KR20160137933A - 유기전자장치 - Google Patents

Abstract

본 출원은 유기전자장치 및 그 용도에 관한 것이다. 본 출원에서는 유리 기판을 적용한 유기전자장치가 다양한 형태로 벤딩(bending)되는 경우에도 상기 유리 기판이 받는 스트레스를 최소화하여 그 파손 등을 방지할 수 있는 구조의 유기전자장치 및 그 용도를 제공할 수 있다.

Description

유기전자장치{ORGANIC ELECTRONIC DEVICE}

본 출원은, 유기전자장치 및 그 용도에 관한 것이다.

유기전자장치(OED; Organic Electronic Device)는, 유기물층을 하나 이상 포함하는 장치이고, 그 예에는 유기발광소자(OLED, Organic Light Emitting Device), 유기태양전지, 유기 감광체(OPC) 또는 유기 트랜지스터 등이 포함된다. 유기전자장치를 플렉서블하게 제조하기 위하여 다양한 방식이 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 플렉서블한 유기전자장치를 제조하기 위한 하나의 방법으로서 기판으로서 소위 박막 유리(thin glass)를 적용한 장치가 알려져 있다. 플렉서블한 유기전자장치는 그 특성상 곡면 형태의 구조물에 장착될 가능성이 크고, 그에 따라 벤딩(bending) 상태에서 유리 기판이 받는 스트레스(stress)를 최소화하여 유리 기판의 파손을 방지하는 것이 요구된다.

본 출원은, 유기전자장치 및 그 용도를 제공한다. 본 출원에서는 유리 기판을 적용한 유기전자장치가 다양한 형태로 벤딩(bending)되는 경우에도 상기 유리 기판이 받는 스트레스를 최소화하여 그 파손 등을 방지할 수 있는 구조의 유기전자장치 및 그 용도를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 출원은 유리 기판, 유리 기판의 상부에 순차 배치된 제 1 전극층, 유기물층 및 제 2 전극층을 포함하는 소자 영역, 및 유리 기판의 하부에 배치되어 있는 하부 영역을 포함하고, 중심축이 상기 유리 기판의 내부에 위치하거나, 벤딩 시에 상기 유리 기판이 압축 응력 영역에 위치할 수 있도록 중심축이 배치되어 있다. 본 출원의 중심축은 소자 영역 및 하부 영역이 볼록한 형태로 벤딩되는 경우 유리 기판의 내부에 존재하면서 소자 영역과 인접하게 위치하고, 소자 영역 및 하부 영역이 오목한 형태로 벤딩되는 경우 유리 기판의 내부에 존재하면서 하부 영역과 인접하게 위치하며, 소자 영역의 하부면을 기준으로 소정 높이에 위치한다.

본 출원에서는 유리 기판을 적용한 유기전자장치가 다양한 형태로 벤딩(bending)되는 경우에도 상기 유리 기판이 받는 스트레스를 최소화하여 그 파손 등을 방지할 수 있는 구조의 유기전자장치 및 그 용도를 제공할 수 있다.

도 1 및 2는, 유기전자장치의 중심축과 벤딩 시에 그 중심축을 기준으로 작용하는 응력을 설명하기 위한 모식도이다.

본 출원의 유기전자장치는 유리 기판; 상기 유리 기판의 상부에 형성된 소자 영역 및 상기 유리 기판의 하부에 형성되어 있는 하부 영역을 포함한다. 상기에서 소자 영역은 유리 기판측에서 순차 형성된 제 1 전극층, 유기물층 및 제 2 전극층을 포함할 수 있다.

본 출원의 유기전자장치는, 그 중심축이 상기 유리 기판에 위치하거나 또는 벤딩 시에 상기 유리 기판이 압축 응력 영역(compressive stress region)에 위치할 수 있도록 형성되어 있다.

