KR20180050802A - 유기발광장치 - Google Patents

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KR20180050802A
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박종성
임은정
오동현
유정선
심희준
이현준
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원의 유기발광장치에 관한 것이다. 본 출원의 유기발광장치는 전압에 따라 투과도 내지 반사도를 가변하는 액티브 편광자를 유기발광소자에 적용함으로써 주변 환경의 변화, 예를 들어, 명실 내지 암실에 따라 상기 액티브 편광자의 투과도 내지 반사도를 가변시킴으로써, 외광 반사를 감소할 뿐만 아니라 전력 소모를 줄일 수 있고 발광 재료의 수명을 더욱 길게 유지할 수 있다.

Description

유기발광장치{Organic Light-Emitting Device}
본 출원은 유기발광장치에 관한 것이다.
유기발광소자의 양극으로는 일반적으로 산화인듐주석(ITO) 등의 투명 도전성 금속 산화물이 사용된다. 유기발광소자의 음극으로는 일반적으로 금속 전극이 사용되지만, 전자 주입 효율 및 일함수의 관점에서, Mg, MgAg, MgIn, Al, LiAl 등의 재료가 사용된다. 이들 금속 재료는, 광 반사율이 높고, 음극으로서의 기능 이외에, 발광층에서 발광한 광을 반사하고, 출사 광량(발광 휘도)을 높이는 기능도 담당하고 있다. 즉, 음극 방향으로 발광한 광은, 음극인 금속 재료 표면에서 경면 반사하고, 투명한 ITO 전극(양극)으로부터 출사광으로서 취출되게 된다.
그러나, 이러한 구조를 갖는 유기발광소자는, 음극이 광 반사성이 강한 경면으로 되어 있기 때문에, 발광하고 있지 않은 상태(흑색 표시)에서는 외광의 반사에 의해 표시 품위가 저하하는 문제가 있다. 구체적으로는, 실내 조명의 투영 등, 밝은 곳에서는 흑색을 표현할 수 없게 되고, 디스플레이 장치용의 광원으로서 사용하기 위해서는, 명실 콘트라스트가 극단적으로 낮다는 문제점을 갖는다.
이 문제를 개선하기 위해서, 특허문헌 1과 같이 경면의 외광 반사 방지에 원편광판을 사용하는 것이, 종래 개발된 기술이었다.
하지만 원편광판을 이용하는 경우 주변환경(명실, 암실)과 상관없이 항상 같은 투과도를 보이고 원편광판을 사용했을 시 유기발광소자의 밝기가 40%로 감소하여 더 높은 발광 휘도를 요구하게 된다. 이로 인한 높은 전력소모와 발광재료의 수명감소의 해결이 필요하다.
대한민국 특허출원 제10-2005-0070697호
본 출원의 과제는 외광 반사 감소뿐만 아니라 전력 소모 감소 및 수명 향상을 기대할 수 있는 유기발광장치를 제공하는 것이다.
본 출원은 상기 과제를 해결하기 위한 유기발광장치에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 유기발광장치를 예시적으로 나타낸다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 출원의 유기발광장치는 유기발광소자(10), 1/4 파장판(20) 및 액티브 편광자(30)를 순차로 포함할 수 있다.
상기 액티브 편광자는 액정 및 이방성 염료를 포함하는 액정층을 가질 수 있다. 상기 액정층은 외부 전압 인가에 따라 배향을 전환할 수 있다. 이에 따라, 상기 액티브 편광자는 외부 전압 인가에 따라 투과도 내지 반사도를 가변할 수 있다. 상기 액티브 편광자는 종래 원편광판 대비 구동 전 높은 투과도를 나타낼 수 있고 구동 후 종래 원편광판과 유사한 수준의 투과도 및 반사도를 나타낼 수 있다.
본 출원의 유기발광장치는 상기 액티브 편광자를 유기발광소자에 적용함으로써, 주변 환경의 변화, 예를 들어, 명실 및 암실에 따라 상기 액티브 편광자의 투과도 내지 반사도를 가변 시킴으로써, 외광 반사를 감소할 뿐만 아니라 전력 소모를 줄일 수 있고 발광 재료의 수명을 더욱 길게 유지할 수 있다.
