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KR20160082533A - 발광 디바이스 - Google Patents

발광 디바이스 Download PDF

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KR20160082533A
KR20160082533A KR1020167014598A KR20167014598A KR20160082533A KR 20160082533 A KR20160082533 A KR 20160082533A KR 1020167014598 A KR1020167014598 A KR 1020167014598A KR 20167014598 A KR20167014598 A KR 20167014598A KR 20160082533 A KR20160082533 A KR 20160082533A
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KR
South Korea
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layer
intermediate layer
electrically conductive
substrate
conductive element
Prior art date
Application number
KR1020167014598A
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English (en)
Inventor
만프레드 스테판 루스케
홀거 슈바브
Original Assignee
오엘이디워크스 게엠베하
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Filing date
Publication date
Application filed by 오엘이디워크스 게엠베하 filed Critical 오엘이디워크스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 발광 디바이스(1)에 관한 것이며, 발광 디바이스는 기판(5), 투명 애노드 층(7), 캐소드 층(9), 애노드 층과 캐소드 층 사이에 있는 발광 층(8), 및 기판과 애노드 층 사이에 있는 중간 층(4)을 포함한다. 애노드 층과 접촉하도록 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립된다. 또한, 광을 산란시키기 위한 산란 입자들이 중간 층 내에 매립되어, 디바이스의 광 아웃커플링 효율을 증가시킨다. 전기 전도성 요소가 예를 들어 애노드 층의 상부가 아니라, 즉 애노드 층과 캐소드 층 사이가 아니라 중간 층 내에 매립되기 때문에, 발광 재료에 악영향을 미칠 수 있는 패시베이션 층을 요구하지 않고 애노드 층의 시트 저항이 감소될 수 있다. 또한, 매립되는 전기 전도성 요소는 투명 애노드 층의 두께가 약 50㎚ 이하의 두께로 감소되는 것을 허용하고, 그에 의해 광 아웃커플링 효율에 대한 투명 애노드 층에 의한 광 흡수의 영향을 최소화한다. 이는 개선된 발광 품질을 허용한다.

Description

발광 디바이스{LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 디바이스, 발광 디바이스를 제조하는데 이용하기 위한 층 구조체, 및 층 구조체를 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 디바이스(OLED)는, 애노드 층, 캐소드 층, 및 애노드 층과 캐소드 층 사이에 있는 유기 발광 층을 갖는 유리 기판과 같은 기판을 포함하며, 유기 발광 층은 애노드 층과 캐소드 층에 전압이 인가되는 경우에 광을 방출하도록 되어 있다. 또한, 애노드 층의 상부에는, 즉 유기 발광 층 내에는, 애노드 층의 시트 저항을 감소시키기 위해 금속 그리드가 제공될 수 있고, 금속 그리드의 상부에는, OLED에서의 전기적 단락을 억제하기 위해 포토레지스트 층과 같은 패시베이션 층이 제공될 수 있다. 그러나, 유기 발광 층은 패시베이션 층을 형성하는 패시베이션 재료와의 반응에 의해 그리고 습기에 의해 악영향을 받고, 그에 의해 OLED의 발광 품질을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 목적은, 개선된 발광 품질을 갖는 발광 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은, 발광 디바이스를 제조하는데 이용할 수 있는 층 구조체를 제공하고, 층 구조체를 제조하기 위한 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에서, 발광 디바이스가 제시되는데, 이 발광 디바이스는 기판, 투명 애노드 층, 캐소드 층, 및 애노드 층과 캐소드 층 사이에 있는 발광 층을 포함하고, 발광 층은 애노드 층과 캐소드 층에 전압이 인가되는 경우에 광을 방출하도록 되어 있다. 발광 디바이스는 기판과 투명 애노드 층 사이에 있는 중간 층을 더 포함하며, 중간 층은 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 중간 층 재료를 포함한다. 또한, 투명 애노드 층과 접촉하도록 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립된다. 광을 산란시키기 위한 산란 입자들이 중간 층 내에 매립되며, 투명 애노드 층은 약 50㎚ 이하의 두께, 예컨대 20㎚의 두께를 갖는다.
중간 층 내에 매립되는 산란 입자들은 디바이스의 광 아웃커플링 효율(light outcoupling efficiency)을 증가시킨다. 그러나, 이러한 산란 기능이 디바이스에 추가되는 경우, 디바이스의 추가의 층들 중 임의의 층에 의한 광 흡수는 예를 들어 산란 프로세스들 및 광 경로들의 증가된 길이들로 인해 훨씬 더 큰 역할을 하는데, 투명 애노드 층에 대해 특히 그러하다.
