KR20110112364A

KR20110112364A - 투명 유기 발광 다이오드

Info

Publication number: KR20110112364A
Application number: KR1020117016798A
Authority: KR
Inventors: 클라우디아 엠. 골드만
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-10-12
Also published as: TW201034270A; WO2010070563A3; CN102257651A; JP2012513084A; JP5331211B2; KR101669899B1; WO2010070563A2; EP2380221A2; US8618727B2; CN102257651B; US20110303906A1

Abstract

본 발명은, 상부면(2a)과 하부면(2b)을 갖는 기판 재료(2) - 적어도 상부면(2a) 상에 적어도 하나의 OLED-층 시스템이 배치됨 -, 제1 전극층(3), 제2 전극층(4), 및 상기 제1 전극층(3)과 상기 제2 전극층(4) 사이에 배치되는 유기 발광층 시스템(5)을 포함하는 투명 유기 발광 다이오드(transparent organic light emitting diode; OLED)(1)에 관한 것으로, OLED(1)는 상부면(2a) 및 하부면(2b)을 통해 발광하도록 행해지고, OLED(1)의 상부면(2a) 및 하부면(2b)은 적어도 하나의 밝은 빛을 내는 영역(6) 및 적어도 하나의 어두운 빛을 내는 영역(7)을 특징으로 한다. 본 발명에서는, OLED(1)가 상부면(2a) 및 하부면(2b)에서 적어도 하나의 밝은 빛을 내는 영역(6) 및 적어도 하나의 어두운 빛을 내는 영역(7)을 특징으로 하고, 상기 밝은 빛을 내는 영역(6)이 상기 어두운 빛을 내는 영역(7)의 맞은편에 배치되는 그러한 방식으로, 상부면(2a) 상의 적어도 하나의 층은 OLED(1)의 측면 확장(lateral extension)에서 투명도(transparency)와 반사도(reflectivity) 사이의 변화하는 관계를 특징으로 한다고 개시된다.

Description

투명 유기 발광 다이오드{TRANSPARENT ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 밝은 빛을 내는 영역들과 어두운 빛을 내는 영역들을 포함하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)에 관한 것이다.

본 발명은 상부면과 하부면을 갖는 기판 재료를 포함하는 투명 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)에 관한 것으로, 적어도 상부면 상에는 애노드층, 캐소드층, 및 상기 애노드층과 상기 캐소드층 사이에 배치된 유기 발광층 시스템을 갖는 적어도 하나의 OLED-층 시스템이 배치된다. 상기 OLED는 상부면을 통해서 그리고 하부면을 통해서 발광하도록 실행되며, 상기 OLED의 상부면 및 하부면은 적어도 하나의 밝은 빛을 내는 영역 및 적어도 하나의 어두운 빛은 내는 영역을 특징으로 한다.

US 2008/0100211 A1에는 기판 상의 투명 전극과 하나 이상의 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 갖는 유기 발광 다이오드가 개시된다. 전극들 중 적어도 하나는 두 개 층들을 특징으로 한다. 이들 두 개 층들은 전하 운반자 주입층(charge carrier injection layer)인 구조화된(structured) 층과 제1 층이 매입된 전도성 제2 층을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유기 발광 매입층은 구조화된 운반자 차단층을 포함한다. 불행하게도, OLED의 발광 영역을 구성하는 이 시스템은 기본적으로 유기 발광층 시스템에 영향을 끼치는 한편, 제1 층을 제2 층 내에 매입하는 부분이 증가하고, 투명 전극을 세우면서 효율이 감소한다. 매입은, 제2 층이 기판 상에 증착될 수 있고, 제2 층 내의 구조화된 도핑에 의해 제1 층이 생성될 수 있는 것을 목적으로 한다. 도핑은 전하 운반자들을 유기 발광층 내에 손쉽게 주입할 수 있거나 전하 운반자들을 유기 발광층 내에 주입하게 할 수 있는 한편, 주입은 제2 층에서만 단독으로 일어날 수 없다. 이러한 방식에서 유기 발광 다이오드는 제1 층에 의해 구조화된 영역에서 단지 효율적으로 발광할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 단점을 제거하기 위한 목적을 갖는다. 특히, 본 발명의 목적은 상부면 및 하부면을 통해 발광할 수 있고, 발광 효율을 거의 감소시키지 않고 실행될 수 있는 양면에서 방출된 강도를 측면으로 변화시키도록 배치된 투명 유기 발광 다이오드(OLED)를 제공하는 것이다.

이 목적은 본 발명의 청구항 1에서 가르친 바와 같은 투명 유기 발광 다이오드(OLED)에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 의해 정의된다.

본 발명에는, OLED가 상부면 및 하부면에 적어도 하나의 밝은 빛은 내는 영역과 적어도 하나의 어두운 빛을 내는 영역을 특징으로 하고 상기 밝은 빛을 내는 영역들은 상기 어두운 빛을 내는 영역들의 맞은편에 배치되는 방식으로, 상부면 상의 적어도 한 층은 OLED의 측면 확장(lateral extension)에서 투명도(transparency) 및 반사도(reflectivity) 사이의 변화하는 관계를 특징으로 한다는 점이 개시된다.

