KR20160054044A - 발광 컴포넌트와 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

발광 컴포넌트와 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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에르빈 랑
다니엘 슈테펜 제츠
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오스람 오엘이디 게엠베하
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Abstract

발광 컴포넌트 및 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법
발광 컴포넌트는, 제1 전극, 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 유기 기능 층 구조물을 포함하는 전기적 액티브 영역, 상기 전기적 액티브 영역 위에 배열되는 커버, 및 상기 커버와 상기 전기적 액티브 영역 사이에 배열되는 층 구조물을 포함할 수 있다. 상기 컴포넌트는 상기 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층을 가질 수 있다.

Description

발광 컴포넌트와 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법{LIGHT­EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING A LIGHT­EMITTING COMPONENT}
본 출원은, 2011년 10월 13일자로 출원된 독일 출원 번호 10 2011 084 437.6을 우선권으로 주장하고 본 명세서에 인용에 의해 그 전체가 포함되는, 2012년 8월 20일자로 출원된 PCT 출원 번호 PCT/EP2012/066203의 35 U.S.C. §371에 따른 국내 단계 진입이다.
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트와 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래의 투명 OLED(organic light-emitting diode)에서는, 대략 1.55의 굴절률을 갖는 접착제가 커버 유리의 라미네이션을 위해 보통 사용된다. 그러한 투명 OLED의 달성가능한 광학 투명도는 제한된다.
다양한 실시예들은, 발광 컴포넌트에 의해 방출된 광의 색 적응이 단순한 방식으로 달성되는 상기 발광 컴포넌트를 제공한다. 또한, 다양한 실시예들은, 발광 컴포넌트의 광학 투명도가 증가될 수 있는 상기 발광 컴포넌트를 제공한다.
다양한 실시예들은, 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 유기 기능 층 구조물을 포함하는 전기적 액티브 영역; 상기 전기적 액티브 영역 위에 배열된 커버; 및 상기 커버와 상기 전기적 액티브 영역 사이에 배열되고, 적어도 하나의 층 ― 여기서, 상기 적어도 하나의 층은 상기 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 가짐 ― 을 갖는 층 구조물을 포함하는 발광 컴포넌트를 제공한다.
예시적으로, 층 구조물은 다양한 실시예들에서, 예컨대 광학 투명 발광 컴포넌트에서, 바꾸어 말하면 상단 및 하단 에미터에서, 예컨대 투명 OLED에서 사용될 수 있고, 여기서 다양한 실시예들의 층 구조물은 발광 컴포넌트의 투명도를 증가시킬 수 있다. 이는, 다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트의 총 두께를 크게 증가시키지 않고 달성될 수 있다.
하나의 구성에서, 층 구조물은 접착제를 포함할 수 있거나, 또는 접착제에 의해 형성될 수 있다.
다른 구성에서, 대안적으로 또는 부가하여, 발광 컴포넌트는 커버를 고정(예컨대, 라미네이팅)시키기 위해 상기 커버(예컨대, 유리 커버, 대안적으로 필름 커버)와 상기 층 구조물의 적어도 하나의 층 사이에 접착제를 포함할 수 있고; 여기서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은 또한 접착제의 굴절률 미만의 굴절률을 갖는다. 바꾸어 말하면, 커버와 층 구조물 사이에 부가의 접착제의 존재가 제공된다면, 굴절률은 예컨대 커버의 굴절률 미만 그리고 접착제의 굴절률 미만 둘 다이다. 커버가 원리적으로, 예컨대 임의의 임의적 타입의 하나 또는 그 초과의 층들을 포함하는, 예컨대 하나 또는 그 초과의 래커들 또는 임의의 다른 적절한 층을 포함하는 임의의 임의적 타입의 커버일 수 있음이 지적되어야 한다.
다른 구성에서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은 1.5 미만의 굴절률을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 커버는 예컨대 1.5 초과의 굴절률, 예컨대 1.55 초과의 굴절률을 갖고, 그래서 1.5 미만의 층 구조물의 적어도 하나의 층의 굴절률의 경우 구별 효과(distinct effect)가 이미 획득된다.
다른 구성에서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은 적어도 하나의 불화물(fluoride) 또는 불소(fluorine)-함유 폴리머를 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은, 에어 인클루전(air inclusion)들을 갖거나 또는 매트릭스의 굴절률을 감소시키는 입자들을 갖는 매트릭스를 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은 층 구조물에 또는 발광 컴포넌트에 캡슐화된 에어로겔 또는 수분을 포함할 수 있다.
다른 구성에서, 층 구조물은 대략 50㎚ 내지 대략 150㎚의 범위의 층 두께, 대안적으로 대략 5㎛ 내지 대략 50㎛의 범위의 층 두께를 가질 수 있다. 이들 두 개의 층 두께 범위들에 대해, 발광 컴포넌트의 투명도를 증가시키는 것과 관련하여 최선 결과들이 획득되었다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 기판 및 캡슐화부(예컨대, 박막 캡슐화부)를 또한 포함할 수 있고, 여기서 캡슐화부는 전기적 액티브 영역의, 기판을 등지는 면 상에 배열된다. 층 구조물은 캡슐화부 위에 배열될 수 있다. 캡슐화부에 의하여, 발광 컴포넌트는 예컨대 습기와 같은 환경적 영향들로부터 훨씬 더 잘 보호된다.
다른 구성에서, 커버는, 전기적 액티브 영역의 제1 주면(main side) 위에 배열되는 제1 커버와 전기적 액티브 영역의 제2 주면 아래에 배열되는 제2 커버를 포함할 수 있고, 상기 제2 주면은 상기 제1 주면 반대 편에 위치된다. 예시적으로, 다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트의 각각의 주면 상에, 각각의 커버, 예컨대 유리 커버가 발광 컴포넌트를 보호하기 위해 제공된다.
다른 구성에서, 발광 컴포넌트는 OLED(organic light-emitting diode)로서 설계될 수 있다.
다양한 실시예들은 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은, 전기적 액티브 영역을 형성하는 단계 ― 여기서, 상기 전기적 액티브 영역을 형성하는 단계는, 제1 전극을 형성하는 단계; 제2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 유기 기능 층 구조물을 형성하는 단계를 포함할 수 있음 ― 를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 전기적 액티브 영역 위에 적어도 하나의 층을 갖는 층 구조물을 형성하는 단계; 및 상기 층 구조물 위에 커버를 형성하는 단계를 포함할 수 있고; 여기서 상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 상기 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 갖는다.
하나의 구성에서, 전기적 액티브 영역을 형성한 이후 그리고 커버를 형성하기 이전, 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물의 광학 투명도가 측정될 수 있고; 그리고 층 구조물은 측정된 광학 투명도에 따라 형성될 수 있고, 그래서 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물 및 층 구조물의 원하는 광학 타겟 투명도가 획득된다.
실현 가능한 한에 있어서는, 발광 컴포넌트의 구성들은 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 대응하게 적용된다.
이러한 설명의 맥락에서, 굴절률이 일반적으로 파장과 무관하지 않기 때문에 굴절률의 각각의 값이 각각의 경우 방출되고 있는 관심대상 광의 파장들 중 하나의 파장에 관련됨이 지적되어야 한다. 결과적으로, 특정 파장들의 경우 비교 값들이 사용되어야 하고, 그러나 그 결과 인덱스가 다른 것보다 더 크거나 또는 더 작은 효과에 대한 일반적 진술들은 각자의 유효함을 유지한다.
