KR101213487B1

KR101213487B1 - 광추출효율이 향상된 유기전계 발광소자

Info

Publication number: KR101213487B1
Application number: KR1020060121789A
Authority: KR
Inventors: 이성훈; 김상열; 김무겸; 안필수
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2012-12-20
Also published as: US20080129191A1; KR20080050899A; US7750564B2

Abstract

광추출효율이 향상된 유기전계발광소자가 개시된다. 개시된 유기전계 발광소자는 투명기판과; 상기 투명기판 위에 마련되고 광투과성 재질로 이루어진 광경로조절층과; 상기 광경로조절층 위에 마련된 투명전극과; 상기 투명전극 위에 마련된 것으로, 한 층이상의 발광층을 구비하는 유기발광층과; 상기 유기발광층 위에 마련된 반사전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광추출효율이 향상된 유기전계 발광소자{High efficiency organic light emitting device}

도 1은 유기전계 발광소자의 일반적인 구조를 개략적으로 보인다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 보이는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 유기전계 발광소자와 특성을 비교하기 위한 제작된 비교예의 유기전계 발광소자를 보이는 도면이다.

도 4는 실시예와 비교예의 유기전계 발광소자에 대한 발광 스펙트럼으로 배면발광량 및 측면발광량을 측정하여 보인 그래프이다.

도 5는 적색발광층, 녹색발광층, 청색발광층에서 생성되는 R,G,B 내부 발광스펙트럼을 보이는 그래프이다.

도 6a 내지 도 6c는 광경로조절층의 두께가 750nm인 경우 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층의 위치에 동일한 점광원이 있는 것으로 가정하여, 각각으로부터 외부로 방출되는 광량에 대한 전산모사 그래프이다.

도 7a 내지 도 7c는 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우 청색발광층, 녹색발광층, 적색발광층의 위치에 동일한 점광원이 있는 것으로 가정하여, 각각으로부터 외부로 방출되는 광량에 대한 전산모사 그래프이다.

도 8은 도 5의 R,G,B에 대한 내부 발광스펙트럼과 도 6a 내지 도 7c의 그래프로부터 외부 발광스펙트럼을 보이는 그래프이다.

도 9a 및 도 9b는 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우와 광경로조절층이 없는 비교예에 대한 휘도 및 효율을 보이는 그래프이다.

도 10은 광경로조절층의 두께가 750nm인 경우의 유기전계 발광소자에 대한 색재현성을 보이는 그래프이다.

도 11은 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우의 유기전계 발광소자에 대한 색재현성을 보이는 그래프이다.

도 12 내지 도 14는 색좌표 그래프로서, 각각 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우, 750nm인 경우 및 광경로조절층이 없는 비교예에 대한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100,400...기판 130,630...광경로조절층

150,620...투명전극 200,500...유기발광층

150...발광층 430,320...반사전극

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 광경로조절층을 구비함으로써 광추출효율이 향상되고 색재현성이 개선된 유기전계 발광소자에 관한 것이다.

일반적으로, 유기전계 발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 애노드전극으로부터 공급되는 홀(hole)과 캐소드전극으로부터 공급되는 전자(electron)가 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 발광층 내에서 결합하여 엑시톤(exciton)이 형성되고 이 엑시톤이 발광 재결합(radiative recombination)을 하면서빛을 방출함으로서 화상을 형성하는 디스플레이 소자이다. 이러한 유기전계 발광소자는 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 얇은 두께, 낮은 제조 비용 및 높은 콘트라스트(contrast) 등과 같은 우수한 디스플레이 특성을 나타냄으로써 차세대 평판 디스플레이 소자(flat panel display device)로서 각광을 받고 있다.

유기전계 발광소자는 구동 방식에 따라 수동 매트릭스(passive matrix) 방식의 유기전계 발광소자와 능동 매일반적으로, 유기전계 발광소자(organic light emitting diode, OLED)는 애노드전극으로부터 공급되는 홀(hole)과 캐소드전극으로부터 공급되는 전자(electron)가 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 발광층 내에서 결합하여 빛을 방출함으로서 화상을 형성하는 디스플레이 소자이다. 이러한 유기전계 발광소자는 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 얇은 두께, 낮은 제조 비용 및 높은 콘트라스트(contrast) 등과 같은 우수한 디스플레이 특성을 나타냄으로써 차세대 평판 디스플레이 소자(flat panel display device)로서 각광을 받고 있다.트릭스(active matrix) 방식의 유기전계 발광소자로 나뉘어지며, 유기 발광층으로부터 발생된 빛이 방출되는 방향에 따라 배면 발광형 유기전계 발광소자와 전면 발광형 유기전계 발광소자로 나뉠 수 있다.

