KR20170063297A - 유기발광소자 및 광 투과 조절 필름 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 기판 상에 제1전극과 제2전극, 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드, 및 기판의 일면 또는 타면에 배치되고 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층을 포함하는 유기발광소자 및 광 투과 조절 필름을 개시하고 있다.

Description

유기발광소자 및 광 투과 조절 필름{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND FILM FOR CONTROLLING LIGHT TRANSMISSION}

본 실시예들은 유기발광소자에 관한 것이다.

평판표시장치 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치가 널리 사용되어 왔으나, 액정표시장치는 스스로 빛을 생성하지 못하는 수광 소자(non-emissive device)여서, 휘도(brightness), 대조비(contrast ratio), 시야각(viewing angle) 및 대면적화 등에 단점이 있다.

이에 따라, 이러한 액정표시장치의 단점을 극복할 수 있는 새로운 평판표시장치의 개발이 활발하게 전개되고 있는데, 새로운 평판표시장치 중 하나인 유기발광 표시장치는 스스로 빛을 생성하는 발광소자이므로, 액정표시장치에 비하여 휘도, 시야각 및 대조비 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.

유기발광 표시장치의 유기발광표시패널은 각 화소영역의 박막트랜지스터에 연결된 유기발광소자로부터 출사되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는데, 유기 발광소자는 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 유기물로 이루어진 유기발광층을 형성하고 전기장을 가함으로 빛을 내는 소자로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적고, 가볍고 연성(flexible) 기판 상부에도 제작이 가능한 특징을 갖는다.

이러한 유기발광표시장치가 야외 또는 밝은 장소에서 사용되는 경우, 외부에서 유입되는 광에 의해, 유기발광표시패널의 시인성이 저하되고, 휘도가 저감되며, 명암비(Contrast Ratio) 특성이 저하되는 문제가 발생한다.

본 실시예들의 목적은, 시인성을 향상시키고, 휘도를 향상시키며, 명암비 특성을 향상시킨 유기발광소자 및 광 투과 조절 필름을 제공함에 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 일 실시예에 따른 유기발광소자는, 기판 상에 제1전극과 제2전극, 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드, 및 기판의 일면 또는 타면에 배치되고 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층을 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 다른 실시예에 따른 유기발광소자는 제1기판, 제1기판 상에 제1전극과 제2전극, 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드, 유기발광 다이오드 상에 배치되는 제2기판, 및 제2기판의 일면 또는 타면에 배치되고 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제 및 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층을 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 또 다른 실시예에 따른 광 투과 조절 필름은, 제거 필름, 제거 필름 상에 위치하는 접착층, 접착층 상에 위치하는 지지층, 및 지지층 상에 위치하는 보호필름을 포함하며, 접착층과 지지층, 보호필름 중 적어도 하나에 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제를 포함할 수 있다.

본 실시예들은 유기발광소자의 시인성을 향상시키고, 휘도를 향상시키며, 명암비 특성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 실시예들이 적용되는 유기발광 표시장치에 관한 시스템 구성도이다.
도 2는 일실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 회로도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.
도 5는 도 2의 유기발광소자에 포함되는 광 투과 조절층의 단면도이다.
도 6은 제2광 흡수제만을 포함하는 광 투과 조절층의 투과율을 나타낸다.
도 7은 제1광 흡수제와 제2광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9는 비교예 및 실시예 1 내지 5의 파장에 따른 투과율과 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 10 및 도 11은 실시예 1 및 1-2, 1-3의 의 파장에 따른 투과율과 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 비교예와 실시예 1-3의 파장에 따른 반사율을 비교한 그래프이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 광 투과 조절 필름의 단면도이다.
도 14는 도 13의 광 투과 조절 필름에서 제거 필름을 제거하고 유기발광소자에 적용하는 과정을 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예들이 적용되는 유기발광표시장치에 관한 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 유기발광표시장치(100)는 타이밍 컨트롤러(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 유기발광표시패널(140) 등을 포함한다.

