KR20120064667A - Ｏｌｅｄ 기반의 발광 장치 - Google Patents

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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 광학적으로 투명한 캐리어 기판(4) 상에 나란히 배치되는 수개의 스트라이프형의 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)의 군을 구비하는 발광 장치에 관한 것이다. 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)는 제1 마이크로캐비티를 형성하는 제1 층 시퀀스(2)를 포함한다. 각 군의 적어도 하나의 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)는 제2 전극층(5)과 캐리어 기판(4) 사이에 제2 마이크로캐비티를 형성하는 제2 층 시퀀스(3)를 포함한다. 제2 마이크로캐비티는 해당하는 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)의 광출력을 증가시키도록 적어도 하나의 층에 맞도록 두께가 채택된다. 캐리어 기판을 떠나는 각 군의 상기 상이한 색채의 광을 혼합하도록 캐리어 기판(4) 앞에 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)의 방출 방향으로 산란 또는 확산 소자(14)가 배치된다. 본 장치는 고 효율을 갖는 백색광의 방출을 가능하게 한다.

Description

ＯＬＥＤ 기반의 발광 장치 {LIGHT EMITTING DEVICE BASED ON OLEDS}
본 발명은 광학적으로 투명한 캐리어 기판 상에 나란히 배치되는 수개의 유기 발광 다이오드(OLEDs) 군을 구비하는 발광 장치에 관한 것으로, 상기 유기 발광 다이오드는 제1 전극층과 제2 전극층과의 사이에 적어도 유기층 또는 층 스택을 포함하는 제1 층 시퀀스를 구비하고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은 제1 마이크로캐비티를 형성하고, 각 군의 적어도 2개의 유기 발광 다이오드는 상이한 색채의 광을 방출하도록 설계된다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 디스플레이 및 조명 응용에 있어서 전도 유망한 기술이다. 특히, 조명 응용에 있어서, 중대형 면적의 유기 발광 다이오드 또는 이러한 유기 발광 다이오드 기반의 장치들이 필요로 된다. 중대형 면적의 유기 발광 다이오드, 특히, 유기 재료로 구성되는 층구조의 유기 발광 다이오드를 마련하는 것은, 대개, 광 투과 캐리어 기판, 예를 들어, 플로트 유리(float glass) 상에서 진공과 열 증착에 의해서 수행된다. 전형적인 OLED 구조는 얇은 투명 애노드, 정공 수송층, 광 방출 구역, 전자 수송층, 및 캐소드 층으로 구성된다. 그러나, 통상적으로, 발생 광의 약 50%는 OLED 층 스택에 잔류하고, 약 25%는 기판에 잔류하고, 단지 20 내지 25%는 공기에 결합되어 조명 용도로 사용될 수 있다. 공기로 방출되는 광의 이러한 부분은 여러 조치에 의해 약 50% 내지 약 36% 만큼 증대될 수 있는데, 이는 OLED의 능률적인 사용을 위해서는 여전히 너무 낮은 것이다.
「S. Mladenovski et al., "OLED light outcoupling enhancement by Nelder-Mead layer thickness optimization", 2008 International Conference on the Science and Technology of Emissive Displays and Lighting, EL 2008 Proceedings, pp. 9-12」에서는, 단일 색채 OLED 장치들에 있어서, 공기로 출력되는 광이 튜닝된 소위 이중 공진 캐비티 구조(RC2), 즉, OLED의 전극 중 하나와 기판 사이에 최적화된 두께를 갖는 고 굴절률 층 및 저 굴절률 층의 시퀀스를 적용함으로써, 예를 들어, 녹색 파장 영역에서 대략 배가될 수 있다는 것을 기재하고 있다. 주로, 2개의 여분의 고 굴절률 층과 그 사이의 하나의 저 굴절률 층은 추가의 마이크로캐비티를 형성하기에 충분하다.
