KR20120022864A - 유기 발광 다이오드 장치용 지지체로서 텍스처화 표면을 갖는 구조체의 제조 방법 및 텍스처화 표면을 갖는 ｏｌｅｄ 구조체 - Google Patents

유기 발광 다이오드 장치용 지지체로서 텍스처화 표면을 갖는 구조체의 제조 방법 및 텍스처화 표면을 갖는 ｏｌｅｄ 구조체 Download PDF

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르네 기
스테파니 펠레티에
미셸 쉬아보니
프랑수아-줄리앙 베르메르쉬
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 유기 발광 다이오드 장치용의 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 가지는 구조체의 제조 방법 및 상기 구조체에 관한 것으로, 상기 구조체는 임의로는 무기질 유리(2) 계면층이 침착되어 있는 투명 무기질 유리 기판(10) 상에 제공되며, 표면의 텍스처링의 프로파일은 돌출부가 너무 뾰족하지 않고 추출 동안 수율 향상이 제공되도록 FT 또는 조도 파라미터 Rdq에 의해 정의되는 돌출부(14) 및 골(15)을 포함한다. 이 방법은 특히 유리 기판 상에 코팅층(11)을 침착시키고, 가열 및 냉각에 의해 조립체를 수축시키는 것으로 이루어진다.

Description

유기 발광 다이오드 장치용 지지체로서 텍스처화 표면을 갖는 구조체의 제조 방법 및 텍스처화 표면을 갖는 ＯＬＥＤ 구조체{METHOD FOR MANUFACTURING A STRUCTURE WITH A TEXTURED SURFACE AS A MOUNTING FOR AN ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE DEVICE, AND OLED STRUCTURE WITH A TEXTURED SURFACE}
본 발명은 유기 발광 다이오드 장치를 지지하는 무기질 유리로 이루어지는 투명 기판 상에 제공되는 텍스처화 표면을 가지는 구조체를 제조하는 방법 및 그러한 구조체에 관한 것이다.
OLED 또는 유기 발광 다이오드는 유기 발광 물질 또는 다층의 유기 발광 물질을 포함하고, 2개의 전극에 의해 프레이밍(frame)되며, 통상 전극 중 하나인 애노드는 유리 기판과 결합되어 구성되고, 다른 전극인 캐소드는 애노드의 반대편에서 유기 물질 상에 배열된다.
OLED는 애노드로부터 주입되는 정공과 캐소드로부터 주입되는 전자의 재결합 에너지를 사용하는 전자 발광(electroluminescence)을 통해 광을 방출하는 장치이다. 애노드가 투명한 경우, 방출된 광자는 장치 외부로 광을 공급하도록 OLED를 지지하는 유리 기판 및 투명 애노드를 통과한다.
OLED는 통상적으로 디스플레이 스크린, 또는 보다 최근에는 조명 장치에 사용되고 있으나, 이들은 상이한 제약을 갖는다.
조명 시스템의 경우, OLED로부터 추출된 광은 "백색" 광인데, 이는 특정 파장 또는 심지어 모든 파장의 가시 스펙트럼을 방출하기 때문이다. 더욱이, 광은 균일하게 방출되어야 한다. 이와 관련하여, 보다 정확하게 말하면 람버트(Lambertian) 방출, 즉 람버트 법칙을 따르고, 모든 방향으로 동일한 측광 휘도(photometric luminance)의 특징을 가진다.
더욱이, OLED는 낮은 광 추출 효율을 가진다 - 즉, 유리 기판으로부터 실제로 나오는 광과 발광 물질에 의해 방출되는 광의 비는 비교적 낮은 약 0.25이다.
이 현상은 특히 특정 수의 광자가 캐소드과 애노드 사이에 포획된 채로 남는다는 사실에 의해 설명된다.
따라서, OLED의 효율을 개선시키기 위한, 즉 가능한 한 균일한 백색 광을 공급하면서 추출 효율을 증가시키기 위한 해결책을 찾으려고 한다. "균일한"이라는 용어는 설명의 나머지 부분에서 강도, 색 및 공간이 균일함을 의미하는 것으로 이해된다.
회절 격자를 형성하여 추출 효율을 증가시킬 수 있는 주기적 돌출 구조체를 유리-애노드 계면에 제공하는 것이 알려져 있다.
문헌 US 2004/0227462는 애노드 및 유기막을 지지하는 텍스처화 투명 OLED 기판을 가지는 회절 광학 솔루션을 제공한다. 따라서, 기판의 표면은 돌출부 및 골의 교대를 가지는데, 그 프로파일은 그 위에 침착되는 애노드 및 유기막에 대해 순응된다(followed). 구조체의 프로파일은 기판의 표면에 포토레지스트로 이루어지는 마스크를 적용하고- 마스크의 패턴을 돌출부를 위한 패턴에 대응됨 -, 그 후 마스크를 통해 표면을 에칭함으로써 얻어진다.
그러나, 이러한 방법은 넓은 기판 영역에 걸쳐 산업적으로 실시하는 것이 용이하지 않고, 무엇보다도 특히 조명 용도로는 너무 고가이다.
더욱이, OLED에서 전기적 결함이 발견된다.
따라서 본 발명은 증가된 추출 효율, 충분히 균일한 백색광 및 증가된 신뢰도를 동시에 보장하는 특히 다색(백색) OLED용 기판의 제조 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명의 한 가지 과제는 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 구성된 임의적인 계면막으로 코팅된 무기질 유리로 구성된 투명 기판 상에 제공되며, 텍스처의 프로파일은 돌출부와 골(trough)로 구성되는 것인 구조체의 제조 방법이며, 방법은 텍스처화 표면을 형성하기 위해
- 기판의 주요 면들 중 하나, 바람직하게는 그의 면적의 실질적으로 전부, 또는 상기 임의적인 계면막 상에, 두께가 300 nm 이하, 100 nm 이하, 또는 심지어 50 nm 이하이고 기판 또는 상기 계면막보다 10배 이상, 바람직하게는 100배 이상 더 얇은 코팅막, 바람직하게는 본질적으로 무기질인 코팅막을 침착시키고;
- 온도를 기판 또는 임의적인 계면막의 유리의 유리 전이 온도 Tg보다 높은 가열 온도 T1까지 충분히 증가시키고, 기판 또는 임의적인 계면막을 냉각시킴으로써 기판 또는 계면막을 수축시키는 것을 포함하며, 냉각은 코팅막의 침착 후에 실시되고, 가열 온도 T1으로부터 유리 전이 온도 Tg까지 기판 또는 임의적인 계면막의 유리의 자유 열 수축 ε1과 코팅막의 자유 열 수축 ε2의 사이의 차이 - 수학식 ε1-ε2=(α1-α2)(T1-Tg) [여기에서, α1은 Tg 이상에서 유리의 평균 선열팽창계수이고, α2는 Tg 이상에서 코팅막의 평균 선열팽창계수임]로 주어짐 - 는 0.1% 이상, 바람직하게는 0.3% 초과, 또는 심지어 0.55% 이상이다.
주기적이기 때문에, 종래 기술의 격자화는 특정의 파장 근방의 추출 효율의 증가를 최적화하고, 백색광 방출을 촉진시키지 않으며, 오히려 특정 파장을 선택하여, 예를 들어 청색 또는 적색을 더 방출하는 경향이 있다.
대조적으로, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 텍스처화 프로파일은, 주기 및 깊이 면에서의 특징적인 크기가 OLED로부터 광을 추출하기에 특히 적합한 돌출부를 제공한다.