전기 전도성 요소가 애노드 층의 상부가 아니라, 즉 애노드 층과 캐소드 층 사이가 아니라 중간 층 내에 매립되기 때문에, 발광 층 내에서의 전기적 단락을 억제하기 위해 전기 전도성 요소 상에는 패시베이션 층이 필요하지 않고, 여기서 애노드 층의 시트 저항이 여전히 감소될 수 있는데, 그 이유는 전기 전도성 요소가 애노드 층과 접촉하기 때문이다. 또한, 발광 층과 접촉하는 패시베이션 층이 필요하지 않기 때문에, 발광 층은 패시베이션 층의 패시베이션 재료와의 반응에 의해 또는 습기에 의해 악영향을 받지 않을 수 있고, 그에 의해 개선된 발광 품질을 허용할 수 있다. 또한, 애노드 층의 시트 저항은 매립되는 전기 전도성 요소에 의해 주로 결정되기 때문에, 이 매립되는 전기 전도성 요소는 투명 애노드 층의 두께가 약 50㎚ 이하의 두께(예컨대, 20㎚의 두께)로 감소되는 것을 허용하고, 그에 의해 광 아웃커플링 효율에 대한 투명 애노드 층에 의한 광 흡수의 영향을 최소화시켜, 광 아웃커플링 효율이 훨씬 더 증가될 수 있게 한다.
전기 전도성 요소는 바람직하게는 금속 요소이고, 기판은 바람직하게는 유리 또는 폴리머 기판이다. 중간 층은 바람직하게는 전기 전도성 요소가 매립되는 전기 절연성 중간 층 재료로 이루어진다. 캐소드 층은 방출된 광에 대해 반사성일 수 있다. 발광 층은, 발광 디바이스가 바람직하게는 OLED이도록 바람직하게는 유기 발광 재료를 포함한다.
중간 층 재료의 굴절률은 투명 애노드 층의 굴절률과 유사, 특히 동일한 것이 바람직하다. 또한, 중간 층 재료의 굴절률은 애노드 층의 굴절률과 발광 층의 굴절률의 평균과 유사, 특히 동일한 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 중간 층 재료의 굴절률은 1.7 이상이다. 또한, 중간 층에 대향하는 기판의 표면은 산란 구조체들을 포함할 수 있다. 특히, 중간 층에 대향하는 기판의 표면은 표면 상에 산란 구조체들을 제공하기 위해 조면화될 수 있다. 중간 층의 비교적 높은 굴절률 및 중간 층 내에 매립되는 산란 입자들 및/또는 기판의 표면 상의 산란 구조체들은 발광 층에 의해 투명 애노드 층, 중간 층 및 기판을 통하여 발광 디바이스 밖으로 방출되는 광을 커플링하는 효율을 개선할 수 있다.
일 실시예에서, 전기 전도성 요소는 애노드 층에 대향하는 중간 층의 일부에만 배열된다. 또한, 전기 전도성 요소는 바람직하게는 전기 전도성 그리드이다. 전기 전도성 요소가 전기 전도성 그리드인 경우, 애노드 층의 시트 저항이 비교적 균질하게 감소될 수 있고, 그에 의해 발광 디바이스의 휘도 균질성(luminance homogeneity)을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 중간 층은 제1 중간 층 재료에 의해 이루어진 제1 부분, 및 제2 중간 층 재료에 의해 이루어진 제2 부분을 포함한다. 특히, 제2 부분은, 애노드 층에 대향하며 전기 전도성 요소를 포함하는 중간 층의 일부일 수 있고, 제1 부분은, 기판에 대향하며 전기 전도성 요소를 포함하지 않는 중간 층의 일부일 수 있다. 또한, 제1 부분은 광을 산란시키기 위한 산란 입자들을 포함할 수 있는데, 즉 산란 입자들은 제1 부분에만 존재할 수 있다. 발광 디바이스를 제조할 때 제1 및 제2 부분을 위해 상이한 중간 층 재료를 이용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 제2 부분을 생성하기 위해 제2 중간 층 재료가 이용될 수 있는데, 이는 전기 전도성 요소를 매립하기에 특히 적합하고, 제1 부분을 생성하기 위해 제1 중간 층 재료가 이용될 수 있는데, 이는 산란 입자들을 매립하기에 특히 적합하다.
본 발명의 제2 양태에서, 본 발명의 제1 양태에 따른 발광 디바이스를 제조하는데 이용될 수 있는 층 구조체가 제시된다. 이 층 구조체는 기판, 발광 디바이스에서 투명 애노드 층을 형성할 전극 층, 및 기판과 투명 애노드 층 사이에 있는 중간 층을 포함하며, 중간 층은 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 중간 층 재료를 포함하고, 투명 애노드 층과 접촉하도록 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립되며, 광을 산란시키기 위한 산란 입자들이 중간 층 내에 매립된다. 발광 디바이스를 제조하기 위해, 층 구조체 상에 발광 층 및 캐소드 층과 같은 추가의 층들이 제공될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에서, 제2 양태에 따른 층 구조체를 제조하기 위한 방법이 제시되는데, 이 방법은 기판을 제공하는 단계, 기판 상에 중간 층을 제공하는 단계 - 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립되며, 중간 층은 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 중간 층 재료를 포함하며, 광을 산란시키기 위한 산란 입자들이 중간 층 내에 매립됨 -, 및 중간 층 상에 투명 애노드 층을 형성할 전극 층을 제공하는 단계 - 투명 애노드 층은 약 50㎚ 이하의 두께를 갖고, 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층 및 투명 애노드 층은 전기 전도성 요소가 투명 애노드 층과 접촉하도록 제공됨 - 를 포함한다.
