KR20190046249A - 유기발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유기발광장치는 투광성이며, 일 방향으로 나열되어 상호 이격된 복수의 홈을 가지는 기판, 기판 상에서 상기 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되어 상기 홈과 교대로 배치되도록 상호 이격 형성된 복수의 도전부를 가지는 제 1 전극, 기판 중, 상기 복수의 홈의 주변벽 및 제 1 전극 상에 형성되어, 광을 생성하는 유기물층 및 상기 유기물층 상에 형성된 제 2 전극을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 유기물층에서 생성된 광 중 적어도 일부는 제 2 전극의 홈 내부에서 적어도 1회 이상 반사시킴으로써, 종래에 비해 유기발광장치의 측면으로 추출되는 광량을 줄이고, 기판이 위치된 하측 방향으로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다.

Description

유기발광장치{Organic Light emitting device}
본 발명은 유기발광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중 하나인 유기발광장치(Organic Light Emitting Device; OLED)는 적어도 한쪽이 투명 또는 반투명한 한쌍의 전극 사이에 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 포함하는 유기물층이 형성된 구조를 갖는다. 즉, 유기 발광 소자는 광 투광성의 기판, 기판 상에 형성되며 광 투광성인 양극과, 양극 상에 형성되며 광을 생성하는 유기물층과, 유기물층 상에 형성되며 광을 반사시키는 특성을 가지는 음극을 포함한다. 유기발광장치는 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가하면, 유기물층에는 음극으로부터 전자가 주입되고, 양극으로부터 정공이 주입되어 이들이 유기물층에서 재결합하게 된다. 그리고, 이때에 발생되는 에너지에 의해 유기 발광 재료가 여기되어 유기물층이 발광하게 된다.
한편, 유기물층에서 생성된 광 중 일부가 기판의 전면(기판의 하측 방향)으로 나오지 못하고, 기판의 측 방향으로 추출되어, 손실되는 문제가 있다. 이렇게 기판의 측 방향으로 추출 또는 방출되는 광량에 의해 기판의 전면으로 방출되는 광량이 감소하며, 이는 장치의 효율 저하의 원인이 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 유기발광장치의 외부에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하거나, 양극과 기판 사이에 나노 입자를 도입하여, 기판 전면으로 방출되는 광량을 증가시키고자 하였다. 그러나 이러한 방법은 전계발광스펙트럼(EL spectrum)의 왜곡을 발생시키고, 제조 공정이 복잡한 문제가 있다.
한국공개특허 KR 2006-0030718
본 발명은 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광장치를 제공한다.
본 발명은 기판의 측방향으로 추출되는 광량을 줄이고, 기판의 하측 방향으로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있는 유기발광장치를 제공한다.
본 발명에 따른 유기발광장치는 투광성이며, 일 방향으로 나열되어 상호 이격된 복수의 홈을 가지는 기판; 상기 기판 상에서 상기 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되어 상기 홈과 교대로 배치되도록 상호 이격 형성된 복수의 도전부를 가지는 제 1 전극; 상기 기판 중, 상기 복수의 홈의 주변벽 및 제 1 전극 상에 형성되어, 광을 생성하는 유기물층; 및 상기 유기물층 상에 형성된 제 2 전극;을 포함한다.
상기 제 1 전극은 투광성이고, 상기 제 2 전극은 광을 반사시키는 특성을 가진다.
상기 기판의 상부 표면은, 상부에 상기 도전부가 형성되며, 일 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 표면; 상기 제 1 표면에 비해 높이가 낮으며, 상기 제 1 표면과 교대로 배치되도록 상호 이격된 복수의 제 2 표면; 및 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면까지 연장 형성된 제 3 표면;을 포함하고, 상기 유기물층은 상기 도전부 상부, 상기 기판의 제 2 및 제 3 표면 상에 형성된다.
상기 유기물층은, 상기 도전부 상에 형성된 제 1 유기 영역; 상기 기판의 제 2 표면 상에 형성된 제 2 유기 영역; 및 상기 기판의 제 3 표면 상에 형성된 제 3 유기 영역;을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 내지 제 3 유기 영역 상에 형성되어, 상기 기판에 마련된 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되며, 이격된 복수의 홈을 가지는 형상이다.