이하, 본 출원의 유기발광장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
상기 유기발광소자는 양극, 유기 발광 층 및 음극을 순차로 포함할 수 있다. 상기 양극은 음극에 비하여 1/4 파장판에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 유기발광소자는 음극과 양극에 전압을 걸면 각각의 극에서 전자와 정공을 주입할 수 있다. 주입된 전자와 정공은 각각의 전자 수송층, 정공 수송 층을 통과해 유기 발광 층에서 결합할 수 있다. 상기 결합에 의한 에너지로 발광층의 발광 재료가 들뜬 상태가 될 수 있고, 상기 들뜬 상태에서 다시 기저상태로 돌아갈 때에 빛을 발생할 수 있다.
상기 양극으로는 투명 전극을 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 양극은 투명 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 투명 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide) 등을 예시할 수 있다.
상기 음극으로는 반사 전극을 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 음극은 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속으로는 Mg, MgAg, MgIn, Al 또는 LiAl 등을 예시할 수 있다. 상기 반사 전극은 경면 반사 내지 거울 반사 특성을 가질 수 있다.
상기 유기발광소자는 전자 수송층 및 정공 수송층을 더 포함할 수 있고, 상기 유기 발광층은 상기 전자 수송층 및 정공 수송층 사이에 배치될 수 있다.
상기 유기 발광층은 이 분야에 공지된 다양한 형광 또는 인광 유기 재료를 포함할 수 있다. 상기 전자 수송층은 공지의 전자 수용성 유기 화합물(electron accepting organic compound)을 포함할 수 있다. 상기 정공 수송층은 공지의 전자 공여성 유기 화합물(electron donating organic compound)을 포함할 수 있다.
상기 유기발광소자는 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 기판으로는 유리 기판 또는 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 상기 유기발광소자는 기판, 제 1 전극, 유기 발광층 및 제 2 전극을 순차로 포함할 수 있다. 하부 발광형 소자(bottom emitting device)로 호칭되는 구조에서는, 제 1 전극이 투명 전극일 수 있고, 제 2 전극이 반사 전극일 수 있다. 상부 발광형 소자(top emitting device)로 호칭되는 구조에서는 제 1 전극이 반사 전극일 수 있고, 제 2 전극이 투명 전극일 수 있다. 광은 하부 발광형 소자에서는 기판 측으로 상부 발광형 소자에서는 제 2 전극 측으로 방출될 수 있다.
상기 1/4 파장판은 입사 광에 대하여 1/4 파장 위상 지연 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 「n 파장 위상 지연 특성」은 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사 광을 그 입사광의 파장의 n배 만큼 위상 지연 시킬 수 있는 특성을 의미할 수 있다. 1/4 파장판은, 예를 들어, 550 nm의 파장에 대한 면상 위상차가 110 nm 내지 220 nm 또는 130 nm 내지 170 nm의 범위 내에 있을 수 있다. 본 명세서에서 「면상 위상차」는 (nx-ny) × d로 계산되는 수치이고, 상기에서 nx는 1/4 파장판의 면상 지상축 방향의 굴절률이고, ny는 1/4 파장판의 면상 진상축 방향의 굴절률이며, d는 1/4 파장판의 두께이다. 또한, 본 명세서에서 「지상축(slow axis)」은 1/4 파장판에서 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향의 축을 의미할 수 있고, 「진상축(fast axis)」은 1/4 파장판에서 가장 낮은 굴절률을 나타내는 방향의 축을 의미할 수 있다. 상기 지상축과 진상축의 방향은 서로 직교할 수 있다.
상기 1/4 파장판으로는 액정 필름 또는 고분자 연신 필름을 사용할 수 있다.