도면들에서는, 같은 참조 캐릭터들은 일반적으로 상이한 도면들을 통틀어 동일한 부분들을 지칭한다. 도면들이 반드시 축척에 맞는 것은 아니며, 대신에 기재된 실시예들의 원리들을 예시할 때 일반적으로 강조가 이루어진다. 다음의 설명에서는, 다음의 도면들을 참조하여 다양한 실시예들이 설명되었다.
도 1은 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 2는 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 3은 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 4는 방출된 광의 파장의 함수로서, 발광 기준 컴포넌트에 의한 광의 투과(transmission)를 예시하는 도면을 도시한다.
도 5는 방출된 광의 파장의 함수로서, 각각의 경우 상이한 굴절률을 갖는 중간 층을 포함하는 발광 컴포넌트들에 의한 광의 투과를 예시하는 도면을 도시한다.
도 6은 방출된 광의 파장의 함수로서, 각각의 경우 상이한 굴절률을 갖는 중간 층을 포함하는 발광 컴포넌트들에 의한 광의 투과를 예시하는 도면을 도시한다.
도 7은 다양한 재료들에 대해 광 파장의 함수로서 굴절률을 예시하는 도면을 도시한다.
도 8은 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름 차트를 도시한다.
다음의 상세한 설명은, 예시로서, 본 명세서가 구현될 수 있는 특정 세부사항들 및 실시예들을 도시하는 첨부된 도면을 참조한다.
다음의 상세한 설명에서, 이러한 설명의 일부를 형성하고 예시적 목적을 위해 본 명세서가 구현될 수 있는 특정 실시예들을 도시하는 동반된 도면들이 참조된다. 이 점에서, 예컨대 "상단에", "하단에", "앞쪽에", "뒤쪽에", "앞쪽, "뒤쪽" 등등과 같은 방향 용어는 설명된 도면(들)의 배향과 관련하여 사용된다. 실시예들의 컴포넌트 부품들이 다수의 상이한 배향들로 포지셔닝될 수 있기 때문에, 방향 용어가 예시를 위해 제공되고, 무엇이든 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다. 본 명세서의 보호 범위로부터 벗어남 없이, 다른 실시예들이 사용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경들이 이루어질 수 있음은 말할 필요가 없다. 구체적으로 그렇지 않다고 표시되지 않는 한, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들의 피처들이 서로 결합될 수 있음은 말할 필요가 없다. 그러므로, 다음의 상세한 설명은 제한하는 의미로 해석되어서는 안되며, 본 명세서의 보호 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
이러한 설명의 맥락에서, 용어들 "연결된" 및 "커플링된"은 직접적 및 간접적 연결과 직접적 또는 간접적 커플링 둘 다를 설명하기 위해 사용된다. 도면들에서, 이것이 편리한 한, 동일하거나 또는 유사한 엘리먼트들에는 동일한 참조 부호들이 제공된다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트는 OLED(organic light-emitting diode)로서 또는 유기 발광 트랜지스터로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트는 집적 회로의 일부일 수 있다. 또한, 복수의 발광 컴포넌트들이 예컨대 공통 하우징에 수용되는 방식으로 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트(100)의 단면도를 도시한다.
OLED(100) 형태의 발광 컴포넌트(100)는 기판(102)을 가질 수 있다. 기판(102)은 예컨대, 전자 엘리먼트들 또는 층들, 예컨대 발광 엘리먼트들에 대한 캐리어 엘리먼트로서의 역할을 할 수 있다. 예로서, 기판(102)은 유리, 석영, 및/또는 반도체 재료 또는 임의의 다른 적절한 재료를 포함할 수 있거나 또는 유리, 석영, 및/또는 반도체 재료 또는 임의의 다른 적절한 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 기판(102)은 플라스틱 필름 또는 하나 또는 복수의 플라스틱 필름들을 포함하는 라미네이트를 포함할 수 있거나, 또는 플라스틱 필름 또는 하나 또는 복수의 플라스틱 필름들을 포함하는 라미네이트로부터 형성될 수 있다. 플라스틱은 하나 또는 그 초과의 폴리오레핀들(예컨대, 고밀도 또는 저밀도 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene))을 포함할 수 있거나, 또는 하나 또는 그 초과의 폴리오레핀들로부터 형성될 수 있다. 또한, 플라스틱은 PVC(polyvinyl chloride), PS(polystyrene), 폴리에스테르 및/또는 PC(polycarbonate), PET(polyethylene terephthalate), PES(polyether sulfone) 및/또는 PEN(polyethylene naphthalate)를 포함할 수 있거나, 또는 PVC, PS, 폴리에스테르 및/또는 PC, PET, PES 및/또는 PEN로부터 형성될 수 있다. 기판(102)은 위에서 언급된 재료들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 기판(102)은 반투명 또는 심지어 투명한 것으로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 용어 "반투명" 또는 "반투명 층"은 층이 광, 예컨대 하나 또는 그 초과의 파장 범위들에서 예컨대 발광 컴포넌트에 의해 생성된 광, 예컨대 가시 광의 파장 범위(예컨대, 적어도 380㎚ 내지 780㎚의 파장 범위 중 부분적 범위)의 광을 투과시킴을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예로서, 다양한 실시예들에서, 용어 "반투명 층"은 실질상 구조물(예컨대, 층)로 커플링 인된 광의 전체 수량이 또한 상기 구조물(예컨대, 층)로부터 커플링 아웃됨 ― 여기서, 광의 일부가 이 경우 산란될 수 있음 ― 을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 실시예들에서, 용어 "투명" 또는 "투명 층"은 광(예컨대, 적어도 380㎚ 내지 780㎚의 파장 범위 중 부분적 범위의 광)을 투과시키는 것 ― 여기서, 구조물(예컨대, 층)로 커플링 인된 광은 또한 실질상 산란 또는 광 변환 없이 상기 구조물(예컨대 층)로부터 커플링 아웃됨 ― 을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 결과적으로, 다양한 실시예들에서, "투명"은 "반투명"의 특별한 경우로서 간주되어야 한다.
예컨대 발광 단색 또는 방출 스펙트럼-제한된 전자 컴포넌트가 제공되도록 의도되는 경우에 대해, 광학 반투명 층 구조물이 적어도, 제한된 방출 스펙트럼에 대해 또는 원하는 단색 광의 파장 범위 중 부분적 범위에서 반투명한 것으로 충분하다.
다양한 실시예들에서, OLED(100)(그렇지 않으면 위에서 설명되었거나 또는 아래에서 설명될 실시예들에 따른 발광 컴포넌트들)는 소위 상단 및 하단 에미터로서 설계될 수 있다. 상단 및 하단 에미터는 또한 광학 투명 컴포넌트, 예컨대 투명 OLED로서 지명될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 장벽 층(104)이 기판(102) 상에 또는 그 위에 선택적으로 배열될 수 있다. 장벽 층(104)은 다음의 재료들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있거나 또는 이들로 구성될 수 있다: 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 하프늄, 산화 탄탈륨 산화 란탄, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, ITO(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물, 알루미늄-도핑된 산화 아연, 그리고 이들의 혼합물들 및 합금들. 또한, 다양한 실시예들에서, 장벽 층(104)은 대략 0.1㎚(하나의 원자 층) 내지 대략 5000㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 200㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 40㎚의 층 두께를 가질 수 있다.
발광 컴포넌트(100)의 전기적 액티브 영역(106)은 장벽 층(104) 상에 또는 그 위에 배열될 수 있다. 전기적 액티브 영역(106)은, 발광 컴포넌트(100)의 동작을 위한 전기 전류가 흐르는, 발광 컴포넌트(100)의 그 영역으로서 이해될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전기적 액티브 영역(106)은, 아래에서 훨씬 더 상세히 설명될 바와 같이, 제1 전극(108), 제2 전극(112) 및 유기 기능 층 구조물(110)을 가질 수 있다.
