KR20140033516A - 발광 컴포넌트 및 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법 - Google Patents

발광 컴포넌트 및 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법 Download PDF

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KR20140033516A
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카르스텐 호이저
다니엘-슈테펜 제츠
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 다양한 예시적인 실시예들의 발광 컴포넌트(200, 300, 400, 500, 600, 700)에 관한 것으로, 상기 발광 컴포넌트(200, 300, 400, 500, 600, 700)는, 전기 활성 구역(electrically active region)(206) 및 상기 전기 활성 구역(206) 외부에 배열되는 서모트로픽(thermotropic) 층을 포함한다. 상기 전기 활성 구역(206)은 제 1 전극(208), 제 2 전극(218), 및 상기 제 1 전극(208)과 상기 제 2 전극(218) 사이의 유기 기능층 구조(210)를 포함할 수 있다.

Description

발광 컴포넌트 및 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법 {LIGHT-EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING A LIGHT-EMITTING COMPONENT}
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트 및 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드에서, 상기 유기 발광 다이오드에 의해 발생된 광은 부분적으로, 유기 발광 다이오드로부터 직접적으로 커플링아웃된다. 도 1의 유기 발광 다이오드(100)의 예시에서 예시된 바와 같이, 광의 나머지는 다양한 손실 채널들로 분산된다. 도 1은 유리 기판(102) 및 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로 구성되고 상기 유리 기판 상에 배열되는 투명한 제 1 전극층(104)을 갖는 유기 발광 다이오드(100)를 도시한다. 제 1 전극층(104) 상에 제 1 유기층(106)이 배열되며, 상기 제 1 유기층(106) 상에 이미터층(108)이 배열된다. 제 2 유기층(110)은 이미터층(108) 상에 배열된다. 더욱이, 예를 들어, 금속으로 구성된 제 2 전극층(112)은 제 2 유기층(110) 상에 배열된다. 전기 전류 공급부(114)는 제 1 전극층(104)에 그리고 제 2 전극층(112)에 커플링되어서, 광을 발생시키기 위한 전기 전류가 전극층들(104, 112) 사이에 배열된 층 구조를 통과한다. 제 1 화살표(116)는 표면 플라스몬(surface plasmon)들의 전기 에너지의, 제 2 전극층(112) 내로의 전달을 상징한다. 추가의 손실 채널은 (제 2 화살표(118)에 의해 상징되는) 광 방출 경로 내에서의 흡수 손실들에서 확인될 수 있다. 원하는 방식으로 유기 발광 다이오드(100)로부터 커플링아웃되지 않는 광은, 예를 들어, (제 3 화살표(122)에 의해 상징되는) 유리 기판(102)과 공기 사이의 계면(interface)에서의 발생된 광의 부분의 반사 때문에, 그리고 (제 4 화살표(124)에 의해 상징되는) 제 1 전극층(104)과 유리 기판(102) 사이의 계면에서의 발생된 광의 부분의 반사 때문에 발생하는 광의 부분이다. 유리 기판(102)으로부터 커플링아웃되는 발생된 광의 그러한 부분은 도 1에서 제 5 화살표(120)에 의해 상징된다. 그러므로, 예시적으로, 예를 들어, 다음의 손실 채널들: 유리 기판(102)에서의 광 손실, 금속성 음극(제 2 전극층(112))에서 발생된 표면 플라스몬들 및 유기층들 및 투명 전극(104, 106, 108, 110)에서의 광 손실이 존재한다. 이러한 광 부분들은 유기 발광 다이오드(100)로부터 용이하게 커플링아웃될 수 없다.
커플링 아웃 기판 모드들을 위해, 이른바 커플링아웃 막(film)들이 통상적으로, 유기 발광 다이오드의 기판의 밑면(underside) 상에 적용되고, 그리고 광학 산란에 의해 또는 마이크로렌즈들에 의해 광을 기판으로부터 커플링아웃할 수 있다. 기판의 자유 표면을 직접적으로 구조화하는 것이 추가로 알려져 있다. 그러나, 이러한 방법은 유기 발광 다이오드의 외관(appearance)에 상당히 영향을 미친다. 이는, 결과적으로 기판의 유백(milky) 표면이 발생하기 때문이다.
유기 발광 다이오드의 유기층들에서 광을 커플링아웃하기 위해, 현재 다양한 접근방식들이 존재하지만, 아직까지 이러한 접근방식들 중 어떠한 것도 생산 준비에는 미성숙하다.
이러한 접근방식들은 특히 다음과 같다:
● 유기 발광 다이오드의 활성층들 내로 주기적인 구조들을 도입하는 것(광결정(photonic crystal)들). 그러나, 이들은 파장에 대한 매우 큰 의존성을 갖는데, 그 이유는 광결정들은 단지 특정 파장들만을 커플링아웃할 수 있기 때문이다.
● 유기층들의 광을 기판 내로 직접적으로 커플링하기 위해 고굴절률 기판을 이용하는 것. 이러한 접근방식은 고굴절률 기판에 대한 높은 비용들 때문에 매우 비용-집약적이다. 더욱이, 고굴절률 기판은, 마이크로렌즈들, 산란 막들(각각 고굴절률을 가짐), 또는 표면 구조화들의 형태의 추가의 커플링-아웃 도움들에 의존한다.
더욱이, 창(window) 유리의 투명도를 적응시키기 위한 서모트로픽(thermotropic) 유리층이 알려져 있고, 그리고 Solardim®라는 명칭 하에 회사 Tilse로부터 입수가능하다.
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트, 예를 들어 유기 발광 다이오드로부터의 광의 커플링-아웃을 증가시키고, 동시에 (예를 들어, 일 측 상에서 광을 방출하는 컴포넌트의 경우에서) 발광 컴포넌트의 정반사성으로(specularly) 반사 외관(reflective appearance)을 유지하거나, 또는 동시에 (예를 들어, 2개의 측들 상에서 광을 방출하는 컴포넌트의 경우에서) 발광 컴포넌트의 광학 투명도를 스위칭-오프 상태로 유지한다.
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트를 제공한다. 발광 컴포넌트는 전기 활성 구역(electrically active region) 및 서모트로픽 층을 포함할 수 있고, 상기 서모트로픽 층은 전기 활성 구역 외부에 배열된다. 전기 활성 구역은 제 1 전극; 제 2 전극; 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 유기 기능층 구조를 포함할 수 있다.
일 구성에서, 서모트로픽 층은, 입자들이 매립(embed)되는 매트릭스 재료를 포함할 수 있고, 상기 입자들은 온도에 따라 자신들의 굴절률을 변화시키는 방식으로 설계된다.