본 발명에 따르면, OLED는 그의 측면 확장에서 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계를 특징으로 한다. 상기 투명도와 상기 반사도 사이의 변화하는 관계는 상부면 상의 적어도 하나의 층에 적용된다. 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 전류가 인가되면, 유기 발광층은 광을 방출한다. 광은 애노드층을 향해 그리고 캐소드층을 향해 방출한다. 본 발명에 따르면, OLED의 상부면 상의 층들 중 적어도 하나, 예를 들어 캐소드층은 OLED의 측면 확장에서 투명도와 반사도 사이의 가변적인 관계를 특징으로 한다. 그 결과, 밝은 빛을 내고 어두운 빛을 내는 개별 영역들이 나타나는, 양쪽 면들 상에서의 구조(structuring)를 특징으로 할 수 있는 OLED가 생성되며, 이 구조는 밝기에서 반전되고 전체 OLED의 측면 및 제2 측면에 관해서 거울 반전된다.

바람직한 실시예로서 OLED-층 시스템 상에 적어도 하나의 반사방지층(antireflection layer)이 배치된다. 다음에서, 일반성을 잃지 않고, OLED의 상부면 상의 전극층은 캐소드층이라고 가정할 수 있다. 이 캐소드는 단일층일 수도 다층 시스템일 수도 있다. 이러한 바람직한 실시예에서, 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계는 캐소드층 내에서 및/또는 반사방지층 내에서 실현될 수 있다. 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계는 OLED의 측면 확장에 걸쳐서 캐소드층의 두께 변화로 인해 야기될 수 있으며, 예를 들어 금속 캐소드의 높은 두께는 유기 발광층 시스템에 대한 증가된 반사도를 야기한다. 더욱이, OLED의 측면 확장에 걸쳐서 반사방지층의 두께 변화, 예를 들어 0에서 한정된 값까지 반사방지 코팅의 두께 증가는 유기 발광층 시스템에 대한 감소된 반사도를 야기한다. 또한 캐소드층 내부 사이에서 또는 캐소드층과 반사방지 코팅 사이에서 재료 또는 추가 재료들의 국부적 증착 또는 반사방지 코팅의 상부 또는 바로 아래 또는 내부의 재료 또는 추가 재료들의 국부적 증착 또는 다른 전도성 또는 비전도성 재료에 의한 원본 캐소드층의 국부적 교체 또는 다른 재료에 의한 원본 반사방지층의 국부적 교체 또는 상술한 임의의 조합은 투명도와 반사도 사이의 관계를 변화시킬 수 있다.

예를 들어, 투명 실버 캐소드가 국부적으로 ITO로 대체된다며, 일반적으로 반사도는 ITO 영역들에서 감소될 것이며, 많은 양의 광이 OLED의 상부를 통해 방출될 것이다. 바람직하게, 전체 OLED 효율의 감소가 방지될 수 있는 방식으로 대체된 영역들(예를 들어, ITO)의 전자 주입 특성은 원래의 캐소드 영역들에서보다 나빠지지는 않아야 한다. 그러므로, 바람직한 해결책은 원래의 캐소드를 운반자 주입에 필요한 최소 두께로 국부적으로 감소시키고, 최소 두께의 이들 영역들의 상부에 다른 전도성 재료(예를 들어, ITO)를 증착시키는 것일 수 있다.

예를 들어, 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 캐소드층은 낮은 두께를 갖는 영역들과 높은 두께를 갖는 영역들을 특징으로 할 수 있는 한편, 상기 낮은 두께 영역들은 필러 재료로 채워진다. 필러 재료가 있는 캐소드층 상에 반사방지층이 도포될 수 있다. 상기 필러 재료가 도포되고 캐소드 층이 낮은 두께를 특징으로 하는 영역들에서 캐소드층의 반사도는 증가되거나 감소된다. 반사도가 감소된 경우에는, 더 적은 광이 OLED의 하부면을 통과할 수 있으며, 더 많은 광량이 OLED의 상부를 통해 방출될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 캐소드층은 높은 두께를 특징으로 하는 한편, 높은 두께의 영역들에서 추가 도포된 재료가 캐소드층에 증착될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 캐소드층, 및 추가 도포된 재료의 반사도는 각각 증가되거나 감소된다. 반사도가 증가된 경우에는, 감소된 광량만이 이들 영역들 내의 캐소드층을 통과할 수 있으며, 높은 반사도로 인해 광은 OLED의 하부면을 통과한다.

또 다른 실시예에 따르면, 캐소드층의 두께는 OLED의 측면 방향에서 일정하고, 반사방지층의 두께는 변화한다. 반사방지층의 두께의 높아지면 반사도가 변하게 되고, 높은 두께의 영역에 있는 반사방지층을 지나는 주어진 파장의 광량이 낮아지거나 높아지고, 하부면을 통해 OLED를 지나는 광의 일부가 증가되거나 감소될 수 있다.