본 발명의 제1 양태에 따른 발광 디바이스를 제조하기 위해, 이 방법은 투명 애노드 층 상에 발광 층을 제공하는 단계, 및 발광 층이 애노드 층과 캐소드 층 사이에 배열되도록 발광 층 상에 캐소드 층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 발광 층은 애노드 층과 캐소드 층에 전압이 인가되는 경우에 광을 방출하도록 되어 있다.
일 실시예에서, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층을 제공하는 단계는, 중간 층을 형성하기 위해, 기판 상에 전기 전도성 요소를 제공한 다음, 전기 전도성 요소를 갖는 기판 상에 중간 층 재료를 퇴적하는 단계를 포함하며, 이 제조 방법은 중간 층 상에 투명 애노드 층을 제공하기 전에 전기 전도성 요소로부터 중간 층 재료를 제거하는 단계를 더 포함한다. 추가 실시예에서, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층을 제공하는 단계는 기판 상에 전기 전도성 요소를 포함하지 않는 예비 중간 층을 제공하는 단계, 예비 중간 층에 홈들을 생성하는 단계, 및 전기 전도성 요소를 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 홈들을 채우는 단계를 포함한다. 또한, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층을 제공하는 단계는, 기판에 대향하며 전기 전도성 요소를 포함하지 않는 중간 층의 제1 부분을 형성하기 위해 기판 상에 중간 층 재료를 제공하는 단계, 및 중간 층의 제1 부분 상에 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층의 제2 부분을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 양태에 따른 발광 디바이스, 제2 양태에 따른 층 구조체, 및 제3 양태에 따른 방법은 특히 종속항들에 정의된 바와 같이 유사하고/하거나 동일한 바람직한 실시예들을 갖는다는 점이 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 또한 각각의 독립항과 전술한 실시예들 또는 종속항들의 임의의 조합일 수 있다는 점이 이해될 것이다.
본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들은 이하에 설명되는 실시예들로부터 명백해지며, 이러한 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1 내지 도 4는 OLED의 상이한 실시예들을 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다.
도 5는 OLED를 제조하기 위한 제조 방법의 일 실시예를 예시적으로 나타내는 플로우차트를 도시한다.
도 6은 OLED를 제조하기 위한 제조 장치의 일 실시예를 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다.
도 1은 발광 디바이스의 일 실시예를 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다. 발광 디바이스(1)는, 투명 애노드 층(7)인 제1 전극 층과 반사성 캐소드 층(9)인 제2 전극 층 사이에 유기 발광 층(8)을 포함하는 OLED이다. 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)에는 와이어들과 같은 전기적 커넥션들(11)을 통해 전압원(10)이 접속되며, 전압이 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)에 인가되는 경우에 유기 발광 층(8)은 광(40)을 방출하도록 되어 있다.
유기 발광 층(8)은 하나의 또는 수개의 유기 발광 서브층, 및 선택적으로는 하나의 또는 수개의 정공 주입 서브층, 하나의 또는 수개의 정공 수송 서브층, 하나의 또는 수개의 전자 수송 서브층, 하나의 또는 수개의 전하 발생 서브층 등과 같은 추가의 서브층들을 포함하는 서브층들의 스택을 포함한다.
OLED(1)는 유리 기판 또는 폴리머 기판일 수 있는 기판(5), 및 이 기판(5) 상의 중간 층(4)을 더 포함하며, 중간 층(4) 상에는 애노드 층(7)이 배열된다. 따라서, 중간 층(4)은 기판(5)과 애노드 층(7) 사이에 배열된다. 중간 층(4)은, 전기 전도성 요소(6)가 애노드 층(7)과 접촉하도록 중간 층(4) 내에 매립되는 전기 전도성 요소(6)를 포함한다. 이 실시예에서, 전기 전도성 요소(6)는 금속 그리드이다.
중간 층(4), 즉 전기 전도성 요소(6)를 매립하는 중간 층 재료는 1.7 이상의 굴절률을 갖는데, 이 굴절률은 발광 층(8)에 의해 방출되는 광의 파장에 관련된다. 또한, 이 굴절률은 애노드 층(7)의 굴절률과 유사하고/하거나 애노드 층(7)의 굴절률과 발광 층(8)의 굴절률의 평균과 유사할 수 있다. 이러한 굴절률을 가지며 이 실시예에서 기판(5)으로부터 애노드 층(7)에 도달하는 전기 전도성 요소(6)를 매립하는 중간 층 재료는 바람직하게는 전기 절연성이다.
기판(5)은 중간 층(4)에 대향하는 조면화된 표면(3)을 포함하는데, 즉 기판(5)의 표면 상에 산란 구조체들이 제공된다. 바디(2), 즉 기판(5)의 나머지 부분은 산란 구조체들을 갖지 않으며, 발광 층(8)에 의해 방출되는 광(40)이 OLED(1)를 떠나는 것을 허용할 뿐이다.
