KR20180052730A - 조명 애플리케이션의 오프-상태에서의 형광체의 색상에 대한 백색화 방법 - Google Patents
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Abstract
오프-상태의 발광 디바이스의 백색 외관을 생성하는 방법 및 발광 디바이스가 개시된다. 디바이스는, 지지 부재, 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함한다. 색상 변환 층은 형광체를 포함하며, 디바이스가 오프-상태일 때 주변 광 하에서 비-백색 외관을 갖는다. 디바이스는, 색상 변환 층에 의한 주변 광의 흡수를 감소시키고 디바이스가 오프-상태일 때 주변 광 하에서 백색 외관을 생성하도록 구성된 복수의 백색화 입자들을 갖는 하나 이상의 백색화 층들을 더 포함한다.
Description
관련 출원들
본 출원은 "WHITENING METHOD FOR PHOSPHOR'S COLOR AT OFF-STATE IN LIGHTING APPLICATION"이라는 명칭으로 (2015년 09월 21일자로 출원된) 미국 가특허 출원 제62/221,210호에 대한 이익 및 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용이 임의의 그리고 모든 목적들을 위하여 본원에 참조로서 포함된다.
기술분야
본 개시는 발광 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 백색 광을 생성하며 디바이스가 오프-상태에 있을 때 백색 외관을 갖는 발광 디바이스들에 관한 것이다.
오늘날, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)들이 조명 애플리케이션들에서 점점 더 많이 사용되고 있으며, 이는 이들이 다른 통상적인 광원들보다 더 싸고 에너지 효율적이기 때문이다. 최근 몇 년 간, 산업분야는 백색 광의 효율적인 생성에 대한 높은 수요에 기인하여 주로 백색 OLED들의 개발에 초점을 맞추어 왔다. 지금까지, 백색 광을 생성하도록 개발된 OLED들을 사용하는 다양한 유형들의 디바이스들이 존재한다. 백색 OLED의 일 유형은 백색 광을 생성하는 단일 백색 방출 층 구조체를 갖는다. 이러한 구조체 내의 단일 백색 방출 층은, 형성 및 형광체 재료들과 같은 상이한 종류들의 방출 재료들로 도핑된 단일 활성 유기 층으로 구성된다. 백색 광을 달성하기 위하여 방출 스펙트럼을 연장하기 위해 폴리머들의 혼합물들이 사용될 수 있다. 단일 백색 방출 층 구조체의 제조 방법이 싸고 간단하지만, 이는 OLED의 효율성을 상당히 감소시키지 않으면서 양호한 연색성을 달성하기 위해 다양한 제조 파라미터들을 최적화하는 것이 매우 어렵다.
2번째의 그리고 가장 널리 사용되는 백색 OLED는 별개의 적색, 청색 및 녹색 방출 층들로 구성된 다층 구조체이다. 이러한 다층 구조체는 적색, 청색 및 녹색 방출 층들의 각각으로부터의 광의 동시적인 방출을 통해 백색 광을 생성한다. 그러나, 이러한 다층 구조체는 유색 층들의 각각 내의 방출기들의 상이한 레이트들로의 열화에 기인하는 색체 안정성 문제들을 겪는 경향이 있다. 상이한 방출기들의 이러한 열화는 궁극적으로 시간의 걸친 백색 광의 무결성의 변화들을 초래한다. 추가로, 희망되는 품질의 백색 광을 획득하기 위한 다수의 층들의 최적화와 관련된 고유의 도전들이 존재한다.
3번째 유형의 백색 OLED는 하이브리드 OLED이며, 백색 광을 생성하기 위하여 청색 방출 층을 갖는 색상 변환 층(color conversion layer; CCL)을 사용하여 형성된다. 하이브리드 OLED에서 적색 및 녹색 방출 층들은 사용되지 않으며, 오로지 청색 방출 층이 기판에 적용된다. 색상 변환 층은, 청색 방출 층으로부터의 광의 일 부분을 산란시키는 형광체 재료를 포함한다. 형광체 재료로부터 방출되는 광과 청색 방출 층으로부터의 흡수되지 않은 광의 조합이 백색 광을 생성한다. 이러한 하이브리드 OLED가 오로지 하나의 방출 층만을 사용하기 때문에, 제조 프로세스가 간단하고 개선된 색 안정성을 갖는다.
그러나, 하이브리드 OLED 디바이스 또한 몇몇 단점들을 갖는다. 하나의 주요한 단점은, OLED 상의 CCL 내의 형광체 재료가 디바이스가 오프-상태에 있을 때 주로 황색 또는 노르스름한 색인 유색 외관을 생성한다는 것이다. 일 예로서, 디바이스는 턴 온되어 디바이스가 밝은 백색 광을 생성한다. 그러나, 디바이스가 턴 오프될 때(즉, OLED가 광을 방출하지 않을 때), 디바이스는 주변 광 하에서 황색을 나타낸다. 황색 색상은 색상 변환 층에서 사용된 황색-방출 형광체 재료의 존재에 기인한다. 다시, 디바이스가 턴 온되어 밝은 백색 광을 생성할 수 있지만, 디바이스가 턴 오프될 때 디바이스는 주변 광 하에서 적색을 나타낸다. 이러한 경우에 있어서, 적색 색상은 색상 변환 층에서 사용되는 황색-방출 형광체를 대신하는 적색-방출 형광체 재료의 존재에 기인한다.
이러한 현상은 형광체 재료의 고유의 성질에 기인하며, OLED가 오프이거나 또는 청색 방출 층이 CCL을 통해 어떠한 청색 광도 방출하지 않을 때 이는 백색 주변 광을 흡수하고 광을 황색으로 변환한다. 이러한 현상은, 백색이 더 바람직하며 일반적으로 황새 컬러보다 더 매력적인 것으로 생각되기 때문에, 미감적인 관점에서 바람직하지 않다. 추가적으로, 오프 상태의 하이브리드 OLED의 황색 또는 비-백색 외관은 사용자들에게 혼란을 초래할 수 있으며, 이들은 하이브리드 OLED 턴 온되었을 때 백색 광을 방출하지 않는다고 잘못 생각할 수 있다.