상기 액정 필름은, 예를 들어, 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다. 중합성 액정 화합물은, 예를 들어, 중합된 상태로 액정 필름 내에 포함될 수 있다. 본 출원에서 「중합성 액정 화합물」은, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면 메조겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 또한 「중합성 액정 화합물이 중합된 형태로 포함되어 있다는 것」은 상기 액정 화합물이 중합되어 액정 필름 내에서 액정 고분자의 주쇄 또는 측쇄와 같은 골격을 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다. 중합성 액정 화합물은, 예를 들어, 수평 배항 상태로 액정 필름 내에 포함되어 있을 수 있다.
고분자 연신 필름은, 예를 들어, 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 광투과성의 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 필름일 수 있다. 고분자 필름으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 폴리노르보넨 필름 등의 고리형 올레핀 폴리머(COP: Cycloolefin polymer) 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리설폰 필름, 폴리아크릴레이트 필름, 폴리비닐알코올 필름 또는 TAC(Triacetyl cellulose) 필름 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머 필름이나 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 필름 등이 예시될 수 있다. 하나의 예시에서 고분자 필름으로는, 고리형 올레핀 폴리머 필름을 사용할 수 있다. 상기에서 고리형 올레핀 폴리머로는, 노르보넨 등의 고리형 올레핀의 개환 중합체 또는 그 수소 첨가물, 고리형 올레핀의 부가 중합체, 고리형 올레핀과 알파-올레핀과 같은 다른 공단량체의 공중합체, 또는 상기 중합체 또는 공중합체를 불포화 카르복실산이나 그 유도체 등으로 변성시킨 그래프트 중합체 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어 「액티브 편광자」는 외부 작용 인가에 따라 비등방성 광흡수를 조절할 수 있는 기능성 소자를 의미할 수 있다. 상기 액티브 편광자는 게스트호스트 액정셀로 호칭될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「게스트-호스트 액정셀」은, 액정의 배열에 따라 이방성 염료가 함께 배열되어 이방성 염료의 정렬 방향과 상기 정렬 방향의 수직한 방향에 대하여 각각 비등방성 광흡수 특성을 나타내는 기능성 셀을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이방성 염료는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지는 물질로서, 장축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 p형 염료로 호칭하고 단축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 n형 염료라고 호칭할 수 있다. 하나의 예시에서, p형 염료가 사용되는 경우, 염료의 장축 방향으로 진동하는 편광은 흡수되고 염료의 단축 방향으로 진동하는 편광은 흡수가 적어 투과시킬 수 있다.
상기 액티브 편광자는 액정 및 이방성 염료를 포함하는 액정층을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 외부 전압 인가에 따라 배향을 전환할 수 있다. 즉 상기 액정층은 외부 전압 인가에 따라 상기 액정 및 이방성 염료의 정렬을 전환할 수 있다. 이에 따라 상기 액티브 편광자는 전압 인가에 따라 투과도 내지 반사도를 가변할 수 있다.
상기 액정은 유전율 이방성이 음수일 수 있다. 상기 액정의 유전율 이방성은 예를 들어 -15.0 내지 -3.5일 수 있다. 상기 액정의 유전율 이방성은 예를 들어 본 명세서에서 용어 「유전율 이방성(△ε)」은 액정의 수평 유전율(ε//)과 수직 유전율(εㅗ)의 차이(ε// - εㅗ)를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어「수평 유전율(ε//)」은 액정의 광축과 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미하고, 「수직 유전율(εㅗ)」은 액정의 광축과 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미한다. 본 명세서에서 유전율에 대하여 기재하면서, 특별한 언급이 없는 한, 주파수 1 kHz 및 전압 0.1V의 전계를 인가한 상태에서 측정된 값을 의미할 수 있다.
상기 액정으로는 외부 전압 인가에 의하여 그 배향 방향이 변경될 수 있는 액정을 사용할 수 있다. 상기 액정으로는 예를 들어 스멕틱(smectic) 액정, 네마틱(nematic) 액정 또는 콜레스테릭(cholesteric) 액정 등을 사용할 수 있다. 또한, 외부 전압 인가에 의하여 그 배향 방향이 변경될 수 있도록, 상기 액정은 예를 들어 중합성기 또는 가교성기를 가지지 않는 화합물일 수 있다.