타이밍 컨트롤러(110)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync)와 영상데이터(data), 클럭신호(CLK) 등의 외부 타이밍 신호에 기초하여 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(Data Control Signal, DCS)와 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(Gate Control Signal, GCS)를 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(110)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 영상데이터(data)를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식으로 변환하고 변환된 영상데이터(data')를 데이터 구동부(120)로 공급할 수 있다.

데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DCS) 및 변환된 영상데이터(data')에 응답하여, 영상데이터(data')를 계조 값에 대응하는 전압 값인 데이터신호(아날로그 화소신호 혹은 데이터 전압)로 변환하여 데이터 라인(D1~Dm)에 공급한다.

게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트라인(G1~Gn)에 스캔신호(게이트펄스 또는 스캔펄스, 게이트 온신호)를 순차적으로 공급한다.

한편 유기발광표시패널(140) 상에 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 각 화소영역(PA: Pixel Area)에 형성되어 매트릭스 형태로 배치되는 둘 이상의 유기발광소자(Organic Light Emitting Device)를 포함할 수 있다.

각 유기발광소자(P)에는 각 화소영역(PA)에 게이트 라인(G1~Gn), 데이터라인(D1~Dm) 및 구동전압 또는 고전위전압(EVDD)을 공급하기 위한 구동 전압라인이 배치되어 있다. 또한, 각 유기발광소자(P)에는 제1전극, 제2전극 및 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode(OLED))와 유기발광 다이오드에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(Driving Transistor(DT)), 구동 트랜지스터의 특성치를 센싱하는 센싱 트랜지스터(Sensing Transistor(ST))를 포함할 수 있다.

유기발광표시패널(140)은 고가의 편광판 또는 편광층 등을 포함하지 않기 때문에, 외부에서 유입되는 외부 광이 유기발광표시패널(140) 내부의 구성요소들에 의해 반사되어 시인성, 휘도, 명암비 특성 등을 저하시킬 우려가 있다.

유기발광표시패널(140)은 광 투과 조절층을 추가로 포함하여, 이러한 문제점들을 방지할 수 있다.

이하에서는 도면들을 참조하여, 유기발광표시패널에 포함되는 각 유기발광소자(P)에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2는 일실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 유기발광소자(200)는 기판(210) 상에 위치하는 박막 트랜지스터(220), 박막 트랜지스터(220) 상에 위치하는 절연막(230), 절연막(230) 상에 위치하는 제1전극(240), 절연막(230)과 제1전극(240) 상에 위치하는 뱅크층(250), 제1전극(240) 상에 위치하는 유기층(260) 및 유기층(260) 상에 위치하는 제2전극(270)을 포함한다. 제1전극(240), 제2전극(270) 및 제1전극(240)과 제2전극(270) 사이에 위치하는 유기층(260)은 유기발광 다이오드(275)를 구성하게 된다.

기판(210)은 글래스(Glass) 기판뿐만 아니라, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱 기판 등일 수 있다. 또한, 기판(210) 상에는 불순원소의 침투를 차단하기 위한 버퍼층(buffering layer)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 예를 들어 질화실리콘 또는 산화실리콘의 단일층 또는 다수층으로 형성될 수 있다.

박막 트랜지스터(220)는, 비정질 실리콘, 폴리실리콘, 금속 산화물 중 하나로 이루어질 수 있다. 박막 트랜지스터(220)는 일예로서, 금속 산화물, 예를 들어 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGO(Indium Gallium Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), IHZO(Indium Hafnium Zinc Oxide) 및 IZZO(In Zirconium Zinc Oxide) 중 하나로 이루어진 산화물 트랜지스터일 수 있다.

또한 박막 트랜지스터(220)는 반도체층(222), 반도체층(222) 상에 형성된 게이트절연막(223), 게이트절연막(223) 상에 형성된 게이트전극(224), 게이트전극(224) 상에 형성된 층간절연막(225) 및 층간절연막(225) 상에 형성되고, 컨택홀을 통해 반도체층(222)에 연결되는 소스전극/드레인전극(226)을 포함할 수 있다.

박막 트랜지스터(220)는, 유기층(560)에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(DTR)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 박막 트랜지스터(220)는, n 타입으로 구현될 수도 있고, p 타입으로도 구현될 수도 있다.

