KR20150010665A - 전극 적층체 및 유기 발광 소자 - Google Patents

전극 적층체 및 유기 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는 기판, 상기 기판 상에 구비된 전극, 및 상기 전극과 전기적으로 연결되고, 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 갖는 보조 전극을 포함하고, 상기 보조 전극이 상기 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 보조 전극의 제1 층이 상기 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 전극 적층체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자가 기재되어 있다.

Description

전극 적층체 및 유기 발광 소자{ELECTRODE LAMINATE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 출원은 2013년 7월 19일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2013-0085699호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 전극 적층체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근, 디스플레이, 유기발광소자, 터치패널 등의 전자소자에서 유효화면부에 투명전극이 형성될 것이 요구되고 있다. 이를 위하여 전극으로서 ITO, ZnO 등과 같은 재료로 형성된 투명 도전막을 사용하고 있으나, 이들은 전기 저항이 큰 문제가 있다. 특히, 유기발광소자를 이용한 조명 장치의 경우 대면적으로 형성하는 경우 상기와 같은 큰 전기 저항은 조명 장치의 상업화에 큰 걸림돌이 될 수 있다. 따라서, 대면적으로 형성하는 경우에도 전기 저항이 감소된 투명 전극의 개발이 요구되고 있다. 한편, 유기발광소자에서 발생한 빛은 30%까지 소자 내에 갇혀 있어 발광 효율이 낮아지는 문제가 있다.
한국 특허출원 공개 제2005-0039014호
본 발명자들은 투명 전극의 전기 전도도 및/또는 광추출 효율을 개선하기 위한 연구 끝에 본 명세서에 기재된 구성을 갖는 전극 적층체 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 발명하기에 이르렀다.
본 명세서의 일 실시상태는
기판,
상기 기판 상에 구비된 제1 전극,
상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극,
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층, 및
상기 제1 전극의 보조 전극을 포함하고,
상기 제1 전극의 보조 전극은 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 상기 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 가지며,
상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층이 상기 제1 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 기판에 접하여 구비된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 제1 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하는 패턴 형태로 구비된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비된 유기 발광 소자를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는
기판,
상기 기판 상에 구비된 전극, 및
상기 전극과 전기적으로 연결되고, 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 갖는 보조 전극을 포함하고,
상기 보조 전극이 상기 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 보조 전극의 제1 층이 상기 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 전극 적층체를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 보조 전극이 상기 기판에 접하여 구비된 전극 적층체를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 보조 전극이 상기 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하는 패턴 형태로 구비된 것인 전극 적층체를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 기판의 전극이 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비된 전극 적층체를 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 기판에 대향하는 면의 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 보조 전극을 전극의 하면 또는 측면에 사용함으로써, 전극 또는 소자를 대면적으로 제작하는 경우에도 저항을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유기 발광 소자의 유기물층에서 발생한 빛이 소자와 공기층 사이 또는 각 층들 사이에서의 전반사 등에 의하여 소자 내에 갇히지 않고, 소자 밖으로 빛을 추출하는 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 3은 본 명세서의 실시상태들에 따른 전극 적층체의 구성의 일 예들을 도시한 것이다.
도 4는 종래의 보조 전극의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 비교예 1에서 제조한 전극 적층체의 구조를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 예시적인 보조 전극 재료의 반사도 및 기판의 반사도를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 명세서의 실시상태들에 따른 보조 전극의 제1 층과 제2 층의 선폭을 도시한 것이다.
도 10은 실시예에서 제조된 보조 전극의 SEM 사진이다.
도 11은 도 10의 SEM 사진의 단면 모식도이다.
이하에서 본 명세서의 실시상태들을 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 발광 소자는 기판, 상기 기판 상에 구비된 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층, 및 상기 제1 전극의 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 전극의 보조 전극은 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 상기 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 가지며, 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층이 상기 제1 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층이 상기 제2 층보다 상기 기판에 더 가깝게 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극은 상기 기판에 접하여 구비될 수 있다. 도 1 내지 3에 각각 제1 전극의 보조 전극이 기판에 접한 예를 도시하였다.
도 1에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하는 패턴 형태로 구비된다. 여기서, 패턴이란, 전면층과 구분되는 표현으로서, 하부층의 전면을 덮고 있는 것이 아니고, 하부층의 일부만을 덮고 하부층의 일부가 노출되어 있는 형태를 의미한다. 이 때, 하부층의 일부를 덮고 있는 부분의 형태는 특별히 한정되지 아니하며, 목적에 따라 필요한 형태로 형성할 수 있다.