상기 액정은 수직 배향 상태 또는 수평 배향 상태로 액정층 내에 존재할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수직 배향 상태」는 액정의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 90도 내지 65도, 약 90도 내지 75도, 약 90도 내지 80도, 약 90도 내지 85도 또는 약 90도의 경사각을 가지는 상태로 존재하는 경우를 의미할 수 있고, 「수평 배향 상태」는 액정의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 0 도 내지 25도, 약 0도 내지 15도, 약 0도 내지 10도, 약 0도 내지 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 상태로 존재하는 경우를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「광축」은 지상축을 의미할 수 있고, 액정이 막대 (rod) 모양인 경우 액정의 장축 방향의 축을 의미할 있으며, 액정이 원판 (discotic) 모양인 경우 평면의 법선 방향의 축을 의미할 수 있다.
상기 액정은 배향이 스위칭 가능하도록 액정층 내에 존재할 수 있다. 본 명세서에서 「배향이 스위칭 가능하다는 것」은 액정의 정렬 방향이 전압의 인가와 같은 외부 신호 인가에 의해 변경될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 액정 층은 수직 배향 상태 및 수평 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 액정 층은 초기 상태에서 수직 배향 상태 및 수평 배향 상태 중 어느 하나의 상태를 구현할 수 있고 전압의 인가와 같은 외부 작용에 나머지 다른 하나의 상태로 스위칭될 수 있다. 상기에서 외부 작용을 제거하는 경우 액정 층은 초기 상태의 배향 상태로 스위칭될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「초기 상태」는 전압 무인가 상태, 즉 외부 전압과 같이 액정의 배향에 영향을 미칠 수 있는 외부 작용이 존재하지 않는 상태를 의미할 수 있다.
비등방성 광흡수 특성을 가지는 이방성 염료는 상기 액정의 배향 방향을 따라 정렬된 상태로 존재할 수 있으므로, 액정층의 배향 상태가 스위칭됨에 따라, 이방성 염료의 정렬도 스위칭될 수 있으므로, 액티브 편광자의 투과도 내지 반사도를 가변할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「염료」는, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 「이방성 염료」는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다.
상기 이방성 염료로는, 예를 들면, 액정의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 이방성 염료로는, 예를 들면, 흑색 염료(black dye)를 사용할 수 있다. 이러한 염료로는, 예를 들면, 아조 염료 또는 안트라퀴논 염료 등으로 공지되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 이방성 염료의 이색비(dichroic ratio)는 예를 들어, 5 이상, 6 이상 또는 7 이상일 수 있다. 본 명세서에서 용어 「이색비」는, 예를 들어, p형 염료인 경우, 염료의 장축 방향에 평행한 편광의 흡수를 상기 장축 방향에 수직하는 방향에 평행한 편광의 흡수로 나눈 값을 의미할 수 있다. 이방성 염료는 가시광 영역의 파장 범위 내, 예를 들면, 약 380 nm 내지 700 nm 또는 약 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 일부의 파장 또는 어느 한 파장에서 상기 이색비를 만족할 수 있다. 상기 이색비의 상한은, 예를 들면 20 이하, 18 이하, 16 이하 또는 14 이하 정도일 수 있다.
상기 이방성 염료의 액정층 내의 비율은 목적 물성, 예를 들면, 액정층의 목적하는 투과도 내지 반사도 가변 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 상기 액정층은 이방성 염료를 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함할 수 있다.
상기 액티브 편광자는 상기 액정층의 상부 및 하부에 제 1 및 제 2 수직 배향막을 더 포함할 수 있다. 이러한 배향막은 액정 층 내의 액정 및 이방성 염료의 초기 정렬 상태를 제어할 수 있는 배향력을 가진다. 상기 액티브 편광자가 수직 배향막을 포함하는 경우 액정 및 이방성 염료는 초기 상태에서 수직 배향된 상태로 존재할 수 있다.