본 발명의 범주에서, 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계는 캐소드층 및/또는 반사방지층에 한정되지 않는다. 캐소드층 및/또는 반사방지층에서의 두께 변화는 물론 애노드층의 두께는 다양한 방식으로 행해질 수 있는 한편, 상기 두께가 변화하는 개별 영역들은 특정한 패턴들로 실행될 수 있다.

모든 실시예에 따르면, 상기 상부면을 통해 방출되고 상기 하부면을 통해 방출된 광강도의 양은 전체 OLED에 걸쳐서 임의의 개별 영역에서 대략 일정할 수 있다. 상부를 통해 방출된 광량이 상기 하부면을 통해 방출된 광량에 더해지면, 총량은 전체 OLED 내의 임의의 개별 영역에서 대략 일정할 수 있다. 따라서, OLED의 제1 면에 걸쳐서 지나는 광량이 높아지면, OLED의 반대면을 지나는 광량은 낮아진다. OLED 내의 독창적인 본 시스템은, OLED가 광 방출의 전체 지역 내의 모드 개별 영역에 걸쳐 광을 방출하기 때문에 OLED의 효율이 반드시 감소되지 않는다는 이점을 갖게 된다. 그러나, 예를 들어 반사방지층의 국부적 대체를 위해 흡수하는 재료들도 이용될 수 있다는 점에 우리는 주목한다. 이 방식에서, 국부적 대체는, OLED의 총 방출 효율이 감소되는 동안, 예를 들어 OLED의 상부에 대한 방출에서는 어두운 패턴으로 보여질 수 있고 OLED의 하부에 대한 방출에서는 밝은 패턴으로 보여질 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, OLED의 측면 확장에서 캐소드층 및/또는 반사방지층 또는 애노드층의 투명도와 반사도 사이의 관계는 개별적으로, 분리된 영역들에서 정의되거나, 관계는 적어도 하나의 지속적인 전이(transition)를 특징으로 한다. 지속적인 전이는 어두운 빛을 내는 영역 및 밝은 빛을 내는 영역의 변화하는 농도의 패턴으로 실행될 수 있다. 농도 변화를 실행하는 하나의 가능성은 두껍고 얇은 영역들의 변화하는 위치로 얻어질 수 있는 한편, 두꺼운 영역들의 높은 농도는 제1 면을 통한 광량을 더 낮게 하고 OLED의 반대면을 통한 광량을 더 높게 할 수 있다.

상술한 수단에 의해 야기된 OLED의 투명도와 반사도에서의 관계 변화는 생성된 패턴들의 다른 광학적 출현을 가져올 수 있다.

예를 들어, 반사도가 전체 가시 스펙트럼에 대해서 이와 같이 균일하게 증가되고 투명도가 그에 맞춰 감소된다면, 결과는 간단히 밝고 어두운 명암일 것이다. 즉, 방출된 광의 스펙트럼은 OLED 각 면의 어둡고 밝은 영역들에서 실질적으로 동일한 반면, 강도는 변화된다.

예를 들어, 반사도가 가시 스펨트럼에 대해서 균일하지 않게 증가되고 투명도가 그에 맞춰 감소된다면 - 예를 들어 반사방지층의 두께를 변화시킴으로써 -, OLED의 측면 확장에서 투명도와 반사도 사이의 관계 변화가 유기 발광층 시스템에 의해 방출된 파장에 따라 실행된다는 것을 의미하며, 이것은 OLED의 각 면에서 밝은 영역들과 비교된 어두운 영역들에서 서로 다른 파장 스펙트럼들을 유도한다: 파장 스펙트럼의 제1 파트는 패턴화되지 않은 영역들에서 반사되고 (스펙트럼의 대응하는 파트는 투과되며), 그에 의해 스펙트럼의 다른 제2 파트는 패턴화된 영역들에서 반사되고 (스펙트럼의 대응하는 다른 파트는 투과된다).

예를 들어, 가시 스펙트럼에 대해서 흡수가 균일하지 않게 증가되고 투명도 및 반사도가 그에 맞춰 변화된다면 - 예를 들어 반사방지층의 국부적으로 아래에 흡수 재료를 삽입함으로써 - OLED의 각 면에서 밝은 영역들과 비교된 어두운 영역들에서 서로 다른 파장 스펙트럼들을 유도한다: 파장 스펙트럼의 제1 파트는 패턴화되지 않은 영역들에서 투과되고 (스펙트럼의 대응하는 파트는 반사되며), 그에 의해 스펙트럼의 다른 제2 파트는 패턴화된 영역들에서 투과된다.

OLED의 측면 확장에서 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들의 분포는 개별 사인들 및/또는 문자들, 임의의 모티브 또는 패턴들과 같은 장식적인 그래픽스 및/또는 정보 그래픽스가 된다.

따라서, 생성된 패턴은 OLED가 스위치 오프될 때, 예를 들어 패턴화되지 않은 영역들과 비교한 밝기 명암 또는 색 대조에서도 보여질 수 있다.

이들 패턴들의 색 또는 밝기에서 원하는 규모의 대조, 및 투명도와 반사도에서의 관계 변화의 필요한 정도에 대하여, 방출된 파장에 관한 사람 눈의 생리적 감각(physiological sensibility)이 고려되어야 한다.