중간 층(4) 및 애노드 층(7)과 함께 기판(5)은 층 구조체를 형성하는데, 이는 다른 층들을 또한 제공하지 않고 먼저 제조될 수 있으며, 나중에 이 층 구조체는 발광 층을 제조하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 이 층 구조체는 제1 생산 사이트에서 제조될 수 있고, 그 이후에 발광 디바이스를 형성하기 위해 제2 생산 사이트에서 이 층 구조체 상에 나머지 층들이 제공될 수 있다.
도 2는 OLED의 추가 실시예를 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다. 또한, 이 실시예에서, OLED(101)는 애노드 층(7) 및 캐소드 층(9)을 포함하며, 애노드 층(7)과 캐소드 층(9) 사이에 중간 유기 발광 층(8)이 있다. 더욱이, 또한 이 실시예에서, 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)에 전압을 인가하기 위해 전압원(10)이 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)에 접속되며, 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)에 전압이 인가되는 경우에 유기 발광 층(8)은 광을 방출한다. 그러나, 이 실시예에서, 기판(105)은 중간 층(104)에 대향하는 평활한 표면을 포함하며, 중간 층(104)은 도 1을 참조하여 위에서 설명된 중간 층(4)과 유사하지만, 광(40)이 중간 층(104)을 횡단하는 동안에 이 광을 산란시키기 위한 산란 입자들(112)을 포함한다.
도 3은 OLED의 추가 실시예를 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다. 이 실시예에서, OLED(201)는 애노드 층(7), 캐소드 층(9) 및 중간 발광 층(8)을 또한 포함하며, 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)은 전압원(10)에 전기적으로 접속된다. 그러나, 이 실시예에서, OLED(201)는 도 1을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 조면화된 표면(4)을 갖는 기판(5)을 포함한다. 또한, 이 실시예에서, 전기 전도성 요소(206)는 기판(5)에 대향하는 중간 층(204)의 제1 부분(231)에는 배열되지 않고, 애노드 층(7)에 대향하는 제2 부분(230)에만 배열된다. 따라서, 중간 층(204)은 애노드 층(7)의 시트 저항을 원하는 값으로 감소시키는데 필요한 것보다 훨씬 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 중간 층(204)은 약 10㎛의 두께를 가질 수 있는 한편, 금속 그리드(206)는 약 1㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 중간 층(204)의 제1 부분(231) 및 제2 부분(230)은 동일한 중간 층 재료로 형성될 수 있거나, 또는 바람직하게는 동일한 굴절률을 갖는 상이한 중간 층 재료들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(231)은 원하는 대로 제1 부분(231)의 굴절률을 조정하기 위해 SiO2와 TiO2의 혼합물을 포함하는 졸-겔 부분일 수 있다. 제2 부분(230)도 또한 SiO2와 TiO2의 혼합물을 갖는 졸-겔 부분일 수 있거나, 또는 제2 부분은 원하는 굴절률을 갖는 투명 폴리머와 같은 다른 재료로 형성될 수 있다.
도 4는 OLED의 추가 실시예를 개략적으로 그리고 예시적으로 도시한다. 이 실시예에서, OLED(301)는 애노드 층(7), 캐소드 층(9), 및 애노드 층(7)과 캐소드 층(9) 사이에 배열된 발광 층(8)을 또한 포함한다. 더욱이, 또한 이 실시예에서, 애노드 층(7)과 캐소드 층(9)은 전기적 커넥터들(11)을 통해 전압원(10)에 전기적으로 접속된다. 그러나, 이 실시예에서, 기판(105)은 중간 층(304)에 대향하는 평활한 표면을 포함하며, 중간 층(304)은 기판(105)에 대향하는 제1 부분(331)에서는 전기 전도성 요소(206)를 포함하지 않고, 애노드 층(7)에 대향하는 제2 부분(330)에서만 전기 전도성 요소를 포함한다. 또한, 중간 층(304)은 산란 입자들(112)을 포함한다. 도 4 및 또한 도 1 내지 도 3은 일정한 비율로 되어 있지 않다는 점에 유의해야 한다.
또한 이 실시예에서, 중간 층(304)은 애노드 층(7)의 시트 저항을 원하는 값으로 감소시키는데 필요한 것보다 훨씬 더 큰 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 중간 층(304)은 약 10㎛의 두께를 가질 수 있는 한편, 금속 그리드(306)는 약 1㎛의 두께를 가질 수 있다. 더욱이, 또한 이 실시예에서, 중간 층(304)의 제1 부분(331) 및 제2 부분(330)은 동일한 중간 층 재료로 형성될 수 있거나, 또는 바람직하게는 동일한 굴절률을 갖는 상이한 중간 층 재료들로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 산란 입자들(112)은 전체 중간 층(304) 내에 존재하는 것이 아니라 제1 부분(331)에만 존재할 수 있다. 제1 부분(331)은 원하는 대로 제1 부분(331)의 굴절률을 조정하기 위해 SiO2와 TiO2의 혼합물을 포함하는 졸-겔 부분일 수 있는데, 이 실시예에서 졸-겔 부분은 산란 입자들을 더 포함한다. 제2 부분(330)도 또한 산란 입자들을 포함하거나 포함하지 않는 SiO2와 TiO2의 혼합물을 포함하는 졸-겔 부분일 수 있거나, 또는 제2 부분(330)은 원하는 굴절률을 갖는 투명 폴리머와 같은 다른 재료로 형성될 수 있다. 제1 부분(331)은 또한 산란 기능을 갖는 유리로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유리 분말이 기판 상에 제공되고, 후속하여 제1 부분을 형성하는 코팅을 생성하기 위해 소성될 수 있다. 이는 본원에 참조로 포함되는 US 2009/0153972 A1에 설명된 바와 같이 수행될 수 있다.