상기 수직 배향막으로는, 예를 들어 러빙 배향막과 같이 접촉식 배향막 또는 광배향막 화합물을 포함하여 직선 편광의 조사 등과 같은 비접촉식 방식에 의해 배향 특성을 나타낼 수 있는 것으로 공지된 배향막을 사용할 수 있다.
상기 액티브 편광자는 상기 액정층의 상부 및 하부에 제 1 및 제 2 전극 층을 더 포함할 수 있다. 상기 전극 층은 상기 수직 배향막에 비하여 외측에 존재할 수 있다. 상기 전극층은 액정층 내의 액정 및 이방성 염료의 초기 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 적절한 전계, 예를 들어 수직 전계를 인가할 수 있다. 상기 전극 층은 투명 전극 층일 수 있다. 상기 투명 전극 층은 ITO 등을 포함할 수 있다.
상기 액티브 편광자는 상기 액정층의 상부 및 하부에 제 1 및 제 2 기재 층을 더 포함할 수 있다. 상기 기재 층은 상기 전극 층에 비하여 외측에 존재할 수 있다. 상기 기판으로는 특별한 제한 없이 공지의 기재 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 기재, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 기판으로는, 또한, 광학적으로 등방성인 기재 또는 위상차층과 같이 광학적으로 이방성인 기재를 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 필름 기재의 구체적인 예로, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(poly(methyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); Pac(Polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 기재 필름이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 기재에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 액티브 편광자는 제 1 기재 층, 제 1 전극 층, 제 1 수직 배향막, 상기 액정층, 제 2 수직 배향막, 제 2 전극 층 및 제 2 기재 층을 순차로 포함할 수 있다. 상기 기재 층 및 전극 층은 전극 필름 내지 전도성 필름으로 통칭할 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 액티브 편광자에 전압 무인가 상태에서 상기 액정 및 이방성 염료는 수직 배향 상태로 존재할 수 있다. 이 경우 상기 액티브 편광자의 흡수축은 액정 층의 면 방향으로 이방성 염료의 정렬과 평행한 방향을 가질 수 있다. 상기 액티브 편광자에 전압 인가 상태에서 상기 액정 및 이방성 염료는 수평 배향 상태로 전환할 수 있다. 이 경우 상기 액티브 편광자의 흡수축은 액정 층의 두께 방향으로 이방성 염료의 정렬과 평행한 방향을 가질 수 있다. 상기 액티브 편광자에 전압을 제거하는 경우 상기 액정 및 이방성 염료는 다시 수직 배향 상태로 전환될 수 있다.
상기 /14 파장판은 면 방향으로 지상축을 가지고, 상기 지상축은 상기 액티브 편광자의 수평 배향 방향과 40도 내지 50도를 이룰 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 액티브 편광자는 전압 무인가 상태에서 투과도가 약 70% 내지 80%일 수 있다. 상기 액티브 편광자는 전압 인가 상태에서 투과도가 약 40% 내지 50%일 수 있다. 상기 액티브 편광자는 전압 무인가 상태에서 반사도가 약 20% 내지 25%일 수 있다. 상기 액티브 편광자는 전압 인가 상태에서 반사도가 약 5% 내지 8%일 수 있다. 상기 투과도 및 반사도는 후술하는 평가예에 의해 측정된 값일 수 있다. 이와 관련하여 종래 원 편광판은 투과도가 약 41%일 수 있고, 반사도가 약 4%일 수 있으며, 상기 원 편광판의 투과도 내지 반사도는 전압 인가에 따라 전환될 수 없다. 상기 액티브 편광자는 종래 원편광판 대비 구동 전 높은 투과도를 나타낼 수 있고 구동 후 종래 원편광판과 유사한 수준의 투과도 및 반사도를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 액티브 편광자는 전압 인가에 따라 투과도 내지 반사도를 전환할 수 있으므로 주변 환경의 변화, 예를 들어, 명실 내지 암실에 따라 상기 액티브 편광자의 투과도 내지 반사도를 가변 시킴으로써, 외광 반사를 감소할 뿐만 아니라 전력 소모를 줄일 수 있고 발광 재료의 수명을 더욱 길게 유지할 수 있다.