유기전계 발광소자는 유기발광층의 재질 선택에 따라 R,G,B 또는 백색광을 구현하며, 이러한 OLED 장치의 Full Color 기술 중 백색 OLED 장치는 OLED 장치에서 Mother glass의 대형화와 기존 LCD의 Color filter 기술을 이용하여 고정세의 Display를 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.

도 1은 유기전계 발광소자의 일반적인 구조를 개략적으로 보인다. 일반적인 유기전계 발광소자는 기판(10)에 투명전극(12), 홀주입층(14), 홀수송층(16), 발광층(18), 전자수송층(20), 전자주입층(22), 반사전극(24)이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 투명전극(12)과 반사전극(24) 사이에 직류전압을 인가하면 발광층(18)으로부터 전자와 정공의 결합에 의해 소정 파장의 광이 발생한다. 발광층(18)으로부터 출사하는 광의 일부는 투명전극(12)을 통과하여 방출된다. 이 때 각 층의 계면에서 광의 입사각이 임계각보다 큰 광은 외부로 방출되지 않는다. 발광층(18)에서 출사되는 발광량에 대하여 외부로 추출되는 광량의 비율을 광추출효율이라 하며, 발광층(18)에서 발생된 광자의 대부분은 내부반사로 인해 유기전계 발광소자의 내부에 트랩되고 광출력량에 기여하지 못하여 광추출효율은 대략 20%정도에 불과하다. 따라서, 광추출효율을 개선시키는 방안에 대한 연구가 필요하다.

2004년 SID(Society for Information Display) 발표에서 Sony가 논문번호 29.5L에서 발표하고 전시한 12.5인치 능동매트릭스 방식의 OLED 디스플레이는 전면 발광 방식으로 마이크로 캐비티 효과를 도입하기 위해 반사형 양극(anode) 상에 RGB 각 픽셀별로 서로 다른 두께의 ITO를 형성하여서 색순도 및 효율을 향상시켰다. 이 기술에서는 ITO의 두께를 서로 다르게 해야 하는 복잡한 공정이 들어가는 단점을 가지고 있다.

미국 공개 특허 US 2005/0194896 와 한국 특허 공개번호 10-2004-0030359에서는 광 추출 효율을 향상 시키기 위해 광 산란층을 포함하고 있다. 이 광 산란층은 미세구조를 가지는 산란 센터를 매트릭스 내에 도입하여 빛의 산란을 통해서 광 추출 효율을 향상 시키는 기술이다.

토요다 중앙 연구소의 Takahiro Shiga 등이 2003년 JAP Vol 93, 2003 페이지에 개제한 논문에서는 배면 발광형 백색 OLED 소자의 광 추출 효율을 향상 시키기는 기술에 관련된 특허이다. 이 기술에서는 유리 기판 위에 ITO/SiO₂/TiO₂ 다층 박막을 형성해서 두개의 유전체 미러를 이용해서 두 개의 모드를 가지는 다파장 마이크로 캐비티 구조를 보고하고 있다. 본 기술에서는 유리기판 상에 다층의 박막을 형성 시켜야 하는 복잡한 공정이 들어가는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 간단한 구조에 의해 광추출효율을 증가시킬 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 투명기판과; 상기 투명기판 위에 마련되고 광투과성 재질로 이루어진 광경로조절층과; 상기 광경로조절층 위에 마련된 투명전극과; 상기 투명전극 위에 마련된 것으로, 한 층이상의 발광층을 구비하는 유기발광층과; 상기 유기발광층 위에 마련된 반사전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 기판과; 상기 기판 위에 마련된 반사전극과; 상기 반사전극 위에 마련된 것으로, 발광층을 구비하는 유기발광층;과 상기 유기발광층 위에 마련된 투명전극; 및 상기 투명전극 위에 마련되고 광투과성 재질로 이루어진 광경로조절층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구조를 개략적으로 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 유기전계 발광소자는 기판(100), 투명전극(150), 유기발광층(200), 반사전극(320)을 포함하며, 기판(100)과 투명전극(150) 사이에는 광경로조절층(130)이 마련되어 있다.