예를 들어 기판 재료 상에 직접 도포되는 층 시스템은 다음의 재료들을 포함할 수 있다: 상기 애노드층은 ITO-층(I=인듐, T=주석, O=산소)으로서 실행될 수 있는 한편, 기판층은 예를 들어 유리 재료 또는 포일(foil)로서 실행될 수 있으며, ITO-층은 상기 기판 재료 상의 코팅층으로서 설계된다. 유기 발광층 시스템은 p-도핑된 홀(hole) 주입층 MTDATA:F₄TCNQ(1%) 40nm를 포함할 수 있다. p-도핑된 홀 주입층 다음으로 홀 운반자층이 도포될 수 있다(α-NPD, 10nm). 이 층다음으로 방출층이 도포되는 한편, 방출층은 다른 색들로 실행될 수 있다. 예를 들어 오렌지:α-NPD:Ir(MDQ)₂(acac)(10%), 20nm. 다음층은 전자 전달층(electron transport layer)(BAlq 20nm)이 될 수 있고, n-도핑된 층(LiF 1nm)이 다음에 온다. 유기 발광층 시스템 다음으로 캐소드층 시스템은 두께 1.5nm를 갖는 Al-층이 될 수 있으며, Al-층 상에 15nm의 투명 Ag-층이 도포된다. 상기 투명한 얇은 Ag-층 상에 50nm의 Al-층이 개별 영역들에 도포되어 OLED 내의 패턴을 실행할 수 있다. 다음 층으로서, 예를 들어 Alq₃(50nm)의 반사방지층이 도포될 수 있다. 상기 층들을 커버하기 위해서, 마지막 층들 상에 또는 그 위에 투명 커버 소자 및/또는 투명 커버층이 도포되어 손상 및/또는 습기로부터 상기 OLED-층 시스템을 보호한다.

반사도 및 투명도 사이의 관계를 변화시키기 위해서, 다음의 재료들이 캐소드 및/또는 애노드층에 도포될 수 있으며, 각각 상기 필러 재료 또는 추가 도포된 재료: 금속 재료들, 알루미늄, 은, 금, 구리, 니켈 등이다. 더욱이, ZnS 또는 ZnSe와 같은 무기 재료들이 도포가능하다. Alq₃, α-NPD, 스피로 화합물(Spiro-compounds), 프탈로시아닌(phthalocyanines), 플러렌(fullerences) 등과 같은 유기 재료들이 도포가능하다.

Alq₃ 또는 α-NPD과 같은 유기 재료들이 반사방지 재료로서 사용되는 경우, 전체 OLED의 투명도는 향상된 반사방지 코팅을 국부 영역들에 도포함으로써 대략 확실한 20% 내에서 변화될 수 있다. 따라서 방출된 광의 확실한 대략 10%의 범위 내의 부분들은 애노드측에서부터 캐소드측으로 재할당될 수 있다. 광의 밝기 차이를 관찰하는 사람 눈의 제한된 능력으로 인해, 이것은 상기 밝기에서 원하는 대조의 최소를 표현할 수 있다.

투명도 변화 층들의 구조는 마스크 기술을 사용함으로써 실행될 수 있다. 예를 들어, 쉐도우 마스크 원리가 적용가능한 반면, 인쇄 원리가 적용된다면(예를 들면, 잉크젯 인쇄 또는 다른 인쇄 기술) 구조는 상기 인쇄에 의해 실행될 수 있다.

층 시스템을 보호하는 상기 투명 커버 소자는 유리 소자로서 실행될 수 있으며, OLED의 층 시스템 상에 붙여진다. 또한, 글루잉(gluing)에 의해 프레임(frame)이 도포될 수 있는 한편, 프레임 내에 또는 프레임 상부에 반투명(translucent) 파트로서 유리 패널이 배치된다. 유리 패널을 적재하고 있는 프레임 다음으로, 유리 패널이 OLED 상에 직접 붙여질 수 있다.

보호 시스템이 투명 커버층으로서 실행되는 경우, 커버층은 SiN(200nm)/SiO₂(100nm)의 하나 이상의 이중 층들로서, 또는 임의의 다른 박막 캡슐화(encapsulation)로서 실행될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 투명 커버층은 유리 패널과 같은 투명 커버 소자와 결합되어 도포될 수 있다.

현재 OLED의 응용 분야는 조명 및/또는 장식 목적에 관련될 수 있다. 예를 들어, 현재의 OLED는 제1 면은 물론 제2 면을 통해 광을 방출하는 자가 조명 소자(self illuminating element)로서 실행되는 공간 분할 소자(room dividing element)로서 사용될 수 있다. 밝은 빛을 내는 영역들은 물론 어두운 빛을 내는 영역들은 사진, 그래픽스, 화살표들과 같은 사인들 또는 달, 별, 기하학적 도형들과 같은 사인들 등과 같은 임의의 다양한 영상들을 유도할 수 있다. 이러한 공간 분할 소자는 개별 공간의 사용을 나타내는 사진 또는 사인으로 패턴화될 수 있다(예를 들어 바닷가에 위치한 호텔을 위한 파도들 등). OLED는 또한 OLED의 회전을 허용하는 프레임 내에 탑재될 수 있으며, 이 경우에는 일반적으로 인테리어 조명 및 장식 목적으로 사용될 수 있다. 또 다른 애플리케이션은 램프 쉐이드(lamp shade)로서 실행되는 OLED들에서 볼 수 있다. 램프 쉐이드는 천정에서부터 늘어뜨려질 때 공간들의 천정들에 바람직하게 배치될 수 있으며, 하부면을 통해서 아래로 상부면을 통해서 위로 광을 방출한다. 또한, OLED들은 예를 들어 빌딩 안 또는 차 안의 OLED 윈도우들로서 이용될 수 있다(후자의 경우, 예를 들어 자동차 제조자의 로고가 OLED 상에 패턴화될 수 있음).

