KR20160111592A - 유기발광소자용 광추출 필름 및 이를 구비하는 유기발광소자 - Google Patents

유기발광소자용 광추출 필름 및 이를 구비하는 유기발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 특히 진공 증착, 미세 패터닝과 같은 복잡한 공정에 의하지 않고 간단한 공정으로 제조할 수 있으며, 요구 투과도를 만족하면서 산란 효과는 극대화할 수 있는 유기발광소자용 광추출 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름은, 제1 굴절률과 0.2 미만의 굴절률 이방성을 갖는 액정을 포함하는 코어 물질과 상기 코어 물질의 외벽을 형성하는 쉘 물질로 이루어진 다수의 액정 캡슐, 그리고 상기 다수의 액정 캡슐이 내부에 배치되어 있고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제2 굴절률을 갖는 고분자 매트릭스로 이루어진 광확산층; 및 상기 광확산층 상에 형성되고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제3 굴절률을 갖는 버퍼층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기발광소자용 광추출 필름 및 이를 구비하는 유기발광소자{LIGHT EXTRACTION FILM FOR OLED AND OLED INCLUDING THE SAME}
본 발명은 광학 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시키기 위한 유기발광소자용 광추출 필름에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 갖고 있어, 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
이러한, 유기 발광 디스플레이 장치에 사용되는 유기 발광 소자는 일반적으로 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층이 구비되는 다층 구조로 구성되고, 이러한 유기 발광 소자의 전력 효율은 소자 구동에 필요한 전력 소비량을 결정하는 아주 중요한 변수에 해당한다. 전력 효율의 개선은 적은 전류로 원하는 휘도를 얻게 해줌으로써 소자 수명 연장에도 기여하게 된다.
유기 발광 소자의 전력 효율을 높이기 위한 세 가지 중요한 요인은 다음과 같다. 첫 번째 요소는 높은 내부 양자 효율을 구현하는 것이고, 두 번째 요소는 전극과 유기 주입층 사이에서 차지 캐리어(charge carrier)의 주입에 영향을 미치는 에너지 갭을 최소화시키기 위한 물질들을 선택하여 적절히 잘 배열시킴으로써 오믹(Ohmic) 손실을 낮추고 낮은 구동 전압 으로 원하는 휘도를 구현하는 것이고, 세 번째 요소는 사용자 측으로 추출되는 광량을 높이는 것이다.
유기 발광 소자의 발광층에서 형성된 빛들은 ITO와 유기층의 높은 굴절률로 인해 발생하는 광 도파 모드, 기판과 공기층의 굴절률 차이에 의한 내부 전반사 모드로 인해 80% 이상의 빛들이 내부에 갇히거나 손실되어 최종적으로 사용자 측으로 추출되는 광량은 상당히 적은 값으로 제한되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 마이크로렌즈나 나노 크기의 구조물을 소자 내부에 구비하여 유기 발광 소자의 외부 광 추출 효율을 향상시키는 방법이 개발되고 있다.
선행특허 1(한국등록특허 제10-1029299호)은 기판 상에 열 또는 광 경화 공정으로 형성된 비주기성을 갖는 요철 형상의 유기물 미세패턴을 갖는 나노구조체가 포함된 유기 발광 소자를 개시하고 있다. 그러나 이러한 나노 구조의 미세 패터닝도 전자빔 리쏘그라피 또는 레이저 간섭계를 이용해야 한다는 어려움이 있으며 대면적의 디스플레이를 저렴하게 제작하기 위해서는 적절하지 않은 방법이다.
선행특허 2(한국공개특허 제10-2014-0046728호)는 SiO2, 스티렌(styrene) 또는 유리 입자와 같은 광산란 입자가 내부에 분산되어 있는 금속산화물 박막을 기판 상에 형성하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이와 같은 광산란 입자를 사용할 경우 소정의 투과도를 만족시키면서 산란도를 극대화하기 어려운 한계가 있었다.