산란 입자들(112)은 바람직하게는 중간 층(304)의 굴절률과는 상당히 상이한 굴절률을 갖는다. 바람직하게는, 산란 입자들(112)의 굴절률과 중간 층(304)의 굴절률 사이의 차이는 0.3 이상이다. 산란 입자들의 크기는 200㎚ 내지 5000㎚의 범위 내에 있으며, 용적률(volume fraction)은 바람직하게는 0.5 퍼센트 내지 15 퍼센트이다.
다음에, 발광 디바이스를 제조하기 위한 제조 방법의 일 실시예가 도 5에 도시된 플로우차트를 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
단계(501)에서, 기판이 제공된다. 예를 들어, 평활한 투명 유리나 폴리머 플레이트(105) 또는 조면화된 표면을 갖는 유리나 폴리머 플레이트(5)가 제공될 수 있다. 표면은 샌드 블라스팅(sand blasting)을 이용함으로써 또는 다른 조면화 기법을 이용함으로써 조면화될 수 있다. 단계(502)에서, 기판 상에 중간 층이 제공되는데, 금속 그리드와 같은 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립되며, 중간 층은 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 포함한다. 예를 들어, 중간 층을 형성하기 위해, 전기 전도성 요소가 기판 상에 제공될 수 있고, 다음에 전기 전도성 요소를 갖는 기판 상에 중간 층 재료가 퇴적될 수 있는데, 이 경우 제조 방법은 중간 층 상에 제1 전극 층을 제공하기 전에 전기 전도성 요소로부터 중간 층 재료를 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. 금속 그리드일 수 있는 전기 전도성 요소는, 예를 들어 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄(gravure printing), 플렉소 또는 탐포 인쇄, 스퍼터링/포토리소그래피, 도금 등에 의해 기판 상에 제공될 수 있다. 스퍼터링/포토리소그래피를 이용하는 경우, 전기 전도성 요소가 제공되어야 하는 전체 기판 또는 적어도 기판 상의 전체 영역이 스퍼터링에 의해 전기 전도성 재료로 코팅될 수 있고, 그에 의해 전기 전도성 요소가 포토리소그래피에 의해 패터닝될 수 있다. 대안적으로, 기판 상에 마스크가 인쇄될 수 있고, 그에 의해 마스크의 상부에 전기 전도성 재료가 스퍼터링될 수 있으며, 다음에 마스크가 제거되어, 패터닝된 전기 전도성 요소, 특히 금속 그리드를 기판 상에 남길 수 있다.
슬릿 코팅, 슬롯 다이 코팅, 스핀 코팅, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 특히 플라즈마 스프레이 코팅, 화학 기상 증착(CVD), 스퍼터링 또는 임의의 다른 알려진 퇴적 기법에 의해, 전기 전도성 요소를 갖는 기판 상에 하이(high)-n 층 재료로 간주될 수 있는 중간 층 재료가 퇴적될 수 있다. 전기 전도성 요소로부터의 중간 층 재료의 제거는, 전기 전도성 요소, 특히 금속 그리드가 중간 층 재료에 의해 더 이상 커버되지 않을 때까지 전기 전도성 요소로부터 중간 층 재료를 제거하기 위한 연마 또는 임의의 다른 기법에 의해 수행될 수 있다. 중간 층 재료는 원하는 굴절률을 갖는 유기 재료 또는 무기 재료 중 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에서, 중간 층 재료는 SiN이다.
먼저 기판 상에 전기 전도성 요소를 제공하고, 그 다음에 전기 전도성 요소를 갖는 기판 상에 중간 층 재료를 퇴적하고, 최종적으로 전기 전도성 요소로부터 중간 층 재료를 제거하는 것에 대한 대안으로서, 단계(502)에서, 기판 상에 전기 전도성 요소를 포함하지 않는 예비 중간 층을 제공하고, 예비 중간 층에 홈들을 생성하고, 중간 층 내에 전기 전도성 요소를 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 홈들을 채우는 것에 의해, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층이 제공될 수 있다. 홈들이 전기 전도성 재료에 의해 채워진 후에, 선택적으로 결과적인 표면은, 이 표면 상에 추가의 층을 제공하기 전에 예를 들어 연마 또는 임의의 다른 평활화 기법에 의해 평활화될 수 있다. 홈들은 예를 들어 레이저 절제(laser ablation), 소잉, 에칭 등에 의해 중간 층 내로 커팅될 수 있다.