OLED 기반의 백색 발광 장치를 제공하기 위해서, 일반적으로, 상이한 색채, 특히, 적색, 녹색, 및 청색 광을 발광하는 상이한 층들이 하나의 층 스택에서 결합된다. 상이한 색채의 결합을 통해서, 장치는 소망하는 백색광을 방출한다. 이러한 백색광 OLED의 발광력 효율을 개선하기 위해서, 추가의 마이크로캐비티의 튜닝은 단지 약 90 nm의 범위의 색채 중 하나의 효율을 개선시킬 뿐이고, 이 파장 범위 바깥으로는 광 방출이 많이 줄어들기 때문에, 상기 이중 공진 캐비티 구조의 기술은 적용될 수 없다. 따라서, 이러한 백색 광 OLED에 대한 개념을 적용하는 것은 하나의 색채만의 효율을 개선하게 되며, 기타 색채의 방사휘도(radiance)는 감소시키게 된다.
본 발명의 목적은 OLED 기반의 발광 장치를 제공하는 것으로, 상기 장치는 공지의 백색광 OLED 장치들에 비해 증가된 효율을 갖는 백색광의 발생을 가능하게 한다.
그 목적은 청구항 1에 따른 발광 장치로 성취된다. 유리한 실시예들은 종속항들의 주제들이거나, 또는 명세서 및 바람직한 실시예의 이하의 부분에 기재되어 있다
제안된 발광 장치는 광학적으로 투명 캐리어 기판 상에 나란히 배치되는 수개의 스트라이프형 유기 발광 다이오드 군을 포함한다. 유기 발광 다이오드는 제1 마이크로캐비티를 형성하는 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 적어도 유기층 또는 층 스택을 포함하는 제1 층 시퀀스를 구비한다. 제2 전극층은 제1 전극층보다 캐리어 기판에 가까운 층이다. 각 군의 유기 발광 다이오드들 중 적어도 2개는 상이한 색채의 광을 방출하도록 설계된다. 이것은 방출층의 성분으로서 적절한 유기 재료를 선택하고, 제1 마이크로캐비티의 길이, 특히, 반사 캐소드에 대한 방출층의 거리를 적절하게 채택함으로써 종래 기술에서 공지된 바와 같이 성취된다. 각 군의 유기 발광 다이오드들 중 적어도 하나는 제2 전극층과 캐리어 기판 사이에 제2 마이크로캐비티를 형성하는 제2 층 시퀀스를 포함한다. 제2 마이크로캐비티는 이러한 제2 마이크로캐비티가 없는 경우에 비해 대응하는 유기 발광 다이오드의 광 출력을 증가시키도록 그 두께가 채택된다. 이를 위해서, 제2 마이크로캐비티는 그 층들 모두에 맞도록 두께가 채택될 수 있다. 2개 또는 3개의 색채의 몇몇 특별한 경우, 제2 마이크로캐비티의 층들 중 하나를 제외한 모두에 대한 공통적인 최적화가 이루어질 수 있으며, 그 후 특히 최종 층이 해당하는 색채에 대하여 조절된다. 캐리어 기판 앞에, 즉, 기저 방출의 경우, 유기 발광 다이오드에 대향하는 캐리어 기판의 측면 상에 유기 발광 다이오드의 방출 방향으로 산란 또는 확산 소자가 배치되며, 상기 소자는 캐리어 기판을 떠나는 각 군의 상기 상이한 색채의 광을 혼합한다.
따라서, 본 발명은, 예를 들어,「S. Mladenovski et al.」의 참고 문헌에서 공지된 바와 같이, 이중 공진 캐비티 구조(RC2)의 기술을 이용하는 단일 색채 OLED의 발광력 효율의 개선이라는 점에서 장점을 갖는다. 광학적으로 투명한 기판 상에 나란히 스트라이프 형태로 상이한 단일 색채 OLED들을 적용하고, 적절한 확산 또는 산란 소자를 갖는 이러한 OLED에 의해 방출되는 광을 혼합함으로써, 단일 색채 OLED 각각은, 백색광 방출을 성취하는데 필요한 다른 색채의 휘도를 감소시키지 않고서 다른 OLED들과는 독립적으로 발광력 효율(luminous power efficacy)이 최적화될 수 있다.
