KR20170037939A - 폴리에스테르 필름을 포함하는 유기 발광 다이오드 광원 및 상기 광원으로부터의 광 추출을 개선하는 방법 - Google Patents
폴리에스테르 필름을 포함하는 유기 발광 다이오드 광원 및 상기 광원으로부터의 광 추출을 개선하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
다음 층: (i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판; (ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1); (iii) 임의로, 장벽 층 (B1); (iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2); (v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및 (vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 다이오드 (OLED) 광원 및 상기 OLED 광원의 제조 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 유기 발광 다이오드 (OLED) 광원 및 그로부터의 광 추출을 개선하는 방법에 관한 것이다.
OLED는 지난 20년 동안 집중적으로 연구되어 온 전기발광 소자이고, 대면적 광원을 요구하는 조명 과업에서 확립된 해결책들과 경쟁력이 있게 되었다. 통상적으로, OLED는 금속성 캐소드와 투명 기판 상에 침착된 투명 애노드 사이에 삽입된 1개 이상의 발광 유기 층 (일반적으로, 발광 유기 스택이라고 불림)으로 이루어졌다. OLED를 통해 흐르는 전류 때문에 전하 운반체 (정공 및 전자)가 방출 층에서 재조합하여 광자를 방출한다. 발광 유기 층(들)은 중합체일 수 있고, 그러한 OLED는 때때로 PLED라고 불린다. 대안적으로 또는 추가로, 발광 유기 층(들)은 비-중합체 저분자 유기 화합물을 포함할 수 있고, 그러한 OLED는 때때로 SMOLED라고 불린다. 유기 층 또는 층 스택으로부터 방출되는 가시 광은 유기 분자 및 의도된 응용에 의존해서 백색 광일 수 있거나 또는 가시 영역에서의 더 좁은 파장 범위일 수 있다. 적당한 발광 유기 화합물은 상업적으로 입수가능한 리빌룩스(Livilux)™ 물질 (머크(Merck))을 포함한다. 대부분 조명 응용을 위해, OLED 광원의 출력은 가시 스펙트럼에서의 방출 파장과 무관해야 하고, 즉, 백색 광이 요망된다. 단일 백색-방출 층 및 가시 영역의 상이한 파장을 각각 방출하는 상이한 유기 층의 수직 또는 수평 스택 (전형적으로 적색-녹색-청색 (RGB) 스택)을 포함해서, OLED 광원으로부터 가시 백색 광의 방출을 위한 다양한 접근법이 제안되었다. 전형적으로, 전극을 포함해서 OLED 스택의 두께는 1 ㎛ 이하인 반면, 기판 두께는 약 1 ㎜ 이하이다. 유기 발광 층이 공기 및 습기에 매우 민감하기 때문에, OLED 스택은 장벽 내에 캡슐화된다. 대부분의 상업적으로 입수가능한 소자는 현재까지는 강직성 유리 기판 상에 제조되지만, 지금은 가요성 플라스틱 기판이 채택되고 있고, 가요성 플라스틱 기판은 롤-투-롤 연속 제조 기술과 함께 이용될 때 점점 더 중요해지고 있다. 광원으로서의 용도 외에도, 건물 및 차량에 스마트-창문으로서 통합하기 위한 투명 OLED (TOLED)가 제안되었다. 추가로, 창문을 가로지르는 전자기 복사선의 제어는 방의 난방 및 냉방 면에서 비용 절감을 가능하게 할 수 있다. 또한, OLED 및 광기전 (PV) 셀의 통합도 제안되었다.
OLED 광원의 제조 및 응용은 지금 잘 알려져 있고, 다양한 아키텍처, 예를 들어 "배면 발광(bottom emission)" 및 "전면 발광(top emission)" 디자인이 개발되었다. 배면-발광 소자는 투명 OLED가 위에 제조된 투명 하부 기판 층 (전통적으로 유리), 투명 애노드 층, 발광 유기 층, 반사 캐소드 및 캡슐화 층을 그 순서로 포함한다. 전면-발광 소자는 하부 기판 층, 반사 층 및 애노드 층 (또는 반사 애노드 층), 발광 유기 층, 투명 캐소드 및 캡슐화 층을 그 순서로 포함한다. OLED는 적어도 1개의 투명 전극, 예를 들어 투명 전도성 산화물 (TCO), 예컨대 인듐 주석 산화물 (ITO)을 포함한다. ITO는 그의 높은 투명도, 열 안정성 및 전도도 때문에 OLED에 흔히 이용된다. 또한, 이제는, 전도성 유기 물질이 단독으로 또는 TCO와 조합해서 투명 전극으로 이용하기 위해 연구되고 있다. 전극으로서 유기 물질의 한 가지 이점은 그의 굴절률을 유기 발광 층과 정합하도록 또는 의도적으로 부정합하도록 튜닝하는 능력이다.
OLED의 효율의 개선으로 인해, 조명 응용을 위한 OLED의 유용성이 상당히 증가하였다. 높은 색 품질 및 적절한 색 좌표와 함께 조명 소자의 높은 전력 효율을 달성하기 위해서, 전기적 및 광학적 손실이 없는 전기발광이 발생되어야 한다. 다수의 얇은 유기 및 무기 필름으로 이루어진 평면형 OLED 디자인으로부터의 광 추출은 광학적 현상의 조합에 의해 방해받는다. 비록 최신 OLED 소자가 100%에 가까운 내부 양자 효율 (IQE: 주입된 전자 당 발생되는 광자)을 달성할 수 있을지라도, 발생된 광자의 약 50%만 기판 내로 전파될 것이고, 발생된 광자의 약 20%만 OLED를 빠져나갈 것이고, 나머지는 OLED 스택 및 기판 내에서 도파되고/도파되거나 흡수되었다. 따라서, 광학적 관점에서, 결과적으로 얻은 외부 양자 효율 (EQE: 주입된 전자 당 소자로부터 공기 중으로 방출되는 광자)은 고효율 (인광) 물질을 이용할 때 최대 약 20%이다. 이 값은 덜 효율적인 (형광) 물질을 이용할 때는 대략 4배 급감한다.
"도파" 또는 "도파된"이라는 용어는 한 층 내에서의 광의 내부 반사 및 스넬의 법칙이 적용될 수 있는, 인접하는 층 사이의 굴절률 차이 때문에 일어나는 층 경계에서의 광의 굴절을 나타낸다. 도파는 OLED의 평면에 평행한 광의 전파를 초래한다. 유리 기판의 굴절률은 약 1.5임에 반해, 발광 유기 층은 전형적으로 약 1.7 내지 1.9의 굴절률을 갖는다. 스택의 유기/무기 얇은 필름 층(들) 및/또는 기판 내에서의 도파는 흡수 손실이 더 중요해진다는 것을 의미한다. OLED에서의 다양한 층의 기능성 물질의 높은 소광 계수 때문에, 이 기능성 층에서 횡방향 도파는 손실이 없는 매질, 예컨대 유리에서보다 다수의 자릿수만큼 낮은 길이 스케일을 갖는다. 150 lm/W를 향한 OLED 조명의 효율 목표를 위해서는, 전기적 손실 및 OLED 스택 내의 비-복사성 재조합으로 인한 손실과 함께 광학적 손실 계수가 동시에 감소되어야 한다. 이 소자로부터의 광 추출의 개선은 때때로 아웃-커플링(out-coupling)이라고 불린다. 문헌에서는 약 100 lm/W 이하의 효율을 갖는 OLED가 개시되었지만, 현재 상업적으로 입수가능한 OLED는 약 40 lm/W의 효율을 갖는다. 이것은 백열 조명의 경우의 약 15 lm/W 및 형광 조명의 경우의 60 내지 100 lm/W과 비교될 수 있다. 백열 조명, 형광 조명 및 무기 LED-기반 조명 (예를 들어, AlGaInP 소자 및 InGaN 소자)과 추가로 대조되는 것으로서, OLED-기반 조명의 이점은 OLED 소자가 단지 조명기구의 전구가 아니라, 그 자체가 조명기구일 수 있고, 그래서 그러한 다른 광원과 관련된 고정구 손실을 입지 않는다는 점이다.
이러해서, 기판 도파는 (OLED의 디자인에 의존해서) 복사 쌍극자가 방출하는 총 전력의 약 30% 이하의 손실을 차지할 수 있고, 광 추출을 개선하고 OLED의 효율을 증가시키기 위해 많은 연구가 기판의 개질을 다루었다. 예를 들어, OLED의 활성 면적에 대해서 충분한 크기의 주기적 마이크로-구조를 도입함으로써 기판의 외부 표면의 토포그래피를 개질하는 것이 알려져 있고, 이것은 기판으로부터의 직접적인 광 방출을 증가시키고, 그러한 구조는 마이크로-구, 마이크로-피라미드 및 다른 마이크로-렌즈 어레이를 포함한다 (예를 들어, Greiner et al., Jap. J. Appl. Phys., 2007, 46(7A), p4125; 및 Yang et al., Appl. Phys. Lett. 2010, 97, p223303을 참조한다). 또한, 유기 층에 OLED의 외부 표면 상에서 광-산란 입자, 예컨대 TiO2를 함유하는 부피-산란 층을 배치하는 것도 알려져 있다 (Greiner et al., 상동). 두 접근법 모두가 다수의 반사를 통해 광을 방향전환함으로써 기판으로부터 광을 추출하고, 반사 전극의 높은 반사율이 효과적일 것을 요구한다. 추가의 접근법은 기판에 표면 텍스처화 또는 광결정의 응용을 포함한다 (Tyan et al., SID Digest, 2008, 39(1), p933). 그러한 외부 추출 구조 (EES)가 광 출력을 60% 정도까지 많이 개선한다는 것을 보여주었다. 또한, OLED 스택의 유기 층 및/또는 전극 층 내에서 및 그의 경계에서 도파된 광으로부터 광 추출을 개선하기 위해 내부 추출 구조 (IES)가 연구되었고, 이것은 유기 스택의 취약성 및 그의 기계적 또는 화학적 불안정성 잠재성 때문에 상이한 도전과제를 제시할 수 있다. 또한, OLED에 내부 추출 구조 및 외부 추출 구조를 조합하는 연구도 수행되었다 (Vandersteegen et al., Light-Emitting Diodes: Research, Manufacturing and Applications XI; Eds. K.P.Streubel & H.Jeon; Proc of SPIE Vol.6486, 64860H, 2007).
추가의 고려사항은 OLED 조명 유용물의 광 출력이 램버트 출력 분포라고도 불리는 시야각-비의존형인 것이 바람직할 수 있다는 것이다. 이러해서, 시야각이 0°(즉, 법선 방향: 전방 방출)에서부터 90°까지 변함에 따라 광학적 특성, 예컨대 방출 강도 또는 방출 색이 열화하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 출원인의 동시-계류 중인 국제 출원 PCT/GB2013/053276은 각도에 따른 색 및 강도의 변화의 문제를 다루었고, 전체 시야각 범위에서 더 균질한 방출 색 및/또는 방출 강도를 제공하는 아웃-커플링 필름을 제공한다. 다른 OLED 조명 유용물에서는, 소자의 총 광 출력 효율에 손해를 끼치지 않고서 광 출력의 방향성 (전형적으로, 법선 방향; 이것은 전형적으로 최대 광 출력 효율의 방향임)을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 목적은 소자의 전력, 효율, 수명 및 밝기를 증가시키기 위해 OLED 광원의 외부 추출 효율을 더 증가시키는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 OLED의 외부 추출 효율을 효율적 및 비용효과적 방식으로 증가시키는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 OLED로부터 광 방출의 방향성을 변조하는 것, 및 특히, OLED의 표면에 수직을 이루는 각도에서 최대 광 출력 효율 (또는 "헤드-온 밝기"(head-on brightness)(HOB))을 개선하는 것, 및 특히, OLED의 총 광 출력 효율과 함께 동시에 최대 광 출력 효율 (HOB)을 개선하는 것이다.
본 발명의 특별한 목적은 OLED의 층의 기계적 완전성, 기능성 및 제조 효율을 보유하면서 광 추출에서 위에서 언급된 개선을 달성하는 것이다.
본 발명에 따르면, 다음 층:
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 OLED 광원이 제공된다.
본 발명에서 이용되는 OLED는 외부 추출 효율의 상당한 증가와 함께 우수한 아웃-커플링 성능을 나타낸다. 본 발명의 OLED는 광 추출을 개선하기 위해 내부 추출 구조 (IES) 및 외부 추출 구조 (EES)로부터 유래되는 두 가지 별개의 아웃-커플링 모드를 구현한다. 두 추출 구조는 OLED 스택에서 상이한 별개의 위치에 있다. 본 발명에 따른 OLED는 추출 구조 중 1개만 함유하는 OLED에 비해 개선된 광 추출을 나타낸다.
본 발명자들은 추출 효율 개선에 주된 기여가 폴리에스테르 필름 기판에 광-산란 입자의 존재에 의해 제공된다는 것을 예기치 않게 발견하였다. OPC2 평탄화 층에 산란 입자의 존재가 내부 계면에서 탈출 원뿔 내로 광을 방향전환시키는 기능을 한다는 것을 고려해 볼 때, 그러한 방향전환이 기판 층에서 입자에 의한 추가의 방향 변화 (즉, 산란) 없이 외부 OLED/공기 계면에서 유사한 탈출을 보장했을 것이라고 예상되었을 것이다. 본 발명자들은 기판 및 OPC2 평탄화 층 둘 모두에서 낮은 농도의 산란 입자가 추출 효율의 큰 개선을 제공하고, 유리하게 OPC2 층에 상대적으로 낮은 농도의 산란 입자를 허용한다는 것을 보여주었다. 이러해서, 상대적으로 낮은 헤이즈의 OPC2 층에서 상대적으로 낮은 농도의 산란 입자가 최적의 양의 광을 폴리에스테르 기판 층 내로 향하게 하기에 충분하다. OPC2 층은 전형적으로 또한 층의 굴절률을 변조하기 위해 상대적으로 높은 농도의 광-비산란 입자를 함유할 것이기 때문에, OPC2 층에서 낮은 농도의 산란 입자는 층의 기계적 완전성 및 기능성의 보유를 허용한다.
이중 위치 아웃-커플링 접근법의 추가의 이점은 그것이 방출된 광의 성질의 제어에서 더 많은 융통성을 제공한다는 것이다. 본 발명자들은 최대 광 출력 효율 (HOB)의 가장 큰 값을 생성하기 위해서는 어셈블리에서 2 곳에서의 산란 (즉, 2개의 층 각각이 각각 IES 및 EES를 구성함)이 필요하다는 것을 예상치 않게 발견하였다. 특히, 본 발명자들은 방출된 광의 방향성의 변조가 독특하게 폴리에스테르 기판 층에서의 산란에 의해 달성된다는 것을 예상치 않게 발견하였다. 본 발명자들은 내부 OPC2 층에서의 산란이 광 추출을 개선하는 한편, OLED로부터 방출된 광이 더 높은 각도로 퍼진다는 것을 발견하였다. 다른 한편, 폴리에스테르 기판 층에서의 산란은 램버트 방출 프로파일을 복구하거나 또는 최대 광 출력 효율 (HOB)을 개선한다.