본 발명에 따른 유기발광장치의 제조 방법은 광 투광성의 기판을 마련하는 과정; 상기 기판 상에 광 투광성의 도전층을 형성하는 과정; 상기 도전층의 복수의 일부 영역을 에칭하여, 일 방향으로 나열되며, 상호 이격 형성된 복수의 도전부를 형성하여 제 1 전극을 형성하는 과정; 연속 배치된 2개의 상기 도전부 사이에 대응하는 기판 영역을 에칭하여, 상기 복수의 도전부의 나열 방향으로 나열되며, 상기 도전부와 교대 위치하도록, 상기 기판에 복수의 홈을 마련하는 과정; 상기 기판 중, 상기 복수의 홈의 주변벽과 상기 제 1 전극 상에 유기물층을 형성하는 과정; 및 상기 유기물층 상에 제 2 전극을 형성하는 과정;을 포함한다.
상기 제 2 전극을 형성하는데 있어서, 반사 특성을 가지는 재료로 형성한다.
상기 도전부와 교대 위치하도록, 상기 기판에 복수의 홈을 마련함으로써, 상기 기판의 상부 표면은 상부에 상기 도전부가 형성되는 표면이며, 일 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 표면, 상기 제 1 표면에 비해 높이가 낮으며, 상기 제 1 표면과 교대로 배치되도록 상호 이격된 복수의 제 2 표면, 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면까지 연장 형성된 제 3 표면을 포함하며, 상기 유기물층이 상기 도전부 상부, 상기 기판의 제 2 및 제 3 표면 상에 형성된다.
상기 제 1 전극 상에 유기물층이 형성되는데 있어서, 상기 유기물층은 상기 도전부 상에 형성되는 제 1 유기 영역, 상기 기판의 제 2 표면 상에 형성되는 제 2 유기 영역 및 상기 기판의 제 3 표면 상에 형성되는 제 3 영역을 포함하도록 형성되고, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 내지 제 3 유기 영역 상에 형성되어, 상기 기판에 마련된 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되며, 상호 이격된 복수의 홈을 가지도록 형성된다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 일 방향으로 나열되어 상호 이격 배치된 복수의 도전부를 가지도록 제 1 전극을 형성하고, 복수의 도전부 사이에 해당하는 기판 영역에 홈을 마련한다. 이에, 이러한 제 1 전극 상에 형성된 제 2 전극 역시 복수의 홈이 일 방향으로 나열되어 이격 형성된 구조로 형성된다. 따라서, 유기물층에서 생성된 광 중 적어도 일부는 제 2 전극의 홈을 구획하는 표면에 의해 적어도 1회 이상 반사됨으로써, 종래에 비해 유기발광장치의 측면으로 추출되는 광량을 줄일 수 있고, 기판이 위치된 하측 방향으로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 및 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 및 제 1 전극을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 전극을 상측에서 바라본 상면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치에 있어서, 유기물층에서 생성된 광의 진행 경로를 개념적으로 도시한 도면
도 5는 비교예에 따른 기판 및 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치를 도시한 단면도
도 6은 비교예에 따른 복수의 제 1 전극을 상측에서 바라본 상면도
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 다른 유기발광장치의 전류밀도에 따른 휘도를 나타낸 그래프
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 다른 유기발광장치의 전류밀도에 따른 전류 효율을 나타내 그래프
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진도 9는 비교예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진
도 10은 비교예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진도 9는 비교예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 광이 추출되는 방향에 위치된 전극을 개선하여, 외부로 방출 또는 추출되는 광 추출량을 증가시킬 수 있는 유기발광장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기발광장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 및 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 및 제 1 전극을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 전극을 상측에서 바라본 상면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치에 있어서, 유기물층에서 생성된 광의 진행 경로를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 5는 비교예에 따른 기판 및 제 1 전극을 구비하는 유기발광장치를 도시한 단면도이다. 도 6은 비교예에 따른 복수의 제 1 전극을 상측에서 바라본 상면도이다. 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 다른 유기발광장치의 전류밀도에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 다른 유기발광장치의 전류밀도에 따른 전류 효율을 나타내 그래프이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진이다. 도 10은 비교예에 따른 유기발광장치의 발광 모습을 촬영한 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광장치는 광 투광성이며, 일 방향으로 나열되며, 상호 이격된 복수의 홈(100g)을 가지는 기판(100), 기판(100) 상에 형성되며, 일 방향으로 나열되며 상호 이격 형성된 복수의 도전부(210)를 가지는 제 1 전극(200), 제 1 전극(200) 상에 형성되며 광을 생성하는 유기물층(300), 유기물층(300) 상에 형성된 제 2 전극(400)을 포함한다.