다른 구성에서, 매트릭스 재료는 폴리머 재료를 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 입자들은 마이크로입자(microparticle)들을 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 기판을 더 포함할 수 있고; 서모트로픽 층은 전기 활성 구역과 기판 사이에 배열된다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 기판 및 제 1 커버를 더 포함할 수 있고, 제 1 커버는, 전기 활성 구역을 등지는 기판의 그 측 상에 배열되고; 그리고 서모트로픽 층은 기판과 제 1 커버 사이에 배열된다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 기판 및 캡슐화부(encapsulation)를 더 포함할 수 있고, 상기 캡슐화부는 기판을 등지는 전기 활성 구역의 그 측 상에 배열되고; 그리고 서모트로픽 층은 캡슐화부 위에 배열된다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 기판; 캡슐화부 ― 캡슐화부는 기판을 등지는 전기 활성 구역의 그 측 상에 배열됨 ―; 및 캡슐화부 위에 배열된 제 2 커버를 더 포함할 수 있고; 서모트로픽 층은 제 2 커버 위에 배열된다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 캡슐화부 ― 캡슐화부는 기판을 등지는 전기 활성 구역의 그 측 상에 배열됨 ―; 및 제 2 서모트로픽 층 ― 제 2 서모트로픽 층은 캡슐화부 위에 배열됨 ― 을 더 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 캡슐화부 ― 캡슐화부는 기판을 등지는 전기 활성 구역의 그 측 상에 배열됨 ―; 캡슐화부 위에 배열된 제 2 커버; 및 제 2 서모트로픽 층 ― 제 2 서모트로픽 층은 제 2 커버 위에 배열됨 ― 을 더 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 유기 발광 다이오드로서 설계될 수 있다.
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은, 전기 활성 구역을 형성하는 단계 및 전기 활성 구역 외부에 서모트로픽 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 전기 활성 구역을 형성하는 단계는, 제 1 전극을 형성하는 단계; 제 2 전극을 형성하는 단계; 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 유기 기능층 구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
발광 컴포넌트의 구성들은, 실현가능한 한에 있어서는, 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법에 대응적으로 적용된다.
본 발명의 실시예들은 도면들에서 예시되고, 그리고 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 종래의 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 2는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 3은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 4는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 5는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 6은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 7은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 단면도를 도시하고,
도 8은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어지고, 상기 첨부 도면들은 본 설명의 부분을 형성하고, 그리고 예시 목적들을 위해 본 발명이 구현될 수 있는 특정 실시예들을 도시한다. 이와 관련하여, 예를 들어, "최상부에서", "바닥부에서", "전면에서", "후면에서", "전방", "후방" 등과 같은 방향 용어는, 기술되는 도면(들)의 배향과 관련하여 이용된다. 실시예들의 컴포넌트 부분들이 다수의 상이한 배향들로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 예시를 위해 기능하고, 어떠한 방식으로도 전혀 제한적이지 않다. 본 발명의 보호의 범주로부터 벗어남이 없이, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 그리고 구조적인 또는 논리적인 변경들이 이루어질 수 있다는 것은 말할 필요가 없다. 본 명세서에 기술된 다양한 예시적인 실시예들의 특징들은, 구체적으로 달리 지시되지 않는 한, 서로 결합될 수 있다는 것은 말할 필요가 없다. 그러므로, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되지 않아야 하고, 그리고 본 발명의 보호의 범주는 첨부된 청구항들에 의해 규정된다.
본 설명의 맥락에서, 용어들 "연결된" 및 "커플링된"은 직접적인 및 간접적인 연결 그리고 직접적인 또는 간접적인 커플링 모두를 기술하기 위해 이용된다. 도면들에서, 동일한 또는 유사한 엘리먼트들이 동일한 참조 부호들로 제공되는 것이 편리한 한에 있어서는, 동일한 또는 유사한 엘리먼트들은 동일한 참조 부호들을 갖는다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트는 유기 발광 다이오드(OLED)로서, 또는 유기 발광 트랜지스터로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트는 집적 회로의 부분일 수 있다. 더욱이, 예를 들어 공통 하우징 내에 수용되는 방식으로 복수의 발광 컴포넌트들이 제공될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(200)의 단면도를 도시한다.
유기 발광 다이오드(200)의 형태의 발광 컴포넌트(200)는 기판(202)을 가질 수 있다. 기판(202)은 예를 들어 전자 엘리먼트들 또는 층들, 예를 들어 발광 엘리먼트들을 위한 캐리어 엘리먼트로서 기능할 수 있다. 예로서, 기판(202)은 유리, 석영, 및/또는 반도체 재료, 또는 임의의 다른 적합한 재료를 포함하거나 또는 이들로 형성될 수 있다. 더욱이, 기판(202)은, 플라스틱 막, 또는 하나의 플라스틱 막을 갖는 또는 복수의 플라스틱 막들을 갖는 라미네이트를 포함하거나 또는 이들로 형성될 수 있다. 플라스틱은 하나 또는 그 초과의 폴리올레핀(polyolefin)들(예를 들어, 고밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP))을 포함하거나 또는 이들로 형성될 수 있다. 더욱이, 플라스틱은 폴리 염화 비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에스터 및/또는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 설폰(PES) 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 포함하거나 또는 이들로 형성될 수 있다. 더욱이, 기판(202)은 예를 들어, 금속 막, 예를 들어 알루미늄 막, 고급 강철 막, 구리 막 또는 이들의 조합 또는 이들의 층 스택을 포함할 수 있다. 기판(202)은 상기 언급된 재료들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 기판(202)은 반투명으로 또는 심지어 투명으로 구현될 수 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 용어 "반투명한" 또는 "반투명 층"은, 층이 광에 대해, 예를 들어 하나 또는 그 초과의 파장 범위들의, 예를 들어 발광 컴포넌트에 의해 발생된 광에 대해, 예를 들어 (예를 들어, 380㎚ 내지 780㎚의 파장 범위의 적어도 부분 범위의) 가시광의 파장 범위의 광에 대해 투과성이라는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예로서, 다양한 예시적인 실시예들에서, 용어 "반투명 층"은, 구조(예를 들어, 층) 내로 커플링된 광의 실질적으로 전체적인 양은 또한, 상기 구조(예를 들어, 층)로부터 커플링아웃되고, 이러한 경우에서 광의 부분은 산란될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 실시예들에서, 용어 "투명한" 또는 "투명 층"은, 층이 (예를 들어, 380㎚ 내지 780㎚의 파장 범위의 적어도 부분 범위의) 광에 대해 투과성이고, 구조(예를 들어, 층) 내로 커플링된 광은 또한, 실질적으로 산란 또는 광 변환 없이 상기 구조(예를 들어, 층)로부터 커플링아웃되는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 결과적으로, 다양한 실시예들에서, "투명한"은 "반투명한"의 특수한 경우로서 간주되어야 한다.
예를 들어, 발광 단색성(monochromatic) 또는 방출 스펙트럼-제한 전자 컴포넌트가 제공되도록 의도되는 경우에 있어서, 광학적으로 반투명한 층 구조가, 제한된 방출 스펙트럼에 대해 또는 원하는 단색성 광의 파장 범위의 적어도 부분 범위에서 반투명하게 되는 것이 충분하다.
다양한 실시예들에서, 유기 발광 다이오드(200)(그렇지 않으면 상술된 또는 아래에서 기술될 실시예들에 따른 발광 컴포넌트들)는 이른바 최상부 이미터로서 및/또는 이른바 바닥부 이미터로서 설계될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 최상부 이미터는, 아래에서 훨씬 더 상세하게 설명될 바와 같이, 광이 유기 발광 다이오드로부터 예를 들어, 제 2 전극을 통해 최상부를 향하여 방출되는 유기 발광 다이오드인 것으로 이해될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 바닥부 이미터는, 아래에서 훨씬 더 상세하게 설명될 바와 같이, 광이 유기 발광 다이오드로부터 예를 들어, 기판 및 제 1 전극을 통해 바닥부를 향하여 방출되는 유기 발광 다이오드인 것으로 이해될 수 있다.