본 발명의 특별한 이점은 본 발명이 OLED로부터의 방출의 최대 광 출력 효율 (또는 HOB) 및 총 광 출력 효율 둘 모두가 동시에 최대화되는 것을 허용한다는 점이고, 본 발명자들은 이것이 본원에 서술된 내부 추출 구조 및 외부 추출 구조를 조합함으로써만 가능하다는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 OPC2 층에서 산란 입자 및 비산란 입자의 농도를 작업가능한 및 실행가능한 수준 내에서 보유하고 이렇게 함으로써 층 자체의 기계적 완전성 및 코팅가능성 뿐만 아니라 밑에 있는 표면을 평탄화하는 그의 능력을 보유하면서 광 추출 효율이 개선되는 것을 허용한다.
본 발명의 추가의 이점은 본 발명이 중합체 필름이 OLED가 위에 제조되는 기판으로서 기능하는 것 뿐만 아니라 개선된 아웃-커플링을 제공하는 것을 허용한다는 것이다. 따라서, 본 발명은 제조 방법의 간단성, 및 따라서, 효율 및 경제성을 증가시킨다.
본 발명의 OLED 광원은 본원에서 서술되는 바와 같이 배면 발광 소자이다.
OLED 광원은 바람직하게는 가요성 소자이다.
본 발명의 OLED 광원에서 내부 층은 관련 분야에서 알려진 바와 같이 추출 효율을 최대화하기 위해 인접하는 층의 물질 사이의 굴절률 (RI) 차이를 최소화하도록 선택된다. 장벽 층(들) 및 유기 평탄화 코팅 층(들)의 굴절률은 바람직하게는 다중층 발광 어셈블리의 RI와 정합하도록 선택되고, 바람직하게는 장벽 층(들) 및 유기 평탄화 코팅 층(들) 각각이 독립적으로 약 1.70 내지 약 1.90, 바람직하게는 약 1.75 내지 약 1.85, 전형적으로 약 1.78 내지 약 1.82의 RI를 나타내도록 선택된다. 바람직하게는, 장벽 층(들) 및 유기 평탄화 코팅 층(들) 각각의 RI는 서로의 ±5%, 바람직하게는 ±3%, 바람직하게는 ±2%, 바람직하게는, ±1% 이내이고, 바람직하게는 동일하다. 폴리에스테르 필름 기판의 RI는 전형적으로 약 1.45 내지 약 1.80의 범위이다. 특히, 폴리에스테르 필름 기판 및 유기 평탄화 코팅 층(들)의 RI는 층의 조성을 변화시킴으로써, 예를 들어 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 광-비산란 입자의 첨가에 의해 변조될 수 있다.
다중층
발광 어셈블리
위에서 언급한 바와 같이, OLED 광원은 다양한 상이한 아키텍처를 가질 수 있고, 전극 층 및 1개 이상의 유기 발광 층(들)을 포함할 수 있다. 유기 발광 층(들)은 전극 층 사이에 배치된다.
전극 중 적어도 하나가 투명하거나, 또는 전극 둘 다가 투명하다. 투명 전극은 투명 전도성 산화물 (TCO) 및/또는 전도성 유기 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 투명 전극 (바람직하게는 애노드)은 전도성 유기 물질의 층을 임의로 TCO 층과 관련해서 포함한다. 그러나, 투명 전극이 TCO 층 부재 하에서 전도성 유기 물질의 층을 포함하는 것이 바람직하다. 적당한 전도성 유기 물질은 오르가콘(Orgacon)™ 전도성 중합체 (아그파 머티리얼즈(Agfa Materials))로서 상업적으로 입수가능한 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌 술포네이트) (PEDOT/PSS)를 포함한다. 전극 중 1개 (전형적으로 캐소드)는 반사 전극일 수 있고, 그러한 전극은 관련 분야에서 통상적이고, 예를 들어 바륨/은 또는 바륨/알루미늄 층 또는 전자 주입에 유익한 물질, 예컨대 LiF, NaF, CsF, Cs2CO3, 금속 산화물 등을 포함하는 다른 조합을 포함한다.
유기 발광 층(들)은 유기 발광 층(들)이 사이에 배치된 애노드와 캐소드 사이에서 전류가 통과할 때 광을 방출할 수 있는 유기 물질이다. 유기 발광 층(들)은 OLED에 이용하기에 적당한 임의의 유기 발광 층, 예를 들어 특허 및 학문적 문헌에 서술된 것으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 유기 발광 층은 인광 방출 물질을 포함하지만, 또한 형광 방출 물질도 이용될 수 있다. 일반적으로, 인광 물질이 그러한 물질과 관련된 더 높은 발광 효율 때문에 바람직하다. 유기 발광 층은 조합하여 요망되는 스펙트럼의 광을 방출할 수 있는 복수의 방출 물질을 포함할 수 있다. 인광 방출 물질의 예는 Ir(ppy)3 (fac 트리스(2-페닐피리딘)이리듐)을 포함한다. 형광 방출 물질의 예는 DCM (4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(디메틸아미노스티릴)-4H-피란) 및 DMQA (N,N'-디메틸퀴나크리돈)을 포함한다. 예는 예를 들어 US-6303238에서 개시된다.
다중층 발광 어셈블리는 적당하게는 관련 분야에서 알려지고 통상적인 바와 같이 추가의 층, 예컨대 전자 수송 층 및 정공 수송 층을 추가로 포함한다. 이러해서, 전자 수송 층이 적당하게는 캐소드와 유기 발광 층 사이에 배치되고, 정공 수송 층이 적당하게는 애노드와 유기 발광 층 사이에 배치된다. 전자 수송 층 및 정공 수송 층은 각각 전자 및 정공을 수송할 수 있는 임의의 적당한 물질을 포함하고, 적당한 물질은 문헌에서 광범위하게 개시된다. 전도도를 증진하기 위해 도핑이 이용될 수 있다.
폴리에스테르 필름 기판
본 발명의 OLED의 기판은 광-산란 입자를 포함하는 폴리에스테르 필름이다. 폴리에스테르 기판은 OLED 광원에 가요성을 제공하고, 이러해서, 전통적인 유리 기판에 비해 이점을 제공한다. 그러나, 유리에 비해 폴리에스테르의 더 높은 침투율 때문에, 폴리에스테르 기판의 이용은 민감성 유기 발광 스택을 보호하기 위해 OLED 내로 공기 또는 습기의 진입을 방지하는 추가의 장벽 층을 요구한다. 추가로, 기판은 OLED가 위에 조립되고 제조되는 기저 층이기 때문에, 폴리에스테르 기판은 OLED 제조 동안의 상대적으로 더 높은 온도 때문에 높은 치수 안정성을 나타내는 것이 요구된다.
폴리에스테르 필름 기판은 자기-지지형 필름 또는 시트이고, 이것은 지지 베이스(base) 부재 하에 독립적으로 존재할 수 있는 필름 또는 시트를 의미한다.
상기 폴리에스테르 필름 기판의 폴리에스테르는 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 더 바람직하게는 폴리에틸렌 나프탈레이트이다. 폴리에틸렌 나프탈레이트는 바람직하게는 2,6-나프탈렌디카르복실산으로부터 유래된다. 또한, 폴리에스테르는 다른 디카르복실산 및/또는 디올로부터 유래되는 1개 이상의 잔기를 상대적으로 미량으로 함유할 수 있다. 다른 디카르복실산은 이소프탈산, 프탈산, 1,4-, 2,5-, 2,6- 또는 2,7-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 헥사히드로테레프탈산, 1,10-데칸디카르복실산 및 화학식 CnH2n(COOH)2 (여기서, n은 2 내지 8임)의 지방족 디카르복실산, 예컨대 숙신산, 글루타르산, 세바스산, 아디프산, 아젤라산, 수베르산 또는 피멜산을 포함한다. 다른 디올은 지방족 글리콜 및 지환족 글리콜, 예컨대 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함한다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름 기판은 오직 하나의 디카르복실산, 즉, 테레프탈산 또는 나프탈렌디카르복실산, 바람직하게는 나프탈렌디카르복실산을 함유한다. 바람직하게는, 폴리에스테르는 오직 하나의 글리콜, 즉, 에틸렌 글리콜을 함유한다. 폴리에스테르 수지는 필름의 주성분이고, 필름의 총 중량의 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 65 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량%, 바람직하게는 적어도 90 중량%, 바람직하게는 적어도 95 중량%를 구성한다.
폴리에스테르 필름 기판을 제조하는 폴리에스테르의 고유 점도는 바람직하게는 적어도 약 0.65, 바람직하게는 적어도 약 0.70, 바람직하게는 적어도 약 0.75, 바람직하게는 적어도 약 0.80이다.
폴리에스테르의 형성은 공지된 방식으로 일반적으로 약 295℃ 이하의 온도에서 축합 또는 에스테르 교환에 의해 편리하게 달성된다. 관련 분야에서 잘 알려진 통상적인 기술을 이용해서, 예를 들어 유동층, 예컨대 질소 유동층 또는 회전 진공 건조기를 이용하는 진공 유동층을 이용해서 고체상 중합을 이용하여 고유 점도를 요망되는 값까지 증가시킬 수 있다.
폴리에스테르 필름 기판은 폴리에스테르 필름의 내부 산란의 정도를 증가시키지만 필름의 총 광 투과율의 상당한 감소가 없는 광-산란 입자 (P1)을 포함한다. 입자 (P1)은 비공극화 무기 입자, 공극화 무기 입자 또는 비상용성 수지 충전제 입자일 수 있다. 폴리에스테르 필름에서 공극화를 일으키지 않는 무기 입자의 예는 금속 또는 준금속 산화물, 예컨대 알루미나, 실리카 (특히 침강 또는 규조토 실리카 및 실리카 겔) 및 이산화티타늄이고, 바람직하게는 이산화티타늄 입자 또는 유기 입자이다. 폴리에스테르 필름에 공극화를 일으키는 무기 입자의 예는 황산바륨이다. 비상용성 수지 충전제 입자의 예는 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌이다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름 기판에서 광-산란 입자는 비공극화 무기 입자를 포함하거나 또는 비공극화 무기 입자로 이루어진다. 바람직한 실시양태에서, 광-산란 입자는 비공극화 무기 입자, 바람직하게는 이산화티타늄 입자로 이루어진다. 이산화티타늄은 아나타제 또는 루타일 형태일 수 있다.
광-산란 입자 (P1)은 바람직하게는 상기 폴리에스테르 필름 기판의 총 부피를 기준으로 약 0.01 내지 약 1.0 부피%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.5 부피%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 광 산란 입자 (P1)은 약 0.90 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.80 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.70 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.60 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.50 부피% 이하, 및 바람직하게는 약 0.03 부피% 이상, 바람직하게는 약 0.05 부피% 이상, 바람직하게는 약 0.10 부피% 이상의 양으로 존재한다. 이 농도 범위는 100 ㎛의 두께의 폴리에스테르 필름 기판에 관하여 정의되고, 여기서 다른 필름 두께에 관한 본 발명에 따른 농도 범위는 다음 식에 따라서 폴리에스테르 필름 기판의 두께에 반비례하는 관계에 기초해서 계산된다:
VT = V100 (100/T)
여기서,
VT는 두께 T에서의 입자 농도이고,
V100은 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리에스테르 필름 기판에서 위에서 정의된 입자 농도이다.
이러해서, 200 ㎛의 두께를 갖는 폴리에스테르 필름 기판의 경우, 광-산란 입자 (P1)은 바람직하게는 위에서 언급한 바람직한 범위에 따라 약 0.005 내지 약 0.5 부피% 등의 양으로 존재한다. 마찬가지로, 50 ㎛의 두께를 갖는 폴리에스테르 필름 기판의 경우, 광-산란 입자 (P1)은 바람직하게는 위에서 언급한 바람직한 범위에 따라 약 0.02 내지 약 2.0 부피% 등의 양으로 존재한다. 이렇게 하여, 광경로에서 산란점의 수가 본 발명에 따른 필름 두께의 범위에서 동일한 수준으로 유지된다.
중량% 단위의 입자 농도는 물질의 밀도에 기초해서 부피% 단위의 입자 농도로부터 계산될 수 있다는 것을 인식할 것이다 (예를 들어, TiO2, PET 및 PEN의 전형적인 밀도 값은 각각 4.23, 1.4 및 1.35 g/㎤임).
폴리에스테르 필름 기판이 위에서 언급한 상이한 유형의 광-산란 입자의 혼합물을 포함하는 경우, 광-산란 입자들의 상대 비율은 아래에서 논의되는 바와 같이 요구되는 헤이즈 특성을 제공하도록 조정될 수 있다. 바람직하게는, 비공극화 무기 입자는 폴리에스테르 필름 기판에서 광-산란 입자의 총량의 50 부피% 초과, 한 실시양태에서는 적어도 60 부피%, 추가의 실시양태에서는 적어도 70 부피%, 추가의 실시양태에서는 적어도 80 부피%, 추가의 실시양태에서는 적어도 90 부피%, 추가의 실시양태에서는 적어도 95 부피%, 추가의 실시양태에서는 폴리에스테르 필름 기판에서 광 산란 입자의 적어도 99 부피%를 구성한다.
본원에서 실시양태 A라고 불리는 바람직한 실시양태에서, 광-산란 입자는 비공극화 무기 입자이다.
본원에서 실시양태 B라고 불리는 한 대안적 실시양태에서, 광-산란 입자는 공극화 입자이다. 그러한 공극화 입자는 무기 입자 (실시양태 B1) 또는 비상용성 수지 충전제 입자 (실시양태 B2), 또는 공극화 무기 입자 및 비상용성 수지 충전제 입자 (실시양태 B3)의 혼합물일 수 있다. 산란 입자가 공극화 입자인 경우에는, 실시양태 B1의 무기 입자가 바람직하다.
본원에서 실시양태 C라고 불리는 추가의 한 대안적 실시양태에서, 폴리에스테르 필름 기판은 위에서 정의된 비공극화 입자 및 공극화 입자 둘 모두를 포함한다. 입자는 공극화 무기 입자와 조합된 비공극화 무기 입자일 수 있지만 (본원에서 실시양태 C1), 전형적으로 비공극화 입자는 앞에서 언급한 공극화 유기 입자와 조합된다 (본원에서 실시양태 C2). 공극화 무기 입자 및 비상용성 수지 충전제 입자 둘 모두와 비공극화 무기 입자의 조합 (실시양태 C3)은 덜 바람직하다.