본 출원에서 용어 중심축(neutral axis)은, 가상의 축으로서, 유기전자장치의 벤딩(bending) 시에 그 축을 중심으로 압축 응력 영역과 인장 응력 영역(tension stress resion)이 나누어지는 축을 의미한다. 상기 내용을 도 1 및 2를 참조하여 구체적으로 설명한다. 일반적으로 유기전자장치가 벤딩(bending)되면, 유기전자장치의 소정 영역에서는 상기 벤딩에 따른 압축력에 의한 응력이 발생하고, 다른 영역에서는 상기 벤딩에 따른 인장력에 의한 응력이 발생한다. 이와 같은 영역은 유기전자장치의 구조에 따라 형성되는 가상의 축인 상기 중심축을 중심으로 구분된다. 예를 들어, 도 1은 다층 구조의 유기전자장치가 볼록한 형태로 벤딩되었을 때에 발생하는 상기 영역들을 표시하고, 도 2는 상기 유기전자장치가 오목한 형태로 벤딩되었을 때에 발생하는 상기 영역들을 표시한다. 도 1에 나타난 바와 같이 유기전자장치가 볼록한 형태로 벤딩되면, 중심축을 중심으로 상부에는 인장력(tension)이 발생하고, 하부에는 압축력(compression)이 발생하며, 도 2와 같이 유기전자장치가 오목한 형태로 벤딩되면, 중심축을 중심으로 상부에는 압축력(compression)이 발생하고, 하부에는 인장력(tension)이 발생하게 된다.

유리 기판은 압축력(compression)에 비하여 인장력(tension)에 취약하다. 따라서, 벤딩 시에 유리 기판이 받는 응력(stress)을 최소화하여 파손을 방지하기 위하여, 본 출원의 유기전자장치는, 상기 중심축이 상기 유리 기판에 위치하거나, 혹은 벤딩 시에 상기 유리 기판이 상기 압축 응력 영역에 위치할 수 있도록 형성된다.

중심축은 상기한 바와 같이 유기전자장치의 층 구성에 따라 정해지는 가상의 축으로서, 유기전자장치의 소자 영역의 하부면을 기준으로 소정 높이의 위치에 위치한다. 이 때 상기 소정 높이는 하기 수식 1에 따라 구해지는 z일 수 있다.

[수식 1]

수식 1 내지 4에서 z는 상기 유기전자장치의 소자 영역의 하부면에서 상기 중심축까지의 거리이며, E_s는 소자 영역의 영률(Young?s modulus)이고, E_b는 유리 기판의 영률이며, E_f는 하부 영역의 영률이다.

또한 수식 1에서 d_s는 소자 영역의 두께이고, d_b는 유리 기판의 두께이며, d_f는 하부 영역의 두께이고, h는 상기 유기전자장치 전체의 두께이다.

수식 1에서 E_s, E_b 및 E_f는 하기 수식 2 내지 4에 따라 구할 수 있다.

[수식 2]

[수식 3]

[수식 4]

수식 2 내지 4에서 v_s는 소자 영역의 푸아송비(poisson ratio)이고, v_b는 유리 기판의 푸아송비이며, v_f는 하부 영역의 푸아송비이다.

상기 수식에서 푸아송비는 재료가 인장력의 작용에 따라 그 방향으로 늘어날 때의 가로 방향 변형도와 세로 방향 변형도 사이의 비율을 의미할 수 있다.

수식 1 내지 4에서의 영률 및 푸아송비는 물질이 가지는 고유의 특성이고, 재료의 종류가 정해지면 그 수치는 용이하게 구할 수 있다. 예를 들어, 영률과 관련하여 유리의 영률은 약 50GPa 내지 90 GPa, 스틸의 영률은 약 190 GPa 내지 220 GPa, PET(poly(ethylene terephthalate))의 영률은 약 2 GPa 내지 2.7 GPa, PI(polyimide)의 영률은 약 2.5 GPa, PP(polypropylene)의 영률은 약 1.5 GPa 내지 2 GPa, PS(polystyrene)의 영률은 약 3 GPa 내지 3.5 GPa 정도로 알려져 있다.