이 점에서, 다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)(예컨대, 제1 전극 층(108)의 형태임)은 장벽 층(104) 상에 또는 그 위에(또는, 장벽 층(104)이 존재하지 않는다면, 기판(102) 상에 또는 그 위에) 적용될 수 있다. 제1 전극(108)(이후에, 하단 전극(108)으로서 또한 지명됨)은, 예컨대 금속 또는 TCO(transparent conductive oxide), 또는 동일한 금속 또는 상이한 금속들 및/또는 동일한 TCO 또는 상이한 TCO들의 복수의 층들을 포함하는 층 스택과 같은 전기 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. TCO들은 투명 전도성 재료들, 예컨대 산화 아연, 산화 주석, 산화 카드뮴, 산화 티타늄, 산화 인듐, 또는 ITO(indium tin oxide)와 같은 예컨대 금속 산화물들이다. 예컨대 ZnO, SnO2, 또는 In2O3와 같은 이원 금속-산소 화합물들과 함께, 예컨대 AlZnO, Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12와 같은 삼원 금속-산소 화합물들, 또는 상이한 투명 전도성 산화물들의 혼합물들이 또한 TCO들의 그룹에 속하고, 다양한 실시예들에서 사용될 수 있다. 또한, TCO들이 반드시 화학량론적 컴포지션에 대응하는 것은 아니며, 또한 p-도핑 또는 n-도핑될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)은 금속; 예컨대 Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ag, Au, Mg, Ca, Sm 또는 Li, 그리고 이들 재료들의 화합물들, 결합들 또는 합금들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)은, TCO 층 상에 금속 층의 결합의 층 스택에 의해 형성될 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다. 일 예는 ITO 층 상에 적용된 실버 층(ITO 상에 Ag), 또는 ITO-Ag-ITO 다층들이다.
다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)은 전술된 재료들에 대한 대안으로서 또는 그에 부가하여 다음의 재료들 중 하나 또는 복수를 제공할 수 있다: 금속성 나노와이어들 및 나노입자들로 구성된 네트워크들, 예컨대 Ag로 구성된 네트워크들; 탄소 나노튜브들로 구성된 네트워크들; 그래핀 입자들 및 그래핀 층들; 반도체성 나노와이어들로 구성된 네트워크들.
또한, 제1 전극(108)은 전기 전도성 폴리머들 또는 전이 금속 산화물들 또는 투명 전기 전도성 산화물들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제1 전극(108) 및 기판(102)은 반투명 또는 투명한 것으로서 형성될 수 있다. 제1 전극(108)이 금속으로부터 형성되는 경우에, 제1 전극(108)은 예컨대 대략 25㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 20㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 18㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 전극(108)은 예컨대 대략 10㎚와 동일하거나 또는 그 초과의 층 두께, 예컨대 대략 15㎚와 동일하거나 또는 그 초과의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)은 대략 10㎚ 내지 대략 25㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 18㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 15㎚ 내지 대략 18㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
또한, 제1 전극(108)이 TCO(transparent conductive oxide)로부터 형성되는 경우에 대해, 제1 전극(108)은 예컨대 대략 50㎚ 내지 대략 500㎚ 범위의 층 두께, 예컨대 대략 75㎚ 내지 대략 250㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 100㎚ 내지 대략 150㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
또한, 제1 전극(108)이 예컨대 전도성 폴리머들과 결합될 수 있는 금속성 나노와이어들로 구성된 네트워크, 예컨대 Ag로 구성된 네트워크, 전도성 폴리머들과 결합될 수 있는 탄소 나노튜브들로 구성된 네트워크로부터 형성되거나 또는 그래핀 층들 및 컴포지트들로부터 형성되는 경우에 대해, 제1 전극(108)은 예컨대 대략 1㎚ 내지 대략 500㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 400㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 40㎚ 내지 대략 250㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다.
제1 전극(108)은 애노드로서, 다시 말해 홀-주입 전극으로서, 또는 캐소드로서, 다시 말해 전자-주입 전극으로서 형성될 수 있다.
제1 전극(108)은 제1 전기 단자를 가질 수 있고, 제1 전기 전위(에너지 스토어(예시되지 않음), 예컨대 전류원 또는 전압원에 의해 제공됨)가 상기 제1 전기 단자에 인가될 수 있다. 대안적으로, 제1 전기 전위가 기판(102)에 인가될 수 있고, 그런 다음 상기 기판을 통해 제1 전극(108)에 간접적으로 피딩될 수 있다. 제1 전기 전위는 예컨대 접지 전위 또는 어떤 다른 미리정의된 기준 전위일 수 있다.
또한, 발광 컴포넌트(100)의 전기적 액티브 영역(106)은 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)을 가질 수 있고, 상기 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 제1 전극(108) 상에 또는 그 위에 적용된다.
유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 예컨대 형광성 및/또는 인광성 에미터들을 포함하는 하나 또는 복수의 에미터 층들(114), 그리고 하나 또는 복수의 홀-전도성 층들(116)(홀 수송 층(들)(116)으로서 또한 지명됨)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 전자-전도성 층들(118)(전자 수송 층(들)(118)으로서 또한 지명됨)이 대안적으로 또는 부가하여 제공될 수 있다.
에미터 층(들)(114)에 대해 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트(100)에서 사용될 수 있는 에미터 재료들의 예들은, 폴리플루오렌, 폴리시오펜 및 폴리페닐렌(예컨대, 2- 또는 2,5-substituted poly-p-phenylene vinylene)의 유도체들과 같은 유기 또는 유기금속성 화합물들, 그리고 넌-폴리메트릭 에미터들로서 금속 착물들, 예컨대 청색 인광성 FIrPic(bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)-iridium III), 녹색 인광성 Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium III), 적색 인광성 Ru (dtb-bpy)3*2(PF6)(tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2'-bipyridine]ruthenium(III) 착물) 그리고 청색 형광성 DPAVBi(4,4-bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl), 녹색 형광성 TTPA(9,10-bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracene) 및 적색 형광성 DCM2(4-dicyanomethylene)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran)과 같은 이리듐 착물들을 포함한다. 그러한 넌-폴리메트릭 에미터들은 예컨대 열 증발에 의하여 증착될 수 있다. 또한, 특히 예컨대 스핀 코팅과 같은 습식-화학적 방법에 의하여 증착될 수 있는 폴리머 에미터들을 사용하는 것이 가능하다.
에미터 재료들은 적절한 방식으로 매트릭스 재료에 임베딩될 수 있다.
다른 실시예들에서 다른 적절한 에미터 재료들이 마찬가지로 제공됨이 지적되어야 한다.
발광 컴포넌트(100)의 에미터 층(들)(114)의 에미터 재료들은 예컨대 발광 컴포넌트(100)가 백색 광을 방출하도록 선택될 수 있다. 에미터 층(들)(114)은 상이한 색들(예컨대, 청색 및 황색, 또는 청색, 녹색 및 적색)로 방출하는 복수의 에미터 재료들을 포함할 수 있고; 대안적으로, 에미터 층(들)(114)은 청색 형광성 에미터 층(114) 또는 청색 인광성 에미터 층(114), 녹색 인광성 에미터 층(114) 및 적색 인광성 에미터 층(114)과 같은 복수의 부분적 층들로부터 또한 구성될 수 있다. 상이한 색들을 혼합함으로써, 백색 인상을 갖는 광의 방출이 야기될 수 있다. 대안적으로, 상기 층들에 의해 생성된 일차 방출의 빔 경로에 컨버터 재료를 배열하는 것이 또한 제공될 수 있고 ― 상기 컨버터 재료는 일차 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고, 상이한 파장을 갖는 이차 방사선을 방출함 ―, 그래서 일차 및 이차 방사선의 결합 때문에 (여전히 백색이 아닌) 일차 방사선으로부터 백색 인상이 야기된다.