서모트로픽 층(204)은 기판(202) 상에 또는 위에 적용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은, 서모트로픽 입자들 ― 상기 서모트로픽 입자들은 층의 온도에 따라 자신들의 굴절률을 변화시키는 방식으로 설계됨 ― 을 포함하는 (매트릭스로서 지시되는) 적어도 하나의 층을 포함하는 복수의 층들 또는 층인 것으로 이해될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 층(204) 내의 서모트로픽 입자들은, 예를 들어 적어도 5℃만큼의, 예를 들어 적어도 10℃만큼의, 예를 들어 적어도 15℃만큼의, 예를 들어 적어도 17℃만큼의, 예를 들어 적어도 19℃만큼의, 예를 들어 적어도 20℃만큼의 층의 온도의 증가의 경우에서, 예를 들어 대략 20℃ 내지 대략 50℃의 층의 온도의 증가의 경우에서, 예를 들어 대략 25℃ 내지 대략 45℃의 층의 온도의 증가의 경우에서, 예를 들어 대략 30℃ 내지 대략 40℃의 층의 온도의 증가의 경우에서, 상대적으로 대략 1% 내지 대략 10%의 범위에서, 예를 들어 대략 3% 내지 대략 8%의 범위에서, 예를 들어 대략 4% 내지 대략 7%의 범위에서, 예를 들어 대략 4.5% 내지 대략 6%의 범위에서, 예를 들어 대략 4.75% 내지 대략 5%의 범위에서 자신들의 굴절률을 변경하는 방식으로 설계될 수 있다. 대안적으로, 다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은, 입자들을 포함하는 (매트릭스로서 지시되는) 적어도 하나의 층을 포함하는 복수의 층들 또는 층인 것으로 이해될 수 있으며, 상기 매트릭스는, 매트릭스 내에 포함된 입자들의 굴절률과 비교하여 층의 온도에 따라 상기 매트릭스가 자신의 굴절률을 변화시키는 방식으로 설계된다.
예로서, 스위칭 오프되는(예시적으로 부가적으로 히팅(heat)되지 않음) 발광 컴포넌트를 갖는 서모트로픽 층(204)의 매트릭스는, 대략 1.4 내지 대략 1.9의 범위의, 예를 들어 대략 1.5 내지 대략 1.7의 범위의, 예를 들어 대략 1.46 내지 대략 1.54의 범위의, 예를 들어 대략 1.47 내지 대략 1.53의 범위의, 예를 들어 대략 1.48 내지 대략 1.52의 범위의, 예를 들어 대략 1.49 내지 대략 1.51의 범위의 굴절률, 예를 들어 대략 1.49의 굴절률 또는 대략 1.50의 굴절률을 가질 수 있다. 스위칭-오프(예시적으로 히팅되지 않음) 상태에서, 매트릭스 내에 포함된 서모트로픽 입자들은, 매트릭스의 굴절률과 상이하지 않은 또는 단지 최소로(minimally)만 상이한 굴절률을 갖는다. 결과적으로, 스위칭-오프 상태에서, 어떠한 광 산란도 초래되지 않고, 서모트로픽 층은 투명하다.
더욱이, 예를 들어, 스위칭 온된(예시적으로 부가적으로 히팅됨) 발광 컴포넌트를 갖는 서모트로픽 층(204) 내 입자들은, 상기 입자들의 굴절률이 매트릭스의 굴절률로부터 벗어나고, 그리고 따라서 광 산란이 초래되도록 하기 위해, 자신들의 굴절률을 변경할 수 있다. 따라서, 서모트로픽 층은 반투명해진다. 서모트로픽 층의 매트릭스와 입자들 사이의 굴절률의 결과적인 차이가 더 클수록, 층의 광-산란 효과가 더 크다. 예를 들어, 1.5의, 서모트로픽 층의 매트릭스의 굴절률에 있어서, 서모트로픽 입자들은 예를 들어 대략 1.37 내지 대략 1.44의 범위의, 예를 들어 대략 1.38 내지 대략 1.43의 범위의, 예를 들어 대략 1.39 내지 대략 1.42의 범위의, 예를 들어 대략 1.40 내지 대략 1.41의 범위의 굴절률, 예를 들어 대략 1.43의 굴절률 또는 대략 1.43의 굴절률을 가질 수 있다.
결과적으로, 다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은, 임계 온도 아래에 놓이는 제 1 온도에서 투명할 수 있고, 그리고 제 1 온도보다 더 높고 그리고 임계 온도보다 더 높은 제 2 온도에서 광-산란 특성들을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)의 매트릭스는 매트릭스 재료(예를 들어, 폴리머 매트릭스, 예를 들어 수지(resin))를 포함할 수 있고, 상기 매트릭스 재료 내에 서모트로픽 입자들(예를 들어, 마이크로입자들, 예를 들어 온도-종속 방식으로 가변적인 굴절률을 갖는 마이크로캡슐들)이 매립되고, 상기 서모트로픽 입자들은, 온도에 따라 자신들의 굴절률을 변화시키는 방식으로 설계된다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은, 매트릭스 재료가 반투명 또는 투명 층들(예를 들어, 폴리머 층들 및/또는 유리 층들) 사이에 배열되는 층 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은 Solardim®라는 명칭 하에 회사 Tilse로부터 획득가능한 층 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층(204)은 대략 1㎛ 내지 대략 1000㎛의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 10㎛ 내지 대략 500㎛의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 20㎛ 내지 대략 200㎛의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
발광 컴포넌트(200)의 전기 활성 구역(206)은 서모트로픽 층(204) 상에 또는 위에 배열될 수 있다. 전기 활성 구역(206)은, 발광 컴포넌트(200)의 동작을 위해 전기 전류가 흐르는 발광 컴포넌트(200)의 구역으로서 이해될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 아래에서 훨씬 더 상세하게 설명될 바와 같이, 전기 활성 구역(206)은 제 1 전극(208), 제 2 전극(210), 및 유기 기능층 구조(212)를 가질 수 있다.
이와 관련하여, 다양한 실시예들에서, (예를 들어, 제 1 전극층(208)의 형태의) 제 1 전극(208)은 서모트로픽 층(204) 상에 또는 위에 적용될 수 있다. 제 1 전극(208)(이후 바닥부 전극(208)으로 또한 지시됨)은 전기 전도성 재료, 이를 테면, 예를 들어 금속 또는 투명 전도성 산화물(TCO), 또는 동일한 금속 또는 상이한 금속들 및/또는 동일한 TCO 또는 상이한 TCO들의 복수의 층들을 갖는 층 스택으로 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화물들은 투명한 전도성 재료들, 예를 들어 금속 산화물들, 이를 테면, 예를 들어 아연 산화물, 주석 산화물, 카드뮴 산화물, 티타늄 산화물, 인듐 산화물, 또는 인듐 주석 산화물(ITO)이다. 예를 들어 ZnO, SnO2, 또는 In2O3과 같은 2원 금속-산소 화합물들과 함께, 예를 들어 AlZnO, Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12와 같은 3원 금속-산소 화합물들, 또는 상이한 투명 전도성 산화물들의 혼합물들이 또한 TCO들의 그룹에 속하며, 다양한 실시예들에서 이용될 수 있다. 더욱이, TCO들은 화학양론적 조성에 반드시 대응하지는 않으며, 더욱이 p-도핑되거나 또는 n-도핑될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제 1 전극(208)은 금속; 예를 들어 Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm 또는 Li, 및 화합물들, 이들 재료들의 조합들 또는 합금들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제 1 전극(208)은 TCO의 층 상에 금속 층의 조합의 층 스택에 의해 형성될 수 있거나, 또는 그 반대도 가능하다. 일 예는 인듐 주석 산화물 층(ITO) 상에 적용된 은(silver) 층(ITO 상의 Ag) 또는 ITO-Ag-ITO 다중층들이다.