확산 또는 산란 소자의 배치에 있어서, 장치에 의해서 방출되는 광의 각도 의존 색채 효과 또한 감소된다. 확산 또는 산란 소자는 적어도 OLED들을 형성하는 스트라이프의 적어도 1개 또는 2개의 폭과 동일한 OLED의 방출층으로부터 거리에 배치되는 산란성 호일로 형성될 수 있다. 충분히 두꺼운 캐리어 기판의 경우, 이 호일 또는 층 또는 기타의 소자는 OLED 구조에 대향하는 캐리어 기판의 표면에 직접 적용될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 있어서, 상기 문제점은, 바람직하게는, 적색, 녹색, 및 청색 스트라이프를 갖는 스트라이프형 OLED를 제조함에 있어서, 3개의 색채 중 적어도 하나의 색채의 OLED들에서 제2 전극층과 캐리어 기판 사이에 각각의 제2 튜닝 캐비티가 제공되는 것으로 해소된다. 이 방법으로 인해, 해당하는 스트라이프형 OLED의 루멘 출력(lumen output)은 단일 공진 캐비티 OLED의 평판 경우에 비해 2배 이상이 될 수 있다. 하나의 색채에 대한 이러한 이중 공진 캐비티(RC2)의 제공이 장치의 휘도 출력 효율을 증가시키는데 이미 충분하지만, 다른 색채를 방출하는 OLED들 또한 이러한 RC2 구조를 가지고 구축될 수도 있으며, 이 또한 매우 능률적인 백색 OLED의 색채점(color point)을 조정하는 경우 유리하다.
바람직하게는, 각각의 OLED 군은 적색, 녹색, 및 청색 광을 방출하는 OLED를 구비한다. 그럼에도, 하나의 군은 백색광을 성취하도록 결합될 수도 있는 2개의 상이한 색채를 방출하는 단 2개의 OLED로 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명은 백색광의 방출에 한정되지 않는다. 또한, 기타의 혼합된 색채, 즉, 적어도 2개의 상이한 색채의 혼합이 고 발광력 효율을 갖는 장치에 의해 제공될 수 있다.
장치의 각각의 OLED - 또는 선택된 OLED들 - 의 최적화는, OLED에 의해 방출되는 광의 색채에 추가의 마이크로캐비티를 튜닝함으로써 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 추가의 마이크로캐비티가 2개의 고 굴절률 층 사이에 저 굴절률로 이루어지는 층 시퀀스에 의해 형성된다. 상이한 굴절률 층은 대응하는 색채의 λ/4 두께를 가져서는 안 된다. 이는 이러한 OLED의 방출의 시뮬레이션에 의해 보여질 수 있다. RC2 구조로 인해, 더 높은 비율의 광이 OLED의 방사 원추(escape cone)에 지향되어, 더 높은 전력 방출 효율을 가져온다. 본 특허 출원서에서, "인덱스(index)"라는 용어는 굴절률(index of refraction)의 동의어로서 사용된다.
발광력 효율은, 1.7 내지 1.9 (550 nm 에서) 사이의 굴절률을 갖는 고 굴절률 유리 기판을 캐리어 기판으로 사용함으로써 더 증대될 수 있다. 바람직하게는, 기판 굴절률은 OLED의 평균 굴절률과 대략 동일하게 선택된다(통상시 불투명한 제1 전극층 없음). "대략 동등한(about equal)"이라는 용어는 이 평균 굴절률로부터 약 10%의 최대 편차를 의미한다. 또한, 추가의 마이크로캐비티의 고 굴절률 층과 저 굴절률 층 사이에 굴절률에서 차이는 가능한 한 높은 것이 바람직하며, 적어도 0.8 이상(550 nm 에서)인 것이 바람직하다.