따라서, 여전히 디바이스의 발광 효율성 및 백색 광의 밝기를 유지하면서 디바이스가 오프-상태에 있을 때 백색 광을 제공하는 개선된 발광 디바이스들 및 이러한 디바이스들을 형성하기 위한 프로세스에 대한 필요성이 존재한다. 따라서, 개시된 발광 디바이스 및 프로세스는 현재 입수할 수 있는 OLED들에서의 이러한 단점들 중 하나 이상을 극복하는 것을 목표로 한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 발광 디바이스가 개시된다. 발광 디바이스는, 반사성 표면을 갖는 지지 부재, 반사성 표면 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함하며, 색상 변환 층은 형광체를 포함하고, OLED가 오프-상태일 때 주변 광 하에서 비-백색 외관을 갖는다. 디바이스는 OLED 및 색상 변환 층 위에 배치된 하나 이상의 백색화(whitening) 층들을 더 포함한다. 백색화 층(들)은 복수의 백색화 입자들을 포함하며, OLED가 오프-상태일 때 주변 광 하에서 색상 변환 층의 외관을 백색화하도록 구성된다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 발광 디바이스에 대한 백색화 컴포넌트가 개시된다. 발광 디바이스는, 지지 부재, 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함한다. 백색화 컴포넌트는 색상 변환 층 및 OLED 상에 배치된 하나 이상의 백색화 층들을 포함한다. 하나 이상의 백색화 층들은, 오프 상태의 발광 디바이스의 외관을 백색화하도록 구성된 복수의 백색화 입자들을 포함한다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 오프-상태의 발광 디바이스의 백색 외관을 생성하는 방법이 개시된다. 디바이스는, 지지 부재, 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 OLED 상에 배치된 유기 형광체 재료를 포함하는 색상 변환 층을 포함한다. 방법은, (a) 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계, 및 (b) 수정된 발광 디바이스를 형성하기 위하여 발광 디바이스의 색상 변환 층 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계를 포함하며, 여기에서 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율은 발광 디바이스의 색상 변환 비율보다 적어도 75% 더 적다.
본 개시의 이상에서 언급된 그리고 다른 특징들 및 이점들, 그리고 이들을 획득하기 위한 방식이 첨부된 도면들과 함께 본 개시의 일 측면의 다음의 설명을 참조함으로써 명백해지고 더 양호하게 이해될 것이다.
도 1은, 본 개시의 일 측면에 따른, 디바이스가 오프-상태일 때의 백색화 층들이 없는 발광 디바이스의 단면도의 개략적인 예시이다.
도 2는 파장의 변동에 따른 도 1에 도시된 발광 디바이스의 투과율 및 반사율의 그래픽적인 예시이다.
도 3은, 본 개시의 일 측면에 따른, 디바이스가 오프-상태일 때의 주변 광 하에서의 백색화 층들을 갖는 발광 디바이스의 개략적인 예시이다.
도 4a는, 본 개시의 일 측면에 따른, 도 4의 발광 디바이스의 색상 변환 층 및 백색화 층의 파장의 변동에 따른 투과율의 그래픽적인 예시이다.
도 4b는, 본 개시의 일 측면에 따른, 도 4의 발광 디바이스의 색상 변환 층 및 백색화 층의 파장의 변동에 따른 반사율의 그래픽적인 예시이다.
도 1은, 본 개시의 일 측면에 따른, 디바이스가 오프-상태일 때의 백색화 층들이 없는 발광 디바이스의 단면도의 개략적인 예시이다.
도 2는 파장의 변동에 따른 도 1에 도시된 발광 디바이스의 투과율 및 반사율의 그래픽적인 예시이다.
도 3은, 본 개시의 일 측면에 따른, 디바이스가 오프-상태일 때의 주변 광 하에서의 백색화 층들을 갖는 발광 디바이스의 개략적인 예시이다.
도 4a는, 본 개시의 일 측면에 따른, 도 4의 발광 디바이스의 색상 변환 층 및 백색화 층의 파장의 변동에 따른 투과율의 그래픽적인 예시이다.
도 4b는, 본 개시의 일 측면에 따른, 도 4의 발광 디바이스의 색상 변환 층 및 백색화 층의 파장의 변동에 따른 반사율의 그래픽적인 예시이다.
백색 광을 생성하는 발광 디바이스들, 특히 유기 발광 디바이스들(OLED)들이 개시된다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 청색 방출 층 및 형광체 재료를 함유하는 색상 변환 층을 사용하는 OLED들 또는 하이브리드 OLED들이 개시된다. 선호되는 실시예들의 논의가 OLED들과 관련되지만, 당업자들은 본 개시가 실제로 임의의 디바이스, 특히 광을 방출하는 디바이스들, 및 특히 백색 광을 방출하는 디바이스들에 적용이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
이제 도 1을 참조하면, 발광 디바이스가 도시된다. 발광 디바이스는, 지지 부재, 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함할 수 있다. 발광 디바이스는 적어도 하나의 백색화 층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 백색화 층은 OLED 및 색상 변환 층 상에 배치될 수 있다. 발광 디바이스는 디바이스가 오프-상태일 때 백색 외관을 갖는다.
발광 디바이스는 디바이스가 광을 방출하는 온-상태 및 디바이스가 임의의 광을 방출하지 않는 오프-상태를 가질 수 있다. 발광 디바이스가 온-상태일 때, OLED가 켜진다. 반대로, 발광 디바이스가 오프-상태일 때, OLED는 켜지지 않는다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 발광 디바이스는 온 상태에서 백색 광을 방출한다. 다른 측면에 있어서, 발광 디바이스는 오프 상태에서 임의의 광을 방출하지 않지만 오프-상태에서 백색 외관을 갖는다. 발광 디바이스는 당업계에서 공지된 다양한 방법들에 의해 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, OLED는 디바이스가 턴 온될 때 OLED에 전류를 제공하여 OLED를 켜는 회로 또는 엘리먼트에 연결될 수 있다.
일 측면에 있어서, OLED는 청색 광 방출기로도 지칭되는 청색 OLED이며, 청색 광을 방출하도록 구성된다. 예를 들어, OLED는 가시 스펙트럼의 청색 부분 대략 400-480 nm의 광을 방출한다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 청색 광의 방출은 백색 광을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 본 개시는 적색, 녹색 또는 청색 OLED들의 어레이들을 사용하는 형광 광들 또는 발광 다이오드들과 같은 다양한 조명 소스들을 사용하여 구현될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 있어서, 발광 디바이스는 집합적으로 백색 광을 생성하는 적색, 녹색, 및 청색 OLED들의 어레이를 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 측면들은 임의의 색상의 방출기들의 사용을 고려한다.
일부 측면들에 있어서, 발광 디바이스는 하나의 OLED 또는 2 이상의 OLED를 포함할 수 있다. 당업계에서 공지된 임의의 반도체 재료가 OLED를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 질화 갈륨(GaN)이 본 개시와 함께 사용하기 위한 청색 OLED를 형성하기 위하여 사용될 수 있다. OLED로부터 방출되는 광의 색상은 전반적으로 OLED를 형성하기 위하여 사용된 반도체 재료들의 함수이다. OLED는 다양한 구성들로 광을 방출할 수 있으며, 본 개시는 이와 관련하여 한정되지 않는다. 예를 들어, OLED는 하단-방출 OLED, 상단-방출 OLED, 측면-방출 OLED 또는 이들의 조합일 수 있다.
