KR20150024816A - 투명 층상 요소를 포함하는 기판을 포함하는 유기 발광 다이오드 소자 - Google Patents
투명 층상 요소를 포함하는 기판을 포함하는 유기 발광 다이오드 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 추출 방법으로서 사용되는, 정투과성 및 확산 반사성을 갖는 투명 층상 요소(1)를 포함하는 기판(5)을 포함하는 유기 발광 다이오드 소자(6)에 관한 것이다. 또한 본 발명은 소자의 제조 방법 및 유기 발광 다이오드 소자에서의 기판의 사용에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 다이오드 소자의 제조에 특히 적합한, 전극으로 커버된 기판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 특정 캐리어를 포함하는 유기 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 다이오드 소자의 제조에 특히 적합한 전극으로 코팅된 캐리어에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 유기 발광 다이오드 소자에서의 캐리어의 사용에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 발광하며 2 개의 전극이 측면에 있는(flanked) 유기 재료, 또는 유기 재료들의 스택을 포함한다. 하부 전극, 일반적으로는 애노드로 불리는 전극들 중 하나는 캐리어, 예컨대 글레이징 기판과 결합하고, 상부 전극, 일반적으로 캐소드로 불리는 다른 전극은 애노드 반대측의 유기 재료(들) 위에 배열된다.
OLED는 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 재결합할 때 방출된 에너지를 사용하여 전계발광에 의해 발광하는 소자이다.
다양한 OLED 구성들:
- 하부 발광 소자, 즉 (반) 투명 하부 전극 및 반사 상부 전극을 갖는 소자;
- 상부 발광 소자, 즉 (반) 투명 상부 전극 및 반사 하부 전극을 갖는 소자; 및
- 상부-및-하부 발광 소자, 즉 (반) 투명 하부 전극 및 (반) 투명 상부 전극 모두를 갖는 소자로서, 하기에서 투명 OLED 소자로서 칭할 수 있는 것
이 있다.
본 발명은 보다 구체적으로 하부 발광 및 상부-및-하부 발광 OLED 소자에 관한 것이다.
통상적으로, OLED 소자는 전면 기판 또는 글레이징 기능 기판(이하, 글레이징 기판)에 의한 캐리어 및 임의의 인캡슐레이션 시스템을 포함한다. 캐리어는 우수한 광 투과율을 보장하면서 기계적 보호를 제공한다. 통상적으로, 인캡슐레이션 시스템은 캐리어에 접착적으로 결합된 중공 유리 커버를 포함한다. 캐리어와 커버 사이의 공동은 일반적으로 불활성 가스, 예컨대 질소로 채워지고 유기층 부근의 수분량을 최소화하기 위하여 건조제를 함유할 수 있다.
한쪽 면에서만 발광하는 발광 소자에서 OLED를 사용하는 경우에, 캐소드는 일반적으로 투명하지 않고, 방출된 광자는 소자로부터 빛을 전달하기 위하여 OLED의 투명 애노드 및 캐리어를 통과한다.
2 개의 면에서 발광하는 발광 소자에서 OLED를 사용하는 경우에, 캐소드 및 애노드는 투명하고, 방출된 광자는 소자로부터 빛을 전달하기 위하여 투명 애노드 및/또는 캐소드를 통과한다.
유기 발광 다이오드 소자(이하, OLED 소자)는 새롭고 효율적인 저전력 광원이다. 그러나 이 소자는 다이오드의 구조에서 빛의 가둠(confinement)에 의해 특히 제한되는 발광 효율을 갖는다는 단점이 있다. 이러한 광의 가둠은 한편으로는 캐소드와 애노드 사이의, 유도 모드(guided modes)에서 트랩핑되어 남아있는 특정 수의 광자, 및 다른 한편으로는 기판의 유리(n=1.5)와 소자 외부의 공기(n=1) 간의 굴절률 차이에 의한 글레이징 기판 내의 빛의 반사로 인한 것이다.
따라서 OLED의 효율, 및 특히 추출에서의 이득을 증가시키기 위하여 소위 "추출" 방법("extraction" solutions)을 찾아왔다.
이 추출 방법은 일반적으로 2 개의 분류로 나뉜다:
- 투명 전극 및 유기층의 유도 효과를 최소화함으로써 가능한 한 많은 빛을 캐리어로 주입하는, "층-측(layer-side)" 방법으로 칭하는 것; 및
- 공기/캐리어 계면에서 반사된 빛을 추출하는, "공기-측(air-side)" 방법으로 칭하는 것.
따라서 보통의 시스템에서 추출 방법을 사용하지 않고는, 다이오드에 의해 방출된 빛의 오직 20 %만이 구조물로부터 추출된다. 추출 방법의 사용은 더 높은 효율이 달성되어야 하는 경우 필수적인 것으로 보인다.
OLED 소자의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 하나의 공지된 전략은 전면 기판을 형성하는 캐리어의 투과 특성을, 입사광의 이 캐리어로부터의 반사를 제한함으로써 개선하는 것에 있다.
구체적으로는 적어도 이 면의 일반면에 대해 오목 또는 볼록한, 복수의 상승된 기하학적 형상을 갖는, OLED 소자로부터 먼 쪽을 향하는 캐리어의 외부 주표면을 텍스처링하는 것이 알려져 있다. 이러한 형상은 마이크로미터 또는 밀리미터-크기일 수 있다.
형상은 구체적으로 피라미드 또는 원뿔, 또는 예컨대 지배적인 종방향을 갖는 홈 또는 리브(ribs)와 같은 형상일 수도 있다.
예컨대, 특허 출원 FR 2 937 467에 설명된 바와 같은, 산란층으로 코팅된 투명 유리로 제조된 기판을 포함하는 캐리어가 또한 알려져 있다.
공기/캐리어 계면의 매끈한 표면을 텍스처링된 표면으로 교체하는 것, 또는 산란 효과를 기판에 도입하는 것에 기반한 이러한 유형의 방법은 약 70 % 내지 80 %의 광 효율을 얻게 한다. 광 효율은 유리에서 이용가능한 빛에 대한 소자로부터 추출된 빛의 비에 해당한다.
그러나, 텍스처링된 캐리어를 사용하거나 산란층을 포함하는 이러한 선행 기술의 방법은 투과 및 반사 모두에서 빛을 산란시킨다. 따라서, 이러한 방법은 OLED 소자의 최종 외관을 변경시킨다는 단점이 있고, 따라서 투과시 흐리게(hazy) 보인다. 따라서, 이 추출 시스템은 캐리어를 통하여 선명하게 볼 수 없기 때문에 투명 OLED 소자의 제조에 사용될 수 없다. 또한, 거울 효과를 생성하는 반사 캐소드를 포함하는 하부 발광 소자에서, 특히 미적인 이유로, 이러한 거울 효과를 유지하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 이 추출 방법의 투과시 산란 특성은 이 거울 효과가 유지되지 못하게 한다.
통상적으로, 소정의 입사각으로 글레이징 창유리에 입사되는 광선이 복수의 방향으로 글레이징 창유리에 의해 반사될 때, 글레이징 창유리로부터의 반사를 확산이라고 한다. 소정의 입사각으로 글레이징 창유리에 입사되는 광선이 입사각과 동일한 반사각으로 글레이징 창유리에 의해 반사될 때, 글레이징 창유리로부터의 반사를 정반사라고 한다. 마찬가지로, 소정의 입사각으로 글레이징 창유리에 입사되는 광선이 입사각과 동일한 투과각으로 글레이징 창유리에 의해 투과될 때, 글레이징 창유리를 통한 투과를 정투과라고 한다.
또한, 선행 기술 방법의 공기/캐리어 계면은 매끈하지 않고, 이는 세척하기 어려우며 덜 매력적이도록 만들기 때문에 바람직하지 않다.
보다 구체적으로는 본 발명이 특정 층상 요소를 포함하는 OLED 캐리어를 제공함으로써 특히 이러한 단점을 개선하려고 한다.
임의의 경우에 본 발명에 따라 제공되는 방법은, 공기/캐리어 계면에서 반사되는 빛의 추출을 통해 소자로부터 이용가능한 빛의 추출이 개선되게 한다. 또한, 본 발명의 유리한 특정 실시양태에서, 추출 방법은 또한 투명 전극 및 유기층의 유도 효과를 최소화함으로써 캐리어 내로 주입되는 광량이 최대화되게 한다.
이러한 목적에서, 본 발명의 하나의 대상은 하나 이상의 유기 발광 다이오드(7), 및 2 개의 매끈한 주외부 표면(2A, 4A)을 갖는 투명 층상 요소(1)를 포함하는 캐리어(5)를 포함하는 유기 발광 다이오드 소자(6)이고, 층상 요소는:
- 2 개의 외부층(2, 4)(각각은 층상 요소의 2 개의 외부 주표면들(2A, 4A) 중 하나를 형성하고, 바람직하게는 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 유전체 투명 재료로 구성됨), 및
- 외부층들 사이에 삽입된 중심층(3)(이 중심층(3)은 바람직하게는 외부층과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 유전체 투명층, 또는 금속층인 단일층에 의해, 또는 하나 이상의, 바람직하게는 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, …, n3k)을 갖는 유전체 투명층, 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, …, 3k)의 스택에 의해 형성됨)
을 포함하고, 여기서 층상 요소의 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)의 것이며 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)은 텍스처링되며 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)의 것이며 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 맥락에서, 한편으로 굴절률 값이 중요하지 않은 금속층과, 다른 한편으로는 바람직하게는 외부층에 대한 굴절률 차이가 고려되어야만 하는, 미리정해진 굴절률을 갖는 유전체 투명층이 구별된다.
본 발명에 따라 사용되는 특정 캐리어는 다이오드로부터 발생한 입사 광선의 층상 요소에 대한 정투과 및 광원의 방향에 상관없이 캐리어를 통한 광선의 확산 반사를 얻을 수 있게 한다.
따라서 놀랍게도 본 발명은:
- OLED로부터의 광 추출이 평평한 기판에 비하여 개선되는 것(이 개선은 특히 증가된 광 추출에 의한 것임);
- 다이오드의 최종 외관이 다이오드로부터 발생한 광의 캐리어를 통한 정투과를 보장함으로써 개선되는 것(이는 층상 요소를 포함하는 캐리어를 통한 선명한 관찰을 보장함);
- 특히 적층 구성의 경우에 미적인 장점을 가지고 세척을 보다 용이하게 하는, 매끈한 공기/캐리어 계면 표면을 유지하는 추출 방법을 제공하는 것;
- 경사에서의 색 특성이 개선되는 것 및 경사에서의 강도 프로파일이 변경되는 것; 및
- 소자의 2 개의 면으로부터 발광하는 투명 OLED의 특정 경우에서, 다이오드의 각 면으로부터 방출되는 빛 레벨이 조정되는 것
을 가능하게 한다.
다이오드로부터 발생한, 또는 캐리어를 거쳐 다이오드를 통과한 빛의 정투과는 본 발명의 캐리어가 투명 OLED 소자를 위한 추출 방법으로서 사용될 수 있게 한다. 또한 동일한 정투과 특성은 본 발명의 특정 캐리어를 장착한 반사 캐소드를 포함하는 다이오드 소자의 경우에 거울-유사 외관이 유지되도록 한다.