광-산란 입자 (P1)의 입자 크기는 바람직하게는 약 150 nm 내지 약 10000 nm, 바람직하게는 적어도 약 180 nm, 더 바람직하게는 적어도 약 200 nm, 및 바람직하게는 약 1000 nm 이하, 바람직하게는 약 500 nm 이하, 바람직하게는 약 300 nm 이하의 범위이다. 본원에서 이용되는 바와 같이, "입자 크기"라는 용어는 부피 분포 중앙 입자 직경 (부피%를 입자 직경과 관련시키는 누적 분포 곡선에서 읽은, 모든 입자의 부피의 50%에 상응하는 동등한 구 직경 - 종종 "D(v,0.5)" 값이라고 불림)을 나타낸다. 입자 크기는 현장에서 크기의 분포를 결정하는 이미지 분석으로 분석되는, 제조된 필름의 부분들의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지에 의해 결정된다. 중앙 입자 크기는 선택된 입자 크기 미만의 입자 부피의 백분율을 나타내는 누적 분포 곡선을 플롯하고 50번째 백분위수를 측정함으로써 결정될 수 있다.
폴리에스테르 필름 기판은 폴리에스테르 필름의 제조에 통상적으로 이용되는 임의의 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 이러해서, 가수분해 안정제, 항산화제, UV-안정제, 가교제, 염료, 윤활제, 라디칼 스캐빈저, 열 안정제, 화염 지연제 및 억제제, 표면 활성제, 광택 개선제, 분해촉진제, 점도 개질제 및 분산 안정제 같은 작용제가 적당하게 포함될 수 있다. 본 발명에서 특히 유용한 것은 가수분해 안정제, 항산화제 및 UV-안정제이고, 이 점에서 적당한 첨가제는 WO-2012/120260-A에서 개시되고, 첨가제에 관한 개시물은 본원에 참고로 포함된다. 그러한 성분은 중합체에 통상적인 방식으로 도입될 수 있다. 예를 들어, 필름-형성 중합체가 유래되는 단량체 반응물과 혼합함으로써, 또는 성분들이 텀블 또는 건조 블렌딩에 의해 또는 압출기에서 컴파운딩에 의해 중합체와 혼합될 수 있고, 그 후에 냉각되고 보통은 과립 또는 칩으로 분쇄된다. 또한, 마스터배치 생성 기술이 이용될 수 있다.
폴리에스테르 필름 기판의 형성은 관련 분야에 잘 알려진 통상적인 압출 기술에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로, 이 방법은 약 275 내지 약 300℃의 범위 내의 온도에서 용융된 중합체의 층을 압출하는 단계, 압출물을 켄칭하는 단계 및 켄칭된 압출물을 배향시키는 단계를 포함한다. 배향은 배향된 필름을 제조하기 위한 관련 분야에 공지된 임의의 방법, 예를 들어 관형 또는 편평 필름 방법에 의해 달성될 수 있다. 이축 배향은 필름의 평면에서 서로 수직인 두 방향으로 인발하여 기계적 및 물리적 특성의 만족스러운 조합을 성취함으로써 달성된다. 관형 방법에서는, 열가소성 폴리에스테르 관을 압출한 후 켄칭하고 재가열한 다음, 내부 기체 압력에 의해 팽창시켜 횡방향 배향을 유발하고, 종방향 배향을 유발하는 속도로 위축시킴으로써 동시 이축 배향이 달성될 수 있다. 바람직한 편평 필름 방법에서는, 필름-형성 폴리에스테르를 슬롯 다이를 통해 압출하고, 냉각된 캐스팅 드럼 상에서 급속 켄칭하여 폴리에스테르가 무정형 상태로 켄칭되는 것을 보장한다. 그 다음, 켄칭된 압출물을 폴리에스테르의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 적어도 한 방향으로 신장함으로써 배향이 달성된다. 편평한 켄칭된 압출물을 처음에 한 방향으로, 보통 종방향으로, 즉, 필름 신장 기계를 통해 전방 방향으로 신장하고 그 다음에 횡방향으로 신장함으로써 순차 배향이 달성될 수 있다. 압출물의 전방 신장은 1 세트의 회전 롤에서 또는 2쌍의 닙 롤 사이에서 편리하게 달성되고, 그 다음에 횡방향 신장이 스텐터 장치에서 달성된다. 신장은 일반적으로 배향된 필름의 치수가 신장 방향에서 또는 각 신장 방향에서 그의 원래 치수의 2 내지 5 배, 더 바람직하게는 2.5 내지 4.5 배이도록 달성된다. 전형적으로, 신장은 폴리에스테르의 Tg보다 높은 온도, 바람직하게는 Tg보다 약 15℃ 높은 온도에서 달성된다. 기계 방향 및 횡방향에서 동등하게 신장하는 것이 필요하지는 않지만, 균형잡힌 특성이 요망된다면 이것이 바람직하다.
신장된 필름은 폴리에스테르의 요망되는 결정화를 유발하기 위해 폴리에스테르의 유리 전이 온도보다 높지만 그의 용융 온도보다 낮은 온도에서 치수 지지체 하에서 열-고정함으로써 치수 안정화될 수 있고, 바람직하게는 치수 안정화된다. 열-고정 동안에, "토우-인"(toe-in)이라고 알려진 절차에 의해 횡방향 (TD)에서 소량의 치수 이완이 수행될 수 있다. 토우-인은 2 내지 4% 정도의 치수 수축률을 포함할 수 있지만, 낮은 선 장력이 요구되고 필름 제어 및 권취가 문제가 되기 때문에 공정 또는 기계 방향(MD)에서 유사한 치수 이완을 달성하기는 어렵다. 실제 열-고정 온도 및 시간은 필름의 조성 및 그의 요망되는 최종 열 수축에 의존해서 달라지겠지만, 필름의 인성 특성, 예컨대 인열 저항을 실질적으로 열화하도록 선택되지 않아야 한다. 이 제약 내에서, 약 180 내지 245℃의 열 고정 온도가 일반적으로 바람직하다. 한 실시양태에서, 열-고정 온도는 약 200 내지 약 225℃의 범위 내이고, 이것은 가수분해 안정성의 예기치 않은 개선을 제공한다. 열-고정 후, 폴리에스테르의 요망되는 결정도를 유발하기 위해 전형적으로 필름을 급속 켄칭한다.
바람직하게는, 필름은 인-라인 이완 스테이지의 이용을 통해 더 안정화된다. 별법으로, 이완 처리는 오프-라인으로 수행될 수 있다. 이 추가의 단계에서, 필름은 열-고정 스테이지의 온도보다 낮은 온도에서 가열되고, 많이 감소된 MD 및 TD 장력을 갖는다. 필름이 경험하는 장력은 낮은 장력이고, 전형적으로 5 kg/m(필름 폭) 미만, 바람직하게는 3.5 kg/m(필름 폭) 미만, 더 바람직하게는 1 내지 약 2.5 kg/m(필름 폭)의 범위, 전형적으로 1.5 내지 2 kg/m(필름 폭)의 범위이다. 필름 속도를 제어하는 이완 공정의 경우, 필름 속도의 감소 (및 따라서 이완 변형률)는 전형적으로 0 내지 2.5%, 바람직하게는 0.5 내지 2.0%의 범위이다. 열-안정화 단계 동안에 필름의 횡방향 치수의 증가가 없다. 열 안정화 단계에 이용되는 온도는 최종 필름으로부터의 특성의 요망되는 조합에 의존해서 달라질 수 있고, 더 높은 온도가 더 좋은, 즉, 더 낮은, 잔류 수축률 특성을 준다. 135 내지 250℃, 바람직하게는 150 내지 230℃, 더 바람직하게는 170 내지 200℃의 온도가 일반적으로 바람직하다. 가열 기간은 이용되는 온도에 의존하겠지만, 전형적으로 10 내지 40 초의 범위이고, 20 내지 30초의 기간이 바람직하다. 이 열-안정화 공정은 편평 및 수직 구성을 포함해서 다양한 방법에 의해 및 별도의 공정 단계로서 "오프-라인으로" 또는 필름 제조 공정의 연속으로서 "인-라인으로" 수행될 수 있다. 이렇게 하여 가공된 필름은 그러한 후 열-고정 이완 없이 제조된 필름보다 더 작은 열 수축률을 나타낼 것이다.
폴리에스테르 필름 기판은 단일 층일 수 있거나 또는 복수의 폴리에스테르 층을 포함하는 복합 구조일 수 있다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름 기판은 단일 층이다. 복합 구조의 형성은 공압출에 의해, 즉, 멀티-오리피스 다이의 독립된 오리피스들을 통해 각 필름-형성 층의 동시 공압출 및 그 후, 여전히 용융된 층들의 단일체화에 의해 또는 바람직하게는, 처음에 각 중합체의 용융된 스트림이 다이-매니폴드에 이르는 한 채널 내에서 단일체화되고 그 후에 스트림라인 흐름의 조건 하에서 다이 오리피스로부터 함께 압출되는 단일-채널 공압출에 의해 상호혼합 없이 달성될 수 있고 이렇게 함으로써 다중층 필름을 제조하고, 다중층 필름은 앞에서 서술된 바와 같이 배향되고 열고정될 수 있다. 복합 필름의 폴리에스테르 층은 위에서 서술된 폴리에스테르로부터, 바람직하게는 PET 또는 PET-기재 폴리에스테르로부터 선택된다. 복합 필름에서 임의의 층 또는 각 층은 위에서 언급된 첨가제 중 임의의 첨가제를 포함할 수 있고, 여기서 한 주어진 층에서의 첨가제(들)는 다른 층(들)에서의 첨가제(들)와 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있고, 동일한 또는 상이한 양일 수 있다. 한 실시양태에서, 폴리에스테르 필름 기판은 2 또는 3개 층을 포함하고, 바람직하게는 AB 또는 BAB 층 구조를 갖는다. 각각의 층은 동일한 또는 상이한 유형의 폴리에스테르를 포함할 수 있지만, 전형적으로 복합 필름의 각 층에는 동일한 폴리에스테르가 이용된다. 층 A 및 B는 상이한 농도의 광-산란 입자 첨가제를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 산란 입자는 1개 층에만 있다. 광-산란 입자가 코어 (A) 층에 존재하는 BAB 층 구조의 경우, 폴리에스테르 필름 기판의 외부 층은 적당하게는 관련 분야에서 통상적인 바와 같이 제조 동안에 취급 및 권취성을 개선하기 위해 입자상 충전제 (전형적으로 약 1.0 내지 약 5.0 ㎛, 더 전형적으로 약 2.0 내지 약 4.0 ㎛의 범위의 입자 크기를 가짐)를 포함하고, 그러한 입자상 충전제는 적당하게는 층의 총 중량의 약 0.5%를 초과하지 않는, 바람직하게는 약 0.3% 미만의 양으로 존재하고, 적당하게는 실리카 및 탈크로부터, 바람직하게는 실리카로부터 선택된다.
폴리에스테르 필름 기판의 두께는 바람직하게는 약 5 내지 약 500 ㎛의 범위이고, 바람직하게는 적어도 약 25 ㎛, 전형적으로 적어도 약 50 ㎛, 및 더 바람직하게는 약 250 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 약 150 ㎛ 이하이다.
폴리에스테르 필름 기판은 반투명하거나 또는 광학적으로 맑다.
본원에서 정의되는 바와 같이, 광학적으로 맑은 필름은 30% 이하의 산란된 가시 광의 % (헤이즈), 및/또는 적어도 80%의 가시 영역 (400 nm 내지 700 nm)의 광의 총 발광 투과율 (TLT), 및 바람직하게는 둘 모두를 갖는다. 반투명 필름은 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 60%, 바람직하게는 적어도 70%의 TLT를 갖는다.
본 발명에서 이용되는 바람직한 폴리에스테르 필름 기판은 높은 헤이즈, 바람직하게는 적어도 약 10%, 바람직하게는 적어도 약 20%, 바람직하게는 적어도 약 30%, 바람직하게는 적어도 약 40%, 바람직하게는 적어도 약 50%, 및 한 실시양태에서는, 적어도 약 60%의 헤이즈를 갖는다. 바람직하게는, 헤이즈는 약 96% 이하, 바람직하게는 약 90% 이하, 한 실시양태에서는, 약 86% 이하 또는 약 80% 이하 또는 약 75% 이하이다.
바람직하게는, 또한, 폴리에스테르 필름 기판은 높은 TLT, 바람직하게는 적어도 약 60%, 바람직하게는 적어도 약 65%, 바람직하게는 적어도 약 70%, 바람직하게는 적어도 약 75%, 바람직하게는 적어도 80%, 더 바람직하게는 적어도 약 85%의 TLT를 갖는다.
폴리에스테르 필름 기판의 고유 점도는 바람직하게는 적어도 0.65, 바람직하게는 적어도 0.7이고, 한 실시양태에서는 약 0.65 내지 약 0.75의 범위이다. 상대적으로 높은 고유 점도를 갖는 폴리에스테르 필름의 이용은 개선된 가수분해 안정성을 제공한다.
한 실시양태에서, 폴리에스테르 필름 기판의 폴리에스테르는 (A)℃의 온도에서 흡열 고온 피크 및 (B)℃의 온도에서 흡열 저온 피크를 나타내고, 두 피크 모두가 시차 주사 열량법 (DSC)에 의해 측정되고, 여기서 (A-B)의 값은 15℃ 내지 50℃의 범위, 바람직하게는 15℃ 내지 45℃의 범위, 더 바람직하게는 15℃ 내지 40℃의 범위, 및 한 실시양태에서는, 20℃ 내지 40℃의 범위이고, 이 특성은 이용되는 특정 폴리에스테르의 열-고정 온도의 제어에 의해 본원에 개시된 바와 같이 달성될 수 있다. 본원에 개시된 범위 내의 (A-B) 값을 나타내는 것의 이점은 가수분해 안정성의 놀라운 개선을 얻는다는 점이다.
폴리에스테르 필름 기판은 바람직하게는, 특히 필름의 기계 (종방향) 치수에서, 낮은 수축률, 바람직하게는 150℃에서 30분에 걸쳐 3% 미만, 바람직하게는 2% 미만, 바람직하게는 1.5% 미만, 바람직하게는 1.0% 미만의 수축률을 나타내고, 바람직하게는 필름의 두 치수 모두 (즉, 종방향 치수 및 횡방향 치수)에서 그러한 낮은 수축률 값을 나타낸다.