선행특허 1. 한국등록특허 제10-1029299호 (2011.04.07) 선행특허 2. 한국공개특허 제10-2014-0046728호 (2014.04.21)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자용 광추출 필름을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 진공 증착, 미세 패터닝과 같은 복잡한 공정에 의하지 않고 간단한 공정으로 제조할 수 있으며, 요구 투과도를 만족하면서 산란 효과는 극대화할 수 있는 유기발광소자용 광추출 필름을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름은, 제1 굴절률과 0.2 미만의 굴절률 이방성을 갖는 액정을 포함하는 코어 물질과 상기 코어 물질의 외벽을 형성하는 쉘 물질로 이루어진 다수의 액정 캡슐, 그리고 상기 다수의 액정 캡슐이 내부에 배치되어 있고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제2 굴절률을 갖는 고분자 매트릭스로 이루어진 광확산층; 및 상기 광확산층 상에 형성되고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제3 굴절률을 갖는 버퍼층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름에 의하면, 복잡한 공정에 의하지 않고 간단한 공정으로 광추출 필름 내지 광추출층을 제조할 수 있어 대화면 유기 발광 디스플레이 장치에 적용이 용이하고, 제조 단가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름에 의하면, 유기발광소자용 광추출 필름으로 기능하기 위한 투과도를 만족하면서 동시에 산란 효과는 극대화할 수 있어, 종래 광추출 필름 대비 광추출 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름의 단면 구조를 도시한 개략도.
도 2는 도 1의 광확산층의 부분 확대도.
도 3은 평균 직경 사이즈가 0.2um 보다 작은 액정 캡슐이 함유된 나노 이멀젼 실험예.
도 4는 본 발명에 따른 광확산층의 표면을 분석한 주사전자현미경(SEM) 사진.
도 5는 본 발명의 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자의 단면 구조를 도시한 개략도.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광소자용 광추출 필름의 단면 구조를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 광확산층의 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광추출 필름은 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시키기 위한 필름으로서, 기판(10), 다수의 액정 캡슐(20)과 고분자 매트릭스(30)로 이루어진 광확산층(40), 및 버퍼층(50)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 기판(10)은 투명한 재질로 이루어진 얇은 판체로서 기판(10)의 일면 상에 부착될 수 있다. 여기서, 상기 '기판(10)의 일면'이란 광확산층의 버퍼층이 형성된 상면의 반대면일 수 있다.
구체적으로, 기판(10)은 글래스(Glass) 소재의 유리기판은 물론, 탄성변형 가능한 유연성을 지닌 얇은 플라스틱 기판으로 구성할 수 있다.
한편, 플라스틱 기판을 채용할 경우 광투과도가 우수하고 복굴절 효과가 없는 기판으로 구성해야 한다. 상기 목적에 부합하는 플라스틱 기판의 소재로는 트리아세틸셀룰로우스(Tri Acetyl Cellulose, TAC), 폴리이미드(PI), 폴리에테르설폰 (PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 폴리아릴레이트(PAR) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
본 발명의 광확산층(40)은 다수의 액정 분자(21)를 포함한 코어 물질과 상기 코어 물질의 외벽을 형성하는 쉘 물질(23)로 이루어진 액정 캡슐(20), 및 다수의 액정 캡슐(20)이 내부에 배치되어 있는 고분자 매트릭스(30)로 구성된다.
이러한 광확산층(40)은 다수의 액정 캡슐(20)을 액상의 바인더와 혼합하여 코팅 용액 형태로 제조한 후, 이를 기판(10) 상부에 코팅하고 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
코어 물질의 액정(21)은 네마틱(Nematic), 스멕틱(Smectic), 콜레스터릭 (Cholesteric) 및 카이랄 스멕틱(Chiral Smectic)과 같이 액정표시소자에 통상적으로 사용되는 액정 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 구성할 수 있다.
그리고, 코어 물질의 액정(21)은 굴절률 이방성(Δn, "ne - no")이 낮은 제1 굴절률을 갖는 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 코어 물질의 액정(21)의 제1 굴절률이란 액정(21)의 평균 굴절률(n)을 의미하고, 상기 액정(21)의 평균 굴절률(n)은 [(ne(액정 분자의 장축 방향 굴절률) + 2no(액정 분자의 단축 방향 굴절률))/3] 값으로 정의된다.