기판(100)으로는 유리 기판이 채용될 수 있다. 투명전극(150)은 유기발광층(200)에 홀을 공급하는 애노드의 역할을 하는 것이다. 투명전극(150)으로는 광투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indume Zinc Oxide)와 같은 재료가 채용될 수 있다.

유기발광층(200)은 광을 생성하는 하나 이상의 층으로 이루어진 발광층(250)을 포함하여 구성된다. 본 실시예에서 유기발광층(200)은 홀주입층(210), 홀수송층(230), 발광층(250), 전자수송층(270), 전자주입층(290)이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있으며, 발광층(250)은 청색 발광층(252), 녹색 발광층(254), 적색 발광층(256)으로 이루어져있다.

광경로조절층(130)은 유기전계 발광소자의 외부로 방출되는 광량을 증가시키기 위해 마련되는 것으로, 광투과성 물질로 이루어진다. 유기물, 산화물, 질화물, 황화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, Al₂O₃, BaO, MgO, HfO₂, ZrO2, CaO₂, SrO₂, Y₂O₃, Si₃N₄, AlN, GaN, ZnS, CdS로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 조합으로 구성된다. 광경로조절층(130)의 광투과도는 가시광선 영역에서 대략 90%이상이 되는 것이 좋다. 또한, 광경로조절층(130)의 굴절률은 투명전극(150)과의 굴절률 차이가 대략 10% 이내가 되도록 하는 것이 좋다. 투명전극(150)의 굴절률을 고려할 때, 광경로조절층(130)의 굴절률은 가시광선 영역에서 1.6~2.4 사이에 있는 것이 좋다.

반사전극(320)은 유기발광층(200)에 전자를 공급하는 캐소드의 역할을 하는 것이다. 반사전극(320)으로는 반사성이 좋은 금속물질, 예를 들어 Al과 같은 재질로 구성된다.

본 실시예의 유기전계 발광소자가 개선된 발광특성을 갖는 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다. 투명전극(150)과 반사전극(320) 사이에 전압이 인가되면, 캐 소드인 반사전극(320)에서 공급하는 전자와 애노드인 투명전극(150)에서 공급하는 홀이 발광층(250)에서 결합하여 엑시톤 (exciton)이 형성되고 이 엑시톤이 발광 재결합(radiative recombination)을 하면서 광이 생성된다. 이 때, 생성된 광의 발광 파장에 비해서 엑시톤이 형성된 위치가 반사 전극(320)과의 거리가 아주 가까이 있기 때문에 광학 간섭현상에 의해서 형성된 광의 특정 파장의 비율이나 방향이 큰 영향을 받는다. 또한 유기발광층(200)을 구성하는 각 층의 두께가 광학 파장에 비해 작기 때문에 이렇게 생성된 광이 최종적으로 유기전계 발광소자의 외부로 방출되기 위해서는 각 층들의 경계에서의 다층 반사-투과 및 간섭 현상들을 모두 만족하여야 한다. 여기에서 유기전계 발광소자를 광학적으로 모델을 세워보면, 유리 재질로 된 기판(100)의 굴절률은 1.5이며, 유기발광층(200)을 구성하는 각 층의 굴절률은 대략 1.6~1.8 정도로 비슷하고 투명전극(150)의 굴절률(1.8~2.2) 과도 큰 차이가 나지 않기 때문에, 굴절률 차이가 가장 큰 기판(100)과 투명전극(150) 사이를 부분 반사거울로 하고 캐소드인 반사전극(320)을 완전반사거울로 하는 약한 마이크로 캐비티로 간략화(simplify) 할 수 있다. 이 캐비티의 길이, 거울의 반사 및 투과율의 관계에서 특정 캐비티 모드를 형성할 수 있다. 본 발명에서 광경로조절층은 캐비티 길이, 부분 반사거울의 반사 및 투과도를 최적화하기 위해 도입된 것으로, 그 두께 및 굴절률을 적절히 선택함으로써 방출되는 광량의 증가에 기여하게 된다. 이는 후술하는 구체적인 실험데이터, 전산모사데이터로부터 보다 상세히 설명된다.

