KR20150046153A - 유기 전계 발광 소자 및 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시 형태에 따르면, 유기 전계 발광 소자(1)는, 제1 전극(10), 반사층(50), 유기 발광층(30), 제2 전극(20), 및 광학 버퍼층(40)을 포함한다. 반사층(50)은 제1 전극(10)과 대면하도록 제공된다. 유기 발광층(30)은 제1 전극(10)과 반사층(5) 사이에 제공된다. 제2 전극(20)은 유기 발광층(30)과 반사층(50) 사이에 제공된다. 광학 버퍼층(40)은 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 제공된다. 광학 버퍼층(40)의 굴절률은 유기 발광층(30)의 굴절률보다 낮다.
Description
본 명세서에 설명된 실시 형태들은 일반적으로 유기 전계 발광 소자 및 발광 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 음극측 전극, 양극측 전극, 및 음극측 전극과 양극측 전극 사이에 제공된 유기 발광층을 포함한다.
유기 전계 발광 소자에서는, 음극측 전극과 양극측 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 음극측 전극으로부터 유기 발광층에 전자를 주입하고, 양극측 전극으로부터 유기 발광층에 정공을 주입한다. 주입된 전자와 정공은 재결합하고, 재결합에 의해 생성된 여기자(excitons)의 방사 비활성화(radiative deactivation)에 의해 광이 발생한다.
이러한 유기 전계 발광 소자의 광 취출 효율(light extraction efficiency)을 증가시키는 것이 바람직하다.
도 1a 및 도 1b는 제1 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 제공된 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 손실을 예시하는 모식도이다.
도 3은 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 도시한다.
도 4는 제2 전극(20)에 포함되는 재료와 광 취출 효율 사이의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(2)를 예시하는 모식도이다.
도 6은 제1 부분(21)과 제2 부분(22)이 제공되는 경우의 광 취출 효율을 예시하는 그래프이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(3)를 예시하는 모식도이다.
도 8a 및 도 8b는 광학 버퍼층(43)의 형성 방법을 예시하는 모식도이다.
도 9는 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(4)를 예시하는 모식도이다.
도 10a 내지 도 10c는 제5 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(5)를 예시하는 모식도이다.
도 11은 제6 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(6)를 예시하는 모식도이다.
도 12는 발광 장치(11)를 예시하는 모식도이다.
도 13a 내지 도 13i는 제7 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 14a 내지 도 14e는 도 13a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 15a 내지 도 15e는 도 13e의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 16a 내지 도 16g는 제7 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 17a 내지 도 17j는 제8 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 18a 내지 도 18h는 도 17a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 19a 내지 도 19g는 도 17a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 20a 내지 도 20i는 제9 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 21a 내지 도 21g는 제9 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 22a 내지 도 22d는 제10 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 제공된 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 손실을 예시하는 모식도이다.
도 3은 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 도시한다.
도 4는 제2 전극(20)에 포함되는 재료와 광 취출 효율 사이의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(2)를 예시하는 모식도이다.
도 6은 제1 부분(21)과 제2 부분(22)이 제공되는 경우의 광 취출 효율을 예시하는 그래프이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(3)를 예시하는 모식도이다.
도 8a 및 도 8b는 광학 버퍼층(43)의 형성 방법을 예시하는 모식도이다.
도 9는 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(4)를 예시하는 모식도이다.
도 10a 내지 도 10c는 제5 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(5)를 예시하는 모식도이다.
도 11은 제6 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(6)를 예시하는 모식도이다.
도 12는 발광 장치(11)를 예시하는 모식도이다.
도 13a 내지 도 13i는 제7 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 14a 내지 도 14e는 도 13a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 15a 내지 도 15e는 도 13e의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 16a 내지 도 16g는 제7 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 17a 내지 도 17j는 제8 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 18a 내지 도 18h는 도 17a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 19a 내지 도 19g는 도 17a의 단면을 예시하는 모식도이다.
도 20a 내지 도 20i는 제9 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 21a 내지 도 21g는 제9 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 22a 내지 도 22d는 제10 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
일 실시 형태에 따르면, 유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 반사층, 유기 발광층, 제2 전극, 및 광학 버퍼층을 포함한다. 반사층은 제1 전극과 대면하도록 제공된다. 유기 발광층은 제1 전극과 반사층 사이에 제공된다. 제2 전극은 유기 발광층과 반사층 사이에 제공된다. 광학 버퍼층은 제2 전극과 반사층 사이에 제공된다. 광학 버퍼층의 굴절률은 유기 발광층의 굴절률보다 낮다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 다양한 실시 형태에 대해서 설명하기로 한다.
도면들은 모식적 또는 개념적인 것이며, 부분들의 두께들과 폭들 사이의 관계들, 부분들 사이의 크기들의 비율들 등은 반드시 그것의 실제 값들과 동일하지는 않다. 또한, 치수들 및/또는 비율들은 동일한 부분들에 대해서도 도면들 사이에 상이하게 예시될 수 있다.
본 출원의 명세서와 도면들에서, 위의 도면과 관련하여 설명한 것과 유사한 요소들은 동일한 참조 번호들로 표시되고, 상세한 설명은 적절히 생략한다.
제1 실시 형태
도 1a 및 도 1b는 제1 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다.
도 1a는 유기 전계 발광 소자(1)의 모식 단면도이다. 도 1b는 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)을 더 포함하는 유기 전계 발광 소자(1a)의 모식 단면도이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(1)는, 제1 전극(10), 제2 전극(20), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(40), 및 반사층(50)을 포함한다.
제1 전극(10)은 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광에 대하여 투과성을 갖는다.
제1 전극(10)은, 예를 들어, 양극으로서 기능한다. 제1 전극(10)의 두께 치수는 예를 들어, 50 나노미터(nm) 이상으로 할 수 있다.
제1 전극(10)은, 예를 들어, In, Sn, Zn 및 Ti로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 포함하는 산화물을 포함한다. 제1 전극(10)은, 예를 들어, ITO(인듐 주석 산화물) 막이다.
제2 전극(20)은 유기 발광층(30)과 반사층(50) 사이에 제공된다. 제2 전극(20)은 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광에 대하여 투과성을 갖는다.
제2 전극(20)은, 예를 들어, 음극으로서 기능한다. 제2 전극(20)의 두께 치수는 예를 들어, 10 나노미터(nm) 이하로 할 수 있다.
제1 전극(10)을 음극으로 하고, 제2 전극(20)을 양극으로 하는 것도 가능하다.
제2 전극(20)은 낮은 굴절률 및 낮은 소광 계수를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(20)은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 전극(20)은 Ag의 체적 분율이 0.2 이상인 마그네슘-은 합금(magnesium-silver alloy)으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(20)에 포함되는 재료 등에 관한 상세는 후술한다.
유기 발광층(30)은 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 제공된다. 유기 발광층(30)은 가시광의 파장 성분을 갖는 광을 방출한다. 유기 발광층(30)의 두께 치수는 예를 들어, 50 나노미터(nm) 이상으로 할 수 있다.
유기 발광층(30)은, 예를 들어, Alq3, F8BT, PPV 등을 포함한다. 유기 발광층(30)에는, 호스트 재료와, 호스트 재료에 첨가되는 도펀트의 혼합 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료로서는, 예를 들어, CBP, BCP, TPD, PVK, PPT 등을 사용할 수 있다. 도펀트 재료로서는, 예를 들어, Flrpic, Ir(ppy)3, Flr6, Ir(MDQ)2(acac) 및 Ir(piq)3 등을 사용할 수 있다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(1a)는 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)을 더 포함할 수 있다.
제1 기능층(31)은 유기 발광층(30)과 제1 전극(10) 사이에 제공된다. 제1 기능층(31)의 두께 치수는 예를 들어, 약 10 나노미터(nm)로 할 수 있다. 제1 기능층(31)은 필요에 따라서 제공될 수 있다.
제1 기능층(31)은 예를 들어, 정공 주입층으로서 기능할 수 있다. 제1 기능층(31)이 정공 주입층으로서 기능하는 경우에, 제1 기능층(31)은, 예를 들어, PEDPOT:PPS, CuPc 및 MoO3 등을 포함한다.
