KR20150073130A

KR20150073130A - 유기전자소자용 기판

Info

Publication number: KR20150073130A
Application number: KR1020140186260A
Authority: KR
Inventors: 이정형; 김지희; 김용남
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2015-06-30
Also published as: KR101642606B1

Abstract

본 출원은, 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 기판 또는 장치의 제조 방법, 디스플레이용 광원 및 조명 기기에 관한 것이다. 본 출원의 유기전자소자용 기판은, 예를 들면, 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되는 것을 차단하여 내구성이 향상되고, 광추출 효율 등을 포함하는 성능이 우수한 유기전자장치를 형성할 수 있다.

Description

유기전자소자용 기판{SUBSTRATE FOR ORGANIC ELECTRONIC DEVICE}

본 출원은, 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 기판 또는 장치의 제조 방법, 광원 및 조명 기기에 관한 것이다.

유기전자소자(OED; Organic Electronic Device)는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 전류를 전도할 수 있는 유기 재료의 층을 하나 이상 포함하는 소자이다. 유기전자소자의 종류에는 유기발광소자(OLED), 유기태양전지, 유기 감광체(OPC) 또는 유기 트랜지스터 등이 포함된다.

대표적인 유기전자소자인 유기발광소자는, 통상적으로 기판, 제 1 전극층, 유기층 및 제 2 전극층을 순차로 포함한다. 소위 하부 발광형 소자(bottom emitting device)로 호칭되는 구조에서는, 제 1 전극층이 투명 전극층으로 형성되고, 제 2 전극층이 반사 전극층으로 형성될 수 있다. 또한, 소위 상부 발광형 소자(top emitting device)로 호칭되는 구조에서는 제 1 전극층이 반사 전극층으로 형성되고, 제 2 전극층이 투명 전극층으로 형성되기도 한다. 전극층에 의해서 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 유기층에 존재하는 발광층에서 재결합(recombination)되어 광이 생성될 수 있다. 광은 하부 발광형 소자에서는 기판측으로 상부 발광형 소자에서는 제 2 전극층측으로 방출될 수 있다.

유기발광소자의 구조에서 투명 전극층으로 일반적으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide), 유기층 및 통상적으로 유리인 기판의 굴절률은 각각 대략적으로 2.0, 1.8 및 1.5 정도이다. 이러한 굴절률의 관계에 의해서, 예를 들어, 하부 발광형의 소자의 발광층에서 생성된 광은 유기층과 제 1 전극층의 계면 또는 기판 내에서 전반사(total internal reflection) 현상 등에 의해 트랩(trap)되고, 매우 소량의 광만이 방출된다.

최근에는 플렉서블 소자(flexible device)에 대한 관심이 높아지면서, 상기 유기발광소자의 구조에서 유리 기판을 고분자 기판과 같은 플렉서블 소재로 대체하고자 하는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나, 이러한 고분자 기판의 경우, 유리 기반의 기판에 비해 내열 및 내습 환경에 더 취약하기 때문에, 유기전자소자에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

일본 공개특허공보 제1996-176293호

본 출원은, 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 기판 또는 장치의 제조 방법, 광원 및 조명 기기를 제공한다.

본 출원의 예시적인 유기전자소자용 기판은, 플렉서블 기재층, 배리어층 및 전극층을 포함할 수 있다. 유기전자소자용 기판은, 상기 플렉서블 기재층, 배리어층 및 투명전극층이 순차로 적층된 구조일 수 있다. 도 1은 플렉서블 기재층(101), 배리어층(102) 및 투명전극층(103)을 순차로 포함하는 유기전자소자용 기판(1)을 예시적으로 나타낸다.

플렉서블 기재층은 광추출 성능이 우수한 유기전자소자용 기판의 구현 측면에서 적절한 헤이즈를 나타낼 수 있다. 플렉서블 기재층은 예를 들어, 30% 내지 80% 범위 내의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 플렉서블 기재층의 헤이즈의 하한은 30% 이상, 32.5% 이상, 35% 이상, 37.5% 이상, 40% 이상, 42.5 % 이상, 45% 이상, 47.5% 이상, 50% 이상, 52.5% 이상, 55% 이상일 수 있고, 헤이즈의 상한은 80% 이하, 77.5% 이하, 75% 이하, 72.5% 이하, 70% 이하, 67.5% 이하, 65% 이하, 62.5% 이하, 60% 이하, 57.5% 이하 또는 55% 이하일 수 있다. 본 출원에서 헤이즈는, 공지의 헤이즈 측정 기기를 통해 측정된 수치일 수 있으며, 예를 들어, HM-150 장치를 이용하여 JIS K 7105 규격에 따라서 측정한 수치일 수 있다. 플렉서블 기재층의 헤이즈가 상기 범위를 나타내는 경우, 유기층에서 전달되는 광을 적절하게 산란, 굴절 또는 회절시켜 기판 내에서 전반사 현상 등을 감소시킬 수 있으므로, 광추출 성능이 우수한 유기전자장치를 구현할 수 있다.

플렉서블 기재층으로는, 투광성 기재층을 사용할 수 있다. 플렉서블 기재층이 투광성 기재층인 경우 유기전자소자용 기판이 하부 발광(bottom emission)형 유기전자소자에 적용되는 경우에 유리할 수 있다. 플렉서블 기재층은 예를 들어, 가시광 영역 내의 적어도 어느 한 파장의 광 또는 전체 가시광 영역에 대한 투과율이 80% 이상, 82% 이상, 84% 이상, 86% 이상, 88% 이상 또는 90% 이상일 수 있다.

플렉서블 기재층은 기재 물질 및 고굴절 입자를 포함할 수 있다. 고굴절 입자는 기재 물질 내에 분산된 상태로 존재할 수 있다. 도 2는 기재 물질(201) 및 고굴절 입자(202)를 포함하는 플렉서블 기재층(101)을 예시적으로 나타낸다. 플렉서블 기재층의 두께는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있고, 예를 들면, 10㎛ 내지 100㎛ 범위 내의 두께를 가질 수 있다.