유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 일반적으로 하나 또는 복수의 전기루미네선트 층들을 포함할 수 있다. 하나 또는 복수의 전기루미네선트 층들은 유기 폴리머들, 유기 올리고머들, 유기 단위체들, 유기 소형 넌-폴리메트릭 분자들("소분자들") 또는 이들 재료들의 결합을 포함할 수 있다. 예로서, 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은, 예컨대 OLED의 경우 전기루미네선트 층 또는 전기루미네선트 영역으로의 유효 홀 주입을 가능케 하기 위하여, 홀 수송 층(116)으로서 구현된 하나 또는 복수의 전기루미네선트 층들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은, 예컨대 OLED에서 전기루미네선트 층 또는 전기루미네선트 영역으로의 유효 전자 주입을 가능케 하기 위하여, 전자 수송 층(118)으로서 구현된 하나 또는 복수의 기능 층들을 포함할 수 있다. 예로서, 삼원 아민들, 카바조(carbazo) 유도체들, 전도성 폴리아닐린 또는 폴리에틸렌 디옥시시오펜(dioxythiophene)이 홀 수송 층(116)을 위한 재료로서 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 전기루미네선트 층들은 하나의 전기루미네선트 층으로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 홀 수송 층(116)은 제1 전극(108) 상에 또는 그 위에 적용, 예컨대 증착될 수 있고, 에미터 층(114)은 홀 수송 층(116) 상에 또는 그 위에 적용, 예컨대 증착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전자 수송 층(118)은 에미터 층(114) 상에 또는 그 위에 적용, 예컨대 증착될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)(다시 말해 예컨대 홀 수송 층(들)(116) 및 에미터 층(들)(114) 및 전자 수송 층(들)(118)의 두께들의 합)은 최대 대략 1.5㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 1.2㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 1㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 800㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 500㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 400㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 300㎚의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 예컨대 하나의 층 위에 다른 층이 바로 배열된 복수의 OLED(organic light-emitting diode)들의 스택을 가질 수 있고, 여기서 각각의 OLED는 예컨대 최대 대략 1.5㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 1.2㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 1㎛의 층 두께, 예컨대 최대 대략 800㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 500㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 400㎚의 층 두께, 예컨대 최대 대략 300㎚의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 예컨대 하나의 층 위에 다른 층이 바로 배열된 두 개, 세 개 또는 네 개의 OLED들의 스택을 가질 수 있고, 상기의 경우, 예컨대 유기 전기루미네선트 층 구조물(110)은 최대 대략 3㎛의 층 두께를 가질 수 있다.
발광 컴포넌트(100)는 선택적으로 일반적으로, 예컨대 하나 또는 복수의 에미터 층들(114) 상에 또는 그 위에 또는 전자 수송 층(들)(118) 상에 또는 그 위에 배열된 추가의 유기 기능 층들을 포함할 수 있고, 상기 추가의 유기 기능 층들은 발광 컴포넌트(100)의 기능성 및 그에 따라 효율성을 추가로 개선시키기 위해 제공된다.
제2 전극(112)(예컨대, 제2 전극 층(112)의 형태임)은 유기 전기루미네선트 층 구조물(110) 상에 또는 그 위에 적용될 수 있거나, 또는 적절하다면 하나 또는 복수의 추가의 유기 기능 층들 상에 또는 그 위에 적용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제2 전극(112)은 제1 전극(108)과 동일한 재료들을 포함할 수 있거나 또는 제1 전극(108)과 동일한 재료들로부터 형성될 수 있고, 다양한 실시예들에서 금속들이 특히 적절하다.
다양한 실시예들에서, 제2 전극(112)(예컨대, 금속성 제2 전극(112)의 경우에 대해)은 예컨대 대략 50㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 45㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 40㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 35㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 30㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 25㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 20㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 15㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께, 예컨대 대략 10㎚와 동일하거나 또는 그 미만의 층 두께를 가질 수 있다.
일반적으로, 제2 전극(112)은 제1 전극(108)과 유사한 방식으로 또는 제1 전극(108)과 상이하게 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 전극(112)은, 제1 전극(108)과 관련되어 위에서 설명된 바와 같이 상기 재료들 중 하나 또는 그 초과로부터 그리고 각각의 층 두께를 갖고 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 전극(108)과 제2 전극(112) 둘 다는 반투명 또는 투명한 것으로서 형성된다. 결과적으로, 도 1에서 예시된 발광 컴포넌트(100)는 상단 및 하단 에미터로서(바꾸어 말하면, 투명 발광 컴포넌트(100)로서) 설계될 수 있다.
제2 전극(112)은 애노드로서, 다시 말해 홀-주입 전극으로서, 또는 캐소드로서, 다시 말해 전자-주입 전극으로서 형성될 수 있다.
제2 전극(112)은 제2 전기 단자를 가질 수 있고, 에너지원에 의해 제공되는 제2 전기 전위(제1 전기 전위와 상이함)가 상기 제2 전기 단자에 인가될 수 있다. 제2 전기 전위는 예컨대, 제1 전기 전위에 대한 차이가 대략 1.5V 내지 대략 20V의 범위의 값, 예컨대 대략 2.5V 내지 대략 15V의 범위의 값, 예컨대 대략 3V 내지 대략 12V의 범위의 값을 갖도록 하는 값을 가질 수 있다.
예컨대 장벽 박막 층/박막 캡슐화부(120)의 형태의 캡슐화부(120)는 선택적으로 또한, 제2 전극(112) 상에 또는 그 위에, 그리고 그에 따라 전기적 액티브 영역(106) 상에 또는 그 위에 형성될 수 있다.
본 출원의 맥락에서, "장벽 박막 층" 또는 "장벽 박막"(120)은, 예컨대 화학적 불순물들 또는 대기 물질들, 특히 수분(습기) 및 산소에 대한 장벽을 형성하기에 적절한 층 또는 층 구조물을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 다시 말해, 장벽 박막 층(120)은 수분, 산소 또는 용매와 같은 OLED-손상 물질들이 상기 장벽 박막 층(120)을 관통할 수 없도록 또는 상기 물질들 중 기껏해야 매우 적은 비율들이 상기 장벽 박막 층(120)을 관통할 수 있도록 형성된다.
하나의 구성에 따라, 장벽 박막 층(120)은 개별 층으로서(바꾸어 말하면, 단일 층으로서) 형성될 수 있다. 대안적 구성에 따라, 장벽 박막 층(120)은 복수의 부분적 층들 ― 하나의 부분적 층이 다른 부분적 층 위에 형성됨 ― 을 포함할 수 있다. 다시 말해, 하나의 구성에 따라, 장벽 박막 층(120)은 층 스택으로서 형성될 수 있다. 장벽 박막 층(120) 또는 장벽 박막 층(120)의 하나 또는 복수의 부분적 층들은 예컨대 적절한 증착 방법에 의하여, 예컨대 하나의 구성에 따른 ALD(atomic layer deposition) 방법, 예컨대 PEALD(plasma enhanced atomic layer deposition) 방법 또는 PLALD(plasmaless atomic layer deposition) 방법에 의하여, 또는 다른 구성에 따른 CVD(chemical vapor deposition) 방법, 예컨대 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법 또는 PLCVD(plasmaless chemical vapor deposition) 방법에 의하여, 또는 대안적으로 다른 적절한 증착 방법들에 의하여 형성될 수 있다.