기판(100)은 유기물층(300)에서 생성된 광이 외부로 방출될 수 있도록, 광 투광성의 특성을 가지는 재료 예컨대, 유리(glass) 일 수 있다. 그리고, 실시예에 따른 기판(100)은 그 상부면(상부 표면)이 높이 단차를 가지도록 형성된다. 도 2를 참조하면, 기판(100)의 상부면은 제 1 높이를 가지는 제 1 표면(110), 제 1 표면(110)에 비해 높이가 낮은 제 2 표면(120)을 포함한다. 이에, 기판(100)의 상부면은 제 1 표면(110)과 제 2 표면(120)의 높이차 만큼의 단차를 가지는 형상이다. 그리고, 제 1 표면(110) 및 제 2 표면(120)은 복수개로 마련되며, 상기 제 1 표면(110) 및 제 2 표면(120)이 제 1 전극(200) 또는 기판(100)의 연장 방향으로 교대로 복수회 형성된다. 또한, 제 1 표면(110)과 제 2 표면(120) 사이를 연결하는 표면은 상기 제 1 및 제 2 표면(110, 120)과 교차 또는 직교하는 측방향의 표면으로서, 이하, 제 3 표면(130)으로 명명한다.
이렇게, 실시예에 따른 기판(100)의 상부면은 상술한 바와 같이, 상대적으로 높이가 높은 제 1 표면(110)과, 상기 제 1 표면(110)에 비해 높이가 낮은 제 2 표면(120)으로 이루어진다. 이에, 제 2 표면(120)은 제 1 표면(110)에 비해 기판(100)의 내측 방향에 위치하는 표면이며, 제 2 표면(120)의 상측은 빈 공간이고, 상측이 개구되어 있는 형상이다. 그리고, 제 3 표면(130)은 상술한 바와 같이 제 2 표면(120)과 교차 또는 직교하는 방향으로 연장된 표면으로, 제 2 표면(120)으로부터 상측 방향으로 연장 형성된 측 방향 표면이다. 이에, 제 2 표면(120)과 제 3 표면(130)에 의해 구획된 공간은 상측이 개구된 홈 형상이다. 따라서, 실시예에 따른 기판(100)은 제 1 표면(110)과 홈(100g)이 일 방향으로 교대로 마련된 형상일 수 있다. 기판(100) 상부면에 단차 또는 홈(100g)을 가지도록 형성하는 것은, 후술되는 제 1 전극(200) 형성시에 기판 상부면을 에칭함으로써 형성될 수 있다.
그리고, 실시예에 따른 기판(100)의 상부면은 상대적으로 높이가 높은 제 1 표면(110)과, 상기 제 1 표면(110)에 비해 높이가 낮은 제 2 표면(120), 제 2 표면(120)과 교차 또는 직교하는 방향으로 연장된 제 3 표면으로 이루어져 있기 때문에, 종래의 기판 상부면에 비해 그 표면적이 넓다.
이와 같이, 홈(100g) 또는 상부면에 단차를 가지도록 기판(100)을 형성하는 것은, 후술되는 유기물층(300)에서 생성된 광 중, 유기물층(300)의 하측에 위치된 기판의 하측 방향으로 방출되는 광량을 증가시키기 위함이다. 즉, 유기물층(300)으로부터 생성된 광 중 적어도 일부가 홈(100g)을 구획하는 표면에 형성된 제 2 전극(400)에 의해 반사되도록 하여, 종래에 비해 유기발광장치의 측 방향으로 방출되는 광량을 줄이고, 기판(100)을 통해 외부로 방출되는 광량을 증가시키기 위함이다.
제 1 전극(200)은 유기물층(300)으로 정공(hole)을 제공하는 양극(anode)의 역할을 하며, 유기물층(300)에서 생성된 광이 밖으로 방출될 수 있도록 투명 또는 반투명의 전도성 물질로 형성할 수 있다. 실시예에 따른 제 1 전극(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 복수의 제 1 표면(110) 각각의 상부에 형성된 도전부(210)를 포함하며, 연속 형성된 2개의 도전부(210) 사이 영역은 기판(100)의 제 2 표면이다. 기판(100)의 제 2 표면(120)은 비도전성이기 때문에, 제 1 전극(200) 측면에서 보면, 제 1 전극(200)은 복수의 도전부(210)와 복수의 비도전부를 포함하며, 도전부(210)와 비도전부가 교대로 배치된 형상일 수 있다. 그리고, 도전부(210)는 기판(100)의 제 1 표면(110) 상에 형성되고, 비도전부는 기판(100)의 제 2 표면이므로, 도전부(210)와 비도전부는 높이차가 있는 또는 단차를 가진다. 그리고, 상술한 바와 같이, 기판(100) 상부면의 제 3 표면(130)은 제 2 표면(120)으로부터 상측으로 연장 형성된 표면이고, 제 1 표면(110)은 제 3 표면(130)의 상측에 위치하는 표면이므로, 제 1 전극(200)의 도전부(210)는 제 3 표면(130)의 상측에 위치된다. 따라서, 제 2 표면(120)으로부터 상측 방향으로, 기판(100) 상부면의 제 3 표면(130), 도전부(210)의 측면 순으로 배치된다.