제1 기능층(31)은, 예를 들어, 정공 수송층으로서 기능할 수 있다. 제1 기능층(31)이 정공 수송층으로서 기능하는 경우에, 제1 기능층(31)은, 예를 들어, a-NPD, TAPC, m-MTDATA, TPD, TCTA 등을 포함한다.
제1 기능층(31)은, 정공 수송층으로서 기능하는 층과 적층된 정공 주입층으로서 기능하는 층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 정공 주입층으로서 기능하는 층은, 정공의 주입 특성을 향상시키기 위한 층이다. 정공 주입층으로서 기능하는 층은, 정공 수송층으로서 기능하는 층과 제1 전극(10) 사이에 제공된다.
제2 기능층(32)은 유기 발광층(30)과 제2 전극(20) 사이에 제공된다. 제2 기능층(32)의 두께 치수는, 예를 들어, 약 10 나노미터(nm)로 할 수 있다. 제2 기능층(32)은 필요에 따라서 제공될 수 있다.
제2 기능층(32)은, 예를 들어, 전자 수송층으로서 기능한다. 제2 기능층(32)은, 예를 들어, Alq3, BAlq, POPy2, Bphen, 3TPYMB 등을 포함한다.
제2 기능층(32)은, 전자 주입층으로서 기능하는 층과 적층된 전자 수송층으로서 기능하는 층을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전자 주입층으로서 기능하는 층은, 전자의 주입 특성을 향상시키기 위한 층이다. 전자 주입층으로서 기능하는 층은 전자 수송층으로서 기능하는 층과 제2 전극(20) 사이에 제공된다.
광학 버퍼층(40)은 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 제공된다. 그로 인해, 유기 발광층(30)과 반사층(50) 사이의 거리는 적어도 광학 버퍼층(40)의 두께 치수일 수 있다. 그로 인해, 후술하는 플라즈몬 손실(plasmon loss)을 저감시킬 수 있다.
광학 버퍼층(40)의 두께 치수는, 50 나노미터(nm) 이상으로 할 수 있다.
광학 버퍼층(40)의 굴절률은 유기 발광층(30)의 굴절률보다 낮다.
광학 버퍼층(40)은, 예를 들어, SiO2(산화 실리콘), LiF(불화 리튬), CaF2(불화 칼슘), MgF2(불화 마그네슘), 에폭시 수지 등과 같은 수지 재료로 이루어지는 밀봉 부재, 퍼플루오로알칸(perfluoroalkane)과 같은 불소화된 불포화 탄화수소(fluorinated unsaturated hydrocarbon) 등을 포함할 수 있다.
플라즈몬 손실의 저감, 광학 버퍼층(40)의 굴절률, 및 광학 버퍼층(40)의 두께 치수에 관한 상세는 후술한다.
반사층(50)은, 광학 버퍼층(40)의, 제2 전극(20)이 제공되는 측과 반대 측에 제공된다. 즉, 반사층(50)은 제1 전극(10)과 대면하도록 제공된다. 반사층(50)은, 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광에 대하여 반사성을 갖는다. 반사층(50)의 두께 치수는, 예를 들어, 약 100 나노미터(nm)로 할 수 있다.
반사층(50)은, 예를 들어, Ag, Mg:Ag(마그네슘-은 합금), Al 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 반사층(50)은, 예를 들어, 유전체 다층막일 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 예시된 유기 전계 발광 소자들(1 및 1a)은 제1 전극(10)의, 유기 발광층(30)이 제공되는 측과 반대 측에 기판(60)을 포함한다. 즉, 제1 전극(10)은 기판(60)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(60)은, 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광에 대하여 투과성을 갖는다. 기판(60)은, 예를 들어, 유리 기판이다.
유기 전계 발광 소자들(1 및 1a)은, 보텀-에미션형(bottom-emission type) 유기 전계 발광 소자들이다. 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광 중 제1 전극(10) 및 기판(60)을 통과하는 광의 강도는, 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광 중 제2 전극(20)을 통과하는 광의 강도보다 높다. 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광은, 주로 제1 전극(10) 측(기판(60) 측)으로부터 취출된다.
이제, 전술한 플라즈몬 손실의 저감에 대해서 더 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)에 제공된 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 손실을 예시하는 모식도들이다.
도 2a는, 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 경로들을 예시하는 모식 단면도이다. 도 2b는, 광학 모드들의 분배율(distribution ratio)을 예시하는 그래프이다. 도 2b는, 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 나타낸 것이다. 도 2b의 수평축은, 발광 위치(33)로부터 제2 전극(120)까지의 거리를 나타낸다. 도 2b의 수직축은 광 취출 효율을 나타낸다. 시뮬레이션의 조건은 이하와 같이 했다. 제1 전극(10)은 ITO로 이루어졌고, 굴절률을 1.8 내지 2.2, 두께 치수를 110 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30)은, 굴절률을 1.9로 하고, 유기 발광층(30)의 두께 치수는 발광 위치(33)로부터 제2 전극(120)까지의 거리들 각각(도 2b의 수평축의 거리들 각각)에 80 나노미터(nm)를 첨가한 것으로 했다. 제2 전극(120)은 Al로 이루어졌고, 두께 치수를 150 나노미터(nm)로 했다. 기판(60)은 굴절률을 1.5로 했다. 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 파장은 525 나노미터(nm)로 했다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)는, 제1 전극(10), 금속으로 이루어지는 제2 전극(120), 유기 발광층(30), 및 기판(60)을 포함한다. 즉, 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)는, 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구성을 갖고 있다. 따라서, 비교예에 따른 유기 전계 발광 소자(100)는, 전술한 광학 버퍼층(40) 및 반사층(50)을 포함하지 않는다. 또한, 제2 전극(120)은 유기 발광층(30)으로부터 방출된 광에 대하여 투과성을 갖지 않는다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(100)의 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 경로들은, 크게 4개의 분류로 나뉠 수 있다. 발광 위치(33)에 발생한 광은, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 박막층 모드 성분 L3, 및 금속으로 이루어지는 제2 전극(120)의 손실 성분 L4를 포함한다. 이하에서는, "금속으로 이루어지는 제2 전극(120)의 손실 성분 L4"를, 간단히 "손실 성분 L4"라고 말한다.
외부 모드 성분 L1은, 유기 전계 발광 소자(100)의 외부에 취출될 수 있는 성분이다. 기판 모드 성분 L2는, 기판(60)에는 도달하지만, 기판(60)과 외부 공기 사이의 계면에서 전반사하는 성분이다. 박막층 모드 성분 L3은, 제1 전극(10)에는 도달하지만, 제1 전극(10)과 기판(60) 사이의 계면에서 전반사하는 성분이다. 이러한 경우, 기판 모드 성분 L2는, 외부 공기와 접하는 기판(60)의 면(60a) 및 제1 전극(10)과 대향하는 측의 기판(60)의 면(60b) 이외의 면, 예를 들어, 면(60a) 또는 면(60b)에 교차하는 면으로부터 외부에 취출될 수 있다. 마찬가지로, 박막층 모드 성분 L3도 제1 전극(10)으로부터 외부에 취출될 수 있다. 즉, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 및 박막층 모드 성분 L3은, 외부에 취출 가능한 성분들이다.
반대로, 손실 성분 L4는, 금속으로 이루어지는 제2 전극(120)으로 인한 손실을 갖는 성분이다.
여기서, 제2 전극(120)에 입사하는 광은, 전파 광(propagating light) 및 비-전파 광(non-propagating light)을 포함한다.
전파 광 및 비-전파 광은, 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광의 성분들이다.
전파 광은, 전파 광을 흡수하지 않는 매질에서 전파하는 경우 무한대로 전파할 수 있는 광이다.
비-전파 광은, 전파 거리가 증가함에 따라 지수함수적으로 강도가 감쇠하는 광이다.
발광 위치(33)와 제2 전극(120) 사이에 굴절률들이 상이한 경계가 있는 경우에, 전반사로 인해 전파 광의 일부는 비-전파 광이 되고, 제2 전극(120)에 도달하는 경우가 있다.
손실 성분 L4는, 전파 광의 손실과 비-전파 광의 손실을 포함한다.