ALD(atomic layer deposition) 방법을 이용함으로써, 매우 얇은 층들이 증착되는 것이 가능하다. 특히, 원자 층 범위의 층 두께들을 갖는 층들이 증착될 수 있다.
하나의 구성에 따라, 복수의 부분적 층들을 갖는 장벽 박막 층(120)의 경우, 부분적 층들 전부가 원자 층 증착 방법에 의하여 형성될 수 있다. ALD 층들만을 포함하는 층 시퀀스가 또한 "나노라미네이트"로서 지명될 수 있다.
대안적 구성에 따라, 복수의 부분적 층들을 포함하는 장벽 박막 층(120)의 경우, 장벽 박막 층(120)의 하나 또는 복수의 부분적 층들은 원자 층 증착 방법과 상이한 증착 방법에 의하여, 예컨대 기상 증착 방법에 의하여 증착될 수 있다.
하나의 구성에 따라, 장벽 박막 층(120)은 대략 0.1㎚(하나의 원자 층) 내지 대략 1000㎚의 층 두께, 예컨대 하나의 구성에 따른 대략 10㎚ 내지 대략 100㎚의 층 두께, 예컨대 하나의 구성에 따른 대략 40㎚를 가질 수 있다.
장벽 박막 층(120)이 복수의 부분적 층들을 포함하는 하나의 구성에 따라, 부분적 층들 전부가 동일한 층 두께를 가질 수 있다. 다른 구성에 따라, 장벽 박막 층(120)의 개별 부분적 층들은 상이한 층 두께들을 가질 수 있다. 다시 말해, 부분적 층들 중 적어도 하나가 하나 또는 그 초과의 다른 부분적 층들과 상이한 층 두께를 가질 수 있다.
하나의 구성에 따라, 장벽 박막 층(120) 또는 장벽 박막 층(120)의 개별 부분적 층들은 반투명 또는 투명 층으로서 형성될 수 있다. 다시 말해, 장벽 박막 층(120)(또는 장벽 박막 층(120)의 개별 부분적 층들)은 반투명 또는 투명 재료(또는 반투명한 또는 투명한 재료 결합)로 구성될 수 있다.
하나의 구성에 따라, 장벽 박막 층(120) 또는 (복수의 부분적 층들을 갖는 층 스택의 경우) 장벽 박막 층(120)의 하나 또는 복수의 부분적 층들은 다음의 재료들 중 하나를 포함할 수 있거나 또는 다음의 재료들 중 하나로 구성될 수 있다: 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 하프늄, 산화 탄탈륨 산화 란탄, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, ITO, 인듐 아연 산화물, 알루미늄-도핑된 산화 아연, 그리고 이들의 혼합물들 및 합금들. 다양한 실시예들에서, 장벽 박막 층(120) 또는 (복수의 부분적 층들을 갖는 층 스택의 경우) 장벽 박막 층(120)의 하나 또는 복수의 부분적 층들은 하나 또는 복수의 높은 굴절률 재료들, 바꾸어 말하면 높은 굴절률을 갖는, 예컨대 적어도 2의 굴절률을 갖는 하나 또는 복수의 재료들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 낮은 굴절률 중간 층 또는 낮은 굴절률 중간 층 구조물(122)(예컨대, 동일한 재료 또는 상이한 재료들로 구성된 하나 또는 복수의 층들을 가짐)은 캡슐화부(120) 상에 또는 그 위에 배열될 수 있고, 투명 발광 컴포넌트(100)의 경우 상기 투명 발광 컴포넌트(100)의 총 투명도를 증가시키도록 제공된다.
아래에서 훨씬 더 상세히 설명될 바와 같이, 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)은, (미리정의된 파장에서(예컨대, 380㎚ 내지 780㎚의 파장 범위의 미리정의된 파장에서) 발광 컴포넌트(100)의 (상기 미리정의된 파장에서의) 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 갖는 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 아래에서 훨씬 더 상세히 설명될 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 발광 컴포넌트(100)의 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 1.5 미만의 굴절률, 예컨대 1.49 미만의 굴절률, 예컨대 1.48 미만의 굴절률, 예컨대 1.47 미만의 굴절률, 예컨대 1.46 미만의 굴절률, 예컨대 1.45 미만의 굴절률, 예컨대 1.44 미만의 굴절률, 예컨대 1.43 미만의 굴절률, 예컨대 1.42 미만의 굴절률, 예컨대 1.41 미만의 굴절률, 예컨대 1.40 미만의 굴절률, 예컨대 1.39 미만의 굴절률, 예컨대 1.38 미만의 굴절률, 예컨대 1.37 미만의 굴절률, 예컨대 1.36 미만의 굴절률, 예컨대 1.35 미만의 굴절률, 예컨대 1.34 미만의 굴절률, 예컨대 1.33 미만의 굴절률, 예컨대 1.32 미만의 굴절률, 예컨대 1.31 미만의 굴절률, 예컨대 1.30 미만의 굴절률, 예컨대 1.25 미만의 굴절률, 예컨대 1.20 미만의 굴절률, 예컨대 1.15 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 적어도 하나의 불화물(fluoride) 또는 불소(fluorine)-함유 폴리머를 포함할 수 있다. 불화물이 특히 적절한데, 그 이유는 불화물이 보통 비교적 낮은 굴절률을 갖기 때문이다. 이 점에서, 예로서, 다음의 불화물들 중 하나 또는 그 초과가 다양한 실시예들에서 사용될 수 있다:
· 불화 칼륨(potassium fluoride)(KF)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.36의 굴절률);
· 불화 리튬(LiF)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.39의 굴절률);
· 불화 마그네슘(MgF2)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.38의 굴절률);
· 불화 나트륨(NaF)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.32의 굴절률);
· 불화 나트륨 알루미늄(Na3AlF6)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.35의 굴절률);
· 불화 바륨(BaF2)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.47의 굴절률);
· 불화 칼슘(CaF2)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.43의 굴절률);
· 불화 리튬 칼슘 알루미늄(LiCaAlF6)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.39의 굴절률);
· 불화 리튬 이트륨(LiYF4)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.45의 굴절률);
· 불화 스트론튬(SrF2)(633㎚의 광 파장에서 대략 1.44의 굴절률).
불소-함유 폴리머로서, 다양한 실시예들에서, 예로서, 예컨대 2,2-bistrifluoromethyl-4,5-difluoro-1,3-dioxole(PDD)의 공중합체들에 기초한 비결정질 플루오로폴리머(fluoropolymer)들의 그룹의 재료 부류를 제공하는 것이 가능하다. 그 하나의 예는 Dupont로부터의 재료 Teflon AF이다(폴리테트라플루오로에틸렌, fluorinated ethylenic cyclo oxyaliphatic substituted ethylenic copolymer로서 명명됨). Teflon AF는 상업적으로 이용가능하고, 다양한 실시예들의 맥락에서 다양한 용매들에서 예컨대 스핀-코팅될 수 있다. 이러한 재료 부류의 하나의 장점은 높은 (기계적) 내구성에서 볼 수 있다.