제 1 전극(200)의 도전부(210)는 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), BZO(ZnO:B) 및 SnO2(SnO2:F) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 제 1 전극(200)은 단차가 형성되지 않은 기판(100) 상부면에 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), BZO(ZnO:B) 및 SnO2(SnO2:F) 중 어느 하나의 도전층을 스퍼터링(sputtering)과 같은 방법으로 증착한 후, 복수의 일부 영역을 에칭(etching)하여 도전층을 제거함으로써, 상호 이격 형성된 복수의 비도전부를 포함하는 제 1 전극(200)을 형성한다. 이때, 비도전부는 도 3에 도시된 바와 같이, x 축 방향 및 y 축 방향 각각으로 나열되어 이격되도록 형성될 수 있으며, 연속 배치된 비도전부 사이의 영역이 도전부(210)이다. 그리고, 기판 상에 제 1 전극(200) 즉, 도전부(210)가 형성되므로, 제 1 전극(200)의 비도전부는 기판(100)의 홈(100g)이다.
도 3은 복수의 제 1 전극(200)이 하나의 기판(100) 상에 형성된 모습을 도시한 것이다. 즉, 도 3에서 y 축 방향으로 나열 배치된 복수의 도전부를 포함하는 하나의 영역이 하나의 제 1 전극(도 3의 점선 A)(200)이다. 그리고, 이러한 제 1 전극(200)이 복수개로 마련되어 x 축 방향으로 나열 배치된다. 물론, x 축 방향으로 나열 배치된 복수의 도전부를 포함하는 하나의 영역을 하나의 제 1 전극(200)으로 정의할 수 있으며, 이러한 제 1 전극(200)이 복수개로 마련되어 y 축 방향으로 나열 배치될 수 있다.
그리고, 복수의 제 1 전극(200) 각각의 상부에 유기물층(300) 및 제 2 전극(400)을 형성함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 복수의 유기발광장치가 복수개로 마련된다.
유기물층(300)은 제 1 전극(200)으로부터 주입되는 정공(hole)과 제 2 전극(400)으로부터 주입되는 전자(electron)가 결합되어 광을 생성하며, 높은 발광 휘도나 효율을 얻기 위하여 다층으로 형성될 수 있다. 제 1 전극(200) 상에 유기물층(300)이 형성되는데 있어서, 복수의 도전부(210) 각각의 상부 뿐만 아니라, 기판(100)의 홈(100g)을 구획하는 표면과, 도전부(210)의 측면에 유기물층(300)이 증착 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 교대 형성된 도전부(210)와 비도전부(기판의 제 2 표면(120)과 대응하는 영역) 상부의 표면, 도전부와 비도전부 사이를 연결하는 제 3 표면(130) 및 도전부(210)의 측면 상에 유기물층(300)이 형성된다. 이에, 유기물층(300)은 연속 배치된 도전부(210) 상에 형성된 유기물층(300)들 사이에 홈이 마련된 형상일 수 있다.
이하에서는 제 1 전극(200) 상에 형성된 유기물층(300) 중, 도전부(210) 상에 형성된 유기물층을 제 1 유기 영역(310), 제 1 전극(200)의 비도전부 또는 기판(100)의 제 2 표면(120) 상에 형성된 유기물층을 제 2 유기 영역(320), 기판(100)의 제 3 표면(130) 및 도전부(210)의 측면에 형성된 유기물층(300)을 제 3 유기 영역(330)이라 명명한다.
즉, 실시예에 따른 유기물층(300)은 평탄면이 아닌, 높이 단차를 가지는 형상이다. 다른 말로 하면, 실시예에 따른 유기물층(300)은 도전부(210) 상에 형성된 제 1 유기 영역(310), 제 1 전극(200)의 비도전부 또는 기판(100)의 제 2 표면(120) 상에 형성된 제 2 유기 영역(320) 및 기판(100)의 제 3 표면(130) 및 도전부(210)의 측면에 형성 제 3 유기 영역(330)을 포함하는 구성이다. 이러한 유기물층(300)은 종래와 같이 평탄면의 유기물층(300)에 비해 그 표면적이 증가되는 효과를 가진다.