전파 광의 손실(이하, 전파 광 손실)은, 제2 전극(120)에 의해 흡수되는 것에 의한 손실이다. 전파 광 손실은, 발광 위치(33)와 제2 전극(120) 사이의 거리에 의존하지 않는다.
비-전파 광의 손실(이하, 비-전파 광 손실)은, 에바네센트(evanescent) 광과 제2 전극(120)의 금속 내부의 전자들 사이의 상호작용에 의해 발생한다. 이 상호작용은 플라즈몬 손실이라고 불린다. 비-전파 광 손실은, 발광 위치(33)와 제2 전극(120) 사이의 거리에 의존하고, 발광 위치(33)와 제2 전극(120) 사이의 거리가 증가할수록 감소한다.
도 2b에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 박막층 모드 성분 L3, 및 손실 성분 L4는, 발광 위치(33)로부터 제2 전극(120)까지의 거리에 따라 변화한다.
유기 전계 발광 소자(100)의 광 취출 효율을 증가시키기 위해서는, 손실 성분 L4 중의 플라즈몬 손실에 관한 부분을 저감시키면 된다. 플라즈몬 손실을 저감시키기 위해서는, 발광 위치(33)와 제2 전극(120) 사이의 거리를 증가시키면 된다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자들(1 및 1a)에서, 제2 전극(20)은 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광에 대하여 투과성을 갖는다. 그로 인해, 제2 전극(20)의 플라즈몬 손실을 저감시킬 수 있다.
제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 광학 버퍼층(40)이 제공된다. 그로 인해, 발광 위치(33)와 반사층(50) 사이의 거리가 증가할 수 있으므로, 반사층(50)의 플라즈몬 손실을 저감시킬 수 있다.
이제, 전술한 광학 버퍼층(40)의 굴절률과, 광학 버퍼층(40)의 두께 치수에 대해서 더 설명하기로 한다.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자들(1 및 1a)의 광 취출 효율을 예시하는 그래프이다.
도 3의 수평축은, 광학 버퍼층(40)의 두께 치수(제2 전극(20)과 반사층(50) 사이의 거리)를 나타낸다. 도 3의 수직축은 광 취출 효율을 나타낸다.
도 3은, 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 나타낸 것이다.
시뮬레이션의 조건은 이하와 같이 했다. 제1 전극(10)은, ITO로 이루어졌고, 두께 치수를 110 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30)은, 굴절률을 1.8로 하고, 두께 치수를 120 나노미터(nm)로 했다. 제2 전극(20)은, Ag로 이루어졌고, 두께 치수를 5 나노미터(nm)로 했다. 반사층(50)은, Ag로 이루어졌고, 두께 치수를 150 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 파장은 525 나노미터(nm)로 했다. 기판(60)은 굴절률을 1.5로 했다. 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.0, 1.5 및 1.8로 한 경우들에 대해서 광 취출 효율이 결정되었다.
도 3에서, A1, B1, 및 C1은 외부 모드 성분 L1을 나타내고 있다. A1은, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.0으로 했을 경우이다. B1은, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.5로 했을 경우이다. C1은 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.8로 했을 경우이다.
도 3에서, A2, B2, 및 C2는, 외부 모드 성분 L1과 기판 모드 성분 L2의 합을 나타내고 있다. A2는, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.0으로 했을 경우이다. B2는, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.5로 했을 경우이다. C2는 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.8로 했을 경우이다.
도 3에서, A3, B3, 및 C3은, 외부 모드 성분 L1과 기판 모드 성분 L2와 박막층 모드 성분 L3과의 합을 나타내고 있다. A3은, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.0으로 했을 경우이다. B3은, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.5로 했을 경우이다. C3은 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 1.8로 했을 경우이다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 버퍼층(40)의 굴절률을 감소시킴으로써, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 및 박막층 모드 성분 L3 각각에 대한 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다. 이러한 경우, 광학 버퍼층(40)의 굴절률은, 유기 발광층(30)의 굴절률(예를 들어, 1.8 내지 2.2)보다 낮게 하면 된다.
또한, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 버퍼층(40)의 두께 치수를 50 나노미터(nm) 이상으로 되도록 설정함으로써, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 및 박막층 모드 성분 L3 각각에 대한 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
이제, 제2 전극(20)에 포함되는 재료들 등에 관해서 더 설명하기로 한다.
도 4는, 제2 전극(20)에 포함되는 재료와 광 취출 효율 사이의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 4의 수평축은, 제2 전극(20)의 굴절률을 나타낸다. 도 4의 수직축은, 제2 전극(20)의 소광 계수를 나타낸다.
도 4에서의 기호들은, 재료들을 나타내고 있다. Mg:Ag는 마그네슘-은 합금을 나타내고, Mg:Ag1은 0.8:0.2의 마그네슘과 은의 몰비(mole ratio)를 갖고, Mg:Ag2는 0.6:0.4의 마그네슘과 은의 몰비를 갖고, Mg:Ag3은 0.4:0.6의 마그네슘과 은의 몰비를 갖고, Mg:Ag4는 0.2:0.8의 마그네슘과 은의 몰비를 갖는다.
도 4에서는, 광 취출 효율의 정도를 모노톤 음영(monotone shading)으로 나타내고 있다. 여기서는, 광 취출 효율이 높을수록 짙어지고, 광 취출 효율이 낮을수록 연해진다.
도 4는 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 나타낸 것이다.
시뮬레이션의 조건은 이하와 같이 했다. 제1 전극(10)은, ITO로 이루어졌고, 두께 치수를 110 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30)은, 굴절률을 1.8로 하고, 두께 치수를 120 나노미터(nm)로 했다. 제2 전극(20)은, 두께 치수를 5 나노미터(nm)로 했다. 반사층(50)은, Ag로 이루어졌고, 두께 치수를 150 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 파장은 525 나노미터(nm)로 했다. 광학 버퍼층(40)은, 굴절률을 1.0으로 하고, 두께 치수를 100 나노미터(nm)로 했다. 제2 전극(20)에 포함되는 재료는 변경되었고, 각각의 재료에 대해 광 취출 효율이 결정되었다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 전극(20)에 포함되는 재료가 Ag, Au, 또는 Ca일 때, 제2 전극(20)에 포함되는 재료가 Al, Mg 등일 때보다도 광 취출 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
제2 전극(20)에 포함되는 재료가 알칼리 금속일 때, 광 취출 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 4는 알칼리 금속들의 예들로서, Li, Na, K, Rb, 및 Cs를 예시하고 있다.
이러한 경우, 제2 전극(20)은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하고 있으면 된다. 예를 들어, 제2 전극(20)은, Ag, Au, Ca 또는 알칼리 금속의 단체(simple substance)로 이루어지는 전극일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(20)은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 합금일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(20)은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종과 절연물(예를 들어, LiF)의 공증착 막(co-deposited film)일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(20)은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 합금과 절연물의 공증착 막일 수 있다.
제2 전극(20)은, Ag의 체적 분율이 0.2 이상인 마그네슘-은 합금일 수 있다. Ag의 체적 분율이 0.2 이상인 마그네슘-은 합금에 의해, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다. 제2 전극(20)은, Ag의 체적 분율이 0.2 이상인 마그네슘-은 합금과 절연물의 공증착 막일 수 있다.
따라서, 제1 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
제2 실시 형태
도 5는 제2 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(2)를 예시하는 모식도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(2)는, 제1 전극(10), 제2 전극(23), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(40), 및 반사층(50)을 포함한다. 전술한 유기 전계 발광 소자(1a)와 마찬가지로, 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)이 또한 포함될 수 있다. 유기 전계 발광 소자(2)는, 전술한 제2 전극(20) 대신에 제2 전극(23)을 포함한다. 이제, 제2 전극(23)에 대해서 설명하기로 한다.
제2 전극(23)은, 제1 부분(21), 및 제1 부분(21)과 상이한 굴절률을 갖는 제2 부분(22)을 갖는다.
제2 전극(23)은 제1 전극(10)과 반사층(50) 사이에 제공된다. 제2 전극(23)은 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광에 대하여 투과성을 갖는다.
제2 전극(23)은, 예를 들어, 음극으로서 기능한다. 제2 전극(23)의 두께 치수는, 예를 들어, 10 나노미터(nm) 이하로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 낮은 굴절률 및 낮은 소광 계수를 갖는 재료를 사용해서 제2 전극(23)을 형성하면, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다. 그러나, 낮은 굴절률 및 낮은 소광 계수를 갖는 재료의 종류는 많지 않다.