다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 에어 인클루전들(예컨대, 대략 40㎚ 미만(예컨대, 대략 1㎚ 내지 대략 40㎚)의 구멍 크기를 가짐, 예컨대 대략 30㎚ 미만(예컨대, 대략 1㎚ 내지 대략 30㎚)의 구멍 크기를 가짐, 예컨대 대략 20㎚ 미만(예컨대, 대략 1㎚ 내지 대략 20㎚)의 구멍 크기를 가짐, 예컨대 대략 10㎚ 미만(예컨대, 대략 1㎚ 내지 대략 10㎚)의 구멍 크기를 가짐)을 갖는 매트릭스를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 매트릭스의 굴절률을 감소시키는 입자들을 갖는 매트릭스를 포함할 수 있다. 예로서, 입자들은 다음의 재료들 중 하나 또는 복수를 포함할 수 있거나 또는 다음의 재료들 중 하나 또는 복수로부터 형성될 수 있다: 소형 에어 인클루전들(구멍들로서 또한 지명됨); 에어로겔; 및 SiO. 다양한 실시예들에서, 에어 인클루전들의 구조물 크기는 이 경우 50㎚ 미만이다.
다양한 실시예들에서, 중간 층 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 층 구조물에 또는 발광 컴포넌트에 캡슐화된 에어로겔 또는 수분을 포함할 수 있다.
낮은 굴절률 중간 층 또는 중간 층 구조물의 언급된 재료들 전부는, 발광 컴포넌트(100)에 의해 방출된 광의 각각의 파장(들)에서의 커버(그리고, 적절하다면, 존재한다면, 접착제(라미네이션 접착제로서 또한 지명됨))의 굴절률 미만인, 발광 컴포넌트(100)에 의해 방출된 관심대상 광의 파장들에서의 굴절률을 갖는다.
다양한 실시예들에서, 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)의 적어도 하나의 층 또는 전체 중간 층 구조물(122)은 대략 50㎚ 내지 대략 150㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 70㎚ 내지 대략 130㎚의 범위의 층 두께, 예컨대 대략 90㎚ 내지 대략 110㎚의 범위의 층 두께를 가질 수 있다. 투명도 증가 효과는 이들 층 두께 범위들에서 특히 높다.
*대안적으로, 투명도 증가 효과는 대략 5㎛ 내지 대략 50㎛의 범위의 층 두께의 경우, 예컨대 10㎛ 내지 대략 40㎛의 범위의 층 두께의 경우, 예컨대 대략 20㎛ 내지 대략 30㎛의 범위의 층 두께의 경우 마찬가지로 특히 높다는 것이 밝혀졌다.
다양한 실시예들에서, 중간 층 구조물(122)은 상이한 굴절률들을 갖는 복수의 낮은 굴절률 층들을 갖는 층 시퀀스를 포함할 수 있다.
중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122) 상에 또는 그 위에, 접착제 및/또는 보호성 래커(124)를 제공하는 것이 가능하고, 접착제 및/또는 보호성 래커(124)에 의하여, 예컨대, 커버(126)(예컨대, 유리 커버(126))가 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122) 상에 고정, 예컨대 접착 본딩된다. 다양한 실시예들에서, 접착제 및/또는 보호성 래커(124)로 구성된 광학 반투명 층은 1㎛ 초과의 층 두께, 예컨대 수㎛의 층 두께를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 접착제는 라미네이션 접착제를 포함할 수 있거나 또는 라미네이션 접착제일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 광-산란 입자들이 또한 접착제의 층(접착제 층으로서 또한 지명됨)으로 임베딩될 수 있고, 상기 입자들은 색 각도 왜곡 및 커플링-아웃 효율성의 추가의 개선을 유도할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제공된 광-산란 입자들은 예컨대 금속 산화물들과 같은, 예컨대 실리콘 산화물(SiO2), 산화 아연(ZnO), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 인듐 주석(ITO) 또는 산화 인듐 아연(IZO), 산화 갈륨(Ga2Oa), 산화 알루미늄, 또는 산화 티타늄과 같은 예컨대 유전체 산란 입자들일 수 있다. 또한, 다른 입자들이 반투명 층 구조물의 매트릭스의 유효 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는다면, 상기 다른 입자들, 예컨대 에어 버블들, 아크릴레이트 또는 텅 빈 유리 비드들이 적절할 수 있다. 또한, 예로서, 금속성 나노입자들, 골드, 실버, 철 나노입자들과 같은 금속들 등등이 광-산란 입자들로서 제공될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 예컨대 습식-화학적 프로세스 동안, 전기적으로 불안정한 재료들을 보호하기 위하여, 제2 전극(112)과 접착제 및/또는 보호성 래커(124)로 구성된 층 사이에, 전기 절연 층(미도시), 예컨대 대략 300㎚ 내지 대략 1.5㎛의 범위의 층 두께를 갖는, 예컨대 대략 500㎚ 내지 대략 1㎛의 범위의 층 두께를 갖는 예컨대 SiN이 또한 적용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 접착제는, 상기 접착제 자체가 커버(126)의 굴절률 미만의 굴절률을 갖도록 설계될 수 있다. 이러한 경우, 접착제 자체는 예시적으로, 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122) 또는 그 일부를 형성한다. 그러한 접착제는 예컨대 대략 1.3의 굴절률을 갖는 아크릴레이트와 같은 예컨대 낮은 굴절률 접착제일 수 있다. 또한, 접착제 층 시퀀스를 형성하는 복수의 상이한 접착제들이 제공될 수 있다.
또한, 다양한 실시예들에서, 예컨대, 예컨대 유리로 구성된 커버(126)가 예컨대 플라즈마 스프레잉에 의하여 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)에 적용되는 실시예들에서, 접착제(124)가 또한 완전히 제거될 수 있음이 지적되어야 한다.
중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)과 접착제(124) 둘 다가 제공되는 실시예들에서, 층 구조물의 적어도 하나의 층은 접착제(124)의 굴절률보다 또한 미만인 굴절률을 가질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 커버(126) 및/또는 접착제(124)는 1.55의 (예컨대, 633㎚의 파장에서의) 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 다양한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 무반사(antireflective) 층들(예컨대 캡슐화부(120), 예컨대 박막 캡슐화부(120)와 결합됨)이 발광 컴포넌트(100)에 부가하여 제공될 수 있다.
도 2는 예컨대 마찬가지로 OLED(200)로서 구현된, 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(200)의 단면도를 도시한다.
도 2에 따른 OLED(200)는 많은 양상들에서 도 1에 따른 OLED(100)와 동일하고, 그 이유로, 도 2에 따른 OLED(200)와 도 1에 따른 OLED(100) 사이의 차이들만이 아래에서 더욱 상세히 설명되며; 도 2에 따른 OLED(200)의 나머지 엘리먼트들에 대하여, 도 1에 따른 OLED(100)에 관한 위의 설명들이 참조된다.
도 1에 따른 OLED(100)와 대조적으로, 도 2에 따른 OLED(200)의 경우, 예컨대 마찬가지로 유리(204)로 구성된 부가의 커버(202)가 기판(102) 아래에 또한 제공되고, 커버(126)와 유사하게, 선택적으로, 접착제(204)에 의하여 고정될 수 있는데, 예컨대 접착 본딩될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 발광 컴포넌트(200)는 상단 및 하단 에미터로서 설계될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제2 중간 층(206) 또는 중간 층 구조물(206)이 기판(102)의 노출된 밑면과, 부가의 커버(202) 그리고 적절하다면 존재한다면 접착제(204) 사이에 배열될 수 있다.
제2 중간 층(206) 또는 중간 층 구조물(206)은 도 1의 발광 컴포넌트(100)와 관련되어 설명된 바와 같은 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)과 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 역시, 접착제(204)가 도 1의 발광 컴포넌트(100)와 관련되어 설명된 바와 같은 접착제(124)와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
도 1로부터의 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)이 도 2에 예시된 실시예들에서 생략된다.
도 3은, 예컨대 마찬가지로 OLED(300)로서 구현된, 다양한 실시예들에 따른 발광 컴포넌트(300)의 단면도를 도시한다.