발광 디바이스는 지지 부재를 포함한다. 지지 부재는 OLED 또는 OLED들의 어레이를 지지하도록 적응된다. 예를 들어, OLED는 도 1에 도시된 바와 같이 지지 부재 상에 배치될 수 있다. 지지 부재는 적어도 하나의 반사성 표면을 가질 수 있다. 일 측면에 있어서, OLED는 지지 부재의 반사성 표면 상에 배치될 수 있다. 지지 부재에 대한 적절한 재료들은, 비제한적으로, 유리, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함할 수 있다.
발광 디바이스는 색 변환 층을 더 포함한다. 색 변환 층은 OLED로부터의 광 또는 방사를 받아 들이도록 배열된다. "CCL1"로서 도 1에 도시된 바와 색 변환 층은 OLED 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 색 변환 층은 OLED로부터 이격될 수 있다.
색 변환 층은 OLED로부터 방출되는 광의 적어도 일 부분을 상이한 색상으로 변환하도록 구성된다. 예를 들어, 본 개시는, 색 변환 층이 OLED로부터의 비-백색 광의 방출로부터 백색 광을 생성하도록 구성된다는 것을 고려한다. 일 측면에 있어서, 색상 변환 층은 청색 OLED로부터 방출되는 청색 광으로부터 백색 광을 생성한다.
색상 변환 층은, 사용되는 재료들에 따라서 더 높은 에너지 광자들(예를 들어, 청색 광 및/또는 황색 광)을 효율적으로 흡수하고 더 낮은 에너지로(예를 들어, 녹색 및/또는 적색 광) 광자들을 재방출하는 형광 또는 인광 재료의 필름을 포함할 수 있다. 즉, 색상 변환 층은 유기 발광 디바이스(예를 들어, 백색 OLED)에 의해 방출되는 광을 흡수하고, 더 긴 파장으로 광(또는 광의 방출 스펙트럼의 파장들의 세그먼트들)을 재방출할 수 있다.
일부 측면들에 있어서, 발광 디바이스는 2 이상의 색상 변환 층을 포함할 수 있다. 색상 변환 층은, OLED에 의해 방출되는 광의 적어도 일부를 상이한 파장을 갖는 광으로 변환하도록 구성된 색상 변환 재료의 필름 또는 층을 포함한다. 예를 들어, 색상 변환 층은 OLED에 의해 방출되는 광을 더 높은 또는 더 낮은 파장으로 변환하도록 구성된 재료의 층을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 색상 변환 재료는 형광체 재료이다. 예를 들어, OLED가 450 - 490 nm의 청색 스펙트럼 범위의 청색 광을 방출하는 경우, 색상 변환 층은 이러한 방사의 일부를 상이한 스펙트럼 범위로 변환하기 위한 형광체 재료의 층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 형광체 재료는 OLED로부터의 방사의 대부분 또는 전부를 희망되는 스펙트럼 범위로 변환하도록 구성된다. 이러한 목적에 적합한 형광체 재료들은 당업계에서 일반적으로 공지되며, 비제한적으로 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet; YAG) 형광체들을 포함할 수 있다.
형광체 재료는 전형적으로 파우더의 형태이다. 형광체 파우더는 형광체 입자들, 형광체 마이크로입자들, 형광체 나노입자들 또는 이들의 조합들로 구성될 수 있다. 형광체 입자들 또는 형광체 마이크로입자들은 1 마이크로 내지 100 마이크로 크기 범위의 평균 직경을 가질 수 있다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 형광체 입자들의 평균 직경은 50 마이크론 미만이다. 본 개시의 다른 측면에 있어서, 형광체 입자들의 평균 직경은 20 마이크론 미만이다. 본 개시의 또 다른 측면에 있어서, 형광체 입자들의 평균 직경은 10 마이크로 미만이다. 본 개시의 또 다른 측면에 있어서, 형광체 파우더에 사용되는 형광체 나노입자들의 평균 직경은 10 nm 내지 900 nm 범위이다. 형광체 입자들의 크기는 일반적으로 색상 변환 층의 희망되는 두께 및/또는 색상 변환 층의 전체 두께에 기초하여 선택된다.
형광체 파우더는 필름 또는 시트를 형성하는데 유용한 결합제 재료 내에 분산될 수 있다. 일반적으로 발광 디바이스의 광의 일관적인 색상 품질을 달성하기 위하여 색상 변환 층 전체에 걸친 그리고 결합제 재료 내의 형광체 파우더의 균일한 분포가 선호된다. 더 균일한 색상 품질 및 밝기.
결합제 재료는 유기성 또는 무기성일 수 있다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 결합제 재료는 투명하거나 또는 반투명하다. 본 개시의 다른 측면에 있어서, 결합제는 UV-경화성 결합제일 수 있다. 결합제 재료는 또한 열을 이용하여 경화가 가능할 수 있다.
형광체 재료와 함께 사용하기에 적절한 결합제 재료들의 예들은 비제한적으로, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리알릴레이트(polyallylate) 수지, PET 변성 폴리알릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지(PC), 환상 올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET), 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA), 폴리프로필렌 수지(PP), 변성 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지(PE), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(AS)를 포함할 수 있다. 결합제 재료는 이들 및/또는 다른 적절한 재료들의 조합들 또는 혼합물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필요한 대로 색상 변환 층의 특정 속성들을 개선하거나 또는 변경하기 위하여 첨가제들이 결합제 재료에 첨가될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 있어서, 색상 변환 층은, 디바이스가 오프-상태일 때 디바이스가 비-백색 외관을 가지게끔 할 수 있다. 예를 들어, 색상 변환 층 내의 형광체 재료가 발광 디바이스의 비-백색 외관 또는 황색 색상을 담당할 수 있다. 이하에서 기술되는 바와 같이, 백색화 컴포넌트 또는 하나 이상의 백색화 층들이 오프-상태의 디바이스의 외관을 백색화하고 미감적으로 더 만족스러운 디바이스를 생성하기 위하여 발광 디바이스 내에 포함된다.
발광 디바이스는 OLED 및 색상 변환 층 위에 배치된 하나 이상의 백색화 층들을 더 포함한다. 백색화 층들은 색상 변환 층 바로 위에 증착될 수 있거나, 또는 백색화 층들이 색상 변환 층으로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, 백색화 층들은 발광 디바이스 내에 존재하는 다른 재료들 또는 컴포넌트들에 의해 색상 변환 층으로부터 분리될 수 있다.
백색화 층들은 오프 상태의 발광 디바이스의 외관을 백색화하도록 구성된다. 백색화 층들은 오프-상태의 디바이스에 대하여 백색 외관을 생성하기 위하여 색상 변환 층에 의한 주변 광의 흡수를 감소시킨다. 일 측면에 있어서, 오프-상태에서 백색 외관을 제공하기 위하여 오로지 하나의 백색화 층이 필요할 수 있다. 다른 측면에 있어서, 오프-상태의 디바이스에 대하여 백색 외관을 달성하기 위하여 복수의 층들이 요구될 수 있다.