유기물층(300)은 예컨대, 제 1 전극(200) 상에 형성된 정공 수송층, 정공 수송층 상에 형성된 발광층, 발광층 상에 형성된 전자 주입층으로 구성될 수 있다.
정공 수송층은 예컨대, 정공의 전달을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(또는 NPB), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발광층은 발광시키고자 하는 색에 따라 다른 유기물 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, 발광층은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 예컨대, 발광층이 적색을 발광하는 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질과, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 인광 도펀트 또는 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 및 Perylene을 포함하는 형광 도펀트로 이루어질 수 있다. 발광층(132)이 녹색을 발광하는 경우, Alq3(hydroxyquinoline aluminum), CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질과, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 인광 도펀트로 이루어질 수 있고, 형광 도펀트로 이루어질 수 있다. 또한, 발광층이 청색을 발광하는 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질과, FIrpic, (CF3ppy)2Ir(pic)를 포함하는 인광 도펀트로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 그러나, 상기 물질에 한정되지 않고 다양한 물질을 이용할 수 있다.
전자 주입층은 LiF(lithium fluoride) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 유기물층(300)은 제 1 전극(200)과 정공 수송층 사이에 정공 주입층, 발광층과 전자 주입층 사이에 전자 수송층을 더 형성할 수 있다. 정공 주입층은 제 1 전극(200)의 정공이 정공 수송층으로 원활하게 이동하도록 하는 역할을 하며, Alq3, PBD, TAZ, LiF, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전자 수송층은 전자 주입층의 전자가 발광층으로 원활하게 전달될 수 있도록 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제 2 전극(400)은 유기물층(300)으로 전자를 공급하는 음극으로 작용한다. 이러한, 제 2 전극(400)은 전기 전도성을 가지며, 유기물층(300)으로부터 발생된 광이 반사되어 제 1 전극(200)으로 향할 수 있도록 소정의 반사율을 가지는 금속 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 제 2 전극(400)은 Al 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제 2 전극(400)이 유기물층(300) 상에 형성되는데 있어서, 상기 유기물층(300)의 하부에 형성된 제 1 전극(200)의 복수의 도전부(210) 각각의 상부 뿐만 아니라, 유기물층(300)의 홈을 구획하는 표면 및 도전부(210) 상에 형성된 유기물층의 측면에 제 2 전극(400)이 증착 형성된다. 즉, 유기물층(300)의 제 1 유기 영역(310) 뿐만 아니라, 제 2 및 제 3 유기 영역(310, 320) 상에 제 2 전극(400)이 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 교대 형성된 도전부(210)와 비도전부 상측에 대응하는 영역, 도전부(210)와 비도전부 사이를 연결하는 제 3 표면(130)에 대응하는 영역, 도전부(210)의 측면과 대응하는 영역에 제 2 전극(400)이 형성된다.
이하에서는 유기물층(300) 상에 형성된 제 2 전극(400) 중, 유기물층(300)의 제 1 유기 영역(310) 상에 형성된 제 2 전극(400)을 제 1 도전 영역(410), 제 2 유기 영역(320)에 형성된 제 2 전극(400)을 제 2 도전 영역(420), 제 3 유기 영역(330)에 형성된 제 2 전극(400)을 제 3 도전 영역(430)이라 명명한다.
이에, 제 2 전극(400)은 연속 배치된 2개의 제 1 도전 영역(410) 사이에 제 2 도전 영역(420)이 배치된 형상이며, 제 1 도전 영역(410)에 비해 제 2 도전 영역(420)의 높이가 낮으므로, 제 2 전극(400)은 상기 2개의 제 1 도전 영역(410) 사이에 홈이 마련된 형상이다. 이에, 제 2 전극(400)의 홈(400g)을 구획하는 것은 제 2 및 제 3 도전 영역(420, 430)이 된다.
이와 같이, 실시예에 따른 제 2 전극(400)은 평탄면이 아닌 높이 단차를 가지는 형상이다. 다른 말로하면, 제 2 전극(400)의 상부면은 홈(400b) 상측에서 외측 표면에 해당하는 제 1 도전 영역(410), 홈(400b) 내부의 바닥면에 해당하는 제 2 도전 영역(420), 홈(400b)의 바닥면인 제 2 도전 영역(420)과 직교 또는 교차하도록 상측 방향으로 형성되며, 홈(400b)의 측벽에 해당하는 제 3 도전 영역(430)으로 이루어진다. 여기서, 제 1 내지 제 3 도전 영역(410, 420, 430) 각각은 유기물층(300)에서 발생된 광의 적어도 일부를 반사시키는 반사면으로 작용한다. 즉, 제 1 유기 영역(310)과, 도전부(210)와 대응하는 제 3 유기 영역(330)으로부터 발생된 광의 적어도 일부는 그 진행 경로 상에 위치하는 제 1 내지 제 3 도전 영역(410, 420, 430) 중 적어도 하나로부터 반사된다.