다양한 실시예들에서, 제 1 전극(208)은 대안으로서 또는 상술된 재료들에 부가하여, 다음의 재료들 중 하나 또는 복수를 제공할 수 있으며: 상기 재료들은, 금속성 나노와이어들 및 나노입자들로 구성된, 예를 들어 Ag로 구성된 네트워크들; 탄소 나노튜브들로 구성된 네트워크들; 그라핀 입자들 및 그라핀 층들; 반도체 나노와이어들로 구성된 네트워크들이다.
더욱이, 제 1 전극(208)은 전기 전도성 폴리머들 또는 전이 금속 산화물들, 또는 투명 전기 전도성 산화물들을 포함할 수 있다.
발광 컴포넌트(200)가 기판(202)을 통해 광을 방출하는 경우에 있어서, 제 1 전극(208) 및 기판(202)은 반투명하게 또는 투명하게 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 제 1 전극(208)이 금속으로 형성되는 경우에 있어서, 제 1 전극(208)은 예를 들어 대략 25㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 20㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 18㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께를 가질 수 있다. 더욱이, 제 1 전극(208)은 예를 들어 대략 10㎚ 초과의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 15㎚ 초과의 또는 그와 동등한 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제 1 전극(208)은 대략 10㎚ 내지 대략 25㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 10㎚ 내지 대략 18㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 15㎚ 내지 대략 18㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
더욱이, 반투명한 또는 투명한 제 1 전극(208)의 경우에 있어서, 그리고 제 1 전극(208)이 투명 전도성 산화물(TCO)로 형성되는 경우에 있어서, 제 1 전극(208)은 예를 들어 대략 50㎚ 내지 대략 500㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 75㎚ 내지 대략 250㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 100㎚ 내지 대략 150㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
더욱이, 반투명한 또는 투명한 제 1 전극(208)의 경우에 있어서, 그리고 제 1 전극(208)이, 예를 들어 금속성 나노와이어들로 구성된, 예를 들어 Ag ― 상기 Ag는 전도성 폴리머들과 결합될 수 있음 ― 로 구성된 네트워크, 전도성 폴리머들과 결합될 수 있는 탄소 나노튜브들로 구성된 네트워크로, 또는 그라핀 층들 및 복합체들로 형성되는 경우에 있어서, 제 1 전극(208)은 예를 들어 대략 1㎚ 내지 대략 500㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 10㎚ 내지 대략 400㎚의 범위의 층 두께, 예를 들어 대략 40㎚ 내지 대략 250㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
발광 컴포넌트(200)가 전적으로 최상부를 향하여 광을 방출하는 경우에 있어서, 제 1 전극(208)은 또한 불투명하게 또는 반사적이게 설계될 수 있다. 이러한 경우에, (예를 들어, 금속성 전극의 경우에 있어서) 제 1 전극(208)은 예를 들어 대략 40㎚보다 더 큰 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 50㎚보다 더 큰 또는 그와 동등한 층 두께를 가질 수 있다.
제 1 전극(208)은 양극으로서, 다시 말해 정공-주입 전극으로서, 또는 음극으로서, 다시 말해 전자-주입 전극으로서 형성될 수 있다.
제 1 전극(208)은 제 1 전기 단자를 가질 수 있고, 상기 제 1 전기 단자에 (에너지 스토어(예시되지 않음) 예를 들어, 전류원 또는 전압원에 의해 제공된) 제 1 전기 전위가 적용될 수 있다. 대안적으로, 제 1 전기 전위는 기판(202)에 적용되고 그리고 그 다음으로 상기 기판을 통해 제 1 전극(208)에 간접적으로 공급될 수 있다. 제 1 전기 전위는 예를 들어, 접지 전위 또는 몇몇 다른 미리규정된 기준 전위일 수 있다.
더욱이, 발광 컴포넌트(200)의 전기 활성 구역(206)은, 제 1 전극(208) 상에 또는 위에 적용되는 유기 전기루미네슨트(electroluminescent) 층 구조(210)를 가질 수 있다.
유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는, 예를 들어 형광성 및/또는 인광성 이미터들을 포함하는 하나 또는 복수의 이미터층들(212), 및 하나 또는 복수의 정공-전도 층들(214)(정공 이송 층(들)(214)으로 또한 지시됨)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 전자-전도 층들(216)(전자 이송 층(들)(216)으로 또한 지시됨)이 대안적으로 또는 부가적으로 제공될 수 있다.
이미터층(들)(212)을 위해 다양한 예시적인 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(200)에서 이용될 수 있는 이미터 재료들의 예들은, 유기 또는 유기금속성(organometallic) 화합물들, 이를 테면 폴리플루오렌, 폴리티오펜 및 폴리페닐렌의 유도체들(예를 들어, 2- 또는 2,5-substituted poly-p-phenylene vinylene) 및 금속 착물(complex)들, 예를 들어 이리듐 착물들, 이를 테면 청색 인광성 FIrPic(bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), 녹색 인광성 Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium III), 적색 인광성 Ru(dtb-bpy)3*2(PF6) (tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridine]ruthenium (III) complex) 및 청색 형광성 DPAVBi(4,4-bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), 녹색 형광성 TTPA(9,10-bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracene) 및 적색 형광성 DCM2(4-dicyanomethylene)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran)을 비-폴리머성(non-polymeric) 이미터들로서 포함한다. 이러한 비-폴리머성 이미터들은 예를 들어, 열 증착(thermal evaporation)에 의해 증착(deposit)될 수 있다. 더욱이, 특히, 예를 들어 스핀(spin) 코팅과 같은 습식-화학적(wet-chemical) 방법에 의해 증착될 수 있는 폴리머 이미터들을 이용하는 것이 가능하다.
이미터 재료들은 적합한 방식으로 매트릭스 재료 내에 매립될 수 있다.
다른 적합한 이미터 재료들이 또한 다른 실시예들에서 제공된다는 것이 주목되어야 한다.
발광 컴포넌트(200)의 이미터층(들)(212)의 이미터 재료들은, 예를 들어 발광 컴포넌트(200)가 백색 광을 방출하도록 선택될 수 있다. 이미터층(들)(212)은, 상이한 색들(예를 들어, 청색 및 황색, 또는 청색, 녹색 및 적색)을 방출하는 복수의 이미터 재료들을 포함할 수 있으며; 대안적으로, 이미터층(들)(212)은 또한 복수의 부분 층들, 이를 테면 청색 형광성 이미터층(212) 또는 청색 인광성 이미터층(212), 녹색 인광성 이미터 층(212), 및 적색 인광성 이미터층(212)으로 구성될 수 있다. 상이한 색들을 혼합함으로써, 백색 인상을 갖는 광의 방출이 초래될 수 있다. 대안적으로, 상기 층들에 의해 발생된 1차 방출의 빔 경로 내에 컨버터 재료를 배열하기 위한 제공이 또한 이루어질 수 있고, 상기 컨버터 재료는 1차 방사를 적어도 부분적으로 흡수하고, 그리고 상이한 파장을 갖는 2차 방사를 방출하여서, 1차 방사와 2차 방사의 조합에 의해 (아직 백색이 아닌) 1차 방사로부터 백색 인상이 초래된다.