백색화 층은 복수의 백색화 입자들을 포함한다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 백색화 입자들은 TiO2, Al2O3, ZrO, ZnO, ZrO2 또는 이들의 혼합물들을 포함할 수 있다. 다른 재료들이 백색이거나 또는 주변 광 하에서 발광 디바이스에 대하여 백색화 효과를 갖는 경우 다른 재료들이 백색화 입자들에 대하여 사용될 수 있다. 형광체를 사용하는 색상 변환 층을 갖는 발광 디바이스의 외관은 발광 디바이스가 턴 오프될 때 훨씬 더 희게 나타나야만 한다. 추가적으로, 백색화 층을 형성하기 위해 사용되는 백색화 입자들 및 다른 재료들은 바람직하게는, 이들이 발광 디바이스의 효율성 또는 밝기에 부정적인 영향을 주지 않도록 선택된다.
백색화 입자들은, 백색화 층의 총 중량에 기초하여 중량으로 5% 내지 최대 50%의 양으로 백색화 층 내에 존재할 수 있다. 일반적으로, 백색화 입자들의 양이 증가할 수록, 발광 디바이스가 오프-상태일 때 더 하얀 외관이 나타난다.
백색화 입자들은 마이크로입자들, 나노입자들 또는 이들의 조합들일 수 있다. 백색화 입자들은 1 마이크로 내지 100 마이크로 크기 범위의 평균 직경을 가질 수 있다. 본 개시의 일 측면에 있어서, 백색화 입자들의 평균 직경은 50 마이크론 미만이다. 본 개시의 다른 측면에 있어서, 백색화 입자들의 평균 직경은 20 마이크론 미만이다. 본 개시의 또 다른 측면에 있어서, 백색화 입자들의 평균 직경은 10 마이크로 미만이다. 본 개시의 또 다른 측면에 있어서, 백색화 층들에 사용되는 백색화 나노입자들의 평균 직경은 10 nm 내지 900 nm 범위이다. 일부 측면들에 있어서, 백색화 층 내의 백색화 입자들의 크기 및 백색화 입자들의 밀도는 적어도 부분적으로 백색화 층의 두께 및/또는 백색화 성능을 결정할 수 있다. 따라서, 오프-상태의 디바이스의 외관을 백색화하기 위하여 요구되는 백색화 층들의 수를 최적화하는 것이 바람직할 수 있다. 백색화 층들의 수를 최적화하는 이러한 프로세스가 이하에서 더 상세하게 설명된다.
백색화 입자들은 결합제 재료 및/또는 봉지재와 혼합될 수 있다. 색상 변환 층에서 사용되는 결합제 재료는 백색화 층들에서 사용되는 결합제 재료와 동일할 수 있다. 봉지재 재료는 디바이스를 열화로부터 보호하기 위하여 발광 디바이스에 대한 수분 및/또는 산소 장벽을 제공할 수 있다. 봉지재는 유기 또는 무기 재료들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 봉지재는 실리콘, 에폭시, 유리, 플라스틱 또는 다른 재료들로 만들어질 수 있다. 봉지재는 바람직하게는 투명하거나 또는 반투명하다. 백색화 입자들은 균일한 백색 색상을 보장하기 위하여 결합제 재료 및/또는 봉지재 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
하나 이상의 백색화 층들은 오프-상태에서 디바이스에게 백색 외관을 제공하기 위한 발광 디바이스에 대한 백색화 어셈블리를 구성하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 백색화 층들은 별도로 제조되고 그 후에 기존의 발광 디바이스에 부착될 수 있다. 본 개시의 하나의 중요한 이점은, 하나 이상의 백색화 층들 또는 백색화 어셈블리가 디바이스 전체를 교체하지 않고 단순한 수정만으로 발광 디바이스들에 백색 외관을 부여하기 위해 사용될 수 있다는 점이다.
도 1에 도시된 하이브리드 OLED는 GaN을 포함하는 OLED에 대한 청색 방출 층을 갖는다. 청색 OLED는 알루미늄 기판의 반사성 표면 상에 장착된다. 디바이스는 또한 YAG 형광체인 형광체 재료로 구성된 하나의 색상 변환 층("CCL1")을 갖는다. 디바이스는, 디바이스가 오프-상태(광 방출이 없음)일 때 100% 백색 주변 광(태양광) 하에 있는 것으로 도시된다.
디바이스가 턴 오프될 때, 태양광이 디바이스에 표면에 충돌하며, 광이 디바이스에 의해 반사되거나, 투과되거나 또는 흡수된다. 디바이스의 투과율 및 반사율은 적분 구 장치 및 방법을 구비한 UV-VIS 분광계에 의해 측정되었다. 도 1에 도시된 디바이스의 투과율은 78%로 측정되었으며, 반사율을 19%로 측정되었다. 따라서, 주변 광의 전체 양의 3%가 손실되는 것으로 고려되었다.
도 3은, 약 390 nm 내지 약 700 nm의 가시 스펙트럼 내의 파장의 변동에 따른 디바이스의 색상 변환 층의 분광측정 투과율 및 반사율 커브들을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 색상 변환 층에 대하여 커브 (a)는 18%의 투과율에 대응하며, 커브 (b)는 2% 반사율에 대응한다. 색상 변환 층의 투과율 및 반사율 또는 흡수율의 합계는 가시 스펙트럼 내에서 20%이다. 따라서, 색상 변환 층의 표면에 충돌하는 주변 광의 대략 80%가 색상 변환 층에 의해 흡수되며 황색 색상을 생성한다.
도 2는, 색상 변환 층이 파장이 460 nm 근처일 때의 투과율 (a) 및 반사율 (b) 커브들 둘 모두에서 감소를 갖는다는 것을 도시한다. 그러나, 감소는 반사율 (b) 커브에서 보다 투과율 (a) 커브에서 더 두드러진다. 투과율 (a) 및 반사율 (b) 커브들에서의 감소는 형광체 함유 색상 변환 층의 황색 색상과 조합된 청색 방출 층의 특성이다.
발광 디바이스는, 주변 광 하에서 디바이스의 황색 외관을 완화시키기 위하여 투과율 및 반사율의 양이 목표 파장에서 주로 일정하게 남아 있을 수 있도록 설계될 수 있다. 이는 이하에서 기술되는 접근방식을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 접근방식은 또한, 특정한 수의 백색화 층들이 황색 외관을 제거하였고 오프-상태의 디바이스에 대해 백색 외관을 생성하였다는 것을 확인하기 위하여 사용될 수 있다.
단지 하나의 색상 변환 층만을 갖는 발광 디바이스는 식 1-1 및 식 1-2를 사용하여 계산되는 바와 같이 23.5의 총 색상 변환 비율을 갖는다.