바람직한 실시양태에서, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면은 상대적으로 높은 표면 조도를 나타낸다. 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면은 위에서 서술된 바와 같이 본 발명에 따른 OLED의 내부 기능성 층, 즉, 유기 평탄화 층(들), 장벽 층(들) 및 다중층 발광 어셈블리가 위에 배치되는 기판의 표면이다.
바람직하게는, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면은 그것이 자유-지지형 필름에 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 50%, 더 바람직하게는 적어도 60%, 및 바람직하게는 96% 이하, 바람직하게는 86% 이하의 광학적 헤이즈 (즉, 본원에 서술된 OLED의 내부 층들의 침착 전에 홀로 고립되어 측정됨)를 주는 표면 조도를 나타낸다. 바람직하게는, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면은 적어도 약 50 nm, 바람직하게는 적어도 약 160 nm, 바람직하게는 적어도 약 260 nm 및 바람직하게는 약 920 nm 이하, 바람직하게는 약 660 nm 이하, 바람직하게는 약 300 nm 내지 약 600 nm의 범위의 조도 평균 (Ra) 값 및/또는 적어도 약 50 nm, 바람직하게는 적어도 약 200 nm, 더 바람직하게는 적어도 약 320 nm 및 바람직하게는 약 1300 nm 이하, 바람직하게는 약 950 nm 이하, 바람직하게는 약 400 nm 내지 약 850 nm의 범위의 근평균 제곱 조도 (Rq) 값을 나타낸다.
표면 조도는 임의의 적당한 수단에 의해 부여될 수 있지만, 바람직하게는 폴리에스테르 필름 기판의 표면의 연마 블라스팅에 의해 부여된다. 연마 블라스팅은 50 ㎛ 미만, 바람직하게는 10 ㎛ 미만의 전형적인 입자 치수를 갖는 연마 물질의 이용을 특징으로 하는 관련 분야에서 잘 알려진 통상적인 기술이다. 연마 물질은 예를 들어 실리카, 중탄산나트륨, 알루미나, 크롬(마르텐사이트), 탄소 및 탄화규소로부터 선택될 수 있다. 연마 물질의 경도 및 연마 블라스팅 처리의 조건 (온도, 압력 및 시간)에 의존해서 플라스틱 표면 상에서 어느 범위의 표면 조도가 달성될 수 있다. 적당한 연마 블라스팅 장비는 상업적으로 입수가능하고, 예를 들어 마이크로스트립(Microstrip) 기계 (프리시전 블라스트 시스템즈 엘티디, 유케이(Precision Blast Systems Ltd, UK)를 포함한다. 그러한 장비는 밀폐형 환경 (예컨대 글러브-박스)에서 가동될 수 있다.
표면 조도를 부여하는 한 대안적 방법은 폴리에스테르 필름 기판의 코팅을 통해서, 적당하게는 열 가교가능한 결합제 및 광을 산란하기에 충분한 치수의 입자 및 전형적으로, 또한, 계면활성제를 포함하는 제제를 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면 상에 코팅하는 것에 의해서이고, 전형적으로 여기서 결합제 코팅의 두께는 입자의 치수보다 작고, 이렇게 하여 물리적으로 거친 표면을 생성한다. 이 실시양태에서, 입자 및 결합제는 광 산란이 표면 토포그래피로부터만 발생하는 것을 보장하기 위해 위에 서술된 원리에 따라 코팅 층의 굴절률이 폴리에스테르 필름 기판의 굴절률과 정합하도록 선택된다.
OLED가 조면화된 및/또는 내부 표면 상에 상대적으로 높은 표면 조도를 나타내는 폴리에스테르 필름 기판을 포함하고 추가로 장벽 층 (B1)을 포함하는 경우, 연속성 및 완전성을 보장하기 위해 장벽 층 (B1)의 침착을 위한 평활한 표면을 제시하기 위해서 기판의 조면화된 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)이 배치된다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)은 바람직하게는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에 관해 아래에서 서술된 것으로부터 독립적으로 선택되는 유기 물질을 포함하는 조성물로부터 유래된다. 층 OPC1 및 OPC2의 유기 물질은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있지만, 바람직하게는 인접하는 내부 층 사이의 RI 차이를 최소화하기 위해 동일하다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 건조 두께는 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 바람직하게는 약 2 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 범위이다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)은 바람직하게는 OPC1 층의 RI를 변조할 목적으로 광-비산란 입자 (P4)를 추가로 포함한다. 광-비산란 입자 (P4)의 정체성, 입자 크기 및 농도는 유기 평탄화 코팅 (OPC2)에 관해 아래에서 서술되는 동일한 광-비산란 입자 (P3) (크기 및 농도 매개변수를 포함함)로부터 독립적으로 선택된다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)과 장벽 층 (B1) 사이의 RI 차는 위에서 서술된 바와 같이 최소화되어야 한다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)은 광-산란 입자를 포함하지 않는다. OPC1 층은 OPC2 층에 관해 아래에서 서술되는 방법에 따라서 폴리에스테르 필름 기판 상에 배치될 수 있고, 폴리에스테르 필름 기판의 표면 개질은 OPC2 층에 관해 아래에서 서술되는 바와 같이 달성될 수 있다.
유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)은 바람직하게는 또한, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이 조면화되든 조면화되지 않든 장벽 층 (B1)이 존재할 때는 언제나 존재한다.
장벽 층
OLED는 층 (B1) 및 층 (B2) 중 적어도 하나가 OLED에 존재하도록 제1 장벽 층 (B1) 및/또는 제2 장벽 층 (B2)를 포함할 수 있다. 유기 발광 층은 공기 및 습기에 매우 민감하다. 장벽 층은 수증기 및/또는 산소 투과에 대한 장벽 특성을 제공한다. 장벽 층 (B1)이 존재하는 경우, 장벽 층 (B1)은 비조면화된 폴리에스테르 필름 기판 상에 배치될 수 있지만, 상기 기판이 조면화되고/조면화되거나 위에서 서술된 바와 같이 표면 조도를 나타내는 경우에는, 장벽 층 (B1)의 침착 전에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하는 것이 필요하다. 바람직하게는, OLED는 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이 조면화되든 조면화되지 않든 장벽 층 (B1)을 포함한다.
장벽 층은 전형적으로 승온에서 스퍼터링 방법으로 침착되고, 유기 또는 무기일 수 있다. 장벽 층은 그 자체가 1개 이상의 개별 층을 포함할 수 있고, 1개 이상의 유기 층(들) 및 1개 이상의 무기 층(들)을 포함할 수 있다. 그러나, 다중층 배열, 특히 무기 및 유기 층 조합은 도파를 증가시킬 수 있고 추출 효율을 감소시킬 수 있기 때문에 덜 바람직하다. 장벽 층을 형성하는 데 이용하기에 적당한 물질은 예를 들어 US-6,198,217에 개시된다. 전형적인 유기 장벽 층은 광경화형 단량체 또는 올리고머, 또는 열가소성 수지를 포함한다. 광경화형 단량체 또는 올리고머는 낮은 휘발성 및 높은 용융점을 가져야 한다. 그러한 단량체의 예는 트리메틸올 아크릴레이트, 예컨대 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 등; 장쇄 아크릴레이트, 예컨대 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트 등; 및 시클로헥실 아크릴레이트, 예컨대 디시클로펜테닐옥시에틸 아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트 등을 포함한다. 그러한 올리고머의 예는 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에테르 아크릴레이트 올리고머 등을 포함한다. 수지를 경화하는 데는 광개시제, 예컨대 벤조인 에테르, 벤조페논, 아세토페논, 케탈 등이 이용될 수 있다. 적당한 열가소성 수지의 예는 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등을 포함한다. 이 유기 물질은 전형적으로 진공 침착에 의해 침착된다. 전형적인 무기 장벽 층은 낮은 투습성을 나타내고 습기에 대해 안정한 물질로 제조된다. 특히 관심을 끄는 것은 주기율표의 IVB, VB, VIB, IIIA, IIB, IVA, VA 및 VIA 족의 산화물, 질화물 및 황화물 및 그의 조합이다. 예는 SiO2, SiO, GeO, Al2O3, ZnO, ZrO2, HfO2 등 같은 산화물, AlN, TiN, Si3N4 등 같은 질화물, 및 Al, Ag, Au, Pt, Ni 등 같은 금속을 포함한다. 또한, 혼합된 산화물-질화물도 이용될 수 있다. 보통, 무기 물질은 표준 조건 하에서 증기상 기술, 예컨대 진공 또는 플라즈마 침착, 스퍼터링, 원자 층 침착 (ALD) 등을 이용해서 침착된다. 광학적 투명도를 나타내는 장벽 층, 예컨대 위에서 언급된 산화물 및 Si 및 Al의 질화물이 특히 유용하다. 질화규소가 바람직하다. 광학적 투명도를 나타내는 장벽 층은 기판 상에 침착될 때 그 기판의 TLT를 실질적으로 감소시키지 않는 장벽 층이고, 바람직하게는, 여기서 TLT의 임의의 감소는 장벽 층 침착 전의 기판의 TLT 값에 대해 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 바람직하게는 2% 이하이다. 예를 들어 US-8227984 및 EP-2304069-A에 개시된 바와 같이, 장벽 층의 굴절률은 장벽 층의 장벽 성능에 상당한 영향을 주지 않으면서 동시-침착을 통한 적절한 도핑에 의해 개질될 수 있거나 또는 튜닝될 수 있다.
장벽 층의 두께는 바람직하게는 약 2 nm 내지 약 200 nm, 더 바람직하게는 약 10 내지 약 150 nm, 바람직하게는 약 50 내지 약 120 nm의 범위이다. 더 얇은 층은 구부림에 더 많은 내성을 가져서 필름이 균열하는 것을 야기하지 않고, 이것은 균열이 장벽 특성에 손상을 끼치지 때문에 OLED 광원에서 가요성 기판의 중요한 특성이다. 또한, 더 얇은 장벽 필름은 더 투명하다.
바람직하게는, (i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판; (ii) 임의적인 평탄화 코팅 층 (OPC1); (iii) 임의적인 장벽 층 (B1); (iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2); 및 (v) 임의적인 장벽 층 (B2)를 포함하고, 여기서 상기 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나가 존재하는 어셈블리는 10-3 g/㎡/일 미만의 수증기 투과율 및/또는 10-3/mL/㎡/일 미만의 산소 투과율을 나타낸다. 바람직하게는, 수증기 투과율은 10-4 g/㎡/일 미만, 바람직하게는 10-5 g/㎡/일 미만, 바람직하게는 10-6 g/㎡/일 미만이다. 바람직하게는, 산소 투과율은 10-4 g/㎡/일 미만, 바람직하게는 10-5 g/㎡/일 미만이다.
유기 평탄화
코팅 층
(
OPC2
)
유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 기능은 장벽 층 (B2) 또는 다중층 발광 어셈블리의 침착 전에 평활한 표면을 제공하기 위해 밑에 있는 층의 표면의 조도를 감소시키는 것이다. 본원에 서술된 장벽 층은 상대적으로 얇은 층이고, 핀프릭(pinprick) 또는 다른 결함을 피하기 위해 및 이리하여, 장벽 성능을 최대화하기 위해 평활한 표면 상에 침착되어야 한다.
유기 평탄화 코팅의 적당한 물질은 관련 분야에 알려져 있다. 예를 들어, 적당한 코팅은 중합가능한 및 가교가능한 단량체 화합물 및/또는 중합가능한 및 가교가능한 올리고머 화합물 (특히, 불포화된 올리고머 화합물)을 포함하는 조성물로부터 유래되고, 특히, 여기서 상기 조성물은 중합가능한 및 가교가능한 단량체 아크릴레이트 및/또는 올리고머 아크릴레이트를 포함한다. 이러해서, 적당한 코팅은 중합가능한 및 가교가능한 단량체 화합물을 포함하고, 임의로, 중합가능한 및 가교가능한 올리고머 화합물 (특히 불포화된 올리고머 화합물)을 추가로 포함하는 조성물로부터 유래되고, 특히, 여기서 상기 조성물은 중합가능한 및 가교가능한 단량체 아크릴레이트를 포함하고, 임의로, 올리고머 아크릴레이트를 추가로 포함한다. 조성물은 적당하게는 열 또는 광 개시제를 추가로 포함한다. 조성물은 전형적으로 용매 (예를 들어, 메틸에틸케톤)를 추가로 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 코팅은 다음을 포함하는 조성물로부터 유래된다:
(i) 중합가능한 단량체 반응성 희석제 (예를 들어, 단량체 아크릴레이트); 및/또는
(ii) 불포화된 올리고머 (예를 들어, 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 또는 폴리에스테르 아크릴레이트);
(iii) 임의로, 광개시제; 및
(iv) 임의로, 용매 (예를 들어, 메틸에틸케톤).
중합가능한 단량체 종은 적당하게는 낮은 분자량을 가지고, "반응성"이라는 용어는 단량체 종의 중합가능성을 의미한다는 것을 인식할 것이다.
적당한 유기 평탄화 코팅은 광분해 방법에 의해 개시되는 자유 라디칼 반응에 의해 경화가능한 것이다. 한 실시양태에서, 코팅 조성물은 용매 (예컨대 메틸에틸케톤) 중의 단량체 아크릴레이트 및 올리고머 아크릴레이트(바람직하게는 메틸메타크릴레이트 및 에틸아크릴레이트를 포함함)의 UV-경화형 혼합물을 포함하고, 전형적으로, 여기서 코팅 조성물은 아크릴레이트를 조성물의 총 중량의 약 20 내지 30 중량% 고형물로 포함하고, 추가로, 미량 (예를 들어, 고형물의 약 1 중량%)의 광개시제 (예를 들어, 어가큐어(Irgacure)™ 2959, 시바(Ciba))를 포함한다. 추가의 실시양태에서, UV-경화형 코팅 조성물은 용매 (예컨대 메틸에틸케톤)에 단량체 아크릴레이트 (전형적으로 다관능성 아크릴레이트)를 포함하고, 전형적으로, 여기서 코팅 조성물은 아크릴레이트를 코팅 조성물의 총 중량의 약 5 내지 50 중량% 고형물로 포함하고, 추가로, 미량 (예를 들어, 고형물의 약 1 중량%)의 광개시제를 포함한다. 다관능성 단량체 아크릴레이트는 관련 분야에 알려져 있고, 예는 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트를 포함한다.
또한, 적당한 열 경화형 유기 평탄화 코팅 조성물은 관련 분야에서 알려진 바와 같이 단량체 아크릴레이트 및/또는 올리고머 아크릴레이트 및 임의로, 열 개시제를 포함하는 조성물을 포함한다.