플렉서블 기재층은 기재 물질 및 고굴절 입자의 굴절률을 서로 상이하도록 선택하여 포함함으로써 적절한 헤이즈를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기재 물질 및 고굴절 입자의 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, 굴절률 차이는, 0.1 이상, 0.12 이상, 0.14 이상, 0.16 이상, 0.18 이상, 0.2 이상, 0.22 이상, 0.24 이상, 0.26 이상, 0.28 이상, 0.30 이상, 0.32 이상, 0.34 이상, 0.36 이상, 0.38 이상. 0.40 이상, 0.42 이상, 0.44 이상, 0.46 이상 또는 0.48 이상일 수 있고, 0.5 이하, 0.48 이하, 0.46 이하, 0.44 이하, 0.42 이하, 0.40 이하, 0.38 이하, 0.36 이하, 0.34 이하, 0.32 이하, 0.30 이하, 0.28 이하, 0.26 이하, 0.24 이하, 0.22 이하, 0.20 이하, 0.18 이하, 0.16 이하, 0.14 이하 또는 0.12 이하일 수 있다. 상기에서 굴절률 차이는 고굴절 입자의 굴절률에서 기재 물질의 굴절률을 뺀 값을 의미할 수 있다. 기재 물질 및 고굴절 입자의 굴절률 차이가 상기 범위 내인 경우 목적하는 헤이즈를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 광추출 성능이 우수한 유기전자장치를 구현할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 굴절률은, 가시광 영역 내의 적어도 어느 한 파장의 광에 대하여 측정된 굴절률, 예를 들어, 약 550 nm의 파장의 광에 대하여 측정된 굴절률일 수 있다.

플렉서블 기재층 내의 기재 물질 및 고굴절 입자의 함량 비율을 목적하는 물성을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 고굴절 입자는 기재 물질 100 중량% 대비 0.5 중량% 내지 30 중량%의 비율로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 고굴절 입자는 기재물질 100 중량% 대비, 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 4 중량% 이상, 6 중량% 이상, 8 중량% 이상, 10 중량% 이상, 12 중량% 이상, 14 중량% 이상, 16 중량% 이상, 18 중량% 이상, 20 중량% 이상, 22 중량% 이상, 24 중량% 이상, 26 중량% 이상, 28 중량% 이상 또는 29 중량% 이상의 비율로 포함될 수 있고, 30 중량% 이하, 28 중량% 이하, 26 중량% 이하, 24 중량% 이하, 22 중량% 이하, 20 중량% 이하, 18 중량% 이하, 16 중량% 이하, 14 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 4 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 범위로 포함될 수 있다. 플렉서블 기재층 내의 기재 물질 및 고굴절 입자의 함량 비율이 상기 범위 내인 경우, 우수한 광추출 성능을 나타내도록 적절한 헤이즈를 나타내는 유기전자장치용 기판을 구현하는데 유리할 수 있다. 플렉서블 기재층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않으나 예를 들어, 기재 물질 및 고굴절 입자를 포함하는 조성물을 코팅한 후 열의 인가 또는 광의 조사 등의 방식을 통해 형성할 있다.

기재 물질은 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절한 굴절률을 가질 수 있다. 기재 물질은 예를 들어, 1.5 내지 1.9 범위 내의 굴절률을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 기재 물질은 1.5 이상, 1.55 이상, 1.6 이상, 1.65 이상, 1.7, 1.75 이상, 1.8 이상 또는 1.85 이상의 굴절률을 가질 수 있으며, 1.9 이하, 1.85 이하, 1.8 이하, 1.75 이하, 1.7 이하, 1.65 이하, 1.6 이하, 또는 1.55 이하의 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 기재 물질로는 예를 들어, 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설파이드, 폴리설폰 또는 아크릴 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기재 물질로는, 공정온도 또는 광추출 성능의 측면에서 폴리이미드를 사용할 수 있다.

기재 물질로 폴리이미드를 사용하는 경우, 굴절률이 약 1.5 이상, 약 1.6 이상, 약 1.65 이상 또는 약 1.7 이상인 폴리이미드를 사용할 수 있다. 이러한 고굴절의 폴리이미드는, 예를 들면, 불소 이외의 할로겐 원자, 황 원자 또는 인 원자 등이 도입된 단량체를 사용하여 제조할 수 있다.

상기 고굴절의 폴리이미드로는, 굴절률이 약 1.5 이상, 약 1.6 이상, 약 1.65 이상 또는 약 1.7 이상인 폴리아믹산을 이미드화한 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리아믹산으로는, 예를 들면, 카복실기 등과 같이 입자와 결합할 수 있는 부위가 존재하여 입자의 분산 안정성을 향상시킬 수 있는 폴리아믹산을 사용할 수 있다. 폴리아믹산으로는, 예를 들면, 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.

[화학식 1]

화학식 1에서 n은 양의 수, 예를 들면, 1 이상의 양의 수일 수다.

상기 반복 단위는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 치환기로는, 불소 외의 할로겐 원자, 페닐기, 벤질기, 나프틸기 또는 티오페닐기 등과 같은 할로겐 원자, 황 원자 또는 인 원자 등을 포함하는 관능기가 예시될 수 있다.

폴리아믹산은, 상기 화학식 1의 반복 단위만으로 형성되는 단독 중합체이거나, 화학식 1의 반복 단위 외의 다른 단위를 함께 포함하는 블록 또는 랜덤 공중합체일 수 있다. 공중합체의 경우에 다른 반복 단위의 종류나 비율은 예를 들면, 목적하는 굴절률, 내열성이나 투광율 등을 저해하지 않는 범위에서 적절하게 선택될 수 있다.

화학식 1의 반복 단위의 구체적인 예로는, 하기 화학식 2의 반복 단위를 들 수 있다.

[화학식 2]

화학식 2에서 n은 양의 수, 예를 들면, 1 이상의 양의 수일 수다.