구체적으로, 코어 물질을 구성하는 액정(21)은 0.2 미만의 굴절률 이방성(Δn)과, 1.6 미만의 제1 굴절률(n)을 갖도록 구성된다.
0.2 미만의 굴절률 이방성을 갖는 액정(21)으로 구성하는 이유는 0.2 이상의 굴절률 이방성을 갖는 액정(21)으로 구성하게 되면 산란(scattering)이 거의 발생하지 않아 광확산층(40)에 의한 광추출 기능을 구현할 수 없게 되기 때문이다.
바람직하게는, 코어 물질을 구성하는 액정(21)은 0.1 이하의 굴절률 이방성(Δn)과, 1.6 미만의 제1 굴절률(n)을 갖도록 구성하는 것이 좋다.
쉘 물질(23)은 초기에 구형의 드롭렛(Droplet) 형태로 이루어진 코어 물질의 외면을 둘러싸게 되어, 코어 물질은 이러한 쉘 물질(23) 내부에 갇힌 상태로 존재하게 된다.
이러한 쉘 물질(23)은 크게 수용성(Water soluble) 고분자 또는 지용성(Water insoluble) 고분자로 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 쉘 물질(23)을 수용성 고분자로 형성할 경우, 폴리비닐아코올 (Polyvinyl alcohol, PVA), 스타치(Starch), 카복실메틸셀룰로우스(Carboxyl methyl cellulose, CMC), 메틸셀룰로우스(Methyl cellulose), 에틸셀룰로우 스(Ethyl cellulose), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl pyrrolidone), 젤라틴 (Gelatin), 알기네이트(Alginate), 카제인(Casein) 및 검아라비아(Gum Arabia) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 쉘 물질(23)을 수용성 고분자로 형성할 경우, 폴리메틸메타크릴레이트 (Polymethylmethacryate, PMMA), 폴리우레아(Polyurea), 폴리우레탄 (Polyurethane), 우레아 포름알데하이드(Urea formaldehyde, UF), 멜라민 포름알데히드(Melamine formaldehyde, MF)와 같은 아미노(Amino) 레진 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 쉘 물질(23)(즉, 외벽)은 이중 쉘(double shell) 구조로 형성될 수 있다. 상기 경우, 상이한 종류의 쉘 물질(23)이 내부 쉘(Inner shell)과 외부 쉘(Outer shell)을 형성하도록 구성된다.
구체적으로 내부 쉘(shell)을 먼저 형성한 후에 그 다음 순차적으로 외부 쉘(shell)을 형성하는 방식으로 이루어진다. 이중 쉘 구조는 단일 쉘(single shell) 구조에 비해 액정분자(21)의 앵커링 에너지(Anchoring energy) 조절의 용의성 및 우수한 내용매성 특성을 갖는다.
내부 쉘(inner shell) 물질은 소프트한 성질을 갖는 수용성 폴리머, 예를 들어, 젤라틴(gelatin), 아라비아 검(arabic gum), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성할 수 있다.
외부 쉘(outer shell) 물질은 지용성(oil-soluble) 폴리머인 아미노(amino) 레진, 폴리아미드 에피클로하이드린(polyamide-epichlorohydrin) 레진, 포름알데하이드(formaldehyde) 레진 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성할 수 있다.
이와 같은 액정 캡슐(20)은 복합상분리법(Complex Coacervation), 멤브레인 (Membrane) 유화법, 동시 중합법(In-situ Polymerization), 계면 중합법 (Interfacial Polymerization) 등을 이용하여 제조 가능하다.