유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는 일반적으로 하나 또는 복수의 전기루미네슨트 층들을 포함할 수 있다. 하나 또는 복수의 전기루미네슨트 층들은 유기 폴리머들, 유기 올리고머(oligomer)들, 유기 모노머들, 유기 소형, 비-폴리머성 분자들("소형 분자들") 또는 이들 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 예시로서, 유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는, 예를 들어, OLED의 경우에서, 전기루미네슨트 층 또는 전기루미네슨트 구역 내로의 효과적인 정공 주입을 가능하게 하기 위해, 정공 이송 층(214)으로서 구현되는 하나 또는 복수의 전기루미네슨트 층들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네슨트 층 구조는, 예를 들어, OLED의 경우에서, 전기루미네슨트 층 또는 전기루미네슨트 구역 내로의 효과적인 전자 주입을 가능하게 하기 위해, 전자 이송 층(216)으로서 구현되는 하나 또는 복수의 기능층들을 포함할 수 있다. 예시로서, 삼급 아민(tertiary amine)들, 카바조 유도체(carbazo derivative)들, 전도성 폴리아닐린 또는 폴리에틸렌 디옥시싸이오펜(dioxythiophene)이, 정공 이송 층(214)을 위한 재료로서 이용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 전기루미네슨트 층들이 전기루미네슨트 층으로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 정공 이송 층(214)은, 제 1 전극(208) 상에 또는 위에 적용, 예를 들어 증착될 수 있고, 이미터층(212)은 정공 이송 층(214) 상에 또는 위에 적용, 예를 들어 증착될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네슨트 층 구조(210)(다시 말해, 예를 들어 정공 이송 층(들)(214) 및 이미터층(들)(212) 및 전자 이송 층(들)(216)의 두께의 합)는 최대 대략 1.5㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 1.2㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 1㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 800㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 500㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 400㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 300㎚의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는 예를 들어, 바로 층층이(directly one above another) 배열된 복수의 유기 발광 다이오드들(OLED들)의 스택을 가질 수 있고, 각각의 OLED는, 예를 들어 최대 대략 1.5㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 1.2㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 1㎛의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 800㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 500㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 400㎚의 층 두께, 예를 들어 최대 대략 300㎚의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는 예를 들어, 바로 층층이 배열된 3개 또는 4개의 OLED들의 스택을 가질 수 있고, 이 경우, 예를 들어, 유기 전기루미네슨트 층 구조(210)는 최대 대략 3㎛의 층 두께를 가질 수 있다.
발광 컴포넌트(200)는 선택적으로, 일반적으로, 예를 들어, 발광 컴포넌트(200)의 기능성 그리고 따라서 효율성을 더 개선하도록 기능하는 하나 또는 복수의 이미터층들(212) 상에 또는 위에 배열된 추가의 유기 기능층들을 포함할 수 있다.
(예를 들어, 제 2 전극층(212)의 형태의) 제 2 전극(218)은 유기 전기루미네슨트 층 구조(210) 상에 또는 위에, 또는 적합한 경우, 하나 또는 복수의 추가의 유기 기능층들 상에 또는 위에 적용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제 2 전극(218)은 제 1 전극(208)과 동일한 재료들을 포함하거나 또는 이들로 형성될 수 있고, 다양한 실시예들에서 금속들이 특히 적합하다.
다양한 실시예들에서, (예를 들어, 금속성의 제 2 전극(218)의 경우에 있어서) 제 2 전극(218)은, 예를 들어 대략 50㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 45㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 40㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 35㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 30㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 25㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 20㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 15㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께, 예를 들어 대략 10㎚ 미만의 또는 그와 동등한 층 두께를 가질 수 있다.
제 2 전극(218)은 일반적으로, 제 1 전극(208)과 유사한 방식으로, 또는 상기 제 1 전극(208)과 상이하게 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제 2 전극(218)은 하나 또는 그 초과의 재료들로, 그리고 제 1 전극(208)과 관련하여 상술된 바와 같이 (제 2 전극이 반사적이게, 반투명하게, 또는 투명하게 형성되도록 의도되는지에 따라) 각각의 층 두께로 형성될 수 있다. 도 2에 예시된 실시예에서, 제 2 전극(218)은 반사적이게 형성될 수 있다. 결과적으로, 도 2에 예시된 발광 컴포넌트(200)는 바닥부 이미터로서 설계될 수 있다.
제 2 전극(218)은 양극으로서, 다시 말해 정공-주입 전극으로서, 또는 음극으로서, 다시 말해 전자-주입 전극으로서 형성될 수 있다.
제 2 전극(218)은 제 2 전기 단자를 가질 수 있고, 에너지원에 의해 제공된 (제 1 전기 전위와 상이한) 제 2 전기 전위가 상기 제 2 전기 단자에 적용될 수 있다. 제 2 전기 전위는, 예를 들어, 제 1 전기 전위에 대한 차이가, 대략 1.5V 내지 대략 20V의 범위의 값, 예를 들어 대략 2.5V 내지 대략 15V의 범위의 값, 예를 들어 대략 3V 내지 대략 12V의 범위의 값을 갖도록 값을 가질 수 있다.
결과적으로, 예시적으로, 서모트로픽 층(204)은 전기 활성 구역(206) 외부에, 예를 들어 도 2에서 예시된 실시예에서와 같이, 기판(202)과 전기 활성 구역(206)의 제 1 전극(208) 사이에 배열된다.
예를 들어 장벽(barrier) 박막 층/박박 캡슐화부(200)의 형태의 캡슐화부(220)는 선택적으로 또한, 제 2 전극(112) 상에 또는 위에, 그리고 따라서 전기 활성 구역(206) 상에 또는 위에 형성될 수 있다.
본원의 맥락에서, "장벽 박막 층" 또는 "장벽 박막"(220)은, 예를 들어 화학적 불순물들 또는 대기 물질(atmospheric substance)들에 대한, 특히 물(수분) 및 산소에 대한 장벽을 형성하기에 적합한 층 또는 층 구조를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해, 장벽 박막층(220)은, 물, 산소, 또는 용제와 같은 OLED-손상 물질들이 상기 장벽 박막층(220)을 통해 침투할 수 없거나, 또는 기껏해야 상기 물질들의 매우 작은 비율들이 상기 장벽 박막층(220)을 통해 침투할 수 있는 방식으로 형성된다.