수식 1로 확인할 수 있는 바와 같이 중심축의 위치는 유기전자장치의 각 층의 재료의 영률과 그 층의 두께에 따라 결정되고, 이에 따라 상기 층의 재료 및 두께의 조절을 통해 상기와 같이 중심축이 유리 기판 내에 위치하거나, 혹은 벤딩 시에 상기 유리 기판이 압축 응력 영역에 위치하도록 중심축의 위치를 조절할 수 있다.

특히, 상기 구조를 위해서는 유리 기판의 하부에 존재하는 하부 영역이 필수적이며, 그 영역에 존재하는 요소의 두께 및 재료가 조절될 필요가 있다.

중심축이 유리 기판 내부가 아닌 다른 영역에 존재하는 경우에 그 영역의 종류는 벤딩 시에 유리 기판이 압축 응력 영역에 존재할 수 있다면 특별히 제한되지 않으며, 이에 따라 중심축은 소자 영역의 내부에 위치하거나, 혹은 하부 영역의 내부에 위치할 수 있다.

도 1 및 2로 확인되는 바와 같이 중심축은 벤딩 시에 압축력과 인장력 모두가 거의 발생하지 않는 영역이기 때문에, 중심축은 유리 기판의 내부에 존재하는 것이 유리할 수 있다.

구체적으로 상기 유리전자장치가 도 1과 같이 볼록한 형태로 벤딩되어 있는 경우, 중심축은 유리 기판의 내부에 존재하거나, 소자 영역에 위치하는 것이 요구될 수 있고, 유리 기판의 내부에 존재하는 경우에도 가능한 소자 영역과 가깝게 위치되는 것이 요구될 수 있다.

또한, 상기 유기전자장치가 도 1과 같이 오목한 형태로 벤딩되어 있는 경우에는 중심축은 유리 기판의 내부에 존재하거나, 하부 영역에 위치하는 것이 요구될 수 있고, 유리 기판의 내부에 존재하는 경우에도 가능한 하부 영역에 가깝게 위치되는 것이 요구될 수 있다.

상기에서 볼록한 형태와 오목한 형태는 유기전자장치의 소자 영역이 하부 영역에 비하여 상부에 위치한 것을 가정한 상태에서의 형태를 의미한다.

중심축의 위치를 상기와 같이 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로 유기전자장치의 제조에 적용되는 소재는 공지이고, 그 소재의 영률 등의 물성도 공지이므로, 유기전자장치의 중심축의 위치를 고려하여 적절한 영률의 소재를 선택하거나, 혹은 그 소재로 형성되는 층의 두께의 조절을 통해 중심축의 위치의 조절이 가능할 수 있다.

본 출원에서 사용될 수 있는 상기 유리 기판의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 본 출원에서는 업계에서 통상 플렉서블 소자의 구현에 사용될 수 있는 것으로 알려져 있는 것이라면 어떠한 것이라도 상기 기판으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 기판으로는, 소다석회 유리, 바륨/스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노 규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 또는 석영 등으로 되는 기판을 사용할 수 있다..

적절한 광 추출 효율 등을 고려하여, 필요하다면 기판으로는 굴절률이 약 1.5 내지 2.0 또는 약 1.5 내지 1.9의 범위 내에 있거나, 약 1.8인 기판을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 용어 굴절률은, 약 550 nm 또는 약 633 nm 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률이다. 업계에는 다양한 굴절률을 가지는 유리 기판이 알려져 있으며, 이러한 공지의 기판 중에서 적정한 종류가 선택되어 사용될 수 있다.

유리 기판의 두께는 벤딩이 가능할 수 있을 정도라면 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 약 50㎛ 내지 200㎛의 범위 내에서 적절한 두께가 선택될 수 있다.

