구조화된 발광 전환층 document_id A220623107864

발광다이오드들(light emitting diodes;LEDs)에 기초하는 디스플레이 및 발광 시스템들은 다양하게 응용된다. 그러한 디스플레이 및 발광 시스템들은 개개의 LEDs의 열들과 같은 다수 개의 광-전자 소자들("소자들")의 배열에 의해서 설계된다. 반도체 기술에 기초하는 LEDs 전통적으로 무기 재료들을 사용하여 왔으나, 최근에는, 유기 LED("OLED")가 잠재적인 대체물이 되어왔다. 유기 재료들을 포함하는 다른 소자들/장치들의 예는 유기 태양전지들, 유기 트랜지스터들, 유기 디텍터들(dectors), 및 유기 레이저들을 포함한다. OLED는 전형적으로 애노드층 및 캐소드층을 분리하는 둘 이상의 유기 박막들(예를 들어, 전기적으로 도체인 유기층 및 광을 발생시키는 발광 유기층)을 포함한다. 순방향으로 적용되는 전위에서, 애노드는 적층된 유기층들로 정공들을 주입하는 동시에, 캐소드는 전자들을 주입한다. 주입된 정공들 및 전자들은 (외부로 적용되는 전기장의 영향 아래서) 반대 전극을 향하여 각각 이동하고, 광자의 방출하면서 발광층에서 재결합한다. 비슷한 장치 구조 및 장치 동작은 저분자 유기층들 및/또는 중합체 유기층들을 포함하는 OLEDs에 적용된다. 각각의 OLEDs는 수동/능동 매트릭스 OLED 디스플레이에서의 픽셀 소자이거나, 일반적인 영역 광원 또는 발광 소자로 사용되는 단일 소자 일 수 있다. 개개의 OLED 소자들 또는 장치들로부터의 OLED 광원들 및 OLED 디스플레이들의 형성은 당해 기술분야에서 널리 알려져 있다. 디스플레이들 및 광원들은 공통의 기판들, 애노드들 또는 캐소드들 및 사이에 샌드위치된 하나 이상의 공통 유기층들과 같은 하나 이상의 공통의 층들을 포함할 수 있다. 디스플레이들 및 광원들은 또한 광-저항 또는 절연체들, 버스 라인들, 전하 수송 및/또는 전하 주입층들, 등을 포함할 수 있다. 전형적으로, 투명 또는 반-투명 유리 기판이 배면-발광 OLED장치들로 사용된다. 공기 및 OLED 사이의 굴절률의 차이는 생성되는 광의 많은 부분을 웨이브 가이드 모드(wave guiding mode) 및 자기 흡수(self adsorption)에서의 전반사를 통하여 손실시킬 수 있다. OLED 장치의 발광면 상에 인광층 또는 산란층의 적용은 부피 산란 메카니즘(volumetric scattering mechanism)에 기인한 OLEDs의 출력을 향상시킨다. 광 추출은 OLED의 발광면의 텍스쳐링(texturing)에 의해서, 예를 들어, 공통적으로 양도되어 현재 동시 진행중이며, 2005년 8월 29일 출원되었으며, 출원번호 11/215,548의 US 특허출원 "OLEDs에서 이미지 조합을 위한 프리즘 마이크로구조화된 필름들의 사용"에서 기술된 것처럼 샌드 블래스팅(sand blasting) 또는 에칭에 의해서 향상될 수 있다. 또한, 발광의 특성은 광원의 연색성 지수(color rendering index;CRI)에 의해서 주어진다. CRI는 조명 아래에서 대상의 모든 컬러들을 나타내는 광원(발광원)의 측정이다. CRI는 발광장치의 표준화된 출력 스펙트럼에 따라 달라진다. 많은 응용들에 있어서, 짧은 파장 범위에서 광을 발생시키는 광원들 하나 이상의 발광 전환 재료층들(다운-전환층들(down-conversion layers))로 코팅되는 데, 발광 전환 재료들의 예로는 코팅되지 않은 광원과 비교하여 더 높은 CRI 광원을 형성하는 색-변환 재료들이다. 광원에 코팅된 색-변환 재료는 광원에 의해서 출사되는 광자들의 일부를 흡수하고 다른 파장으로 광자들을 출사한다. 색-변환 재료는 여기에서 더 낮은 파장의 광자들을 흡수하고 더 높은 파장으로 색-변환 재료의 양자 효율(quantum yield)에 따라서 흡수된 광자들 중 전부 또는 일부를 재출사(re-emitting)하는 재료로 정의된다. 광원에 의해서 출사되는 광자들 및 색-변환 재료에 의해서 출사되는 광자들의 비-흡수 비율은 코팅된 장치의 출력 스펙트럼을 구성한다. 발광 장치들에 있어서, 세륨 도핑된 석류석(garnets), 질화물 인광체(nitride phosphors), SrGa2S4:Eu2+ 또는 SrS:Eu2+ 등과 같은 이온 인광체(ionic phosphors), 형광 염료들(fluorescent dyes), 양자 점(quantum dots) 또는 공액 중합체(conjugated polymers)는 종종 발광 전환 재료들로 사용된다. 대부분의 장치들에서, 이러한 재료들은 투명한 매트릭스(transparent matrix), 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate), 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate;PMMA)에 용해되거나 삽입된다. 색-변환 재료를 포함하는 매트릭스는 종종 직접적으로 광원에 코팅되거나, 또는 장치 하우징(housing)의 재료로 사용된다. 통상적인 균일한 코팅들의 단점은 다음의 예에 의해서 설명된다. 예를 들어, 평평한 광원의 상부에 하나 이상의 다운-전환층들을 고려한다. 광원의 광 출력은 다운-전환층(들)의 광자 포화 한계(photon saturation limit) 아래이다. 이러한 경우, 장치의 출력 스펙트럼의 형상은 오직 층(들)의 두께 수치(들) 및 매트릭스에서의 인광체(들)의 농도(들)에 의해서만 조절된다. 많은 모든 가능한 출력 스펙트럼들은 이러한 다양한 농도들 또는 두께 수치들에 의해서 주어진다. 따라서, 한정된 범위에서 출력 스펙트럼들이 설계된다.