추가의 실시양태에서, 열-경화형 유기 평탄화 코팅 조성물은 에폭시 수지를 포함한다. 유기 평탄화 코팅으로서 이용하기에 적당한 다른 유기 물질은 열 또는 광-가교제에 의해 경화되는 가교가능한 유기 중합체, 예컨대 폴리에테르 이민 (PEI), 폴리에스테르, 폴리비닐 알콜, 폴리아미드를 포함한다.
적당한 열 개시제는 메틸 에틸 케톤 퍼옥시드, 아조비스 이소부티로니트릴, 디쿠밀 퍼옥시드 및 벤조일 퍼옥시드를 포함한다.
플라스틱 표면에 침착시키기에 적당한 경화형 코팅의 예는 지방족 우레탄 디아크릴레이트, 지방족 우레탄 테트라아크릴레이트 및 지방족 우레탄 헥사아크릴레이트, 예를 들어 사르토머(Sartomer)®로부터의 CN966J75, CN9276 및 CN901OEU 등급으로서 상업적으로 입수가능한 것을 포함한다.
적당한 높은 RI 유기 평탄화 코팅 조성물은 아크릴레이트 올리고머 (CN890; 사르토머) 및 단량체 아크릴레이트를 대략 동일한 부로 포함하고, 추가로, 4 중량% (총 아크릴레이트 고형물을 기준으로 함)의 퍼옥시드 열 개시제를 포함하고, 추가로, TiO2 나노입자 (광-비산란; 플라즈마 켐 게엠베하(Plasma Chem GmbH)로부터의 PL-TiO2-P25)를 최종 조성물에 약 80 중량%의 농도로 포함한다. 광 산란 입자 (P2)가 본원에 서술된 바와 같이 층에 이용된다. 코팅 조성물은 필름 표면에 침착 후 열에 의해(예를 들어, 200℃에서 2분 동안 가열함으로써) 경화가능하다. 경화 후, 조성물은 굴절률 1.8을 갖는 코팅 층을 제공한다.
유기 평탄화 코팅 (OPC2)의 침착 전에, 폴리에스테르 필름 기판의 노출된 표면은 출원인의 동시-계류 중인 국제 출원 PCT/GB2013/053276에 개시된 바와 같이 그 표면과 나중에 침착되는 코팅 사이의 결합을 개선하기 위해 화학적 또는 물리적 표면-개질 처리로 처리될 수 있고, 이 표면-개질 처리에 관한 개시물은 본원에 참고로 포함된다. 바람직한 처리는 필름의 노출된 표면을 코로나 방전을 동반하는 고전압 전기 응력으로 처리하는 것이다. 별법으로 또는 추가로, 폴리에스테르 필름 기판은 폴리에스테르 및 아크릴 수지를 포함해서 관련 분야에 알려진 임의의 적당한 부착-증진 중합체 조성물일 수 있는 프라이머 층으로 코팅될 수 있다.
유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에서 광-산란 입자 (P2)는 바람직하게는 폴리에스테르 필름 기판에 관해 위에서 서술된 광-산란 입자 (P1)로부터 선택되고, 입자 (P1)과 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 바람직하게는, 입자 (P2)는 비공극화 무기 입자로부터, 바람직하게는 티타늄 산화물로부터 선택된다.
광-산란 입자 (P2)는 바람직하게는 유기 평탄화 층 (OPC2)에 층의 총 부피를 기준으로 약 0.01 내지 약 1.0 부피%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.5 부피%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 광 산란 입자 (P2)는 적어도 약 0.03 부피%, 바람직하게는 적어도 약 0.05 부피%, 바람직하게는 적어도 약 0.10 부피%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 광 산란 입자 (P2)는 유기 평탄화 층 (OPC2)의 완전성을 보유하기 위해서 뿐만 아니라 나중에 침착되는 장벽 층 (B2)의 장벽 특성에 손상을 끼치는 것을 피하기 위해서 약 0.90 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.80 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.70 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.60 부피% 이하, 바람직하게는 약 0.50 부피% 이하의 양으로 존재한다. 이 농도 범위는 20 ㎛의 두께의 유기 평탄화 층 (OPC2)에 관하여 정의되고, 여기서 다른 층 두께에 관한 본 발명에 따른 농도 범위는 다음 식에 따라서 층의 두께에 반비례하는 관계에 기초해서 계산된다:
VT = V20 (20/T)
여기서,
VT는 두께 T에서의 입자 농도이고,
V20은 20 ㎛의 두께를 갖는 유기 평탄화 층 (OPC2)에서 위에서 정의된 입자 농도이다.
한 실시양태에서, 광-산란 입자 (P2)는 광-산란 입자 (P1)이 폴리에스테르 필름 기판 층에 존재하는 농도와 동일한 또는 실질적으로 동일한 농도로 유기 평탄화 층 (OPC2)에 존재한다. 본원에서 이용되는 바와 같이, "실질적으로 동일한 농도"라는 용어는 제1 농도 값이 제2 농도 값의 10%보다 크지 않거나 또는 작고, 바람직하게는 5%보다 크지 않거나 또는 작다는 것을 의미한다.
입자 (P2)는 바람직하게는 약 150 nm 내지 약 10000 nm의 범위, 바람직하게는 적어도 약 180 nm, 더 바람직하게는 적어도 약 200 nm, 바람직하게는 적어도 약 250 nm, 및 바람직하게는 약 1000 nm 이하, 바람직하게는 약 500 nm 이하, 바람직하게는 약 300 nm 이하의 크기를 나타낸다.
유기 평탄화 층 (OPC2)는 전형적으로 그 층의 굴절률 (RI)을 변조할 목적으로 및 특히, 그 층의 RI가 장벽 층(들) 및 다중층 발광 어셈블리의 RI와 정합하도록 그 층의 RI를 증가시킬 목적으로 포함되는 광-비산란 입자 (P3)를 추가로 포함한다. 광-비산란 입자 (P3)는 적당하게는 100 nm 이하의 입자 크기를 가지고, 층의 총 중량을 기준으로 약 80 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 입자 크기는 바람직하게는 본원에 서술된 바와 같이 투과 전자 현미경 (TEM)에 의해 및 다른 방식으로 결정된다. 광-비산란 입자 (P3)는 이 목적으로 관련 분야에 알려진 임의의 적당한 입자로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 TiO2 및 ZrO2로부터, 바람직하게는 TiO2로부터 선택된다.
유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)는 임의의 적당한 또는 통상적인 코팅 기술, 예컨대 그라비아 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 딥 코팅, 비드 코팅, 슬롯 코팅 또는 정전 분사 코팅에 의해 침착될 수 있다. 코팅은 필름 제조와 별개의 공정 단계로서 "오프-라인으로" 또는 필름 제조 공정의 연속으로서 "인-라인으로" 침착될 수 있다.
유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 건조 두께는 바람직하게는 약 0.5 내지 약 50 ㎛, 바람직하게는 약 2 내지 30 ㎛, 특히 약 5 내지 약 20 ㎛이다.
내긁힘성
코팅
바람직한 실시양태에서는, OLED를 기계적 손상으로부터 보호하기 위해 폴리에스테르 필름 기판의 외부 표면은 그 위에 내긁힘성 코팅 (또는 하드코트)를 침착시켰다. 내긁힘성 코팅을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판은 OLED에 OLED의 외부 표면이 내긁힘성 코팅이도록 배치된다.
내긁힘성 층은 예를 들어 테이버(Taber) 연마 시험 (ASTM 방법 D-1044)에 의해 판단되는 바와 같이 기계적 보호를 필름에 제공하고, 이 시험에서는 시험 샘플의 헤이즈가 ASTM 방법 D-1003에 의해 결정된다. 테이버 연마 시험은 전형적으로 비보호된 필름의 표면에 제어된 손상을 야기할 것이고, 이렇게 해서 표준 처리 조건 하에서 필름의 헤이즈가 40-50% 증가한 것이 관찰된다.
적당한 내긁힘성 코팅은 출원인의 동시-계류 중인 국제 출원 PCT/GB2013/053276에서 개시되고, 이 내긁힘성 코팅에 관한 개시물은 본원에 참고로 포함된다. 이러해서, 본 발명에서 이용되는 바람직한 내긁힘성 코팅은 광범위하게 다음 세 분류 중 하나에 속한다: 유기 코트, 유기/무기 혼성 코트 및 주로 무기 코트. 주로 무기 내긁힘성 코팅은 중합가능한 주로 무기 기질, 예컨대 폴리실록산에 함유되는 무기 입자를 포함한다. 적당한 내긁힘성 층의 다른 예는 예를 들어 US-4198465, US-3708225, US-4177315, US-4309319, US-4436851, US-4455205, US-0142362, WO-A-03/087247 및 EP 1418197에서 개시되고, 그의 개시물은 본원에 참고로 포함된다. 추가의 실시양태에서, 코팅 조성물은 용매 (전형적으로 수성 용매)에 가교가능한 유기 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 이민 (PEI), 폴리에스테르 또는 폴리비닐알콜 (PVOH) 및 가교제를 포함한다. 내긁힘성 코팅의 침착 전에, 폴리에스테르 필름 기판의 노출된 (외부) 표면은 위에서 서술된 바와 같이 그 표면과 나중에 침착되는 코팅 사이의 결합을 개선하기 위해 표면-개질 처리로 처리될 수 있다.
내긁힘성 층은 전형적으로 폴리에스테르 필름 기판의 표면을 평탄화하는 효과를 가지고, 그의 본래의 표면 조도는 입자 함량, 중합체 정체성 및 필름의 제조 이력의 결과로 달라진다. 통상적인 아웃-커플링 접근법 중 많은 접근법이 OLED 광원으로부터 광 추출을 개선하기 위해 조면화된 외부 표면의 제공을 포함하였다. 본 발명은 광 추출에 손해를 끼치지 않으면서 평탄화 코팅을 이용해서 내긁힘성을 달성한다. 내긁힘성 코팅의 표면은 바람직하게는 0.7 nm 미만, 바람직하게는 0.6 nm 미만, 바람직하게는 0.5 nm 미만, 바람직하게는 0.4 nm 미만, 바람직하게는 0.3 nm 미만, 이상적으로 0.25 nm 미만의 본원에서 측정되는 Ra 값, 및/또는 0.9 nm 미만, 바람직하게는 0.8 nm 미만, 바람직하게는 0.75 nm 미만, 바람직하게는 0.65 nm 미만, 바람직하게는 0.6 nm 미만, 바람직하게는 0.50 nm 미만, 바람직하게는 0.45 nm 이하, 바람직하게는 0.35 nm 미만, 이상적으로 0.3 nm 미만의 Rq 값을 갖는 표면을 나타낸다.
내긁힘성 층은 폴리에스테르 필름 기판의 헤이즈의 증가를 초래할 수 있고, 이 증가는 내긁힘성 층이 없는 폴리에스테 필름 기판의 헤이즈 값의 바람직하게는 20% 이하, 더 바람직하게는 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하이다. 또한, 내긁힘성 층은 폴리에스테르 필름 기판의 TLT의 감소를 초래할 수 있고, 이 감소는 바람직하게는 내긁힘성 층이 없는 폴리에스테르 필름 기판의 TLT 값의 바람직하게는 20% 이하, 더 바람직하게는 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하이다. 놀랍게도, 본 발명의 내긁힘성 코팅은 OLED의 방출된 광의 추출 효율 또는 각도 의존도에 불리한 영향을 주지 않는다.
OLED
광원
본 발명의 OLED는 우수한 및 개선된 추출 효율을 나타낸다.
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판; (ii) 임의적인 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1); (iii) 임의적인 장벽 층 (B1); (iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2); 및 (v) 임의적인 장벽 층 (B2)를 포함하고 여기서 상기 장벽 층 중 적어도 하나가 존재하는 어셈블리는 바람직하게는
(1) 적어도 약 50%, 바람직하게는 적어도 약 60%, 바람직하게는 적어도 약 70%, 바람직하게는 적어도 약 80%, 및 전형적으로 약 95% 이하, 더 전형적으로 약 90% 이하의 헤이즈; 및/또는
(2) 적어도 약 60%, 바람직하게는 적어도 약 65%, 바람직하게는 적어도 약 70%, 바람직하게는 적어도 약 75%, 바람직하게는 적어도 80%, 더 바람직하게는 적어도 약 85%의 TLT
를 나타낸다.
본 발명의 OLED 광원은 적당하게는 다중층 발광 어셈블리를 공기 및 습기 진입으로부터 보호할 목적으로 관련 분야에 알려진 바와 같이 다중층 발광 어셈블리 위에 (즉, 발광 유기 층으로부터 멀리 떨어진 제2 전극의 표면 상에, 또는 제2 전극에 가장 가깝게 근접하는 다중층 발광 어셈블리의 표면 상에) 캡슐화 층을 포함한다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면,
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판을 제공하는 단계;
(ii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 침착시키는 단계;
(iii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 존재하는 경우, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 배치하는 단계;
(iv) 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 장벽 층 (B1)이 존재하는 경우, 장벽 층 (B1)의 표면 상에 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)를 배치하는 단계;
(v) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 장벽 층 (B2)를 배치하는 단계; 및
(vi) 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 또는 장벽 층 (B2)가 존재하는 경우, 장벽 층 (B2)의 표면 상에 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 배치하는 단계
를 포함하고, 단계 (iii) 및 (v) 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 단계 (vi)이 다단계 공정일 수 있는, 본원에 서술된 OLED 광원 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면,
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름을 OLED의 기판으로서 제공하고;
(ii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하고;
(iii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에, 또는 존재하는 경우, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 배치하고;
(iv) 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 장벽 층 (B1)이 존재하는 경우, 장벽 층 (B1)의 표면 상에 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)를 배치하고;
(v) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 장벽 층 (B2)를 배치하고,
(vi) 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 또는 장벽 층 (B2)가 존재하는 경우, 장벽 층 (B2)의 표면 상에 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 배치하는 것
을 포함하고, 단계 (iii) 및 (v) 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 단계 (vi)이 다단계 공정일 수 있는, 기판, 및 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 포함하는 OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하는 방법이 제공된다.
상기 본 발명의 방법에서, OLED 광원 및 그의 특징은 본원에 서술된 바와 같다.
본 발명의 방법은 적당하게는 제1 전극을 제공하는 단계, 발광 유기 층을 제공하는 단계 및 제2 전극을 제공하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 적당하게는 다중층 발광 어셈블리를 공기 및 습기 진입으로부터 보호할 목적으로 관련 분야에 알려진 바와 같이 다중층 발광 어셈블리 위에 캡슐화 층을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 방법은 바람직하게는 본원에 서술된 바와 같이 폴리에스테르 필름 기판의 표면을 연마 블라스팅함으로써 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면에 표면 조도를 부여하는 단계를 포함한다.