유리 기판의 상부에는 소자 영역이 존재한다. 소자 영역은 적어도 유리 기판측으로부터 순차 적층된 제 1 전극층, 유기물층 및 제 2 전극층을 포함할 수 있다.

제 1 및 제 2 전극층은, 유기전자장치의 제작에 사용되는 통상적인 정공 주입성 또는 전자 주입성 전극층일 수 있다.

정공 주입성인 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 높은 일 함수(work function)를 가지는 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 필요한 경우에 투명 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 정공 주입성 전극층은, 일 함수가 약 4.0 eV 이상인 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 재료로는, 금 등의 금속, CuI, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 알루미늄 또는 인듐이 도핑된 아연 옥사이드, 마그네슘 인듐 옥사이드, 니켈 텅스텐 옥사이드, ZnO, SnO₂ 또는 In₂O₃ 등의 산화물 재료나, 갈륨 니트라이드와 같은 금속 니트라이드, 아연 세레나이드 등과 같은 금속 세레나이드, 아연 설파이드와 같은 금속 설파이드 등이 예시될 수 있다. 투명한 정공 주입성 전극층은, 또한, Au, Ag 또는 Cu 등의 금속 박막과 ZnS, TiO₂ 또는 ITO 등과 같은 고굴절의 투명 물질의 적층체 등을 사용하여서도 형성할 수 있다.

정공 주입성 전극층은, 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 수단 등의 임의의 수단으로 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 형성된 전극층은 공지된 포토리소그래피나 새도우 마스크 등을 사용한 공정을 통하여 패턴화될 수도 있다.

전자 주입성 투명 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 작은 일 함수를 가지는 투명 재료를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들면, 상기 정공 주입성 전극층의 형성을 위해 사용되는 소재 중에서 적절한 소재를 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전자 주입성 전극층도, 예를 들면, 증착법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 형성할 수 있으며, 필요한 경우에 적절히 패터닝될 수 있다.

전극층의 두께는, 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.

제 1 전극층의 상부에는 유기물층이 존재한다. 본 출원에서 용어 유기물층은, 유기물만을 포함하거나, 혹은 중량을 기준으로 약 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상의 유기물을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 상기 유기물층은 적어도 발광 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극층을 투명하게 구현하고, 제 2 전극층을 반사성 전극층으로 하면 유기물층의 발광 유닛에서 발생한 광이 광학 기능성층을 거쳐서 기판측으로 방사되는 하부 발광형 소자를 구현할 수 있다.

하나의 예시에서 유기전자장치는 유기발광소자(OLED)일 수 있다. 유기발광소자라면, 상기 소자 영역은, 예를 들면, 발광 유닛을 적어도 포함하는 유기물층이 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 개재된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극층이 정공 주입 전극층이면, 제 2 전극층은 전자 주입 전극층이고, 반대로 제 1 전극층이 전자 주입 전극층이면, 제 2 전극층은 정공 주입성 전극층일 수 있다.

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

발광 유닛은, 예를 들면, 이 분야에 공지된 다양한 형광 또는 인광 유기 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 업계에서는 다양한 발광 중심 파장을 가지는 형광 또는 인광 유기 재료가 공지되어 있으며, 이러한 공지의 재료 중에서 적절한 종류를 선택하여 상기 발광 유닛을 형성할 수 있다. 발광 유닛의 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. 발광 유닛은, 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.