도 2 및 3에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극은 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 구비된다.
도 1 내지 3과 같은 구조를 갖는 경우, 발광층으로부터 방출된 빛이 기판 내에 갇히지 않고, 제1 전극의 보조 전극과 기판의 계면에서 빛을 반사됨으로써 광추출이 효과적으로 이루어질 수 있다. 반면, 도 4 및 도 5와 같이 기판에 접하는 측에 상기 보조전극의 제2 층에 대응하는 층이 구비되는 경우, 기판으로 들어간 빛이 밖으로 방출되지 않고 제2 층에 대응하는 층에 흡수될 수 있으므로, 광추출 효율이 감소될 수 있다.
상기와 같이, 상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 기판에 접하여 구비될 수 있으나, 필요에 따라 보조 전극과 기판 사이에 추가의 층이 구비될 수도 있다.
상기 제1 전극의 보조 전극은 제1 전극 보다 전기 전도도가 좋은 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 전기 전도도가 좋도록 하는 구성으로서, 전기 전도도가 높은 재료를 사용하거나, 두께를 두껍게 하는 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 전극은 투명 전극이고, 상기 보조 전극의 제1층 및/또는 제2층은 금속 재료로 이루어질 수 있다. 상기 투명 전극은 가시광 투과율이 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상일 수 있다. 상기 투명 전극 재료로는 투명 전도성 산화물이 사용될 수 있으며, 예컨대 ITO, IZO 등이 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극은 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 상기 제1 층보다 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 갖는다.
상기 제1 층은 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상이므로, 제1 층과 다른 층, 예컨대 기판과의 계면에서 빛이 반사하여 광추출을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에 있어서, 반사도는 기판 상에 반사도 측정 대상 층을 증착하고, 반사도 측정 대상 층 측에서 반사도를 측정한 후, 기판 만의 반사도를 뺀 값으로 계산할 수 있다.
반사도는 코니카 미놀타 사의 CM3700A를 이용하여 측정할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 반사도는 층을 구성하는 재료 뿐만 아니라, 층의 두께도 영향을 미칠 수 있다. 상기 제1 층이 상기와 같은 반사도를 갖도록 제1 층의 재료 및 두께 등이 선택될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층은 파장 550 nm에서의 반사도가 85% 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층은 파장 500 nm 내지 650 nm에서의 반사도가 80% 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층은 파장 500 nm 내지 650 nm에서의 반사도가 85% 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층은 파장 450 nm 내지 650 nm에서의 반사도가 80% 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층은 파장 450 nm 내지 650 nm에서의 반사도가 85% 이상이다.
상기 제1 층의 재료로는 전기 전도도가 상기 제1 전극보다 높은 재료가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 제1 층의 재료로는 Al, Ag, Al 합금, Ag 합금 등이 있다. 여기서 합금이란 1종 이상의 추가의 금속을 포함하는 것을 의미한다. 예컨대, Ag 합금은 Ag 이외에 Cu, Pd 등을 더 포함할 수 있다. Ag 합금의 비한정적인 예로는 AgCu, AgPd, AgCuPd 등이 있다. 합금 내에 포함되는 2 이상의 금속의 비는 필요에 따라 조정될 수 있다.
도 6에 제1 층의 재료료 사용 가능한 예시적인 재료들의 두께 100 nm에서의 반사도를 나타내었다. 도 6에 있어서, CORA 0500과 CORA 0505는 COMET사 제조의 합금의 상품명이다.