나아가, 너무 날카로운 각도를 가지는 너무 뾰족한 돌출부는 애노드와 캐소드 사이의 전기적 접촉을 초래하여 OLED를 열화시킬 위험이 있다.
표면을 정의하기 위해, 이하를 도입하는 것이 바람직하다:
- 평균 기울기(slope)를 나타내고 최댓값을 설정하는 잘 알려진 조도 파라미터 Rdq;
- 임의로는, 최대 높이를 나타내고 최댓값을 설정하며, 임의로는 또한 추출을 촉진하도록 최솟값을 설정하는 잘 알려진 조도 파라미터 Rmax.
따라서 한 바람직한 실시양태에서, 수축은 구조체의 텍스처화 표면이 5㎛×5㎛의 분석 영역에 걸쳐 예를 들어 512개의 측정 지점에 대해 1.5° 미만, 바람직하게는 1° 미만, 또는 심지어 0.7° 미만인 조도 파라미터 Rdq 및 20 nm 이상, 및 임의로는 100 nm 미만인 조도 파라미터 Rmax에 의해 정의되도록 한다.
분석 영역은 측정하고자 하는 조도에 따라 적합하게 선택된다. 표면의 조도 파라미터는 바람직하게는 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 측정한다.
방법은 또한, 구조체가 그의 텍스처화 표면 상의 임의의 지점에 있어서 프로파일 상의 임의의 지점에서의 접선이 기판에의 법선에 대해 형성하는 각도가 30° 초과, 바람직하게는 45° 초과이도록 하는 것을 보장할 수 있다.
이 방법에 의해 텍스쳐(전형적으로 주름)는 간단하면서도 잠재적으로 넓은 면적에 걸쳐 적용될 수 있는 방식으로 유리에 기초한 구조체에 부여된다.
나아가, 주름 형성 후에 코팅막을 제거하지 않는 것이 바람직한 경우, 상 기 코팅막은 그의 표면이 얻어진 텍스처화 패턴에 실질적으로 순응적이므로(conformal) 텍스처화 패턴을 저해하지 않는다: 그의 주름은 주름의 골 및 피크 및 변 모두에서 유리 기판의 주름 주위로 고르고 균일하다.
본 발명의 방법의 한 특징에 따르면, 온도 증가는 코팅막의 침착을 위한 기판의 가열에 기인한다.
변법으로서, 상기 가열 온도 T1으로의 가열에 의해 발생하는 온도 증가는 코팅막이 침착된 후에 일어나며, 방법은 그 후에 코팅막을 제거하는 것을 포함한다.
또 다른 특징에 따르면, 가열 온도 T1까지의 온도 증가는 유리 전이 온도 Tg보다 적어도 100℃, 바람직하게는 300℃ 더 높다.
기판의 유리 전이 온도 Tg보다 낮은 유리 전이 온도 Tg'를 가지는 유리 프릿(glass frit)으로 이루어진 계면막은 바람직하게는 스크린 인쇄에 의해 침착되며, 이 계면막은 특히 500℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg'를 가지는 유리 프릿이다.
유리하게는, 코팅막은 유리 적층 라인 상에서, 적층 공정 후에, 또는 플로트 유리(float glass) 라인 상에서, 또는 유리의 재작업(rework) 시에, 가열 온도의 기판 상에의 CVD에 의해 침착된다.
변법으로서, 코팅막은 마그네트론을 사용하여 기판 상에 침착된다.
방법의 또 다른 특징에 따르면, 냉각은 실온에서, 어닐링 유리 용해로(annealing lehr)에서, 또는 열 템퍼링 조건 하에서 실시된다.
코팅막, 특히 금속 코팅막은 막과 기판 또는 임의적인 계면막 사이의 선택적 화학적 에칭에 의해 제거된다.
따라서, 방법은 등방성 텍스처를 형성하는 수축을 유발한다. 대조적으로, 방법은 냉각과 동시에 단방향 인장 응력을 가하는 것에 의해 이방성 텍스처를 형성한다.
본 발명의 또 다른 과제는 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 이루어진 계면막이 임의로 침착되어 있는 무기질 유리로 이루어진 투명 기판 상에 제공되고, 표면 텍스처의 프로파일은 돌출부 및 골로 이루어지고 상기 정의한 방법에 의해 얻을 수 있는 것인 구조체이다.
그러한 프로파일의 돌출부의 대부분(심지어 70% 이상 및 심지어 80% 이상)은 하기와 같은 주름(바람직하게는 실질적으로 둥근 정점을 가짐)의 형태를 취한다:
- 기다랗고(특히 비교적 물결 모양으로서, 각각 실질적으로 일정한 폭을 가짐) 2 ㎛ 이상, 및 바람직하게는 5 ㎛ 이상의 길이 및 500 ㎛ 미만, 심지어 300 ㎛, 또는 더 바람직하게는 100 ㎛ 미만의 길이를 가져서, 주름들이 모두 동일 방향으로 놓여 있는 임의의 영역의 크기를 제한함;
- 다방향성으로서, 적어도 2개의 교차된 방향, 특히 적어도 3개의 방향으로 놓이며, 방향들은 서로에 대해 10° 이상, 심지어 45°의 각도를 형성함;
- 200 nm 내지 4 ㎛ 범위, 바람직하게는 300 nm 내지 2 ㎛ 범위, 더 바람직하게는 400 nm 내지 700 nm 범위의 피치(pitch) 또는 의사-주기(pseudo-period)를 가짐(즉, 주어진 방향에서 적어도 3회 이상 반복되는 동일 높이 및 동일 폭의 주름들을 가짐);
- 바람직하게는 하나의 주어진 방향에서 최대 의사-주기의 100배 미만, 바람직하게는 50배 미만, 더 바람직하게는 20배 미만의 최대수를 가짐;
- 300 nm 이하, 바람직하게는 200 nm 미만, 더 바람직하게는 100 nm 이하의 서브마이크로미터(submicron) 크기의 최대 높이를 가짐;
- 바람직하게는 20 nm 이상, 심지어 30 nm, 바람직하게는 50 nm 이상의 최소 높이를 가짐.
본 발명의 텍스처(여기에서는 주름으로서 한정될 수도 있음)는 더욱이 그의 푸리에 변환에 의해 정의될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 과제는 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 이루어진 계면막이 임의로 침착되어 있는 무기질 유리로 이루어진 투명 기판 상에 제공되고, 표면 텍스처의 프로파일은 돌출부 및 골로 이루어지고 상기 정의한 방법에 의해 얻을 수 있는 것인 구조체이다. 나아가, 텍스처화 표면의 푸리에 변환 - "FT"로 표기함 - 은 적어도 한 방향에서 주파수(frequency) k' = 2π/λ'를 가지며, 이하와 같다:
- FT(k')의 모듈러스 > 0.75 × FT(k'/2)의 모듈러스, 바람직하게는 FT(k')의 모듈러스 > FT(k'/2)의 모듈러스;
- FT(k')의 모듈러스 > FT(1.5k')의 모듈러스, 바람직하게는 FT(k')의 모듈러스 > 2 × FT(1.5k')의 모듈러스;
- λ'는 200 nm 내지 2 ㎛, 바람직하게는 300 nm 내지 1 ㎛, 바람직하게는 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 있다.
일반적으로, 무작위 텍스처의 FT는 피크를 갖지 않고, FT는 k와 함께 감소하는 모양을 갖는다.
따라서, OLED에 유용한 본 발명에 따른 텍스처의 특징은 다음과 같다:
- (의사-)주기가 존재함;
- FT는 k가 증가함에 따라 상당히 평평하게 유지되다가 더 높은 k값에서 갑자기 감소함;
- 바람직하게는 FT는 최댓값을 지난 후 더 높은 k값에서 갑자기 감소한다.