다시 설명하면, 제 2 전극(400)의 제 1 내지 제 3 도전 영역(410, 420, 430)은 유기물층(300)에서 발생된 광 중 내부로 입사된 광을 적어도 1회 이상 반사시킴으로써, 종래에 비해 유기발광장치의 측면으로 추출되는 광량을 줄이고, 기판(100)이 위치된 하측 방향으로 추출되는 광량을 증가시킨다(도 4 참조). 즉, 유기물층(300)에서 발생된 광은 제 1 도전 영역(410) 뿐만 아니라, 추가 반사면의 역할을 하는 제 2 및 제 3 도전 영역(420, 430)에 의해 반사된다.
다른 말로 하면, 유기물층(300)에서 발생된 광 중, 상측을 향해 진행하는 광은 제 2 전극(400)의 제 1 도전 영역(410)으로부터 반사된다. 그리고, 측방향으로 진행되던 광의 적어도 일부는 제 2 전극(430)의 제 2 도전 영역(420) 및 제 3 도전 영역(430) 중 적어도 하나에 의해 반사된다. 즉, 제 2 및 제 3 도전 영역(420, 430)은 유기물층(300)의 측방향으로 진행되던 광을 기판(300) 방향으로 진행하도록 유도한다. 이에 따라, 기판(100)의 측 방향으로 방출되는 광량을 종래에 비해 줄일 수 있고, 따라서 기판(100)의 하측으로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
한편, 종래의 유기발광장치의 경우, 제 1 전극(200)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 단차 또는 홈(100g)을 가지지 않는 형상이다. 이에, 제 2 전극(400) 역시 단차 또는 홈(100g)을 가지지 않는다. 이러한 경우, 기판(100)의 측 방향으로 추출되는 광량이 많으며, 이는 유기발광장치의 광 추출 효율을 저감시키는 요인이 된다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광장치의 제조 방법을 설명한다. 이때, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
투광성의 기판(100) 예컨대 유리(glass)를 마련한다. 그리고, 기판(100) 상에 제 1 전극(200)을 형성한다. 이를 위해, 먼저 기판(100) 상에 예컨대, 스퍼터링 방법으로 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 증착하여 도전층을 형성 한다. 그리고, 포토리소그라피 및 습식 에칭 방법으로 복수의 일부의 영역을 에칭하여, 도전층을 제거한다. 에칭이 종료된 후, 남아있는 도전층이 도전부(210)이며, 도전층이 제거된 영역의 하측에는 기판(100)의 노출되어 있다. 이후, 도전층이 제거되어 노출된 기판 영역을 습식 방법으로 에칭한다.
따라서, 실시예에 따른 제 1 전극(200)은 일 방향으로 나열되며 상호 이격 배치된 복수의 도전부(210)를 포함하고, 연속 배치된 도전부(210)와 도전부(210) 사이 영역은 노출된 기판 영역으로서, 도전부(210)에 비해 그 높이가 낮다. 그리고, 상술한 바와 같이 도전부(210)와 도전부(210) 사이에 해당하는 기판(100) 영역을 식각함에 따라, 기판(100)은 도전부(210)와 도전부(210) 사이에 높이가 낮은 바닥면(제 2 표면(120))을 가지는 홈(100g)이 마련된 형상이다.
다음으로, 제 1 전극(200) 상에 유기물층(300)을 형성한다. 즉, 복수의 도전부(210)의 상부면 및 측면과, 기판(100)의 제 2 및 제 3 표면(120, 130) 상에 유기물을 증착하여 유기물층(300)을 형성한다. 유기물층(300)은 예컨대, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 순으로 적층된 구조일 수 있다. 여기서 정공 수송층은 NPB, 발광층은 Alq3, 전자 주입층은 LiF일 수 있다.