유리한 실시예에 있어서, 고 굴절률층들 중 하나의 두께만을 채택함으로써 추가의 마이크로캐비티의 튜닝이 수행된다(상기 참조). 이는, 다른 층들은 장치의 모든 OLED에 있어서 동등한 두께의 캐리어 기판에 적용될 수 있으며, 층들 중 하나의 두께만이 그 후에 채택되면 되므로, 제조 비용을 감소하는 이점을 가진다. OLED 스트라이프의 스트라이프 베이스는, 예를 들면, 추가의 마이크로캐비티의 상부층의 선택적인 에칭에 의해서 또는 마스크를 통한 적절한 증착에 의해서 정의될 수 있다. 기저로서 이러한 스트라이프 상에는, 따라서, 애노드 층을 형성하는 스트라이프, 예를 들어, ITO 스트라이프가, 예를 들어, 마스크를 통해서 또는 저항층의 스트라이프의 선택적인 에칭에 의해서 증착된다. 마지막으로, 애노드 스트라이프의 상부에는, 적절한 마스크를 통해서 OLED 스트라이프가 재증착되어, 결국 스트라이프형의 캐소드 층, 예를 들어, Al 층이 상부에 있게 된다. 필요하다면, 소형 금속 급전부가 애노드의 일 측면에 접촉하는 OLED 스트라이프 사이의 절연 스트라이프 부분에 제공된다. 또 다른 실시예에 있어서, 공통 애노드 층이 제공되며(교차 스트라이프는 없음), 구성된 스트라이프형 캐소드를 통해 전기적인 어드레싱이 행해진다.
더 유리한 실시예에 있어서, 캐리어 기판 상에, 기저 방출형의 경우 OLED 스트라이프에 대향하는 측면 상에 마이크로 렌즈 또는 원통형 렌즈의 어레이가 배치된다. 원통형 렌즈의 경우, 이러한 렌즈들은 OLED 스트라이프에 정렬된다. 이러한 방법으로 인해, 광의 아웃커플링(outcoupling)이 더욱 개선된다.
이하, 제안된 장치를, 청구항에 의해 정의된 바와 같이, 보호의 범주를 제한하지 않고서 첨부된 도면과 연계하여 일례로서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 OLED 스트라이프의 예시적인 구조의 개략도이다.
도 2는 최적화된 RC2 구조를 갖는 적색 OLED 스트라이프에 대한 시뮬레이션 결과이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 OLED 스트라이프의 배치이다.
도 4는 제안된 장치의 아웃커플링 효율을 개선시키기 위한 원통형 렌즈의 배치의 개략도이다.
본 발명의 제안된 장치는 광학적으로 투명한 캐리어 기판상에 나란히 배치되는 스트라이프형의 OLED 군을 여러 개 포함한다. 도 1은 최적화된 RC2 설계를 갖는 이러한 OLED 중 하나의 구조의 일례를 나타낸다. 이 OLED(1)는 캐리어 기판(4) 상에 제1 마이크로 캐비티를 형성하는 제1 층구조(2)와 제2 마이크로 캐비티를 형성하는 제2 층구조(3)로 형성된다.
제1 층구조(2)는 종래 기술에 공지된 바와 같이 종래의 OLED를 형성한다. 이러한 층구조(2)는, 예를 들어, ITO 또는 AZO의 얇은 투명 애노드층(5), 정공 주입층(6), 정공 수송층(7), 방출층(8), 전자 수송층(9), 전자 주입층(10), 및, 예를 들어, Al, Ag, 또는 임의의 기타의 적절한 물질로 형성되는 캐소드 층(11)을 포함한다. 방출 유기층(8)은 원하는 빛을 방출하도록 전자와 정공이 재결합하는 층이다.
제2 층구조(3)는 애노드층(5)과 캐리어 기판(4) 사이에 배치된다. 본 예에서, 이 층구조(3)는 2개의 고 굴절률 층(12) 사이에 저 굴절률 층(13)을 구비한다. 고 굴절률 층은, 예를 들어, TiO2 또는 GaP로 형성될 수 있고, 저 굴절률 층(13)은, 예를 들어, SiO2로 형성될 수 있다. 해당하는 굴절률은, TiO2의 경우에 n=2.4, SiO2의 경우에 n=1.46, 및 GaP의 경우에 n=3.3이며, 모든 굴절률은 약 550 nm의 파장에 관한 것이다. 상이한 층 물질을 갖는 이러한 OLED의 발광력 효율 측정의 비교는, TiO2와 GaP의 비교로 알 수 있듯이, 제2 층구조(3)의 굴절률의 보다 높은 차이가 아웃커플링 효율을 증대시키는 것을 나타낸다.