이 텍스처는 무효한 주파수의 수가 최소이므로 OLED에 적합하다. 일반적으로, 무작위 텍스처에서는 FT가 천천히 감소한다. 주파수 k'에서 어떤 에너지를 가지기 위해서는, k' 미만의 모든 주파수에서 에너지를 갖는 것이 필요하고, 그 경우 더 높은 주파수에서도 여전히 에너지가 있다(FT의 감소가 느림). 이것은 종종, OLED와 양립할 수 없는, 매우 큰 돌출부 또는 피크-투-밸리(peak-to-valley) 높이를 가지는 텍스처를 포함한다.
본 발명에 따른 텍스처에서는, 모든 주파수에서 에너지가 있지 않고, 특히 낮은 주파수에서 가능한 한 적은 에너지가 있다. 이것은 큰 피크-투-밸리 높이를 가지지 않고 광 추출에 적합한 주파수에서 더 많은 에너지를 가질 수 있게 한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 과제는 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 이루어진 계면막이 임의로 침착되어 있는 무기질 유리로 이루어진 투명 기판 상에 제공되고, 표면 텍스처의 프로파일은 돌출부 및 골로 이루어지고 상기 정의한 방법에 의해 얻을 수 있는 것인 구조체이다. 나아가, 푸리에 변환 FT는 k' = 2π/λ'(여기에서, λ'는 200 nm 내지 2 ㎛, 바람직하게는 300 nm 내지 1 ㎛, 특히 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 있음)인 k' 값을 중심으로 하고, 이 값을 중심으로 k'' = 2π/λ''와 k''' = 2π/λ'''의 사이의 차이에 상응하는 피크의 반치전폭(full-width at half-maximum)으로서 정의되는 범위 Δk에 걸쳐 변하며, 차이 |λ''-λ'''|는 100 nm 내지 2 ㎛, 바람직하게는 200 nm 내지 1000 nm, 특히 250 nm 내지 500 nm인 의사-주기를 갖는다.
또한, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 구조체는 기판의 표면에 대해 평행한 다수의 방향을 따라 놓여 있는 다수의 주름을 제공한다. 이 다방향 배열은 구조체의 등방적 특성을 정의한다. 따라서, 구조체는 등방성 백분율(isotropy percentage)을 가진다.
등방성 백분율은 하기 방식으로 계산될 수 있다:
- 다수의 각도에 대해 푸리에 변환의 중심을 지나도록 매 3.6°로 100개의 프로파일을 추출하고;
- 추출된 프로파일의 각각이, k' = 2π/λ'(여기에서, λ'는 200 nm 내지 2 ㎛, 바람직하게는 300 nm 내지 1 ㎛, 특히 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 있음)인 k' 값을 중심으로 하고, 이 값을 중심으로 k'' = 2π/λ''와 k''' = 2π/λ'''의 사이의 차이에 상응하는 피크의 반치전폭으로서 정의되는 범위 Δk에 걸쳐 변하며, 차이 |λ''-λ'''|는 100 nm 내지 2 ㎛, 바람직하게는 200 nm 내지 1000 nm, 특히 250 nm 내지 500 nm인 피크를 가지는지를 입증하기 위한 검정을 실시하고;
- 100개 중 상기 기준을 충족하는 프로파일의 수 n을 계수하여, 그로부터 등방성 백분율 n/100을 유도함.
등방성 백분율은 10% 이상, 바람직하게는 30% 초과, 특히 60% 초과이다. 따라서 추출된 광은 공간적으로 균일하다.
본 발명의 텍스처의 프로파일은 바람직하게는 "의사-주기성(quasi-periodic)" 곡선으로 근사된다. 이 프로파일은 코팅막의 두께 및 그의 속성 및 본 발명에 의해 제공되는 텍스처의 제조 방법에 따라 달라진다.
본 발명에 따르면, 2개의 돌출부를 분리하는 피치는 광의 파장, 즉 200 nm 내지 2 ㎛, 300 nm 내지 1 ㎛, 특히 가시광에 대해 400 nm 내지 700 nm과 대략 동일한 주기를 가지는 의사-주기성이다. 그러나, 유리하게도, 본 발명에 따르면, 이 주기성에 대해 특정 파장 범위가 얻어지므로 보다 넓은 통과대역(passband)을 제공한다. 이것이 "의사-주기성" 프로파일이 의미하는 바다. 이 프로파일에 대한 보다 상세한 것은 이하에서 푸리에 변환을 이용한 그의 특성화와 관련하여 주어질 것이다.
구조체의 텍스처, 이 프로파일을 얻는 방식, 및 코팅막의 속성은, 조합될 경우 광 추출 및 이 광의 균일성을 더욱 최적화하는 특징들이다.
바람직한 실시양태에서, 구조체의 텍스처화 표면은, 대부분의 지점에 있어서의 접선이 텍스처화 표면의 대향면에 대한 법선에 대해 45° 이상의 각을 이루는 접선을 가지는 것으로서 정의되고/거나, 5㎛×5㎛의 분석 영역에 걸쳐 예를 들어 512개의 측정 지점에 대해 1.5° 미만, 바람직하게는 1° 미만, 또는 심지어 0.7° 이하인 조도 파라미터 Rdq 및 20 nm 이상, 및 임의로는 100 nm 미만인 조도 파라미터 Rmax에 의해 정의된다.
코팅막은 바람직하게는
- 특히 양호한 열적 내성을 가지기 위해서 본질적으로 무기질이며/무기질이거나,
- (비금속, 예컨대 산화물, 선택적으로는 금속 산화물에 기초한다는 점에서) 유전체이며, 바람직하게는 (공지된 문헌에 따르면 통상적으로 109Ω?㎝ 초과의 체적 전기 비저항을 가지는) 전기적 절연체 또는 (문헌에 따르면 10-3Ω?㎝ 초과 109Ω?㎝ 미만의 체적 전기 비저항을 가지는) 반도체이고/반도체이거나
- 바람직하게는 기판의 투명도를 뚜렷하게 변경시키지 않는데, 예컨대 이러한 막으로 피복된 기판은 70% 이상, 심지어는 80%의 광 투과율 TL을 가질 것이다.
한 가지 유리한 특징에 따르면, 코팅막은 유전체, 특히 내화성 세라믹, 특히 Si3N4, SiO2, TiO2, ZnO, SnZnO 또는 SnO2이다. 유전체막은 1.8 이상 및 바람직하게는 2 이하의 굴절률을 갖는다.
내화성 및/또는 귀금속, 예를 들어 Zr, Ti, Mo, Nb, W, Si, Al, Au, Pt 및 이들의 합금으로 이루어진 코팅막이 또한 유리하며, 특히 이러한 막은 세라믹막에 비해 기판으로부터 제거하기가 일반적으로 더 용이하게 때문에, 코팅을 제거하는 것이 바람직한 경우에 유리하다.
또 다른 특징에 따르면, 계면막은, 바람직하게는 유리 전이 온도 Tg'가 600℃ 이하, 또는 심지어 500℃ 이하인 용융된 유리 프릿으로부터 얻어지는 막이다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 과제는 상기 정의된 구조체 또는 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 구조체를 포함하고, 제1 (하부) 전극을 형성하고 구조체의 텍스처화 면 상에 침착되는 제1 투명 전기 전도성 코팅, 제1 전극 상에 침착된 1종 이상의 유기막에 기초하는 OLED 시스템, 및 제2 (상부) 전극을 형성하고 OLED 시스템 상에 침착되는 제2 전기 전도성 코팅을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 장치이다.