CCR0 =20%, r=0.186, a=8.65%
식 1-1에서, 색상 변환 비율(CCR0)이 처음에는 디바이스 내에서 내부적으로 순환될 수 있는 임의의 광을 고려하지 않고 계산되었다. Ccof_CCL1은 색상 변환 층의 변환 계수(흡광도)이며, 이는 적분 구에서 크세논 램프를 사용하여 20%인 것으로 측정되었다. 따라서, CCR0는 20%인 것으로 계산되었다.
식 1-2에서, 총 색상 변환 비율(CCRn)이 광의 내부 순환을 고려하기 위하여 기하학적 시퀀스를 사용하여 계산되었다. 식 1-2에서, (a)는 기하학적 시퀀스 (CCR1)에서의 제 1 항 또는 제 1 숫자이며, (r)은 기하학적 시퀀스에서의 공통 비율이다. 여기에서, 제 1 항 (a) 또는 CCR1은 8.65%인 것으로 계산되었으며, CCR2는 1.6인 것으로 계산되었다. 공통 비율 (r)은 CCR2/CCR1 또는 0.186인 것으로 계산되었다. 이러한 값들을 사용하면, 색상 변환 비율의 추가적인 10.63%는 순환되는 광에 기인하였으며, 이는 총 색상 변환 비율에 대하여 30.63%를 야기한다. 총 색상 변환 비율에 대하여 30.63%에서, 디바이스가 주변 광 하에서 노르스름한 외관을 가졌다는 것이 주목된다. 그런 다음 백색화 층들이 백색 외관을 달성하고 디바이스의 총 색상 변환 비율을 30.63%보다 더 작게 감소시키기 위하여 색상 변환 층에 부가되었다.
이제 도 3을 참조하면, 3개의 백색화 층들이 부가된 상태의 도 1로부터의 동일한 구조체의 개략적인 예시가 도시된다. 여기에서 다시, 구조체는 오프-상태이며 백색 주변 광 또는 태양광 하에서 도시된다.
"백색1"은 제 1 백색화 층, 즉, 제 2 백색화 층 이후에 적용되는 백색화 층을 지칭하며, 이는 색상 변환 층으로부터 가장 멀리에 존재한다. "백색2"는 제 2 백색화 층, 즉, 2번째로 적용되는 백색화 층을 지칭하며, 제 1 백색화 층과 제 3 백색화 층 사이에 존재한다. "백색3"은 제 3 백색화 층, 즉, 첫번째로 적용되는 백색화 층을 지칭하며, 색상 변환 층에 가장 가깝게 존재한다. "백색3+CCL1"은 백색3에 인접한 색상 변환 층(CCL1)을 지칭한다. 색상 변환 층 상으로의 백색화 층의 직접적인 적용은, 백색화 층이 색상 변환 층에 스며들거나 또는 부분적으로 침투하게끔 할 수 있다.
백색화 층들은 구조체의 투과율을 감소시키고 반사율을 증가시킨다. 예를 들어, 3개의 백색화 층들을 형광체-함유 색상 변환 층에 부가하는 것이 주변 광의 투과율을 78%로부터 21%로 감소시켰으며, 주변 광의 반사율을 19%로부터 75%로 증가시켰다. 디바이스에 의해 손실되는 주변 광은 대략 4%였다.
그러면, 색상 변환 비율은 식 2-1 및 식 2-2를 사용하여 재계산되었다.
CCR0 = 4.2%, r=0.735, a=0.91%
식 2-1에서, 20%와 같은 색상 변환 층의 변환 계수(흡광도) 또는 Ccof_CCL1이 사용되었으며, 광의 임의의 내부 재순환이 없는 색상 변환 비율 또는 CCR0은 4.2%인 것으로 계산되었다. 식 2-1에서, a는 기하학적 시퀀스(CCR1)에서의 제 1 항 또는 제 1 숫자이며, r은 기하학적 시퀀스에서의 공통 비율이다. 디바이스에 백색화 층들을 부가한 이후에, 제 1 항 또는 CCR1은 0.91%로 계산되었다. 공통 비율 (r)은 CCR2/CCR1 또는 0.735인 것으로 계산되었다. 식 2-2를 사용하면, (재순환된 광을 포함하는) 총 색상 변환 비율은 7.64%로 계산되었다. 이러한 결과들은 백색화 층들의 부가를 이용하여 총 색상 변환 비율에서 최대 75%의 감소를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 각기 약 390 nm 내지 약 700 nm의 가시 스펙트럼의 파장들에 대하여 도 3의 구조체의 다양한 층들에 대한 분광 측정 투과율 및 반사율을 도시한다. 도 4a는 3개의 백색화 층들(백색1, 백색2, 백색3) 및 색상 변환 층(백색3/CCL1)의 각각에 대한 투과율 커브를 도시한다. 도 4b는 3개의 백색화 층들(백색1, 백색2, 백색3) 및 색상 변환 층(백색3/CCL1)의 각각에 대한 반사율 커브를 도시한다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 백색화 층들의 각각에 대한 투과율 및 반사율 커브들은, 어떠한 백색화 층들도 없는 색상 변환 층에 대하여 도 2에 도시된 투과율 및 반사율 커브들에 비하여 가시 스펙트럼에 걸쳐 더 선형적인 관계를 증명한다. 백색화 층들에 대한 투과율 및 반사율 값들이 가시 스펙트럼에 걸쳐 주로 일정하다는 것이 확인될 수 있다.
그러나, 도 4a 및 도 4b에 도시된 하나의 백색화 층(백색3/CCL1)에 대하여 460 nm에서 반사율 및 투과율에서 약간의 감소가 존재한다. 다시 한번, 이러한 감소는 디바이스에 대한 청색 방출 층의 존재의 특성이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 투과율에서의 감소가 반사율에 대한 것보다 더 두드러진다. 예를 들어, 460 nm에서 관찰되는 투과율에서의 감소는 3.73%였으며, 반사율에서의 감소는 0.47%였다. 따라서, 구조체에 대한 총 내부 재순환은 4.2% 또는 투과율에 대한 3.73% 및 반사율에 대한 0.47%의 합계로서 계산되었다. 투과율 커브에서의 감소가 백색화 층들의 부가를 가지고 억제된다는 것이 명백하다. 이러한 결과들, 특히 파장의 변동에 따른 디바이스의 투과율 및 반사율에 대한 증가된 선형적인 관계는 백색화 층들의 부가가 오프-상태의 디바이스에 대하여 백색 외관을 야기하였다는 것을 확인한다.
백색화 층들이 없는 그리고 최대 3개의 백색화 층들을 갖는 오프 상태의 발광 디바이스의 나란한 색상 비교가 수행되었다. 관찰되는 바와 같이, 단지 색상 변환 층만을 갖는 디바이스의 색상은 황색으로 나타났다. 백색화 층들이 부가됨에 따라 디바이스 색상은 점점 더 덜 황색으로 및/또는 더 하얗게 나타났다. 그러나, 3개의 백색화 층들이 부가된 이후에만 디바이스가 백색으로 나타난다는 것을 주목해야만 한다.