이러한 OLED에 의해 방출되는 광은 투명 캐리어 기판(4), 예를 들어, 유리 기판을 통과한 후, 도 1에서 개략적으로 나타내는 바와 같이, 캐리어 기판(4) 앞에 배치되는 산란성 호일(14)에 의해 장치의 인접한 OLED의 방출과 결합된다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1은 적색 OLED층 설계의 제1 층구조(2)의 층 두께를 나타낸다. 제2 층구조의 전형적으로 최적화된 설계가 3개의 상이한 실시예에 대하여 표 2에서 도시되어 있다.
[표 2]
Figure pct00002
처음의 두 개의 예의 고 굴절률 유리는 N-SF57로 구성될 수 있다. 상기 예로부터 명확하게 확인할 수 있듯이, TiO2 층의 단일 층두께에 있어서, λ/4 = λ0/[4*n(TiO2)] = d(TiO2)의 조건이 충족되지 않아야 한다. 표 2의 상기 비 등각적인 조건으로, 더욱 큰 광의 출력 결합성이 성취된다. 이와 동일한 것이 SiO2 층의 λ/2 조건에도 적용한다. SiO2 대신 매우 낮은 굴절률을 갖는 또 다른 재료가, 예를 들어, n=1.37의 굴절률을 갖는 MgF2가 사용될 수도 있다.
보통, 제2 층 시퀀스는 재료와 굴절률을 교번시키는 3개 내지 5개 층을 가지도록 선택된다. 또한, 이 층 시퀀스, 예를 들어, NbOx와 GaP 또는 NbOx와 TiO2에 대해 고 굴절률을 갖는 다른 물질을 사용할 수 있다.
도 2는 하나의 마이크로캐비티로 이루어지는, 즉, RC2 구조를 갖는 OLED의 제1 층구조와 동일한 층 파라미터를 갖는 제1 층구조 만으로 구성되는 OLED와 비교하여, RC2 구조를 갖는 이러한 적색 OLED의 발광력 효율의 차이의 일례를 나타낸다. 본 도면에서, 플로트 유리의 캐리어 기판을 갖는 기준 OLED의 곡선은 19로 표시되었고, 고 굴절률 유리의 캐리어 기판을 갖는 기준 OLED 곡선은 20으로 표시되었고, 플로트 유리(610 nm)의 캐리어 기판과 TiO2-SiO2-TiO2의 제2 층 시퀀스를 갖는 RC2 OLED의 곡선은 21로 표시되었고, 플로트 유리(620 nm)의 캐리어 기판과 TiO2-SiO2-TiO2의 제2 층 시퀀스를 갖는 RC2 OLED 곡선은 22로 표시되었고, 고 굴절률 유리의 캐리어 기판과 TiO2-SiO2-TiO2의 제2 층 시퀀스를 갖는 RC2 OLED 곡선은 23으로 표시되었고, 고 굴절률 유리의 캐리어 기판과 GaP-SiO2-GaP의 제2 층 시퀀스를 갖는 RC2 OLED 곡선은 24로 표시되었다. 시뮬레이션 프로그램으로 시뮬레이션한 결과, 610 nm의 파장에서의 발광 효율이 제1 층구조 만을 갖는 기준 OLED에 비해 2.4 배 증가한 것으로 나타난다.
효율의 개선을 성취하기 위한 제2 층구조의 최적화는 이 층구조의 상이한 층들의 두께를 채택함으로써 이루어진다. 바람직하게는, 제안된 장치의 모든 OLED에 있어서, 이 제2 층구조 중 하나의 층만이 상이한 OLED, 바람직하게는, 캐리어 기판에 가장 가까운 제3 층에 맞도록 채택된다. 이 층은 그 후 적색, 녹색, 및 청색 OLED에 대해 적색, 녹색, 및 청색 OLED를 구비하는 장치의 경우, 대응하는 상이한 방식으로, OLED의 대응하는 색채에 맞도록 채택된다.