상기 제1 층의 선폭 및 두께는 목적하는 반사율, 전기 전도도 등 필요에 따라 조절될 수 있다. 예컨대 상기 제1 층의 두께는 500 옴스트롱 내지 10,000 옴스트롱의 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 제2 층은 상기 제1 층 보다 식각 속도가 빠른 층이다. 여기서 식각 속도가 빠르다는 의미는 제1 층 및 제2 층의 적층 구조를 동일한 식각액 조성으로 식각할 때, 제1 층 보다 빠른 속도로 식각되는 것을 의미한다. 이와 같은 성질을 갖는 제2 층을 이용함으로써 제1 층의 적절한 테이퍼각을 얻을 수 있다. 이와 같은 적절한 테이퍼각으로 인하여 그 위에 구비되는 제1 전극, 예컨대 투명 전도성 산화물층, 예컨대 ITO 층이 안정적으로 형성될 수 있다. 적절한 테이퍼각은 전술한 제1 층 및 제2 층의 재료 뿐만 아니라, 식각액의 종류나 식각 조건에 따라 영향을 받을 수 있으며, 당업자는 전술한 테이퍼각을 얻기 위하여 각 층의 재료, 식각액의 종류나 식각 조건을 당기술분야에 알려져 있는 기술을 기초로 선택할 수 있다. 예컨대, 식각 조건은 50도씨에서 저스트 에칭 타임이 50초일 때, 저스트 에칭 타임의 200% 내지 600%, 예컨대 300% 내지 500%의 시간동안 에칭을 수행하여 오버 에칭을 할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 층의 식각 속도는 50도씨에서 500 옴스트롱/s 이상이고, 상기 제1 층의 식각 속도는 100 옴스트롱/s 이하이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 층의 식각 속도는 50도씨에서 800 옴스트롱/s 이상이고, 상기 제1 층의 식각 속도는 800 옴스트롱/s 이하이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 층의 측면은 정테이퍼각을 갖는다. 본 명세서에 있어서 테이퍼각이란, 여기서, 테이퍼 각(θ)은 도 3에 도시한 바와 같이 제1 층의 측면과 하면이 이루는 각을 의미하며, 정테이퍼각이란 상기 각이 예각인 것을 의미한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층의 테이퍼 각은 0도 초과 90도 미만이다. 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층의 테이퍼 각은 0도 초과 60도 이하인 것이 바람직하다. 상기 제1 층의 테이퍼 각은 그 위에 구비되는 층의 안정성을 위하여 작으면 작을수록 좋다.
상기와 같이 제1 전극이 정테이퍼 각을 갖는 경우, 상기 보조 전극의 상부에 구비된 유기물층으로부터 발생한 빛이 상기 보조 전극의 제1 층과 기판 사이 뿐만 아니라 상기 제1 층의 측면에서도 반사하여, 광추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제1 전극이 상기 보조 전극의 적층 구조 상에 안정적으로 형성될 수 있다. 도 3에 상기 보조 전극의 상부에 구비된 유기물층에서 발광된 빛의 방향을 화살표로 표시하였다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층의 하면의 선폭(a)에 대한 제1 층의 상면의 선폭(a') 의 비는 1 미만이다. 도 8에 상기 보조 전극의 제1 층의 선폭이 도시되어 있다. 여기서, 제1 층의 하면과 측면의 경계부분이 곡면을 이루거나, 제2 층의 상면과 측면의 경계부분이 곡면을 이루는 경우, 제1 층의 하면의 선폭은 기판과 접하는 면의 연장면과 제1 층의 측면의 연장면이 만나는 변을 기준으로 측정하고, 제1 층의 상면은 제1 층의 상면의 연장면과 제1 층의 측면의 연장면이 만나는 변을 기준으로 측정한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층의 선폭은 상면에서 하면 방향으로 점진적으로 커진다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제2 층의 하면의 선폭(b)은 제1 층의 상면의 선폭(a') 보다 작거나 같다. 이와 같은 구성을 도 9에 예시하였다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제2 층의 하면의 선폭(b)과 제1 층의 상면의 선폭(a')의 차이는 0.01 마이크로미터 내지 1 마이크로미터, 예컨대 0.05 마이크로미터 내지 0.5 마이크로미터, 구체적으로 0.2 마이크로미터 이다.
상기 실시상태에 따르면, 임의의 1종 이상의 식각액에 대하여 상기와 같이 제2 층의 식각 속도가 제1 층의 식각 속도에 비하여 빠르면 되고, 식각액의 종류가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층과 제2 층은 산을 포함하는 식각액으로 식각되는 재료를 이용할 수 있다. 일 예로서, 상기 식각액은 인산, 질산 및 초산 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 층의 수분 또는 공기 노출시 산화도가 상기 제1 층에 비하여 낮다. 이 경우, 제1 층이 수분 또는 공기에 노출되더라도 적어도 제1 층과 제2 층 사이의 계면에서는 제1 층의 산화를 방지할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 층의 경도는 상기 제1 층에 비하여 높다. 이 경우, 제1 층이 경도가 낮은 경우에도 보조 전극을 외부 물리적 손상(damage)로부터 보호할 수 있다. 또한, 제1 층과 기판 사이의 열팽창 계수가 상이한 경우, 열처리시 제1 층이 부풀어 오르는 힐락(hillock)이 발생할 수 있으나, 제2 층의 경도가 제1 층에 비하여 높은 경우, 상기와 같은 힐락 불량을 방지할 수도 있다.