그리고, 액정 캡슐(20)은 0.2um ~ 2.0um 범위 내의 평균 직경 사이즈를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 이는, 액정 캡슐(20)의 평균 직경 사이즈를 0.2um 보다 작게 형성하면 대부분의 입사광은 도 3의 실험예와 같이 광확산층(40)을 그대로 투과해버리는 광학 특성을 나타내게 되어, 본 발명의 광확산층(40)에 의한 광추출 기능을 구현할 수 없게 되기 때문이다. 반면, 액정 캡슐(20)의 평균 직경 사이즈를 2.0um 보다 크게 형성하면 단위 부피당 산란 효율이 떨어지고, 투과도가 현저히 감소되어 이 역시 본 발명의 광확산층(40)에 의한 광추출 기능에 부적합하기 때문이다.
참고로, 도 3은 평균 직경 사이즈가 0.2um 보다 작은 액정 캡슐(20)이 함유된 나노 이멀젼 실험예로서, 도 3에서 나타나듯이, 액정 캡슐(20)의 평균 직경 사이즈를 0.2um 보다 작게 형성하게 되면 해당 시료로 입사되는 가시광선의 대부분이 온전히 투과됨을 알 수 있다.
따라서, 광추출을 위한 산란 유도를 위해서는 본 발명의 액정 캡슐(20)은 0.2um ~ 2.0um 범위 내의 평균 직경 사이즈를 갖도록 형성해야 한다.
본 발명의 고분자 매트릭스(30)는 내부에 다수의 액정 캡슐(20)이 분산 배치된 상태로 고정될 수 있도록 구속하고, 이와 같이 분산 배치된 액정 캡슐(20)이 기판(10) 상에 고정될 수 있도록 기능하는 바인더를 의미한다.
특히, 본 발명의 고분자 매트릭스(30)는 전술한 액정(21)의 제1 굴절률보다 더 큰 고굴절률(이하, '제2 굴절률'이라 함)을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 고분자 매트릭스(30)는 1.6 이상의 제2 굴절률을 갖도록 구성되고, 다음과 같은 바인더 재료로 형성할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 고분자 매트릭스(30)를 형성하기 위한 바인더 재료는 폴리스타이렌(Poly(styrene)), 폴리클로로스타이렌(Poly(2-chlorostyrene)), 폴리메틸스타이렌(Poly(2-methylstyrene)), 폴리자일렌(Poly(p-xylylene)), 폴리비닐카바졸(Poly(N-vinylcarbazole)), 폴리비닐나프탈렌(Poly(α-vinylnaphthalene)), 폴리스티렌설파이드(Poly(styrene sulfide)), 폴리펜타브로모페닐 메타아크릴레이트(Poly(pentabromophenyl methacrylate)), 폴리페닐브로모아크릴레이트(Poly (phenyl α-bromoacrylate)), 폴리다이클로로스티렌(Poly(2,6-dichlorostyrene)), 폴리클로로자일렌(Poly(chloro-p-xylyene)), 폴리나프틸 메타아크릴레이트(Poly(β-naphthyl methacrylate)), 폴리브로모페닐 메타아크릴레이트(Poly(p-bromophenyl methacrylate)), 폴리펜타클로로페닐 메타아크릴레이트(Poly(pentachlorophenyl methacrylate)), 폴리비닐리딘 클로라이드(Poly(vinylidene chloride)), 및 폴리벤질 메타아크릴레이트(Poly(N-benzyl methacrylate)) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다.
본 발명의 액정 캡슐(20)은 이러한 고분자 매트릭스(30) 내부에 30 ~ 70% 범위 내의 충진율로 분산되게 배치되는데, 도 5를 참조하여 이에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 광확산층의 표면을 분석한 주사전자현미경(SEM) 사진으로서, 다수의 구멍(Hole) 형태로 분산되어 있는 것들이 본 발명의 액정 캡슐(20)에 해당한다.
도 4를 참조하면, 구멍 즉, 액정 캡슐(20)의 사이즈(직경)가 일정하지 않고 다양하게 나타나는 이유는 기본적으로 본 발명의 광확산층(40)에 구비되는 액정 캡슐(20)들의 사이즈가 어느 정도의 사이즈 입도 분포를 가지고 있기 때문이다.
