벽과 같은 인테리어 가구용으로 의도되고,
- 전자 장비, 특히 디스플레이 스크린, 임의로 텔레비전 또는 컴퓨터 스크린과 같은 이중 스크린, 터치 스크린의 백라이팅용으로 의도될 수 있다.
조명 거울을 형성하기 위하여, 상부 전극은 반사형일 수 있다.
이는 거울일 수도 있다. 발광 패널은 욕실 벽 또는 부엌 조리대를 조명하기 위한 역할을 할 수 있거나, 천장일 수 있다.
OLED는 일반적으로 사용한 유기 물질에 따라 2개의 넓은 군으로 분리된다.
전계발광층이 작은 분자인 경우, 장치는 작은 분자 유기 발광 다이오드(SM-OLED: Small-Molecule Organic Light-Emitting Diode)로서 간주한다.
일반적으로, SM-OLED의 구조는 HIL(정공 주입층) 및 HTL(정공 수송층), 발광층 및 ETL(전자 수송층)의 스택으로 구성된다.
유기 발광 스택의 예는 예를 들어 문헌["Four-wavelength white organic light-emitting diodes using 4,4'-bis-[carbazoyl-(9)]-stilbene as a deep blue emissive layer", by C.H. Jeong et al., published in Organic Electronics 8 (2007) pages 683-689]에 기술되어 있다.
유기 전계발광층이 중합체인 경우, 장치는 중합체 발광 다이오드(PLED)로서 칭한다.
유기 OLED층(들)은 일반적으로 1.8 이상(1.9 이상)의 지수를 갖는다.
바람직하게는, OLED 장치는 더욱 두껍거나 덜 두꺼운, 예를 들어 50㎚ 내지 350㎚ 또는 300㎚, 특히 90㎚ 내지 130㎚, 또는 심지어 100㎚ 내지 120㎚인 OLED계를 포함할 수 있다.
공진기에서 각 군의 방사체 위치는 L2 및/또는 L1의 미세한 조정에 영향을 줄 수 있다.
이제, 본 발명은 제한적이지 않은 실시예와 도면으로 더욱 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시양태에 따른 하부 전극을 포함하는, 균일한 조명을 위한 유기 발광 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 하부 전극을 상세하게 도시하는 부분도이다.
도 3은 색도 다이어그램에서의 다양한 경로 길이를 도시하는 도면이다.
도 4는 OLED 장치의 스펙트럼을 도시한다.
명확성을 위하여, 도시한 (각도를 포함하는) 대상의 다양한 요소는 척도대로 도시할 필요가 없다는 점을 언급해야 한다.
도 1은 의도적으로 매우 도식적이다. 이는, 이하의 요소들을 연속적으로 포함하는 (기판을 통한 발광 또는 "하부 발광") 유기 발광 장치(10)의 단면을 도시한다.
- 예를 들어 0.7㎜ 이상의 두께를 갖고, 제1 및 제2 주면(11,12)이 있는, 임의로 투명 또는 초-투명 소다-석회-실리카 유리의 평평한 기판(1)으로서, 제1 주면(11)은 이하의 층들의 스택(도 2 참조)을 포함하는 (반)투명 하부 전극(3)을 포함하는, 기판(1);
- 제1 주면(11) 바로 위에 증착되고, 규소 질화물로 만들고, 실질적으로 제1 주면(11) 전체를 피복하는 베이스층(2); 안티몬 Sb 도핑된 SnyZnzOx로 만들고, 변형으로서 면(11) 바로 위에 증착되는 제1 평탄화층(31); 알루미늄 도핑된 ZnOx로 만든 제1 접촉층(32)을 포함하는, 반사방지 서브층;
- 바람직하게는 은, 예를 들어 순수 은으로 만든 제1 금속층(30);
- 임의로 금속층(30) 바로 위에 있는 상부 오버블록킹 코팅(33); 임의로 알루미늄 도핑된 ZnOx로 만든 추가층(34); 안티몬 Sb 도핑된 SnyZnzOx로 만든 제2 평탄화층(31'); 알루미늄 도핑된 ZnOx로 만든 제2 접촉층(32')을 포함하는, 제1 분리층:
- 바람직하게는 은, 예를 들어 순수 은으로 만든 제2 금속층(30');
- 임의로 오버블록킹 코팅(33');
- ITO로 만든, 일함수를 조정하기 위한 오버층(35).