이상의 설명이 개시된 시스템 및 기술의 예들을 제공한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 본 개시의 다른 구현예들이 전술한 예들과 세부적으로 상이할 수 있다는 것이 고려된다. 본 개시 또는 본 개시의 예들에 대한 모든 언급들은 그 시점에 논의되고 있는 특정 예를 언급하도록 의도되며, 더 포괄적인 본 개시의 범위에 대한 임의의 제한을 의미하도록 의도되지 않는다. 특정 특징들과 관련하여 구별 및 비난의 모든 언어들은 그러한 특징들에 대한 선호의 부족을 나타내도록 의도되지만, 달리 언급되지 않는 한 본 개시의 범위로부터 전적으로 배제하도록 의도되지는 않는다.
정의들
본원에서 사용되는 용어가 특정 측면들을 설명하기 위한 목적으로만 사용되며, 제한적으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 명세서 및 청구항들에서 사용될 때, "포함하는"이라는 용어는 "구성된" 및"본질적으로 구성된"실시예들을 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 개시가 속하는 기술분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 이하의 청구항들에서, 본원에서 정의되는 다수의 용어들에 대한 참조가 이루어질 것이다.
본 명세서에서 그리고 첨부된 청구항들에서 사용될 때, 단수 형태들 "일", 및 "상기"는 문맥이 명백하게 달리 기재하지 않는 한 복수의 등가물들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "폴리카보네이트 폴리머"에 대한 언급은 2개 이상의 폴리카보네이트 폴리머들의 혼합물들을 포함한다.
본원에서 사용될 때, 용어 "조합"은 블렌딩(blend)들, 혼합물들, 합금들, 반응 생성물들, 및 유사한 것을 포함한다.
범위들은 하나의 특정 값으로부터 다른 특정 값까지인 것으로서 본원에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 측면은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 '약'을 사용하여 값들이 근사치들로서 표현될 때, 특정 값이 다른 측면을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 범위들의 각각의 종점들이 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과 독립적으로 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다. 본원에 개시되는 복수의 값들이 존재한다는 것, 및 각각의 값이 또한 본원에서 값 그 자체에 이 외에 "약" 그 특정한 값으로서 개시된다는 것이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되는 경우, "약 10"이 또한 개시된다. 2개의 특정 단위들 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되는 경우, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
본원에서 사용될 때, 용어 "약" "~에 또는 약"은, 해당 값 또는 양이 대략 또는 거의 동일한 어떤 다른 값으로 지정된 값일 수 있다는 것을 의미한다. 본원에서 사용될 때, 달리 지시되거나 또는 유추되지 않는 한, 이는 ±5% 변동으로 표시된 공칭 값이라는 것이 일반적으로 이해될 것이다. 용어는 유사한 값들이 균등한 결과들 또는 청구항들에서 언급된 효과들을 촉진한다는 것을 전달하도록 의도된다. 즉, 양들, 크기들, 제형들, 파라미터들, 및 다른 수량들 및 특성들은 정확하지 않거나 또는 정확해야 할 필요가 없으며, 이들은, 허용 오차들, 전환 계수들, 반올림, 측정 오류들 및 당업자들에게 공지된 다른 인자들을 반영하여 희망되는 바와 같이 근사화될 수 있거나 및/또는 더 크거나 또는 더 작을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 전반적으로, 양, 크기, 제형, 파라미터 또는 다른 수량 또는 특성은 이와 같이 명백하기 언급되었는지 여부와 무관하게 "약" 또는 "대략"이다. 수량적인 값 앞에 "약"이 사용되는 경우, 명백히 달리 언급되지 않는 한 파라미터는 특정 수량적인 값 그 자체를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 조성물들뿐만 아니라 본원에 개시된 방법들과 함께 사용될 조성물들 그 자체들을 마련하기 위하여 사용될 컴포넌트들이 개시된다. 이러한 그리고 다른 재료들이 본원에 개시되며, 이러한 재료들의 조합들, 서브세트들, 상호작용들, 그룹들 등이 개시될 때, 이러한 화합물들의 각각의 개별적인 및 집합적인 조합들 및 치환의 특정한 언급이 명시적으로 개시될 수 없지만, 각각이 구체적으로 고려되고 본원에 개시된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 특정 화합물이 개시되고 논의되며 화합물들을 포함하는 다수의 분자들에 대해 이루어질 수 있는 다수의 수정들이 논의되는 경우, 특별이 반대로 언급되지 않는 한 가능한 화합물의 각각의 그리고 모든 조합 및 치환과 수정들이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자들 A, B, 및 C의 클래스뿐만 아니라 분자들 D, E, 및 F의 클래스가 개시되고, 분자 조합 A-D의 일 예가 개시되는 경우, 심지어 그 각각이 개별적으로 나열되지 않는 경우에도, 그 각각은 개별적으로 그리고 집합적으로 고려되며, 이는 조합들 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주된다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 이들의 임의의 서브세트 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A-E, B-F, 및 C-E의 서브-그룹이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이러한 개념은, 비제한적으로, 본 개시의 조성물들을 만들고 사용하는 방법들의 단계들을 포함하는 본 출원의 모든 측면들에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가적인 단계들이 존재하는 경우, 이러한 추가적인 단계들의 각각이 본 개시의 방법들의 임의의 특정 측면 또는 측면들의 조합과 함께 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 용어 "광(light)"은 자외선, 가시선 및 적외선 방사를 포함하는 전자기적 방사를 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "투명한"은 개시된 조성물에 대한 투과율의 레벨이 50%보다 더 크다는 것을 의미한다. 일부 실시예들에 있어서, 투과율은 적어도 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 또는 95%, 또는 이상의 예증된 값들로부터 도출되는 투과율 값들의 임의의 범위일 수 있다. "투명한"의 정의에 있어서, 용어 "투과율"은 3.2 밀리미터 두께에서 ASTM D1003에 따라 측정되는 샘플을 통과하는 입사 광의 양을 지칭한다.
본원에서 반대로 명백하게 언급되지 않는 한, 모든 테스트 표준들은 본 출원의 출원 시점에서 유효한 가장 최근의 표준이다.
측면들
본 개시는 적어도 다음의 측면들을 포함한다.
측면 1. 지지 부재; 상기 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED); 상기 OLED 상에 배치된 색상 변환 층으로서, 상기 색상 변환 층은 주변 광 하에서 비-백색 외관을 갖는, 상기 색상 변환 층; 상기 OLED 및 상기 색상 변환 층 위에 배치된 하나 이상의 백색화 층들로서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 복수의 백색화 입자들을 포함하며, 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 외관을 백색화하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 백색화 층들을 포함하는, 발광 디바이스.
측면 2. 측면 1에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 상기 색상 변환 층에 의한 주변 광의 흡수를 감소시키고 상기 디바이스가 오프-상태일 때 주변 광 하에서 백색 외관을 생성하도록 구성되는, 발광 디바이스.