일 구성에 따르면, 장벽 박막층(220)은 개개의 층으로서(다시 말하면, 단일 층으로서) 형성될 수 있다. 대안적인 구성에 따르면, 장벽 박막층(220)은 서로의 상부에 층층이(one on top of another) 형성된 복수의 부분 층들을 포함할 수 있다. 다시 말해, 일 구성에 따르면, 장벽 박막층(220)은 층 스택으로서 형성될 수 있다. 장벽 박막층(220) 또는 장벽 박막층(220)의 하나 또는 복수의 부분 층들은, 예를 들어 적합한 증착 방법에 의해, 예를 들어 일 구성에 따른 원자 층 증착(ALD) 방법, 예를 들어 플라즈마 강화 원자 층 증착(PEALD) 방법 또는 플라즈마리스(plasmaless) 원자 층 증착(PLALD) 방법에 의해, 또는 다른 구성에 따른 화학 기상 증착(CVD) 방법, 예를 들어 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 방법 또는 플라즈마리스 화학 기상 증착(PLCVD) 방법에 의해, 또는 대안적으로 다른 적합한 증착 방법들에 의해 형성될 수 있다.
원자 층 증착(ALD) 방법을 이용함으로써, 매우 얇은 층들이 증착되는 것이 가능하다. 특히, 원자 층 범위의 층 두께들을 갖는 층들이 증착될 수 있다.
일 구성에 따르면, 복수의 부분 층들을 갖는 장벽 박막층(220)의 경우에, 모든 부분 층들은 원자 층 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 단지 ALD 층들만을 갖는 층 시퀀스는 또한, "나노라미네이트(nanolaminate)"로 지시될 수 있다.
대안적인 구성에 따르면, 복수의 부분 층들을 갖는 장벽 박막층(220)의 경우에, 장벽 박막층(220)의 하나 또는 복수의 부분 층들은 원자 층 증착 방법과 상이한 증착 방법에 의해, 예를 들어 기상 증착 방법에 의해 증착될 수 있다.
일 구성에 따르면, 장벽 박막층(220)은 대략 0.1㎚(일 원자 층) 내지 대략 1000㎚의 층 두께, 예를 들어 일 구성에 따라 대략 10㎚ 내지 대략 100㎚, 예를 들어 일 구성에 따라 대략 40㎚의 층 두께를 가질 수 있다.
장벽 박막층(220)이 복수의 부분 층들을 포함하는 일 구성에 따르면, 모든 부분 층들은 동일한 층 두께를 가질 수 있다. 다른 구성에 따르면, 장벽 박막층(220)의 개개의 부분 층들은 상이한 층 두께들을 가질 수 있다. 다시 말해, 부분 층들 중 적어도 하나는 하나 또는 그 초과의 다른 부분 층들과 상이한 층 두께를 가질 수 있다.
일 구성에 따르면, 장벽 박막층(220) 또는 장벽 박막층(220)의 개개의 부분 층들은 반투명한 또는 투명한 층으로서 형성될 수 있다. 다시 말해, 장벽 박막층(220)(또는 장벽 박막층(220)의 개개의 부분 층들)은 반투명한 또는 투명한 재료(또는 반투명한 또는 투명한 재료 조합)로 구성될 수 있다.
일 구성에 따르면, 장벽 박막층(220) 또는 (복수의 부분 층들을 갖는 층 스택의 경우에서) 장벽 박막층(220)의 하나 또는 복수의 부분 층들은 다음의 재료들: 알루미늄 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 란타늄(lanthanium) 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 알루미늄-도핑 아연 산화물, 및 이들의 혼합물들 및 합금들 중 하나로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 캡슐화부(220) 상에 또는 위에, 접착제 및/또는 보호 래커(protective lacquer)(222)를 제공하는 것이 가능하고, 상기 접착제 및/또는 보호 래커(protective lacquer)(222)에 의해, 예를 들어 선택적인 커버(224)(예를 들어, 유리 커버(224))가 캡슐화부(220) 상에 고정, 예를 들어 접착 본딩된다. 다양한 실시예들에서, 접착제 및/또는 보호 래커(222)로 구성된 광학적으로 반투명한 층은 1㎛보다 더 큰 층 두께, 예를 들어 수 ㎛의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 접착제는 라미네이션 접착제를 포함하거나 또는 상기 라미네이션 접착제일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 광-산란 입자들은 또한, (접착제 층으로 또한 지시되는) 접착제의 층 내로 매립될 수 있고, 상기 입자들은 색 각도 왜곡 및 커플링-아웃 효율성에서 추가의 개선을 초래할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제공된 광-산란 입자들은 유전체 산란 입자들, 예를 들어 이를 테면 금속 산화물들, 예를 들어 이를 테면, 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2), 아연 산화물(ZnO), 지르코늄 산화물(ZrO2), 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO), 갈륨 산화물(Ga2Oa), 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물일 수 있다. 다른 입자들이, 반투명한 층 구조, 예를 들어 기포(air bubble)들, 아크릴산염(acrylate), 또는 중공 유리 비드(hollow glass bead)들의 매트릭스의 유효 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는다면, 상기 다른 입자들이 또한 적합할 수 있다. 더욱이, 예시로서, 금속성 나노입자들, 금속들, 이를 테면 금, 은, 철 나노입자들 등이 광-산란 입자들로서 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 접착제 및/또는 보호 래커(222)로 구성된 층과 제 2 전극(218) 사이에, 예를 들어 습식-화학적 프로세스 동안 전기적으로 불안정한 재료들을 보호하기 위해, 예를 들어 대략 300㎚ 내지 대략 1.5㎛의 범위의 층 두께를 갖는, 예를 들어 대략 500㎚ 내지 대략 1㎛의 범위의 층 두께를 갖는 전기 절연층(도시되지 않음), 예를 들어 SiN이 또한 적용될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(300)의 단면도를 도시한다.
도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)는 많은 양상들에서 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 동일하며, 이러한 이유로, 단지 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)와 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200) 사이의 차이들만이 아래에서 더 상세하게 설명되며; 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)의 나머지 엘리먼트들과 관련하여, 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 관한 상기 설명들에 대한 참조가 이루어진다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(300)는 바닥부 이미터로서 설계될 수 있다.
도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 대조적으로, 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)의 경우, 서모트로픽 층(204)은 기판(202)과 전기 활성 구역(206) 사이에 배열되기보다는, 전기 활성 구역(206)을 등지는 기판(202)의 그 측 상에, 다시 말하면 예를 들어, 기판(202)의 아래에 배열된다. 더욱이, 다양한 실시예들에서, 추가의 커버(302)(예를 들어, 유리 커버(302))가 선택적으로 또한 제공될 수 있고, 상기 추가의 커버(302)는 서모트로픽 층(204) 아래에 배열될 수 있다. 결과적으로, 다양한 실시예들에서, 추가의 커버(302)는 전기 활성 구역(206)을 등지는 기판(202)의 그 측 상에 배열될 수 있고, 그리고 서모트로픽 층(204)은 기판(202)과 추가의 커버(302) 사이에 배열될 수 있다.
결과적으로, 이들 실시예들에서, 제 1 전극(208)은 기판(202)의 일 측 상에서 기판(202)과 물리적으로 접촉될 수 있고, 그리고 서모트로픽 층(204)은 기판(202)의 반대 측 상에서 기판(202)과 물리적으로 접촉될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(400)의 단면도를 도시한다.