따라서 캐리어는 투과시에 확산 반사를 나타내면서 투명한 요소를 포함한다. 설명 전체에서, 본 발명에 따른 캐리어는 수평으로 배열되는 것으로 여겨지고, 그의 제1 면은 하향이며 하부 외부 주표면을 형성하고, 제1 면에 반대측인 그의 제2 면은 상향이며 상부 외부 주표면을 형성하고; 따라서 "위" 및 "아래"의 표현의 의미는 이러한 배향에 대하여 고려되어야 한다. 달리 설명하지 않는 한, 표현 "위" 및 "아래"는 반드시 2 개의 요소, 층, 및/또는 코팅이 서로 접촉하여 위치함을 의미하지는 않는다. 용어 "하부" 및 "상부"는 이러한 배열을 기준으로 본원에서 사용된다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 발광 다이오드는 캐리어의 위 또는 아래에 위치하며, 즉 다이오드가 위에 위치할 때 캐리어의 제2 면과 접촉하거나, 또는 다이오드가 아래에 위치할 때 제1 면과 접촉한다.
유기 발광 다이오드는:
- 바람직하게는 하나 이상의 층으로 형성된 투명 제1 전극,
- 제1 전극 위의, 유기 발광 시스템, 및
- 하나 이상의 층으로 형성된 제2 전극(상기 전극은 제1 전극의 반대측인, 유기 발광 시스템 위에 증착됨)
을 포함한다.
투명 유기 발광 다이오드 소자를 얻기 위하여, 투명 제1 및 제2 전극이 사용된다. 거울 효과를 갖는 유기 발광 다이오드 소자를 얻기 위해서, 투명 제1 전극 및 반사 제2 전극이 사용된다.
또한 본 발명은 유기 발광 다이오드 소자를 위한 전극으로 코팅된, 상기에서 정의된 바와 같은 캐리어에 관한 것이며, 상기 캐리어는 하나 이상의 층상 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 캐리어는 제1 면 및 제1 면의 반대측인 제2 면을 포함하고, 그의 제2 면 위 또는 그의 제1 면 아래에 전극을 층의 형태로 포함한다.
마지막으로, 본 발명은 유리 발광 다이오드 소자에서의 캐리어의 사용에 관한 것이며, 상기 캐리어가 투명 층상 요소(1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
OLED의 전극은 바람직하게는 하나 이상의 전기전도층을 포함한다. 바람직하게는, 캐리어와 접촉하는 전극은 애노드이다.
전기전도층은 ITO, ZnO:Al, SnO2:F, 또는 금속, 예컨대 Ag, Au 또는 Cu의 박형 전도층을 포함하는 박층 또는 박층들의 스택으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로 구성될 수 있다.
캐리어는 또한 층상 요소의 위 또는 아래에 위치한 하나 이상의 추가층을 포함할 수 있다. 캐리어의 상기 추가층 또는 층들은 실질적으로 동일한 굴절률을 갖거나, 층상 요소의 외부층의 바람직하게는 유전체 투명 재료와 상이한 굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성될 수 있다.
캐리어는 2 개의 외부 주표면, 상부 외부 주표면 및 하부 외부 주표면을 포함한다. 캐리어의 외부 주표면은 캐리어가 어떠한 추가층도 포함하지 않는 경우, 층상 요소의 외부 주표면과 일치한다. 이에 반해, 캐리어가:
- 하나 이상의 상부 추가층을 포함하는 경우, 캐리어의 상부 외부 주표면은 상부 추가층의 상부 외부 주표면과 일치할 것이고,
- 하나 이상의 하부 추가층을 포함하는 경우, 캐리어의 하부 외부 주표면은 하부 추가층의 하부 외부 주표면과 일치할 것이다.
본 발명의 맥락 안에서, 용어 "굴절률"은 550 nm의 파장에서 측정된 광학 굴절률을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 박층은 1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 층이다.
2 개의 바람직하게는 유전체 투명 재료 또는 층들은 실질적으로 동일한 굴절률을 가지거나, 또는 그들의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값이 0.15 이하인 경우 실질적으로 같은 굴절률들을 갖는다. 층상 요소의 2 개의 외부층의 바람직하게는 유전체 투명 구성 재료들 간의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값은 0.05 미만 및 더 낫게는 0.015 미만이다.
2 개의 바람직하게는 유전체 투명 재료 또는 층들은, 그들의 550 nm에서의 굴절률들 간의 차이의 절대값이 정확히 0.15 초과일 때, 상이한 굴절률을 갖는다. 하나의 유리한 특징에 따르면, 한편으로는 외부층과 다른 한편으로는 중심층의 굴절률(n3, n31, n32, …, n3k)의 하나 이상의 투명층 간의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값은 0.3 이상, 바람직하게는 0.5 이상, 및 보다 바람직하게는 0.8 이상이다.
초기에 추출 콘(cone) 내에 있는, 다이오드에서 발생한 광선은 캐리어/공기 계면에서 나온다. 층상 요소 내부의 하나 이상의 텍스처링된 접촉 표면에서의 비교적 큰 굴절률 차이는 이 텍스처링된 접촉 표면으로부터의 빛의 반사를 촉진한다. 따라서, 캐리어/공기 계면에서의 전체 내부 반사에 의해 트랩핑된 광선은 중심층의 텍스처링된 표면에 의해 반사되고 산란되어 제2 반사 후 소자로부터 추출될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 다음의 정의가 사용된다.
2 개의 인접층들 사이의 접촉 표면은 2 개의 인접층들 사이의 계면이다.
투명 요소는, 이를 통해 적어도 요소의 궁극적 용도에서 사용되는 파장 범위에서 광선이 투과되는 요소이다. 예를 들어, 요소가 건축 또는 자동차 글레이징 유닛에서 사용될 때, 적어도 가시 파장 범위에서 투명할 것이다.
본 발명에 따르면, 표현 "투명 재료" 또는 "투명층"은 특히:
- 굴절률(n2, n4)의 투명 재료로 구성된 외부층(2, 4).
- 굴절률(n3)의 투명층으로 형성된 중심층(3),
- 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 하나 이상의 투명층을 포함하는 층들(31, 32, …, 3k)의 스택
을 나타낸다.
바람직하게는, 투명 재료 또는 층은 성질이 유기성 또는 무기성이다. 바람직하게는 투명 재료 또는 층은 금속으로 만들어지지 않는다. 무기 투명 재료 또는 층은 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택될 수 있다. 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속은 바람직하게는 규소, 티타늄, 주석, 아연, 인듐, 알루미늄, 몰리브데넘, 니오븀, 지르코늄 또는 마그네슘으로부터 선택된다. 유기 유전체 재료 또는 층은 중합체로부터 선택된다.
이 투명 재료 또는 층은 바람직하게는 유전체이다. 유전체 재료 또는 층은 비금속인/비금속으로 제조된 재료 또는 층이다. 바람직하게는 104 S/m 미만 및 임의로는 100 S/m 미만의 낮은 전기 전도도를 갖는 재료 또는 층이 유전체 재료 또는 층인 것으로 여겨진다. 또한 금속보다 높은 저항률을 갖는 재료 또는 층이 유전체 재료 또는 층인 것으로 여겨질 수 있다. 본 발명의 유전체 재료 또는 층은 1 옴.센티미터(Ω.㎝) 초과, 바람직하게는 10 Ω.㎝ 초과 및 임의로는 104 Ω.㎝ 초과의 저항률을 갖는다.
본 발명의 하나의 특정 실시양태에 따르면, 층상 요소의 중심층 및/또는 상부 외부층은 OLED 소자의 하나의 전극, 바람직하게는 하부 전극을 형성할 수 있다. 이 경우, 중심층은 바람직하게는 하나 이상의 금속층을 포함한다. 이 층 위에 위치한 층이 굴절률(n2, n31, n32, …, n3k)의 투명층이면, 이 층은 특정 정도까지 전도성이어야 한다. 따라서 투명 재료 또는 층은 전기 전도층일 수 있다. 구체적으로, 이 투명 재료 또는 층은, 층상 요소의 이 층 또는 이 층들 및 중심층으로 형성된 전극이 전도성으로 유지되는 것을 보장하기에 충분히 "낮은" 저항률을 가져야 한다. 이러한 층 또는 재료는 바람직하게 1 Ω.㎝ 미만, 및 바람직하게는 10-2 Ω.㎝ 미만의 저항률을 갖는다.
거칠거나 텍스처링된 표면은, 그의 표면 특성이 표면에 입사하는 빛의 파장보다 더 큰 스케일로 변하는 표면이다. 따라서 입사광은 투과되고 표면에 의해 확산 반사된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 거칠거나 텍스처링된 표면은 0.5 ㎛ 이상, 및 특히 1 내지 5 ㎛에 포함되는 산술 평균 편차 Ra에 해당(평가 길이에 걸친 프로파일의 중간선으로부터 측정된 조도 프로파일 R의 모든 절대 거리의 산술 평균에 해당)하는 조도 파라미터를 갖는다.
매끈한 표면은 이러한 그의 표면 불규칙성에 의해 광이 편향되지 않도록 하는 표면이다. 따라서 입사 광선은 표면에 의해 정투과되고 정반사된다. 바람직하게는, 매끈한 표면은 그의 표면 불규칙성이 표면에 입사되는 빛의 파장보다 작거나, 또는 훨씬 큰 치수(큰 스케일 언듈레이션(undulations))를 갖는 표면이다.
그러나, 외부층 또는 추가층은 특정 표면 불규칙성을 포함할 수 있으며, 단 이러한 층은 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 유전체 재료로 구성되며 특정 불규칙성을 가지는 상기 층과 접촉하는 면과 반대측인 면에, 상기에서 정의한 바와 같은 매끈한 표면을 갖는 하나 이상의 추가층과 접촉한다.
바람직하게는, 매끈한 표면은 0.1 ㎛ 미만, 및 바람직하게는 0.01 ㎛ 미만의 산술 평균 편차 Ra에 대응하는 조도 파라미터, 또는 10 ° 미만의 기울기를 갖는 표면이다.
글레이징 창유리는 무기 또는 유기 투명 기판에 해당한다.
층상 요소는 강성 또는 가요성일 수 있다. 특히 예를 들어 유리 또는 중합체에 기반하여 제조된 글레이징 창유리의 것일 수 있다. 또한, 중합체 재료에 기반한 가요성 필름의 것, 특히 표면에 추가될 수 있는 것일 수 있다.
층상 요소의 2 개의 외부층이 매끈한 외부 주표면을 가지고 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 재료로 구성되었기 때문에, 그리고 층상 요소의 2 개의 인접층들(하나가 투명하고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 각 텍스처링된 접촉 표면이, 2 개의 인접층들(하나가 투명하고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행하기 때문에 정투과가 얻어진다.
층상 요소의 매끈한 외부 표면은 공기/외부층 계면에서 광선의 정투과를 보장하며, 즉 방향의 변화없이 다이오드로부터의 광선이 상부 외부층으로 진입하는 것 및 광선이 하부 외부층을 통하여 소자로부터 나오는 것을 보장한다. 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계(parallelism)는, 투명하고 외부층과 상이한 굴절률을 가지거나 금속인 중심층 또는 그의 각 구성층이 중심층과 외부층 사이의 접촉 표면에 수직인 균일한 두께를 갖는다는 것을 암시한다.
이러한 두께는 텍스처의 전체 범위에 걸쳐, 또는 텍스처의 섹션에 국부적으로만 걸쳐서 균일할 수 있다. 특히, 텍스처가 경사(gradient) 변화를 포함하는 경우, 2 개의 연속한 텍스처링된 접촉 표면들 사이의 두께는 섹션에서 텍스처의 기울기에 따라 변할 수 있지만, 텍스처링된 접촉 표면은 항상 서로 평행하게 유지된다. 이는 특히 이러한 층의 두께가 텍스처의 기울기에 반비례하는, 캐소드 스퍼터링으로 증착된 층의 경우이다. 따라서 국부적으로 소정의 기울기를 갖는 각 텍스처 섹션에서, 층의 두께는 일정하게 유지되지만 제1 기울기를 갖는 텍스처의 제1 섹션과 제1 기울기와는 다른 제2 기울기를 갖는 텍스쳐 제2 섹션 간에 층의 두께가 상이하다.