또한, 도 4에서 알 수 있듯이, 광확산층(40) 내에 구비되는 액정 캡슐(20)들은 서로 붙어있거나 밀집되어 있지 않고 대부분이 상호 어느 정도의 간격을 두고 분산되어 있는 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본원 발명자는 다수 회의 실험을 통해, 액정 캡슐(20)이 0.2um ~ 2.0um 범위 내의 평균 직경 사이즈를 갖도록 구성하는 제1 조건과, 동시에 이러한 액정 캡슐(20)이 고분자 매트릭스(30) 내부에 30 ~ 70 % 범위 내의 충진율을 갖으며 분산되게 배치하는 제2 조건을 모두 만족할 때, 유기발광소자용 광추출 기능의 구현을 위한 산란도와 투과도를 모두 만족할 수 있음을 알 수 있었다.
예컨대, 액정 캡슐(20)의 평균 입도를 0.2um ~ 2.0um로 구성하였는데, 액정 캡슐(20)의 충진율을 80% 이상으로 밀집되게 구성한다면, 산란도가 대폭 증가하고 광투과도가 현저히 감소되어 불투명한 상태를 나타내게 되고, 상기 경우 광추출 필름로서 기능하지 못하게 된다.
참고로, 본 발명에서 사용하는 용어 '충진율'이란 고분자 매트릭스(30) 내부에서 다수의 액정 캡슐(20)이 차지하는 공간의 분율로서, 광확산층(40)에 대한 체적 밀도(부피%) 즉, 광확산층(40)의 30 ~ 70 부피%로 나타낼 수도 있다.
본 발명의 버퍼층(50)은 광확산층(40) 상에 형성되어 광이 광확산층(40)으로 진입하기 전에 해당 광의 진행 방향을 틀어주는 역할을 하는 구성에 해당한다.
따라서, 버퍼층(50)은 고굴절률을 갖는 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 전술한 액정(21)의 제1 굴절률보다 더 큰 굴절률(이하, '제3 굴절률'이라 함)을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 버퍼층(50)은 1.6 이상의 제3 굴절률을 갖도록 구성되고, 바람직하게는 버퍼층(50)은 광확산층(40)의 고분자 매트릭스(30)와 동일한 굴절률을 갖도록 구성하는 것이 좋다.
바람직한 실시예에 따르면, 버퍼층(50)을 형성하기 위한 고분자 재료는 폴리스타이렌(Poly(styrene)), 폴리클로로스타이렌(Poly(2-chlorostyrene)), 폴리메틸스타이렌(Poly(2-methylstyrene)), 폴리자일렌(Poly(p-xylylene)), 폴리비닐카바졸 (Poly(N-vinylcarbazole)), 폴리비닐나프탈렌(Poly(α-vinylnaphthalene)), 폴리스티렌설파이드(Poly(styrene sulfide)), 폴리펜타브로모페닐 메타아크릴레이트 (Poly(pentabromophenyl methacrylate)), 폴리페닐브로모아크릴레이트 (Poly (phenyl α-bromoacrylate)), 폴리다이클로로스티렌 (Poly(2,6-dichloro styrene)), 폴리클로로자일렌(Poly(chloro-p-xylyene)), 폴리나프틸 메타아크릴레이트(Poly(β-naphthyl methacrylate)), 폴리브로모페닐 메타아크릴레이트 (Poly (p-bromophenyl methacrylate)), 폴리펜타클로로페닐 메타아크릴레이트 (Poly (pentachlorophenyl methacrylate)), 폴리비닐리딘 클로라이드 (Poly(vinylidene chloride)), 및 폴리벤질 메타아크릴레이트(Poly(N-benzyl methacrylate)) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 광추출 필름은 1차적으로 버퍼층(50)에 의해 광의 진행 방향을 전환시킨 후, 2차적으로 광확산층(40)에 의해 산란을 유도함으로써 산란 효과 내지 산란 효율을 크게 증대시킬 수 있게 된다.