유리하게는, 제1 전기 전도성 코팅은 기판의 표면에 실질적으로 순응하는 표면을 가지며, 코팅막의 굴절률 이상의 굴절률을 갖는다.
OLED는 특히 1×1㎠ 이상, 심지어 5×5㎠, 그리고 심지어 10×10㎠ 이상의 (고체) 상부 전극 영역을 갖는 조명 패널 또는 백라이트(실질적으로 백색이고/백색이거나 균일함)를 형성할 수 있을 것이다.
따라서, OLED는 (실질적으로 백색인) 다색 광을 방출하는 (단일 전극 영역을 가지는) 단일 조명 패널 또는 (실질적으로 백색인) 다색 광을 방출하는 (복수의 전극 영역을 가지는) 다수의 조명 패널을 형성하도록 설계될 수 있을 것이며, 각 조명 패널은 1×1㎠ 이상, 심지어 5×5㎠, 그리고 심지어 10×10㎠ 의 (고체) 전극 영역을 가진다.
따라서, 본 발명에 따른 OLED에서, 특히 조명 용도에서 비화소화된 전극을 선택할 수 있다. 따라서, 이는 3개의 병치된, 통상적으로 매우 작은 픽셀로부터 구성되며, 각각의 픽셀이 거의 단색인 소정의 광(전형적으로, 적색, 녹색 또는 청색 광)을 발광하는 디스플레이 스크린(LCD 등) 전극과는 상이하다.
OLED 시스템은 0°에서 XYZ 1931 CIE 색 공간의 (x1, y1) 좌표, 따라서 직각으로 입사되는 광에 대해 주어진 좌표에 의해 정의되는 다색 광을 방출할 수 있을 것이다.
OLED는 배면 발광형이고, 선택적으로는 상부 전극이 각각 반사성인지, 또는 반반사성(semireflective)인지, 또는 심지어 투명한(특히 애노드에 비해 통상 60％ 초과 및 바람직하게는 80％ 이상의 TL을 가짐)지에 따라 전면 발광형일 수도 있다.
OLED 시스템은 특히 0°에서 (0.33; 0.33) 또는 (0.45; 0.41)에 가능한 한 근접하는 좌표를 갖는 (실질적으로) 백색 광을 방출할 수 있을 것이다.
실질적인 백색 광을 생성하기 위해 몇몇 방법 - 단일 막 내의 성분 혼합물(적색, 녹색 및 청색 방출); 3개의 유기 구조체(적색, 녹색 및 청색 방출) 또는 2개의 유기 구조체(황색 및 청색)의 다층이 가능하다.
OLED는 특히 0°에서 (0.33; 0.33) 또는 (0.45; 0.41)에 가능한 한 근접하는 좌표를 갖는 (실질적으로) 백색 광을 출력할 수 있다.
장치는 복수의 창유리 유닛, 특히 진공 공동, 또는 공기 또는 다른 가스로 채워진 공동을 포함하는 창유리의 일부일 수 있다. 장치는 또한 더 소형화되고/소형화되고 더 경량화되도록 일체식 창유리 창틀을 포함하는 일체식일 수 있다.
OLED는 바람직하게는 유리, 특히 사용 중인 특수 투명 유리와 같이 투명한, 캡이라 불리는 다른 평면 기판과 적층 중간층을 사용하여 결합되거나, 또는 바람직하게 적층될 수 있다.
본 발명은 또한 외부 및/또는 내부에 위치된 하나 이상의 투명하고/투명하거나 반사성인(거울 기능) 발광 표면을 형성하는 데 사용되는, 이들 OLED에 대해 발견될 수 있는 다양한 용도에 관한 것이다.
장치는 (대안적으로 또는 추가적으로) 조명 시스템, 장식 시스템 또는 건축 시스템 등, 또는 표시용 디스플레이 패널, 예를 들어 디자인, 로고 또는 영숫자 표시, 특히 비상구 표시를 형성할 수 있을 것이다.
OLED는 특히 균일한 조명을 위해 균일한 다색 광을 생성하도록 또는 동일한 강도 또는 상이한 강도를 갖는 다양한 발광 영역을 생성하도록 배열될 수 있을 것이다.
OLED의 전극 및 유기 구조체가 투명한 것으로 선택될 때, 특히 발광 윈도우를 제조할 수 있다. 이 경우, 광의 투과 손실로 방의 조명은 개선되지 않는다. 더욱이, 특히 발광 윈도우의 외부 측으로부터의 광의 반사를 제한함으로써, 예를 들어 건물의 커튼 벽에 대해 시행 중인 눈부심 방지 기준을 충족시키기 위해 반사 수준을 제어할 수도 있다.
더 넓게는, 특히 부분적으로 또는 전체가 투명한 장치는,
- 건물, 예를 들어 발광 외부 창유리 유닛, 발광 내부 칸막이 또는 창유리 발광 도어, 특히 슬라이딩 도어(또는 그의 일부)에 사용되려는 의도이거나,
- 수송 수단, 예를 들어 육상, 해상 또는 항공 운송 수단(자동차, 트럭, 기차, 비행기, 보트 등)용 발광 루프, 발광 면 윈도우(또는 그의 일부), 발광 내부 칸막이에 사용하려는 의도이거나,
- 가정용 또는 영업용 세팅, 예를 들어 버스 간이 대합실 패널, 진열장의 벽, 보석상의 진열장 또는 샵 윈도우, 온실의 벽, 발광 타일에 사용하려는 의도이거나,
- 내부 피팅, 예를 들어 선반 또는 가구 요소, 가구의 물품용 전방면, 발광 타일, 천장 라이트 또는 램프, 발광 냉장고 선반, 수족관 벽으로 사용하려는 의도이거나, 또는
　- 전자 장비, 특히 디스플레이 스크린, 선택적으로는 이중 스크린, 예를 들어 텔레비전 또는 컴퓨터 스크린 또는 터치 스크린의 백라이트용으로 의도될 수 있다.
OLED는 일반적으로 사용된 유기 물질에 따라 2개의 폭넓은 군으로 분류된다.
전자 발광막이 작은 분자로부터 형성되면, SM-OLED(저분자 발광 다이오드)라 불린다. 일반적으로, SM-OLED의 구조는 정공 주입막 다층(HIF), 정공 수송막(HTF), 발광막 및 전자 수송막(ETF)으로 이루어진다.
유기 발광 다층의 예는, 유기 발광 다층의 예는, 예를 들어 공개 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., Organic Electronics, 8 (2007) pages 683-689]에 서술되어 있다.
유기 발광막이 중합체이면, PLED(polymer light-emitting diodes)라 불린다.
이제 본 발명의 범위를 제한하지 않는 순수하게 예시적인 예 및 첨부된 도면을 사용하여 본 발명을 서술한다.
도 1은 본 발명에 따른 텍스처화 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 변법이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시양태의 구조체의 텍스처화 표면의 광학 현미경 사진이다.
도 3b는 도 3a의 도면의 푸리에 변환이다.
도 3c는 도 3b에 도시된 푸리에 변환의 프로파일이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시양태의 구조체의 텍스처화 표면의 광학 현미경 사진이다.
도 4b는 도 4a의 도면의 푸리에 변환이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 푸리에 변환의 프로파일이다.
도 5a는 본 발명의 제3 실시양태의 구조체의 비등방성 및 의사-주기성 텍스처링의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 5b는 도 5a의 도면의 푸리에 변환이다.