따라서, 제1 부분(21), 및 제1 부분(21)과 상이한 굴절률을 갖는 제2 부분(22)을 갖는 제2 전극(23)에 의해, 제2 전극(23)을 형성할 때에 사용할 수 있는 재료의 종류가 증가한다.
이러한 경우, 제2 부분(22)에 포함되는 재료의 굴절률은, 제1 부분(21)에 포함되는 재료의 굴절률보다 낮을 수 있다.
예를 들어, 제1 부분(21)을 Al로 형성할 수 있고, 제2 부분(22)을 Al보다 굴절률이 낮은 재료, 기체 등으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 제1 부분(21)을 메쉬(mesh) 구성으로 형성할 수 있고, 구멍 부분들에 제2 부분(22)을 제공할 수 있다. 또는, 제1 부분(21)의 내부에 제2 부분(22)을 분산시켜서 제공할 수 있다.
또한, 제1 부분(21)에 포함되는 재료의 굴절률은, 제2 부분(22)에 포함되는 재료의 굴절률보다 낮을 수 있다.
예를 들어, 제2 부분(22)을 Al로 형성할 수 있고, 제1 부분(21)을 Al보다 굴절률이 낮은 재료, 기체 등으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 복수의 제2 부분(22)을 서로 분리시켜서 형성할 수 있고, 복수의 제2 부분(22)의 주위에 제1 부분(21)을 제공할 수 있다.
제1 부분(21)과 제2 부분(22)을 제공하는 경우를 예시했지만, 서로 굴절률이 다른 3종류 이상의 부분을 제공할 수 있다.
제1 부분(21)과 제2 부분(22)의 비율 등에는 특별히 한정이 없고, 제1 부분(21) 및 제2 부분(22)의 재료 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
이러한 경우, 제2 전극(23) 전체로서의 굴절률은, 유효 매질 근사법(effective medium approximation) 등을 사용해서 결정될 수 있다.
도 6은, 제1 부분(21)과 제2 부분(22)을 제공한 경우의 광 취출 효율을 예시하는 그래프이다.
도 6의 수평축은 제2 전극(23)의 굴절률을 나타낸다. 도 6의 수직축은 제2 전극(23)의 소광 계수를 나타낸다.
또한, 도 6에서는, 광 취출 효율의 정도를 모노톤 음영으로 나타내고 있다. 여기서는, 광 취출 효율이 높을수록 짙어지고, 광 취출 효율이 낮을수록 연해진다.
도 6은 광 취출 효율의 시뮬레이션 결과의 예를 나타낸 것이다.
시뮬레이션의 조건은 이하와 같이 했다. 제1 전극(10)은, ITO로 이루어졌고, 두께 치수를 110 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30)은, 굴절률을 1.8로 하고, 두께 치수를 120 나노미터(nm)로 했다. 반사층(50)은, Ag로 이루어졌고, 두께 치수를 150 나노미터(nm)로 했다. 유기 발광층(30) 내의 발광 위치(33)에 발생한 광의 파장은 525 나노미터(nm)로 했다. 광학 버퍼층(40)은, 굴절률을 1.0으로 하고, 두께 치수를 100 나노미터(nm)로 했다. 제2 전극(23)은, 두께 치수를 5 나노미터(nm)로 하고, 제1 부분(21)은 Al로 이루어졌고, 제2 부분(22)은 공기 또는 LiF로 이루어졌다. 제1 부분(21)과 제2 부분(22)의 비율을 변화시키고, 각각의 비율에 대해 광 취출 효율이 결정되었다.
여기서, Al로 이루어지는 제1 부분(21)과, 공기로 이루어지는 제2 부분(22)의 체적비는, 0.75:0.25 및 0.5:0.5로 설정했다. Al로 이루어지는 제1 부분(21)과, LiF로 이루어지는 제2 부분(22)의 체적비는, 0.75:0.25 및 0.5:0.5로 설정했다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 공기, LiF 등과 같은 굴절률이 낮은 재료로 이루어지는 제2 부분(22)의 비율이 커지면, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다. 그로 인해, 제2 전극(23)의 재료로서 광 취출 효율이 낮은 Al 또는 이와 유사한 것을 사용하는 것이 가능하다. 그 결과, 제2 전극(23)을 형성할 때에 사용할 수 있는 재료의 종류를 증가시킬 수 있다.
일례로서, 제1 부분(21)의 재료로서 Al을 사용하는 경우를 예시했지만, 다른 재료를 사용하는 경우도 마찬가지이다. 이러한 경우, Ag, Au, Ca, 알칼리 금속 등과 같은 광 취출 효율이 높은 재료를 포함하는 제1 부분(21)에 의해, 광 취출 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
따라서, 제2 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
제3 실시 형태
도 7은 제3 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(3)를 예시하는 모식도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(3)는, 제1 전극(10), 제2 전극(20), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(43), 및 반사층(50)을 포함한다. 전술한 유기 전계 발광 소자(1a)와 마찬가지로, 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)이 또한 포함될 수 있다. 유기 전계 발광 소자(3)는, 전술한 광학 버퍼층(40) 대신에 광학 버퍼층(43)을 포함한다. 이제, 광학 버퍼층(43)에 대해서 설명하기로 한다.
광학 버퍼층(43)은 기초부(41), 및 기초부(41)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 조정부(42)를 포함한다.
광학 버퍼층(43)은 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 제공된다.
광학 버퍼층(43)의 두께 치수는, 50 나노미터(nm) 이상으로 할 수 있다.
광학 버퍼층(43)의 굴절률은 유기 발광층(30)의 굴절률보다 낮다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광학 버퍼층(43)의 굴절률을 감소시킴으로써, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 및 박막층 모드 성분 L3 각각에 대해 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
따라서, 기초부(41), 및 기초부(41)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 조정부(42)를 포함하는 광학 버퍼층(43)에 의해, 광학 버퍼층(43)의 굴절률이 감소한다.
예를 들어, 기초부(41)를 SiO2로 형성할 수 있고, 조정부(42)를 SiO2보다 굴절률이 낮은 재료, 기체 등으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 기초부(41)를 막 형상 구성으로 형성할 수 있고, 기초부(41)의 내부에 복수의 보이드(void)를 분산시켜서 제공할 수 있다. 예를 들어, 광학 버퍼층(43)은, 다공질체(porous body)일 수 있다.
기초부(41)와 조정부(42)의 비율 등에는 특별히 한정이 없고, 기초부(41) 및 조정부(42)의 재료 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
이러한 경우, 광학 버퍼층(43) 전체로서의 굴절률은, 유효 매질 근사법 등을 사용해서 결정될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 광학 버퍼층(43)의 형성 방법을 예시하는 모식도이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 막 형상 구성으로 광학 버퍼층(43)을 미리 형성할 수 있고, 유기 발광층(30)이 제공되는 측과 반대 측에 있는 제2 전극(20)의 면에 막 형상 구성을 갖는 광학 버퍼층(43)을 부착할 수 있다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 제2 전극(20) 측에 있는 반사층(50)의 면에 막 형상 구성을 갖는 광학 버퍼층(43)을 미리 형성할 수 있고, 반사층(50)과 광학 버퍼층(43)을, 유기 발광층(30)이 제공되는 측과 반대 측에 있는 제2 전극(20)의 면에 제공할 수 있다. 광학 버퍼층(43)은 알려진 증착법(vapor deposition method) 등에 의해 반사층(50)의 한쪽 면에 제공될 수 있다.
따라서, 제3 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
제4 실시 형태
도 9는 제4 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(4)를 예시하는 모식도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(4)는, 제1 전극(10), 제2 전극(20), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(44), 반사층(50), 기판(60), 기판(61), 및 밀봉부(70)를 포함한다. 전술한 유기 전계 발광 소자(1a)와 마찬가지로, 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)이 또한 포함될 수 있다.
유기 전계 발광 소자(4)는, 전술한 광학 버퍼층(40) 대신에 광학 버퍼층(44)을 포함한다. 유기 전계 발광 소자(4)는 기판(61)과 밀봉부(70)를 더 포함한다. 이제, 광학 버퍼층(44), 기판(61), 및 밀봉부(70)에 대해서 설명하기로 한다.