본 발명의 목적의 추가 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 의존하는 특허청구범위 및 각 도면들의 다음의 상세 설명에 개시되어 있으며, 각 도면들은 발명의 바람직한 실시예들을 나타내고 첨부한 도면들과 함께 설명될 것이다.

도 1은, 캐소드층이 변화하는 두께를 특징으로 하는 본 발명의 OLED의 제1 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 2는, 캐소드층이 변화하는 두께를 특징으로 하고 낮은 두께를 갖는 영역들이 필러 재료로 채워지는 본 발명의 OLED의 제2 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 3은 캐소드층이 변화하는 두께를 특징으로 하고 캐소드층의 높은 두께를 갖는 영역들 상에 추가 도포된 재료가 배치되는 본 발명의 OLED의 제3 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 4는 캐소드층이 일정한 두께를 특징으로 하지만 캐소드층 상에 또 다른 추가 도포된 재료가 배치되는 본 발명의 OLED의 제4 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 5는 캐소드층이 일정한 두께를 특징으로 하고, 반사방지층이 변화하는 두께를 가지고 캐소드층 상에 도포되는 본 발명의 OLED의 제5 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 6은 캐소드층의 내부에 다른 재료가 국부적으로 삽입되고 반사방지층이 일정한 두께를 특징으로 하는 본 발명의 OLED의 제6 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 7은 캐소드층이 일정한 두께를 특징으로 하고 다른 재료가 반사방지층 내부에 국부적으로 삽입되는 본 발명의 OLED의 제7 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 8은 상기 방출된 광의 밝기에서 연속적인 변이를 갖는 OLED의 일 실시예를 나타낸다.
도 9a는 상부면에서부터 도시된 OLED의 전체 발광 영역 내의 그래픽스의 일 실시예를 나타낸다.
도 9b는 하부면에서부터 도시된 OLED의 전체 발광 영역 내의 그래픽스의 일 실시예를 나타낸다.

도 1 내지 도 7은 투명 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)(1)의 다른 실시예들을 나타낸다. OLED들(1)은 캐리어 재료를 제공하고자 하는 기판 재료(2)를 특징으로 한다. 기판은 예를 들어 광 아웃-커플링(light out-coupling) 향상과 같은 광학적 목적들 또는 다른 목적들을 위해서 층들을 더 포함할 수 있다. 상기 기판 재료(2)는 위를 향하는 방향에 있는 상부면(2a)과 아래를 향하는 방향에 있는 하부면(2b)을 특징으로 한다. 기판 재료(2)의 상부면(2a)에는 다음에 설명되어지는 복수의 다른 층들이 도포된다. 상부면(2a) 다음으로, 예를 들어 ITO-층으로서 실행될 수 있는 애노드층(anode layer)인 제1 전극층(3)이 도포된다. 제1 전극층(3) 상에는 멀티층 시스템으로서 실행될 수 있는 유기 발광층 시스템(5)이 도포되는 한편, 유기 발광 층 시스템(5) 상에는 예를 들어, Al-층 또는 Ag-층 또는 ITO-층 또는 ZnO-층일 수 있는 캐소드층인 제2 전극층(4)이 도포된다. 제1 전극층(3)과 제2 전극층(4) 사이에 전류를 인가함으로써, 유기 발광층 시스템(5)은 위쪽 방향 및 아래쪽 방향 모두로 광을 방출할 수 있다. 인가가능한 전류는 일반성을 잃지 않고 제1 전극층이 애노드층이고 제2 전극층이 캐소드층이라는 가정하에서 배터리(14)에 의해 표시된다. 마지막으로, 제2 전극층(4) 상에 단일층 또는 멀티층 시스템 중 하나 일 수 있는 반사방지층(8)이 도포된다.

OLED(1)는 상부면(2a) 및 하부면(2b)을 통해 발광하기에 적합한 듀얼 OLED(1)로서 실행된다. 방출된 광은 적어도 두 개의 빛을 내는 영역들, 즉 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)로 나눠질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)은 서로 교대로 배치된다. 임의의 다른 실시예에 따르면, 밝고 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)의 배치는 서로에 대한 임의의 형태를 특징으로 할 수 있으며, 이 배치는 교대하는 본 실시예에 한정되지 않는다. 밝은 빛을 내는 영역들(6)은 광 B의 밝은 방출을 특징으로 하고, 어두운 빛을 내는 영역들(7)은 광 D의 어두운 방출을 특징으로 한다. 상기 OLED들(1)의 실시예들은 상부면(2a)의 적어도 한 층이 OLED(1)의 측면 확장(lateral extension)에서 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계를 특징으로 한다는 점을 특징으로 한다. 투명도와 반사도 사이에서 변화하는 관계는 상기 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)이 되게 한다.