측면 3. 측면 1 또는 측면 2에 있어서, 상기 OLED는 제 1 색상의 광을 방출하도록 구성되며, 상기 색상 변환 층은 상기 제 1 색상 중 적어도 일 부분을 제 2 색상으로 변환하도록 구성되는, 발광 디바이스.
측면 4. 측면 3에 있어서, 상기 제 1 색상은 비-백색 색상이며, 상기 제 2 색상은 백색인, 발광 디바이스.
측면 5. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 총 색상 변환 비율은 주변 광 하에서 백색화 층들을 포함하지 않는 오프-상태의 비교기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율의 적어도 절반인, 발광 디바이스.
측면 6. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 총 색상 변환 비율은 주변 광 하에서 백색화 층들을 포함하지 않는 오프-상태의 비교기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율의 적어도 1/3인, 발광 디바이스.
측면 7. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율을 적어도 50%만큼 감소시키는, 발광 디바이스.
측면 8. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율을 최대 70%만큼 감소시키는, 발광 디바이스.
측면 9. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율은 20 미만인, 발광 디바이스.
측면 10. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율은 10 미만인, 발광 디바이스.
측면 11. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들의 총 두께는 10 마이크론 내지 150 마이크론의 범위인, 발광 디바이스.
측면 12. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 백색화 입자들은 TiO2, Al2O3, ZrO, ZnO, 또는 이들의 혼합물들을 포함하는, 발광 디바이스.
측면 13. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 백색화 입자들의 평균 직경은 50 마이크론 미만인, 발광 디바이스.
측면 14. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 백색화 입자들의 평균 직경은 20 마이크론 미만인, 발광 디바이스.
측면 15. 선행하는 측면들 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들 및/또는 상기 색상 변환 층은 결합제 재료를 포함하는, 발광 디바이스.
측면 16. 측면 15에 있어서, 상기 결합제 재료는 열 경화성 또는 UV 경화성인 폴리머 결합제 재료인, 발광 디바이스.
측면 17. 측면 15에 있어서, 상기 색상 변환 층 및 상기 하나 이상의 백색화 층은 동일한 결합제 재료를 포함하는, 발광 디바이스.
측면 18. 청구항 15에 있어서, 상기 색상 변환 층 및 상기 하나 이상의 백색화 층은 상이한 결합제 재료를 포함하는, 발광 디바이스.
측면 19. 측면 1 내지 측면 14에 있어서, 상기 지지 부재는 반사성 표면을 가지며, 상기 OLED는 상기 반사성 표면 상에 배치되는, 발광 디바이스.
측면 20. 측면 1 내지 측면 14 및 측면 19에 있어서, 상기 지지 부재는 유리, 아크릴, 알루미늄 또는 이들의 조합들을 포함하는, 발광 디바이스.
측면 21. 측면 1 내지 측면 14 및 측면 19 내지 측면 20에 있어서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 백색화 층을 포함하지 않는 비교기 발광 디바이스에 비하여 상기 디바이스가 오프-상태일 때 주변 광의 투과율을 감소시키고 반사율을 증가시키는, 발광 디바이스.
측면 22. 측면 21에 있어서, 상기 디바이스에 대한 상기 투과율은 상기 비교기 발광 디바이스에 비해 적어도 50%만큼 감소되는, 발광 디바이스.
측면 23. 측면 21에 있어서, 상기 디바이스에 대한 상기 반사율은 상기 비교기 발광 디바이스에 대한 반사율보다 적어도 200% 더 큰, 발광 디바이스.
측면 24. 측면 1 내지 측면 14 및 측면 19 내지 측면 20에 있어서, 상기 OLED는 상단-방출 OLED인, 발광 디바이스.
측면 25. 측면 1 내지 측면 14, 측면 19 내지 측면 21, 및 측면 24에 있어서, 상기 OLED는 GaN을 포함하는 청색 OLED인, 발광 디바이스.
측면 26. 측면 1 내지 측면 14, 측면 19 내지 측면 21, 및 측면 24 내지 측면 25에 있어서, 상기 색상 변환 층은 YAG 형광체 재료를 포함하는, 발광 디바이스.
측면 27. 측면 1 내지 측면 14, 측면 19 내지 측면 21, 및 측면 24 내지 측면 26에 있어서, 오프-상태의 상기 디바이스에 대한 주변 광의 투과율은 적어도 20%인, 발광 디바이스.
측면 28. 측면 1 내지 측면 14, 측면 19 내지 측면 21, 및 측면 24 내지 측면 27에 있어서, 오프-상태의 상기 디바이스에 대한 주변 광의 반사율은 적어도 70%인, 발광 디바이스.
측면 29. 지지 부재, 상기 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 상기 OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함하는 발광 디바이스에 대한 백색화 컴포넌트로서, 상기 백색화 컴포넌트는 상기 색상 변환 층 상에 배치되는 하나 이상의 백색화 층들을 포함하며, 각각의 백색화 층은 결합제 재료 내에 분산된 복수의 백색화 입자들을 포함하고 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 외관을 백색화하도록 구성되는, 백색화 컴포넌트.
측면 30. 발광 디바이스를 제조하는 프로세스로서, 유기 발광 다이오드(OLED) 위에 형광체 재료를 포함하는 색상 변환 층을 형성하는 단계; 및 오프 상태의 상기 디바이스의 외관이 백색이 될 때까지 상기 색상 변환 층 및 상기 OLED 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계를 포함하는, 프로세스.
측면 31. 측면 30에 있어서, 상기 프로세스는, 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 총 색상 변환 비율을 50%만큼 감소시킴으로써 상기 백색화 층들의 수를 결정하는 단계를 더 포함하는, 프로세스.
측면 32. 측면 31에 있어서, 파장의 변동에 따른 상기 발광 디바이스의 투과율은 실질적으로 선형적인 관계를 갖는, 프로세스.
측면 33. 측면 31에 있어서, 파장의 변동에 따른 상기 발광 디바이스의 반사율은 실질적으로 선형적인 관계를 갖는, 프로세스.
측면 34. 측면 31에 있어서, 파장의 변동에 따른 상기 발광 디바이스의 투과율 및 반사율은 실질적으로 선형적인 관계를 갖는, 프로세스.
측면 35. 오프-상태의 발광 디바이스에 대한 백색 외관을 생성하는 방법으로서, 상기 디바이스는 지지 부재, 상기 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 상기 OLED 상에 배치되며 무기 형광체 재료를 포함하는 색상 변환 층을 포함하며, 상기 방법은, (a) 상기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계; 및 (b) 수정된 발광 디바이스를 형성하기 위하여 상기 발광 디바이스의 상기 색상 변환 층 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계로서, 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율은 상기 발광 디바이스의 색상 변환 비율보다 적어도 75% 더 적은, 단계를 포함하는, 방법.