상기 제2 층의 재료로는 Mo 등이 있다.
상기 제2 층의 선폭 및 두께는 목적하는 전기 전도도 또는 보조 전극의 테이퍼각에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 제2 층의 두께는 10 내지 5,000 옴스트롱, 예컨대 12.5 내지 3,500 옴스트롱, 구체적으로 62.5 내지 1,250 옴스트롱으로 형성될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 보조 전극의 제1 층의 두께에 대한 제2 층의 두께의 비는 1/40 내지 1/3이며, 예컨대 1/8일 수 있다. 상기와 같은 두께 비 범위 내에서, 제1 층의 반사도 및 전기 전도도에 따라 보조 전극의 적절한 물성을 제공하면서, 제1 층의 정테이퍼 각 및 필요한 경우 산화 방지, 우수한 경도와 같은 특성을 제공할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 층은 Al 층이고, 상기 제2 층은 Mo 층이다. 도 7에 두께 4000 옴스트롱의 Al 층과 두께 500 옴스트롱의 Mo 층의 반사도를 나타내었다. 여기서, 두께 4000 옴스트롱의 Al 층의 파장 550 nm에 대한 반사도는 86.77%, 두께 500 옴스트롱의 Mo 층의 파장 550 nm에 대한 반사도는 44.57% 였다.
본 명세서에 있어서, 제2 전극 재료로는 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. 예컨대, 금속이나 투명 전도성 산화물, 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 제2 전극 재료는 제1 전극의 재료와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 유기물층 재료로는 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다. 예컨대, 유기물층은 발광층 단일 층으로 이루어질 수도 있고, 발광층 이외에 전하 주입 또는 수송층, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 등을 추가로 포함하는 다층으로 이루어질 수도 있다. 정공차단층, 전자차단층, 버퍼층과 같은 추가 기능성층이 구비될 수도 있다. 필요에 따라 금속할로겐화물과 같은 무기층, 유기금속층 또는 무기물 도핑 유기물층이 사용될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비된다. 전술한 실시상태들에 따른 보조 전극의 구조를 사용하는 경우, 보조 전극을 사용하지 않거나, 다른 구조의 보조 전극을 사용하는 것에 비하여, 외부 광추출층의 적용에 따른 광추출 효과의 상승폭이 더 커진다는 것을 본 발명자들은 확인하였다. 이는 후술하는 실시예를 통하여 확인할 수 있다.
상기 외부 광추출층은 광산란을 유도하여, 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 외부 광추출층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조를 갖거나 요철을 갖는 필름을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 외부 광추출층은 기판 위에 스핀 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법에 의하여 직접 형성되거나, 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다. 상기 외부 광추출층은 평탄층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 전극 또는 보조 전극과 상기 기판 사이에 구비된 내부 광추출층이 추가로 포함된다. 상기 내부 광추출층은 광산란을 유도하여, 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 외부 광추출층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조를 갖거나 요철을 갖는 필름을 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 내부 광추출층은 기판 위에 스핀 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법에 의하여 직접 형성되거나, 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다. 상기 내부 광추출층은 평탄층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 절연층을 추가로 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 절연층은 제1 전극의 보조 전극의 제1 전극과 접하는 면 이외의 나머지 면의 적어도 일부 또는 전부를 둘러싸도록 구비될 수 있다. 또 하나의 예로서, 상기 절연층은 상기 제1 전극의 보조 전극이 기판과 제1 전극 사이에 구비되고, 상기 제1 전극의 상면 중 보조 전극을 덮고 있는 영역 상에 절연층이 추가로 구비될 수 있다. 상기 절연층은 제1 전극 또는 제1 전극의 보조 전극과 제2 전극 또는 그외 부품과 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다. 상기 절연층의 재료로는 특별히 한정되지 않으나 PSPI가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 발광 소자는 플렉서블 유기발광소자이다. 이 경우, 상기 기판이 플랙시블 재료를 포함한다. 예컨대, 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 또는 필름 형태의 기판을 사용할 수 있다.
상기 플라스틱 기판의 재료는 특별히 한정하지는 않으나, 일반적으로 PET, PEN, PEEK 및 PI 등의 필름을 단층 또는 복층의 형태로 사용할 수 있다.