장치(10)는 전극(3)상에 이하의 요소를 또한 포함한다.
- 45㎚의 2-TNATA; 15㎚의 NPB(10㎚); 5㎚의 NPB:DCJTB(0.2 중량%); 6㎚의 BCS:페릴렌(0.5 중량%); 1㎚의 Alq3:C545T(0.2 중량%); 50㎚의 Alq3; 및 1㎚의 Li로부터 형성되고, 백색광을 방출하는 유기 발광계(4), 예를 들어 SM-OLED.
이러한 층들은 문헌["Four-wavelength white organic light-emitting diodes using 4,4'-bis-[carbazoyl-(9)]-stilbene as a deep blue emissive layer", by C.H. Jeong et al., published in Organic Electronics 8 (2007) pages 683-689]에 기술되어 있다.
장치(10)는 OLED계(4)상에 이하의 요소를 또한 포함한다.
- 특히 은 또는 알루미늄 기반인 상부 (반)반사 금속 전극(5).
본 발명에 따른 하부 전극을 제조하기 위하여 스택을 증착하는 일련의 실시예 1 내지 5는 주위 온도에서 일반적으로 기판(1)을 마그네트론 스퍼터링함으로써 수행하였다.
비교로서, 이하를 또한 제공한다.
- 단일 은층 기반인 전극을 반사방지 서브층과 오버층 사이에 형성한 실시예 6; 및
- ITO 기반인 전극의 통상적인 실시예 7.
이하의 표 1은 이러한 실시예의 다양한 층의 성질 및 나노미터 단위인 기하학적 두께와, 주요한 광학적 및 전기적 특성을 요약한다.
Figure pct00003
각 층을 위한 증착 조건은 다음과 같았다.
ㆍSi3N4:Al 기반인 층들은 아르곤/질소 분위기에서 0.25㎩의 압력하에서 알루미늄 도핑된 규소 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링함으로써 증착되었다;
ㆍSnZn:SbOx 기반인 층들은 아르곤/산소 분위기에서 0.2㎩의 압력하에서 Sn 65중량%, Zn 34중량% 및 Sb 1중량%를 포함하는 안티몬 도핑된 아연 및 주석 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링함으로써 증착되었다;
ㆍ은 기반인 층들은 순수 아르곤 분위기에서 0.8㎩의 압력하에서 은 타겟을 사용하여 증착되었다;
ㆍTi 층들은 순수 아르곤 분위기에서 0.8㎩의 압력하에서 티타늄 타겟을 사용하여 증착되었다;
ㆍZnO:Al 기반인 층들은 아르곤/산소 분위기에서 0.2㎩의 압력하에서 알루미늄 도핑된 아연 타겟을 사용하여 반응성 스퍼터링함으로써 증착되었다;
ㆍITO 기반인 오버층들은 아르곤/산소 분위기에서 0.2㎩의 압력하에서 아르곤/산소 분위기 중 세라믹 타겟을 사용하여 증착되었다.
바람직하게는 중성 플라즈마를 이용하여 금속 타겟에 의해 얻은 금속층 또는 바람직하게는 중성 플라즈마를 이용하여 세라믹 타겟에 의해 얻은, Ti, Ni, Cr과 같은 하나 이상의 금속의 질화물 및/또는 산화물로 만든 층을 특히 상부 블록킹 코팅으로서 포함하는 하부 전극은 변형으로서 하부 블록킹 코팅을 포함한다.