기판(61)은 기판(60)과 대면하도록 제공된다.
기판(61)은, 유기 발광층(30)으로부터 방출되는 광에 대하여 투과성을 가질 수 있거나, 투과성을 갖지 않을 수 있다.
반사층(50)은, 기판(60)과 대면하는 측에 있는 기판(61)의 면에 제공된다.
반사층(50)은 제2 전극(20)과 분리되도록 제공된다. 그로 인해, 반사층(50)과 제2 전극(20) 사이에 공간이 형성된다.
밀봉부(70)의 한쪽 단부측은 기판(60)의 가장자리(rim) 둘레에 제공된다. 밀봉부(70)의 다른 쪽 단부측은 기판(61)의 가장자리 둘레에 제공된다. 밀봉부(70)는, 예를 들어, 프릿 재료(frit material) 등으로 형성되어, 기판(60), 기판(61), 및 밀봉부(70)에 의해 형성된 공간(71)을 밀봉한다.
공간(71)에는, 예를 들어, 공기, 질소 가스, 희가스 등과 같은 기체가 충전된다.
그로 인해, 반사층(50)과 제2 전극(20) 사이에 형성된 공간에 기체가 충전된다.
광학 버퍼층(44)은, 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 형성된 공간에 충전된 기체로 이루어진다. 즉, 광학 버퍼층(44)은 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 충전된 기체를 포함한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광학 버퍼층(44)의 굴절률을 감소시킴으로써, 외부 모드 성분 L1, 기판 모드 성분 L2, 및 박막층 모드 성분 L3 각각에 대해 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 기체는, 고체나 액체보다 굴절률이 낮으므로, 기체로 이루어지는 광학 버퍼층(44)에 의해, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
여기서, 반사층(50)을 유전체 다층막으로 함으로써, 반사율을 증가시킬 수 있다.
그러나, 일반적으로는, 유전체 다층막은 증착법 등에 의해 형성된다. 그로 인해, 유기 발광층(30)이 제공되는 측과 반대 측에 있는 제2 전극(20)의 면에 유전체 다층막을 형성하면, 제2 전극(20), 유기 발광층(30) 등에 손상이 발생할 우려가 있다.
본 실시 형태에서, 반사층(50)은 기판(61) 상에 제공된다. 그로 인해, 알려진 증착법 등에 의해 유전체 다층막인 반사층(50)이 형성되는 경우에도, 제2 전극(20), 유기 발광층(30) 등에 손상이 발생할 우려가 없다.
그러므로, 반사층(50)을 유전체 다층막으로 하는 것이 가능하다.
따라서, 제4 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
제5 실시 형태
도 10a 내지 도 10c는 제5 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(5)를 예시하는 모식도이다.
도 10a는 광학 버퍼층(45)의 굴절률의 제어 전의 상태를 예시하는 모식도이고, 도 10b는 광학 버퍼층(45)의 굴절률의 제어를 예시하는 그래프도이고, 도 10c는 광학 버퍼층(45)의 굴절률의 제어 후의 상태를 예시하는 모식도이다.
도 10a에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(5)는, 제1 전극(10), 제2 전극(20), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(45), 반사층(50), 기판(60), 및 제어부(90)를 포함한다. 전술한 유기 전계 발광 소자(1a)와 마찬가지로, 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)이 또한 포함될 수 있다.
유기 전계 발광 소자(5)는, 전술한 광학 버퍼층(40) 대신에 광학 버퍼층(45)을 포함한다. 또한, 제2 전극(20)과 반사층(50)에 전압을 인가하는 제어부(90)가 포함된다. 이제, 광학 버퍼층(45)과 제어부(90)에 대해서 설명하기로 한다.
광학 버퍼층(45)은 제2 전극(20)과 반사층(50) 사이에 제공된다.
광학 버퍼층(45)의 두께 치수는, 50 나노미터(nm) 이상으로 할 수 있다.
광학 버퍼층(45)은, 이방성 굴절률을 갖는 재료로 형성된다.
광학 버퍼층(45)은, 예를 들어, 액정을 포함한다.
여기서, 도 10b에 도시한 바와 같이, 광학 버퍼층(45)의 두께 방향에서의 굴절률은 ne이고, 광학 버퍼층(45)의 두께 방향에 직교하는 방향에서의 굴절률은 no이다.
도 10b에서, H와 L은, 광학 버퍼층이 등방성 굴절률을 갖는 재료로 형성되는 경우들이다. 여기서, H는 ne=no=1.8인 경우이고, L은 ne=no=1.0인 경우이다.
도 10b에서, V0과 V는, 광학 버퍼층(45)이 액정을 포함하는 경우들이다. 여기서, V0은 결정이 정의 1축성(positive uniaxiality)(ne＞no)을 갖는 경우이며, ne=1.8, no=1.0인 경우이다. V는 결정이 부의 1축성(negative uniaxiality)(ne＜no)을 갖는 경우이며, ne=1.0, no=1.8인 경우이다.
도 10b로부터 알 수 있는 바와 같이, 부의 1축성을 갖는 결정에 의해, 즉, 두께 방향에서의 굴절률 ne을 저감시킴으로써, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
이러한 경우, 광학 버퍼층(45)이 액정을 포함하는 경우에는, 광학 버퍼층(45)에 전압을 인가함으로써 두께 방향에서의 굴절률 ne을 저감시킬 수 있다.
예를 들어, 도 10a에 도시한 바와 같이, 광학 버퍼층(45)의 결정이 정의 1축성을 갖는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 도 10c에 도시한 바와 같이, 제어부(90)에 의해 광학 버퍼층(45)에 전압을 인가함으로써, 광학 버퍼층(45)의 결정이 부의 1축성을 갖도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(90)는, 광학 버퍼층(45)에 전압을 인가함으로써, 광학 버퍼층(45)의 결정이 부의 1축성을 갖도록 제어한다. 이러한 경우, 유기 전계 발광 소자(5)를 발광시킬 때, 광학 버퍼층(45)에 전압을 인가하면, 광 취출 효율을 증가시킬 수 있다.
따라서, 제5 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
제6 실시 형태
도 11은 제6 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자(6)를 예시하는 모식도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자(6)는, 제1 전극(10), 제2 전극(20), 유기 발광층(30), 광학 버퍼층(40), 반사층(50), 기판(60), 및 보조 전극(80)을 포함한다. 전술한 유기 전계 발광 소자(1a)와 마찬가지로, 제1 기능층(31)과 제2 기능층(32)이 또한 포함될 수 있다.
유기 전계 발광 소자(6)는 보조 전극(80)을 더 포함한다. 이제, 보조 전극(80)에 대해서 설명하기로 한다.
보조 전극(80)은, 유기 발광층(30)이 제공되는 측에 반대인 측에 있는 제2 전극(20)의 면에 접촉하도록 제공된다.
전술한 바와 같이, 제2 전극(20)은, 낮은 굴절률 및 낮은 소광 계수를 갖는 재료를 포함하는 전극이다. 그로 인해, 제2 전극(20)의 전기 저항을 충분히 낮은 것으로 할 수 없는 경우가 있다. 제2 전극(20)의 전기 저항이 높은 경우에는, 외부 전원에 접속된 부분에서 가까운 부분과 외부 전원에 접속된 부분에서 먼 부분 사이의 전위차가 커질 수 있다는 우려가 있다. 외부 전원에 접속된 부분으로부터 가까운 부분과 외부 전원에 접속된 부분에서 먼 부분 사이의 전위차가 큰 경우에는, 휘도 불균일이 발생할 수 있다는 우려가 있다.
따라서, 제2 전극(20)에 접촉하는 보조 전극(80)을 제공함으로써, 외부 전원에 접속된 부분에서 가까운 부분과 외부 전원에 접속된 부분에서 먼 부분 사이의 전위차가 감소한다.
보조 전극(80)은, 전기 저항이 낮은 재료로 형성된다. 예를 들어, 보조 전극(80)은, Ag, Au, Al 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
보조 전극(80)은, 예를 들어, 메쉬 구성이나 라인 구성을 가질 수 있다.