기판을 박막으로 형성하는 경우, 추가의 플라스틱 기판을 부착할 수 있다. 예컨대, 기판으로 박막 형태의 글래스와 플라스틱 기판의 적층체를 사용할 수 있다. 박막 형태의 글래스에 플라스틱 기판을 부착함으로써 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 디스플레이 장치에서 상기 유기 발광 소자는 화소 또는 백라이트 역할을 할 수 있다. 그외 디스플레이 장치의 구성은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다. 조명 장치에서 상기 유기 발광 소자는 발광부의 역할을 수행한다. 그외 조명 장치에 필요한 구성들은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 적용될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 기판, 상기 기판 상에 구비된 전극, 및 상기 전극과 전기적으로 연결되고, 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 갖는 보조 전극을 포함하고, 상기 보조 전극이 상기 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 보조 전극의 제1 층이 상기 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 전극 적층체를 제공한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 보조 전극이 상기 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 패턴 형태로 구비될 수 있다.
본 명세서에 기재된 전극 적층체 있어서, 전극 및 보조 전극은 전술한 유기 발광 소자와 관련된 실시상태에 있어서 각각 제1 전극과 제1 전극의 보조 전극에 관한 설명이 적용될 수 있다. 상기 제1 전극과 제1 전극의 보조 전극 이외의, 추가 구성, 예컨대 기판, 외부 광추출층, 내부 광추출층 및 절연층 등의 구성도 전술한 유기 발광 소자와 관련된 실시상태의 설명이 마찬가지로 전극 적층체에 적용될 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 전술한 실시상태를 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서의 실시상태를 예시하기 위한 것일 뿐 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.
실시예 1
유리 기판 상에 Al(두께 4000 옴스트롱) 및 Mo (두께 500 옴스트롱)의 적층 구조로 보조 전극 패턴을 형성하고, 기판 및 보조 전극 패턴 상에 제1 전극으로서 ITO층을 형성하였다. 이 때, 보조 전극의 Al 층의 테이퍼각은 30~60도 범위 내이었다.
실시예에서 제조된 Al 및 Mo의 적층 구조의 SEM 사진을 도 10에 나타내었다. 도 10에 따르면, Mo층의 하면의 일단부로부터 Al층의 상면의 일단부까지의 거리는 0.1 마이크로미터이다. 도 11은 도 10의 SEM 단면의 모식도이다.
이어서, 상기 제1 전극 상에 발광층 및 제2 전극을 형성하여 유기발광소자를 제작하였다.
실시예 2
상기 기판의 보조 전극이 구비된 면의 반대측에 OCF(외부광추출층)를 추가로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
유리 기판 상에 Mo/Al/Mo의 적층 구조로 보조 전극 패턴을 형성하고, 기판 및 보조 전극 패턴 상에 제1 전극을 형성하였다. 이 때, Mo층은 두께 500 옴스트롱, Al층은 두께 4000 옴스트롱으로 형성하였으며, 제1 전극으로는 ITO층을 이용하였다.
비교예 2
상기 기판의 보조 전극이 구비된 면의 반대측에 OCF(외부광추출층)를 추가로 형성한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제작한 소자의 물성을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
구분 전압
(V) 		lm LE
( lm /W) 		QE
(%) 		CCT
(K) 		Duv CRI - Ra
(%) 		CRI - R9
(%) 		색보정
lm 		색보정
LE ( lm /W)
비교예 1 5.80 46.8 35.0 30.7 4253.3 0.0051 87.5 71.6 - -
비교예 2 5.78 67.0 50.4 42.3 4011.4 0.0028 90.7 46.3 66.2 49.7
실시예 1 5.78 49.4 37.2 32.8 3994.4 -0.0034 84.8 69.5 - -
실시예 2 5.79 72.7 54.5 46.2 3932.4 0.0006 90.2 46.8 74.1 55.6
상기 표 1에 있어서, lm은 휘도, 즉 빛의 밝기를 의미하고, LE는 발광 효율, 즉 소비전력 대비 빛의 밝기를 나타내며, QE는 광자수로서 빛을 내는 입자 수를 나타내고, CCT는 색온도로서 수치가 낮으면 적색 계열, 수치가 높으면 청색 계열을 나타낸다. Duv는 색편차로서, 수치가 작으면 작을수록 우수한 효과를 나타낸다.
상기 표 1에 따르면 비교예 2에 비하여 실시예 1의 색보정된 효율이 11% 이상 증가하였고, 광자수도 9% 이상 증가하였음을 알 수 있다.
상기 실시예 및 비교예에 있어서, OCF(외부광추출층)의 적용 전에 비하여 적용 후의 효과 개선 비율을 하기 표 2에 나타내었다.