유리하게는, 층상 요소 내부의 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계를 얻기 위하여, 중심층 또는 그의 각 구성층은 캐소드 스퍼터링에 의해 증착된 층이다.
구체적으로, 캐소드 스퍼터링, 특히 마그네트론 캐소드 스퍼터링은 층을 경계 짓는 표면이 서로 평행하도록 보장하고, 이는 다른 증착 기술, 예컨대 증발법 또는 화학 기상 증착(CVD) 또는 심지어 졸-겔 공정을 사용한 경우에서도 그렇지 않다. 그러나, 층상 요소 내부의 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계는 요소를 통한 정투과를 얻기 위해서 필수적이다.
층상 요소의 제1 외부층에 입사하는 광선은 방향의 변화 없이 이러한 제1 외부층을 통과한다. 제1 외부층과 중심층의 하나 이상의 층이 상이한(금속 또는 유전체) 성질 또는 상이한 굴절률을 가지기 때문에, 광선은 중심층에서 굴절된다. 한편으로는, 층상 요소의 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 다른 하나는 금속이거나, 모두 상이한 굴절률의 투명층임) 간의 텍스처링된 접촉 표면이 모두 서로 평행하고, 다른 한편으로는 제2 외부층이 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지기 때문에, 스넬(Snell)의 굴절 법칙에 따라, 중심층으로부터 나온 제2 외부층에서의 광선의 굴절각은 제1 외부층으로부터의 광선이 중심층에 입사한 각과 동일하다.
따라서 광선은 층상 요소의 제2 외부층으로부터 요소의 제1 외부층에 대한 그의 입사 방향과 동일한 방향으로 나온다. 따라서, 층상 요소에 의한 광선의 투과는 정투과이다. 따라서, 층상 요소를 통한 선명한 관찰이 얻어지고, 즉 층상 요소의 정투과 특성에 의해 층상 요소가 반투명하게 나타난다.
유리하게는, 본 발명의 소자는 표준 ISO 9050:2003에 따라 측정한, 50 % 이상, 바람직하게는 60 % 이상, 및 더 낫게는 75 % 이상의 광 투과율, 및 표준 ASTM D 1003에 따라 측정한, 20 % 미만, 바람직하게는 10 % 미만, 및 더 낫게는 5 % 미만의 투과시 헤이즈를 얻게 할 수 있다. 이 값들은 캐리어 측에 대해 측정되었다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성되는 층상 요소의 2 개의 외부층들 중 적어도 하나는:
- 주표면들 중 하나는 텍스처링되고 다른 하나는 매끈한, 바람직하게는 중합체, 유리, 및 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택되는 투명 재료의 층,
- - 광가교성 및/또는 광중합성 재료,
- 졸-겔 공정에 의해 증착된 층,
- 에나멜층
을 포함하는 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 층,
- 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로리드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA)로부터 선택되는 중합체에 기반할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층 또는 개재물
로부터 선택된다.
하부 외부층은 바람직하게는 투명 기판이고, 투명 기판의 주표면들 중 하나는 텍스처링되고 다른 하나는 매끈하다. 투명 기판의 주표면들 중 하나는 임의의 공지된 텍스처링 공정에 의해, 예를 들어 사전에 변형시킬 수 있는 온도로 가열된 기판의 표면을 엠보싱함으로써, 특히 기판 위에 형성되는 텍스처에 상보적인 텍스처를 표면에 갖는 롤러로 롤링함으로써; 연마 입자 또는 표면에 의해 연마함으로써, 특히 샌드블라스팅에 의해; 화학약품 처리, 특히 유리 기판의 경우에 산 처리에 의해; 성형, 특히 열가소성 중합체로 제조된 기판의 경우에는 사출 성형에 의해; 또는 조각에 의해 텍스처링될 수 있다.
투명 기판이 중합체로 제조된 경우, 강성 또는 가요성일 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 중합체의 예는 특히:
- 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN);
- 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA);
- 폴리카르보네이트;
- 폴리우레탄;
- 폴리아미드;
- 폴리이미드;
- 플루오로중합체, 예컨대 플루오로에스테르: 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오리드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 또는 플루오린화 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEP);
- 광가교성 및/또는 광중합성 수지, 예컨대 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지, 및
- 폴리티오우레탄
을 포함한다.
이 중합체는 일반적으로 1.3 내지 1.7로 변하는 굴절률 범위를 나타낸다. 그러나, 이러한 중합체 중 일부, 및 특히 황-함유 중합체, 예컨대 폴리티오우레탄이 아마도 1.74 이하의 범위인 고굴절률을 가질 수 있다는 것을 아는 것은 흥미롭다.
층상 요소의 외부층으로서 직접 사용될 수 있는 유리 기판의 예는
- 사티노보(Satinovo)® 범주로 쌩-고벵 글래스(Saint-Gobain Glass)가 판매하는 유리 기판(이는 사전텍스처링되고, 샌드블라스팅 또는 산 침투에 의해 얻은 텍스처를 그의 주표면 중 하나 위에 나타냄);
- 알바리노(Albarino)® S, P 또는 G 범주 또는 마스터글래스(Masterglass)® 범주에서 쌩-고벵 글래스가 판매하는 유리 기판(이는 롤링에 의해 얻은 텍스처를 그의 주표면 중 하나 위에 나타냄);
- 샌드블라스팅에 의해 텍스처링된 고굴절률 유리 기판, 예를 들어, 레퍼런스 SF6(n=1.81), 7SF57(n=1.85), N-SF66(n=1.92) 및 P-SF68(n=2.00) 하에 쇼트(Schott)가 판매하는 플린트 유리
를 포함한다.
층상 요소의 2 개의 외부층 각각이 투명 기판에 의해 형성되는 경우, 2 개의 투명 기판은 서로 상보적인 텍스처를 갖는다.
층상 요소의 텍스처링된 외부층은 단순히 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택되는 유전체 재료의 층으로 구성될 수 있다. 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속은 바람직하게는 규소, 티타늄, 주석, 아연, 알루미늄, 몰리브데넘, 니오븀, 지르코늄 또는 마그네슘으로부터 선택된다. 유전체 재료 중 이러한 박층은 고굴절률 재료, 예컨대 Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3, NbO, TiO2, ZrO2, 및 InO 및 저굴절률 재료, 예컨대 SiO2, MgF2, AlF3로부터 선택되는 재료로 형성될 수 있다. 이 층은 바람직하게는 층상 요소의 상부 외부층으로서 사용되고, 캐소드 스퍼터링 증착 기술, 특히 마그네트론 캐소드 스퍼터링 증착 기술을 사용하여, 증발법에 의해, 또는 화학 기상 증착(CVD)에 의해, 사전에 하부 외부층 및 중심층으로 코팅된 캐리어 상에 증착될 수 있다. 한편, 캐소드 스퍼터링에 의해 생성된 증착은 표면과 콘포밍한다(conform). 따라서, 이렇게 증착된 층은 이어서 평평한 주외부 표면을 얻기 위해 연마되어야 한다. 따라서, 이러한 유전체층은 중심층의 표면 조도에 매칭되는 텍스처링된 표면 및 이러한 평평한 표면에 반대측인 외부 주표면을 포함한다.
또한 층상 요소의 외부층은 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반할 수 있다. 바람직하게, 이 층은 층상 요소의 상부 외부층으로서 사용된다.
초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 층은 광가교성 및/또는 광중합성 재료의 층일 수 있다. 바람직하게, 이 광가교성 및/또는 광중합성 재료는 상온에서 액체 형태로 제공되고, 조사되고 광가교되고/되거나 광중합되었을 경우, 버블 또는 임의의 다른 불균일성이 없는 투명 고체를 제공한다. 이는 특히, 수지, 예컨대 접착제 또는 표면 코팅으로 일반적으로 사용되는 것일 수 있다. 이 수지는 일반적으로 에폭시, 에폭시실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 유형의 단량체/공단량체/예비중합체에 기반한다. 예를 들어, 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지를 언급할 수 있다. 수지 대신에, 광가교성 수성 겔, 예컨대 폴리아크릴아미드 겔일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 광가교성 및/또는 광중합성 수지의 예는 예컨대 노아(NOA)®65 및 노아®75 제품과 같은 노아® 놀랜드 옵티칼 어드히시브(Norland Optical Adhesives) 브랜드 하에 놀랜드 옵틱스(Norland Optics)가 판매하는 제품을 포함한다.
변형으로서, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 외부층은 졸-겔 공정에 의해 증착된 층, 예를 들어 졸-겔 공정을 사용하여 증착된 실리카 유리일 수 있다. 알려진 바와 같이, 실리카 유리의 졸-겔 증착을 위한 전구체는, 물이 존재할 때 가수분해/응축 유형의 중합 반응을 거치는 규소 알콕시드 Si(OR)4이다. 이 중합 반응은 더욱더 응축된 엔티티(entities)의 형성을 가져오고, 이는 졸 그리고 이어서 겔을 형성하는 콜로이드성 실리카 입자를 생성한다. 이 실리카 겔의 건조 및 치밀화는 약 몇백 도의 온도에서, 종래의 유리와 유사한 특징을 갖는 유리를 생성한다. 그의 점도 때문에, 콜로이드성 용액 또는 겔이, 제1 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에, 그의 표면의 텍스처와 콘포멀하도록 용이하게 증착될 수 있다.
이 증착은 특히 딥 코팅, 스핀 코팅 또는 블레이딩에 의해 수행될 수 있다. 졸-겔 공정을 사용하여 증착된 층은 층상 요소의 표면을 평탄화한다. 그러나, 이러한 평탄화층을 사용하는 경우, 이러한 소위 평탄화층의 외부 주표면은 특정한 표면 불규칙성을 가질 수 있다. 캐리어의 외부층을 매끈하게 하기 위하여, 하기에 설명하는 바와 같이 상기 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 추가층, 예컨대 플라스틱 중간층 또는 시트를, 특정 불규칙성을 가지는 이 표면과 접촉하도록 위치시킬 수 있다.
외부층의 다른 예는 유리 기판, 예를 들어 소다-석회 유리 기판 상에 유리 프릿에 기반한 에나멜을 증착함으로써 얻을 수 있다. 이 경우, 에나멜 그 자체는 산란하지 않고 이러한 특성을 에나멜에 제공하기 쉬운 화합물 또는 구조, 예컨대 공기 버블을 포함하지 않는다. 에나멜을 얻기 위해서, 가장 먼저 유리를 몇 ㎛(예를 들어, D50 = 2 ㎛)의 입자 크기로 분쇄함으로써 유리 프릿을 포함하는 제형을 제조하고, 이어서 유기 매트릭스를 사용하여 이 분쇄된 유리로 페이스트를 형성된다. 이러한 조성물층은 이어서 액체-루트(liquid-route) 증착 기술, 예컨대 스크린 프린팅 또는 슬롯 코팅에 의해 유리 기판 상에 증착된다. 결국, 이 층은 조성물에서 사용된 유리 프릿의 유리 전이 온도에 비해 100 ℃ 이상 더 높은 온도에서 소성된다. 에나멜층은 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체, 점성 또는 페이스트 상태인 경화성 재료에 기반한 층에 해당한다.
다음으로 에나멜층은, 하부 외부층으로서 사용될 때, 극도의 pH 값을 갖는 용액, 즉 강산(pH<2) 또는 강염기(pH>12)를 갖는 용액에서 화학약품 침투에 의해 거칠어지거나 텍스처링될 수 있다. 이 경우, 유리 기판은 캐리어의 추가층으로 여겨지고 에나멜층은 층상 요소의 외부층을 형성하는 것으로 여겨진다.