도 4에 따른 유기 발광 다이오드(400)는 많은 양상들에서 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 동일하며, 이러한 이유로, 단지 도 4에 따른 유기 발광 다이오드(400)와 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200) 사이의 차이들만이 아래에서 더 상세하게 설명되며; 도 4에 따른 유기 발광 다이오드(400)의 나머지 엘리먼트들과 관련하여, 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 관한 상기 설명들에 대한 참조가 이루어진다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(400)는 최상부 이미터로서 설계될 수 있다. 이는 예를 들어, 제 1 전극(208)이 반사적이게 형성될 수 있고, 그리고 제 2 전극(218)이 광학적으로 투명하게 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 대조적으로, 도 4에 따른 유기 발광 다이오드(400)의 경우, 서모트로픽 층(204)은 기판(202)과 전기 활성 구역(206) 사이에 배열되기보다는, 캡슐화부(220) 상에 또는 위에 배열된다. 이러한 실시예들에서, 선택적으로, 접착제 및/또는 보호 래커(222)로 구성된 광학적으로 반투명한 층이 서모트로픽 층(204) 상에 또는 위에 배열되고, 그리고 커버(224)를 서모트로픽 층(204) 상에 고정, 예를 들어 고정적으로 접착 본딩할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(500)의 단면도를 도시한다.
도 5에 따른 유기 발광 다이오드(500)는 많은 양상들에서 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 동일하며, 이러한 이유로, 단지 도 5에 따른 유기 발광 다이오드(500)와 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200) 사이의 차이들만이 아래에서 더 상세하게 설명되며; 도 5에 따른 유기 발광 다이오드(500)의 나머지 엘리먼트들과 관련하여, 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 관한 상기 설명들에 대한 참조가 이루어진다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(500)는 최상부 이미터로서 설계될 수 있다. 이는 예를 들어, 제 1 전극(208)이 반사적이게 형성될 수 있고, 그리고 제 2 전극(218)이 광학적으로 투명하게 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 대조적으로, 도 5에 따른 유기 발광 다이오드(500)의 경우, 서모트로픽 층(204)은 기판(202)과 전기 활성 구역(206) 사이에 배열되기보다는, 커버(224) 상에 또는 위에 배열된다. 더욱이, 부가적인 커버(502)(예를 들어, 부가적인 유리 커버(502))가 선택적으로 또한, 서모트로픽 층(204) 상에 또는 위에 배열될 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(600)의 단면도를 도시한다.
도 6에 따른 유기 발광 다이오드(600)는 많은 양상들에서 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)와 동일하며, 이러한 이유로, 단지 도 6에 따른 유기 발광 다이오드(600)와 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200) 사이의 차이들만이 아래에서 더 상세하게 설명되며; 도 6에 따른 유기 발광 다이오드(600)의 나머지 엘리먼트들과 관련하여, 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 관한 상기 설명들에 대한 참조가 이루어진다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(600)는 투명한 발광 컴포넌트(600)로서 설계될 수 있으며, 다시 말하면, 최상부 및 바닥부 이미터로서 설계될 수 있다. 이는, 예를 들어, 제 1 전극(208) 및 제 2 전극(218)이 광학적으로 투명하게 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 부가하여, 도 6에 따른 유기 발광 다이오드(600)의 경우, 부가적인 서모트로픽 층(602)이 또한 제공되고, 상기 부가적인 서모트로픽 층(602)은 접착제 및/또는 보호 래커(222)로 구성된 층과 커버(224) 사이에 배열될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 부가적인 서모트로픽 층(602)은 서모트로픽 층(204)과 동일한 방식으로 설계될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(700)의 단면도를 도시한다.
도 7에 따른 유기 발광 다이오드(700)는 많은 양상들에서 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)와 동일하며, 이러한 이유로, 단지 도 7에 따른 유기 발광 다이오드(700)와 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300) 사이의 차이들만이 아래에서 더 상세하게 설명되며; 도 7에 따른 유기 발광 다이오드(700)의 나머지 엘리먼트들과 관련하여, 도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300) 및 도 2에 따른 유기 발광 다이오드(200)에 관한 상기 설명들에 대한 참조가 이루어진다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(700)는 투명한 발광 컴포넌트(700)로서 설계될 수 있으며, 다시 말하면, 최상부 및 바닥부 이미터로서 설계될 수 있다. 이는, 예를 들어, 제 1 전극(208) 및 제 2 전극(218)이 광학적으로 투명하게 형성될 수 있다는 것을 의미한다.
도 3에 따른 유기 발광 다이오드(300)에 부가하여, 도 7에 따른 유기 발광 다이오드(700)의 경우, 부가적인 서모트로픽 층(702)이 또한 제공되고, 상기 부가적인 서모트로픽 층(702)은 커버(224) 상에 또는 위에 배열될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 부가적인 서모트로픽 층(702)은 서모트로픽 층(204)과 동일한 방식으로 설계될 수 있다.
더욱이, 부가적인 층(704)(예를 들어, 부가적인 유리 커버(704))이 선택적으로 또한, 부가적인 서모트로픽 층(702) 상에 또는 위에 배열될 수 있다.
심지어 완전히 투명한 발광 컴포넌트들, 예를 들어 도 6에 따른 유기 발광 다이오드(600) 또는 도 7에 따른 유기 발광 다이오드(700)를 갖는 다양한 실시예들에서, 각각의 경우에 단지 하나의 서모트로픽 층(204, 602, 702)이 제공될 수 있고, 다른 것은 생략될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층은 또한, 제 1 전극과 기판 사이에 놓일 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
다양한 실시예들은, (예를 들어, 수지 또는 폴리머 매트릭스로 구성된) 매트릭스 내 서모트로픽 입자들 및/또는 서모트로픽 층(들)이 특정 온도들에서 자신들의 굴절률을 변경한다는 사실을 이용한다. 그러나, 유기 발광 다이오드들과 같은 발광 컴포넌트들이 예를 들어, 100%의 효율성을 갖지 않기 때문에, 이들은 동작 동안, 즉 예를 들어 발광 컴포넌트의 전극들 사이에 전류 흐름이 존재할 때, 히팅 업(heat up)된다. 이러한 효과는 다양한 예시적인 실시예들에서 서모트로픽 층(들) 및/또는 서모트로픽 입자(들)와 함께 활용된다. 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 스위칭-오프 상태에서, 발광 컴포넌트는, 예를 들어 주변 온도, 예를 들어 실온(room temperature)을 취한다. 다양한 예시적인 실시예들에 따른 발광 컴포넌트의 스위칭-온 상태에서, 다시 말하면 동작 동안, 발광 컴포넌트는 (예를 들어, 발광 컴포넌트에 의해 제공된 고휘도의 경우에) 상당히 히팅 업되고, 서모트로픽 층(들) 및/또는 서모트로픽 입자(들)는 자신들의 굴절률을 변화시킨다.
결과적으로, 서모트로픽 층(들) 및/또는 서모트로픽 입자들은 반투명해지고, 이는, 발광 컴포넌트로부터의, 예를 들어 유기 발광 다이오드로부터의 광의 커플링-아웃을 개선하는 광 산란을 초래한다. 발광 컴포넌트, 예를 들어 유기 발광 다이오드가 스위칭 오프된 후에, 기판 또는 전체 발광 컴포넌트는 다시(again) 냉각(cool down)된다. 다양한 실시예들에서, 서모트로픽 효과는 가역적(reversible)으로 이루어질 수 있고, 이에 의해, 층들은 발광 컴포넌트의 스위칭-오프 상태에서 다시 투명하다.