하부 전극(3)은 기판(1)의 한 면 위로 돌출한다. 따라서, 오버층(35)의 에지에는, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 10㎛, 예를 들어 5㎛의 두께를 갖고, 다음의 금속 Mo, Al, Cr, Nd 중 하나 또는 MoCr, AlNd와 같은 합금 또는 MoCr/Al/MoCr과 같은 다층으로 만든 층 형태인 제1 금속 전류 도입 밴드(61)가 위치한다.
상부 전극은 기판(1)의 대향 면 위로 돌출한다. 상부 전극(5)의 에지에는 바람직하게는 제1 금속 밴드와 유사한 제2 금속 전류 도입 밴드가 임의로 위치한다. 이러한 제2 밴드는 상부 전극이 50㎚ 이하의 두께를 갖는 경우 바람직하다.
구체적으로, 상부 전극은 변형으로서 투명 또는 반투명 전극, 예를 들어 알루미늄의 층일 수도 있다. 또한, 예를 들어 하부 전극과 동일하거나 유사할 수도 있다. 이러한 경우에는 반사기, 예를 들어 150㎚의 두께를 갖는 금속층이 제2 면(12)에 임의로 부가된다.
EVA 타입 시트는 기판(1)을, 바람직하게는 기판(1)과 동일한 특성을 갖는 또 다른 유리에 라미네이션할 수 있다. 임의로, EVA 시트 쪽으로 향한 유리(1)의 면(12)에는 후술하는 특정 기능성의 스택이 제공된다.
하부 전극(3)은 에칭 존(310)에 의해 이격된 두 부분으로 이루어진다.
습식 에칭은 장치(10)의 상부 전극(5)으로부터 하부 전극(3)을 전기적으로 분리하기 위하여 이용한다.
이하의 표 2는 특히 발광체 E를 기준으로서 취함으로써, 상술한 실시예 1 내지 4와 비교예 6 및 7의 OLED 장치의 광학 특성을 요약한다.
Figure pct00004
추출 효율을 계산하기 위하여, 우선 외부 양자 효율 Pout/Pin, 즉 OLED 장치에 투입된 전력 Pout과 0 내지 85o에서 통합된 발광능 Pin 간의 비를 계산한다. 다음으로, 25%의 내부 양자 효율을 고려함으로써, 외부 양자 효율을 0.25로 나눠 추출 효율을 얻는다.
이하의 표 3은 특히 발광체 A를 기준으로서 취함으로써, 상술한 실시예 5의 OLED 장치의 광학 특성을 요약한다.
Figure pct00005
표 2 및 3의 값은 은 이중층 전극(실시예 1 내지 5)은 매우 낮은 각도 색도 의존성을 얻을 수 있고, 추출 효율에 불리한 영향을 미치지 않는다는 점을 보여준다.
도 3은 실시예 2(곡선 100), 6(곡선 110), 및 7(곡선 120)에 대한 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표의 변화를 공기 중 관찰 각도의 함수로서 도시한다.
따라서, 백색 방사체까지 가장 짧고 가장 가까운 경로(0.33;0.33)는 은 이중층 전극에 대응한다는 점을 알 수 있다.
도 4는 0o에서 실시예 2(곡선 100') 및 6(곡선 110')에 대한 OLED 장치의 스펙트럼을 도시한다.
따라서, 스펙트럼(110')과는 다르게 이중층 전극에 의해 얻은 스펙트럼(100')은 가시 스펙트럼의 대부분에 걸쳐 비교적 평평하다는 점을 알 수 있다.
본 발명은 실시예들에서 기술한 발광 시스템과는 다른 발광 시스템을 사용하는 경우 동일한 방식으로 적용된다.
본 발명은 상술한 실시예로서 기술한다. 본 기술분야의 숙련자는 특허청구범위에서 정의하는 특허의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다양한 변형을 제공할 수 있다는 점을 이해하게 된다.