도 3은 본 발명의 실시예의 유기전계 발광소자와 특성을 비교하기 위한 제작된 비교예의 유기전계 발광소자를 보이는 도면이다. 비교예의 유기전계 발광소자는 다른 구성은 도 2의 실시예와 동일하며 광경로조절층(130)이 없다는 점에서만 차이가 있다.

먼저, 실시예의 유기전계 발광소자의 실 제작된 과정 및 구체적인 설계치수는 다음과 같다. 기판(100)으로 0.7mm 두께의 유리기판을 사용하며, 그 위에 광경로조절층(130)으로 750nm 두께의 SiNx를 증착한다. 다음, 광경로조절층(130) 위에 투명전극(150)으로 90nm 두께의 IZO를 소정 형상으로 패터닝한다. 다음, 중성세제, 탈이온수 및 이소프로필알콜 등의 용매를 사용하여 순차적으로 세정한 후, UV-오존 처리하였다. 다음, 홀주입층(210), 홀수송층(230), 청색 발광층(252), 녹색발광층(254), 적색 발광층(256), 전자수송층(270)을 순차적으로 증착하고 그 위에 홀주입층(290)으로 LiF를 1nm 두께로 증착한다. 다음, 반사전극(320)으로 알루미늄을 150nm 두께로 증착하고 질소 분위기에서 봉지(encapsulation)하였다.

비교예의 경우 다른 과정은 동일하며, 유리기판 위에 SiNx층을 증착하지 않은 점에서만 차이가 있다.

도 4는 실시예와 비교예의 유기전계 발광소자에 대한 발광스펙트럼으로 배면발광량 및 측면발광량을 함께 보이는 것으로, 실시예의 경우 광추출효율이 높아진 이유를 설명한다. 배면발광량으로 표시된 그래프는 기판에 대해 수직방향으로 측정된 스펙트럼이고, 측면발광량으로 표시된 그래프는 기판의 측면에서 측정한 스펙트럼이다. 그래프들을 참조하면, 광경로조절층이 없는 비교예의 경우 녹색과 적색 대역에서의 측면발광량이 배면발광량보다 우세하게 나타나고 있다. 즉, 기판의 배면으로 방출되지 못하고 기판 내부에서 도파되는 광이 많아 효율이 낮다. 광경로조절 층을 구비한 실시예의 경우, 측면발광량이 비교예의 경우보다 적으며, 따라서, 배면발광량은 적색, 녹색, 청색대역에서 모두 비교예보다 크게 나타나고 있다. 이는 광경로조절층을 구비함으로써 캐비티 길이가 최적화되어 방출 모드가 많아진 것으로 풀이될 수 있다.

또한, 휘도/전류밀도로 정의되는 효율은 실시예의 경우 휘도 6000cd/m2를 기준으로 하였을 때, 9.2cd/A로 비교예의 7cd/A보다 높은 것으로 측정되었다.

이하에서는 본 발명에서 광경로조절층의 두께(t)가 750nm, 660nm인 경우의 광학적 특성에 대해 전산모사 데이터를 토대로 한 도 5 내지 도 14의 도면들과 함께 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 광경로조절층의 두께가 750nm인 경우 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층의 위치에 동일한 점광원이 있는 것으로 가정하여, 각각으로부터 외부로 방출되는 광량에 대한 전산모사 그래프이고, 도 7a 내지 도 7c는 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우 청색발광층, 녹색발광층, 적색발광층의 위치에 동일한 점광원이 있는 것으로 가정하여, 각각으로부터 외부로 방출되는 광량에 대한 전산모사 그래프이다. 그래프들을 참조하면, R,G,B 대역을 각각 파장이 620nm~630nm, 520nm~530nm, 460nm~470nm 이라고 볼 때, 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우 R,G,B 각 대역에서 방출되는 광량이 대략 10% 정도 향상된 것으로 나타나고 있다.

도 8은 6a 내지 도 7c의 그래프에 도 5의 R,G,B에 대한 내부 발광스펙트럼을 3.1:1.4:5.5의 비율로 곱하여 외부 발광스펙트럼을 전산모사한 그래프이다. 여기서 상기 비율은 도 5가 정규화(normalization)된 값이므로 내부 발광스펙트럼이 실 제작된 발광층의 특성에 부합하도록 곱해진 것이다. 그래프를 참조하면, 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우가 750nm인 경우보다 방출광량이 많음을 보다 명확히 볼 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 광경로조절층의 두께가 660nm인 경우와 광경로조절층이 없는 비교예에 대한 휘도 및 효율을 전산모사하여 보인 그래프이다. 그래프들을 참조하면, 광경로조절층의 두께가 660nm인 실시예의 경우 전류밀도에 대한 휘도의 비로 정의되는 효율이 약 9cd/A 이상으로 비교예의 경우보다 높게 나타나고 있다.