도 6은 본 발명의 범위에 포함되지 않고 종래 기술의 일부도 아닌 계면막을 갖는 일례의 텍스처의 광학 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 OLED의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직하게는 등방성 의사-주기성 텍스처화 구조체(1)를 도시한다. 이것은 그의 주요 면들(1a) 중 하나 상에, 광자가 이 텍스처화 면에 부딪혀 상기 구조체를 통과할 때 보다 적은 광을 반사하여, 최종 추출 효율을 최적화하고, 너무 좁은 파장 범위에서의 광 추출을 최소화하는 것에 의해 백색 광 및 특히 공간에서 가능한 한 균일한 광을 얻도록 의도된 텍스처를 갖는다.
구조체(1)는 본 발명의 방법을 사용하여 제조된 후에 투명 무기질 유리로 이루어진 기판(10), 임의로는 특수한 성질을 가지는 막인 투명 코팅막(11)(실시예에 기초하여 후술함), 및 잠재적으로는 한 변법으로 무기질 유리로 이루어지고 코팅막과 기판 사이에 침착되는 투명 계면막(2)(도 2)을 포함한다.
기판(10)은 무기질 유리로 이루어지고 두께가 0.7 mm 내지 3 mm이다. 이것은 제1 주요 면(12), 및 주름이 얻어진 후에 제거되지 않았을 경우 전체 면적에 대해 코팅막(11)으로 또는 변법 실시양태에서 계면막(2)으로 코팅된, 반대쪽의 제2 주요 면(13)을 갖는다.
구조체(1)는 그의 면(1a) 상에서 텍스처화되어서, 교번하는 골(15)을 형성하는 다수의 돌출부(14)를 포함한다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 구조체(1)는 코팅막(11)만을 포함하고, 텍스처는 코팅막의 두께 내에서 및 유리 기판의 특정 깊이까지 재생성된다.
따라서, 유리 기판의 제2 면(13)은 평평하지 않고, 코팅막(11)의 프로파일과 동일한 프로파일을 가지며, 한 프로파일이 다른 프로파일에 면밀히 순응한다.
코팅막(11)의 두께는 그의 전체 면적에 걸쳐 균일하고 5 nm 이상이다. 목적하는 구조체를 갖기 위해, 두께는 막의 속성 및 또한 유리와 코팅막(11) 사이의 뜨거운 유리 또는 점성 계면막(2)이 수축되는 양에 따라 달라진다.
본 발명자는 전극을 수용해야 하는 구조체의 외부 표면이 어떠한 날카로운 부분도 없어야 함이 필수적임을 설명하였다.
따라서, 이러한 요건을 충족될 것을 보장하기 위해, 텍스처화 표면은 5㎛×5㎛의 분석 영역에 대해 바람직하게 AFM에 의해 측정될 때에 1.5° 미만의 조도 파라미터 Rdq 및 바람직하게는 100㎚ 이하의 조도 파라미터 Rmax에 의해 정의된다.
또한, 텍스처화 표면 상의 대부분의 지점에서의 접선은 대향하는 평면에 대한 법선에 대해 30° 이상의 각도, 그리고 바람직하게는 45° 이상의 각도를 형성할 수 있을 것이다.
본 발명의 방법에 따른 수축을 위한 가열 온도는 유리의 유리 전이 온도보다 적어도 100℃ 내지 300℃ 더 높으며, 무기질 유리로 이루어진 기판 또는 계면막을 위한 충분히 낮은 점도에 상응하는 온도이다. 코팅막(11)을 위한 바람직한 물질의 예는 Si3N4 또는 SiO2이다.
유리 기판의 면(13) 및 코팅막(11)은 서로 친밀하게 부착되므로 동일한 프로파일을 가지는 단일 조립체이다.
도 2의 변법 실시양태에서, 유리 기판의 면(13)은 평평한 상태를 유지하고, 코팅막(11)에 의해 얻어진 텍스처가 이후 제조 방법의 설명에서 알게 되는 바와 같이 계면막(2) 상에 생성된다.
따라서, 계면막(2)의 수축에 의해 얻어지는 프로파일은 코팅막(11)의 두께를 통해서 및 상기 계면막의 두께를 통해서 생성된다. 따라서 기판의 면(13)은 텍스처화 표면을 갖는다.
텍스처의 프로파일은 코팅막(11)의 두께, 및 그의 속성 및 본 발명에 의해 제공되는 텍스처의 제조 방법에 맞추어진다.
<본 발명에 따른 텍스처화 구조체의 실시예 1>
도 3a는 본 발명의 제1 실시양태의 텍스처화 표면의 광학 현미경 사진을 보여준다.
소다-석회석-실리카 유리로 이루어진 기판은 두께가 약 1 밀리미터이고, 유리 전이 온도 Tg가 550℃이고, 550℃(Tg) 초과의 온도에서 평균 선열팽창계수가 30×10-6 K-1인 것으로 선택하였다.
냉각에 의한 기판의 수축을 위한 가열 온도 T1은 750℃로 선택하였다.
코팅막은 마그네트론 진공 공정을 사용하여 가열하지 않은 유리 기판 상에 침착시켰다. 이 막은 ZnO로 이루어졌으며, 두께는 50 nm이고, 550℃(Tg) 초과의 온도에서 평균 선열팽창계수는 거의 60×10-7 K-1이었다.
따라서, 가열 온도 T1으로부터 아래로 유리 전이 온도 Tg까지에서 유리의 자유 열 수축 ε1과 코팅막의 자유 열 수축 ε2 사이의 차이는 0.48%였다. 계산은 앞서 설명의 도입부에서 제시한 공식을 사용하여 수행했다.
지형학적(topographical) 관점에서, 서브마이크로미터 크기의 돌출부는 주로 하기와 같은 주름의 형태를 취하였다:
- 기다랗고, 다소 물결 모양이며, 각각 실질적으로 일정한 폭을 가졌음;
- 길이는 4 내지 10 ㎛였음;
- 다방향성으로서(복수의 방향을 따름), 방향들은 적어도 10°, 심지어 20° 이상의 각도를 형성하였음;
- 0.7 ㎛ 내지 2 ㎛ 범위의, 2개의 주름을 분리하는 피치(의사-주기)를 가졌음.
도 3b는 도 3a에 나타낸 이미지의 푸리에 변환(FT)에 상응한다. 푸리에 변환은 주름이 실제적으로 등방성임을 나타낸다.
구체적으로, 보이는 것은 중심에 대해 대칭이며 파수 벡터 k가 증가함에 따라 감소하는 FT이다. FT는 완벽한 회전 대칭을 갖지는 않으며, 이는 텍스처가 약간 배향되었음을 의미한다.
FT의 감소는 5 ㎛-1의 값에 도달하기까지는 상당히 느리다. 그 후, 급변하여 8 ㎛-1에서 대략 0의 값에 도달한다.
도 3c는 도 3b의 도면의 푸리에 변환의 프로파일을 도시한다.
텍스처화 표면의 푸리에 변환은 적어도 한 방향에서, 이 경우 3.5 ㎛-1의 주파수 k' = 2π/λ'(즉, λ' = 1.8 ㎛)를 갖는다.
FT(k')의 모듈러스/FT(k'/2)의 모듈러스의 비율은 1이다.
FT(k')의 모듈러스/FT(1.5k')의 모듈러스의 비율은 4이다.
등방성 백분율은 약 80%였다.
등방성 백분율은 상기 앞선 설명에서 기재한 바와 같이 계산했다.
<본 발명에 따른 텍스처화 구조체의 실시예 2>
도 4a는 본 발명의 제2 실시양태의 텍스처화 표면의 광학 현미경 사진을 보여준다.
알루미노실리케이트 유리로 이루어진 기판은 두께가 약 1 밀리미터이고, 유리 전이 온도 Tg가 690℃이고, 690℃(Tg) 초과의 온도에서 평균 선열팽창계수가 거의 30×10-6 K-1인 것으로 선택하였다.