유기발광소자(200)는 박막 트랜지스터(220) 상에 배치되는 절연막(230)을 포함할 수 있다. 절연막(230)은 한층일 수도 있고 다층일 수도 있다. 절연막(230)은 평탄화막일 수도 있고 오버코팅층일 수도 있다.

절연막(230)은 SiOx, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST 및 PZT중 어느 하나를 포함하는 무기절연물질, 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질, 또는 이들의 조합일 수 있다.

절연막(230) 상에 배치하는 제1전극(240)은, 애노드 전극(양극)일 수 있고, 일함수 값이 비교적 크고, 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 픽셀전극(272)은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(graphene), 은나노와이어(silver nano wire) 등일 수도 있다. 제1전극(240)은 절연막(230)에 위치하는 콘텍홀을 통해 박막 트랜지스터(220)의 소스/드레인(226)과 연결되어 있다.

한편, 뱅크층(250)는 기판(210) 전체적으로는 매트릭스 형태의 격자구조를 가지고, 제1전극(240)의 가장자리를 에워싸고 있으며, 제1전극(240)의 일부를 노출시킨다.

뱅크층(250)은 블랙 뱅크를 적용할 수 있다. 뱅크층(250)은 유기절연재질인 블랙 수지, 그래파이트 파우더(graphite powder), 그라비아 잉크, 블랙 스프레이, 블랙 에나멜 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

뱅크층(250)은 제1전극(240)의 일부를 노출하여 발광영역을 정의하는 개구부(252)를 포함한다.

유기층(260)은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 발광보조층, 전자수송층, 전자주입층 등을 포함할 수 있다. 도 5의 유기층(560)은 패터닝(patterning)하지 않고 전면에 도포된다. 패터닝 과정이 생략됨으로써, 공정상의 간편함을 가져오는 효과가 있다

유기층(260) 상에는 제2전극(270)이 배치된다. 제2전극(270)은 캐소드전극(음극)일 수 있고, 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어 하부발광 방식인 경우, 제2전극(270)은 금속일 수 있고 제1금속, 예를 들어 Ag 등과 제2금속, 예를 들어 Mg 등이 일정 비율로 구성된 합금의 단일층 또는 이들의 다수층일 수도 있다.

도 2에 도시된 유기발광소자(200)는 유기층(260)이 백색을 발광하는 백색 유기발광소자일 수 있다. 이를 위해 유기발광소자(200)는 유기층(260)과 제2전극(270)은 기판(210)의 전면에 배치될 수 있다. 이러한 유기발광소자(200)의 유기층(260)은 전면에 한 번의 공정으로 도포될 수 있는 공정상의 이점이 있다. 유기발광소자(200)는 뱅크층(250)의 개구부(222)와 대응하는 위치에 제1전극(240)의 상부 또는 하부에 컬러필터층(280)을 포함할 수 있다.

유기발광소자(200)의 컬러필터층(280)은 적색, 청색, 녹색 중 어느 하나의 색상을 가질 수 있다. 적색, 청색, 녹색의 배열은 다양하게 형성될 수 있으며, 각 컬러필터층(280) 사이에는 외부 광을 흡수할 수 있는 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(Black Matrix, 미도시)가 구비될 수 있다.

유기발광소자(200)이 하부발광 방식인 경우, 컬러필터층(280)은 제1전극(240)의 하부에 위치할 수 있다. 유기층(260)에서 생성된 광은, 제2전극(270)에서 반사되어 컬러필터층(280)를 거쳐 유기발광소자(200)의 외부로 나가게 된다.

유기발광소자(200)은, 발광 방향이 제1전극(240)에서 기판(210) 방향인 하부발광(Bottom Emission) 방식인 것으로 도시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 상부발광(Top Emission) 방식에 의할 수 있다. 상부 발광 유기발광소자(200)인 경우 컬러필터층(280)은 제1전극(240)의 상부에 위치할 수 있다.

유기발광소자(200)는 기판(210)과 박막 트랜지스터(220) 사이에는, 박막 트랜지스터(220)에 대응되도록 형성된 차광층(290)이 형성될 수 있다. 기판(210)과 차광층(290) 사이에는 버퍼층(292)이 배치될 수 있다.