도 10 및 도 11은 색재현성을 보이는 스펙트럼으로, 각각 광경로조절층의 두께(t)가 750nm와 660nm인 경우에 대한 도 8의 외부 발광스펙트럼에 R,G,B 각각의 컬러필터에 대한 투과도를 곱하여 전산모사한 것이다.

도 12 내지 도 14는 색좌표 그래프를 나타낸 것으로, 각각 광경로조절층의 두께가 660nm인 실시예, 광경로조절층의 두께가 750nm인 실시예 및 광경로조절층이 없는 비교예에 대한 것이다. 각 그래프에서 NTSC(National Television System Committee) 색좌표를 함께 도시하였고, 바깥쪽 삼각형이 NTSC 색좌표를 나타낸다.

다음 표 1 내지 표 3은 도 12 내지 도 14의 색좌표 그래프로부터 실시예 및 비교예의 색좌표를 산출한 것이다.

		x	y
original	W	0.293	0.333
color filter	W	0.292	0.351
	R	0.672	0.321
	G	0.217	0.602
	B	0.123	0.351

		x	y
original	W	0.285	0.330
color filter	W	0.281	0.351
	R	0.668	0.324
	G	0.219	0.598
	B	0.124	0.111

		x	y
original	W	0.209	0.274
color filter	W	0.203	0.300
	R	0.647	0.324
	G	0.195	0.591
	B	0.129	0.089

표 4는 R,G,B 색좌표로부터 광경로층의 두께가 660nm인 경우, 광경로조절층의 두께가 750nm인 경우 및 광경로조절층이 없는 비교예에 대한 색재현범위를 산출한 것이다. 색재현범위는 R,G,B 색좌표에 의한 삼각형 면적을 NTSC 기준의 R,G,B 색좌표에 의한 삼각형 면적에 대한 비율로 나타낸다.

	NTSC대비 색재현범위(%)
실시예(t=660nm)	79.6
실시예(t=750nm)	77.4
비교예	77.2

표를 참조하면, 실시예의 색재현범위는 광경로조절층의 두께가 660nm인 NTSC 대비 79.6%로 나타나 비교예의 경우보다 향상된 것을 알 수 있다. 또한, 광경로조절층의 두께가 660nm인 쪽이 750nm인 경우보다 색재현성이 좋다. 백색 유기전계 발광소자에서는 2파장형 3파장형 모두를 고려할 때, 광경로조절층과 투명전극의 두께의 합은 400nm에서 900nm 범위에 있는 것이 좋다. 두께의 범위가 400~900 nm 사이에 있으면 유기층의 두께를 고려할 시에 캐비티 모드를 2~3개 정도로 설계를 할 수 있다.

이상 기술한 실험 및 전산모사에 대한 설계 데이터는 예시적인 것이며, 이는 다양하게 변형되어 적용될 수 있다. 예를 들어, 배면에 마련되는 애노드를 투명전극으로 구성한 배면발광형 유기전계 발광소자로 설명하였으나, 캐소드를 투명전극으로 한 전면발광형 유기전계 발광소자에 적용할 수 있다. 또한, 발광층이 적색 발광층, 녹색발광층, 청색발광층으로 구성되는 3파장형 백색 유기전계 발광소자로 설명되었으나, 상기 세 발광층의 적층 순서가 상이하여도 가능함은 물론이고, 백색광을 구현하는 다른 방법으로 보색관계를 이용하는 2파장형 백색 유기전계 발광소자에 적용 가능하다. 또한, 어느 하나만을 구비하여 단색광을 발광하는 유기전계 발광소자에 적용될 수도 있다. 각각의 경우 광경로조절층의 두께는 해당되는 방출모드의 광량을 극대화하기에 알맞은 두께로 최적화될 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 유기전계 발광소자에 대한 것으로, 광경로조절층을 구비한 전면발광형 유기전계 발광소자이다. 기판(400) 위에, 순차적으로 적층된 반사전극(430), 유기발광층(500), 투명전극(620), 광경로조절층(630)을 포함하며, 유기발광층(500)에서 생성된 광이 투명전극(620)을 통해 전면으로 방출되도록 배치된 점에서 도 2의 실시예와 차이가 있다. 광경로조절층(630)은 유기전계 발광소자의 외부로 방출되는 광량을 증가시키기 위해 마련되는 것으로, 광투과성 물질로 이루어진다. 유기물, 산화물, 질화물, 황화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, Al₂O₃, BaO, MgO, HfO₂, ZrO2, CaO₂, SrO₂, Y₂O₃, Si₃N₄, AlN, GaN, ZnS, CdS로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 조합으로 구성된다. 광경로조절층(630)의 광투과도는 가시광선 영역에서 대략 90%이상이 되는 것이 좋다. 또한, 광경로조절층(630)의 굴절률은 투명전극(620)과의 굴절률 차이가 대략 10% 이내가 되도록 하는 것이 좋다. 투명전극(620)의 굴절률을 고려할 때, 광경로조절층(630)의 굴절률은 가시광선 영역에서 1.6~2.4 사이에 있는 것이 좋다. 이러한 광경로조절층(630)을 구비한 유기전계 발광소자가 개선된 발광특성을 갖는 원리는 도 2의 실시예에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.