따라서, 제6 실시 형태에 따르면, 발광 효율이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
전술한 제1 내지 제6 실시 형태들에 기재한 유기 전계 발광 소자들은, 발광 장치에 사용될 수 있다. 제1 내지 제6 실시 형태들에 기재한 유기 전계 발광 소자들을 포함하는 발광 장치는, 휘도가 높다. 후술하는 바와 같이, 발광 장치는, 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광부 이외에, 구동부 및/또는 제어부를 포함할 수 있다.
도 12는 발광 장치(11)를 예시하는 모식도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 발광 장치(11)에는, 발광부(11a), 구동부(11b), 및 제어부(11c)가 제공된다.
발광부(11a)는, 전술한 유기 전계 발광 소자(1 내지 6 및 1a)를 복수개 포함한다. 유기 전계 발광 소자(1 내지 6 및 1a)의 배치 형태에는 특별히 한정이 없다. 예를 들어, 도 12에 예시된 바와 같이 규칙적인 배치로 할 수도 있거나, 임의의 규칙적이지 않은 배치로 할 수도 있다. 유기 전계 발광 소자(1 내지 6 및 1a)의 개수는 예시한 것으로 한정되지 않고, 적절히 변경할 수 있다.
구동부(11b)는, 예를 들어, 유기 전계 발광 소자들(1 내지 6 및 1a) 전부에 전류를 인가하거나, 혹은 유기 전계 발광 소자들(1 내지 6 및 1a) 각각에 전류를 인가하는 구동 회로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 발광 장치(11)가 표시 장치일 경우에는, 구동부(11b)는, 유기 전계 발광 소자들(1 내지 6 및 1a) 각각에 전류를 인가할 수 있다.
예를 들어, 발광 장치(11)가 조명 장치일 경우에는, 구동부(11b)는, 유기 전계 발광 소자들(1 내지 6 및 1a) 전부에 전류를 인가할 수 있다.
구동부(11b)에 의한 구동의 형태는, 예시한 것으로 한정되지 않고, 발광 장치(11)의 용도 등에 따라 적절히 변경할 수 있다.
제어부(11c)는, 예를 들어, 구동부(11b)를 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
전술한 유기 전계 발광 소자(1 내지 6 및 1a) 이외의 요소들에는, 알려진 기술을 적용할 수 있다. 따라서, 발광부(11a), 구동부(11b), 및 제어부(11c)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
제7 실시 형태
도 13a 내지 도 13i는, 제7 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다. 도 14a 내지 도 14e는, 도 13a의 하나의 단면을 예시하는 모식도이다. 도 15a 내지 도 15e는, 도 13e의 하나의 단면을 예시하는 모식도이다.
본 실시 형태에서, 유기 전계 발광 소자는, 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환하는 광 취출 구조를 갖는다. 광 취출 구조는, 예를 들어, 제1 전극(10) 혹은 유기 발광층(30)의 굴절률 이하의 굴절률을 갖는 기판으로부터 형성된다. 이 기판은, 예를 들어, 굴절률을 n=1.5로 할 수 있다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는 마이크로렌즈(612)를 갖는 기판(601)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(601)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(601)의 마이크로렌즈(612)는, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측의 면에 제공된다.
마이크로렌즈(612)는 기판(601), 제1 전극(10) 및 유기 발광층(30)의 적층 방향과 수직한 일 평면에서, 도 14a 내지 도 14e에 도시한 바와 같이 배열될 수 있다. 도 14a에 도시한 바와 같이, 이 일 평면에서 동일 정도의 크기를 갖는 마이크로렌즈(612)가 정방형 격자 구성(square lattice configuration)으로 배열될 수 있다. 도 14b에 도시한 바와 같이, 이 일 평면에서 동일 정도의 크기를 갖는 마이크로렌즈(612)가 육방 격자 구성(hexagonal lattice configuration)으로 배열될 수 있다. 도 14c에 도시한 바와 같이, 이 일 평면에서 동일 정도의 크기를 갖는 마이크로렌즈(612)가 랜덤 구성으로 배열될 수 있다. 도 14d에 도시한 바와 같이, 이 일 평면에서 크기가 상이한 마이크로렌즈들(612)이 랜덤 구성으로 배열될 수 있다. 도 14e와 같이, 이 일 평면에서 크기가 상이한 마이크로렌즈들(612)이 규칙적으로, 예를 들어, 큰 마이크로렌즈들(612)은 정방형 격자 구성으로 배열될 수 있고, 작은 마이크로렌즈들(612)은 큰 마이크로렌즈들 사이의 간극에 정방형 격자 구성으로 배열될 수 있다.
도 13b에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 뿔체 부분(pyramidal portion)(613)을 갖는 기판(602)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(602)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(602)의 뿔체 부분(613)은, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측의 면에 제공된다. 뿔체 부분(613)은, 예를 들어, 삼각뿔 및 사각뿔 등의 각뿔이나, 원뿔일 수 있다.
도 13c에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 뿔대 부분(frustum portion)(614)을 갖는 기판(603)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(603)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(603)의 뿔대 부분(614)은, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측의 면에 제공된다. 뿔대 부분(614)은, 예를 들어, 삼각뿔대(trigonal pyramid frustum) 및 사각뿔대(square pyramid frustum) 등의 각뿔대(pyramid frustum)나, 원뿔일 수 있다.
도 13b 및 도 13c에 도시된 뿔체 부분(613) 및 뿔대 부분(614)은, 도 13a에 도시된 마이크로렌즈(612)와 유사하게 규칙적으로 또는 랜덤 구성으로 배열될 수 있다. 뿔체 부분(613) 및 뿔대 부분(614)은, 동일 정도의 크기로 될 수 있고, 상이한 크기들로 배열될 수 있다.
도 13d에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 불규칙한 요철 부분(concavoconvex portion)(615)을 갖는 기판(604)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(604)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(604)의 요철 부분(615)은, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측의 면에 제공된다. 요철 부분(615)은, 예를 들어, 뿔체, 각뿔 및 곡면을, 규칙적으로 혹은 랜덤하게 조합한 형상으로 할 수 있다.
도 13a 내지 도 13d에 도시된 마이크로렌즈(612), 뿔체 부분(613), 뿔대 부분(614) 및 요철 부분(615)과 같은 요철 구조는, 기판과 외부 사이에서 광의 진행 방향을 변화시킴으로써 전반사를 방지한다. 즉, 마이크로렌즈(612), 뿔체 부분(613), 뿔대 부분(614) 및 요철 부분(615)은, 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환한다.
도 13e에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 회절 격자 부분(615)을 갖는 기판(605)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(605)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 기판(605)의 회절 격자 부분(616)은, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측의 면에 제공된다. 회절 격자 부분(616)에 광이 입사하면, 광의 간섭에 의한 회절 현상이 발생하여, 광의 진행 방향이 변경된다. 즉, 회절 격자 부분(616)은, 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환한다.
도 13f에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 미소구(microsphere)(607)를 갖는 기판(606)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 미소구(607)의 직경은, 예를 들어, 가시광의 파장보다 크고, 예를 들어, 1 마이크로미터 이상으로 할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(606)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 미소구(607)는, 기판(606)의 제1 전극층(10)과 대향하는 면 측에 있을 수 있고, 제1 전극(10)과 대향하는 면과 반대 측에 있을 수 있다. 기판(606)은, 예를 들어, 서브스턴스(substance) 및 페이스트(paste)로 서브스턴스에 붙이는 수지층을 포함할 수 있다. 미소구(607)는, 예를 들어, 수지층에 내포되는 공기일 수 있다. 미소구(607)에 광이 입사하면, 굴절에 의해 광의 진행 방향이 변경된다. 즉, 미소구(607)는, 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환한다.
기판(601), 제1 전극(10) 및 유기 발광층(30)의 적층 방향과 수직한 일 평면에서, 미소구(607)는 도 15a 내지 도 15e에 도시한 바와 같이 배열될 수 있다. 즉, 미소구(607)는 정방형 격자 구성이나 육방 격자 구성으로 규칙적으로 배열될 수 있고, 랜덤하게 배열될 수 있다. 미소구(607)는, 동일 정도의 크기로 될 수 있고, 상이한 크기들로 배열될 수 있다.