차광층(290)은 외부 광으로부터 반도체층(222)을 보호하고, 외부 광이 반사되어 시인성을 저하시키고, 휘도를 향상시키며, 명암비 특성을 저감시키는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 여기서 기판(210)을 통해 유입된 외부 광은 비편광일 수 있다.

전술한 바와 같이 일실시예에 따른 유기발광소자(200)의 박막 트랜지스터(220)은 반도체층(222)이 금속 산화물로 이루어진 산화물 트랜지스터(Oxide Transistor)일 수 있고, 박막 트랜지스터(220)의 반도체층(222)에 대응되는 영역에는 차광층(290)이 형성될 수 있다. 이는 산화물 트랜지스터의 경우, 반도체층(222)에 외부의 광이 유입되는 경우, 전기적 특성 또는 화학적 특성이 변할 수 있기 때문이다.

차광층(290)은 다중층 구조로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 차광층(290)은 도전층과 하나 이상의 저반사층으로 이루어질 수 있다. 도전층은, 예를 들어, Al, Pt, Pd, Ag, Mg, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, Ti, W, Cu 중 어느 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 저반사층은 기판(210)을 통해 유입된 외부 광을 흡수하는 물질로 되어 있거나, 광 흡수제가 도포되어 있을 수 있다.

전술한 바와 같이, 유기발광소자(200)는 고가의 편광판 또는 편광층 등을 포함하지 않기 때문에, 외부에서 유입되는 외부 광이 유기발광소자(200) 내부의 구성요소들에 의해 반사되어 시인성, 휘도, 명암비 특성 등을 저하시킬 우려가 있다.

편광판을 제거한 유기발광소자(200)의 반사율을 줄이기 위해 배선 및 차광층(290)에 저반사층을 포함시키고, 반사방지 기능이 융합된 광 투과 조절층(295)를 추가로 포함한다.

광 투과 조절층(295)은 특정 파장 범위의 광을 흡수한다. 광 투과 조절층(295)이 사람의 눈에 가장 민감한 특정 파장 범위의 광을 흡수하므로, 사람의 눈에 가장 민감한 광 반사율을 낮출 수 있다. 또한 광 투과 조절층(295)은 전대역, 특히 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하고, 전술한 바와 같이 특정 파장 범위의 광을 더욱 흡수할 수 있다. 다시 말해 광 투과 조절층(295)은 적어도 가시광선 영역의 광을 전체적으로 흡수하면서 특정 파장 범위의 광을 더욱 흡수할 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다. 도 4는 또 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.

유기발광소자(200)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(210)의 일면, 예를 들어 기판(210)의 전면(210)에 광 투과 조절층(295)를 포함할 수도 있으나, 도 3에 도시한 바와 같이 기판(210)의 타면, 예를 들어 기판(210)의 후면에 광 투과 조절층(295)을 포함할 수 있다.

유기발광소자(200)은, 발광 방향이 제1전극(240)에서 기판(210) 방향인 하부발광(Bottom Emission) 방식인 것으로 도시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 상부발광(Top Emission) 방식에 의할 수 있다. 유기발광소자(200)는 도 4에 도시한 바와 같이, 유기발광 다이오드(275) 상에 배치되는 봉지기판(410)을 추가로 포함하고 봉지기판(210)의 일면 또는 타면에 광 투과 조절층(295)을 포함할 수도 있다. 이때 유기발광소자(200)에서 봉지기판(410)은 유기발광 다이오드(275) 상에 접착층(420)을 통해 부착될 수 있다.

후술하는 바와 같이, 유기발광소자(200)는 제1기판(210)과, 제1기판(210) 상에 제1전극(250)과 제2전극(2700, 제1전극(250)과 제2전극(270) 사이에 위치하는 유기층(260)을 포함하는 유기발광 다이오드(275), 유기발광 다이오드(275) 상에 배치되는 제2기판(410) 및 제2기판(410)의 일면 또는 타면에 배치되고 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제 및 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층(295)를 포함한다.

이하 도 2에 도시한 하부 발광 방식의 유기발광소자(200)를 기준으로 도면을 참조하여 예시적으로 광 투과 조절층을 상세히 설명하나, 도 3 및 도 4에 도시한 유기발광소자(200)에도 동일하게 광 투과 조절층을 적용할 수 있다.