위에서 서술된 바와 같이, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이 조면화되고/조면화되거나 상대적으로 높은 표면 조도를 나타내고 장벽 층 (B1)이 존재하는 실시양태에서, 본 발명의 방법은 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이 조면화되든 조면화되지 않든 장벽 층 (B1)이 존재할 때는 언제나 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 다음 층:
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하기 위한, 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름의 용도가 제공된다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면,
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 OLED 광원에 광-산란 입자가 배치된, OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하기 위한 광-산란 입자의 용도가 제공된다.
상기 본 발명의 용도에서, OLED 광원 및 그의 특징은 본원에 서술된 바와 같다. 예를 들어, OLED 광원은 적당하게는 다중층 발광 어셈블리를 공기 및 습기 진입으로부터 보호할 목적으로 관련 분야에 알려지고 본원에 서술된 바와 같이 다중층 발광 어셈블리 위에 캡슐화 층을 추가로 포함한다.
본원에서 이용되는 바와 같이, OLED 광원의 "방출된 광의 방향성"이라는 용어는 최대 광 출력 효율 (HOB)에 의해 측정되는 바와 같이 및 특히, 최대 광 출력 효율 (HOB) 및 총 광 출력 효율 둘 모두에 의해 측정되는 바와 같이 방출된 광의 각도 의존도를 나타낸다. "방출된 광의 방향성을 변조하는"이라는 용어는 최대 광 출력 효율 (HOB)을 증가시키거나 또는 최대화하고, 바람직하게는, 동시에, 본 발명에 따른 광-산란 입자 프로파일을 갖지 않는 OLED 광원에 비해 총 광 출력 효율을 증가시키거나 또는 최대화하는 것을 나타낸다. 특히, "방출된 광의 방향성을 변조하는"이라는 용어는 최대 광 출력 효율 (HOB)을 증가시키고, 한편으로, 동시에, 본 발명에 따른 광-산란 입자 프로파일을 갖지 않는 OLED 광원에 비해, 총 광 출력 효율을 증가시키거나, 유지시키거나 또는 최대화하는 것을 나타낸다.
특성 측정
본원에 서술된 OLED를 특성화하는 데 다음 분석이 이용된다:
(i) "무기 로딩"이라고도 불리는 층에서의 입자의 농도는 중량측정 수단을 이용해서 측정될 수 있다. 먼저, 물질의 시편의 중량을 측정하고, 그 다음, 열분해하여 잔류 질량을 재측정한다. 열분해 처리는 알려진 질량의 샘플을 330℃에서 500℃로 가열하고 그 온도에서 하룻밤 동안 유지하는 것을 포함한다. 그 다음, 잔류 무기 충전제의 질량을 처음 샘플의 질량에 대한 중량 백분율 (중량%)로 표현한다.
(ii) 맑기는 표준 시험 방법 ASTM D1003에 따라서 헤이즈-가드(Haze-gard) 플러스 구형 헤이즈미터 (비와이케이 가드너(BYK Gardner))를 이용해서 필름의 총 두께를 통해 총 휘도 투과율 (TLT) 및 헤이즈 (산란된 투과된 가시 광의 %)를 측정함으로써 평가된다. 본원에서는 이 시험 방법을 이용해서 헤이즈 값을 100%까지 기록한다.
(iii) 고유 점도 (단위: dL/g)는 25℃에서 o-클로로페놀 중의 폴리에스테르의 0.5 중량% 용액을 이용하고 빌메이어(Billmeyer) 단일점 방법을 이용하여 고유 점도를 계산함으로써 비스코텍(Viscotek)™ Y-501C 상대 점도계 (예를 들어, Hitchcock, Hammons & Yau in American Laboratory (August 1994) "The dual-capillary method for modern-day viscometry" 참조)로 ASTM D5225-98(2003)에 따라서 용액 점도법으로 측정된다:
η = 0.25ηred + 0.75(ln ηrel)/c
여기서,
η = 고유 점도 (dL/g),
ηrel = 상대 점도,
c = 농도 (g/dL), 및
ηred = 감소된 점도 (dL/g), (ηrel - 1)/c (또한 ηsp/c로 표현되고, 여기서 ηsp는 비점도임)와 동등함.
(iv) 열 수축률은 필름의 기계 방향 및 횡방향에 대해 특정 방향으로 절단되고 시각적 측정을 위해 표시된 200 mm x 10 mm 치수의 필름 샘플에 관해 평가된다. 샘플의 더 긴 치수 (즉, 200 mm 치수)는 수축률이 시험되는 필름의 방향에 상응하고, 즉, 기계 방향에서의 수축률 평가를 위해서는, 시험 샘플의 200 mm 치수를 필름의 기계 방향을 따라서 배향시킨다. 시편을 150℃의 미리 결정된 온도로 가열하고 (그 온도의 가열된 오븐에 넣음으로써) 30분 간격 동안 유지한 후, 시편을 실온으로 냉각시키고, 그의 치수를 수동으로 재측정한다. 열 수축률을 계산하고 원래 길이에 대한 백분율로 표현한다.
(v) 시차 주사 열량계 (DSC) 스캔은 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) DSC 7 기기를 이용해서 얻는다. 중량이 5 mg인 폴리에스테르 필름 샘플을 표준 퍼킨 엘머 알루미늄 DSC 도가니 안에 캡슐화시킨다. 가열 동안에 배향의 이완 효과를 최소화하기 위해 필름이 부분적으로 속박되도록 필름 및 도가니를 편평하게 프레싱한다. 시편을 기기의 샘플 홀더에 놓고 80℃/분으로 30℃에서부터 300℃까지 가열하여 관련 진행과정을 기록한다. 건조한 불활성 퍼지 기체 (질소)를 이용한다. DSC 기기의 온도 및 열 유동 축을 실험 조건에 관해, 즉, 가열 속도 및 기체 유속에 관해 완전히 검정한다. 피크 온도 값, 즉, 흡열 고온 피크 (A) 및 흡열 저온 피크 (B)를 각 흡열 용융 과정의 개시에서부터 각 흡열 용융 과정의 종료까지 그린 기준선 위의 최대 변위로서 구한다. 퍼킨 엘머 소프트웨어 내에서 표준 분석 절차를 이용해서 피크 온도 측정값을 도출해낸다. 측정의 정밀도 및 정확도는 ±2 ℃이다.
(vi) 산소 투과율은 ASTM D3985를 이용해서 측정된다.
(vii) 수증기 투과율은 ASTM F1249를 이용해서 측정된다.
(viii) 표면 평활도는 파장 604 nm의 광원을 이용하여 와이코(Wyko) NT3300 표면 프로파일러를 이용해서 관련 분야에 잘 알려진 통상적인 비접촉 백색-광 상-이동 간섭법 기술을 이용하여 측정된다. 와이코 표면 프로파일러 기술 참조 설명서 (WYKO Surface Profiler Technical Reference Manual (Veeco Process Metrology, Arizona, US; June 1998); 이 설명서의 개시물은 본원에 참고로 포함됨)를 참고로, 이 기술을 이용해서 얻을 수 있는 특성화 데이터는 다음을 포함한다:
평균화 매개변수 - 평균 조도 (Ra): 평균 표면으로부터 측정되는, 평가 면적 내에서 측정된 높이 편차의 절대값의 산술평균.
평균화 매개변수 - 근평균 제곱 조도 (Rq): 평균 표면으로부터 측정되는, 평가 면적 내에서 측정된 높이 편차의 근평균 제곱.
극한값 매개변수 - 최대 프로파일 피크 높이 (Rp): 평균 표면으로부터 측정되는, 평가 면적 내에서 최고 피크의 높이.
평균화된 극한 값 매개변수 - 평균 최대 프로파일 피크 높이 (Rpm): 평가 면적에서 10개 최고 피크의 산술평균 값.
극한 피크 높이 분포: 200 nm 초과 높이의 Rp 값의 수 분포.
표면 영역 지수: 표면의 상대 편평도의 측정값.
조도 매개변수 및 피크 높이는 통상적인 기술에 따라 샘플 표면 영역의 평균 높이, 또는 "평균 표면"에 대해 측정된다. (중합체 필름 표면은 완벽하게 편평할 수는 없고, 종종 그의 표면에 완만한 기복을 갖는다. 평균 표면은 프로파일을 평균 표면 위 및 아래에 같은 부피가 있도록 나누는, 기복 및 표면 높이 이탈을 통해 중심으로 뻗는 평면이다.
표면 프로파일 분석은 표면 프로파일러 기기의 "시야" 내의 필름 표면의 이산된 영역들을 스캔함으로써 수행되고, 시야는 단일 측정에서 스캔되는 영역이다. 필름 샘플은 이산된 시야를 이용해서, 또는 어레이를 형성하는 연속하는 시야를 스캔함으로써 분석될 수 있다. 본원에서 수행되는 분석은 와이코 NT3300 표면 프로파일러의 전해상도를 이용하고, 여기서 각 시야는 480x736 픽셀을 포함한다.
Ra 및 Rq 측정의 경우, 50배 배율을 갖는 대물 렌즈를 이용해서 해상도를 증진시킨다. 결과적으로 얻는 시야는 90 ㎛ x 120 ㎛의 치수를 가지고 0.163 ㎛의 픽셀 크기를 갖는다.
Rp 및 Rpm 측정의 경우, 10-배 배율을 갖는 대물 렌즈를 "증배기의 0.5-배 시야"와 조합해서 이용하여 5-배의 총 배율을 줌으로써 시야를 편리하게 증가시킨다. 결과적으로 얻는 시야는 0.9 mm x 1.2 mm의 치수를 가지고 1.63 ㎛의 픽셀 크기를 갖는다. 바람직하게는, Rp는 100 nm 미만, 더 바람직하게는 60 nm 미만, 더 바람직하게는 50 nm 미만, 더 바람직하게는 40 nm 미만, 더 바람직하게는 30 nm 미만, 더 바람직하게는 20 nm 미만이다.
본원에서 Ra 및 Rq 측정의 경우, 표면 영역의 동일 부분에서 5개의 연속 스캔의 결과를 조합해서 평균 값을 준다. Rp 값은 전형적으로 100회 측정으로부터의 평균 값이다. 측정은 10%의 변조 문턱값(신호:잡음 비)을 이용해서 수행되고, 즉, 문턱값 아래의 데이터 점은 잘못된 데이터로 확인된다.
또한, 표면 토포그래피는 200 nm 초과의 높이를 갖는 극한 피크의 존재에 관해 분석될 수 있다. 이 분석에서는, 5 ㎠의 총 면적에서 1.63 ㎛의 픽셀 크기로 일련의 Rp 측정값을 구한다. 그 결과는 데이터-점이 미리 결정된 범위의 피크 높이에 배정되는 히스토그램 형태로 제시될 수 있고, 예를 들어 여기서 히스토그램은 채널 폭 25 nm의 x-축을 따라 동등하게 이격된 채널을 갖는다. 히스토그램은 피크 높이 (x 축)에 대한 피크 수 (y 축)의 그래프 형태로 제시될 수 있다. Rp 값으로부터 결정되는 바와 같이 5 ㎠ 면적 당 300 내지 600 nm의 범위에서 표면 피크의 수를 계산할 수 있고, N(300-600)로 나타낼 수 있다. 본 발명에서 이용되는 코팅은 바람직하게는 필름에서 N(300-600)의 감소를 초래하고, 이렇게 하여 코팅을 갖지 않는 경우 및 코팅을 갖는 경우의 N(300-600)의 비인 감소 F는 적어도 5, 바람직하게는 적어도 15, 더 바람직하게는 적어도 30이다. 바람직하게는, 코팅된 필름의 N(300-600) 값은 5 ㎠ 면적 당 50 미만, 바람직하게는 35 미만, 바람직하게는 20 미만, 바람직하게는 10 미만, 바람직하게는 5 미만의 피크이다.
표면 영역 지수는 다음과 같이 "3-차원 표면 영역" 및 "측방향 표면 영역"으로부터 계산된다. 샘플의 "3-차원 (3-D) 표면 영역"은 피크 및 밸리를 포함하는 총 노출 3-D 표면 영역이다. "측방향 표면 영역"은 측방향에서 측정되는 표면 영역이다. 3-D 표면 영역을 계산하기 위해서는, 표면 높이를 갖는 4개의 픽셀을 이용해서 X, Y 및 Z 치수와 함께 중심에 위치하는 픽셀을 생성한다. 그 다음, 결과적으로 얻은 4개의 삼각형 면적을 이용해서 대략의 입방 부피를 생성한다. 이 4-픽셀 창이 전체 데이터-세트를 통해 이동한다. 시야에서의 픽셀의 수에 각 픽셀의 XY 크기를 곱함으로써 측방향 표면 영역을 계산한다. 표면 영역 지수는 3-D 표면 영역을 측방향 면적으로 나눔으로써 계산되고, 한 표면의 상대 편평도의 측정값이다. 1에 매우 가까운 지수는 매우 편평한 표면을 나타내고, 여기서 측방향(XY) 면적은 총 3-D 면적 (XYZ)에 매우 가깝다.
본원에서 "PV95"라고 불리는 피크-대-밸리 값은 평균 표면 평면을 기준으로 한 표면 높이의 함수로서 양의 표면 높이 및 음의 표면 높이의 빈도 분포로부터 얻을 수 있다. PV95 값은 데이터 점의 최고 2.5% 및 최저 2.5%를 생략함으로써 분포 곡선에서 피크-대-밸리 표면 높이 데이터의 95%를 포위하는 피크-대-밸리 높이 차이다. PV95 매개변수는 표면 높이의 전체 피크-대-높이 스프레드(spread)의 통계적으로 유의미한 측정값을 제공한다.
(ix) OLED의 정반사율 (Rs)은 적분구(10 cm 직경)가 구비된 퍼킨 엘머 람다 (Perkin Elmer Lambda) 950 UV-가시-NIR 분광계를 이용해서 측정된다. OLED 램프는 구의 샘플 포트에 장착되고, 스펙트랄론(Spectralon)® 표준에 대한 반사율이 430 nm 내지 800 nm의 파장 범위에서 평균으로서 표현된다.
(x) OLED의 표면에 법선인(수직인) 시야각에서 방출 측정값은 최소 표면 영역 p 0.4 mm을 측정하기 위해 명시된 클로즈업 렌즈 110이 구비된 휘도 계측기 (코니카 미놀타(Konica Minolta) 모델 LS 110)를 이용해서 휘도 (K. Saxena et al., Journal of Luminescence, 128, 525(2008)의 방법에 따름)로 측정될 수 있다. 측정은 떠돌이 배경 광으로부터 간섭을 제거하기 위해 어두운 환경에서 수행되고, 50 mA의 정상 전류 하에서 OLED 광원으로부터 안정한 방출이 확립된 후 휘도 값 (cd/㎡)을 기록한다. OLED로부터의 방출 신호는 최대 광 출력 효율을 생성한다.