또한 에나멜층은 상부 외부층으로 사용될 수 있다. 이 경우, 층상 요소의 텍스처링된 상부 외부층은, 하부 외부층과 중심층으로 사전코팅된 캐리어 상에 액체-루트 증착 기술(예컨대, 스크린 프린팅 또는 슬롯 코팅)에 의해 증착된 유리 프릿에 기반한 에나멜 조성물로 단순히 구성될 수 있다. 에나멜층은 중심층의 조도를 "채울(fill in)" 것이다. 이 층은 텍스처링된, 중심층의 표면 조도에 매칭되는 표면 및 이러한 표면 반대측인 평평한 외부 주표면을 포함한다. 그러나, 이 경우에 유리 프릿을 포함하는 조성물을 용융하기 위해 필요한 높은 소성 온도를 고려하면, 반드시 캐리어에서 사용된 재료, 즉 중심층으로 코팅된 외부층의 재료는 이 소성 단계에 의해 쉽게 변형되지 않도록 보장할 필요가 있다. 예를 들어, 텍스처링된 에나멜을 하부 외부층으로서 포함하는 유리 기판으로 구성된 캐리어를 사용하는 경우, 상부 외부층을 형성하도록 의도된 유리 프릿을 포함하는 에나멜 조성물이, 하부 외부층의 에나멜을 형성하는 데 사용된 프릿 조성물의 유리 전이 온도보다 낮은 유리 전이 온도 Tg를 나타내는 것이 바람직하다. 따라서, 하부 외부층은 상부 외부층의 소성 단계 동안 변형되지 않는다.
유리 에나멜 조성물을 사용하는 이 제조 공정은 층상 요소를 위해 저굴절률 또는 고굴절률을 갖는 외부층이 생성되게 한다. 예를 들어, 고굴절률 에나멜 조성물이 증착되는 경우, 고굴절률의 텍스처링된 외부층으로 코팅된 기판이 얻어진다. 고굴절률 에나멜층을 얻기 위하여, 무거운 원소가 풍부한 유리 프릿을 포함하는 에나멜 조성물, 예를 들면 40 중량% 초과의 비스무트를 포함하는, 예컨대 비스무트가 풍부한 에나멜을 사용하면 충분하다.
외부층은 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층 또는 시트에 기반한 층을 포함할 수 있고, 이 층은 제1 외부층에 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면에 대하여 위치하고, 압축 및/또는 가열에 의해 이 텍스처링된 표면에 대하여 쉐이핑된다. 중합체 재료에 기반한 이 층은 특히 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 클로리드(PVC)에 기반한 층일 수 있다. 이 층은 압축 및/또는 가열에 의해 쉐이핑될 수 있다.
외부층의 두께는 바람직하게 1 ㎛ 내지 6 mm에 포함되고, 바람직하게는 유전체 투명 재료의 선택에 따라 변한다.
평평한 또는 텍스처링된 유리 기판은 바람직하게 0.4 내지 6 mm, 및 보다 바람직하게는 0.7 내지 2 mm에 포함되는 두께를 갖는다.
평평한 또는 텍스처링된 중합체 기판은 바람직하게 0.020 내지 2 mm, 및 보다 바람직하게는 0.025 내지 0.25 mm에 포함되는 두께를 갖는다.
바람직하게는 유전체 투명 재료 층으로 구성된 외부층은 바람직하게 0.2 내지 20 ㎛, 및 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎛에 포함되는 두께를 갖는다.
쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 층은 바람직하게 0.5 내지 40 ㎛, 및 보다 바람직하게는 0.5 내지 7 ㎛에 포함되는 두께를 갖는다. 광가교성 및/또는 광중합성 재료에 기반한 층은 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 및 보다 바람직하게는 0.7 내지 10 ㎛에 포함되는 두께를 갖는다. 졸-겔 공정에 의해 증착된 층은 바람직하게는 1 내지 40 ㎛, 및 보다 바람직하게는 10 내지 15 ㎛에 포함되는 두께를 갖는다. 유리 프릿에 기반한 에나멜층은 바람직하게는 3 내지 30 ㎛, 및 보다 바람직하게는 5 내지 20 ㎛에 포함되는 두께를 갖는다.
플라스틱 중간층 또는 시트에 기반한 층은 바람직하게는 10 ㎛ 내지 1 mm에 포함되고, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1 mm에 포함되는 두께를 갖는다.
바람직하게는 유전체 투명 재료 또는 층은:
- 예를 들어 표준 유리를 사용하는 경우 1.51 내지 1.53에 포함되는 굴절률;
- 저굴절률 재료 또는 층을 사용하는 경우, 예를 들어 저굴절률 에나멜을 사용하는 경우 1.51 미만 및 바람직하게는 1.49 미만의 굴절률; 또는
- 고굴절률 재료 또는 층을 사용하는 경우, 예를 들어 고굴절률 에나멜을 사용하는 경우 1.54 초과 및 바람직하게는 1.7 초과의 굴절률
을 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 특히 유리한 실시양태에서, 층상 요소의 상부 및 하부층을 형성하는 데 사용되는 재료는 고굴절률 재료이다. 얻은 추출 방법은 투명 전극 및 유기층의 유도 효과를 최소화함으로써 가능한 한 많은 빛을 캐리어로 주입하는 것 및 공기/캐리어 계면에서 반사된 빛을 추출하는 것 모두를 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 표현 "고굴절률 재료"는 1.7 내지 2.4, 바람직하게는 1.75 내지 2.1 및 더욱이 1.8 내지 2.0에 포함되는 굴절률을 갖는 재료를 의미하는 것으로 이해된다. 이 고굴절률 재료는 특히 유리, 중합체, 예컨대 술폰화된 중합체, 유전체 재료의 층 및 에나멜층으로부터 선택될 수 있다.
층상 요소의 중심층의 층 또는 층들의 스택은
- 투명 중합체로 제조된 하나 이상의 접착층,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된 하나 이상의 박층,
- 하나 이상의 박형 금속층, 특히 은, 금, 구리, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴 합금(NiCr), 스텐리스 강 또는 이들의 합금의 박층
으로부터 선택되는 층을 포함할 수 있다.
바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된 박층은
- 외부층의 굴절률과 상이한 고굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료, 예컨대 Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3, NbO, TiO2, ZrO2 또는 InO로 구성된 하나 이상의 박층,
- 외부층의 굴절률과 상이한 저굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료, 예컨대 SiO2, MgF2 또는 AlF3로 구성된 하나 이상의 박층
으로부터 선택될 수 있다.
중심층이 산화물을 포함하면, 산화물은 도핑될 수 있다. 중심층은 예를 들어 주석-도핑된 산화 인듐, 알루미늄-도핑된 산화 아연, 또는 플루오린-도핑된 산화 주석일 수 있다.
중심층이 투명 중합체로 제조된 접착층인 경우, 외부층들은 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 유전체 재료의 층으로 형성된 이 중심층에 의해 함께 조립된다.
중심층의 두께의 선택은 특정한 파라미터의 수에 의존한다. 일반적으로, 중심층의 총 두께는 5 내지 200 nm에 포함되고, 중심층의 층의 두께는 1 내지 200 nm에 포함되는 것으로 여겨진다.
중심층이 금속층인 경우, 층 두께는 바람직하게는 5 내지 40 nm에 포함되고, 더 낫게는 6 내지 30 nm, 및 보다 더 낫게는 6 내지 20 nm에 포함된다.
중심층이 바람직하게는 유전체 투명층, 예를 들어 TiO2인 경우, 바람직하게 20 내지 100 nm 및 더 낫게는 55 내지 65 nm에 포함되는 두께 및/또는 2.2 내지 2.4에 포함되는 굴절률을 갖는다.
OLED 소자가 투명한 경우, 즉 투명 캐소드 및 투명 애노드를 포함할 때, 예를 들어 중심층의 두께 및 성질, 특히 그의 반사 계수를 선택함으로써 다이오드의 각 면으로부터 방출된 빛 레벨을 조정할 수 있다. 구체적으로, 투명 다이오드 소자에서 중심층의 반사도가 클수록, 캐리어에 대해 반대측으로부터의 발광이 더 증가될 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 이 경우, 본 발명의 특정 캐리어의 사용은 추출을 촉진할 뿐만 아니라 소자의 각 면에 대해 빛 레벨을 조정하는 것도 가능하게 한다. 다이오드의 각 면으로부터 방출된 빛 레벨을 변경하기 위한 가능한 다른 방법은 그의 면의 각각에 대해 상이한 반사 계수를 갖는 중심층을 선택하는 것이다. 예를 들어, 공기/캐리어 계면 측에 대해 고반사 계수를 가지고 다이오드/캐리어 측에 대해 저반사 계수를 갖는 중심층은 공기/캐리어 측에 대한 조명을 증가시킬 것이다.
유리하게는, 층상 요소의 중심층의 조성은 층상 요소에 추가의 특성, 예를 들어 태양광 조절 및/또는 저방사형의 열 특성을 부여하기 위하여 조정될 수 있다. 따라서, 일 실시양태에서, 층상 요소의 중심층은 "n" 개의 금속 기능성층, 특히 은 또는 은-포함 금속 합금에 기반한 기능성층, 및 n ≥ 1인 "(n+1)" 개의 반사방지 코팅을 교대로 포함하는 박층의 투명 스택이고, 여기서 각 금속 기능성층은 2 개의 반사방지 코팅들 사이에 위치한다.
공지된 방식으로, 금속 기능성층을 갖는 이러한 스택은 태양광 방사선의 범위 및/또는 장파장 적외 방사선의 범위에서 반사 특성을 나타낸다. 이러한 스택에서, 금속 기능성층은 본질적으로 열 성능을 결정하고, 이를 프레이밍하는 반사방지 코팅은 광학 측면에서 간섭적으로 작용한다. 이는 금속 기능성층이 각 금속 기능성층에 대해 약 10 nm의 작은 기하학적 두께에서도 원하는 열 성능을 얻을 수 있게 하지만, 이는 가시 파장의 범위의 광선의 통과에 강력히 대항하기 때문이다. 따라서, 각 금속 기능성층의 어느 한쪽 면 상의 반사방지 코팅은 가시 범위에서 우수한 광 투과율을 보장할 필요가 있다.
이 추가 기능은 건축 용도에서 유리할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 소자는 캐리어가 주택의 외측에 위치하고 다이오드가 내측에 위치하는 글레이징 유닛에서 사용될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 캐리어는 OLED 추출 방법을 형성하는 것 이외에, OLED를 유해한 방사선, 예컨대 UV 방사선으로부터 보호하는 것을 보장한다. 또한, 시스템은 중심층이 충분히 전도성일 때 태양광 조절 기능을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나가 투명한(그리고 바람직하게는 금속으로 만들어지지 않음) 반면 다른 하나가 금속이거나, 또는 상이한 굴절률의 2 개의 투명층인, 층상 요소의 2 개의 인접층들 사이의 각 접촉 표면의 텍스처는, 접촉 표면의 일반면에 대해 오목하거나 돌출된 복수의 형상에 의해 형성된다. 바람직하게는, 하나가 투명하고 다른 하나가 금속이거나, 또는 상이한 굴절률의 2 개의 투명층인, 층상 요소의 2 개의 인접층들 사이의 각 접촉 표면의 형상의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 1 mm에 포함된다. 본 발명의 의미 내에서, 접촉 표면의 형상의 평균 높이는 접촉 표면의 각 형상에 대한 접촉 표면의 피크와 일반면 사이에서 취한, 절대값 거리 yi의 산술 평균으로 정의되고, 
과 같다.