도 5는 도 2의 유기발광소자에 포함되는 광 투과 조절층의 단면도이다. 도 6은 제2광 흡수제만을 포함하는 광 투과 조절층의 투과율을 나타낸다. 도 7은 제1광 흡수제와 제2광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층의 투과율을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 광 투과 조절층(295)은, 단면 구조 측면으로, 기판(210) 상에 접착층(295a)과 지지층(295b), 보호필름(295c)을 포함한다. 접착층(295a)는 접착제를 포함하여 광 투과 조절층(295)에 접착 기능을 부여한다. 지지층(295b)는 유기재료 또는 무기재료 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어 지치층(295b)은 고분자 화합물로 이루어질 수 있다. 보호필름(295c)은 외관을 보호 및 강화하기 위한 일반적인 강화필름일 수 있다.

광 투과 조절층(295)은 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제(510)을 포함한다. 이때 제1광 흡수제(510)는 접착층(295a)과 지지층(295b), 보호필름(295c) 중 적어도 하나에 포함된다. 예를 들어 제1광 흡수제(510)는 도 5에 도시한 바와 같이 지지층(295b)에 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 6을 참조하면, 제1광 흡수제(510)를 포함하는 광 투과 조절층(295)은 특정 파장 범위, 예를 들어 그린 파장대(예를 들어 540 nm 내지 560 nm)의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다. 광 투과 조절층(295)이 사람의 눈에 가장 민감한 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제(510)을 포함하므로, 유기발광소자(200)는 편광판을 사용하지 않더라도 사람의 눈에 가장 민감한 광 반사율을 낮출 수 있다.

제1광 흡수제(510)는 퀴논(Quinone)계 염료, 인디고(indigo)계 염료, 퀴나크리돈(Quinacridone)계 안료, 폴리엔(polyene)계 안료, 방향족 탄화수소 염료/안료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어진다.

예를 들어, 퀴논계 염료는 안트라퀴논(Anthraquinone)계 안료일 수 있다. 안트라퀴논계 염료는 구조면으로는 안트라퀴논의 단순한 치환체, 아실아미노안트라퀴논형, 안트라퀴노닐아민 또는 카르바졸형, 안드라퀴논아크리돈이나 인단트론 플라반트론 및 그 유도체 등 안트라퀴논과 헤테로고리의 축합고리를 가진 것일 수 있다.

인디고(indigo)계 염료는 배트염료로서 가장 오래 전부터 사용되어온 천연염료이다.

도 7를 참조하면, 투과 조절층(295)는 전대역, 특히 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 추가로 포함할 수 있다. 제2광 흡수제는 예를 들어 접착층(295a)에 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 7에 도시된 바와 같이, 광 투과 조절층(295)은 제2광 흡수제(520)을 포함하므로 전대역, 특히 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수할 수 있다. 또한 광 투과 조절층(295)은 특정 파장 범위의 광을 더욱 흡수하는 제1광 흡수제(510)를 포함하므로, 광 투과 조절층(295)은 적어도 가시광선 영역의 광을 전체적으로 흡수하면서 특정 파장 범위의 광을 더욱 흡수할 수 있다.

적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제(520)는 카본 블랙, 블랙 안료, 블랙 염료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

이하에서 전술한 광 투과 조절층(295)이 제2광 흡수제(520)만을 포함하는 것을 비교예로 하고, 다양한 염료 또는 안료 중 하나를 포함하는 제1광 흡수제(510) 및 제2흡수제(520)을 포함하는 실시예들을 비교하였다. 즉 광 투과 조절층(295)의 투과 스펙트럼을 조절하고 사람의 눈에 가장 민감한 550nm 기준 비교예와 실시예들의 투과율 및 반사율, 색감을 확인하였다.

비교예는 도 5에 도시한 광 투과 조절층(295)의 단면 구조에서 광 투과 조절층(295)이 제2광 흡수제(520)만을 접착층(295a)에 포함하는 예이다.