Claims (29)

  1. 광학 지수 n0을 갖고,
    - 특정 광학 두께 L1을 갖고, n1 대 n0의 비가 6/5 이상이 되도록 광학 지수 n1을 갖는 반사방지 서브층;
    - 특정 두께 e1을 갖고, 반사방지 서브층상에 위치한 제1 금속층(30);
    - 특정 두께 e3을 갖고, 제1 금속층상에 위치한, 일함수를 조정하기 위한 오버층(35)
    의 스택을 포함하는 하부 전극으로서 알려진 전극(3)의 제1 투명 또는 반투명 코팅이 제1 주면(11)상에 있는 투명 기판(1)을 포함하는, 유기 발광 장치(10)용 기판으로서,
    하부 전극(3)은,
    - 특정 광학 두께 L2를 갖고, 제1 금속층 위 오버층 아래에 위치한 제1 분리층;
    - 고유 전기 전도성 특성 및 특정 두께 e2를 갖고, 제1 분리층과 오버층 사이에 위치한 제2 금속층(30')
    을 또한 포함하고,
    L1은 20㎚ 내지 120㎚이고, L2는 75㎚ 내지 200㎚이고, 제1 및 제2 금속층의 두께의 합 e1+e2는 40㎚ 이하이고,
    하부 전극은 6Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  2. 제1항에 있어서,
    L1은 100㎚ 이하, 바람직하게는 80㎚ 이하이고/거나 L2는 160㎚ 이하, 바람직하게는 130㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 기판(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    L1은 L2 미만인 것을 특징으로 하는 기판(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 금속층(30,30')은 은 기반이고, 제1 금속층의 두께 e1은 15㎚ 이하이고/거나 제2 금속층의 두께 e2는 15㎚ 이하이고, 바람직하게는 두께 e1은 두께 e2를 초과하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 전극은 3Ω/□ 이하의 시트 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사방지 서브층은, 3㎚ 이상의 두께를 갖고, 알칼리 금속에 대한 장벽 및/또는 에칭 정지층을 형성하는 베이스층(2)을 포함하고, 베이스층은 바람직하게는 기판의 상기 주면(11)을 실질적으로 피복하고, 규소 질화물, 규소 옥시카바이드, 규소 옥시니트라이드 또는 규소 옥시카보니트라이드 기반인 임의로 도핑된 물질로 만드는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사방지 서브층은 제1 금속층 아래에 금속 산화물 및/또는 금속 질화물 기반인 제1 접촉층(32)으로서 알려진 층을 포함하고/거나 제1 분리층은 제2 금속층 아래에 금속 산화물 및/또는 금속 질화물 기반인 제2 접촉층(32')으로서 알려진 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  8. 제7항에 있어서,
    제1 및/또는 제2 접촉층(32,32')은 임의로 도핑된 다음의 금속 산화물, 즉 크롬 산화물, 인듐 산화물, 임의로 서브-화학양론적인 아연 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 지르코늄 산화물, 안티몬 산화물, 주석 산화물, 탄탈 산화물 또는 규소 산화물 중 적어도 하나를 기반으로 하고, 제1 및/또는 제2 접촉층은 바람직하게는 3㎚ 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제1 및/또는 제2 접촉층(32,32')은 도핑되거나 도핑되지 않은 아연 산화물을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사방지 서브층은 단일 또는 혼합 산화물로 만든 제1 비결정 평탄화층(31)을 포함하고, 상기 평탄화층(31)은 상기 제1 접촉층(32) 바로 아래에 위치하고, 제1 접촉층의 물질과는 다른 물질로 바람직하게는 기판상에 직접 만든 것을 특징으로 하는 기판(1).
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 분리층은 단일 또는 혼합 산화물로 만든 제2 비결정 평탄화층(31')을 포함하고, 상기 제2 평탄화층(31')은 상기 제2 접촉층(32') 바로 아래에 위치하고, 제2 접촉층의 물질과는 다른 물질로 만든 것을 특징으로 하는 기판(1).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    제1 및/또는 제2 평탄화층(31,31')은 다음의 금속, 즉 Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn, Ga, In 중 하나 이상을 기반으로 하는 단일 또는 혼합 산화물 기반인 층이고, 특히 아연 및 주석 기반인 혼합 산화물(SnxZnyOz)층 또는 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)층 또는 혼합 인듐 아연 산화물(IZO)층인 것을 특징으로 하는 기판(1).