측면 36. 측면 35에 있어서, 수정된 발광 디바이스를 형성하기 위하여 상기 발광 디바이스의 상기 색상 변환 층 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계는, (a) 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계; (b) 상기 발광 디바이스 및 상기 수정된 발광 디바이스의 색상 변환 비율들을 비교하는 단계; 및 (c) 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율이 상기 발광 디바이스의 색상 변환 비율보다 적어도 75% 더 적어질 때까지 상기 색상 변환 층 위에 백색화 층들을 재적용(reapply)하는 단계를 더 포함하는, 방법.
측면 37. 측면 36에 있어서, 상기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계 및 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계는, (a) 하기의 식 1을 사용하여 초기 색상 변환 비율(CCR0)을 결정하는 단계로서, Ccof_CCL1은 상기 색상 변환 층의 측정된 흡광도이며 Light는 상기 발광 디바이스 또는 상기 수정된 발광 디바이스 상에 노출된 광의 퍼센트를 나타내며, 상기 식 1은,
각각이 상기 발광 디바이스 또는 상기 수정된 발광 디바이스 내부의 광의 산란에 대한 값을 나타내는 복수의 항들을 갖는 기하학적 시퀀스를 생성함으로써 하기의 식 2를 사용하여 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계로서, a는 제 1 항을 나타내며, r은 공통 비율을 나타내고, n은 상기 기하학적 시퀀스의 항들의 수를 나타내며, 상기 식 2는,
Claims (20)
- 발광 디바이스로서,
지지 부재;
상기 지지 부재 상에 배치되는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED);
상기 OLED 상에 배치되는 색상 변환 층으로서, 상기 색상 변환 층은 주변 광 하에서 비-백색 외관을 갖는, 상기 색상 변환 층;
상기 OLED 및 상기 색상 변환 층 위에 배치되는 하나 이상의 백색화(whitening) 층들로서, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 복수의 백색화 입자들을 포함하며, 상기 하나 이상의 백색화 층들은 상기 색상 변환 층에 의한 주변 광의 흡수를 감소시키고 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스에 대한 백색 외관을 생성하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 백색화 층들을 포함하는, 발광 디바이스.
- 청구항 1에 있어서,
상기 OLED는 비-백색 색상의 광을 방출하도록 구성되며, 상기 색상 변환 층은 상기 비-백색 색상 중 적어도 일 부분을 백색으로 변환하도록 구성되는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 총 색상 변환 비율은 주변 광 하에서 백색화 층들을 포함하지 않는 오프-상태의 비교기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율의 적어도 절반인, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 백색화 층들은 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율을 적어도 50%만큼 감소시키는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 백색화 층들은 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율을 최대 75%만큼 감소시키는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율은 20 미만인, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
주변 광 하에서의 오프-상태의 상기 디바이스의 상기 색상 변환 비율은 10 미만인, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백색화 입자들은 TiO2, Al2O3, ZrO, ZnO, 또는 이들의 혼합물들을 포함하는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백색화 입자들의 평균 직경은 50 마이크론 미만인, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 부재는 유리, 아크릴, 알루미늄 또는 이들의 조합들을 포함하는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 OLED는 GaN을 포함하는 청색 OLED이며, 상기 색상 변환 층은 YAG 형광체 재료를 포함하는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
오프-상태의 상기 디바이스에 대한 주변 광의 투과율은 적어도 20%이며, 오프-상태의 상기 디바이스에 대한 주변 광의 반사율은 적어도 70%인, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
파장의 변동에 따른 상기 발광 디바이스의 투과율 및 반사율은 실질적으로 선형적인 관계를 갖는, 발광 디바이스.
- 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 백색화 층들은 백색화 층을 포함하지 않는 비교기 발광 디바이스에 비하여 상기 디바이스가 오프-상태일 때 주변 광의 투과율을 감소시키고 반사율을 증가시키는, 발광 디바이스.
- 청구항 14에 있어서,
상기 디바이스에 대한 상기 투과율은 상기 비교기 발광 디바이스에 비해 적어도 50%만큼 감소되는, 발광 디바이스.
- 청구항 14에 있어서,
상기 디바이스에 대한 상기 반사율은 상기 비교기 발광 디바이스에 대한 반사율보다 적어도 200% 더 큰, 발광 디바이스.
- 지지 부재, 상기 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 상기 OLED 상에 배치된 색상 변환 층을 포함하는 발광 디바이스에 대한 백색화 컴포넌트로서, 상기 백색화 컴포넌트는 상기 색상 변환 층 상에 배치되는 하나 이상의 백색화 층들을 포함하며, 각각의 백색화 층은 결합제 재료 내에 분산된 복수의 백색화 입자들을 포함하고 주변 광 하에서 오프-상태의 상기 디바이스의 외관을 백색화하도록 구성되는, 백색화 컴포넌트.
- 오프-상태의 발광 디바이스에 대한 백색 외관을 생성하는 방법으로서, 상기 디바이스는 지지 부재, 상기 지지 부재 상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED), 및 상기 OLED 상에 배치되며 무기 형광체 재료를 포함하는 색상 변환 층을 포함하며, 상기 방법은, (a) 상기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계; 및 (b) 수정된 발광 디바이스를 형성하기 위하여 상기 발광 디바이스의 상기 색상 변환 층 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계로서, 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율은 상기 발광 디바이스의 색상 변환 비율보다 적어도 75% 더 적은, 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 18에 있어서,
수정된 발광 디바이스를 형성하기 위하여 상기 발광 디바이스의 상기 색상 변환 층 위에 하나 이상의 백색화 층들을 적용하는 단계는, (a) 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계; (b) 상기 발광 디바이스 및 상기 수정된 발광 디바이스의 색상 변환 비율들을 비교하는 단계; 및 (c) 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율이 상기 발광 디바이스의 색상 변환 비율보다 적어도 75% 더 적어질 때까지 상기 색상 변환 층 위에 백색화 층들을 재적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계 및 상기 수정된 발광 디바이스의 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계는,
(a) 하기의 식 1을 사용하여 초기 색상 변환 비율(CCR0)을 결정하는 단계로서, Ccof_CCL1은 상기 색상 변환 층의 측정된 흡광도이며 Light는 상기 발광 디바이스 또는 상기 수정된 발광 디바이스 상에 노출된 광의 퍼센트를 나타내며, 상기 식 1은,
인, 단계;
각각이 상기 발광 디바이스 또는 상기 수정된 발광 디바이스 내부의 광의 산란에 대한 값을 나타내는 복수의 항들을 갖는 기하학적 시퀀스를 생성함으로써 하기의 식 2를 사용하여 총 색상 변환 비율을 결정하는 단계로서, a는 제 1 항을 나타내며, r은 공통 비율을 나타내고, n은 상기 기하학적 시퀀스의 항들의 수를 나타내며, 상기 식 2는,
인, 단계를 포함하는, 방법.
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