구분 lm LE ( lm /W) QE (%) CRI - Ra (%)
비교예 1 대비
비교예 2의 상승 비율 		43.3% 44.0% 37.9% 3.6%
실시예 1 대비
실시예 2의 상승 비율 		47.1% 46.7% 40.9% 6.4%
비교예 대비
실시예의 상승 비율 		3.8% 2.7% 2.9% 2.8%
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예에 비하여, 실시예에서 OCF(외부광추출층)을 적용하였을 때 더욱 소자 성능이 향상되는 것을 알 수 있었다.

Claims (33)

  1. 기판,
    상기 기판 상에 구비된 제1 전극,
    상기 제1 전극에 대향하여 구비된 제2 전극,
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 유기물층, 및
    상기 제1 전극의 보조 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극의 보조 전극은 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 가지며,
    상기 제1 전극의 보조 전극이 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층이 상기 제1 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 유기 발광 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층이 상기 제2 층보다 상기 기판에 더 가깝게 구비된 것인 유기 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층이 상기 기판에 접하여 구비된 것인 유기 발광 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층이 상기 제1 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하도록 패턴 형태로 구비된 것인 유기 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 층의 하면의 선폭(a)에 대한 제1 층의 상면의 선폭(a') 의 비는 1 미만인 것인 유기 발광 소자.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 층의 하면의 선폭(b)은 제1 층의 상면의 선폭(a') 보다 작거나 같은 것인 유기 발광 소자.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 층은 Al 층이고, 상기 제2 층은 Mo층인 것인 유기 발광 소자.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극의 보조 전극의 테이퍼 각은 0도 초과 60도 이하인 것인 유기 발광 소자.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 보조 전극의 제1 층의 두께에 대한 제2 층의 두께의 비는 1/40 내지 1/3인 것인 유기 발광 소자.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기판의 제1 전극이 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비된 것인 유기 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 외부 광추출층은 평탄층을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  12. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 전극 또는 보조 전극과 상기 기판 사이에 구비된 내부 광추출층이 추가로 포함된 것인 유기 발광 소자.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 내부 광추출층은 평탄층을 포함하는 것인 유기 발광 소자.
  14. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 플렉서블 유기발광소자인 것인 유기 발광 소자.
  15. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 항에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 청구항 10에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 청구항 14에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 항에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
  19. 청구항 10에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
  20. 청구항 14에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
  21. 기판,
    상기 기판 상에 구비된 전극, 및
    상기 전극과 전기적으로 연결되고, 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층과 제1 층에 비하여 식각속도가 빠른 제2 층의 적층구조를 갖는 보조 전극을 포함하고,
    상기 보조 전극이 상기 전극과 상기 기판 사이에 구비되거나, 상기 보조 전극의 제1 층이 상기 전극의 측면의 적어도 일부와 접하도록 구비된 것인 전극 적층체.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층이 상기 제2 층보다 상기 기판에 더 가깝게 구비된 것인 전극 적층체.
  23. 청구항 21에 있어서, 상기 파장 550 nm에서의 반사도가 80% 이상인 제1 층이 상기 기판에 접하여 구비된 것인 전극 적층체.
  24. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 전극이 상기 기판 상에 패턴 형태로 구비되고, 상기 제1 전극의 보조 전극의 제1 층이 상기 제1 전극의 패턴의 측면의 적어도 일부와 접하도록 패턴 형태로 구비된 것인 전극 적층체.
  25. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 층의 하면의 선폭(a)에 대한 제1 층의 상면의 선폭(a') 의 비는 1 미만인 것인 전극 적층체.
  26. 청구항 21에 있어서, 상기 제2 층의 하면의 선폭(b)은 제1 층의 상면의 선폭(a') 보다 작거나 같은 것인 전극 적층체.
  27. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 층은 Al 층이고, 상기 제2 층은 Mo층인 것인 전극 적층체.
  28. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 전극의 보조 전극의 테이퍼 각은 0도 초과 60도 이하인 것인 전극 적층체.
  29. 청구항 1에 있어서, 상기 보조 전극의 제1 층의 두께에 대한 제2 층의 두께의 비는 1/40 내지 1/3인 것인 전극 적층체.
  30. 청구항 21 내지 29 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기판의 전극이 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비된 것인 전극 적층체.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 외부 광추출층은 평탄층을 포함하는 것인 전극 적층체.
  32. 청구항 21 내지 29 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 전극 또는 보조 전극과 상기 기판 사이에 구비된 내부 광추출층이 추가로 포함된 것인 전극 적층체.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 내부 광추출층은 평탄층을 포함하는 것인 전극 적층체.
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