다양한 실시예들에서, 일 측 상에서 방출하는 발광 컴포넌트의 경우에, 정반사성으로 반사 스위칭-오프 상태 외관이 유지되고, 그리고 스위칭-오프 상태에서, 즉 동작 동안 광의 커플링-아웃이 개선된다.
더욱이, 다양한 실시예들에서, 2개의 측들 상에서 방출하는 발광 컴포넌트의 경우에, 즉 광학적으로 투명한 발광 컴포넌트의 경우에, 스위칭-오프 상태에서 투명도가 유지되고, 그리고 스위칭-오프 상태에서, 즉 동작 동안 광의 커플링-아웃이 개선된다.
다양한 실시예들에서, 서모트로픽 층은 제 1 전극과 기판(예시되지 않음) 사이에 위치될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법을 예시하는 흐름도(800)를 도시한다.
802에서, 전기 활성 구역이 형성되고, 제 1 전극 및 제 2 전극이 형성되고, 그리고 유기 기능층 구조가 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된다. 더욱이, 804에서, 서모트로픽 층이 전기 활성 구역 외부에 형성될 수 있다.
다양한 층들, 예를 들어 서모트로픽 층(204), 전극들(208, 218), 및 전기 활성 구역(206)의 다른 층들, 이를 테면, 예를 들어 유기 기능층 구조(212), 정공 이송층(들)(214) 또는 전자 이송층(들)(216)은, 다양한 프로세스들에 의해, 예를 들어 CVD 방법(화학 기상 증착)에 의해 또는 PVD 방법(물리 기상 증착, 예를 들어 스퍼터링, 이온-보조 증착 방법 또는 열 증착)에 의해, 대안적으로 도금 방법; 침지 코팅(dip coating) 방법; 스핀 코팅 방법; 프린팅; 블레이드(blade) 코팅; 또는 스프레잉에 의해 적용, 예를 들어 증착될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PE-CVD) 방법이 CVD 방법으로서 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 플라즈마는, 적용될 층이 적용되도록 의도되는 엘리먼트 위 및/또는 둘레의 볼륨에 발생될 수 있고, 적어도 2개의 가스 시작 화합물(gaseous starting compound)들이 상기 볼륨에 공급되고, 상기 화합물들은 플라즈마에서 이온화되고 그리고 서로 반응하도록 여기된다. 플라즈마의 발생은, 예를 들어 유전체 층을 생성하는 것을 가능하게 하기 위해, 엘리먼트의 표면이 히팅되는 온도가, 플라즈마리스 CVD 방법과 비교하여 감소될 수 있는 것을 가능하게 할 수 있다. 이는 예를 들어 엘리먼트, 예를 들어 형성될 발광 전자 컴포넌트가 최대 온도 초과의 온도에서 손상되는 경우에 유리할 수 있다. 최대 온도는, 예를 들어 다양한 실시예들에 따라 형성될 발광 전자 컴포넌트의 경우에, 대략 120℃일 수 있어서, 예를 들어 유전체 층이 적용되는 온도는 120℃ 미만이거나 또는 그와 동등하고, 그리고 예를 들어 80℃ 미만이거나 또는 그와 동등할 수 있다.

Claims (12)

  1. 발광 컴포넌트(200, 300, 400, 500, 600, 700)로서,
    전기 활성 구역(electrically active region)(206) ― 상기 전기 활성 구역(206)은,
    제 1 전극(208),
    제 2 전극(218), 및
    상기 제 1 전극(208)과 상기 제 2 전극(218) 사이의 유기 기능층 구조(210)를 포함함 ―; 및
    상기 전기 활성 구역(206) 외부에 배열되는 서모트로픽(thermotropic) 층(204)
    을 포함하는,
    발광 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서모트로픽 층(204)은, 입자들이 매립되는 매트릭스 재료를 포함하고, 상기 입자들은 온도에 따라 자신들의 굴절률을 변화시키는 방식으로 설계되는,
    발광 컴포넌트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매트릭스 재료는 폴리머 재료를 포함하는,
    발광 컴포넌트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 입자들은 마이크로입자(microparticle)들을 포함하는,
    발광 컴포넌트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판(202)
    을 더 포함하고,
    상기 서모트로픽 층(204)은 상기 전기 활성 구역(206)과 상기 기판(202) 사이에 배열되는,
    발광 컴포넌트.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판(202) 및 제 1 커버(302)
    를 더 포함하고,
    상기 제 1 커버(302)는, 상기 전기 활성 구역(206)을 등지는 상기 기판(202)의 그 측 상에 배열되고,
    상기 서모트로픽 층(204)은 상기 기판(202)과 상기 제 1 커버(302) 사이에 배열되는,
    발광 컴포넌트.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판(202) 및 캡슐화부(encapsulation)(220)
    를 더 포함하고,
    상기 캡슐화부(220)는 상기 기판(202)을 등지는 상기 전기 활성 구역(206)의 그 측 상에 배열되고,
    상기 서모트로픽 층(204)은 상기 캡슐화부(220) 위에 배열되는,
    발광 컴포넌트.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판(202);
    캡슐화부(220) ― 상기 캡슐화부(220)는 상기 기판(202)을 등지는 상기 전기 활성 구역(206)의 그 측 상에 배열됨 ―; 및
    상기 캡슐화부(220) 위에 배열된 제 2 커버(224)
    를 더 포함하고,
    상기 서모트로픽 층(204)은 상기 제 2 커버(224) 위에 배열되는,
    발광 컴포넌트.
  9. 제 5 항에 있어서,
    캡슐화부(220) ― 상기 캡슐화부(220)는 상기 기판(202)을 등지는 상기 전기 활성 구역(206)의 그 측 상에 배열됨 ―; 및
    제 2 서모트로픽 층(602) ― 상기 제 2 서모트로픽 층(602)은 상기 캡슐화부(220) 위에 배열됨 ―
    을 더 포함하는,
    발광 컴포넌트.
  10. 제 5 항에 있어서,
    캡슐화부(220) ― 상기 캡슐화부(220)는 상기 기판(202)을 등지는 상기 전기 활성 구역(206)의 그 측 상에 배열됨 ―;
    상기 캡슐화부(220) 위에 배열된 제 2 커버(224); 및
    제 2 서모트로픽 층(702) ― 상기 제 2 서모트로픽 층(702)은 상기 제 2 커버(224) 위에 배열됨 ―
    을 더 포함하는,
    발광 컴포넌트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 컴포넌트는 유기 발광 다이오드(200, 300, 400, 500, 600, 700)로서 설계되는,
    발광 컴포넌트.
  12. 발광 컴포넌트(200, 300, 400, 500, 600, 700)를 생성하기 위한 방법(800)으로서,
    전기 활성 구역(206)을 형성하는 단계(802) ― 상기 전기 활성 구역(206)을 형성하는 단계(802)는,
    제 1 전극(208)을 형성하는 단계,
    제 2 전극(218)을 형성하는 단계, 및
    상기 제 1 전극(208)과 상기 제 2 전극(218) 사이에 유기 기능층 구조(210)를 형성하는 단계
    를 포함함 ―; 및
    상기 전기 활성 구역(206) 외부에 서모트로픽 층을 형성하는 단계(804)
    를 포함하는,
    발광 컴포넌트를 생성하기 위한 방법.
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