한편 실시예 1 내지 5는 도 5에 도시한 광 투과 조절층(295)의 단면 구조에서 광 투과 조절층(295)이 제1광 흡수제(510)와 제2광 흡수제(520)를 포함하되, 각각 제2광 흡수제(510)로 표 1에 기재한 바와 같이 퀴논계 염료, 인디고계 염료, 퀴나크리돈계 안료, 폴리엔계 안료 또는 염료, 방향족 탄화수소계 안료 또는 염료를 포함하는 실시예들이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 광 투과 조절층(도 8의 비교예)은 전파장 대역, 특히 적어도 가시광선 영역의 투과율이 낮지만, 가시광선 영역의 투과율이 대체적으로 동일한 것을 확인할 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 광 투과 조절층(도 9의 비교예)은 사람의 눈에 민감한 그린 파장대의 반사율이 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있다. 투과율은 단위 시간당 입사 에너지에 대한 투과 에너지의 비율을 의미하고 반사율은 단위 시간당 입사 에너지에 대한 반사 에너지의 비율을 의미할 수 있다.

비교예에 따른 광 투과 조절층(도 8의 비교예)을 유기발광소자(200)에 적용할 경우, 비교예에 따른 광 투과 조절층(도 8의 비교예)은 가시광선 대역의 투과율이 동일하여 사람 눈이 가장 민감한 550nm 기준 반사율을 낮추기 위해서 전체 투과율을 낮추어야 한다. 이때 비교예에 따른 광 투과 조절층(도 8의 비교예)은 전체 투과율을 낮출 경우 유기발광소자(200)의 휘도 효율이 낮아지게 된다. 특히 비교예에 따른 광 투과 조절층(도 8의 비교예)은 도 8에 도시한 바와 같이 전파장 투과율이 동일하여 유기발광소자(200)에 적용했을 때 색감이 레디쉬(Reddish)해 진다.

도 8에 도시한 바와 같이, 실시예 1 내지 5에 따른 광 투과 조절층(도 8의 실시예 1 내지 5)은, 비교예와 비교할 때, 전체적으로 520nm~590nm 파장 범위의 광을 흡수하여 투과율이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 1 내지 5에 따른 광 투과 조절층(도 9의 실시예 1 내지 5)은, 비교예와 비교할 때, 사람의 눈에 민감한 그린 파장대의 반사율이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다.

실시예 1 내지 6에 따른 광 투과 조절층은 제2광 흡수제(520)를 포함하여 반사되는 광을 전체적으로 낮추고, 제1광 흡수제(510)을 포함하여 사람의 눈이 가장 민감한 파장 범위에서 투과 스펙트럼을 조절하여 반사율을 최대한 낮출 수 있다.

실시예 1 내지 6에 따른 광 투과 조절층은 550nm에서 5% 이하로 반사되는 광에 의해 화질이 저하되지 않는 수준의 영상을 조절할 수 있다. 일반적으로 액정표시장치에 사용되는 블랙 매트릭스의 반사율이 5% 수준으로, 5% 이상일 경우 화면 밝기보다 반사되는 상이 심해질 수 있다.

특히, 도 9에 도시한 바와 같이, 550nm 파장대를 흡수하는 안료 및 염료 물질 중 퀴논계 염료 및 인디고계 염료를 포함하는 실시예 1 및 2을 유기발광소자(200)에 적용할 때, 표 2에 나타낸 바와 같이, a*, b*값이 0에 가까워 반사 색감이 우수한 것을 확인할 수 있었다. a*, b*값이 0 에 가까울 수록 전원 오프시 반사율이 낮아 블랙 색감을 나타내는 것을 의미하다. 여기서 a*, b*은 반사색감을 의미한다. 일반적으로 반사색감을 나타내는 좌표에서 a*값이 +면 적색(Red)의 색감을 나타내고 -면 녹색(Green)의 색감을 나타내고, b*값이 +면 노란색(Yellow)의 색감을 나타내고 -면 적색(Red)의 색감을 나타낸다.