이후, 유기물층(300)의 전자 수송층 상에 반사율이 높은 예컨대 Al을 증착하여 제 2 전극(400)을 형성한다. 즉, 유기물층(300)의 제 1 내지 제 3 유기 영역(310, 320, 330) 각각에 Al을 증착하여 제 2 전극(400)을 형성한다. 이에, 제 2 전극(400)은 유기물층(300)의 제 1 유기 영역(310) 상에 형성된 제 1 도전 영역(410)과, 유기물층(300)의 제 2 및 제 3 유기 영역(310, 320) 상에 형성된 제 2 및 제 3 도전 영역(420, 430)을 가지도록 형성된다. 따라서, 제 2 전극(400)은 연속 배치된 2 개의 제 1 도전 영역(410) 사이에 홈(400g)이 마련된 형상으로 형성된다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 유기발광장치에서의 발광 특성에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 기판(100), 제 1 전극(200), 유기물층 (300) 및 제 2 전극(400)은 모두 동일한 재료로 형성된다. 즉, 실시예 및 비교예에 따른 기판(100)은 유리(glass), 제 1 전극(200)은 ITO, 제 2 전극(400)은 Al으로 형성하였다. 그리고, 유기물층(300)은 NPB로 형성된 정공 수송층, Alq3으로 형성된 발광층 및 LiF로 형성된 전자 주입층으로 이루어진다.
실시예에 따른 유기발광장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(200)은 일 방향으로 나열되어 상호 이격 배치된 복수의 도전부(210)를 포함한다. 그리고, 연속 배치된 2개의 도전부(210) 사이에 해당하는 기판(100) 영역은 상기 도전부(210)가 형성된 기판(100) 영역에 비해 낮은 높이를 가지는 형상이다. 다른 말로 하면, 실시예에 따른 기판(100)은 복수의 도전부(210)가 나열된 방향으로 이격 형성된 복수의 홈(100g)을 포함한다. 이때, 제 1 전극(200)의 도전부(210)와 기판(100)의 홈(100g)이 일 방향으로 교대로 복수번 배치된다. 또한, 실시예에 다른 제 2 전극(200)은 연속 배치된 2 개의 제 1 도전 영역(410) 사이에 홈(400g)이 마련된 구조이다.
한편, 비교예에 따른 제 1 전극(200)은 본 발명과 같이 상호 이격 형성된 복수의 도전부(210)를 가지거나, 복수의 도전부(210) 사이에 홈(100g)이 마련되지 않고, 기판(100) 역시 본 발명의 실시예와 같이 복수의 홈(100g)이 마련된 형상이 아니다. 즉, 비교예에 따른 기판(100)의 상부면은 홈을 가지지 않는 평탄면이며, 제 1 전극(200) 역시 도전부가 기판(100) 상부면 상에서 연속 형성된 구조이다.
도 7을 참조하여, 상술한 방법으로 형성된 실시예 및 비교예에 따른 유기발광장치의 전류 밀도(mA/cm2)에 따른 휘도(cd/m2)를 보면, 비교예에 비해 실시예에 따른 휘도가 높다. 또한, 도 8을 보면, 전류밀도에 따른 전류 효율 역시 비교예에 비해 실시예가 높다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 전극(200)의 경우, 도전부(210)와 도전부(210) 사이에 비도전부를 가지는 구성이기 때문에, 종래의 제 1 전극에 비해 도전 영역의 면적이 작다. 하지만, 도 7을 참조하면, 실시예가 종래에 비해 전류밀도에 따른 휘도가 높은 것으로부터, 실시예의 경우, 도전 영역이 종래에 비해 작더라도, 제 2 전극의 제 1 내지 제 3 도전 영역(410, 420, 430)에 의한 반사에 의해, 종래에 비해 우수한 휘도 특성을 나타내는 것으로 보인다. 즉, 종래에 비해 도전 영역은 감소하였으나, 실시예에 따른 제 2 전극(400)의 형상에 의해 측 방향으로 향하던 광을 기판 방향으로 향하도록 유도할 수 있고, 이에 따라, 유기발광장치 측 방향으로 방출되는 광량을 줄이고, 기판 방향으로 방출되는 광량을 증가시켜, 종래에 비해 휘도가 향상된다.