OLED 표면의 법선에서 구한 측정값은 아웃-커플링 성능의 완전한 특성화를 주지 않고, OLED의 방출 프로파일의 더 완전한 특성화는 어느 범위의 각도에서 측정을 요구한다. 이러해서, 또한 방출 측정값은 디스플레이 메트롤로지 시스템 (Display Metrology System)(DMS 803, Autronic Melchers GmbH; 기술 규격 문헌 BR001.4, April 2011)을 이용해서 방출의 각도 의존도를 기록함으로써 측정된다. 위에서 언급된 바와 같은 어두운 환경 및 광원 안정성의 동일한 측정 조건을 준수하고, 이 경우에, 방출은 법선으로부터 5°간격 내지 법선으로부터 70°간격에서 380 nm 내지 800 nm의 파장 범위에서 스펙트럼 래디언스(spectral radiance)로서 측정된다. OLED로부터 스펙트럼 적분 방출 신호는 총 광 출력 효율을 생성한다. DMS 기기를 이용해서 수집된 데이터는 여러 추가 분석을 수행하는 것을 허용한다.
DMS를 이용해서 측정된 스펙트럼 래디언스를 전용 소프트웨어를 이용해서 처리하여 OLED의 평면의 법선에 대한 각도의 함수로서 CIE (1976) u'v' 색 공간에 기초해서 각 측정에서 색 점을 도출할 수 있다. 이 데이터를 이용해서 시야각에 따른 OLED 램프의 관찰되는 색의 평균 색 차이 또는 변화인 CDavg를 추가로 계산할 수 있다("Quantifying angular color stability of organic light-emitting diodes", A. Isphording, M. Pralle, Org. Elec., 11, 1916(2010)에서 가르치는 바와 같음).
또한, 스펙트럼 래디언스 측정값을 이용해서 OLED의 외부 양자 효율 (EQE; ("Organic light emitting diodes (OLEDs) and OLED-based structurally integrated optical sensors", Y. Cai. PhD Thesis, lowa State Univ., 2010)에서 가르치는 바와 같음)), 및 전력 전환 효율 (PCE)을 도출할 수 있다. OLED의 전력 전환 효율은 전류-전압-광 사이클 동안에 측정되는 작동 전류 및 전압의 값을 포함함으로써 계산되고, 여기서 전압은 케이틀리(Keithley) 2440 광원 미터에 의해 소자에 공급되고, 케이틀리 2440 광원 미터는 또한 소자를 통해 흐르는 전류를 측정한다. 광은 케이틀리 2400 멀티미터에 연결된 광다이오드를 이용해서 검출되고, 코니카 미놀타로부터의 휘도 미터 LS110으로 검정된다.
마지막으로, 또한, DMS로 특성화하는 동안 수집된 데이터를 이용해서 각 OLED 램프의 입체각이 도출될 수 있다.
도출에 관한 이론은 문헌의 다음 부분에서 및 그 밖의 곳에서 요약된다(예를 들어, Japanese Journal of Applied Physics 2004 43 (11A) 7733-7736 by I. Tanaka et al.; Journal of Luminescence 2007 122-123 626-628 by H. Li et al.).
미처리 광학 데이터는 특히 다음 계산을 허용한다:
- 광속 (F) (또는 발광 전력): 표준 CIE 1931 명소 광도 함수 (상이한 파장에 대한 사람 눈의 민감도의 표준화된 모델)에 기초한, 사람 눈으로 검출되는 광원의 모든 방향으로 방출되는 총 파장-가중 발광 전력이고, 루멘 단위이고, 다음 표현에 의해 계산된다:
여기서, 이 연구에서, 측정 및 적분은 400 내지 800 nm의 파장 범위에서 수행되고, 여기서
F는 광속 (루멘)이고,
S(λ)측정은 방출된 복사선 (단위 파장 당 전력)의 측정된 스펙트럼 전력 분포 (와트/m/스테라디안 (W/sr.nm.㎡))이고,
Sy(λ)는 표준 광도 함수 (무차원)이고,
λ는 파장 (m)이고,
f는 OLED의 측정된 각도 의존도 (AI)를 포함하는 계수이다.
- 발광 효율 (η): OLED 광원이 전기로부터 가시 광을 얼마나 효율적으로 생성하는가의 측정값이고, 광원에 의해 소비되는 총 전기 전력에 대한 광속 (F)의 비이고, 루멘/와트 단위이고, 다음 방정식에 따라 계산된다 (OLLA White Paper on the Necessity of Luminous Efficacy Measurement Standardisation of OLED Light Sources", IST-004607 Ed. OLLA WP5 members, (2007)):
여기서,
η = 발광 효능,
F = 광속,
V인가 및 I인가는 OLED에 인가된 전압 및 전류이다.
- 발광 강도 (본원에서는 간단히 "강도"라고 부름); 단위 입체각 당 표면으로부터 방출된 파장-가중 광속 (F), 즉, 스테라디안 당 광속이고, 칸델라 (루멘/sr) 단위이다.
- 휘도: 명시된 방향에 수직인 단위 투영 면적 당 단위 입체각 당 눈으로 검출된 표면으로부터 방출된 파장-가중 광속 (F)이고, 칸델라/제곱미터(cd/㎡) 단위이고, 다음 식으로 정의된다:
Lv는 방향 θ에서의 휘도 (cd/㎡)이고,
φv는 발광 전력 (루멘, lm)이고,
θ는 표면 법선과 명시된 방향 사이의 각도이고,
A는 표면의 면적 (㎡)이고,
Ω은 측정에 의해 대응되는 입체각 (sr)이다.
- 래디언스: 휘도와 유사한 대물(objective) 복사계측 양, 즉, 명시된 방향에 수직인 단위 투영 면적 당 단위 입체각 당 표면으로부터 방출된 선속이고, 와트/스테라디안/제곱미터(W/sr/㎡) 단위이고, 다음 식에 의해 정의된다:
여기서
L은 방향 θ에서의 래디언스 (W/sr/㎡)이고,
φ는 방출된 총 복사 전력 (W)이고,
그 밖에는 위에서 정의된 바와 같다.
근사법은 cosθ가 대략 일정한 경우에 작은 A 및 Ω에 관해서만 적절하다.
- 각도 의존도: 램버트 표면은 그것이 입사 광을 완전 확산 방식으로 반사한다는 점에서 독특하다. 들어오는 광선의 입사각 θ가 얼마인지는 중요하지 않고, 표면을 떠나는 광의 분포는 변하지 않고 그대로이다. 다시 말해서, 램버트 표면은 시야각과 무관한 일정한 래디언스 또는 휘도를 갖는다. 램버트 가정이 유효할 때, 총 광속 (F) (아래 표현에서 Ftot)은 코사인 법칙을 적분함으로써 피크 발광 강도 (Imax)로부터 계산될 수 있다:
그래서, 램버트 표면의 경우,
(비-램버트) OLED의 각도-의존도를 묘사할 때, 방출된 광의 각도 의존도는 먼저, 측정된 각도 범위의 모든 값을 OLED 표면의 법선에서 측정된 값 (즉, θ = 0)으로 정규화함으로써 평가되고, 이 방법에 의해 OLED의 각도 의존도 (AI)의 값을 정규화된 래디언스로부터 계산할 수 있다. 그 다음, 정규화된 값을 램버트 방출체 (도 1에서 선 (a))와 비교한다. 도 1에서 선 (a)이 값 1 (π sr의 입체각에 상응함)을 가지면, 1 미만의 임의의 값은 비-램버트 각도-의존형 방출 프로파일을 갖는 OLED를 의미한다. 또한, 비-램버트 성질은 이상적 램버트 프로파일에 대한 백분율로서 표현될 수 있다. 이상적으로, 측정된 각도 범위는 법선으로부터 0 내지 90°이지만, 실험적으로 이것은 어렵고, 그래서 이 작업은 전형적으로 0 내지 70°의 각도 범위에서 측정되고, 임의로, 방출을 모델링함으로써 90°로 외삽한다.
- 외부 양자 효율 (EQE): 주입된 전자 당 소자로부터 공기 중으로 방출된 광자의 수의 측정값이고, 본원에서는 측정된 데이터로부터 다음과 같이 계산된다:
여기서,
Ω는 입체각이고,
f는 OLED의 측정된 각도 의존도 (AI)를 포함하는 계수이다 (계수 f는 램버트로부터의 입체각 (π)을 입체각의 실제 값으로 보정한다. 그러면, 래디언스의 정규화(0 - 70° 또는 바람직하게는 0 - 90°에서)는 약 1의 값을 생성하고, 여기서 1은 π 입체각을 의미한다. (1 초과는 램버트-초과 (super-Lambertian) 특성을 의미하고, 1 미만은 램버트-미만(sub-Lambertian) 특성을 의미함),
I인가는 OLED에 인가된 전류이고,
S(λ)측정은 방출된 복사선의 측정된 스펙트럼 전력 분포 (단위 파장 당 전력)이고, 와트/m/스테라디안 (W/sr.nm.㎡) 단위이고, 여기서, sr은 스테라디안을 나타내고,
e는 단위 전하량이고, h는 플랑크 상수이고, c는 광의 속도이다.
- 방출 색의 색 및 각도 의존도
방출 색의 색 및 각도 의존도 (또한, 색 안정성이라고도 불림)는 디스플레이 메트롤로지 시스템 (DMS 803, Autronic Melchers GmbH)을 이용해서 수집된 측정값으로부터 도출된다. 전용 소프트웨어를 이용해서 OLED의 방출의 x, y 색도도를 각도의 함수로서 플롯하고, 한편 OLED가 나타내는 색차 및 평균 색차 (CDavg)는 이스포딩(Isphording)(상기 문헌)의 계산에 따라 도출된다. CDavg는 OLED로부터 방출된 색도의 각도 의존도로서 정의된다:
및
여기서, u' 및 v'는 CIE(1976) 색 공간에서 색점을 정의하고, 한편 θi, θj는 색도가 측정된 각도를 나타내고, 여기서 i, j = 1, 2, ... n 및 0°≤θi≤90°.
(xi) 5 nm의 정확도를 갖는 비코 다크타크(Veeco Daktak) 6 스타일러스 프로파일러를 이용해서 OLED 소자의 기능성 층의 두께를 측정한다.
(xii) 층의 굴절률은 633 nm에서 방출하는 레이저원이 구비된, 메트리콘 코포레이션(Metricon Corporation) (모델 2010)이 제조한 프리즘 커플러 장치(Prism Coupler Apparatus)를 이용해서 측정된다. 측정 원리는 633 nm에서 기록된 본원에 보고된 굴절률 값은 층의 표면에서의 RI 값이고, 본원에서는 그에 따라서 RI 값이 정의된다는 것을 의미한다.
본 발명을 다음 실시예로 추가로 예시한다. 실시예가 위에서 서술된 본 발명을 제한하는 것을 의도하지 않는다. 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 세부사항을 변경할 수 있다.
실시예
실시예
1
제1 시리즈의 배면-발광 OLED 광원의 추출 효율을 시험하였다. 이 시리즈에서 각 OLED는 동일한 다중층 발광 어셈블리를 이용하였고, 그 어셈블리로부터 방출되는 광 프로파일을 도 2에 나타낸다.
각 OLED에서 폴리에스테르 필름 기판은 다양한 농도의 TiO2 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 두께 100 ㎛의 이축 배향 PET 필름이었다. TiO2 입자는 입자 크기 200 nm를 가졌고, 루타일 결정 형태였고, 실질적으로 구형 형상을 가졌다. TiO2를 폴리에스테르에 분산된 무기 TiO2 입자의 농축 마스터배치의 형태로 압출 동안에 폴리에스테르 필름 기판에 도입하였다. 본원에 서술된 바와 같이 측정된 필름으로 된 PET의 두께 방향에서 굴절률은 대략 1.5였다.
각 OLED에서 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)는 경화된 가교된 아크릴레이트 수지 조성물이었고, 20 ㎛의 건조 두께를 가졌다. 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)는 다양한 농도의 TiO2 광-산란 입자 (P2)를 포함하였다. OPC2 층에서 광-산란 입자 (P2)는 폴리에스테르 필름 기판에 이용된 입자 (P1)과 동일하였다. OPC2 층은 광-비산란 TiO2 입자 (P3) (입자 크기: 대략 25 nm)를 대략 1.8의 OPC2 층의 굴절률을 달성하기에 충분한 층의 총 중량의 80 중량%로 추가로 포함하였다.
이 제1 시리즈의 필름에서 주어진 OLED에 관해, 폴리에스테르 필름 기판에서 광-산란 입자 (P1)의 농도는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에서 광-산란 입자 (P2)의 농도와 동일하였다. 이러해서, 아래에서 도 3 및 4의 그래프에서 x 축은 폴리에스테르 필름 기판 및 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2) 각각에서의 입자 농도를 나타내고, 주어진 OLED에서 폴리에스테르 필름 기판에서의 농도는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에서의 농도와 동일하였다.
OLED는 장벽 층 (B1) 및 (B2)을 포함하였고, 각 장벽 층은 질화규소로부터 제조되었고, 100 nm의 두께를 가졌다. 각 장벽 층의 굴절률은 대략 1.8이었다.
OLED 다중층 어셈블리의 구조에서는, 유기 평탄화 층 (OPC1)을 장벽 층 (B1)과 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면 사이에 배치하였다. OPC1 층은 UV-경화된 가교된 아크릴레이트 수지 조성물이었고, 4 ㎛의 건조 두께를 가졌다. OPC1 층은 광-산란 입자를 함유하지 않았고, 광-비산란 TiO2 입자 (P4) (입자 크기: 대략 25 nm)를 대략 1.8의 OPC1 층의 굴절률을 달성하기에 충분한 80 중량%의 농도로 함유하였다.
각 OLED의 최대 광 출력 효율 (즉, OLED 표면에 수직인 시야각에서)을 도 3에 나타낸다. 총 광 출력 효율 (즉, OLED 표면으로부터 모든 시야각의 반구 전체에 걸쳐서 합함)을 도 4에 나타낸다.
도 3의 데이터는 내부 추출 구조 및 외부 추출 구조의 조합이 양 추출 구조 중 오직 1개만 갖는 OLED의 광 출력에 비해 OLED로부터의 최대 광 출력을 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 입증하였다.
도 4의 데이터는 내부 추출 구조 및 외부 추출 구조의 조합이 또한 대부분 농도에서 OLED로부터의 총 광 출력을 증가시키는 효과를 갖지만, 유리하게는 유기 평탄화 층 (OPC2)에만 입자를 함유하는 OLED에 비해, 이중-장소 접근법을 이용하는 본 발명에 따른 OLED에서는 훨씬 더 낮은 입자 농도에서 최대 또는 점근적 강도 수준에 도달한다. 이러해서, 본 발명에 따른 OLED는 추출 효율에 손해를 끼치지 않으면서 더 효율적이고 경제적일 수 있다.