한편 실시예 1-2 및 1-3은 도 5에 도시한 광 투과 조절층(295)의 단면 구조에서 광 투과 조절층(295)이 제1광 흡수제(510)와 퀴논계 염료인 제2광 흡수제(520)를 포함하되, 각각 제2광 흡수제(510)로 표 1에 기재한 바와 같이 퀴논계 염료, 인디고계 염료, 퀴나크리돈계 안료, 폴리엔계 안료 또는 염료, 방향족 탄화수소계 안료 또는 염료를 포함하는 실시예들이다.

도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 표 3에 나타낸 바와 같이 실시예 1에서 추가 색감을 조절하기 위해 전제 투과율 감소하는 제2광 흡수제(520)와 그린 파장대의 광만을 선택적으로 흡수하는 제1광 흡수제(510)의 배합 비율을 달리한 광 투과 조절층을 유기발광소자(200)에 적용한 실시예들이다. 중량기준으로 제1광 흡수제(510)와 제2광 흡수제(520)의 배합비율은 점착제가 100인 경우 실시예1에서 0.04:0.002이며, 실시예1-2에서 0.035:0.0015이며, 실시예1-3에서 0.03:0.001이다.

실시예 1 및 1-2, 1-3에 따른 광 투과 조절층을 유기발광소자(200)에 적용할 때 유기발광소자(200)는 반사율 조절 기능으로 전술한 실시예 1 내지 6과 동일 또는 유사한 투과율을 유지하면서 550nm에서 반사율이 4.5% 이하이었다.

실시예 1 및 1-2, 1-3에 따른 광 투과 조절층을 적용한 유기발광소자(200)는 도 12 및 표 3에 나타낸 바와 같이 반사 색감 조절 기능으로 비교예(a* 3.5, b* 2.4)에서 2.4, -0.4로 내추럴 블랙(Neutral Black)에 가까운 색감을 나타내는 것을 확인하였다.

아울러 전술한 실시예들에도 동일한 방식으로 확인한 결과 반사율 조절 기능과 반사 색감 조절 기능에서 실시예 1 및 1-2, 1-3과 동일한 결과를 확인하였다. 따라서, 제1광 흡수제(510)와 제2광 흡수제(520)의 배합비는 중량기준으로 접착제 100에 대해 0.03: 0.001~ 0.04:0.002인 경우 투과율을 유지하면서 550nm에서 반사율이 4.5% 이하이고 내추럴 블랙(Neutral Black)에 가까운 색감을 갖는다.

도 2 내지 도 5에 도시한 광 투과 조절층(295)는 도 13 및 도 14를 참조하여 설명하는 광 투과 조절 필름(695)를 사용하여 유기발광소자(200)에 배치할 수 있다.

도 13은 다른 실시예에 따른 광 투과 조절 필름의 단면도이다. 도 14는 도 13의 광 투과 조절 필름에서 제거 필름을 제거하고 유기발광소자에 적용하는 과정을 도시하고 있다.

도 13을 참조하면, 광 투과 조절 필름(695)은 제거 필름(695d), 제거 필름(695d) 상에 위치하는 접착층(695a), 접착층(695a) 상에 위치하는 지지층(695b), 지지층(695b) 상에 위치하는 보호필름(695c)을 포함한다. 광 투과 조절 필름(695)는 자체로 생산 및 판매될 수 있다. 도 14에 도시한 바와 같이 이 광 투과 조절 필름(695)에서 제거 필름(695d)을 제거한 후, 도 2에 도시한 바와 같이 기판(210)의 일면 또는 도 3에 도시한 바와 같이 기판(210)의 타면, 도 4에 도시한 바와 같이 제2기판(410)의 일면 또는 타면에 접착층(695a)를 이용하여 접착시킬 수 있다.

이때 접착층(695a)과 지지층(695b), 보호필름(695c) 중 적어도 하나에 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제(도 5의 510)를 포함한다. 광 투과 조절 필름(695)은 전대역, 특히 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제(도 5의 520)를 추가로 포함할 수 있다. 제2광 흡수제(520)은 접착층(695a)에 포함될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 제1광 흡수제(510)와 제2광 흡수제(520)는 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하다.