또한, 도 9 및 도 10을 참조하면, 비교예에 따른 유기발광장치의 경우, 기판의 측 방향으로 추출되는 광량이 많으나, 실시예에 따른 유기발광장치는 비교예에 비해 기판의 측 방향으로 추출되는 광량이 확연히 감소하였음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 비교예에 비해 실시예에 따른 유기발광장치가 기판 하부 방향으로의 광 추출 효율이 높음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 일 방향으로 나열되어 상호 이격 배치된 복수의 도전부(210)를 가지도록 제 1 전극(200)을 형성하고, 복수의 도전부(210) 사이에 해당하는 기판(100) 영역에 홈(100g)을 마련한다. 이에, 이러한 제 1 전극(200) 상에 형성된 제 2 전극(400) 역시 복수의 홈(400g)이 일 방향으로 나열되어 이격 형성된 구조로 형성된다. 따라서, 유기물층(300)에서 생성된 광 중 적어도 일부는 제 2 전극(400)의 홈(400g) 내부에서 적어도 1회 이상 반사시킴으로써, 종래에 비해 유기발광장치의 측면으로 추출되는 광량을 줄이고, 기판(100)이 위치된 하측 방향으로 추출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
100: 기판 100g: 홈
200: 제 1 전극 210: 도전부
300: 유기물층 400: 제 2 전극

Claims (8)

  1. 투광성이며, 일 방향으로 나열되어 상호 이격된 복수의 홈을 가지는 기판;
    상기 기판 상에서 상기 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되어 상기 홈과 교대로 배치되도록 상호 이격 형성된 복수의 도전부를 가지는 제 1 전극;
    상기 기판 중, 상기 복수의 홈의 주변벽 및 제 1 전극 상에 형성되어, 광을 생성하는 유기물층; 및
    상기 유기물층 상에 형성된 제 2 전극;
    을 포함하는 유기발광장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 전극은 투광성이고, 상기 제 2 전극은 광을 반사시키는 특성을 가지는 유기발광장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 상부 표면은,
    상부에 상기 도전부가 형성되며, 일 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 표면;
    상기 제 1 표면에 비해 높이가 낮으며, 상기 제 1 표면과 교대로 배치되도록 상호 이격된 복수의 제 2 표면; 및
    상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면까지 연장 형성된 제 3 표면;
    을 포함하고,
    상기 유기물층은 상기 도전부 상부, 상기 기판의 제 2 및 제 3 표면 상에 형성되는 유기발광장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유기물층은,
    상기 도전부 상에 형성된 제 1 유기 영역;
    상기 기판의 제 2 표면 상에 형성된 제 2 유기 영역; 및
    상기 기판의 제 3 표면 상에 형성된 제 3 유기 영역;
    을 포함하고,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 내지 제 3 유기 영역 상에 형성되어, 상기 기판에 마련된 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되며, 이격된 복수의 홈을 가지는 형상인 유기발광장치.
  5. 광 투광성의 기판을 마련하는 과정;
    상기 기판 상에 광 투광성의 도전층을 형성하는 과정;
    상기 도전층의 복수의 일부 영역을 에칭하여, 일 방향으로 나열되며, 상호 이격 형성된 복수의 도전부를 형성하여 제 1 전극을 형성하는 과정;
    연속 배치된 2개의 상기 도전부 사이에 대응하는 기판 영역을 에칭하여, 상기 복수의 도전부의 나열 방향으로 나열되며, 상기 도전부와 교대 위치하도록, 상기 기판에 복수의 홈을 마련하는 과정;
    상기 기판 중, 상기 복수의 홈의 주변벽과 상기 제 1 전극 상에 유기물층을 형성하는 과정; 및
    상기 유기물층 상에 제 2 전극을 형성하는 과정;
    을 포함하는 유기발광장치의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 전극을 형성하는데 있어서, 반사 특성을 가지는 재료로 형성하는 유기발광장치의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 도전부와 교대 위치하도록, 상기 기판에 복수의 홈을 마련함으로써,
    상기 기판의 상부 표면은 상부에 상기 도전부가 형성되는 표면이며, 일 방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 제 1 표면, 상기 제 1 표면에 비해 높이가 낮으며, 상기 제 1 표면과 교대로 배치되도록 상호 이격된 복수의 제 2 표면, 상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 표면까지 연장 형성된 제 3 표면을 포함하며,
    상기 유기물층이 상기 도전부 상부, 상기 기판의 제 2 및 제 3 표면 상에 형성되는 유기발광장치의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 전극 상에 유기물층이 형성되는데 있어서,
    상기 유기물층은 상기 도전부 상에 형성되는 제 1 유기 영역, 상기 기판의 제 2 표면 상에 형성되는 제 2 유기 영역 및 상기 기판의 제 3 표면 상에 형성되는 제 3 영역을 포함하도록 형성되고,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 내지 제 3 유기 영역 상에 형성되어, 상기 기판에 마련된 복수의 홈의 나열 방향으로 나열되며, 상호 이격된 복수의 홈을 가지도록 형성되는 유기발광장치의 제조 방법.
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