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

유기물층은, 발광 유닛을 포함하는 한, 이 분야에 공지된 다른 다양한 기능성층을 추가로 포함하는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 유기물층에 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 발광 유닛을 지나 전자 주입성 전극층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광 유닛과 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 σ 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 발광 유닛/전자 주입 전극층의 형태; (2) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광 유닛/전자 주입 전극층의 형태; (3) 정공 주입 전극층/유기 발광 유닛/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (4) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광 유닛/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (5) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광 유닛/전자 주입 전극층의 형태; (6) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/전자장벽층/유기 발광 유닛/전자 주입 전극층의 형태; (7) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광 유닛/부착개선층/전자 주입 전극층의 형태; (8) 정공 주입 전극층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광 유닛/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (9) 정공 주입 전극층/절연층/유기 발광 유닛/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (10) 정공 주입 전극층/무기 반도체층/절연층/유기 발광 유닛/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (11) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/절연층/유기 발광 유닛/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (12) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광 유닛/절연층/전자 주입 전극층의 형태 또는 (13) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광 유닛/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 적어도 2개의 발광 유닛이 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극층 또는 전하 발생층(CGL: Charge Generating Layer)에 의해 분할되어 있는 구조의 유기물층을 포함하는 형태를 가질 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이 분야에서는 정공 또는 전자 주입 전극층과 유기물층, 예를 들면, 발광 유닛, 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.

소자 영역은 상기 구성 외에도 필요한 경우에 다른 구성을 추가로 포함할 수 있다. 소자 영역에 포함될 수 있는 다른 구성으로는, 광 추출 효율을 개선하기 위한 광산란층, 유기물을 외부 요소로부터 보호하기 위한 배리어층, 유기전자장치를 실링하는 보호층이나 등전위를 형성하기 위한 연성 회로 기판(FPCB) 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

적정한 위치에 중심축을 형성하기 위하여 상기 소자 영역은 두께가 약 50㎛ 내지 200㎛의 범위 내에서 조절될 수 있다.

유기전자장치에서 유리 기판의 하부, 즉 상기 소자 영역이 형성되어 있는 면과는 반대측 면에는 하부 영역이 존재한다. 이러한 하부 영역은 중심축의 위치를 조절하기 위하여 반드시 존재할 필요가 있다. 하부 영역에 올 수 있는 요소로는, 공지의 광추출 필름, 배리어 필름, 보호 필름, 점착제층 또는 접착제층 등이 예시될 수 있다. 예를 들어, 유기전자장치의 광추출 효율의 개선을 위하여 소정 범위의 헤이즈를 가지거나, 렌즈 형상을 가지는 광추출 필름이 유리 기판의 하부에 점착제층 또는 접착제층을 통해 부착되거나, 유리 기판을 보호하기 위한 보강 필름 등이 역시 유리 기판의 하부에 점착제층 또는 접착제층을 통해 부착될 수 있는데, 이러한 요소들은 모두 상기 하부 영역을 형성할 수 있다.

적정한 위치에 중심축을 형성하기 위하여 상기 하부 영역은 두께가 약 50㎛ 내지 300㎛의 범위 내에서 조절될 수 있다.

본 출원은 또한 상기 기술한 유기전자장치, 예를 들면, 유기발광장치의 용도에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는, 예를 들면, 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.

이하, 본 출원에 따른 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1.

하기 방식으로 유기전자장치를 제조하였다. 두께가 약 100㎛ 정도인 유리 기판(thin glass substrate)상에 스퍼터링 방식으로 정공 주입성 전극층인 ITO(Indium Tin Oxide)층을 형성하고, NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)를 포함하는 정공 수송층, 발광 파장이 약 380 내지 500 nm의 범위 내에 있는 제 1 발광 유닛, 전자 수송층, n형 반도체층, NPB층, 발광 파장이 약 500 내지 700 nm의 범위 내에 있는 제 2 발광 유닛, BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1, C6)-(1,1'-biphenyl-4-olato)aluminium)를 포함하는 정공 블록층, 전자 수송층, LiF로 되는 전자 주입층 및 알루미늄(Al) 반사 전극층(cathode)을 순차 형성하였다. 그 후, 반사 전극층상에 점착제를 사용하여 금속 필름을 부착하여 실링하고, 등전위를 형성하기 위하여 연성 회로 기판(FPCB)을 부착하였다. 이어서 유리 기판의 ITO층이 형성된 면과는 반대측 면에 약 60㎛ 정도의 두께의 광추출 필름을 약 25㎛ 정도의 두께의 점착제층으로 부착하여 중심축이 상기 유리 기판의 내부에 존재하도록 유기전자장치를 구성하였다.