냉각에 의한 기판의 수축을 위한 가열 온도 T1은 900℃로 선택하였다.
코팅막은 마그네트론 진공 공정을 사용하여 가열하지 않은 유리 기판 상에 침착시켰다. 이 막은 SiO2로 이루어졌으며, 두께는 50 nm이고, 690℃(Tg) 초과의 온도에서 평균 선열팽창계수는 5×10-7 K-1이었다.
따라서 가열 온도 T1으로부터 아래로 유리 전이 온도 Tg까지에서 유리의 자유 열 수축 ε1과 코팅막의 자유 열 수축 ε2 사이의 차이는 0.62%였다.
지형학적 관점에서 보면, 서브마이크로미터 크기의 돌출부는 주로 하기와 같은 주름의 형태를 취하였다:
- 기다랗고, 다소 물결 모양이며, 각각 실질적으로 일정한 폭을 가졌음;
- 길이는 4 내지 15 ㎛였음;
- 다방향성으로서(복수의 방향을 따름), 방향들은 적어도 10°, 심지어 20° 이상의 각도를 형성하였음;
- 1.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 범위의, 2개의 주름을 분리하는 피치(의사-주기)를 가졌음.
도 4b는 도 4a에 나타낸 이미지의 푸리에 변환에 상응한다. 앞선 실시예에서와 같이, 푸리에 변환은 주름이 실제적으로 등방성임을 나타낸다.
구체적으로, 보이는 것은 중심에 대해 대칭인 FT이다. FT는 중심 주위의 고리 모양이고, 이는 실제로 정확한 피치를 갖는 텍스처의 특징이다. FT의 최댓값은 약 4.2 ㎛-1의 값에 위치한다. FT는 완벽한 회전 대칭을 갖지는 않으며, 이는 도 4a의 텍스처가 약간 배향되었음을 의미한다.
FT의 감소는 보다 높은 값의 파수 벡터 k에서 상당히 급변하였고, 9 ㎛-1에서 대략 0의 값에 도달하였다.
나아가, 본 발명자들은 프로파일이 충분히 등방성이어야 할 뿐 아니라 바람직하게는 의사-주기성이어야 함을 입증했다.
나아가, 임의의 방향에서 도 4b의 이미지의 중심을 통과하는 단면을 고려하면, 푸리에 변환에 대해 도 4c의 곡선 모양을 갖는 프로파일이 얻어진다.
텍스처화 표면의 푸리에 변환은 적어도 한 방향에서, 이 경우 4.2 ㎛-1의 주파수 k' = 2π/λ'(즉, λ' = 1.5 ㎛)를 갖는다.
FT(k')의 모듈러스/FT(k'/2)의 모듈러스의 비율은 3.5이다.
FT(k')의 모듈러스/FT(1.5k')의 모듈러스의 비율은 3.5이다.
또한, 도 4c의 곡선은 실질적으로 가우시안 형태의 피크를 가진다. 그래프의 원점 0으로부터 이러한 피크의 분리는 평균 주기, 즉 2개의 인접하는 돌출부(14) 사이의 평균 피치에 대응한다.
프로파일은, 피크가 주기값 k' 상에서 중앙에 위치하고, 피크의 최댓값의 1/2로 생각되는 폭 Δk 상에 걸쳐 분산한다는 점에서 "의사-주기적"이다. 결과적으로, 대부분의 돌출부가 주기 λ' 만큼 서로 분리되어 λ' = 2π/k'가 되는 경우, 다른 돌출부들은 주기 λ'' 만큼 서로 분리되어 k'' = 2π/λ''가 되며(이때 k''는 이 값 k'에 따라 변함), 또 다른 돌출부는 λ''' 만큼 서로 분리되어 k''' = 2π/λ'''가 된다(이때 k'''는 이 값 k'에 따라 변함).
이러한 피크는 값 k' 상의 중앙에 위치하여 k' = 2π/λ'가 되며, 여기서 λ'는 앞서 정의한 파장 범위에 속한다, 즉 λ'는 [200㎚; 2㎛]의 범위에 놓인다.
또한, 이 피크의 폭 Δk가 최적화된다. Δk를 k'' = 2π/λ''와 k''' = 2π/λ'''의 차에 대응하는 피크의 반치전폭으로 가정하면, 본 발명에 따르면 차 ｜λ''-λ'''｜는 100㎚와 2㎛ 사이에 놓인다.
결과적으로, 돌출부를 분리하는 피치는 파장값 λ'의 중앙에 놓이고,
Figure pct00001
의 범위에서 변한다.
이러한 방식으로, 단일 텍스처로 광의 전 파장 범위를 커버하는 것이 가능하다.
실시예 2의 경우, 아래가 얻어졌다.
λ'=550㎚이고, ｜λ''-λ'''｜=300㎚이어서, 550㎚±150㎚에 대응하는 범위, 즉 400㎚ 내지 700㎚가 된다.
따라서, 이러한 프로파일을 가지는 텍스터는 가시 스펙트럼을 커버하여, 백색광이 추출되고, 예를 들어 스펙트럼 내의 소정의 색에 대응하는 제한된 파장 범위로 감소된 광이 아니도록 보장한다.
등방성 퍼센트는 약 75%이었다.
<본 발명에 따른 텍스처화 구조체의 실시예 3>
도 5a는 실질적으로 본 발명의 제3 실시예에서 동일한 방향을 따라 배향된 이방성 주름의 전자 현미경 사진이다. 이는 여전히 뜨거운 상태에서 수직 인장 응력을 구조체에 가함으로써 제조 방법 중에 이방성 변법을 유리 기판에 가하여 얻어졌다.
소다-석회석-실리카 유리로 구성된 기판은 약 1㎜의 두께, 550℃의 유리 전이 온도(Tg) 및 550℃(Tg) 초과의 온도에 대해 30×10-6 K-1에 가까운 평균 선열팽창계수를 갖는 것을 선택했다.
코팅막은 SnO2로 이루어졌으며, CVD에 의해서 800℃의 온도(냉각에 의한 기판의 수축을 위한 가열 온도 T1)까지 가열된 이미 뜨거운 기판 상에 침착시켰다. 그 두께는 15㎚였으며, 평균 그 평균 선열팽창계수는 550℃(Tg) 초과의 온도에 대해 거의 4.5×10-6K- 1였다.
가열 온도 T1에서 유리 전이 온도 Tg까지에서의 유리의 자유 열 수축 ε1과 코팅막의 자유 열 수축 ε2의 차는 따라서 0.635%이었다.
지형적인 관점에서, 서브마이크로미터 크기의 돌출부는 주로 아래와 같은 주름의 형태를 취하였다.
- 기다랗고, 다소 물결 모양이며, 각각은 실질적으로 일정한 폭을 가졌음;
- 길이는 2 내지 5 ㎛였음;
- 다방향성으로서(복수의 방향을 따름), 방향들은 약 10°의 각도를 형성하였음;
- 0.9㎛ 내지 2.5㎛의, 2개의 주름을 분리하는 피치(의사 주기)를 가짐
도 5b는 도 5a에 도시된 이미지의 푸리에 변환(FT)에 대응한다. 이방성이 명확하게 보일 것이다.
이미지의 푸리에 변환(도 5b)이 실질적으로 한 방향으로의 프로파일을 가짐을 볼 수 있을 것이다.