다음에서, 우리는 일반성을 잃지 않고 제1 전극층(3)은 애노드층이고 제2 전극층(4)은 캐소드층이라 가정한다.

도 1은 캐소드층(4)의 두께를 변화시킴으로써 투명도와 반사도 사이에서 변화하는 관계를 생성하는 제1 실시예를 나타낸다. 상기 캐소드층(4)은 낮은 두께(9) 및 높은 두께(10)을 갖는 영역들을 특징으로 한다. 캐소드층(4)의 두께를 변화시키는 것은 반사방지층(8)에서도 계속되지만, 상기 반사방지층(8)의 두께는 전체 OLED(1)에 걸쳐 일정하다. 높은 두께 영역들(10)에서 캐소드층(4)의 두께가 증가되기 때문에, 예를 들어 캐소드층(4)의 반사도는 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 증가되고, 예를 들어 투명도는 감소된다. 따라서, 기판 재료(2)의 하부면((2b)을 통해 방출된 광량은 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 증가되고, OLED의 상부(top side)를 통해 방출된 광량은 감소된다.

캐소드층(4)의 낮은 두께 영역들(9)에서는, 예를 들어 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 반사도는 감소하고, 예를 들어 투명도는 증가된다. 따라서, 상부를 통해 방출된 광량은 증가되고 하부면(2b)을 통해 방출된 광량은 높은 두께의 캐소드 영역들과 비교하여 감소된다. 따라서, 밝은 빛을 내는 영역들(6)은 어두운 빛을 내는 영역들(7)로부터 분리된다. 그러나, 상기 상부를 통해 방출되고 상기 하부면(2b)을 통해 방출된 총 광량은 OLED(1)에 걸쳐 임의의 개별 영역에서 대략 일정할 수 있다.

도 2는 캐소드층(4)에 변화하는 두께를 갖는 OLED(1)의 다음 실시예를 나타낸다. 따라서, 캐소드층(4)은 낮은 두께 영역들(9) 및 높은 두께 영역들(10)로 나눠진다. 낮은 두께 영역들(9)에 의해 생성된 공동들(cavities) 내에 필러 재료(11)가 배치된다. 필러 재료(11)를 도포함으로써, 낮은 두께 영역들(9)은 캐소드층(4) 내의 반사에 변화를 일으키고, 필러 재료(11)와 결합하여, 예를 들어 반사도는 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 증가되고, 예를 들어 투명도는 높은 두께 영역들(10)과 비교하여 감소된다. 따라서, 도포된 필러 재료(11)를 갖는 영역들에서 발광은 상부를 통해 방출된 광의 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 어두운 빛을 내는 영역들(7)이 된다. 한편, 하부면(2b)을 통해 방출된 광은 필러 재료(11)가 도포된 곳에서 주어진 파장 또는 전체 스펙트럼에 대해서 밝은 빛을 내는 영역들인 것을 특징으로 한다.

도 3은 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)을 생성하는 다음 실시예를 나타낸다. 본 실시예에 따르면, 상기 캐소드(4)는 또 다시 낮은 두께 영역들(9) 및 높은 두께 영역들(10)을 특징으로 한다. 예를 들어, 반사도의 증가 또는 감소의 효과를 강화하기 위해서, 높은 두께 영역들(10) 상에 추가 재료(12)가 도포된다. 이것은 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)을 생성하게 하고, 예를 들어 어두운 방출(D)은 추가 도포된 재료(12)의 영역들 내에서 상부를 통해 유도된다. 추가 재료(12)의 영역들 사이에서 상부면(2a)을 통해 밝은 방출(B)이 도시된다. 밝은 방출 및 어두운 방출(B 및 D)은 하부면(2b)을 통한 광의 방출 시에 반전된다. 상부면(2a)에 밝은 방출을 나타내는 영역들은 하부면(2b)에 어두운 방출을 나타내고, 상부면(2a)에 어두운 방출을 나타내는 영역들은 하부면(2b)에 밝은 방출을 나타낸다.

도 4는 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)을 생성하는 다음 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 따르면, 캐소드층(4)은 전체 OLED(1)에 걸쳐 균일한(homogeneous) 두께를 특징으로 한다. 상부를 통해 방출된 광에서 예를 들어 어두운 빛을 내는 영역들(7)을 생성하기 위해서는, 추가 재료(12)가 캐소드층(4) 상에 도포된다. 투명도와 반사도 사이에서 관계의 변화는 추가 재료(12)의 존재로 돌아오게 된다. 따라서, 예를 들어 상기 상부를 통해 방출된 광의 어두운 빛을 내는 영역들은 추가 도포된 재료(12)가 캐소드층(4) 상에 증착되는 영역들로 제한되는 한편, 상기 상부를 통해 방출된 광의 밝은 빛을 내는 영역들은 어떤 추가 재료도 캐소드층(4) 상에 증착되지 않은 영역들로 한정된다.