구체적으로 상기 액티브 편광자는 수평 배향 상태에서 유기발광소자의 외광 반사를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 상기 액티브 편광자가 수평 배향 상태인 경우 광 흡수축은 면 방향으로 존재하고 이 경우 기존 원편광판과 유사한 원리로 외광 반사를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 액티브 편광자는 수직 배향 상태에서는 외광 반사 효과는 다소 저하되더라도 높은 투과도를 나타낼 수 있다.
만약 상기 유기발광장치가 명실에 있는 경우 외광 반사가 상대적으로 많을 것이므로 이 경우 상기 액티브 편광자에 전압을 인가하여 수평 배향 상태로 유지함으로써 외광 반사를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 만약 상기 유기발광장치가 암실에 있는 경우 외광 반사가 상대적으로 적을 것이므로 상기 액티브 편광자에 전압을 인가하지 않고 수직 배향 상태를 유지함으로써 높은 투과도를 유지하여 유기발광소자의 휘도 감소를 줄일 수 있고 이에 따라 전력 소모를 줄이고 발광 재료의 수명도 늘릴 수 있다.
본 출원은 또한 상기 유기발광장치의 용도에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는, 예를 들면, 디스플레이용 광원, 예를 들어 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 백라이트, 조명, 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 표시장치, 면상발광체의 광원, 디스플레이, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 본 출원은, 상기 유기발광장치를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 상기 조명 장치 또는 기타 다른 용도에 상기 유기발광장치가 적용될 경우에, 상기 장치 등을 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 유기발광장치가 사용되는 한, 해당 분야에 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.
본 출원의 유기발광장치는 전압에 따라 투과도 내지 반사도를 가변하는 액티브 편광자를 유기발광소자에 적용함으로써 주변 환경의 변화, 예를 들어, 명실 내지 암실에 따라 상기 액티브 편광자의 투과도 내지 반사도를 가변시킴으로써, 외광 반사를 감소할 뿐만 아니라 전력 소모를 줄일 수 있고 발광 재료의 수명을 더욱 길게 유지할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 모식도이다.
도 2는 비교예 1의 유기발광장치의 모식도이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
유기발광소자, 1/4 파장판 및 액티브 편광자를 점착제를 이용하여 순차로 부착하여 유기발광장치를 제조하였다. 점착제로는 LG화학사의 S4를 사용하였고, 유기발광소자로는 LG전자의 55EG9350을 사용하였고, 1/4 파장판으로는 Zeon사의 Cyclo-olefin Polymer film(COP, 550nm 파장에 대한 면상 위상차 값이 140nm)을 사용하였다. 상기 1/4 파장판의 지상축은 하기 액티브 편광자에 전압을 인가하여 수평 배향이 되는 경우 수평 배향 방향과 약 45도를 이루도록 배치하였다.
상기 액티브 편광자로는 하기 제조 방법에 따라 게스트호스트 액정셀을 제조하였다. PC(폴리카보네이트) 필름(가로x세로=8 inch x 2 inch) 상에 ITO(인듐주석산화물)를 코팅하고 상기 ITO 상에 수직 배향막(Nissan, 5661LB)을 100nm 두께로 코팅한 후 100℃에서 열 경화함으로써 제 1 기판 부재를 제조하였다. 다음으로, 상기 수직 배향막 상에 호스트 액정(HNG730200, HCCH사, 유전율 이방성: -5.7) 및 게스트 이방성 염료(X11, BASF사) 2 중량% 포함하는 조성물을 상기 수직 배향막 상에 코팅하였다. 다음으로 상기 제 1 기판 부재와 동일한 방법으로 제 2 기판 부재를 제조하고 상기 제 2 기판 부재의 수직 배향막이 상기 조성물에 접하도록 적층하여 게스트호스트 액정셀을 제조하였다. 상기 게스트호스트 액정셀은 제 1 기판 부재 및 제 2 기판 부재 사이에 직경 12 ㎛이고, 기판 부재 전체 면적 대비 볼 스페이서가 차지하는 면적이 0.5 내지 1.0%가 되도록 볼 스페이서를 배치하여 셀 갭을 유지하도록 제조하였다.