예를 들어, 제1광 흡수제(510)은 특정 파장 범위는 540 nm 내지 560 nm의 특정 파장 범위 광을 선택적으로 흡수한다. 제1광 흡수제(510)는 퀴논계 염료, 인디고계 염료, 퀴나크리돈계 안료, 폴리엔계 안료, 방향족 탄화수소 안료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고, 제2광 흡수제(520)는 카본 블랙, 블랙 안료, 블랙 염료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 특히 제1광 흡수제는 퀴논계 염료, 인디고계 염료 중 하나로 이루어질 수 있다. 제1광 흡수제(510)와 제2광 흡수제(520)의 배합비는 중량기준으로 접착제 100에 대해 0.03: 0.001~ 0.04:0.002일 수 있다. 광 투과 조절 필름(695)의 반사율은 550nm에서 5% 이하일 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 광 투과율 및 반사율, 반사 색감을 조절하는 광 투과 조절층을 적용하므로, 유기발광소자의 시인성을 향상시키고, 휘도를 향상시키며, 명암비 특성을 향상시키는 효과가 있다.

전술한 실시예들에 따르면, 이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 유기발광소자
220: 박막 트랜지스터
295: 광 투과 조절층

Claims (16)

1. 기판 상에 제1전극과 제2전극, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드; 및
   상기 기판의 일면 또는 타면에 배치되고, 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층을 포함하는 유기발광소자.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 광 투과 조절층은 접착층과 지지층, 보호필름을 포함하며, 상기 제1광 흡수제는 상기 접착층과 상기 지지층, 상기 보호필름 중 적어도 하나에 포함된 유기발광소자.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 특정 파장 범위는 540 nm 내지 560 nm인 유기발광소자.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 광 투과 조절층은 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 추가로 포함하는 유기발광소자.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1광 흡수제는 퀴논계 염료, 인디고계 염료, 퀴나크리돈계 안료, 폴리엔계 안료, 방향족 탄화수소 안료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고,
   상기 제2광 흡수제는 카본 블랙, 블랙 안료, 블랙 염료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 유기발광소자.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1광 흡수제는 퀴논계 염료, 인디고계 염료 중 하나로 이루어진 유기발광소자.
7. 제 4항에 있어서,
   상기 광 투과 조절층에서 상기 제1광 흡수제와 상기 제2광 흡수제 배합비는 중량기준으로 접착제 100에 대해 0.03: 0.001~ 0.04:0.002인 유기발광소자.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 광 투과 조절층의 반사율이 550nm에서 5% 이하인 유기발광소자.
9. 제1기판;
   제1기판 상에 제1전극과 제2전극, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 유기층을 포함하는 유기발광 다이오드;
   상기 유기발광 다이오드 상에 배치되는 제2기판; 및
   상기 제2기판의 일면 또는 타면에 배치되고, 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제 및 적어도 가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절층을 포함하는 유기발광소자.
10. 제거 필름;
    상기 제거 필름 상에 위치하는 접착층;
    상기 접착층 상에 위치하는 지지층;
    상기 지지층 상에 위치하는 보호필름을 포함하며,
    상기 접착층과 상기 지지층, 상기 보호필름 중 적어도 하나에 특정 파장 범위의 광을 흡수하는 제1광 흡수제를 포함하는 광 투과 조절 필름.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 특정 파장 범위는 540 nm 내지 560 nm인 광 투과 조절 필름.
12. 제 10항에 있어서,
    가시광선 영역의 광을 흡수하는 제2광 흡수제를 추가로 포함하는 광 투과 조절 필름.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1광 흡수제는 퀴논계 염료, 인디고계 염료, 퀴나크리돈계 안료, 폴리엔계 안료, 방향족 탄화수소 안료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고,
    상기 제2광 흡수제는 카본 블랙, 블랙 안료, 블랙 염료로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 광 투과 조절 필름.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1광 흡수제는 퀴논계 염료, 인디고계 염료 중 하나로 이루어진 광 투과 조절 필름.
15. 제 12항에 있어서,
    상기 제1광 흡수제와 상기 제2광 흡수제 배합비는 중량기준으로 접착제 100에 대해 0.03: 0.001~ 0.04:00.2인 광 투과 조절 필름.
16. 제 10항에 있어서,
    상기 광 투과 조절 필름의 반사율이 550nm에서 5% 이하인 광 투과 조절 필름.

Images