비교예 1.

유리 기판의 ITO층이 형성된 면과는 반대측 면에 광추출 필름과 점착제층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기전자장치를 구성하였다.

실시예 1과 비교예 1의 유기전자장치에 대하여 수행한 벤딩 테스트의 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.

	벤딩 가능한 반지름(radius)
실시예1	20 mm
비교예1	50 mm

표 1에서 벤딩 가능 반지름은 유기전자장치를 벤딩하였을 때에 유기전자장치의 굽은 정도를 반지름으로 표시한 것이고, 상기 수치가 작을수록 그 만큼 더 굽힐 수 있음을 의미할 수 있다.

Claims (11)

1. 유리 기판; 상기 유리 기판의 상부에 순차 배치된 제 1 전극층, 유기물층 및 제 2 전극층을 포함하는 소자 영역; 및 상기 유리 기판의 하부에 배치되어 있는 하부 영역을 포함하고, 중심축이 상기 유리 기판의 내부에 위치하거나, 벤딩 시에 상기 유리 기판이 압축 응력 영역에 위치할 수 있도록 중심축이 배치되어 있으며,
   상기 중심축은,
   상기 소자 영역 및 상기 하부 영역이 볼록한 형태로 벤딩되는 경우 상기 유리 기판의 내부에 존재하면서 상기 소자 영역과 인접하게 위치하고, 상기 소자 영역 및 상기 하부 영역이 오목한 형태로 벤딩되는 경우 상기 유리 기판의 내부에 존재하면서 상기 하부 영역과 인접하게 위치하며,
   상기 중심축은 상기 소자 영역의 하부면을 기준으로 소정 높이에 위치하는 유기전자장치.
2. 제 1 항에 있어서, 볼록한 형태로 벤딩되어 있고, 중심축이 유리 기판의 내부 또는 소자 영역에 위치하도록 배치되어 있는 유기전자장치.
3. 제 1 항에 있어서, 오목한 형태로 벤딩되어 있고, 중심축이 유리 기판의 내부 또는 하부 영역에 위치하도록 배치되어 있는 유기전자장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 소정 높이는 하기 수식 1에 따라 구해지는 z인 유기전자장치.
   [수식 1]
   

   

   
   상기 수식 1 에서 z는 상기 소자 영역의 하부면에서 중심축까지의 거리이며, Es는 상기 소자 영역의 영률(Young modulus)이고, Eb는 상기 유리 기판의 영률이며, Ef는 상기 하부 영역의 영률이고, ds는 상기 소자 영역의 두께이고, db는 상기 유리 기판의 두께이며, df는 상기 하부 영역의 두께이고, h는 상기 유기전자장치 전체의 두께입니다.
5. 제 1 항에 있어서, 유리 기판은 두께가 50㎛ 내지 200㎛의 범위 내에 있는 유기전자장치.
6. 제 1 항에 있어서, 유기물층은 발광 유닛을 포함하는 유기전자장치.
7. 제 1 항에 있어서, 소자 영역은 두께가 50㎛ 내지 200㎛의 범위 내에 있는 유기전자장치.
8. 제 1 항에 있어서, 하부 영역은 광추출 필름, 배리어 필름, 보호 필름, 점착제층 또는 접착제층을 포함하는 유기전자장치.
9. 제 1 항에 있어서, 하부 영역은 두께가 50㎛ 내지 300㎛의 범위 내에 있는 유기전자장치.
10. 제 1 항의 유기전자장치를 포함하는 디스플레이용 광원.
11. 제 1 항의 유기전자장치를 포함하는 조명 기구.

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