FT는 중심에 대해 대칭적이다. FT는 중심에 대해 대칭적인 2개의 명확히 구분되는 스팟(spot)을 가진다. 이것은 텍스처의 미세 피치 및 잘 배향된 텍스처의 표시이다. FT의 최댓값은 약 5㎛-1의 값에 위치한다. FT는 회전 대칭성은 아닌데, 이는 도 5a의 텍스처가 배향성을 가진다는 것을 의미한다. 등방성 백분율은 약 5%이다.
FT의 감소는 높은 값의 파수 벡터 k에 대해서 상당히 급격하여, 10㎛-1에서 거의 0의 값에 도달한다.
텍스처화 표면의 푸리에 변환은 적어도 한 방향에서 주파수 k' = 2π/λ'를 가지며, 여기서는 5㎛-1, 즉 λ'=1.25㎛이다.
비: FT(k')의 모듈러스/FT(k'/2)의 모듈러스 = 4.
비: FT(k')의 모듈러스/FT(1.5k')의 모듈러스 = 10.
<실시예 4 - 본 발명에 따르지 않은 경우>
도 6은 게면막으로 피복된 기판 상에 얻어진 이방성 주름의 광학 현미경 사진이다.
주름을 생성하는 데에 사용되는 방법은, 두께 10㎛인 유리 프릿의 막으로 피복된 소다-석회석 유리 상에, 본 발명에 따른 텍스처를 생산하기에는 너무 두꺼운 100㎚ 두께의 SnO2 막을 고온 CVD 침착하는 것이었다. 유리 프릿은 400℃의 유리 전이 온도 Tg'를 가지며, 침착은 600℃에서 행해졌다.
전형적으로 약 20㎛인 본 응용에서 요구되는 것에 비교하여 매우 높은 피치를 가지는 텍스처가 얻어졌다. 또한, 텍스처는 방향성을 가졌다.
도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 텍스처화 구조체는 특히 OLED에 도입되기에 적합하다.
<텍스처화 구조체를 가지는 OLED>
OLED(3)는 텍스처화 구조체(1), 전극을 형성하고 코팅막(11)이 제공된 구조체의 텍스처화 면(1a) 상에 배열된 제1 투명 전기 전도성 코팅(30), 유기 물질(들)의 막(31), 및 제2 전극을 형성하고 바람직하게 유기막(31)쪽에 유기막에 의해 방출된 광을 반대 방향, 즉 투명 기판 방향으로 반사하도록 의도된 (반)반사 표면을 가진 제2 전기 전도성 코팅(32)을 포함하였다.
유기막(31)에 의해 방출된 광은 본 발명의 텍스처화 구조체(1)를 통과하여, 구조체의 면(12)을 통해 장치의 외부로 나갔다. 따라서, 광은 높은 휘도를 가졌으며 균일하였고 등방성이었다. 이것은, 텍스처가 OLED의 광 추출 효율을 실질적으로 높였으며, 광자의 회절을 증가시켜, 상이한 파장의 색들이 기판(10)의 두께를 통해 재결합하여 균일하고 등방성을 가지는 백색광을 제공하는 것을 보장하였기 때문이다.
바람직하게 등방성 및 의사-주기적 프로파일을 가지는 텍스처화 구조체가 아래를 포함하는 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어졌다;
- 적절한 코팅막(11)을 평평한 무기질 유리로 이루어지는 기판 상에 침착시킴;
- 막으로 피복된 기판에 열처리를 하여 냉각 후에 표면 구조체를 주름지게 함;
- 임의로는, 주름이 얻어진 후에, 코팅막(11)을 제거함.
코팅막을 형성하는 데에 물질 Si3N4, SiO2, TiO2, SnO2 또는 ZnO의 사용이 특히 추천된다. OLED와 같은 발광 장치에는 Si3N4가 선호되는데, 이는 OLED의 다층 전극(30)의 제1 막을 유리하게 직접 형성할 것이기 때문이다.
제1 실시양태에 따르면, 막(11)은 가열되지 않은 유리 기판(10) 상에 침착되고, 열처리는 피복된 기판을 가열하고, 그 후에 냉각시키는 것을 포함하였다.
막은 바람직하게 마그네트론을 이용하여 차가운 기판 상에 침착되었다.
피복된 기판은 적어도 유리의 전이 온도 Tg보다 100℃(바람직하게는 300℃) 더 높은 온도까지 가열되었다.
제2 실시양태에 따르면, 막(11)이 고온의 유리 기판(10) 상에 침착되었으며, 열처리는 피복된 기판을 냉각하는 것을 포함하였다.
막이 침착되기 전에, 유리 기판은 유리 전이 온도보다 적어도 100℃(바람직하게는 300℃) 더 높은 온도 T1까지 가열되었다.
제2 실시양태의 변법에서, 기판은 이미 가열되어 유리의 유리 전이 온도 Tg 보다 적어도 100℃(바람직하게는 300℃) 더 높은 소정의 온도 T1을 가지는데, 막(11)이 유리 적층 라인 상에, 적층 공정 후에, 또는 플로트 유리 라인에서, 플로트 배스에서, 또는 제조 후에 재작업시에 가열된 코팅되지 않은 유리 상에 직접 침착되었기 때문이다.
막은 바람직하게 CVD(chemical vapor deposition)를 이용하여 고온 기판 상에 침착되었다.
2개의 실시양태에서, 피복된 기판의 냉각은 실온에서의 자연 냉각이거나, 또는 열적 템퍼링 또는 강인화(toughening)에서의 냉각이다. 냉각 동안에 제어된 냉각 단계 또한 포함할 수 있다.
마지막으로, 차가운 침착막의 제1 실시양태에서, 유리 전이 온도 Tg'가 유리 기판의 유리 전이 온도보다 예를 들어 적어도 100℃ 낮은 유리 계면막(2)을 미리 침착하는 것이 가능하였다.
예를 들어, 400℃의 유리 전이 온도 Tg'를 가지는 유리 프릿이 스크린 인쇄에 의해 침착되었으며, 프릿은 예를 들어 높은 알칼리성 및/또는 붕소 또는 심지어 비스무스 함량을 가졌다.
그 후에, 코팅막(11)이 마그네트론을 이용하여 침착되고, 기판 및 막이 550℃ 보다 높은 온도로 가열되었다. 전체의 냉각은 바람직하게 열적 템퍼링에 의해서 수행되었다.
유리 기판이 코팅막으로 직접 피복되었을 때에 필요한 것보다 낮은 온도로 기판 및 막을 가열하는 것의 장점은 낮은 에너지 소비에 있다.
또한, 이러한 변법 실시양태는 유리 기판을 적게 변형시킨다.
마찬가지로, 제2 실시양태의 변법으로서, 종종 공업용 설정에서 힘들게 얻어지는 막을 매우 높은 온도에서 침착할 필요성을 회피하기 위해, 유리하게는, 전술한 바와 같이 유리 기판보다 낮은 유리 전이 온도를 가지는 계면막(2), 예를 들면 유리 프릿으로 유리의 표면을 코팅하고, 코팅막의 침착 동안에 막을 가열하는 것이 가능하다. 이것은 통상적으로 낮은 유리 전이 온도를 가지는 (플로트) 유리보다 낮은 유리 전이 온도를 가지는 유리 프릿을 제공하는 것이 더 용이하기 때문이다.