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    서브층의 기하학적 두께의 적어도 60%는 제1 평탄화층으로 구성되고/거나 제1 분리층의 기하학적 두께의 적어도 60%는 제2 평탄화층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 평탄화층(31)은, 산소가 비-화학양론적이고, 아연 및 주석 SnxZnyOz을 기반으로 하고, 임의로 도핑된 산화물 기반인 층이고, 바람직하게는 기판 바로 위에 있고, 제1 접촉층(32)은, 산소가 비-화학양론적이고, 아연 ZnO을 기반으로 하는 도핑되거나 도핑되지 않은 산화물 기반인 층이고/거나, 제2 평탄화층(31')은, 산소가 비-화학양론적이고, 아연 및 주석 SnxZnyOz을 기반으로 하고, 임의로 도핑된 산화물 기반인 층이고, 제2 접촉층(32')은, 산소가 비-화학양론적이고, 아연 ZnO을 기반으로 하는 도핑되거나 도핑되지 않은 산화물 기반인 층인 것을 특징으로 하는 기판(1).
  15. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 분리층은 제2 접촉층 아래 및 선택적인 제2 평탄화층 아래에 아연 산화물, 주석 산화물과 같은 금속 산화물의 추가층 및/또는 규소 질화물 기반인 추가층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 분리층은 107 옴.㎝ 미만, 바람직하게는 106 옴.㎝ 이하의 전기 저항률을 갖는 층(들)으로 이루어지고/거나 반사방지 서브층은 107 옴.㎝ 미만, 바람직하게는 106 옴.㎝ 이하의 전기 저항률을 갖는 층(들)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    오버층(35)은 임의로 도핑된 다음의 금속 산화물, 즉 크롬 산화물, 인듐 산화물, 임의로 서브-화학양론적인 아연 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 지르코늄 산화물, 안티몬 산화물, 주석 산화물, 탄탈 산화물 또는 규소 산화물 중 적어도 하나 및 바람직하게는 ITO, IZO, SnxZnyOz를 기반으로 하는 단일 또는 혼합 산화물 기반이고, 오버층은 바람직하게는 40㎚ 이하의 두께 e3을 갖고/거나 오버층(35)은 특히 니켈, 백금 또는 팔라듐 기반인 얇은 금속층을 기반으로 하고, 단일 또는 혼합 금속 산화물로 만든 하부 스페이서층과 연관되는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 금속층(30)은 적어도 하나의 제1 하부 언더블록킹 코팅 바로 위에 위치하고/거나 적어도 하나의 제1 상부 오버블록킹 코팅(33) 바로 아래에 위치하고/거나, 제2 금속층(30')은 적어도 하나의 제2 하부 언더블록킹 코팅 바로 위에 위치하고/거나 적어도 하나의 제2 상부 오버블록킹 코팅(33') 바로 아래에 위치하고, 적어도 하나의 제1 또는 제2 오버블록킹 코팅(33,33') 또는 언더블록킹 코팅은 다음의 금속, 즉 Ti, V, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Zr, Hf, Al, Nb, Ni, Cr, Mo, Ta, W 중 적어도 하나 또는 상기 물질 중 적어도 하나의 합금, 바람직하게는 Ni 또는 Ti, Ni의 합금, 또는 NiCr의 합금 기반인 금속층, 금속 질화물층 및/또는 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 전극에서 인듐 함유 재료의 총 두께는 60㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 기판(1).
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 90㎚ 내지 350㎚의 두께를 갖고, 1×1㎠ 이상의 크기를 갖는 전극 표면적(들)이 있는 하부 전극(3) 위에 위치하는 OLED계(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 OLED계(4) 위에 상부 전극(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판(1).