도 13g에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 지지층(608)과 광산란층(609)을 포함하는 기판(617)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 지지층(608)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다. 지지층(608)은, 제1 전극(10)과 산란층(609) 사이에 제공된다. 대안적으로, 제1 전극(10)은 산란층(609)과 유기 발광층(30) 사이에 제공될 수 있고, 산란층(609)은 제1 전극(10)과 지지층(608) 사이에 제공될 수 있다.
도 13h에 도시한 바와 같이, 유기 전계 발광 소자는, 광산란 기판(light scattering substrate)(610)을 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 제1 전극(10)은, 기판(610)과 유기 발광층(30) 사이에 제공된다.
도 13g 및 도 13h에서, 산란층(609) 또는 기판(610)에 입사한 광은, 산란에 의해 여러 방향으로 광의 진행 방향을 변화시킨다. 즉, 산란층(609) 또는 기판(610)은 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환한다.
도 13i에 도시한 바와 같이, 제1 전극(10), 유기 발광층(30) 및 제2 전극(20)의 적층 구조의 단면보다 큰 직경을 갖는 반구 렌즈(611)를 광 취출 구조로서 포함할 수 있다. 반구 렌즈(611)와 외부 사이의 계면에 광이 거의 수직으로 입사하기 때문에, 이 계면에서 전반사가 일어나지 않는다. 따라서, 반구 렌즈(611)는 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환한다.
도 16a 내지 도 16g는 제7 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이며, 도 13a 내지 도 13g에 각각 대응한다. 이들 변형예에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈(612), 뿔체 부분(613), 뿔대 부분(614), 요철 부분(615), 및 회절 격자 부분(616)을 포함하는 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성된 층을 지지층(600) 상에 제공하여 기판으로 하는 것도 가능하다. 또한, 미소구(607)를 포함하는 기판(606)을 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 산란층(609)을 포함하는 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성된 막을 지지층(608) 상에 제공하여 기판으로 하는 것도 가능하다.
제8 실시 형태
도 17a 내지 도 17j는, 제8 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다. 도 18a 내지 도 18h는, 도 17a의 하나의 단면을 예시하는 모식도이다. 도 19a 내지 도 19g는, 도 17h의 하나의 단면을 예시하는 모식도이다.
본 실시 형태에서, 유기 전계 발광 소자는, 박막 모드 성분 L3을 기판 모드 성분 L2 및 외부 모드 성분 L1로 변환하는 광 취출 구조를 갖는다. 광 취출 구조는, 기판과 고굴절률층을 포함한다. 기판은 제1 전극과 대향하고, 고굴절률층은 기판과 제1 전극(10) 사이에 제공된다. 고굴절률층은, 제1 전극층(10) 혹은 유기 발광층(30)과 동등 혹은 그 이상의 굴절률을 갖는 고굴절률 재료에 의해 형성된다.
기판과 대향하는 고굴절률층의 면은, 예를 들어, 마이크로렌즈, 뿔체 부분, 뿔대 부분, 및 요철 부분 등의 요철 구조를 가질 수 있다.
도 17a에 도시한 바와 같이, 기판(621)과 대향하는 고굴절률층(701)의 면은, 제1 전극(10)과 대향하는 면에 대하여 볼록인 마이크로렌즈를 포함할 수 있다.
도 18a에 도시한 바와 같이, 기판(601), 제1 전극(10) 및 유기 발광층(30)의 적층 방향과 수직한 일 평면인 AA면에서, 볼록 부분은 도 18b 내지 도 18h에 도시한 바와 같이 배열될 수 있다. 즉, 도 18b 내지 도 18d에 도시한 바와 같이, 볼록 부분은 정방형 격자 구성이나 육방 격자 구성으로 규칙적으로 배열될 수 있고, 랜덤하게 배열될 수 있다. 도 18e 내지 도 18f에 도시한 바와 같이, 볼록 부분은 동일 정도의 크기로 될 수 있고, 상이한 크기들로 배열될 수 있다. 또한, 도 18g에 도시한 바와 같이, 이 AA면에 평행한 1 방향으로 연장하는 볼록 부분들이, 서로 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 도 18h에 도시한 바와 같이, 이 AA면에 평행한 1 방향으로 연장하는 볼록 부분들은 격자 구성으로 형성될 수 있다.
도 17b에 도시한 바와 같이, 기판(622)과 대향하는 고굴절률층(702)의 면은, 제1 전극과 대향하는 면에 대하여 오목인 마이크로렌즈를 가질 수 있다.
도 17c에 도시한 바와 같이, 기판(623)과 대향하는 고굴절률층(703)의 면은, 제1 전극(10)과 대향하는 면에 대하여 볼록인 뿔체 부분을 가질 수 있다.
도 17d에 도시한 바와 같이, 기판(624)과 대향하는 고굴절률층(704)의 면은, 제1 전극(10)과 대향하는 면에 대하여 볼록 혹은 오목인 뿔대 부분을 가질 수 있다.
도 17e에 도시한 바와 같이, 기판(625)과 대향하는 고굴절률층(705)의 면은, 불규칙한 요철 형상을 갖는 요철 부분을 가질 수 있다.
고굴절률층은 요철 구조를 갖는 것 이외에 이하와 같이 되도록 구성될 수 있다.
도 17f에 도시한 바와 같이, 기판(626)과 대향하는 고굴절률층(706)의 면은, 격자 그레이팅(lattice grating) 또는 스트라이프 그레이팅(stripe grating)을 가질 수 있다.
도 17g에 도시한 바와 같이, 고굴절률층(707)은, 미소구(717)를 가질 수 있다. 미소구는, 예를 들어, 가시광의 파장 이상의 직경을 갖는다.
도 17h에 도시한 바와 같이, 고굴절률층(708)은, 기판(628)과 대향하는 면에서 고굴절률층(708)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률 부분(718)을 가질 수 있다. 도 19a에 도시한 바와 같은 기판(601), 제1 전극(10) 및 유기 발광층(30)의 적층 방향과 수직한 일 평면인 AA면에서, 볼록 부분은 도 19b 내지 도 19e에 도시한 바와 같이 배열될 수 있다. 즉, 도 19b 내지 도 19e에 도시한 바와 같이, 저굴절률 부분은 사각 기둥, 삼각 기둥, 육각 기둥, 원기둥일 수 있다. 저굴절률 부분은 정방형 격자 구성이나 육방 격자 구성으로 배열될 수 있다. 도 19f 내지 도 19g에 도시한 바와 같이, 저굴절률 부분을 스트라이프 구성으로 하거나 격자 구성으로 할 수 있다.
또한, 도 17i에 도시한 바와 같이, 고굴절률층과 기판의 사이에 산란층이 제공될 수 있다.
대안적으로, 도 17j에 도시한 바와 같이, 고굴절률층을 제공하지 않고, 제1 전극과 기판 사이에 산란층이 제공되어 광 취출 구조로 된다.
도 17a 내지 도 17j에서, 박막 모드 성분 L3은 광 취출 구조에 의해 기판 모드 성분 L2 또는 외부 모드 성분 L1로 변환될 수 있다.
제9 실시 형태
도 20a 내지 도 20i는, 제9 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다. 도 20a 내지 도 20i는, 각각 도 13a 내지 도 13i와 유사한 구성을 도시하지만, 광 취출 구조를 형성하는 기판이 제1 전극(10) 혹은 유기 발광층(30)의 굴절률의 굴절률과 동등 혹은 그 이상의 굴절률을 갖는 고굴절률 재료로 형성된다는 점에서 도 13a 내지 도 13i와 상이하다. 도 20a 내지 도 20i에서의 번호들(801 내지 8017)은, 각각 도 13a 내지 도 13i에서의 번호들(601 내지 617)에 대응한다.
도 21a 내지 도 21g는 제9 실시 형태의 변형예에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이며, 도 20a 내지 도 20g에 각각 대응한다. 이들 변형예에 도시한 바와 같이, 마이크로렌즈(812), 뿔체 부분(813), 뿔대 부분(814), 요철 부분(815), 및 회절 격자 부분(816)을 포함하는 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성된 층을 지지층(800)에 제공하여 기판으로 하는 것도 가능하다. 또한, 미소구(807)를 포함하는 기판(806)을 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 산란층(809)을 포함하는 필름 또는 이와 유사한 것으로 형성된 막을 지지층(808)에 제공하여 기판으로 하는 것도 가능하다.