또한, 시뮬레이션에서는 청색 OLED의 경우 1.6 배의 개선이 성취된 것을 나타내었으며, 이는 적색 OLED의 개선보다 더 낮은 것이다. 방출 물질 Irrpy를 갖는 녹색 OLED에 있어서, 2배의 개선이 가능하다. 따라서, 3개 내지 5개의 층(2 내지 3개의 고 굴절률 층, 1 내지 2 개의 저 굴절률 층)의 RC2 구조로 인한 개선은 청색 파장 영역(480 nm)에서 1.6 정도, 녹색 파장 영역(540 nm)에서 2 정도, 및 적색 파장 영역(620 nm)에서 2.4 정도이다. 본 발명의 장치의 유리한 실시예에 있어서, 예를 들어, RC2 구조를 갖는 적색 OLED의 스트라이프는 RC2 구조를 갖는 녹색 OLED의 스트라이프 및 RC2 구조를 갖는 청색 OLED의 스트라이프와 결합될 수 있다. 청색 OLED의 스트라이프는 RC2 구조 대신에, 예를 들어, ITO의 애노드와 플로트 유리의 기판 사이에 몇 10 μm의 두께의 광학적으로 두꺼운 고 굴절률 기판 층(n=1.75 내지 1.85)을 갖는 마이크로 렌즈 및 캐리어 기판을 예로서 이용함으로써 효율적인 아웃커플링 메커니즘과, 결합될 수 있다. OLED와 캐리어 기판 사이에 이러한 고 굴절률 중간층은 RC2 구조와 함께 제공될 수도 있어서, 캐리어 기판과 제2 층구조 사이에 배치된다.
도 3은 본 장치의 바람직한 실시예의 OLED 스트라이프의 개략적인 배치를 나타낸다. 이 경우, 상이한 색채의 OLED의 상이한 스트라이프들은 동일한 폭을 가지지만, 이를 강제적인 것은 아니다. 또한, 상이한 색채의 OLED들의 폭들은, 백색광을 얻기 위해서, 상이한 방출 효율을 나타내도록 상이할 수도 있다. 도면에서는 각각의 군이 적색 OLED(15), 녹색 OLED(16), 및 청색 OLED(17)로 형성되는 7개의 OLED 군을 나타낸다. 이러한 장치는 32x34 mm2 또는 50x50 mm2의 높이(H) 및 폭(W)의 전형적인 치수를 가진다. 충전율(fill factor)은 80과 90% 사이이다. 통상, 단일 스트라이프의 폭은 0.2와 5 mm 사이, 바람직하게는, 1과 3 mm 사이이다. 스트라이프의 폭은 해당하는 이미터와 의도하는 백색광 스펙트럼(예를 들어, 온백색)의 효율 또는 소망하는 색채점에 맞도록 채택될 수 있다. 이것은 적색, 녹색, 및 청색의 스트라이프의 폭이 상이할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 효율적인 녹색 이미터의 폭은 적색 또는 청색 이미터의 폭의 대략 절반일 수 있고, 녹색 및 청색 이미터 모두 적색 이미터의 폭과 동일한 (추가된) 폭을 가질 수 있다.
단일 스트라이프들 사이의 간극에 있어서, 전기 절연성 스트라이프에 의해 분리된 2개의 전기 전도성 스트라이프는 해당하는 OLED 스트라이프의 애노드와 캐소드를 접촉시키도록 배치된다. 예를 들어, 캐소드를 접촉시키는 전기 전도성 스트라이프는 OLED 스트라이프들 중 좌측 또는 우측 상의 모든 OLED들에 대하여 배치될 수 있다. 적색, 녹색, 및 청색 OLED 스트라이프들은 병렬로 전기 공급된다. 본 실시예에서, 전류 제어는 적색, 녹색, 및 청색에 대하여 별도의 전압(3개의 전원)으로 실시된다. 산란성 호일 및 전기 연결 및 전원은 도 3에 도시 생략되어 있다.