또한, 단계(502)에서, 먼저 전기 전도성 요소를 포함하지 않으며 기판에 대향하는 중간 층의 제1 부분을 형성하기 위해, 전기 전도성 요소를 매립하지 않고 중간 층 재료가 기판 상에 제공될 수 있고, 그 다음에 중간 층의 제1 부분 상에, 전기 전도성 요소를 포함하는 중간 층의 제2 부분이 제공될 수 있다. 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층의 제2 부분은 위에서 설명된 바와 같이, 즉 예를 들어 먼저 기판 상에 전기 전도성 요소를 제공하고, 그 다음에 전기 전도성 요소를 갖는 기판 상에 중간 층 재료를 퇴적하는 것에 의해 - 그 다음에 중간 층 상에 제1 전극 층을 제공하기 전에 전기 전도성 요소로부터 중간 층 재료가 제거됨 -, 또는 기판 상에 전기 전도성 요소를 포함하지 않는 예비 중간 층을 제공하고, 예비 중간 층에 홈들을 생성하고, 전기 전도성 요소를 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 홈들을 채우는 것에 의해 생성될 수 있다.
단계(503)에서, 중간 층 상에 제1 전극 층이 제공되는데, 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층 및 제1 전극 층은 전기 전도성 요소가 제1 전극 층과 접촉하도록 제공된다. 이 실시예에서, 제1 전극 층은, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)) 또는 다른 투명 무기 또는 유기 전도성 재료로 이루어진 무기 또는 유기 투명 애노드 층이다. 애노드 층을 퇴적하기 위해, 스퍼터링, 이온 도금, CVD, 특히 저압 CVD, 대기압 CVD 또는 플라즈마 강화 CVD, 졸-겔 프로세스 등이 이용될 수 있다. 제1 전극 층이 유기 전도성 재료를 포함하는 경우, 유기 전도성 재료는 바람직하게는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 슬롯 다이 코팅 등에 의해 퇴적된다.
단계(504)에서, 중간 층 상에 발광 층이 제공된다. 이 실시예에서, 중간 층 상에 유기 발광 층이 제공되며, 단계(505)에서, 발광 층이 제1 전극 층과 제2 전극 층 사이에 배열되도록 발광 층 상에 제2 전극 층이 제공된다. 발광 층은 제1 전극 층과 제2 전극 층에 전압이 인가되는 경우에 광을 방출하도록 되어 있다. 제2 전극 층은 바람직하게는 캐소드 층이며, 이는 발광 층에 의해 방출되는 광에 대해 반사성일 수 있다.
단계(506)에서, 제1 전극 층과 제2 전극 층에 전압이 인가되는 경우에 발광 디바이스가 광을 방출하는 것을 허용하기 위해 제1 전극 층과 제2 전극 층이 전기적 전도체들을 통해 전압원에 전기적으로 접속된다.
이 제조 방법은, 예를 들어 캡슐화와 같이 발광 디바이스에 추가 컴포넌트들을 추가하고/하거나 발광 디바이스의 컴포넌트들을 처리하기 위한 추가 단계들을 포함할 수 있다. 단계들(501 내지 503)은, 기판, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층 및 제1 전극 층을 포함하는 층 구조체를 제조하기 위한 제조 방법의 단계들로서 간주될 수 있다.
이 제조 방법의 단계들은 수동으로, 반자동으로 또는 완전히 자동으로 수행될 수 있다. 발광 디바이스를 제조하기 위해, 도 6에 개략적으로 그리고 예시적으로 도시된 바와 같은 제조 장치가 이용될 수 있다.
제조 장치(401)는 제공된 기판(424) 상에 중간 층을 제공하기 위한 중간 층 제공 유닛(420)를 포함하는데, 여기서 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립되고, 중간 층은 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 포함한다. 중간 층 제공 유닛(420)는 단계(502)를 참조하여 위에서 설명된 제조 방법의 일부를 수행하도록 되어 있을 수 있다. 제조 장치(401)는 중간 층을 갖는 기판(425) 상에 제1 전극 층을 제공하기 위한 제1 전극 층 제공 유닛(421)를 더 포함할 수 있는데, 여기서 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층 및 제1 전극 층은 전기 전도성 요소가 제1 전극 층과 접촉하도록 제공된다. 이는 중간 생성물(426)을 초래한다. 제1 전극 층 제공 유닛(421)은 도 5를 참조하여 위에서 설명된 제조 단계(503)를 수행하도록 되어 있을 수 있다. 발광 층 제공 유닛(422)이 특히 위에서 설명된 제조 단계(504)에 따라 제1 전극 층 상에 발광 층을 제공하고, 그에 의해 추가 중간 생성물(427)을 형성하며, 제2 전극 층 제공 유닛(423)은, 발광 층이 제1 전극 층과 제2 전극 층 사이에 배열되게 발광 층 상에 제2 전극 층을 제공할 수 있으며, 발광 층은 제1 전극 층과 제2 전극 층에 전압이 인가되는 경우에 광을 방출하도록 되어 있다. 제2 전극 층 제공 유닛(423)은 위에서 설명된 제조 단계(505)에 따라 제2 전극 층을 제공하도록 되어 있을 수 있다. 제조 장치(401)는 추가의 제조 단계들을 수행하기 위한 추가의 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제조 장치는 전압원에 제1 및 제2 전극 층을 전기적으로 접속시키기 위한 추가의 유닛, 또는 캡슐화를 제공하기 위한 추가의 유닛을 포함할 수 있다.