도 5는 방출면들 내에 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)을 생성하기 위한 다음 실시예를 나타낸다. 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계는 반사방지층(8) 내의 두께 변화에 의해 야기된다. 반사방지층(8)의 더 높은 두께는, 예를 들어 더 낮은 반사도를 가져올 수 있다. 따라서, 층 시스템(5) 내에서 생성되고 반사방지층(8)을 향해 위쪽으로 향하는 광은 더 낮은 두께를 갖는 반사방지층(8)의 영역들에서 덜 반사된다.

도 6은 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)을 생성하는 다음 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 따르면, 추가 재료(12)는 국부적으로 캐소드 층 내부에 삽입된다. 이것은, 추가 도포된 재료의 영역들에서 예를 들어 반사도를 증가시키고, 예를 들어 투명도를 감소시키게 하여 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)을 생성하게 하는 한편, 예를 들어 어두운 방출(D)은 추가 도포된 재료(12)의 영역에서의 상부를 통해 유도된다.

도 7은 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)을 생성하는 다음 실시예를 나타낸다. 이 실시예에 따르면, 추가 재료(12)는 국부적으로 반사방지층(8) 내부에 삽입된다. 이것은 추가 도포된 재료의 영역들에서 예를 들어 반사도를 증가시키고, 예를 들어 투명도를 감소시키게 하여 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)을 생성하게 하는 한편, 예를 들어 어두운 방출(D)은 추가 도포된 재료(12)의 영역에서의 상부를 통해 유도된다.

도 8은 투명도와 반사도 사이의 관계에 관하여 높은 투명도를 특징으로 하는 영역과, 투명도와 반사도 사이의 관계에 관하여 낮은 반사도를 특징으로 하는 영역 사이에서 지속적인 전이를 특징으로 하는 OLED(1)의 실시예를 나타낸다. 지속적인 전이는 어두운 빛을 내는 영역들과 밝은 빛을 내는 영역들의 강도 변화의 패턴(13)에 의해 실행된다. 패턴(13)은, 예를 들어 캐소드층의 높은 두께에 기인하거나 반사방지층의 증가되거나 감소된 두께에 기인하여 어두운 빛을 내는 영역(7) 각각을 특징으로 하는 원들(15)로 도시된 복수의 단일 영역들을 통해 실행된다. 더욱이 원들(15)은 필러 재료나 추가 도포된 재료에 의해 실행될 수 있다. 특정 영역 내에 원들(15)이 더 많이 배치될수록, 상부 방향에서의 광 방출은 더 낮거나 더 높아진다.

도 9a 및 9b는 OLED(1)의 실시예를 나타내며, 도 9a에서 OLED(1)는 상부면(2a)에서부터 도시되고, 도 9b에서 OLED(1)는 하부면(2b)에서부터 도시된다. 예로서 OLED(1)의 측면 확장 내에서만 여러 그랙픽스들이 배치된다. 밝은 빛을 내는 영역들 및 어두운 빛을 내는 영역들(6 및 7)의 분포는 광의 밝은 방출(B)과 어두운 방출(D)을 야기한다. 도 9a에서부터 도 9b로 OLED(1)를 회전시킴으로써 밝은 빛을 내는 영역들과 어두운 빛을 내는 영역들이 반전된다. 도 9a에 도시한 OLED(1)의 측면 확장 내의 사인들은 밝게 방출된 광 B로 나타나는 한편, 하부면(2b)의 뷰에서 사인들은 어두운 방출 D로 나타난다.

본 발명은 단지 예로서 표현된 상술한 실시예들로 한정되지 않으며, 첨부한 특허 청구범위들에 의해 정의된 보호의 범주 내에서 다양한 방법들로 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 OLED-층 시스템의 설계의 특정한 다른 실시예들에도 적용될 수 있다. 기판 재료(2) 상에 다른 색들의 광을 방출할 수 있는 여러 OLED-층 시스템들이 배치될 수 있다. 투명도와 반사도 사이의 관계는 층 시스템(5)의 방출 파장에 의존할 수 있다. 따라서, 방출된 광은 상부면(2a)과 하부면(2b) 사이에서 다른 색들로 나타날 수 있다. 또한, 어두운 빛을 내는 영역들 "D"는 하부 및/또는 상부를 통해 광이 방출되지 않는 영역일 수 있다. 또한 상술한 여러 방법들을 이용하여 하나의 OLED를 패턴화하는 것도 가능한데, 예를 들어 패턴 1은 캐소드를 얇게함으로써 OLED 상의 영역들(A1)에 생성되며, 패턴 2는 예를 들어 반사방지 코팅 등의 두께를 변화시킴으로써 영역 A2(A1과 동일하지 않음)에 생성된다.

또한, 반사방지층은 OLED 상에 직접 증착되지 않을 수 있고, 그의 전극들을 갖는 유기 발광 시스템으로부터 일정 거리에 독립형(standalone) 층일 수도 있다.