약 30 lm/W의 적색, 60 lm/W의 녹색 및 10 lm/W의 청색(1000 nit에서; 1 nit=1 cd/m2 = 1 lm/(sr*m2))의 적색, 녹색, 및 청색에 대한 휘도 효율의 일례를 고려하면, 또한 최대 개선량의 대략 절반의 개선된 광 아웃커플링(ILO)의 스펙트럼 평균을 고려하면, 적색에 대하여 약 51 lm/W, 녹색에 대하여 약 90 lm/W, 청색에 대하여 약 13 lm/W의 값이 성취된다. 온백색 스트라이프 OLED에 있어서, 적색(예를 들어: ADS076), 녹색(예를 들어: 이중 방출 Irrpy), 및 청색(예를 들어: BD-119)에 대한 스펙트럼의 가중치 1:0.4:0.2가 성취된다. 이것은 63 lm/W의 백색의 결합된 스펙트럼 및 x=0.485 및 y=0.425의 색채점에 대한 총 효율을 의미한다. 1:0.5:0.25의 R:G:B의 스펙트럼의 구성비에서, 66 lm/W의 백색 및 x=0.465 및 y=0.425의 색채점에서의 효율이 성취된다. 이것은 50 lm/W의 OLLA Ⅲ 하이브리드 백색의 현재 기록 데이터에 비해 상당한 개선이다.
3개의 상이한 색채의 OLED를 구비하는 대신, 본 장치는 2개의 상이한 색채만의 OLED로 구성될 수도 있다. 특히, 적색/청록색 결합은, RC2 구조가 적색 OLED에 사용되고, 예를 들면, 마이크로 렌즈 또는 산란 입자들로부터 아웃커플링 산란성 호일이 청록색 OLED의 아웃커플링 효율을 개선하는데 사용될 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 또 다른 일례는 청색과 황색의 결합이다. 이 경우, RC2 구조가 청색 OLED에 사용될 수 있고, 아웃커플링 산란성 호일이 황색 OLED의 기판에 직접 적용될 수도 있거나, 그 반대 경우일 수도 있다.
상이한 색채들을 혼합하는데 사용되는 확산 또는 산란성의 소자나 호일 또는 산란 입자들의 층은, 비교적 두꺼운 기판, 예를 들어, 3 내지 5 mm, 즉 바람직하게는 단일 스트라이프의 폭보다 더 두꺼운 경우, 캐리어 기판에 직접 적용될 수도 있다.
최적의 광 아웃커플링을 위해, 원통형 렌즈(18)를 캐리어 기판에 추가로 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 원통형 렌즈는 도 4에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 적색(15), 녹색(16), 및 청색 OLED(17)의 OLED 스트라이프를 따라 정렬되는 것이 바람직하다. 원통형 렌즈(18)는 적합한 반원통형의 프로파일을 갖는 콤팩트한 판에 의해 실현될 수도 있고, 굴절률이 일치하는 유체 또는 굴절률이 일치하는 접착제를 사용하여 캐리어 기판에 적용될 수 있다. 반원통형의 렌즈는, 매우 효과적으로 외광을 결합하는 마이크로 추출기와 같은 해당하는 스트라이프의 중간부에 영향을 미친다. 이러한 원통형 렌즈는 상이한 색채를 혼합시키는 확산 또는 산란 소자에 더하여 적용된다.
도면과 상기 설명부에서 본 발명을 상세하게 도시하고 기재하였지만, 이러한 도면과 설명부는 예시적인 것이지 한정적인 것으로 간주되어서는 아니된다. 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다. 전술한 상이한 실시예들과 청구항에서의 실시예들이 결합될 수도 있다. 개시된 실시예에 대한 기타 변형예들은 도면, 발명의 개시, 및 첨부된 청구항을 탐독하여, 청구된 발명을 실시함으로써 당업자에 의해 이해되어 성취될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 백색광의 발생에 한정되지 않는다. OLED 스트라이프들의 상이한 색채들은 균일한 색의 광을 취득하는데 사용될 수도 있다. 또한, 예시적인 실시예에서 기재된 바와 같이, 장치의 치수는 지시한 치수에 한정되지 않는다. 당업자라면, OLED 스트라이프의 상이한 색채뿐만 아니라 이들 치수 및 소망하는 광학 효과에 의존하는 해당하는 치수를 선택할 수 있을 것이다.