예시적으로, 도 3에 따른 OLED(300)는 도 1에 따른 OLED(100)와 도 2에 따른 OLED(200)의 결합이다.
다양한 실시예들에서, 도 3에 따른 OLED(300)는 투명 OLED(300)로서 설계된다.
예시적으로, 다양한 실시예들에서, 적어도 하나의 낮은 굴절률 중간 층 또는 중간 층 구조물이 전기적 액티브 영역(106) 밖에, 그러나 전기적 액티브 영역(106)과 커버(126) 및/또는 제2 커버(202) 사이에 배열된다.
위에서 설명된 실시예들과 임의로 결합될 수 있는 다양한 실시예들에서, 낮은 굴절률 중간 층 또는 중간 층 구조물이 기판(102)과 제1 전극(108)(장벽 층(104)이 존재하지 않는다면) 사이에 또한 제공될 수 있다(미도시). 장벽 층(104)이 제공되는 경우에 대해, 낮은 굴절률 중간 층 또는 중간 층 구조물은 기판(102)과 장벽 층(104) 사이 또는 장벽 층(104)과 제1 전극(108) 사이에 또한 제공될 수 있다(예시되지 않음). 또한, 중간 층 또는 중간 층 구조물이 캡슐화부 내에, 즉 예컨대 무기 캡슐화 층들(예컨대, 캡슐화부의 최상단 실리콘 산화물 층) 내에 또한 제공될 수 있다(예시되지 않음).
도 4는 방출된 광의 파장의 함수로서, 발광 기준 컴포넌트에 의한 광의 투과를 예시하는 도면(400)을 도시한다. 구성 면에서, 발광 기준 컴포넌트는 도 1에 예시된 바와 같은 발광 컴포넌트(100)에 대응하지만, 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)이 없다. 수행된 시뮬레이션에 기초하여 발견되는 것은, 평균 투과 값(투명도 값으로서 또한 지명됨) T=46.5%를 갖는, 도 4에 예시된 특성 곡선(402)이다.
도 5는 방출된 광의 파장의 함수로서, 각각의 경우 상이한 굴절률을 갖는 중간 층을 포함하는 발광 컴포넌트에 의한 광의 투과를 예시하는 도면(500)을 도시한다.
특히 상세히, 도면(500)은 다음을 예시한다:
- 1.5의 굴절률과 85㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제1 특성 곡선(502)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=48.44%를 야기함);
- 1.4의 굴절률(예컨대, MgF2로 구성됨)과 90㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제2 특성 곡선(504)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=51.44%를 야기함);
- 1.3의 굴절률(예컨대, Dupont로부터의 Teflon AF로 구성됨)과 100㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제3 특성 곡선(506)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=54.44%를 야기함);
- 1.2의 굴절률과 110㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제4 특성 곡선(508)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=57.27%를 야기함);
- 1.1의 굴절률과 125㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제5 특성 곡선(510)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=59.75%를 야기함); 및
- 1.0의 굴절률과 140㎚의 층 두께를 갖는 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제6 특성 곡선(512)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=61.6%를 야기함).
중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122)의 굴절률이 낮을수록, 투과 및 그에 따른 발광 컴포넌트(100)의 투명도가 증가된다는 것이 명백하다.
다음의 표는, 중간 층(122)에 대한 몇몇의 선택된 재료들에 대해, 633㎚의 광 파장 및 중간 층(122)의 "최적 층 두께"에서 재료의 굴절률을 다시 한 번 나타낸다. 이러한 경우, 표현 "최적 층 두께"는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에서 최고 가능 투명도를 획득하는 목적을 위해 기준 컴포넌트에 대한 최적 층 두께에 관련된다.
재료들 633　nm에서의 굴절률 최적 층 두께 [nm]
BaF2 1.473 88.25
CaF2 1.43289 91.51
KF 1.3616 97.29
LiCaAlF6 1.39151 94.83
LiF 1.39127 94.84
LiY4 1.4469 90.32
MgF2 1.37698 96.02
NaF 1.32454 100.43
SrF2 1.4369 91.20
Teflon AF 대략 1.3 대략 100
도 6은 방출된 광의 파장의 함수로서, 위의 표에서 표현된 재료들을 갖는 중간 층을 포함하는 발광 컴포넌트에 의한 광의 투과를 예시하는 도면(600)을 도시한다.
특히 상세히, 도면(600)은 다음을 예시한다:
- 88.25㎚의 층 두께를 갖는, BaF2로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제1 특성 곡선(602)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=49.2%를 야기함);
- 91.51㎚의 층 두께를 갖는, CaF2로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제2 특성 곡선(604)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=50.4%를 야기함);
- 97.29㎚의 층 두께를 갖는, KF로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제3 특성 곡선(606)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=52.6%를 야기함);
- 94.83㎚의 층 두께를 갖는, LiCaAlF6로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제4 특성 곡선(608)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=51.7%를 야기함);
- 94.84㎚의 층 두께를 갖는, LiF로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제5 특성 곡선(610)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=51.7%를 야기함);
- 90.32㎚의 층 두께를 갖는, LiYF4로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제6 특성 곡선(612)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=50.0%를 야기함);
- 96.02㎚의 층 두께를 갖는, MgF2로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제7 특성 곡선(614)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=52.1%를 야기함);
- 100.43㎚의 층 두께를 갖는, NaF로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제8 특성 곡선(616)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=53.7%를 야기함); 및
- 91.20㎚의 층 두께를 갖는, SrF2로 구성된 중간 층(122)을 포함하는 발광 컴포넌트에 대한 투과를 표현하는 제9 특성 곡선(618)(이는, 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대해 평균 투과 값 T=50.3%를 야기함).
도 7은 위의 표에서 표현된 재료들에 대해 (350㎚ 내지 800㎚의 파장 범위에서) 광 파장의 함수로서 굴절률을 예시하는 도면(700)을 도시한다.
특히 상세히, 도면(700)은 다음을 예시한다:
- BaF2에 대한 제1 굴절률 특성 곡선(702);
- LiYF4에 대한 제2 굴절률 특성 곡선(704);
- SrF2에 대한 제3 굴절률 특성 곡선(706);
- CaF2에 대한 제4 굴절률 특성 곡선(708);
- LiCaAlF6에 대한 제5 굴절률 특성 곡선(710);
- LiF에 대한 제6 굴절률 특성 곡선(712);
- MgF2에 대한 제7 굴절률 특성 곡선(714);
- KF에 대한 제8 굴절률 특성 곡선(716);
- NaF에 대한 제9 굴절률 특성 곡선(718).
도 8은 다양한 실시예들에 따라 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름 차트(800)를 도시한다.
802에서, 전기적 액티브 영역이 형성되고, 여기서 제1 전극과 제2 전극이 형성되고, 여기서 유기 기능 층 구조물이 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된다. 또한, 804에서, 적어도 하나의 층을 갖는 층 구조물이 전기적 액티브 영역 위에 형성될 수 있고, 뒤이어 806에서 층 구조물 위에 커버가 형성되며, 여기서 층 구조물의 적어도 하나의 층은 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 갖는다.
다양한 층들, 예컨대 중간 층(122) 또는 중간 층 구조물(122), 전극들(108, 112), 그리고 예컨대 유기 기능 층 구조물(114), 홀 수송 층(들)(116) 또는 전자 수송 층(들)(118)과 같은 전기적 액티브 영역(106)의 다른 층들은 다양한 프로세스들에 의하여, 예컨대 CVD(chemical vapor deposition) 방법에 의하여 또는 PVD(physical vapor deposition) 방법(예컨대, 스퍼터링, 이온-보조 증착 방법 또는 열 증발)에 의하여, 대안적으로 플레이팅 방법; 딥 코팅 방법; 스핀 코팅 방법; 프린팅; 블레이트 코팅; 또는 스프레잉에 의하여 적용, 예컨대 증착될 수 있다.