본 발명에 따른 유기발광소자는 적절한 두께의 광경로조절층을 구비함으로써 광추출효율이 향상되며 색재현성이 개선된다는 이점이 있다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 내에서 정해져야만 할 것이다.

Claims

투명기판과;

상기 투명기판 위에 마련되고 광투과성 재질로 이루어진 광경로조절층과;

상기 광경로조절층 위에 마련된 투명전극과;

상기 투명전극 위에 마련된 것으로, 한 층이상의 발광층을 구비하는 유기발광층과;

상기 유기발광층 위에 마련된 반사전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 광경로조절층은 가시광선 영역에서의 광투과도가 90% 이상인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 광경로조절층은 상기 투명전극과의 굴절률차이가 10% 이내인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 광경로조절층의 굴절률은 가시광선 영역에서 1.6~2.4 사이인 것을 특징 으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 유기발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하여 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제5항에 있어서,

상기 투명전극과 상기 광경로조절층의 두께의 합이 400nm 이상이고 900nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 유기발광층은 보색관계에 있는 두가지 색의 광을 생성하는 발광층을 포함하여 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제7항에 있어서,

상기 투명전극과 상기 광경로조절층의 두께의 합이 400nm 이상이고 900nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항에 있어서,

상기 유기발광층은 단색광을 생성하는 발광층을 포함하여 단색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광경로조절층은 유기물, 산화물, 질화물, 황화물로 이루어진 군에서 선택된 한 개 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제10항에 있어서,

상기 광경로조절층은 Al₂O₃, BaO, MgO, HfO₂, ZrO2, CaO₂, SrO₂, Y₂O₃, Si₃N₄, AlN, GaN, ZnS, CdS로 이루어진 군에서 선택된 한 개 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
기판과;

상기 기판 위에 마련된 반사전극과;

상기 반사전극 위에 마련된 것으로, 발광층을 구비하는 유기발광층;과

상기 유기발광층 위에 마련된 투명전극; 및

상기 투명전극 위에 마련되고 광투과성 재질로 이루어진 광경로조절층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자
제12항에 있어서,

상기 광경로조절층은 가시광선 영역에서의 광투과도가 90%이상인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항에 있어서,

상기 광경로조절층은 상기 투명전극과의 굴절률차이가 10% 이내인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항에 있어서,

상기 광경로조절층의 굴절률은 가시광선 영역에서 1.6~2.4 사이인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항에 있어서,

상기 유기발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하여 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항에 있어서,

상기 유기발광층은 보색관계에 있는 두가지 색의 광을 생성하는 발광층을 포함하여 백색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항에 있어서,

상기 유기발광층은 단색광을 생성하는 발광층을 포함하여 단색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광경로조절층은 유기물, 산화물, 질화물, 황화물로 이루어진 군에서 선택된 한 개 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
제19항에 있어서,

상기 광경로조절층은 Al₂O₃, BaO, MgO, HfO₂, ZrO2, CaO₂, SrO₂, Y₂O₃, Si₃N₄, AlN, GaN, ZnS, CdS로 이루어진 군에서 선택된 한 개 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.