하나가 투명하고 다른 하나가 금속이거나, 또는 상이한 굴절률의 2 개의 투명층인, 층상 요소의 2 개의 인접층들 사이의 각 접촉 표면의 텍스처의 형상은 접촉 표면에 걸쳐 무작위로 분포될 수 있다. 변형으로서, 하나가 투명하고 다른 하나가 금속이거나, 또는 상이한 굴절률의 2 개의 투명층인, 층상 요소의 2 개의 인접층들 간의 각 접촉 표면의 텍스처의 형상은 접촉 표면에 걸쳐 주기적으로 분포될 수 있다. 이러한 형상은 특히 원뿔, 피라미드, 홈, 리브 또는 잔물결일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심층의 각 층(그와 상이한 투명성(바람직하게는 비금속성) 또는 금속성을 갖거나, 그와 상이한 굴절률을 갖는 층이 측면에 있음)에 대해, 인접층들과의 그의 접촉 표면에 수직으로 취한, 이러한 층의 두께는 인접층들과의 그의 접촉 표면 각각의 형상의 평균 높이에 비해 작다. 이렇게 작은 두께는 이 층으로의 광선의 진입 계면과 이 층 외부로의 광선의 출발 계면이 평행할 가능성을 증가시킬 수 있어, 층상 요소를 통한 빛의 정투과의 백분율을 증가시킨다. 유리하게는, 중심층의 각 층(그와 상이한 투명성(바람직하게는 비금속성) 또는 금속성을 갖거나, 그와 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 층들 사이에 삽입됨)의 두께(여기서, 이 두께는 인접층과의 그의 접촉 표면에 수직으로 취함)는 인접층과의 그의 접촉 표면 각각의 형상의 평균 높이의 1/4 미만이다.
중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게(conformally) 증착된 단일층에 의해, 또는 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 연속적으로 증착된 층들의 스택에 의해 형성된다.
본 발명에 따르면, 증착 후 중심층의 상부 표면이 텍스처링되고 제1 외부층의 텍스처링된 외부 표면에 평행한 경우, 중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 증착되는 것으로 여겨진다. 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 중심층을 증착하는 것 또는 연속하여 콘포멀하게 중심층의 층들을 증착하는 것은 바람직하게는 캐소드 스퍼터링, 특히 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 수행된다.
추가층은 바람직하게는:
- 상기에서 정의한 바와 같지만, 2 개의 매끈한 주표면을 포함하는, 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택된 투명 기판,
- 상술한 바와 같이 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료,
- 상술한 바와 같이 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층 또는 시트
로부터 선택된다.
유리하게는, 층상 요소의 매끈한 외부 주표면 및/또는 캐리어의 매끈한 외부 주표면은 평평하거나 만곡되고; 바람직하게는 이 매끈한 외부 주표면은 서로 평행하다. 이는 층상 요소를 가로지르는 빛의 광 분산을 제한하고, 따라서 층상 요소를 통한 관찰의 선명도를 개선하도록 기여한다.
캐리어는 강성 글레이징 창유리 또는 가요성 필름일 수 있다. 이러한 가요성 필름은 유리하게는, 필름의 접착성 결합을 위해 제거되도록 의도된 보호용 스트립으로 덮여진 접착층을, 필름의 외부 주표면들 중 하나 상에 구비한다. 따라서 가요성 필름의 형태를 취하는 이 층상 요소를 포함하는 캐리어는 접착성 결합에 의해 기존의 표면에, 예를 들어 OLED에 추가되어 본 발명의 소자를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서, 층상 요소의 2 개의 외부층들 중에 제1 외부층, 바람직하게는 하부 외부층은 투명 기판이다. 중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 증착된 단일층에 의해, 또는 제1 외부층의 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 연속적으로 증착된 층들의 스택에 의해 형성된다. 바람직하게는, 중심층은 캐소드 스퍼터링, 특히 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 증착된다. 제2 외부층 또는 상부 외부층은 바람직하게는 제1 외부층 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면에 증착된 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료의 층 또는 열성형성 또는 감압성 재료의 중간층을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부 외부층이 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료의 층을 포함하는 경우, 추가층은 카운터-기판(counter-substrate)으로 사용될 수 있다. 따라서 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 층은 중심층을 구비한 하부 외부층과 카운터-기판 사이의 단단한 결합을 보장한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부 외부층이 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층 또는 시트에 기반한 층을 포함하는 경우, 추가층, 예를 들어 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률의 투명 기판을 사용할 수 있다. 따라서 플라스틱 중간층 또는 시트에 기반한 층은 중심층으로 코팅된 층상 요소의 하부 외부층과 추가층 사이의 결합을 보장하는 적층 중간층에 해당한다.
본 발명의 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는 바람직하게는 다음의 스택을 포함한다:
- 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택된 임의의 하나 이상의 하부 추가층,
- 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리, 및 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료, 예컨대 에나멜층으로부터 선택된 하부 외부층,
- 굴절률(n3)의 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된 박층, 또는 박형 금속층을 포함하는 중심층,
- 중합체 및 유리로부터 선택되는 투명 기판, 쉐이핑 조작에 적합한 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택되는 상부 외부층; 및
- 중합체 및 유리로부터 선택된, 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택된 임의의 하나 이상의 상부 추가층.
본 발명의 일 변형예에서, 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는:
- 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외부층;
- 바람직하게는 박형 TiO2층을 포함하는 중심층;
- 광가교성 및/또는 광중합성 수지로부터 선택되는 상부 외부층; 및
- 판유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 상부 추가층
을 포함한다.
다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는 바람직하게는 다음의 스택을 포함한다:
- 층상 요소에 대한 하부 외부층(상기 층은 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택됨);
- 바람직하게는 박형 TiO2층을 포함하는 중심층;
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄에 기반한 층으로부터 선택된 상부 외부층; 및
- 판유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 상부 추가층.
다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는 다음의 스택을 포함한다:
- 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 외부층;
- 바람직하게는 박형 TiO2층을 포함하는 중심층;
- 졸-겔 공정에 의해 얻은 층으로부터 선택되는 상부 외부층; 및
- 임의로, 열성형성 또는 감압성 재료로 제조된 중간층으로부터 선택되는 상부 외부층(이 위에, 투명 유리 기판으로부터 선택되는 다른 상부 추가층이 바람직하게 중첩됨).
"고굴절률" 실시양태로 칭하는 본 발명의 특히 유리한 실시양태에서, 층상 요소의 상부 및 하부 외부층은 1.7 내지 2.4, 바람직하게는 1.75 내지 2.1 및 더 낫게는 1.8 내지 2에 포함되는 고굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된다.
본 실시양태에 따르면, 캐리어는 바람직하게는 다음의 스택을 포함한다:
- 유리 또는 고굴절률 중합체로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 외부층; 또는
- 고굴절률 에나멜층, 예를 들면 40 중량% 초과의 비스무트 함량을 갖는 에나멜 조성물로부터 얻은 에나멜층으로 구성되는 외부층으로 코팅된 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 추가층; 및
- 바람직하게는 유전체 투명 재료, 바람직하게는 SiO2 또는 TiO2으로 구성된 박층, 또는 박형 금속층, 바람직하게는 Ag, NiCr, Ti, Cu 또는 Au으로 구성된 층을 포함하는 중심층; 및
- 중합체 또는 고굴절률 유리로 제조된 투명 기판, 고굴절률 에나멜층, 또는 바람직하게는 유전체 고굴절률 투명 재료의 층으로부터 선택되는 상부 외부층.
본 발명의 하나의 유리한 실시양태에서, 층상 요소의 중심층 및/또는 층상 요소의 상부 외부층은 유기 발광 다이오드의 하부 전극(또는 제1 전극)을 형성할 수 있다. 본 실시양태에 따르면, 그러나 본 실시양태에서뿐만 아니라, 중심층은 바람직하게는 금속층이거나, 또는 중심층에 전극 기능을 제공하기 위하여 금속층을 임의로 포함한다. 또한, 층상 요소의 상부 외부층은 1 Ω.㎝ 미만, 바람직하게는 10-1 Ω.㎝ 미만, 및 더 낫게는 10-2 Ω.㎝ 미만인 저항률을 갖는 투명 재료, 바람직하게는 비금속으로 구성된다. 마지막으로 본 실시양태에서, 층상 요소는 바람직하게는 고굴절률을 갖는 투명 재료로 구성된 외부 상부 및 하부층을 포함한다.
본 실시양태에 따르면, 본 발명의 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는 바람직하게는 다음의 스택을 포함한다:
- 유리 기판 및 중합체 기판으로부터 선택되는 하부 외부층; 또는
- 고굴절률 에나멜 조성물로 구성된 외부층으로 코팅된 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 추가층; 및
- 중심층, 바람직하게는 금속층, 예컨대 Ag로 구성된 박층; 및
- 투명 재료의 층을 포함하는 상부 외부층.
하부 외부층은 바람직하게는 고굴절률을 갖는 유리 또는 중합체로 제조된 기판을 포함한다.
상부 외부층은 바람직하게는 1 Ω.㎝ 미만의 저항률을 가지고 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛에 포함되는 두께를 갖는, Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3 , NbO, TiO2 및 ZrO2, 및 보다 구체적으로는 SnZnO, Si3N4 또는 ZnO로부터 선택되는 투명 재료의 층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 층상 요소의 상부 및 하부층을 형성하는 데 사용되는 재료는 저굴절률 재료이다. 본 발명의 유기 발광 다이오드 소자의 캐리어는 다음의 스택을 포함하는 층상 요소를 포함할 수 있다:
- 저굴절률 유리 기판, 저굴절률 유리 프릿에 기반한 에나멜층 및 저굴절률 중합체로 제조된 기판으로부터 선택되는 재료로 구성된 하부 외부층;
- 중심층, 다른 재료의 박층으로 임의로 둘러싸인, 바람직하게는 SiO2 또는 TiO2로 구성된 유전체층, 또는 금속층, 예컨대 Ag, NiCr, Ti, Cu 또는 Au으로 구성된 층; 및
- 저굴절률 중합체로 제조된 기판, 저굴절률 유리로 제조된 기판, 저굴절률 유리 프릿에 기반한 에나멜층 및 바람직하게는 유전체 저굴절률 투명 재료의 층으로부터 선택되는 재료로 구성된 상부 외부층.
본 발명의 다른 대상은 상술한 바와 같은 소자의 제조 방법이고, 이는 다음의 단계를 포함한다:
A)
- 투명 기판은 제1 외부층 또는 하부 외부층으로서 제공되고, 그의 주표면들 중 하나가 텍스처링되고 다른 주표면은 매끄럽고;
- 중심층이 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명층, 또는 금속층인 단일층에 의해 형성될 때는 상기 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 중심층을 증착함으로써, 또는 중심층이 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 하나 이상의 바람직하게는 유전체 투명층, 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택에 의해 형성될 때는 상기 텍스처링된 주표면에 연속으로 콘포멀하게 중심층의 층들을 증착함으로써, 중심층이 하부 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 증착되고;
- 제2 외부층 또는 상부 외부층은 하부 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에 형성되고, 하부 및 상부 외부층은 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성되고;
- 임의로 하나 이상의 상부 및/또는 하부 추가층은 층상 요소의 매끈한 외부 주표면 또는 표면들 상에 형성되는,
층상 요소를 포함하는 캐리어가 제조되는 단계, 및
B) 전극이 상기 캐리어 위에 증착되는 단계.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제2 외부층은 제1 외부층과 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에, 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지고 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 재료의 층을 증착함으로써 형성된다. 따라서, 제2 외부층은 예를 들어, 초기에 유체 형태인 광가교성 및/또는 광중합성 재료의 층의 증착, 이어서 이러한 층의 조사를 포함하는 공정에 의해, 또는 졸-겔 공정을 사용하여 층을 증착함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 외부층에 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면에 대해, 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 중합체 재료에 기반한 층을 위치시키고, 이어서 적어도 중합체 재료의 유리 전이 온도까지 압축 및/또는 가열함으로써 이러한 중합체 재료에 기반한 층을 중심층의 텍스처링된 주표면에 대해 콘포밍함으로써 제2 외부층이 형성된다. 중합체 재료를 기반으로 하는 층은 이 경우에 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제2 외부층은 경화 후에 투명 중합체 기판을 형성하기 쉽도록 용융된 중합체를 몰드에 주입함으로써 형성된다. 본 실시양태에서, 경화 후에 얻은 투명 기판은 바람직하게는 폴리아크릴 중합체 및 특히 PMMA로 제조된 투명 기판으로부터 선택된다.