중간 층 제공 유닛(420) 및 제1 전극 층 제공 유닛(421)은, 기판, 매립되는 전기 전도성 요소를 갖는 중간 층 및 제1 전극 층을 포함하는 층 구조체를 제조하기 위한 제조 장치를 형성하는 것으로서 간주될 수 있다.
바람직하게는, 제조된 OLED 디바이스는, 애노드 층의 상부에 배치된 금속 그리드를 이용하는 대신에 광 아웃커플링을 위해 이용되는 하이-n 층 내에, 즉 중간 층 내에 매립되는 금속 그리드를 포함한다. 하이-n 층 내에 매립되는 금속 그리드는 패시베이션을 필요로 하지 않고, OLED의 다른 층들이 퇴적될 수 있는 평탄 표면을 제공하는 것을 가능하게 하는데, 이는 OLED의 신뢰성에 대해 유리하다. 그리드의 두께가 상대적으로, 즉 하이-n 층의 두께에 비해 얇은 경우, 금속 그리드가 최종적으로 기판과 접촉하지 않지만 대신에 하이-n 층의 상부 영역에만 매립되도록 하이-n 층의 생성의 시작 시에 부가적인 하이-n 층 코팅 단계를 추가하는 것이 가능하다.
도면들, 본 개시내용 및 첨부 청구항들의 검토로부터, 청구 발명을 실시하는데 있어서 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들이 이해되며 달성될 수 있다.
청구항들에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지는 않으며, 단수 표현("a" 또는 "an")은 복수를 배제하지는 않는다.
단일 유닛 또는 디바이스가 청구항들에 기술된 수개의 항목들의 기능들을 수행할 수 있다. 서로 상이한 종속항들에 특정 수단들이 기술되어 있다는 단순한 사실은 이러한 수단들의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 표시하지는 않는다.
하나의 또는 수개의 유닛들 또는 디바이스들에 의해 수행되는, 기판 상에 중간 층을 제공하는 것 - 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립됨 -, 제1 전극 층을 제공하는 것, 발광 층을 제공하는 것, 제2 전극 층을 제공하는 것 등과 같은 절차들은 임의의 다른 개수의 유닛들 또는 디바이스들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계들(502 내지 505)은 단일 유닛에 의해 또는 임의의 다른 개수의 상이한 유닛들에 의해 수행될 수 있다. 제조 방법에 따른 제조 장치의 이러한 절차들 및 제어는 컴퓨터 프로그램의 프로그램 코드 수단으로서 그리고 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램은, 다른 하드웨어와 함께 또는 다른 하드웨어의 일부로서 공급되는 적합한 매체, 예컨대 광학 저장 매체 또는 고체 상태 매체 상에 저장되고/되거나 배포될 수 있지만, 또한 예컨대 인터넷이나 다른 유선 또는 무선 통신 시스템들을 통해 다른 형태들로 배포될 수 있다.
청구항들에서의 임의의 참조 부호들은 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 발광 디바이스에 관한 것이며, 발광 디바이스는 기판, 제1 및 제2 전극 층, 제1 전극 층과 제2 전극 층 사이에 있는 발광 층, 및 기판과 제1 전극 층 사이에 있는 중간 층을 포함한다. 제1 전극 층과 접촉하도록 전기 전도성 요소가 중간 층 내에 매립된다. 전기 전도성 요소가 예를 들어 제1 전극 층의 상부가 아니라, 즉 제1 전극 층과 제2 전극 층 사이가 아니라 중간 층 내에 매립되기 때문에, 발광 재료에 악영향을 미칠 수 있는 패시베이션 층을 요구하지 않고 제1 전극 층의 시트 저항이 감소될 수 있다. 이는 개선된 발광 품질을 허용한다.