상기 폴리아믹산은 예를 들면, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌 환산 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 또는 약 10,000 내지 50,000 정도일 수 있다. 화학식 1의 반복 단위를 가지는 폴리아믹산은 또한, 가시 광선 영역에서의 광 투과율이 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상이며, 내열성이 우수하다.

고굴절 입자의 굴절률은 기재 물질의 굴절률에 비하여 더 높은 것을 선택하여 사용할 수 있다. 고굴절 입자의 굴절률은 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 고굴절 입자는 예를 들어, 1.8 내지 2.4 범위 내의 굴절률의 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 고굴절 입자는 1.8 이상, 1.85 이상, 1.9 이상, 1.95 이상, 2.0 이상, 2.05 이상,, 2.1 이상, 2.15 이상, 2.2 이상, 2.25 이상, 2.3 이상 또는 2.35 이상의 굴절률을 가질 수 있고, 2.4 이하, 2.35 이하, 2.3 이하, 2.25 이하, 2.2 이하, 2.15 이하, 2.1 이하, 2.05 이하, 2.0 이하, 1.95 이하, 1.9 이하 또는 1.85 이하의 굴절률을 가질 수 있다.

고굴절 입자는 구형, 타원형, 다면체 또는 무정형과 같은 형상을 가질 수 있으나, 상기 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한, 고굴절 입자의 크기는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 고굴절 입자는, 예를 들면, 1 nm 내지 100 nm, 10 nm 내지 90 nm, 10 nm 내지 80 nm, 10 nm 내지 70 nm, 10 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 50 nm 또는 10 nm 내지 45 nm 정도의 평균 입경을 가질 수 있다.

고굴절 입자로는, 예를 들면, 폴리스티렌 또는 그 유도체, 아크릴 수지 또는 그 유도체, 실리콘 수지 또는 그 유도체, 또는 노볼락 수지 또는 그 유도체 등과 같은 유기 재료, 또는 알루미나, 알루미노 실리케이트, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄과 같은 무기 재료를 포함하는 입자 등이 예시될 수 있다. 고굴절 입자는, 상기 재료 중에 어느 하나의 재료만을 포함하거나, 상기 중 2종 이상의 재료를 포함하여 형성될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 의하면, 고굴절 입자로서 굴절률이 약 1.8인 알루미늄 산화물(Al₂O₃)을 사용할 수 있다.

상기 플렉서블 기재층 상에는 배리어층이 형성되어 있을 수 있다. 본 출원에서 용어 「배리어층」은 대기 중의 산소, 수분, 질소 산화물, 황 산화물 또는 오존의 투과를 방지하는 기능을 갖는 층을 의미할 수 있다. 배리어층은 유기전자장치의 우수한 광추출 측면에서 적절한 굴절률을 나타낼 수 있다. 배리어층은 예를 들어, 1.7 내지 1.9 범위 내의 굴절률을 나타낼 수 있다. 배리어층의 굴절률이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 기판에서 전반사 현상을 감소시킬 수 있으므로 광추출 성능이 우수한 유기전자장치를 구현할 수 있다.

배리어층으로는 상기 굴절률 범위를 나타내며, 수분 및 산소 등의 소자 열화를 촉진하는 물질들이 소자로 들어가는 것을 방지하는 기능을 갖는 재료를 선택하여 사용할 수 있다. 배리어층은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 배리어층은 예를 들어, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 또는 금속 불화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 배리어층은 In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni 등의 금속; TiO, TiO₂, Ti₃O₃ _,Al₂O₃, MgO, SiO, SiO₂, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe₂O₃, Y2O₃, ZrO₂, Nb₂O₃ 및, CeO₂및 등의 금속 산화물; SiN 등의 금속 질화물; SiON 등의 금속 산질화물; MgF₂, LiF, AlF₃ 및 CaF₂ 등의 금속 불화물을 포함할 수 있다. 배리어층은 또한, 유기물로서 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리디클로로디플루오로에틸렌, 또는 클로로트리플루오로에틸렌과 디클로로디플루오로에틸렌의 공중합체; 적어도 1종의 코모노머를 포함한 코모노머 혼합물과 테트라플루오로에틸렌의 공중합에 의해 획득된 공중합체; 공중합 주쇄에 환상 구조를 갖는 함불소 공중합체; 흡수율 1% 이상인 흡수성 재료; 및 흡수 계수 0.1% 이하인 방습성 재료를 포함할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 의하면, 배리어층으로 굴절률이 약 1.75인 Al₂O₃와 TiO₂의 복합막 또는 동일 무기막과 유기막의 적층구조를 사용할 수 있다.

배리어층은 단층 구조이거나 또는 복층 구조일 수 있다. 단층 구조는, 1 종류의 배리어층의 재료를 포함할 수 있고, 또는 2 종류 이상의 배리어층의 재료를 혼합하여 포함할 수도 있다. 복층 구조는, 상기 단층 구조가 2층 이상 적층된 구조일 수 있고, 예를 들어, TiO₂층과 Al₂O₃층이 순차적으로 적층된 복층 구조일 수 있다.

배리어층의 두께는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 배리어층의 두께는 5 nm 내지 1000 nm, 7 nm 내지 750 nm 또는 10 nm 내지 500 nm 일 수 있다. 배리어층의 두께가 상기 수치범위를 만족하는 경우, 대기 중의 산소 및 수분의 투과를 방지하기 위한 배리어 기능이 충분하고, 적절한 광투과율을 가져 투명 기판의 투명성을 유지할 수 있다. 배리어층의 광 투과율은, 특별히 제한되지 않으며, 의도된 용도에 따라서 적합하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 배리어층의 광 투과율은, 약 80% 이상, 85%이상 또는 90%이상일 수 있다.