1 : 유기 발광 다이오드(OLED)
2 : 기판 재료
2a : 상부면
2b : 하부면
3 : 제1 전극층
4 : 제2 전극층
5 : 유기 발광층 시스템
6 : 밝은 빛을 내는 영역
7 : 어두운 빛을 내는 영역
8 : 반사방지층
9 : 낮은 두께 영역
10 : 높은 두께 영역
11 : 필러 재료
12 : 추가 도포된 재료
13 : 패턴
14 : 배터리
15 : 원
B : 밝은 방출
D : 어두운 방출

Claims

투명 유기 발광 다이오드(transparent organic light emitting diode; OLED)(1)로서,
상부면(2a)과 하부면(2b)을 갖는 기판 재료(2) - 적어도 상기 상부면(2a) 상에 적어도 하나의 OLED-층 시스템이 배치됨 -,
제1 전극층(3),
제2 전극층(4), 및
상기 제1 전극층(3)과 상기 제2 전극층(4) 사이에 배치되는 유기 발광층 시스템(5)
을 포함하며,
상기 OLED(1)는 상기 상부면(2a) 및 상기 하부면(2b)을 통해 발광하도록 행해지고, 상기 OLED(1)의 상부면(2a) 및 상기 하부면(2b)은 적어도 하나의 밝은 빛을 내는 영역(6) 및 적어도 하나의 어두운 빛을 내는 영역(7)을 갖고,
상기 OLED(1)가 상기 상부면(2a) 및 상기 하부면(2b)에서 적어도 하나의 밝은 빛을 내는 영역(6) 및 적어도 하나의 어두운 빛을 내는 영역(7)을 특징으로 하고, 상기 밝은 빛을 내는 영역(6)이 상기 어두운 빛을 내는 영역(7)의 맞은편에 배치되는 방식으로, 상기 상부면(2a) 상의 적어도 하나의 층은 OLED(1)의 측면 확장(lateral extension)에서 투명도(transparency)와 반사도(reflectivity) 사이의 변화하는 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항에 있어서,
상기 OLED-층 시스템 상에 적어도 하나의 반사방지층(antireflection layer)(8)이 배치되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 전극층(4)은 상기 유기 발광층 시스템(5)에 대하여 반사도 대 투명도의 변화하는 비율을 야기하는 상기 OLED(1)의 측면 확장에 걸쳐 변화하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 반사방지층(8)은 인접한 상기 유기 발광층 시스템(5)에 대하여 반사도 대 투명도의 변화하는 비율을 야기하는 상기 OLED(1)의 측면 확장에 걸쳐 변화하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극층(4) 내에, 또는 상기 제2 전극층(4)과 상기 반사방지층(8) 사이에 추가 도포된 재료(12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사방지층(8)의 상부 또는 내부에 추가 도포된 재료(12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사방지층(8)은 원래의 반사방지층과 동일하거나 다른 두께의 추가 도포된 재료(12) 또는 추가 도포된 재료들(12)에 의해 국부적으로 교체되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극층(4)은 원래의 제2 전극층과 동일하거나 다른 두께의 추가 도포된 재료 또는 추가 도포된 재료들(12)에 의해 국부적으로 교체되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전극층(4)은 낮은 두께의 영역(9)과 높은 두께의 영역(10)을 가지며, 상기 낮은 두께 영역(9)은 필러 재료(11)로 채워지는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
높은 두께를 갖는 상기 제2 전극층(4)의 영역들(10) 상에 추가 도포된 재료(12)가 배치되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부면(2a)을 통해 방출되고 상기 하부면(2b)을 통해 방출된 광도의 양이 OLED(1)에 걸쳐서 임의의 별개 영역에서 대략 일정한 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 OLED(1)의 상기 측면 확장에서 상기 제2 전극층(4) 및/또는 상기 반사방지층(8)의 투명도와 반사도 사이의 상기 관계는 개별 영역들에서 정의되거나 또는 상기 관계는 적어도 하나의 지속적인 전이(transition)를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제8항에 있어서,
상기 지속적인 전이는 어두운 빛을 내는 영역들(7) 및 밝은 빛을 내는 영역들(6)의 변화하는 농도의 패턴(13)으로 실행되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 OLED(1)의 상기 측면 확장에서 밝은 빛을 내는 영역들(6) 및 어두운 빛을 내는 영역들(7)의 분포(distribution)는 별개의 사인들 및/또는 문자들과 같은 장식(decorative) 그래픽스 또는 정보 그래픽스가 되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 OLED(1)의 상기 측면 확장에서 투명도와 반사도 사이의 변화하는 관계는 상기 OLED(1)의 각 면(2a, 2b) 상에 다른 파장 스펙트럼들을 야기시키기 위해서, 상기 유기 발광층 시스템(5)에 의해 방출된 파장에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 OLED(1)의 상기 상부면(2a)에 배치된 상기 OLED-층 시스템 상에는 손상 및/또는 습기로부터 상기 OLED-층 시스템을 보호하기 위해 투명 커버 소자 및/또는 투명 커버층이 도포되는 투명 유기 발광 다이오드(OLED)(1).