Claims (12)

  1. 발광 디바이스로서,
    기판(5; 105),
    투명 애노드 층(7),
    캐소드 층(9),
    상기 애노드 층(7) 및 상기 캐소드 층(9)에 전압이 인가될 때 광을 방출하기 위해 상기 애노드 층(7)과 상기 캐소드 층(9) 사이에 있는 발광 층(8), 및
    상기 기판(5; 105)과 상기 투명 애노드 층(7) 사이에 있는 중간 층(4; 104; 204; 304) - 상기 중간 층은 중간 층 재료를 포함함 -
    을 포함하고,
    상기 중간 층 재료는 상기 기판(5; 105)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖고,
    상기 투명 애노드 층(7)과 접촉하도록 전기 전도성 요소(6; 206)가 상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 내에 매립되고,
    상기 광을 산란시키기 위한 산란 입자들(112)이 상기 중간 층(104; 304) 내에 매립되고,
    상기 투명 애노드 층(7)은 약 50㎚ 이하의 두께를 갖는 발광 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간 층 재료의 굴절률은 상기 투명 애노드 층(7)의 굴절률과 유사하고/하거나, 상기 투명 애노드 층(7)의 굴절률과 상기 발광 층(8)의 굴절률의 평균과 유사한 발광 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 층 재료의 굴절률은 1.7 이상인 발광 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간 층 재료는 상기 전기 전도성 요소(6; 206)가 매립되는 전기 절연성 중간 층 재료인 발광 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간 층(4; 204)에 대향하는 상기 기판(5)의 표면(3)은 산란 구조체들을 포함하는 발광 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 요소(206)는 상기 투명 애노드 층(7)에 대향하는 상기 중간 층(204; 304)의 일부에만 배열되는 발광 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간 층(204; 304)은 제1 중간 층 재료에 의해 이루어진 제1 부분(231; 331), 및 제2 중간 층 재료에 의해 이루어진 제2 부분(230; 330)을 포함하는 발광 디바이스.
  8. 제1항에 따른 발광 디바이스의 제조 시에 이용하기 위한 층 구조체로서,
    기판(5; 105);
    투명 애노드 층(7); 및
    상기 기판(5; 105)과 상기 투명 애노드 층(7) 사이에 있는 중간 층(4; 104; 204; 304)
    을 포함하고,
    상기 중간 층(4; 104; 204; 304)은 상기 기판(5; 105)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 중간 층 재료를 포함하고,
    상기 투명 애노드 층(7)과 접촉하도록 전기 전도성 요소(6; 206)가 상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 내에 매립되고,
    광을 산란시키기 위한 산란 입자들(112)이 상기 중간 층(104; 304) 내에 매립되고,
    상기 투명 애노드 층(7)은 약 50㎚ 이하의 두께를 갖는 층 구조체.
  9. 제8항에 따른 층 구조체를 제조하기 위한 방법으로서,
    기판(5; 105)을 제공하는 단계,
    상기 기판(5; 105) 상에 중간 층(4; 104; 204; 304)을 제공하는 단계 - 전기 전도성 요소(6; 206)가 상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 내에 매립되고, 상기 중간 층(4; 104; 204; 304)은 상기 기판(5; 105)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 중간 층 재료를 포함하고, 광을 산란시키기 위한 산란 입자들(112)이 상기 중간 층(104; 304) 내에 매립됨 -, 및
    상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 상에 투명 애노드 층(7)을 제공하는 단계 - 상기 투명 애노드 층(7)은 약 50㎚ 이하의 두께를 갖고, 상기 전기 전도성 요소(6; 206)를 갖는 상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 및 상기 투명 애노드 층(7)은 상기 전기 전도성 요소(6; 206)가 상기 투명 애노드 층(7)과 접촉하도록 제공됨 -
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매립되는 전기 전도성 요소(6; 206)를 갖는 상기 중간 층(4; 104; 204; 304)을 제공하는 단계는, 상기 중간 층(4; 104; 204; 304)을 형성하기 위해, 상기 기판(5; 105) 상에 상기 전기 전도성 요소(6; 206)를 제공하는 단계, 및 그 다음에 상기 전기 전도성 요소(6; 206)를 갖는 상기 기판(5; 105) 상에 상기 중간 층 재료를 퇴적하는 단계를 포함하고, 상기 제조 방법은, 상기 중간 층(4; 104; 204; 304) 상에 상기 투명 애노드 층(7)을 제공하기 이전에 상기 전기 전도성 요소(6; 206)로부터 중간 층 재료를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 매립되는 전기 전도성 요소(6; 206)를 갖는 상기 중간 층(4; 104; 204; 304)을 제공하는 단계는, 상기 기판(5; 105) 상에, 상기 전기 전도성 요소(6; 206)를 포함하지 않는 예비 중간 층(4; 104; 204; 304)을 제공하는 단계, 상기 예비 중간 층(4; 104; 204; 304)에 홈들을 생성하는 단계, 및 상기 전기 전도성 요소(6; 206)를 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 상기 홈들을 채우는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 매립되는 전기 전도성 요소(206)를 갖는 상기 중간 층(204; 304)을 제공하는 단계는, 상기 기판(5; 105)에 대향하며 상기 전기 전도성 요소(206)를 포함하지 않는 상기 중간 층(204; 304)의 제1 부분(231; 331)을 형성하기 위해 상기 기판(5; 105) 상에 중간 층 재료를 제공하는 단계, 및 상기 중간 층(204; 304)의 상기 제1 부분(231; 331) 상에 상기 전기 전도성 요소(206)를 갖는 상기 중간 층(204; 304)의 제2 부분(230; 330)을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
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Patent event date: 20160601

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

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