배리어층이 형성된 유기전자소자용 기판은 수증기 투과율(water vapor transmission rate, WVTR)이 10^-4 g/m²/day 이하일 수 있다. 상기 수증기 투과율은, 예를 들면, 온도가 40℃ 및 상대 습도가 90%인 조건에서 측정된 값일 수 있다. 상기 수증기 투과율은, 예를 들면, 수증기 투과율 측정기(PERMATRAN-W3/31, MOCON, Inc. 에 의해 제조)를 사용하여 측정될 수 있다. 배리어층이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 고열, 고습 환경에서도, 수분이나 산소 등의 외래 물질의 침투에 의하여 컬(curl) 현상 등이 발생하지 않기 때문에, 내구성이 우수하고 이로 인해 성능이 우수한 유기전자소자를 구현할 수 있다.

배리어층은 ALD(Atomic Layer Deposition)법, 진공증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, MBE(분자선 에피택시) 법, 클러스터 이온빔법, 이온도금법, 플라즈마 중합법, 플라즈마 CVD 법, 레이저 CVD 법, 열 CVD 법, 가스 소스 CVD 법 또는 코팅법에 의해 형성될 수 있고, 본 출원의 일 실시예에 의하면, 배리어층은 ALD법에 의해 형성된 원자층 증착층일 수 있다.

배리어층 상에는 투명전극층이 형성될 수 있다. 투명전극층은 유기전자장치의 우수한 광추출 측면에서 적절한 굴절률을 나타낼 수 있다. 투명전극층은 예를 들어, 예를 들면 1.8 내지 2.0 범위 내의 굴절률을 나타낼 수 있다. 투명전극층의 굴절률이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 기판에서 전반사 현상을 감소시킬 수 있으므로 광추출 성능이 우수한 유기전자장치를 구현할 수 있다. 투명전극층은 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 투명 전도성 산화물로는 ITO, IZO, GaZO, ZnO, 또는 SnO₂ 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

투명전극층의 두께는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있고, 예를 들면, 약 90 nm 내지 200 nm, 90 nm 내지 180 nm 또는 약 90 nm 내지 150 nm 정도의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 투명전극층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 수단 등의 임의의 수단으로 형성될 수 있다. 필요에 따라서 투명전극층은 공지된 포토리소그래피나 새도우 마스크 등을 사용한 공정을 통하여 패턴화될 수도 있다.

본 출원은 또한 유기전자장치에 관한 것이다. 유기전자장치는 전술한 유기전자소자용 기판을 포함할 수 있다. 유기전자장치는 예를 들어, 헤이즈가 30% 내지 80%의 범위 내인 플렉서블 기재층; 상기 플렉서블 기재층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.7 내지 1.9 범위 내인 배리어층; 및 상기 배리어층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.8 내지 2.0 범위 내인 투명 전극층; 상기 투명 전극층상에 형성되어 있는 유기층 및 상기 유기층상에 형성되어 있는 제 2 전극층을 포함하되, 상기 플렉서블 기재층은 기재 물질 및 상기 기재 물질과 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내인 고굴절 입자를 포함할 수 있다. 상기에서, 플렉서블 기재층, 배리어층 및 투명 전극층에 관한 구체적인 사항은 유기전자소자용 기판의 항목에서 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

유기층은 예를 들어, 발광층을 포함할 수 있다. 이 경우, 2 전극층을 반사성 전극층을 구현하면 유기층의 발광층에서 발생한 광이 광학 기능성층을 거쳐서 기재층측으로 방사되는 하부 발광형 소자를 구현할 수 있다.

유기전자소자는 유기발광소자(OLED)일 수 있다. 이 경우, 상기 유기전자소자는, 예를 들면, 발광층을 포함하는 유기층이 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 개재된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 투명 전극층은 정공 주입 전극층이고 제 2 전극층은 전자 주입 전극층일 수 있다.

전자 및 정공 주입성 전극층의 사이에 존재하는 유기층은, 적어도 1층 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 유기층은 2층 이상의 복수의 발광층을 포함할 수도 있다. 2층 이상의 발광층을 포함되는 경우에는, 발광층들은 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극층이나 전하 발생층(CGL; Charge Generating Layer) 등에 의해 분할되어 있는 구조를 가질 수도 있다.

발광층은, 예를 들면, 이 분야에 공지된 다양한 형광 또는 인광 유기 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 발광층의 재료로는, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄(III)(tris(4-methyl-8-quinolinolate)aluminum(III))(Alg3), 4-MAlq3 또는 Gaq3 등의 Alq 계열의 재료, C-545T(C₂₆H₂₆N₂O₂S), DSA-아민, TBSA, BTP, PAP-NPA, 스피로-FPA, Ph₃Si(PhTDAOXD), PPCP(1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene) 등과 같은 시클로페나디엔(cyclopenadiene) 유도체, DPVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenylyinyl)-1,1'-biphenyl), 디스티릴 벤젠 또는 그 유도체 또는 DCJTB(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7,-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran), DDP, AAAP, NPAMLI, ; 또는 Firpic, m-Firpic, N-Firpic, bon₂Ir(acac), (C₆)₂Ir(acac), bt₂Ir(acac), dp₂Ir(acac), bzq₂Ir(acac), bo₂Ir(acac), F₂Ir(bpy), F₂Ir(acac), op₂Ir(acac), ppy₂Ir(acac), tpy₂Ir(acac), FIrppy(fac-tris[2-(4,5 -difluorophenyl)pyridine-C'2,N] iridium(III)) 또는 Btp₂Ir(acac)(bis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3')iridium(acetylactonate)) 등과 같은 인광 재료 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 발광층은, 상기 재료를 호스트(host)로 포함하고, 또한 페릴렌(perylene), 디스티릴비페닐(distyrylbiphenyl), DPT, 퀴나크리돈(quinacridone), 루브렌(rubrene), BTX, ABTX 또는 DCJTB 등을 도펀트로 포함하는 호스트-도펀트 시스템(Host-Dopant system)을 가질 수도 있다.

발광층은 또한 후술하는 전자 수용성 유기 화합물 또는 전자 공여성 유기 화합물 중에서 발광 특성을 나타내는 종류를 적절히 채용하여 형성할 수 있다.