실시예 2
호스트 액정과 게스트 염료의 중량비율을 7:3으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기발광장치를 제조하였다.
비교예 1
액티브 편광자 대신에 PVA계 편광필름(LG화학, 380nm 내지 780nm에 대한 평균 투과도: 41 내지 43%, 편광도 99.99%)을 배치한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기발광장치를 제조하였다. 비교예 1은 도 2에 도시한 바와 같이 유기발광 표시패널(10), 1/4 파장판(20) 및 PVA계 편광필름(40)을 순차로 포함한다. 상기 1/4 파장판의 지상축은 상기 PVA계 편광 필름의 투과축과 약 45도를 이루도록 배치하였다.
평가예 1
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 대하여 투과도 및 반사도를 측정하고 그 결과를 표 1에 도시하였다. 실시예 1 및 실시예 2는 구동 전과 구동 후의 투과도 및 반사도를 각각 측정하였다. 구동 전은 액티브 편광자에 전압을 인가하지 않은 상태이고 구동 후는 액티브 편광자에 15V의 전압을 인가한 상태이다. 투과도는 헤이즈미터(Hazemeter, Nippon denshoku, NDH 500 SP)를 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대하여 측정된 평균 투과도이고, 반사도는 스펙트로포토미터(Spectrophotometer, Konica Minolta, CM-2600d)을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 360nm 내지 740nm 파장의 광에 대해 측정된 평균 반사도이다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
투과도(%) Off 71 76 41
On (15V) 41 45
반사도(%) Off 22.7 26.2 4
On (15V) 5.14 8.62
10: 유기발광소자
20: 1/4 파장판
30: 액티브 편광자
40: PVA계 편광필름

Claims (14)

  1. 유기발광소자; 1/4 파장판; 및 액정 및 이방성 염료를 포함하는 액정층을 가지는 액티브 편광자를 순차로 포함하고, 상기 액정층은 외부 전압 인가에 따라 배향을 전환하는 유기발광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기발광소자는 양극, 유기 발광 층 및 음극을 순차로 포함하고, 상기 양극은 투명 전극이고 상기 음극은 반사 전극인 유기발광장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 경면 반사 특성을 가지는 유기발광장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극은 ITO(Indium tin oxide)를 포함하고, 상기 음극은 Mg, MgAg, MgIn, Al 또는 LiAl를 포함하는 유기발광장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극은 상기 음극에 비하여 상기 1/4 파장판에 인접하게 배치되는 유기발광장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정은 유전율 이방성이 음수인 유기발광장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정층은 이방성 염료를 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함하는 유기발광장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 편광자는 상기 액정층의 상부 및 하부에 제 1 및 제 2 수직 배향막을 더 포함하는 유기발광장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 편광자는 상기 액정층의 상부 및 하부에 제 1 및 제 2 전극 층을 더 포함하는 유기발광장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 편광자에 전압 무인가 상태에서 상기 액정 및 이방성 염료는 수직 배향 상태로 존재하는 유기발광장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액티브 편광자에 전압 인가 상태에서 상기 액정 및 이방성 염료는 수평 배향 상태로 전환하는 유기발광장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 1/4 파장판은 면 방향으로 지상축을 가지고, 상기 지상축은 상기 수평 배향 방향과 40도 내지 50도를 이루는 유기발광장치.
  13. 제 1 항의 유기발광장치를 포함하는 조명.
  14. 제 1 항의 유기발광장치를 포함하는 광원 및 액정 패널을 포함하는 액정표시장치.
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CN113841083A (zh) * 2019-06-07 2021-12-24 株式会社Lg化学 偏光板的液晶污点检查装置和偏光板的液晶污点检查方法

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