투명 OLED의 경우, 이러한 광 추출 방법이 기판과 인캡슐레이션 모두에 대하여 사용되도록 구상할 수도 있고, 이는 OLED의 양 면으로부터의 광 추출이 개선되게 한다.
본 발명의 특징 및 장점은 오직 예로서만 그리고 첨부한 도면을 참고로 하여 주어진, 층상 요소의 복수의 실시양태의 다음 설명으로부터 분명해질 것이며, 여기서:
- 도 1은 본 발명에 따른 다이오드 소자의 개략적인 단면도이고;
- 도 2는 층상 요소의 제1 변형예에 대한 도 1의 디테일 I의 확대도이고;
- 도 3은 층상 요소의 제2 변형예에 대한 도 1의 디테일 I의 확대도이고;
- 도 4 및 5는 본 발명에 따라 사용되는 캐리어의 제조 방법의 단계를 나타내는 도면을 나타내고;
- 도 6은 시험한 다양한 OLED 소자에 대한 색 변화를 나타내는 그래프이다.
도면의 명확화를 위하여, 도면의 다양한 층들의 상대적인 두께는 엄격하게 스케일링되지 않는다. 또한, 텍스처의 기울기의 함수로서 중심층 또는 그의 각각의 두께의 가능한 변화는 도면에서 나타내지 않았고, 이는 이러한 가능한 두께 변화가 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계에 영향을 주지 않는 것으로 이해한다. 이는 텍스처의 각각의 소정의 기울기에 있어, 텍스처링된 접촉 표면이 서로 평행하기 때문이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 다이오드 소자의 개략적인 단면도이고;
- 도 2는 층상 요소의 제1 변형예에 대한 도 1의 디테일 I의 확대도이고;
- 도 3은 층상 요소의 제2 변형예에 대한 도 1의 디테일 I의 확대도이고;
- 도 4 및 5는 본 발명에 따라 사용되는 캐리어의 제조 방법의 단계를 나타내는 도면을 나타내고;
- 도 6은 시험한 다양한 OLED 소자에 대한 색 변화를 나타내는 그래프이다.
도면의 명확화를 위하여, 도면의 다양한 층들의 상대적인 두께는 엄격하게 스케일링되지 않는다. 또한, 텍스처의 기울기의 함수로서 중심층 또는 그의 각각의 두께의 가능한 변화는 도면에서 나타내지 않았고, 이는 이러한 가능한 두께 변화가 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계에 영향을 주지 않는 것으로 이해한다. 이는 텍스처의 각각의 소정의 기울기에 있어, 텍스처링된 접촉 표면이 서로 평행하기 때문이다.
도 1에 나타낸 유기 발광 다이오드 소자(6)는 캐리어(5) 및 유기 발광 다이오드(7)를 포함한다. 캐리어는 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 재료로 구성된 2 개의 외부층들(2 및 4)을 포함하는 층상 요소(1)를 포함한다. 각 외부층(2 또는 4)은 층상 요소의 외측을 향하는 매끈한 주표면(2A 또는 4A) 각각을, 및 층상 요소의 내측을 향하는 텍스처링된 주표면(2B 또는 4B) 각각을 갖는다.
층상 요소(1)의 매끈한 외부 표면(2A 및 4A)은 각 표면(2A 및 4A)에서 빛이 정투과하는 것, 즉 광선이 방향의 변화 없이 외부층으로 진입하고 외부층으로부터 나오는 것을 보장한다.
내부 표면(2B 및 4B)의 텍스처는 서로 상보적이다. 도 1에서 명확하게 볼 수 있듯이, 텍스처링된 표면(2B 및 4B)은 그들의 텍스처가 서로 정확히 평행하는 구성으로 서로 대향하여 위치한다. 또한 층상 요소(1)는 텍스처링된 표면들(2B 및 4B) 사이에 삽입되어 이들과 접촉하는 중심층(3)을 포함한다.
또한 소자는 2 개의 전극(9 및 11) 및 하나 이상(10)이 전계발광하는 유기 재료(들)의 층 또는 층들의 스택(10)을 포함하는 유기 발광 다이오드(7)를 포함한다.
마지막으로, 캐리어는 또한 상부 및 하부 추가층(12)을 포함한다.
도 2에 나타낸 변형예에서, 중심층(3)은 단층이며, 금속이거나, 투명하고 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률(n3)의 것인 투명 재료로 구성된다. 도 3에 나타낸 번형예에서, 중심층(3)은 복수의 층들(31, 32, …, 3k)의 투명 스택에 의해 형성되고, 여기서 층들(31 내지 3k) 중 적어도 하나는 금속층 또는 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률의 투명층이다. 바람직하게, 스택의 끝에 위치한 2 개의 층들(31 및 3k) 중 적어도 각각은 금속층 또는 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률(n31 또는 n3k)의 투명층이다.
도 2 내지 3에서, S0은 외부층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면을 표시하고, S1은 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면을 나타낸다. 또한, 도 3에서, S2 내지 Sk는 표면(S0)과 최근접한 접촉 표면으로부터 시작하여 중심층(3)의 내부 접촉 표면을 차례로 나타낸다.
도 2의 변형예에서, 중심층(3)이 서로 평행한 텍스처링된 표면(2B 및 4B) 사이에 위치하고 이들과 접촉하기 때문에, 외부층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0)은 텍스처링되고, 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면(S1)에 평행하다. 다시 말해, 중심층(3)은 접촉 표면(S0 및 S1)에 수직하게 측정한, 균일한 두께(e3)를 그의 전체 범위에 걸쳐 나타내는 텍스처링된 층이다.
도 3의 변형예에서, 중심층(3)의 구성 스택의 2 개의 인접층들 간의 각 접촉 표면(S2, …, Sk)은 텍스처링되고, 외부층(2, 4)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0 및 S1)에 정확히 평행하다. 따라서, 투명(및 바람직하게는 비금속) 또는 금속이거나, 또는 투명하고 상이한 굴절률을 갖는 상이한 성질의 것인, 요소(1)의 인접층들 간의 모든 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)은 텍스처링되고 서로 평행하다. 특히, 중심층(3)의 구성 스택의 각 층(31, 32, …, 3k)은 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)에 수직하게 측정된, 균일한 두께(e31, e32, …, e3k)를 갖는다.
층상 요소(1)의 각 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 텍스처는 접촉 표면의 일반면(π)에 대하여 오목 또는 돌출된 복수의 형상에 의해 형성된다. 바람직하게는, 각 텍스처링된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 형상의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 1 mm에 포함된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심층(3) 또는 그의 각 구성층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소(1)의 각 텍스처링된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 형상의 평균 높이 미만이다. 이 조건은 중심층(3)의 층 내부로의 광선의 진입 계면과 이 층으로부터의 광선의 방출 계면이 평행할 가능성을 증가시키고, 따라서 층상 요소(1)를 통해 정투과되는 광선의 백분율을 증가시키기 때문에 중요하다. 다양한 층들을 보기 쉽게 하기 위해서, 이 조건은 도면에서 엄격히 만족되지 않았다.
바람직하게, 중심층(3) 또는 그의 각 구성층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소의 각 텍스처링된 접촉 표면의 형상의 평균 높이의 1/4 미만이다. 실제로, 중심층(3)이 박층 또는 박층들의 스택일 때, 중심층(3)의 각 층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소의 각 텍스처링된 접촉 표면의 형상의 평균 높이의 약 1/10 이하이다.
도 2의 변형예에서, 접촉 표면(S0 및 S1)은 서로 평행하며, 이는 스넬의 법칙에 따르면, n4.sin(θ) = n2.sin(θ')을 의미하며, 여기서 θ는 외부층(4)으로부터 출발한, 중심층(3)에 대한 광선의 입사각이고, θ'은 중심층(3)으로부터 출발한, 외부층(2)에서의 광선의 굴절각이다. 도 3의 변형예에서, 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)이 서로에 대해 모두 평행하기 때문에, 스넬의 법칙으로부터 나온 관계식 n4.sin(θ) = n2.sin(θ')은 여전히 적용가능하다. 따라서, 변형예 모두에서, 2 개의 외부층들의 굴절률(n2 및 n4)이 실질적으로 서로 동일하기 때문에, 층상 요소에 의해 투과된 광선(Rtd)은 층상 요소로의 광선의 입사각(θ)과 동일한 투과각(θ')으로 투과된다. 따라서, 층상 요소(1)에 의한 광선의 투과는 정투과이다.
도 1은 또한 다이오드에서 발생하고 캐리어에 입사하는 광선(Rid)을 나타내며, 이는 공기/기판 계면에서의 총 내부 반사에 의해 트랩핑된다. 따라서 반사 광선(Rr)은 층상 요소의 중심층의 거친 표면에 의해 산란될 수 있다. 따라서 이 산란된 광선(Rd)은 소자로부터 추출될 추가의 가능성을 갖는다.
본 발명의 캐리어(8)의 제조 방법의 예를 도 4를 참조로 하여 하기에서 설명한다. 이 방법에 따르면, 중심층(3)은 층상 요소(1)의 외부층(2)을 형성하는 강성 또는 가요성 투명 기판의 텍스처링된 표면(2B)에 콘포멀하게 증착된다. 텍스처링된 표면(2B)의 반대측인 이 기판의 주표면(2A)은 매끈하다. 이 기판(2)은 특히 사티노보®, 알바리노®, 또는 마스터글래스® 유형의 텍스처링된 유리 기판일 수 있다. 변형예로서, 기판(2)은 강성 또는 가요성의 중합체 재료, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리카르보네이트에 기반한 기판일 수 있다.
중심층(3)의 콘포멀한 증착은, 단층이거나 복수의 층들의 스택으로 형성되거나에 상관없이, 특히 바람직하게는 진공 하에서 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 수행된다. 이 기술은 기판(2)의 텍스처링된 표면(2B) 상에 단일층을 콘포멀하게 또는 스택의 상이한 층들을 연속적으로 콘포멀하게 증착할 수 있게 한다. 이들은 특히 박형 투명층, 바람직하게는 유전체층, 특히 Si3N4, SnO2, ZnO, ZrO2, SnZnOx, AlN, NbO, NbN, TiO2, SiO2, Al2O3, MgF2 또는 AlF3의 층, 또는 박형 금속층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴 합금(NiCr) 또는 이 금속들의 합금일 수 있다.
도 4의 방법에서, 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)은 중심층(3)을 기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절률의 경화성 재료의 투명층으로 덮음으로써 형성될 수 있고, 이 재료는 초기에 쉐이핑 조작에 적합한 액체 또는 페이스트 점성 상태로 있다. 이 층은 액체 또는 페이스트 점성 상태로, 기판(2)에 반대측인 중심층(3)의 표면(3B)의 텍스처에 밀접하게 따를 것이다. 따라서, 층(4)이 경화되면, 중심층(3)과 외부층(4) 간의 접촉 표면(S1)이 실제로 텍스처링되고, 중심층(3)과 외부층(2) 사이의 접촉 표면(S0)에 평행함이 보장된다.