유기층은, 발광층을 포함하는 한, 이 분야에 공지된 다른 다양한 기능성층을 추가로 포함하는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 유기층에 포함될 수 있는 층으로는, 전자 주입층, 정공 저지층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등이 예시될 수 있다.

전자 주입층 또는 전자 수송층은, 예를 들면, 전자 수용성 유기 화합물(electron accepting organic compound)을 사용하여 형성할 수 있다. 상기에서 전자 수용성 유기 화합물로는, 특별한 제한 없이 공지된 임의의 화합물이 사용될 수 있다. 이러한 유기 화합물로는, p-테르페닐(p-terphenyl) 또는 쿠아테르페닐(quaterphenyl) 등과 같은 다환 화합물 또는 그 유도체, 나프탈렌(naphthalene), 테트라센(tetracene), 피렌(pyrene), 코로넨(coronene), 크리센(chrysene), 안트라센(anthracene), 디페닐안트라센(diphenylanthracene), 나프타센(naphthacene) 또는 페난트렌(phenanthrene) 등과 같은 다환 탄화수소 화합물 또는 그 유도체, 페난트롤린(phenanthroline), 바소페난트롤린(bathophenanthroline), 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘(acridine), 퀴놀린(quinoline), 키노사린(quinoxaline) 또는 페나진(phenazine) 등의 복소환화합물 또는 그 유도체 등이 예시될 수 있다. 또한, 플루오르세인(fluoroceine), 페리렌(perylene), 프타로페리렌(phthaloperylene), 나프타로페리렌(naphthaloperylene), 페리논(perynone), 프타로페리논, 나프타로페리논, 디페닐부타디엔(diphenylbutadiene), 테트라페닐부타디엔(tetraphenylbutadiene), 옥사디아졸(oxadiazole), 아르다진(aldazine), 비스벤조옥사조린(bisbenzoxazoline), 비스스티릴(bisstyryl), 피라진(pyrazine), 사이크로펜타디엔(cyclopentadiene), 옥신(oxine), 아미노퀴놀린(aminoquinoline), 이민(imine), 디페닐에틸렌, 비닐안트라센, 디아미노카르바졸(diaminocarbazole), 피란(pyrane), 티오피란(thiopyrane), 폴리메틴(polymethine), 메로시아닌(merocyanine), 퀴나크리돈(quinacridone) 또는 루부렌(rubrene) 등이나 그 유도체, 일본특허공개 제1988-295695호, 일본특허공개 제1996-22557호, 일본특허공개 제1996-81472호, 일본특허공개 제1993-009470호 또는 일본특허공개 제1993-017764호 등의 공보에서 개시하는 금속 킬레이트 착체 화합물, 예를 들면, 금속 킬레이트화 옥사노이드화합물인 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄[tris(8-quinolinolato)aluminium], 비스(8-퀴놀리노라토)마그네슘, 비스[벤조(에프)-8-퀴놀뤼노라토]아연{bis[benzo(f)-8-quinolinolato]zinc}, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(8-퀴놀리노라토)인디엄[tris(8-quinolinolato)indium], 트리스(5-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 8-퀴놀리노라토리튬, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리노라토)갈륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라토)칼슘 등의 8-퀴놀리노라토 또는 그 유도체를 배립자로 하나 이상 가지는 금속 착체, 일본특허공개 제1993-202011호, 일본특허공개 제1995-179394호, 일본특허공개 제1995-278124호 또는 일본특허공개 제1995-228579호 등의 공보에 개시된 옥사디아졸(oxadiazole) 화합물, 일본특허공개 제1995-157473호 공보 등에 개시된 트리아진(triazine) 화합물, 일본특허공개 제1994-203963호 공보 등에 개시된 스틸벤(stilbene) 유도체나, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체, 일본특허공개 제1994-132080호 또는 일본특허공개 제1994-88072호 공보 등에 개시된 스티릴 유도체, 일본특허공개 제1994-100857호나 일본특허공개 제1994-207170호 공보 등에 개시된 디올레핀 유도체; 벤조옥사졸(benzooxazole) 화합물, 벤조티아졸(benzothiazole) 화합물 또는 벤조이미다졸(benzoimidazole) 화합물 등의 형광 증백제; 1,4-비스(2-메틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(3-메틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(4-메틸스티릴)벤젠, 디스티릴벤젠, 1,4-비스(2-에틸스티릴)벤질, 1,4-비스(3-에틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(2-메틸스티릴)-2-메틸벤젠 또는 1,4-비스(2-메틸스티릴)-2-에틸벤젠 등과 같은 디스티릴벤젠(distyrylbenzene) 화합물; 2,5-비스(4-메틸스티릴)피라진, 2,5-비스(4-에틸스티릴)피라진, 2,5-비스[2-(1-나프틸)비닐]피라진, 2,5-비스(4-메톡시스티릴)피라진, 2,5-비스[2-(4-비페닐)비닐]피라진 또는 2,5-비스[2-(1-피레닐)비닐]피라진 등의 디스티릴피라진(distyrylpyrazine) 화합물, 1,4-페닐렌디메틸리딘, 4,4'-페닐렌디메틸리딘, 2,5-크실렌디메틸리딘, 2,6-나프틸렌디메틸리딘, 1,4-비페닐렌디메틸리딘, 1,4-파라-테레페닐렌디메텔리딘, 9,10-안트라센디일디메틸리딘(9,10-anthracenediyldimethylidine) 또는 4,4'-(2,2-디-티-부틸페닐비닐)비페닐, 4,4 -(2,2-디페닐비닐)비페닐 등과 같은 디메틸리딘(dimethylidine) 화합물 또는 그 유도체, 일본특허공개 제1994-49079호 또는 일본특허공개 제1994-293778호 공보 등에 개시된 실라나민(silanamine) 유도체, 일본특허공개 제1994-279322호 또는 일본특허공개 제1994-279323호 공보 등에 개시된 다관능 스티릴 화합물, 일본특허공개 제1994-107648호 또는 일본특허공개 제1994-092947호 공보 등에 개시되어 있는 옥사디아졸 유도체, 일본특허공개 제1994-206865호 공보 등에 개시된 안트라센 화합물, 일본특허공개 제1994-145146호 공보 등에 개시된 옥시네이트(oxynate) 유도체, 일본특허공개 제1992-96990호 공보 등에 개시된 테트라페닐부타디엔 화합물, 일본특허공개 제1991-296595호 공보 등에 개시된 유기 삼관능 화합물, 일본특허공개 제1990-191694호 공보 등에 개시된 쿠마린(coumarin)유도체, 일본특허공개 제1990-196885호 공보 등에 개시된 페리렌(perylene) 유도체, 일본특허공개 제1990-255789호 공보 등에 개시된 나프탈렌 유도체, 일본특허공개 제1990-289676호나 일본특허공개 제1990-88689호 공보 등에 개시된 프탈로페리논(phthaloperynone) 유도체 또는 일본특허공개 제1990-250292호 공보 등에 개시된 스티릴아민 유도체 등도 저굴절층에 포함되는 전자 수용성 유기 화합물로서 사용될 수 있다. 또한, 상기에서 전자 주입층은, 예를 들면, LiF 또는 CsF 등과 같은 재료를 사용하여 형성할 수도 있다.