이처럼, 추출을 통해서 OLED에 적합한 기울기를 가지는 돌출부를 가지는 텍스처화 프로파일을 구조체에 제공하는 본 방법은 실시가 용이하여 유리 분야에 널리 적용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 구성된 임의적인 계면막(2)으로 코팅된 무기질 유리로 구성된 투명 기판(10) 상에 제공되며, 텍스처의 프로파일은 돌출부(14)와 골(trough)(15)로 구성되는 것인 구조체(1)의 제조 방법이며, 방법은 텍스처화 표면을 형성하기 위해
    - 기판의 주요 면들 중 하나 또는 상기 임의적인 계면막(2) 상에, 두께가 300 nm 이하이고 기판 또는 상기 계면막보다 10배 이상 더 얇은 코팅막(11)을 침착시키고;
    - 온도를 기판 또는 임의적인 계면막의 유리의 유리 전이 온도 Tg보다 높은 가열 온도 T1까지 충분히 증가시키고, 기판 또는 임의적인 계면막을 냉각시킴으로써 기판 또는 계면막을 수축시키는 것을 포함하며, 냉각은 코팅막의 침착 후에 실시되고, 가열 온도 T1으로부터 유리 전이 온도 Tg까지 기판 또는 임의적인 계면막의 유리의 자유 열 수축 ε1과 코팅막의 자유 열 수축 ε2의 사이의 차이 - 수학식 ε1-ε2=(α1-α2)(T1-Tg) [여기에서, α1은 Tg 이상에서 유리의 평균 선열팽창계수이고, α2는 Tg 이상에서 코팅막의 평균 선열팽창계수임]로 주어짐 - 는 0.1% 이상인 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 온도 증가는 코팅막의 침착을 위한 기판의 가열에 기인하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가열 온도 T1으로의 가열에 의해 발생하는 온도 증가는 코팅막(11)이 침착된 후에 일어나며, 방법은 그 후에 코팅막(11)을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 온도 T1까지의 온도 증가는 유리 전이 온도 Tg보다 적어도 100℃, 바람직하게는 300℃ 더 높은 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 유리 전이 온도 Tg보다 낮은 유리 전이 온도 Tg'를 가지는 유리 프릿(glass frit), 특히 500℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg'를 가지는 유리 프릿으로 이루어진 계면막을 스크린 인쇄에 의해 침착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅막은 유리 적층 라인 상에서, 적층 공정 후에, 또는 플로트 유리(float glass) 라인 상에서, 또는 유리의 재작업(rework) 시에, 가열 온도의 기판 상에 대한 CVD에 의해 침착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅막은 마그네트론을 사용하여 기판 상에 침착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각은 실온에서, 어닐링 유리 용해로(annealing lehr)에서, 또는 열 템퍼링 조건 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅막, 특히 금속 코팅막은 막과 기판 또는 임의적인 계면막 사이의 선택적 화학적 에칭에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수축은 텍스처화 표면 상의 임의의 지점에 있어서 프로파일 상의 임의의 지점에서의 접선이 기판에의 법선에 대해 형성하는 각도가 30° 초과, 바람직하게는 45° 초과이도록 하고/하거나 구조체의 텍스처화 표면이 5㎛×5㎛의 분석 영역에 걸쳐 1.5° 미만인 조도 파라미터 Rdq에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 수축이 등방성 텍스처를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각과 동시에 단방향 인장 응력을 가하는 것에 의해 수축이 이방성 텍스처를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 이루어진 계면막(2)이 임의로 침착되어 있는 무기질 유리로 이루어진 투명 기판(10) 상에 제공되고, 표면 텍스처의 프로파일은 돌출부(14) 및 골(15)로 이루어지고 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻을 수 있는 것인 구조체이며, 돌출부의 대부분은
    - 기다랗고, 2 ㎛ 이상 및 500 ㎛ 미만의 길이를 갖고,
    - 다방향성으로서, 적어도 2개의 교차된 방향으로 놓이고,
    - 200 nm 내지 4 ㎛ 범위의 피치(pitch) 또는 의사-주기(pseudo-period)를 갖고, 주어진 방향에서 최대 의사-주기의 100배 미만의 최대수를 갖고,
    - 300 nm 이하의 서브마이크로미터(submicron) 크기의 최대 주름 높이를 갖는
    주름의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 구조체.
  14. 유기 발광 다이오드 장치용 지지체를 형성하는 텍스처화 표면을 갖고, 무기질 유리로 이루어진 계면막(2)이 임의로 침착되어 있는 무기질 유리로 이루어진 투명 기판(10) 상에 제공되고, 표면 텍스처의 프로파일은 돌출부(14) 및 골(15)로 이루어지고 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻을 수 있는 것인 구조체이며, 텍스처화 표면의 푸리에 변환 FT은 적어도 한 방향에서 주파수(frequency) k' = 2π/λ'를 가지며,
    - FT(k')의 모듈러스 > 0.75 × FT(k'/2)의 모듈러스이고,
    - FT(k')의 모듈러스 > FT(1.5k')의 모듈러스이고,
    - λ'는 200 nm 내지 2 ㎛의 파장 범위에 있음
    을 특징으로 하는 구조체.
  15. 제14항에 있어서, 텍스처화 표면의 푸리에 변환 FT는 k' = 2π/λ'(여기에서, λ'는 200 nm 내지 2 ㎛의 파장 범위에 있음)인 k' 값을 중심으로 하고, 이 값을 중심으로 k'' = 2π/λ''와 k''' = 2π/λ'''의 사이의 차이에 상응하는 피크의 반치전폭(full-width at half-maximum)으로서 정의되는 범위 Δk에 걸쳐 변하며, 차이 |λ''-λ'''|는 100 nm 내지 2 ㎛인 의사-주기(pseudo-period)를 갖는 것을 특징으로 하는, 기판(10) 상에 제공된 텍스처화 표면을 가지는 OLED용 구조체.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 등방성 백분율이 10% 이상, 바람직하게는 30% 초과인 것을 특징으로 하는 구조체.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 텍스처화 표면(1a) 상의 대부분의 지점에 있어서 텍스처화 구조체의 대향면(12)에 대한 접선과 법선이 45° 이상의 각을 이루고/거나, 구조체의 텍스처화 표면이 5㎛×5㎛의 분석 영역에 걸쳐 1.5° 미만의 조도 파라미터 Rdq로 정의되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  18. 제13항 내지 제17항에 있어서, 텍스처화 표면을 가지는 코팅막(11)을 포함하고, 이 막은 유전체, 특히 내화성 세라믹, 예를 들어 Si3N4, SiO2 또는 TiO2, 또는 심지어 SnO2, ZnO 또는 SnZnO인 것을 특징으로 하는 구조체.
  19. 제13항 내지 제17항에 있어서, 텍스처화 표면을 가지는 코팅막(11)을 포함하고, 이 막은 내화성이고/거나 귀금속이며, 특히 Zr, Ti, Mo, Nb, W, Si, Al, Au, Pt 및 이들의 합금으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 구조체.
  20. 제18항에 있어서, 유전체 코팅막(11)은 1.8 이상 및 바람직하게는 2 이하의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 구조체.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 계면막은 바람직하게는 600℃ 이하, 또는 심지어 500℃ 이하의 유리 전이 온도 Tg'를 갖는 용융된 유리 프릿으로부터 얻어진 막인 것을 특징으로 하는 구조체.
  22. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻어진 구조체(1) 또는 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항의 구조체를 포함하고, 제1 전극을 형성하고 구조체(1)의 텍스처화 면 상에 침착되는 제1 투명 전기 전도성 코팅(30), 제1 전극(30) 상에 침착된 1종 이상의 유기막(31)에 기초하는 OLED 시스템, 및 제2 전극을 형성하고 OLED 시스템 상에 침착되는 제2 전기 전도성 코팅(32)을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 장치(3).
  23. 제22항에 있어서, 제1 전기 전도성 코팅(30)은, 구조체의 표면에 실질적으로 순응하는(conform) 표면을 가지며, 코팅막의 굴절률 이상의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 장치(3).
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