기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절률의 투명층은 또한 페이스트 상태로 적용되고 소성 단계에서 경화된 유리-프릿-기반 에나멜 조성물의 형태를 취할 수 있다.
기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절률의 투명층은 또한 예를 들어 마그네트론 증착에 의해 증착된 바람직하게는 유전체 투명 재료의 층의 형태를 취할 수 있고, 이는 연마 단계에서 연마된 그의 상부 외부 표면을 갖는다.
마지막으로 기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절률의 투명층은 또한 플라스틱 재료로 제조된 중간층의 형태를 취할 수 있다. 이 층은 예를 들어 프레스 또는 오토클레이브에서, 중합체 중간층의 유리 전이 온도와 적어도 동일한 온도에서의 압축 및/또는 가열 단계를 거친다. 이 단계에서, 텍스처링된 층상 요소의 상부층을 형성하는 중간층은 텍스처와 콘포밍하고 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면(S1)은 실제로 텍스처링되고 중심층(3)과 외부층(2) 사이의 접촉 표면(S0)과 평행함을 보장한다.
따라서, 도 4에서의 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)은 특히:
- 광가교성 및/또는 광중합성 재료의 층(상기 층은 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 초기에는 액체 형태로 증착되고 이어서 특히 UV 방사선 하의 조사에 의해 경화됨),
- 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 졸-겔 공정을 사용하여 증착된 졸-겔층, 특히 실리카 유리;
- 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 증착된 에나멜층;
- 바람직하게는 유전체 투명 재료의 층(상기 층은 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 증착됨); 또는
- 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 증착된 투명 중합체 적층 중간층
일 수 있다.
따라서, 하나 이상의 추가층(12)이 층상 요소 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 추가층 또는 층들은 바람직하게 판유리 기판, 플라스틱 중간층 또는 중간층과 판유리 기판의 중첩이다.
층상 요소의 외부층이 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태, 예를 들어 졸-겔인 재료로부터 얻어질 때, 특정 불규칙성이 이 층의 매끈한 주외부 표면 상에 존재할 수 있다. 이 불규칙성을 보상하기 위하여, 층상 요소의 매끈한 주외부 표면에 대하여 PVB 또는 EVA 적층 중간층을 위치시킴으로써 이 졸-겔층 상에 추가층(12)을 형성하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우, 추가층(12)은 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 재료로부터 얻은 층상 요소의 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다.
또한 추가층은 투명 기판, 예를 들어 판유리 기판일 수 있다. 이 경우, 추가층은 카운터-기판으로 사용된다. 따라서 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 층은 중심층을 구비한 하부 외부층과 카운터-기판 사이의 단단한 결합을 보장한다.
상부 추가층으로서 투명 기판의 사용은 특히 상기 상부 추가층 바로 아래의 외부층 또는 추가층이 중합체 적층 중간층에 의해 형성되는 경우의 사용이다.
층상 요소의 하부 외부층(2)이 유리 기판인 경우, 상부 외부층(4)은 적층 중간층, 예를 들어 PVB 또는 EVA로 제조된 것에 의해 형성될 수 있고, 이는 유리 기판의 반대측인 중심층(3)의 텍스처링된 표면에 대해 위치한다. 판유리 기판을 포함하는 추가층(12)은 중간층(4) 위에 위치할 수 있다.
제2 외부층(4)은 또한 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 층에 의해 형성될 수 있다. PVB 또는 EVA 적층 중간층에 의해 형성된 제1 추가층(12)은 층상 요소의 상부 외부 표면에 대하여 위치할 수 있고, 판유리 기판으로 구성된 제2 외부층(12)은 중간층 위에 위치할 수 있다.
이 구성에서, 외부층 및 추가층 또는 층들은 유리 기판과 결합하고, 유리 기판은 사전에 종래의 적층 공정을 사용하여 중심층(3)으로 코팅된다. 이 공정에서, 중합체 적층 중간층과 기판은 중심층(3)의 텍스처링된 주표면 상에 또는 층상 요소의 상부 외부 주표면 상에 교대로 위치하고, 이어서 이렇게 형성된 적층 구조는 프레스 또는 오토클레이브에서 적어도 중합체 적층 중간층의 유리 전이 온도까지 압축되고/되거나 가열된다.
이 적층 공정에서, 중간층이 텍스처링된 층상 요소의 상부층을 형성하면, 이는 텍스처에 콘포밍되며, 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면(S1)이 실제로 텍스처링되고 중심층(3)과 외부층(2) 사이의 접촉 표면(S0)에 평행함을 보장한다.
이에 반해, 이 적층 공정에서 중간층이, 상부층이 졸-겔층인, 층상 요소 바로 위에 위치한 추가 상부층을 형성할 때, 이는 졸-겔층의 상부 표면 및 판유리 기판의 하부 표면 모두에 콘포밍된다.
도 5에 나타낸 공정에서, 층상 요소(1)를 포함하는 캐리어는 약 200-300 ㎛의 총 두께를 갖는 가요성 필름이다. 캐리어는:
- 가요성 중합체 필름에 의해 형성된 하부 추가층(12);
- UV 조사의 작용 하에서 광가교성 및/또는 광중합성인 재료로 제조된 외부층(2)(상기 층은 가요성 필름의 매끈한 주표면들 중 하나에 대하여 적용됨);
- 중심층(3); 및
- 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)을 형성하는, 100 ㎛의 두께를 갖는 PET의 제2 필름
의 중첩에 의해 형성된다.
하부 추가층을 형성하는 가요성 필름은 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 필름일 수 있고, 외부층(2)은 약 10 ㎛의 두께를 갖는, JSR 코포레이션(JSR Corporation)이 판매하는 KZ6661 유형의, UV 조사 하에 경화성인 수지의 층일 수 있다. 가요성 필름 및 층(2) 모두는 550 nm에서 약 1.65의 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 경화된 상태에서, 수지의 층은 PET와의 우수한 접착성을 나타낸다.
수지(2)의 층은 필름(12)의 반대측인 그의 표면(2B)을 텍스처링할 수 있게 하는 점도를 갖는 가요성 필름에 적용된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 표면(2B)은, 층(2) 상에 형성되는 것과 상보적인 텍스처를 표면에 갖는 롤(13)을 사용하여 텍스처링될 수 있다. 텍스처가 형성되고 나면, 중첩된 가요성 필름 및 수지의 층(2)은 도 5에서 화살표로 나타낸 바와 같이 UV 방사선으로 조사되고, 이는 수지의 층(2)을 그의 텍스처로 응고시키고, 가요성 필름과 수지의 층(2)을 함께 조립할 수 있게 한다.
다음으로 외부층(2)과 상이한 굴절률을 갖는 중심층(3)이 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 텍스처링된 표면(2B) 상에 콘포멀하게 증착된다. 이 중심층은 상술한 바와 같이 단일층일 수 있거나, 또는 층들의 스택에 의해 형성될 수 있다. 이는 예를 들어 55 내지 65 nm, 즉 약 60 nm에 포함되는 두께 및 550 nm에서 2.45의 굴절률을 갖는 TiO2의 층일 수 있다.
다음으로, 100 ㎛의 두께를 갖는 PET의 제2 필름이 중심층(3) 상에 증착되어 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)을 형성한다. 이 제2 외부층(4)은 PET의 유리 전이 온도까지 압축 및/또는 가열됨으로써 외부층(2)에 반대측인 중심층(3)의 텍스처링된 표면(3B)에 콘포밍된다.
접착 결합을 위해 제거되도록 의도된 보호용 스트립(라이너)(15)으로 덮인 접착층(14)이 층상 요소(1)의 층(4)의 외부 표면(4A)에 추가될 수 있다. 따라서 층상 요소(1)는 표면, 예컨대 유기 발광 다이오드 또는 그의 전극의 표면에 접착 결합함으로써 추가되도록 준비된 가요성 필름의 형태를 취한다.
특히 유리하게는, 도 5에 제시된 바와 같이, 공정의 상이한 단계는 하나의 동일한 제조 라인 상에서 연속적으로 수행될 수 있다.
이 도면에서 도시된 각 공정에서, 전극은 층상 요소가 조립되기 전 또는 후, 외부층의 매끈한 표면(2A 또는 4A) 위에, 또는 임의로 상부 또는 하부 추가층 위에, 상기 층의 성질에 따라 위치할 수 있다는 것에 주의할 것이다.
본 발명은 설명하고 나타낸 실시예에 제한되지 않는다. 특히, 층상 요소가 도 5의 실시예에서와 같이 가요성 필름일 때, 중합체 필름에 기반하여, 예를 들어 PET의 필름에 기반하여 형성된 각 외부층은 두께가 10 ㎛ 초과, 및 특히 두께가 약 10 ㎛ 내지 1 mm일 수 있다.
또한, 도 5의 실시예에서 제1 외부층(2)은 중합체 필름 상에 증착된 경화성 수지의 층에 의존하지 않으면서, 중합체 필름을 직접적으로 핫 엠보싱함으로써, 특히 텍스처링된 롤을 사용하여 롤링함으로써, 또는 펀치를 사용하여 프레싱함으로써 텍스처링될 수 있다.
도 5에 나타낸 가요성 필름의 형태를 취하는 층상 요소의 점착을 개선하기 위하여, 중합체 적층 중간층이 중심층(3)과 제2 중합체 필름 사이에 삽입될 수 있다. 따라서 이 중간층은 층상 요소의 상부 외부층을 형성하고 제2 중합체 필름은 상부 추가층을 형성한다. 이 경우, 적층 중간층은 그의 측면에 있는 중합체 필름과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 이 경우, 이는 적층 구조가 중합체 적층 중간층의 적어도 유리 전이 온도까지 압축 및/또는 가열되는 종래의 적층 공정의 것이다.
또한 유사한 구조가 유리 기판 대신에 플라스틱 기판에 대해 예상될 수 있다.
일반적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드 소자의 용도는 디스플레이 화면 또는 조명 장치를 포함한다.
실시예
I. 캐리어 및 OLED 소자의 제조
사용된 투명 사티노보®(쌩-고벵) 거친 유리 기판은 0.7 ㎜의 두께를 가졌고, 그의 주표면들 중 하나 위에 산 침투로 얻은 텍스처를 가졌다. 사티노보® 유리의 텍스처링된 표면의 조도 Ra에 해당하는, 이 하부 외부층의 텍스처의 형상의 평균 높이는 1 내지 3 ㎛에 포함되었다. 그의 굴절률은 1.52였고, 최대 고저간(valley-to-peak) 편차에 해당하는 그의 PV(고저간) 조도는 12 내지 17 ㎛에 포함되었다.
추가층은 쌩-고벵이 판매하는 0.7 ㎜-두께의 평평한 플라닐럭스® 유리 시트를 포함했다.
쇼트가 판매하는 유리 레퍼런스 SF66은 1.92의 굴절률을 갖는다. 이것이 하부 외부층으로서 사용되었을 때, 샌드블라스팅에 의해 텍스처링되었다.
놀랜드 옵틱스의 수지 노아75®의 층은 1.52의 굴절률 및 100 ㎛의 두께를 가졌다. 이 수지는 표면의 텍스처를 밀접하게 따르는 방식으로, 하부 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 표면 상에 액체 상태로 증착되었고, 이어서 UV 방사선의 작용 하에 경화되었다.
다른 중심층은 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 하부 외부층의 텍스처링된 표면 상에 증착되었다. TiO2층은 다음의 증착 조건 하에서 60 nm의 두께로 증착되었다: TiO2 타겟, 2×10-3 mbar의 증착 압력, 아르곤과 산소의 혼합물로 구성된 가스. 은층은 20 nm의 두께로 증착되었다.