실시예
2
제2 시리즈의 배면-발광 OLED 광원의 추출 효율을 시험하였다. OLED는 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이 본원에 서술된 연마 블라스팅 기술을 이용해서 조면화되어 770 nm의 Ra 및 1140 nm의 Rq 조도값 및 90%의 헤이즈(본원에 서술된 OLED의 내부 층 침착 전에 홀로 고립된 자유-지지형 필름에 대해 측정됨)를 나타내는 표면을 생성하였다는 점을 제외하고는 실시예 1의 OLED에 상응하였다.
도 5 및 6은 각각 최대 광 출력 효율 및 총 광 출력 효율을 나타낸다.
도 5의 데이터는 도 3으로부터의 결론, 즉 내부 추출 구조 및 외부 추출 구조의 조합이 양 추출 구조 중 1개만 갖는 OLED의 광 출력에 비해 OLED로부터 최대 광 출력을 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 확인한다.
도 3 및 5의 비교는 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면의 증가된 조도가 OLED로부터의 최대 광 출력을 증진시킨다는 것을 나타낸다. 3개의 추출 구조, 즉 2개의 내부 구조 및 1개의 외부 구조가 긍적적으로 조합되어 각각이 추출 효율의 점증적 증가에 기여한다는 것은 예상치 못하였다.
도 6의 데이터는 본 발명에 따른 OLED의 우수한 총 광 출력 효율을 입증한다. 게다가, 도 6의 데이터를 도 5의 데이터와 나란히 고려할 때, 기판 및 유기 평탄화 층 둘 모두에서의 입자 첨가는 기판의 조면화된 내부 표면과 협력하여 OLED 소자로부터의 총 광 출력에 상당한 해를 끼치지 않으면서 법선 강도를 증가시키고 (즉, OLED 광원의 방향성을 증가시키고), 이렇게 함으로써 동일한 입자 농도에서 OLED의 바람직한 광 출력 특성을 증가시키고 OLED 제조의 경제성을 개선하는 효과를 갖는다는 것이 명백하다.
실시예
3
이 실시예는 폴리에스테르 필름 기판의 굴절률을 1.65로 변화시킴으로써 실시예 1 및 2를 변경하였다. PET의 RI를 1.5에서 1.65로 증가시키는 것은 10 중량%의 광-비산란 TiO2 입자 (RI 2.874; 크기: 60 nm 미만)를 요구하였다. 이 방식으로, 제3 및 제4 시리즈의 OLED 광원을 생성하였고, 하나는 폴리에스테르 필름 기판의 평활한 내부 표면을 가지고, 하나는 연마-블라스팅된 내부 표면을 가졌다. 각 시리즈에 관해 최대 광 출력 효율 및 총 광 출력 효율을 도 7 내지 10에 나타낸다. 결과는 제1 및 제2 시리즈로부터의 결론과 일치하였다.
폴리에스테르 필름 기판 및/또는 유기 평탄화 층 (OPC2) 각각에 0.16 부피%의 양으로 광-산란 입자를 포함하는 OLED 광원의 광 방출 프로파일 (즉, 각도 의존도)을 이들 층에 광-산란 입자를 포함하지 않는 대조 OLED와 비교하였다. 결과를 도 11에 나타낸다. 도 12는 평활하고 비충전된 대조 OLED의 방출 프로파일을 충전된 층 및/또는 조면화된 기판을 포함하는 OLED의 방출 프로파일로부터 감하였다는 것을 제외하고는 동일한 데이터를 제시한다. 이 데이터는 놀랍게도 폴리에스테르 필름 기판 및 유기 평탄화 층 (OPC2) 둘 모두가 광-산란 입자를 함유할 때 최대 강도 (HOB)의 가장 큰 값이 달성되고, 최대 강도의 가장 큰 증진이 폴리에스테르 필름 기판의 조면화된 내부 표면으로 달성된다는 것을 나타내었다.
실시예
4
이 실시예는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에서 TiO2 광-산란 입자 (P2)의 농도가 폴리에스테르 필름 기판의 TiO2 광-산란 입자 (P1)의 농도와 무관하게 달라진다는 것을 제외하고는 실시예 3에 상응한다. 이 방식으로, 제5 및 제6 시리즈의 OLED를 생성하였고, 하나는 폴리에스테르 필름 기판의 평활한 내부 표면을 가졌고, 하나는 연마-블라스팅된 내부 표면을 가졌다.
도 13a 및 13b는 평활한 폴리에스테르 필름 기판의 총 광 출력 효율을 나타낸다. 도 13b는 도 4, 6, 8 및 10과 유사한 포맷으로 실시예 4의 3개의 특정 어셈블리(즉, PET 기판 층만 충전된 것, OPC2 층만 충전된 것, 및 PET 기판 및 OPC2 층 둘 모두가 충전된 것)의 총 강도의 변화를 제시하고, 도 13a의 등고선도에 나타낸 데이터로부터 도출된다. OPC2 층에만 충전된 것에서 산란 입자의 부피%에 대한 총 방출된 강도의 의존도는 PET vol% = 0인 경우에서 OPC2 충전제의 모든 값에 관해 등고선도의 표면으로부터 도출된다. 마찬가지로, PET 층에만 충전된 것에서 산란 입자의 부피%에 대한 총 방출된 강도의 의존도는 OPC2 부피% = 0인 경우에서 PET 충전제의 모든 값에 관해 등고선도의 표면으로부터 도출된다. OPC 및 PET라고 표시된 도 13b의 곡선은 PET 기판의 입자 함량 (부피%)이 OPC2 층의 입자 함량 (부피%)과 같은 도 13a의 등고선도의 표면 상의 모든 점을 나타낸다.
마찬가지로, 평활한 폴리에스테르 필름 기판의 최대 광 출력 효율을 도 14a 및 14b에 나타낸다.
연마-블라스팅된 폴리에스테르 필름 기판을 포함하는 어셈블리에 관한 상응하는 데이터는 도 15a, 15b, 16a 및 16b에 나타낸다.
결과는 위에서 언급한 결론을 확인한다.
의심의 여지를 없애기 위해, 본원의 도면에서 "OPC"에 대한 언급은 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에 대한 언급이다.
Claims (30)
- 다음 층:
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는
유기 발광 다이오드 (OLED) 광원. - 제1항에 있어서, 배면-발광 OLED인 OLED 광원.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 가요성인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 필름 기판의 두께가 약 25 내지 약 250 ㎛, 바람직하게는 약 50 내지 약 150 ㎛의 범위인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름 기판이 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름 및 폴리(에틸렌 나프탈레이트) 필름으로부터, 바람직하게는 폴리(에틸렌 나프탈레이트) 필름으로부터 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광-산란 입자 (P1)이 비공극화 무기 입자, 공극화 무기 입자 및 비상용성 수지 충전제 입자, 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광-산란 입자 (P1)이 비공극화 무기 입자로부터, 바람직하게는 이산화티타늄 입자로부터 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름 기판이 광-산란 입자 (P1)을 두께 100 ㎛의 폴리에스테르 필름 기판의 총 부피를 기준으로 약 0.01 내지 약 1.0 부피%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.5 부피%의 양으로 포함하고, 다른 필름 두께에서의 농도 범위는 다음 식에 따라서 계산되는 것인 OLED 광원.
VT = V100 (100/T)
(여기서,
VT는 두께 T에서의 입자 농도이고,
V100은 100 ㎛의 두께를 갖는 상기 기판에서의 상기 입자 농도임) - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름 기판이 적어도 약 30%의 헤이즈 및/또는 적어도 약 60%의 총 광 투과율 (TLT)을 나타내는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름 기판이 150℃에서 30분에 걸쳐 종방향 치수 및 횡방향 치수 둘 모두에서 1% 미만의 수축률을 나타내는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면이, 조도 평균 (Ra) 값이 적어도 약 50 nm이고/이거나 근평균 제곱 조도 (Rq) 값이 적어도 약 50 nm이도록 하는 표면 조도를 나타내는 것인 OLED 광원.
- 제11항에 있어서, 상기 OLED가 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1) 및 상기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 포함하는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 장벽 층 (B1) 및 제2 장벽 층 (B2)가 독립적으로 금속 및 주기율표의 IVB, VB, VIB, IIIA, IIB, IVA, VA 및 VIA 족의 산화물, 질화물 및 황화물 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터, 바람직하게는 SiO2, SiO, GeO, Al2O3, ZnO, ZrO2, HfO2, AlN, TiN, Si3N4, Al, Ag, Au, Pt 및 Ni로부터, 바람직하게는 질화규소로부터 선택되는 무기 장벽 층으로부터 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 장벽 층 (B1) 및 제2 장벽 층 (B2)가 독립적으로 약 2 nm 내지 약 200 nm, 더 바람직하게는 약 10 내지 약 150 nm, 바람직하게는 약 50 내지 약 120 nm 범위의 두께를 나타내도록 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, (i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판; (ii) 평탄화 코팅 층 (OPC1); (iii) 임의적인 장벽 층 (B1); (iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2); 및 (v) 임의적인 장벽 층 (B2)를 포함하며 상기 장벽 층 중 적어도 하나가 존재하는 어셈블리가 10-3 g/㎡/일 미만의 수증기 투과율 및/또는 10-3/mL/㎡/일 미만의 산소 투과율을 나타내는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 평탄화 코팅 층(들)이 독립적으로, 중합가능한 및 가교가능한 단량체 화합물 및/또는 중합가능한 및 가교가능한 올리고머 화합물을 포함하는 조성물로부터 유래되고, 특히, 여기서 상기 단량체 화합물은 단량체 아크릴레이트이고, 상기 올리고머 화합물은 올리고머 아크릴레이트이고, 바람직하게는, 상기 조성물이 (i) 단량체 아크릴레이트로부터 선택되는 중합가능한 단량체 반응성 희석제; 및/또는 (ii) 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트로부터 선택되는 불포화 올리고머; (iii) 임의로, 광개시제; 및 (iv) 임의로, 용매를 포함하는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)에서의 광-산란 입자 (P2)가 비공극화 무기 입자, 공극화 무기 입자 및 비상용성 수지 충전제 입자, 및 그의 혼합물로부터, 바람직하게는 이산화티타늄 입자로부터 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 평탄화 층 (OPC2)가 광-산란 입자 (P2)를 두께 20 ㎛의 유기 평탄화 층 (OPC2)의 총 부피를 기준으로 약 0.01 내지 약 1.0 부피%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.5 부피%의 양으로 포함하고, 여기서 다른 층 두께에서의 농도 범위는 다음 식에 따라 계산되는 것인 OLED 광원.
VT = V20 (20/T)
(여기서,
VT는 두께 T에서의 입자 농도이고,
V20은 20 ㎛의 두께를 갖는 상기 유기 평탄화 층 (OPC2)에서의 상기 입자 농도임) - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 평탄화 코팅 층(OPC2)의 두께가 약 5 내지 약 50 ㎛인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광-산란 입자 (P1) 및 (P2)가 독립적으로 약 150 nm 내지 500 nm 범위의 부피 분포된 중앙 입자 직경을 갖도록 선택되는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 평탄화 층 (OPC2) 및/또는 존재하는 경우, 유기 평탄화 층 (OPC1)이 광-비산란 입자, 바람직하게는 TiO2 및 ZrO2로부터 선택되는 광-비산란 입자를 층의 총 중량을 기준으로 약 80 중량% 이하의 양으로 추가로 포함하는 것인 OLED 광원.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽 층(들) 및 유기 평탄화 코팅 층(들)의 굴절률이 독립적으로 약 1.75 내지 약 1.85의 RI를 나타내도록 선택되고, 폴리에스테르 필름 기판의 RI가 약 1.45 내지 약 1.55의 범위인 OLED 광원.
- (i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 폴리에스테르 필름 기판을 제공하는 단계;
(ii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 침착시키는 단계;
(iii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 존재하는 경우, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 배치하는 단계;
(iv) 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 장벽 층 (B1)이 존재하는 경우, 장벽 층 (B1)의 표면 상에 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)를 배치하는 단계;
(v) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 장벽 층 (B2)를 배치하는 단계; 및
(vi) 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 또는 장벽 층 (B2)가 존재하는 경우, 장벽 층 (B2)의 표면 상에 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 배치하는 단계
를 포함하고, 단계 (iii) 및 (v) 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 단계 (vi)이 다단계 공정일 수 있는, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 정의된 OLED 광원의 제조 방법. - 제23항에 있어서, 제1 전극, 발광 유기 층, 제2 전극, 및 제2 전극 위의 캡슐화 층을 제공하는 단계들을 추가로 포함하는 방법.
- 제23항 또는 제24항에 있어서, 폴리에스테르 필름 기판의 표면을 샌드블라스팅함으로써 폴리에스테르 필름 기판의 내부 표면에 표면 조도를 부여하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하고 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
- 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 OLED 광원.
- (i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름을 OLED의 기판으로서 제공하고;
(ii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)을 배치하고;
(iii) 임의로, 상기 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에, 또는 존재하는 경우, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1)의 표면 상에 장벽 층 (B1)을 배치하고;
(iv) 폴리에스테르 필름 기판의 표면 상에 또는 장벽 층 (B1)이 존재하는 경우, 장벽 층 (B1)의 표면 상에 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)를 배치하고;
(v) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 장벽 층 (B2)를 배치하고,
(vi) 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2)의 표면 상에 또는 장벽 층 (B2)가 존재하는 경우, 장벽 층 (B2)의 표면 상에 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 배치하는 것
을 포함하고, 단계 (iii) 및 (v) 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 단계 (vi)이 다단계 공정일 수 있는, 기판, 및 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리를 포함하는 OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하는 방법. - 다음 층:
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하기 위한, 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름의 용도. - 다음 층:
(i) 광-산란 입자 (P1)을 포함하는 이축 배향 폴리에스테르 필름 기판;
(ii) 임의로, 유기 평탄화 코팅 층 (OPC1);
(iii) 임의로, 장벽 층 (B1);
(iv) 광-산란 입자 (P2)를 포함하는 유기 평탄화 코팅 층 (OPC2);
(v) 임의로, 장벽 층 (B2); 및
(vi) 제1 전극, 발광 유기 층 및 제2 전극을 포함하는 다중층 발광 어셈블리
를 순서대로 포함하고 장벽 층 (B1) 및 (B2) 중 적어도 하나를 포함하는 OLED 광원에 광-산란 입자가 배치되어 있는 것인, OLED 광원으로부터의 방출된 광의 방향성을 변조하기 위한 광-산란 입자의 용도.
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