환언하면, 본 발명의 광추출 필름은 광확산층(40)과 버퍼층(50)의 조합에 의해, 유기발광소자용 광추출층으로 기능하기 위한 투과도를 만족할 수 있는 액정 캡슐(20) 사이즈와 충진율 범위에서 그 산란도를 극대화할 수 있게 되고, 이에 따라 광추출 성능 역시 극대화할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 투과도와 산란도를 만족하는 특성에 의해 본 발명의 광추출 필름은 특히 유기발광소자에 적용 가능하다.
도 5는 본 발명의 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자의 단면 구조를 도시한 개략도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자는 기판(10), 광확산층(40), 버퍼층(50), 애노드(60)(anode), 유기 발광부(70) 및 캐소드(80)(cathode)를 포함하여 구성된다.
애노드(60)와 캐소드(80) 간에 전압을 인가하면, 정공은 애노드(60)로부터 전공 주입층 내로 주입되고 전공 수송층을 거쳐 발광층으로 이동되며, 전자는 캐소드(80)로부터 전자 주입층 내로 주입되고 전자 수송층을 거쳐 발광층으로 이동된다. 이때, 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 발광층에서 재결합하여 엑시톤(excition)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
그리고, 방출되는 빛은 1차적으로 버퍼층(50)에 의해 광의 진행 방향이 전환된 후, 2차적으로 광확산층(40)에 의해 산란이 유도됨으로써 사용자 측으로 추출되는 광량이 증대될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10: 기판 20: 액정 캡슐
21: 액정 23: 쉘 물질
30: 고분자 매트릭스 40: 광확산층
50: 버퍼층 60: 애노드
70: 유기 발광부 80: 캐소드

Claims (9)

  1. 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시키기 위한 필름으로서,
    제1 굴절률과 0.2 미만의 굴절률 이방성을 갖는 액정을 포함하는 코어 물질과 상기 코어 물질의 외벽을 형성하는 쉘 물질로 이루어진 다수의 액정 캡슐, 그리고 상기 다수의 액정 캡슐이 내부에 배치되어 있고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제2 굴절률을 갖는 고분자 매트릭스로 이루어진 광확산층; 및
    상기 광확산층 상에 형성되고, 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제3 굴절률을 갖는 버퍼층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 캡슐은 0.2 ~ 2.0um 범위의 평균 직경 사이즈로 형성되고,
    상기 액정 캡슐은 상기 고분자 매트릭스 내부에 30 ~ 70% 범위 내의 충진율로 분산되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 굴절률은 1.6 미만이고, 상기 제2 굴절률 또는 상기 제3 굴절률은 1.6 이상인 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 굴절률과 상기 제3 굴절률은 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 쉘 물질은 내부 쉘과 외부 쉘로 이루어진 이중 쉘 구조로 형성되고,
    상기 내부 쉘은 수용성 고분자로 형성되고, 상기 외부 쉘은 지용성 고분자로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 광확산층에 부착되는 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 필름.
  7. 유기발광소자로서,
    기판;
    제1 굴절률과 0.2 미만의 굴절률 이방성을 갖는 액정을 포함하는 코어 물질과 상기 코어 물질의 외벽을 형성하는 쉘 물질로 이루어진 다수의 액정 캡슐, 그리고 상기 다수의 액정 캡슐이 내부에 배치되어 있고 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제2 굴절률을 갖는 고분자 매트릭스로 이루어지며 상기 기판 상에 형성되는 광확산층;
    상기 광확산층 상에 형성되고, 상기 제1 굴절률보다 더 큰 제3 굴절률을 갖는 버퍼층; 및
    상기 버퍼층 상에 형성되는 애노드, 유기 발광부, 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 액정 캡슐은 0.2 ~ 2.0um 범위의 평균 직경 사이즈로 형성되고,
    상기 액정 캡슐은 상기 광확산층의 30 ~ 70 부피%로 분산되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 굴절률은 1.6 미만이고, 상기 제2 굴절률 또는 상기 제3 굴절률은 1.6 이상인 것을 특징으로 하는 광추출 필름을 구비하는 유기발광소자.
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