정공 저지층은, 주입된 정공이 발광층을 지나 전자 주입성 전극층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자 주입성 전극층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.

정공 주입층 또는 정공 수송층은, 예를 들면, 전자 공여성 유기 화합물(electron donating organic compound)을 포함할 수 있다. 전자 공여성 유기 화합물로는, N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐, 2,2-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)프로판, N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐, 비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)페닐메탄, N,N'-디페닐-N,N'-디(4-메톡시페닐)-4,4'-디아미노비페닐, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-비스(디페닐아미노)쿠아드리페닐[4,4'-bis(diphenylamino)quadriphenyl], 4-N,N-디페닐아미노-(2-디페닐비닐)벤젠, 3-메톡시-4'-N,N-디페닐아미노스틸벤젠, N-페닐카르바졸, 1,1-비스(4-디-p-트리아미노페닐)시크로헥산, 1,1-비스(4-디-p-트리아미노페닐)-4-페닐시크로헥산, 비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메탄, N,N,N-트리(p-톨릴)아민, 4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4-(디-p-톨릴아미노)스티릴]스틸벤, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐 N-페닐카르바졸, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]비페닐, 1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌, 4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]비페닐페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(8-플루오란테닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]비페닐(4,4'-bis[N-(1-coronenyl)-N-phenylamino]biphenyl), 2,6-비스(디-p-톨릴아미노)나프탈렌, 2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌, 2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌, 4,4'-비스[N,N-디(2-나프틸)아미노]테르페닐, 4,4'-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)페닐]아미노}비페닐, 4,4'-비스[N-페닐-N-(2-피레닐)아미노]비페닐, 2,6-비스[N,N-디-(2-나프틸)아미노]플루오렌 또는 4,4'-비스(N,N-디-p-톨릴아미노)테르페닐, 및 비스(N-1-나프틸)(N-2-나프틸)아민 등과 같은 아릴 아민 화합물이 대표적으로 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

정공 주입층이나 정공 수송층은, 유기화합물을 고분자 중에 분산시키거나, 상기 유기 화합물로부터 유래한 고분자를 사용하여 형성할 수도 있다. 또한, 폴리파라페닐렌비닐렌 및 그 유도체 등과 같이 소위 π-공역 고분자(π-conjugated polymers), 폴리(N-비닐카르바졸) 등의 정공 수송성 비공역 고분자 또는 폴리실란의 π-공역 고분자 등도 사용될 수 있다.

정공 주입층은, 구리프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌이나 비금속 프탈로시아닌, 카본막 및 폴리아닐린 등의 전기적으로 전도성인 고분자 들을 사용하여 형성하거나, 상기 아릴 아민 화합물을 산화제로 하여 루이스산(Lewis acid)과 반응시켜서 형성할 수도 있다.

예시적으로 유기발광소자는, 순차적으로 형성된 (1) 정공 주입 전극층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (2) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (3) 정공 주입 전극층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (4) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (5) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (6) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/전자장벽층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (7) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광층/부착개선층/전자 주입 전극층의 형태; (8) 정공 주입 전극층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (9) 정공 주입 전극층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (10) 정공 주입 전극층/무기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (11) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (12) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태 또는 (13) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 적어도 2개의 발광층이 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극층 또는 전하 발생층(CGL: Charge Generating Layer)에 의해 분할되어 있는 구조의 유기층을 포함하는 형태를 가질 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이 분야에서는 정공 또는 전자 주입 전극층과 유기층, 예를 들면, 발광층, 전자 주입 또는 수송층, 정공 주입 또는 수송층을 형성하기 위한 다양한 소재 및 그 형성 방법이 공지되어 있으며, 상기 유기전자장치의 제조에는 상기와 같은 방식이 모두 적용될 수 있다.

유기전자장치는, 봉지 구조를 추가로 포함할 수 있다. 상기 봉지 구조는, 유기전자장치의 유기층으로 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되지 않도록 하는 보호 구조일 수 있다. 봉지 구조는, 예를 들면, 글라스캔 또는 금속캔 등과 같은 캔이거나, 상기 유기층의 전면을 덮고 있는 필름일 수 있다. 봉지 구조는, 필요한 경우, 산화 칼슘, 산화 베릴륨 등의 금속 산화물, 염화 칼슘 등과 같은 금속 할로겐화물 또는 오산화 인 등과 같은 수분 흡착제 또는 게터재 등을 포함할 수 있다. 수분 흡착제 또는 게터재는, 예를 들면, 필름 형태의 봉지 구조의 내부에 포함되어 있거나, 혹은 캔 구조의 봉지 구조의 소정 위치에 존재할 수 있다. 봉지 구조는 또한 배리어 필름이나 전도성 필름 등을 추가로 포함할 수 있다.