청구항에서, "포함한다(comprising)"이라는 용어는 다른 구성 요소나 단계를 배제하는 것이 아니며, "a" 또는 "an"의 부정관사는 복수를 배제하는 것은 아니다. 방법들이 서로 상이한 종속항들에 인용된다는 것은, 이러한 방법의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구항의 참조 기호는 이들 청구항의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
1 OLED
2 제1 층 시퀀스
3 제2 층 시퀀스
4 캐리어 기판
5 애노드 층
6 정공 주입층
7 정공 수송층
8 방출층
9 전자 수송층
10 전자 주입층
11 캐소드 층
12 고 굴절률 층
13 저 굴절률 층
14 산란성 호일
15 적색 OLED 스트라이프
16 녹색 OLED 스트라이프
17 청색 OLED 스트라이프
18 원통형 렌즈
19 기준 OLED (플로트)
20 기준 OLED (고 굴절률)
21 RC2 OLED (플로트, 610 nm)
22 RC2 OLED (플로트, 620 nm)
23 RC2 OLED (고 굴절률, 610 nm)
24 RC2 OLED Gap (고 굴절률, 610 nm)

Claims (8)

  1. 발광 장치로서,
    광학적으로 투명한 캐리어 기판(4) 상에 나란히 배치된 수개의 스트라이프형 유기 발광 다이오드(15, 16, 17)의 군들
    을 포함하고,
    상기 유기 발광 다이오드(14, 15, 16)는 제1 전극층(11)과 제2 전극층(5) 사이에 적어도 유기층 또는 층 스택을 포함하는 제1 층 시퀀스(2)를 구비하고,
    상기 제1 및 상기 제2 전극층(5, 11)은 제1 마이크로캐비티를 형성하며, 상기 제2 전극층(5)은 상기 제1 전극층(11)보다 상기 캐리어 기판(4)에 더 가깝고,
    각 군의 유기 발광 다이오드(14, 15, 16) 중 적어도 2개는 상이한 색채의 광을 방출하도록 설계되고,
    각 군의 유기 발광 다이오드(14, 15, 16) 중 적어도 하나는 상기 제2 전극층(5)과 상기 캐리어 기판(4) 사이에 제2 마이크로캐비티를 형성하는 제2 층 시퀀스(3)를 구비하며, 상기 제2 마이크로캐비티는 해당하는 유기 발광 다이오드(14, 15, 16)의 광출력을 증가시키도록 자신의 층들 중 적어도 하나의 층 두께에 맞도록 두께가 구성되고,
    산란 또는 확산 소자(14)가 상기 캐리어 기판(4) 앞에 상기 유기 발광 다이오드(14, 15, 16)의 방출 방향으로 배치되며, 상기 소자(14)는 상기 캐리어 기판(4)을 벗어나는 각 군의 상기 상이한 색채의 광을 혼합하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층 시퀀스(3)는 2개의 고 굴절률 층(12) 사이에 적어도 저 굴절률 층(13)을 포함하는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 기판(4)은 1.7과 1.9 사이의 굴절률을 갖는 고 굴절률 유리 기판인 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 기판(4)은 유리 기판이고, 그 굴절률은 상기 제1 전극(11)을 제외한 상기 제1 층 시퀀스(2)의 평균 굴절률의 -10% 내지 +10% 범위인 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층 시퀀스(3)의 고 굴절률 층(12)과 저 굴절률 층(13) 사이의 굴절률 차이가 적어도 0.8인 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마이크로캐비티의 두께가 자신의 층들 중 적어도 하나의 충 두께에 맞도록 구성되는 것은, 고 굴절률 층들(12) 중 단 하나의 층의 두께를 변화시킴으로써 달성되는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    각 군은 적색, 녹색, 및 청색 광을 방출하는 유기 발광 다이오드(14, 15, 16)를 포함하는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    마이크로렌즈 또는 원통형 렌즈(18)가 광의 아웃커플링을 개선하기 위해 상기 캐리어 기판(4)에 부착되는 발광 장치.
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