SnZnO의 층으로 구성된 상부 외부층은 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착되었다. 마그네트론 증착이 콘포멀하기 때문에, 다음으로는 충분히 매끈한 외부 표면을 얻기 위하여 연마 단계를 수행했다.
고굴절률 에나멜층(1.9의 굴절률)은 소다-석회 유리 기판 상에, 다음의 조성을 갖는 고굴절률 유리 에나멜을 증착함으로써 얻었고, 값은 중량에 의한 백분율이다:
- SiO2: 3.8%, - B2O3: 15.6%,
- ZrO2: 4.4%, - ZnO: 17.4%,
- K2O: 0.8%, - Na2O : 2.5%
- Al2O3: 0.4%, - Bi2O3 : 54.6%.
캐리어(1)를 제조하기 위하여, 광중합성 재료를 TiO2의 층으로 덮인 사티노보® 유리의 시트에 적용했다. 다음으로, 판유리 시트를 중첩했다. 조립체를 UV로 조사하여 광중합성 재료를 중합했고, 이는 이어서 캐리어의 구성 요소 전부를 단단히 결합했다.
캐리어(2 내지 5)에 있어서, 상부 외부층은 투명층 또는 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착된 SnZnO로 덮여지고 하부 외부층과 근접한 굴절률을 갖는 층이었다. 이 층은 또한 Si3N4, ZnO 또는 MoO3로부터 선택되는, 적합한 굴절률을 갖는 층일 수 있었다.
이어서 이 층은 그의 외부 주표면을 매끈하게 하기 위하여 연마되었다.
캐리어(4 및 5)에 있어서, 중심층은 은으로 제조된 금속층을 포함했다. 이 층은 또한 금 또는 구리로 제조될 수 있었다. 따라서 이 금속층은 OLED 소자의 전극 중 하나를 형성할 수 있다. 중심층 및 상부 외부층으로 구성되는 조립체는 바람직하게는 OLED의 하부 전극을 형성한다.
사용된 발광 다이오드는 2012년에 필립스(Phillips)가 판매한 루미블레이드(Lumiblade)® 백색-광 OLED이다.
이 다이오드는 머크(Merck)가 판매하는 디메틸 프탈레이트를 사용하여 캐리어(1 내지 3)에 접착적으로 결합되어, 본 발명에 따른 다이오드 소자(1 내지 3)를 형성했다.
II
. 비교용
OLED
소자
캐리어(1)를 포함하는 본 발명의 OLED 소자, 하기의 소자(A)의 광학 특성을
- 캐리어를 갖지 않는 베어(bare) OLED(O);
- 거친 기판에 해당하는 0.7 mm-두께의 사티노보® 유리 시트의 매끈한 면에 고정된 OLED 다이오드를 포함하는 소자, 하기의 소자(B); 및
- 30 % 알루미나 입자를 갖는 비스무트 프릿인 산란층을 구비하는 0.7 mm-두께의 판유리 시트에 고정된 OLED 다이오드를 포함하는 소자, 하기의 소자(C)
와 비교하였다.
이 3 가지 비교용 실시예는 본 발명의 소자에서 사용된 것과 동일한 OLED, 즉 2012년에 필립스가 판매한 루미블레이드® 백색 OLED를 사용했다.
III
. 광학 특성의 평가
하기의 표 1에 제시된 다양한 실시예의 광학 특성은:
- 표준 ISO 9050:2003(광원 D65; 2 ° 관찰자)에 따라 측정된 가시광에서의 %로 나타낸 광 투과율 TL;
- 하부-외부층 면으로부터 층상 요소에 입사한 광에 대해, 표준 ASTM D 1003에 따른 헤이즈미터로 측정한 %로 나타낸 투과에서의 헤이즈(헤이즈 T); 및
- 적분구를 사용하여 측정되고 다음의 식으로 제시되는 추출에서의 이득:
표는 또한 관찰각의 함수로서 색 변화 Vc, 즉 CIE(1931) XYZ 색 공간에서, 0 °에서 방출된 스펙트럼과 75 °에서 방출된 스펙트럼 사이의, 5 ° 간격의 (다양한 모양, 예컨대 직선 또는 원호의) 경로 길이를 제공한다. 각도 θi의 각 스펙트럼에 대한 색 좌표는 CIE(1931) XYZ 색 공간에서 좌표쌍(x(θi);y(θi))으로 표현된다. 따라서, 본 발명에 따른 소자에 대한 경로의 길이 Vc1는 다음의 공지된 식을 사용하여 계산될 수 있다:
경로의 길이는 OLED의 색의 각 의존성을 최소화하기 위하여 가능한 한 짧아야 한다. 마지막으로, 색 변화 Vc는 OLED가 생성되면 얼만큼의 색이 각도에 따라 변할 것인지에 대한 아이디어를 얻을 수 있게 한다.
본 발명의 소자는 우수한 광 투과율, 최소의 헤이즈, 추출에서의 이득 및 각도에 따른 색 변화의 감소 간에서 최상의 타협을 얻도록 한다. 얻은 색 변화를 도 6에 나타냈다. 본 발명의 소자는 높은 투명도(4 % 미만의 헤이즈)를 유지하면서, 추출에서의 이득을 얻는 것과 각도에 따른 색 변화를 감소시키는 것 모두를 가능하게 한다.
Claims (15)
- 하나 이상의 유기 발광 다이오드(7), 및 2 개의 매끈한 주외부 표면(2A, 4A)을 갖는 투명 층상 요소(1)를 포함하는 캐리어(5)를 포함하고, 층상 요소가
- 2 개의 외부층들(2, 4)(각각 층상 요소의 2 개의 외부 주표면들(2A, 4A) 중 하나를 형성하고, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성됨), 및
- 외부층들 사이에 삽입된 중심층(3)(이 중심층(3)은 외부층과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 바람직하게는 유전체 투명층 또는 금속층인 단일층에 의해, 또는 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 하나 이상의 바람직하게는 유전체 투명층 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, …, 3k)의 스택에 의해 형성됨)
을 포함하고,
여기서 층상 요소의 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)의 것이고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두가 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)은 텍스처링되고, 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)의 것이고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두가 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행인 것
을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자(6). - 제1항에 있어서, 캐리어가 층상 요소의 위 또는 아래에 위치하는 하나 이상의 추가층을 더 포함하고, 상기 추가층은 바람직하게는:
- 2 개의 매끈한 주표면을 포함하는 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판,
- 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료,
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층
으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 층상 요소의 2 개의 외부층들 중 적어도 하나가:
- 주표면들 중 하나는 텍스처링되고 다른 하나는 매끈한, 바람직하게는 중합체, 유리, 및 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택되는 투명 재료의 층,
- - 광가교성 및/또는 광중합성 재료,
- 졸-겔 공정에 의해 증착된 층,
- 에나멜층
을 포함하는 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 층,
- 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로리드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA)로부터 선택되는 중합체에 기반할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층
으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중심층의 층 또는 층들의 스택이:
- 투명 중합체로 제조된 하나 이상의 접착층,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된 하나 이상의 박층,
- 하나 이상의 박형 금속층, 특히 은, 금, 구리, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴 합금(NiCr), 스텐리스 강 또는 이들의 합금의 박층
으로부터 선택되는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어가
- 중합체 및 유리로부터 선택된 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택된 임의의 하나 이상의 하부 추가층,
- 중합체 및 유리로부터 선택되는 투명 기판, 및 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료로부터 선택된 하부 외부층,
- 굴절률(n3)의 투명 재료로 구성된 박층, 또는 박형 금속층을 포함하는 중심층,
- 중합체 및 유리로부터 선택되는 투명 기판, 쉐이핑 조작에 적합한 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택되는 상부 외부층; 및
- 중합체 및 유리로부터 선택된 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 중간층으로부터 선택된 임의의 하나 이상의 상부 추가층
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어가:
- 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외부층,
- 바람직하게 박형 TiO2층을 포함하는 중심층,
- 광가교성 및/또는 광중합성 수지로부터 선택되는 상부 외부층,
- 판유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 상부 추가층
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 층상 요소의 상부 및 하부 외부층이 1.7 내지 2.4에 포함되는 고굴절률을 갖는 투명 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자.
- 제7항에 있어서, 캐리어가:
- 유리 또는 고굴절률 중합체로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 외부층; 또는
- 고굴절률 에나멜층으로 구성되는 외부층으로 코팅된 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택되는 하부 추가층; 및
- 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성된 박층, 또는 박형 금속층을 포함하는 중심층; 및
- 중합체 또는 고굴절률 유리로 제조된 투명 기판, 고굴절률 에나멜층, 고굴절률 투명 재료의 층으로부터 선택되는 상부 외부층
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 층상 요소의 중심층 및/또는 층상 요소의 상부 외부층이 유기 발광 다이오드의 하부 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
- 중심층이 금속층이고,
- 층상 요소의 상부 외부층이 1 Ω.㎝ 미만의 저항률을 갖는 투명 재료로 구성되는 것
을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 광 투과율이 50 % 이상이고 투과에서의 헤이즈가 20 % 미만인 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 발광 다이오드가:
- 하나 이상의 층으로 형성된 투명 제1 전극,
- 제1 전극 위의, 유기 발광 시스템, 및
- 하나 이상의 층으로 형성된 투명 제2 전극(상기 전극은 제1 전극의 반대측인, 유기 발광 시스템 위에 증착됨)
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 발광 다이오드가
- 하나 이상의 층으로 형성된 투명 제1 전극,
- 제1 전극 위의, 유기 발광 시스템, 및
- 하나 이상의 층으로 형성된 반사 제2 전극(상기 전극은 제1 전극의 반대측인, 유기 발광 시스템 위에 증착됨)
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 다이오드 소자. - 캐리어가 2 개의 매끈한 외부 주표면(2A, 4A)을 갖는 하나 이상의 투명 층상 요소(1)를 포함하고, 상기 층상 요소가:
- 2 개의 외부층들(2, 4)(각각 층상 요소의 2 개의 외부 주표면들(2A, 4A) 중 하나를 형성하고, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 바람직하게는 유전체 투명 재료로 구성됨), 및
- 외부층들 사이에 삽입된 중심층(3)(이 중심층(3)은 외부층과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 바람직하게는 유전체 투명층, 또는 금속층인 단일층에 의해, 또는 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 하나 이상의 바람직하게는 유전체 투명층, 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, …, 3k)의 스택에 의해 형성됨)
을 포함하고,
여기서 층상 요소의 2 개의 인접층들(하나는 투명하고 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)의 것이고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두가 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)은 텍스처링되고, 2 개의 인접층들(하나가 굴절률(n2, n3, n4, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명이고 다른 하나는 금속이거나, 또는 모두가 상이한 굴절률의 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행인 것
을 특징으로 하는, 전극으로 코팅된 캐리어. - A)
- 투명 기판은 하부 외부층으로서 제공되고, 그의 주표면들 중 하나는 텍스처링되고 다른 주표면은 매끄럽고;
- 중심층이 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 투명층 또는 금속층인 단일층에 의해 형성될 때는 상기 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 중심층을 증착함으로써, 또는 중심층이 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 하나 이상의 투명층 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택에 의해 형성될 때는 상기 텍스처링된 주표면에 연속으로 콘포멀하게 중심층의 층들을 증착함으로써, 중심층이 하부 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 증착되고;
- 상부 외부층은 하부 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에 형성되고, 하부 및 상부 외부층은 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명 재료로 구성되고;
- 임의로 하나 이상의 상부 및/또는 하부 추가층은 층상 요소의 매끈한 외부 주표면 또는 표면들 상에 형성되는,
층상 요소를 포함하는 캐리어가 제조되는 단계, 및
B) 전극이 상기 캐리어 위에 증착되는 단계
를 포함하는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에서 정의한 바와 같은 소자의 제조 방법.
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