본 출원은 또한 유기전자소자용 기판 또는 유기전자장치의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조 방법은 예를 들어, 전술한 유기전자소자용 기판 또는 유기전자장치의 제조 방법일 수 있다.

유기전자소자용 기판은, 예를 들어 헤이즈가 30% 내지 80%의 범위 내인 플렉서블 기재층 상에 굴절률이 1.7 내지 1.9 범위 내인 배리어층을 형성하고, 상기 배리어층상에 굴절률이 1.8 내지 2.0 범위 내인 투명전극층을 형성하고, 상기 플렉서블 기재층은 기재 물질 및 상기 기재 물질과 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내인 고굴절 입자를 포함하도록 형성하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 상기에서, 플렉서블 기재층, 배리어층 및 투명 전극층에 관한 구체적인 사항은 유기전자소자용 기판의 항목에서 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

플렉서블 기재층의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으나 예를 들어, 전술한 기재 물질 및 고굴절 입자를 포함하는 조성물을 코팅한 후 열의 인가 또는 광의 조사 등의 방식을 통해 형성할 있다. 배리어층의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 전술한 배리어층의 재료를 사용하여 ALD(Atomic Layer Deposition) 법, 진공 증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, MBE (분자선 에피택시) 법, 클러스터 이온빔법, 이온도금법, 플라즈마 중합법, 플라즈마 CVD 법, 레이저 CVD 법, 열 CVD 법, 가스 소스 CVD 법, 및 코팅법에 의하여 형성할 수 있으며 본 출원의 일 실시예에 따르면, ALD법을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 투명전극층의 형성 방법도 특별히 제한되지 않으며, 전술한 투명전극층의 재료를 사용하여 공지의 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 방식 등의 임의의 방식으로 형성할 수 있다.

유기전자장치의 제조 방법은, 상기 기술한 방법에 따라 제조된 유기전자소자용 기판 상에, 예를 들면, 적어도 발광층을 포함할 수 있는 유기층과 제 2 전극층을 순차로 형성하고, 필요에 따라 추가로 봉지 구조를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 전술한 제 2 전극층의 재료를 사용하여 공지의 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 방식 등의 임의의 방식으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 유기층 및 봉지구조는 공지된 방식으로 형성할 수 있다.

본 출원은 또한 상기 기술한 유기전자장치, 예를 들면, 유기발광장치의 용도에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는, 예를 들면, 디스플레이용 광원, 예를 들어 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 백라이트, 조명, 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 표시장치, 면상발광체의 광원, 디스플레이, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 본 출원은, 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 상기 조명 장치 또는 기타 다른 용도에 상기 유기발광소자가 적용될 경우에, 상기 장치 등을 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 유기발광소자가 사용되는 한, 해당 분야에 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.

본 출원의 유기전자소자용 기판은, 예를 들면, 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되는 것을 차단하여 내구성이 향상되고, 광추출 효율 등을 포함하는 성능이 우수한 유기전자장치를 형성할 수 있다.

도 1은 유기전자소자용 기판을 예시적으로 나타낸다.
도 2는 플렉서블 기재층을 예시적으로 나타낸다.
도 3은 유기전자장치를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 실시예 및 비교예의 파장에 대한 발광 스펙트럼 결과 그래프이다.

이하, 본 출원에 따른 실시예를 통하여 본 출원을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

유리 기판 상에, 기재 물질로서 굴절률이 1.6인 폴리이미드, 및 고굴절 입자로서 굴절률이 1.8인 Al₂O₃(평균 입경: 20~30nm)를 5%의 중량 비율로 배?한 코팅 재료를 코팅하여 두께가 약 25~30um인 플렉서블 기재층을 형성하였다. 이어서, 상기 플렉서블 기재층 상에 ALD(Atomic Layer Deposition) 방식으로 굴절률이 1.75인 Al₂O₃와 TiO2의 복합막을 두께가 약 30~50nm가 되도록 배리어층을 형성하였다. 이어서, 상기 배리어층 상에 스퍼터링 방식으로 굴절률이 약 1.8~1.9인 ITO 투명전극층을 약 100~150nm의 두께가 되도록 형성하였다. 형성된 플렉서블 기재층에 대하여 HM-150을 이용하여 JIS K 7105방식으로 헤이즈를 평가한 결과, 헤이즈가 60%로 측정되었다. 이어서, 상기 투명전극층상에 증착 방식을 통해 알파-NPD(N,N'-Di-[(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)를 포함하는 정공 주입층및 발광층(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine (TCTA):Firpic, TCTA:Fir6)을 순차 형성하였다. 이어서, 상기 발광층의 상부에 전자 수송성 화합물인TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine)를 장착하여 전자 수송층을 약 70 nm의 두께로 형성하였다. 이어서, 전자 주입성 반사 전극으로서 알루미늄(Al)전극을 진공 증착 방식으로 상기 전자 수송층의 상부에 형성하여 소자를 제조하였다. 이어서 Ar 가스 분위기의 글로브 박스에서 상기 소자에 봉지 구조를 부착하여 유기발광장치를 제조하였다.

실시예 2

플렉서블 기재층 형성 시에, 고굴절 입자로서 Al₂O₃를 1%의 중량 비율로 배합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 유기발광장치를 제조하였다 형성된 플렉서블 기재층에 대하여 HM-150을 이용하여 JIS K 7105방식으로 헤이즈를 평가한 결과, 헤이즈가 30%로 측정되었다.

비교예 1

플렉서블 기재층 형성 시에, 고굴절 입자를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 유기발광장치를 제조하였다 형성된 플렉서블 기재층에 대하여 HM-150을 이용하여 JIS K 7105방식으로 헤이즈를 평가한 결과, 헤이즈가 2%로 측정되었다.