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 기판(1)의 용도로서,
    특히 1×1㎠ 이상의 크기를 갖는 전극 표면적(들)이 있는 하부 전극을 구비하고, 조명 또는 백라이팅 패널을 형성하는 OLED 장치(10)을 형성하기 위한 기판(1)의 용도.
  23. - 특정 광학 두께 L1을 갖고, n1 대 n0의 비가 6/5 이상이 되도록 광학 지수 n1을 갖는 반사방지 서브층;
    - 특정 두께 e1을 갖고, 반사방지 서브층상에 위치한 제1 금속층(30);
    - 특정 광학 두께 L2를 갖고, 제1 금속층상에 위치한 제1 분리층;
    - 고유 전기 전도성 특성 및 특정 두께 e2를 갖고, 제1 분리층과 오버층 사이에 위치한 제2 금속층(30');
    - 특정 두께 e3을 갖고, 제1 금속층상에 위치한, 일함수를 조정하기 위한 오버층(35)
    으로 연속적으로 이루어진 스택을 포함하는 하부 전극을 갖는 기판(1) 및 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 좌표(x1,y1)로 0o에서 규정된 다색 방사선을 방출하는 하부 전극 위의 OLED계(4)를 포함하는 유기 발광 장치(10)로서,
    제1 및 제2 금속층의 두께의 합 e1+e2는 40㎚ 이하이고,
    제1 및 제2 금속층으로 미소공진기(microcavity)가 형성되도록 L1과 L2가 조정되고, 미소공진기는 특히 적어도 100㎚만큼 충분히 이격되는, 가시 영역 내 2개의 상이한 파장에서 공진하여 공진 피크를 넓히고 가시 영역에서 광대역 스펙트럼을 형성하는, 유기 발광 장치(10).
  24. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 기판(1), 및 하부 전극 위에 있고, CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 좌표(x1,y1)로 0o에서 규정된 다색 방사선을 방출하는 OLED계(4)를 포함하는 유기 발광 장치(10).
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    Figure pct00006
    이 0.1 미만이 되도록 CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표(x2,y2)로 0o에서 규정된 스펙트럼을 출력으로서 방출하는 유기 발광 장치(10).
  26. 제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표(x2,y2)로 0o에서 규정된 스펙트럼을 출력으로서 방출하고, CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 0o에서 방출된 스펙트럼과 60o에서 방출된 스펙트럼 간의 경로 길이가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치(10).
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    CIE XYZ 1931 색도 다이어그램에서 0o에서 방출된 스펙트럼과 60o에서 방출된 스펙트럼 간의 경로 길이가 0.05 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치(10).
  28. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 투명 및/또는 반사 발광 표면, 특히 장식용 또는 건축용 조명 시스템, 또는 예를 들어 도안, 로고 또는 영숫자 표시 타입의 표시 디스플레이 패널을 형성하고, 상기 시스템은 균일한 광, 또는 특히 유리 기판에서 안내된 광 추출에 의해 차별화되는 차별화된 발광 존을 제공하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치(10).
  29. 제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 외부 발광 창유리, 내부 발광 파티션 또는 발광 유리 문(또는 문의 부분), 특히 미닫이 문과 같은 빌딩용으로 의도되고,
    - 발광 지붕, 발광 옆 창문(또는 창문의 부분), 육상, 수상 또는 공중 차량의 내부 발광 파티션과 같은 운송 차량용으로 의도되고,
    - 버스 정류소 패널, 진열대의 벽 또는 진열장 유리, 온실 벽, 또는 조명 타일과 같은 도시 또는 전문 가구용으로 의도되고,
    - 선반 또는 캐비닛 요소, 캐비닛의 정면, 조명 타일, 천장, 조명 냉장고 선반, 수족관 벽과 같은 인테리어 가구용으로 의도되고,
    - 전자 장비, 특히 디스플레이 스크린, 임의로 텔레비전 또는 컴퓨터 스크린과 같은 이중 스크린, 터치 스크린의 백라이팅용으로 의도되고,
    - 특히 욕실 벽 또는 부엌 조리대를 밝히거나 천장용 조명 거울
    인 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치(10).
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