이와 같은 광 취출 구조에 의해, 제1 전극과 기판 사이의 계면에서의 전반사가 소실하므로, 박막 모드 성분 L3을 기판 모드 성분 L2로 변환할 수 있으며, 또한, 기판 모드 성분 L2를 외부 모드 성분 L1로 변환할 수 있다.
제10 실시 형태
도 22a 내지 도 22d는, 제10 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 예시하는 모식도이다. 본 실시 형태에서, 광 취출 구조는 제1 전극(10)과 대향하는 저굴절률층과, 제1 전극과 저굴절률 사이에 제공된 고굴절률층을 포함한다. 저굴절률층으로서는, 제7 실시 형태 및 그 변형예들과, 제8 실시 형태에서 사용한 기판 형상들을 채용할 수 있다. 고굴절률로서는, 제9 실시 형태 및 그 변형예들에서 사용한 기판 형상들을 채용할 수 있다. 저굴절률층의 형상과 고굴절률층의 형상의 조합은 임의적이다. 예를 들어, 도 13a 내지 도 13i, 도 16a 내지 도 16g, 도 17a 내지 도 17j에 도시한 기판들 중 하나는 도 20a 내지 도 20i, 도 21a 내지 도 21g에 도시한 기판들 중 하나와 임의로 조합될 수 있다.
일례로서, 도 22a에 도시한 바와 같이, 저굴절률과 대향하는 면에 마이크로렌즈를 갖는 고굴절률층과, 저굴절률층과 대향하는 면과 반대 측의 면에 마이크로렌즈를 갖는 저굴절률층을 포함하는 광 취출 구조가 사용될 수 있다.
미소구를 갖는 고굴절률층과, 마이크로렌즈를 갖는 저굴절률층을 포함하는 광 취출 구조가 사용될 수 있다.
회절 격자를 갖는 고굴절률층과, 뿔체 부분을 갖는 저굴절률층을 포함하는 광 취출 구조가 사용될 수 있다.
또한, 오목 마이크로렌즈를 갖는 고굴절률층, 산란층, 및 고굴절률층과 산란층 사이에 제공된 저굴절률층을 포함하는 광 취출 구조가 사용될 수 있다.
이와 같은 광 취출 구조에 의해, 박막 모드 성분 L3은 기판 모드 성분 L2로 변환될 수 있으며, 또한, 기판 모드 성분 L2는 외부 모드 성분 L1로 변환될 수 있다.
특정 실시 형태들이 설명되었지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것일 뿐이며, 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 사실상, 본 명세서에 설명된 신규의 실시 형태들은 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 또한, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 본 명세서에 설명된 실시 형태들의 형태의 다양한 생략, 치환 및 변경을 행할 수 있다. 첨부 청구항들 및 그 균등물들은 이러한 형태들 또는 수정들을 발명의 범위와 요지에 드는 것으로서 커버하도록 의도된다.
Claims (23)
- 유기 전계 발광 소자로서,
제1 전극;
상기 제1 전극과 대면하도록 제공된 반사층;
상기 제1 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 유기 발광층;
상기 유기 발광층과 상기 반사층 사이에 제공된 제2 전극; 및
상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 광학 버퍼층
을 포함하고,
상기 광학 버퍼층의 굴절률은 상기 유기 발광층의 굴절률보다 낮고, 상기 광학 버퍼층은 상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 충전된 기체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 상기 제2 부분의 굴절률은 상기 제1 부분의 굴절률과 상이한, 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종과 절연물의 공증착 막(co-deposited film), 또는 상기 그룹으로부터 선택된 상기 적어도 1종을 포함하는 합금과 절연물의 공증착 막을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 합금을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 마그네슘-은 합금(magnesium-silver alloy)을 포함하고, 상기 마그네슘-은 합금에서의 Ag의 체적 분율(volume fraction)이 0.2 이상인, 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 및 상기 반사층에 전압을 인가하도록 구성되는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 전압을 인가함으로써, 상기 광학 버퍼층이 부의 1축성(negative uniaxiality)을 갖게 제어하도록 구성되는, 유기 전계 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 제1 전극에 대향하는 광 취출 구조를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 광 취출 구조와 상기 유기 발광층 사이에 제공되는, 유기 전계 발광 소자.
- 유기 전계 발광 소자로서,
제1 전극;
상기 제1 전극과 대면하도록 제공된 반사층;
상기 제1 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 유기 발광층;
상기 유기 발광층과 상기 반사층 사이에 제공된 제2 전극; 및
상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 광학 버퍼층
을 포함하고,
상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하고, 상기 광학 버퍼층은 상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 충전된 기체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자. - 제9항에 있어서, 상기 제2 전극은 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 상기 제2 부분의 굴절률은 상기 제1 부분의 굴절률과 상이한, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종과 절연물의 공증착 막, 또는 상기 그룹으로부터 선택된 상기 적어도 1종을 포함하는 합금과 절연물의 공증착 막을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 합금을 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 제2 전극은 마그네슘-은 합금을 포함하고, 상기 마그네슘-은 합금에서의 Ag의 몰 분율(molar fraction)이 0.2 이상인, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 광학 버퍼층은 상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 충전된 기체를 포함하는, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 제2 전극 및 상기 반사층에 전압을 인가하도록 구성되는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 전압을 인가함으로써, 상기 광학 버퍼층이 부의 1축성을 갖게 제어하도록 구성되는, 유기 전계 발광 소자. - 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치로서,
상기 유기 전계 발광 소자는,
제1 전극;
상기 제1 전극과 대면하도록 제공된 반사층;
상기 제1 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 유기 발광층;
상기 유기 발광층과 상기 반사층 사이에 제공된 제2 전극; 및
상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 제공된 광학 버퍼층
을 포함하고,
상기 광학 버퍼층의 굴절률은 상기 유기 발광층의 굴절률보다 낮고, 상기 광학 버퍼층은 상기 제2 전극과 상기 반사층 사이에 충전된 기체를 포함하는, 발광 장치. - 제16항에 있어서, 상기 제2 전극은 제1 부분과 제2 부분을 갖고, 상기 제2 부분의 굴절률은 상기 제1 부분의 굴절률과 상이한, 발광 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종과 절연물의 공증착 막, 또는 상기 그룹으로부터 선택된 상기 적어도 1종을 포함하는 합금과 절연물의 공증착 막을 포함하는, 발광 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 제2 전극은 Ag, Au, Ca 및 알칼리 금속으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 합금을 포함하는, 발광 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 제2 전극은 마그네슘-은 합금을 포함하고, 상기 마그네슘-은 합금에서의 Ag의 몰 분율이 0.2 이상인, 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 및 밀봉부를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 기판과 상기 유기 발광층 사이에 제공되고, 상기 반사층은 상기 제2 기판과 상기 광학 층 사이에 제공되고, 상기 밀봉부의 한쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리(rim) 둘레에 제공되고, 상기 밀봉부의 다른 쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리 둘레에 제공되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과 상기 밀봉부에 의해 형성된 공간 내로 상기 광학 버퍼층의 기체가 충전되는, 유기 전계 발광 소자.
- 제9항에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 및 밀봉부를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 기판과 상기 유기 발광층 사이에 제공되고, 상기 반사층은 상기 제2 기판과 상기 광학 층 사이에 제공되고, 상기 밀봉부의 한쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리 둘레에 제공되고, 상기 밀봉부의 다른 쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리 둘레에 제공되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과 상기 밀봉부에 의해 형성된 공간 내로 상기 광학 버퍼층의 기체가 충전되는, 유기 전계 발광 소자.
- 제16항에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 및 밀봉부를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 제1 기판과 상기 유기 발광층 사이에 제공되고, 상기 반사층은 상기 제2 기판과 상기 광학 층 사이에 제공되고, 상기 밀봉부의 한쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리 둘레에 제공되고, 상기 밀봉부의 다른 쪽 단부측은 상기 제1 기판의 가장자리 둘레에 제공되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과 상기 밀봉부에 의해 형성된 공간 내로 상기 광학 버퍼층의 기체가 충전되는, 발광 장치.
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