비교예 2

플렉서블 기재층 형성 시에, 고굴절 입자 대신에 굴절률이 1.5인 굴절률 입자(Silica, 평균 입경: 300~500nm)를 10%의 중량 비율로 배합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 유기발광장치를 제조하였다. 형성된 플렉서블 기재층에 대하여 HM-150을 이용하여 JIS K 7105방식으로 헤이즈를 평가한 결과, 헤이즈가 60%로 측정되었다.

비교예 3

플렉서블 기재층을 형성하지 않은 유리 기판을 기재층으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 유기발광장치를 제조하였다.

시험예 1: 유기발광장치의 성능 평가

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3의 유기발광장치에 대하여 양자 효율(Quantum Efficiency), CCT (상관색온도, Correlated Color Temperature), CRI(연색성지수, Color Rendering　Index), Duv(Delta uv color) 및 CIE color (x, y)를 공지의 방식으로 평가한 후 그 결과를 표 1에 나타내었고, 파장에 대한 발광 스펙트럼을 공지의 방식으로 측정한 후 그 결과를 도 4에 나타내었다.

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1(헤이즈: 60%, △n: 0.2) 및 실시예 2(헤이즈: 30%, △n: 0.2)의 경우 양자 효율이 약 35% 이상으로 우수한 광추출 성능을 나타냈다. 특히, 실시예 1의 경우 약 45%의 양자 효율을 나타내며 현저히 우수한 광추출 성능을 나타냈다.

비교예 1(헤이즈: 2%, △n: 0.2) 및 비교예 2(헤이즈: 60%, △n: -0.1)는 실시예에 비하여 낮은 양자 효율을 나타내며 광추출 성능이 우수하지 못한 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 3은 실시예 2와 유사한 양자 효율을 나타내지만, 유리 기판을 자체를 기재층으로 사용한 것이기 때문에 플렉서블 소자의 구현에 부적합하다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 2의 경우 비교예 1 내지 2에 비하여 거의 모든 스펙트럼 영역에서 발광 세기가 증가되었고, 특히 실시예 1(헤이즈: 60%, △n: 0.2)은 비교예 1 내지 2에 비하여 발광 세기가 현저히 증가됨을 알 수 있다.

	기재층 Haze(%)	굴절률 차이 (△n)	양자 효율 (%)	CCT	CRI	Duv	CIE color (x, y)
실시예 1	60	0.2	44.8	3722	86	-0.0009	(0.393, 0.382)
실시예 2	30	0.2	35.6	3708	86	0.0006	(0.395, 0.386)
비교예 1	2	0.2	28,2	3694	87	0.0009	(0.396, 0.388)
비교예 2	60	-0.1	33.0	3807	87	0.0023	(0.391, 0.388)
비교예 3	유리 기판		35.4	4064	89	0.0052	(0.381, 0.388)

101: 플렉서블 기재층
102: 배리어층
103: 투명전극층
1011: 기재 물질
1012: 고굴절 입자
301: 유기층
302: 제 2 전극층

Claims

헤이즈가 30% 내지 80%의 범위 내인 플렉서블 기재층 및 상기 플렉서블 기재층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.7 내지 1.9 범위 내인 배리어층; 및 상기 배리어층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.8 내지 2.0 범위 내인 투명 전극층을 포함하고, 상기 플렉서블 기재층은 기재 물질 및 상기 기재 물질과 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내인 고굴절 입자를 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
플렉서블 기재층은 가시 광선 영역 내의 적어도 어느 한 파장에 대한 광 투과율이 80% 이상인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
기재 물질은 굴절률이 1.5 내지 1.9 범위 내인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
기재 물질은 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설파이드, 폴리설폰 아크릴 수지, 폴리스타이렌 또는 에폭시 수지를 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
고굴절 입자의 굴절률이 기재 물질의 굴절률에 비하여 더 높은 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
고굴절 입자는 굴절률이 1.8 내지 2.4 범위 내인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
고굴절 입자는 폴리스티렌 또는 그 유도체, 아크릴 수지 또는 그 유도체, 실리콘 수지 또는 그 유도체, 또는 노볼락 수지 또는 그 유도체, 알루미나, 알루미노 실리케이트, 산화 티탄 및 산화 지르코늄으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 배리어층은 무기물 또는 유기물을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 8 항에 있어서,
무기물은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 및 금속 불화물로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 8 항에 있어서,
유기물은 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 및 폴리디클로로디플루오로에틸렌으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서,
투명 전극층은 투명 전도성 산화물을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 11 항에 있어서,
투명 전도성 산화물은 ITO, IZO, GaZO, ZnO또는 SnO₂인 유기전자소자용 기판.
헤이즈가 30% 내지 80%의 범위 내인 플렉서블 기재층 상에 굴절률이 1.7 내지 1.9 범위 내인 배리어층을 형성하고, 상기 배리어층상에 굴절률이 1.8 내지 2.0 범위 내인 투명 전극층을 형성하고, 상기 플렉서블 기재층은 기재 물질 및 상기 기재 물질과 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내인 고굴절 입자를 포함하도록 형성하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
헤이즈가 30% 내지 80%의 범위 내인 플렉서블 기재층; 상기 플렉서블 기재층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.7 내지 1.9 범위 내인 배리어층; 및 상기 배리어층상에 형성되어 있으며, 굴절률이 1.8 내지 2.0 범위 내인 투명 전극층; 상기 투명 전극층상에 형성되어 있는 유기층 및 상기 유기층상에 형성되어 있는 제 2 전극을 포함하고, 상기 플렉서블 기재층은 기재 물질 및 상기 기재 물질과 굴절률 차이가 0.1 내지 0.5 범위 내인 고굴절 입자를 포함하는 유기전자장치.
제 14 항에 있어서,
유기층은 발광층을 포함하는 유기전자장치.
제 13 항의 방법에 따라 제조된 유기전자소자용 기판의 투명 전극층상에 유기층 및 제 2 전극을 순차 형성하는 것을 포함하는 유기전자장치의 제조방법.
제 14 항의 유기전자장치를 포함하는 디스플레이용 광원.
제 14 항의 유기전자장치를 포함하는 조명 기기.