다양한 실시예들에서, PE-CVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법이 CVD 방법으로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 위의 볼륨에서 그리고/또는 적용될 층이 적용되도록 의도되는 엘리먼트 주변에서 플라즈마가 생성될 수 있고, 여기서 적어도 두 개의 기체 시작 화합물들이 볼륨에 피딩되고, 상기 화합물들은 플라즈마에서 이온화되고 여기되어, 서로 반응한다. 플라즈마의 생성은, 온도 ― 예컨대 유전체 층을 생성하는 것을 가능케 하기 위하여, 엘리먼트의 표면이 상기 온도까지 가열될 것임 ― 가 PLCVD 방법과 비교할 때 감소될 수 있음을 가능케 할 수 있다. 상기는, 예컨대, 엘리먼트, 예컨대 형성될 발광 전자 컴포넌트가 최대 온도를 초과하는 온도에서 손상된다면 유리할 수 있다. 최대 온도는 예컨대 다양한 실시예들에 따라 형성될 발광 전자 컴포넌트의 경우 대략 120℃일 수 있고, 그래서 예컨대 유전체 층이 적용되는 온도는 120℃와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있고, 예컨대 80℃와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있다.
또한, 전기적 액티브 영역을 형성한 이후 그리고 커버를 형성하기 이전, 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물의 광학 투명도가 측정되는 것이 제공될 수 있다. 그런 다음, 중간 층 또는 중간 층 구조물이 측정된 광학 투명도에 따라 형성될 수 있고, 그래서 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물 및 중간 층 또는 중간 층 구조물의 원하는 광학 타겟 투명도가 획득된다(이 점에서, 예로서, 중간 층 또는 중간 층 구조물의 재료의 선택 및/또는 층 두께가 적응될 수 있다).
다양한 실시예들에서, 예컨대 OLED와 같은 발광 컴포넌트의 투명도가 접착제 및 커버 유리(접착제 및 커버 유리 둘 다는 보통 거의 동일한 굴절률을 가짐)와 비교할 때 낮은 굴절률을 갖는 매우 얇은 층의 사용에 의해 증가될 수 있음이 인정되었다. 다양한 실시예들에서, 층 두께는 50㎚ 내지 150㎚의 범위에 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 발광 컴포넌트의 투명도는 층의 두께 및 굴절률에 따라 크게 증가될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 그러한 낮은 굴절률 층(즉, 예컨대 1.5 미만의 굴절률을 가짐)이 진행중인 프로세스 흐름에서 캡슐화부, 예컨대 박막 캡슐화부 상의 부가의 층으로서 도입될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 낮은 굴절률 중간 층 또는 낮은 굴절률 중간 층 구조물은, 발광 컴포넌트의 총 두께를 크게 변경시키지 않고도, 발광 컴포넌트의 투명도를 증가시킨다.
마찬가지로, 발광 컴포넌트, 예컨대 OLED 내에서 얇은 금속 필름들의 프로세스 변동(fluctuation)들 때문에 투명도의 변화들을 보상하기 위해 낮은 굴절률 중간 층 또는 낮은 굴절률 중간 층 구조물을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위해, 발광 컴포넌트의 박막 캡슐화부 이후, 투명도가 측정될 수 있고, 타겟 값에 대하여 네거티브 편차가 있다면, 상기 편차는 그러한 얇은, 낮은 굴절률 중간 층 또는 낮은 굴절률 중간 층 구조물에 의하여 보상될 수 있다.
기재된 실시예들이 특정 실시예들에 대하여 특히 도시되었고 설명되었지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 기재된 실시예들의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 형태 및 세부사항의 다양한 변경들이 그 내에서 이루어질 수 있다는 것이 기술분야의 당업자들에 의해 이해되어야 한다. 따라서, 기재된 실시예들의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 표시되고, 그러므로 청구항들의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 변경들 전부가 포괄되는 것으로 의도된다.

Claims (12)

  1. 투명 발광 컴포넌트로서,
    제1 전극;
    제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 유기 기능 층 구조물
    을 포함하는, 전기적 액티브 영역;
    상기 전기적 액티브 영역 위에 배열된 커버; 및
    상기 커버와 상기 전기적 액티브 영역 사이에 배열되고, 적어도 하나의 층을 갖는 층 구조물
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 층은 상기 커버의 굴절률보다 더 작은 굴절률을 갖고,
    상기 층 구조물은 50㎚ 내지 150㎚의 범위, 또는 5㎛ 내지 50㎛의 범위의 층 두께를 가지는,
    투명 발광 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조물은 접착제를 포함하거나, 또는 접착제에 의해 형성되는,
    투명 발광 컴포넌트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버와 상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층 사이에, 상기 커버를 고정시키기 위한 접착제를 포함하고,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 상기 접착제의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는,
    투명 발광 컴포넌트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 1.5 미만의 굴절률을 갖는,
    투명 발광 컴포넌트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 적어도 하나의 불화물(fluoride) 또는 불소(fluorine)-함유 폴리머를 포함하는,
    투명 발광 컴포넌트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 매트릭스를 포함하고, 상기 매트릭스는 상기 매트릭스의 굴절률을 감소시키는 입자들을 갖거나 또는 에어 인클루전(inclusion)들을 갖는,
    투명 발광 컴포넌트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 상기 층 구조물에 또는 상기 투명 발광 컴포넌트에 캡슐화된 에어로겔 또는 수분을 포함하는,
    투명 발광 컴포넌트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    기판 및 캡슐화부를 더 포함하고,
    상기 캡슐화부는 상기 전기적 액티브 영역의, 상기 기판을 등지는 면 상에 배열되고,
    상기 층 구조물은 상기 캡슐화부 위에 배열되는,
    투명 발광 컴포넌트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버는, 상기 전기적 액티브 영역의 제1 주면(main side) 위에 배열되는 제1 커버와 상기 전기적 액티브 영역의 제2 주면 아래에 배열되는 제2 커버를 포함하고, 상기 제2 주면은 상기 제1 주면 반대 편에 위치되는,
    투명 발광 컴포넌트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 컴포넌트는 투명 OLED(organic light-emitting diode)로서 설계되는,
    투명 발광 컴포넌트.
  11. 투명 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법으로서,
    전기적 액티브 영역을 형성하는 단계 ― 상기 전기적 액티브 영역을 형성하는 단계는,
    제1 전극을 형성하는 단계;
    제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 유기 기능 층 구조물을 형성하는 단계를 포함함 ―;
    상기 전기적 액티브 영역 위에, 적어도 하나의 층을 갖는 층 구조물을 형성하는 단계; 및
    상기 층 구조물 위에 커버를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 층 구조물의 상기 적어도 하나의 층은 상기 커버의 굴절률 미만의 굴절률을 갖고,
    상기 층 구조물은 50㎚ 내지 150㎚의 범위, 또는 5㎛ 내지 50㎛의 범위의 층 두께를 갖는,
    투명 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기적 액티브 영역을 형성한 이후 그리고 상기 커버를 형성하기 이전에, 상기 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물의 광학 투명도가 측정되고, 그리고
    상기 전기적 액티브 영역을 갖는 구조물 및 상기 층 구조물의 목표된 광학 타겟 투명도가 획득되도록, 상기 측정된 광학 투명도에 따라 상기 층 구조물이 형성되는,
    투명 발광 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
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