KR101470294B1 - Metallic oxide thin film substrate and oled including the same - Google Patents

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박준형
백일희
윤근상
박정우
윤홍
이주영
이현희
최은호
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코닝정밀소재 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a metallic oxide thin film substrate and, more specifically, to a metallic oxide thin film substrate and an organic light emitting diode comprising the same, capable of improving optical extraction efficiency in case of being applied as an internal optical extraction substrate of an organic light emitting diode. The metallic oxide thin film substrate, which is arranged on one surface to exit light emitted from an organic light emitting diode to the outside, comprises: a base substrate; a first metallic oxide thin film which is formed on the base substrate; and a second metallic oxide thin film which is formed on the first metallic oxide thin film, is arranged on the organic light emitting diode, and includes a metallic oxide having a refraction index different from that of the first metallic oxide thin film, wherein one surface of the first metallic oxide thin film which is in contact with the base substrate and the other surface of the first metallic oxide thin film which is in contact with the second metallic oxide thin film have an asymmetrical structure.

Description

금속산화물 박막 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자{METALLIC OXIDE THIN FILM SUBSTRATE AND OLED INCLUDING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a metal oxide thin film substrate,

본 발명은 금속산화물 박막 기판에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유기발광소자의 내부 광추출 기판으로 적용 시 이의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 금속산화물 박막 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal oxide thin film substrate, and more particularly, to a metal oxide thin film substrate capable of improving its light extraction efficiency when applied to an internal light extraction substrate of an organic light emitting device, and an organic light emitting device including the same.

일반적으로, 유기발광소자(organic light emitting diode; OLED)는 애노드(anode), 발광층 및 캐소드(cathode)를 포함하여 형성된다. 여기서, 애노드와 캐소드 간에 전압을 인가하면, 정공은 애노드로부터 전공 주입층 내로 주입되고 전공 수송층을 거쳐 발광층으로 이동되며, 전자는 캐소드로부터 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.Generally, an organic light emitting diode (OLED) includes an anode, a light emitting layer, and a cathode. Here, when a voltage is applied between the anode and the cathode, holes are injected from the anode into the electron injection layer, and the electrons are injected into the electron injection layer through the electron transport layer and the electron transport layer. At this time, the holes and electrons injected into the light emitting layer recombine in the light emitting layer to generate excitons, and the excitons emit light while transitioning from an excited state to a ground state.

한편, 이러한 유기발광소자로 이루어진 유기 발광 표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 N×M개의 화소들을 구동하는 방식에 따라, 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나뉘어진다.Meanwhile, the OLED display is divided into a passive matrix and an active matrix according to a method of driving N × M pixels arranged in a matrix form.

여기서, 능동 매트릭스 방식의 경우 단위화소 영역에는 발광영역을 정의하는 화소전극과 이 화소전극에 전류 또는 전압을 인가하기 위한 단위화소 구동회로가 위치하게 된다. 이때, 단위화소 구동회로는 적어도 두 개의 박막트랜지스터(thin film transistor; TFT)와 하나의 캐패시터(capacitor)를 구비하며, 이를 통해, 화소수와 상관없이 일정한 전류의 공급이 가능해져 안정적인 휘도를 나타낼 수 있다. 이러한 능동 매트릭스 방식의 유기 발광 표시장치는 전력 소모가 적어, 고해상도 및 대형 디스플레이의 적용에 유리하다는 장점을 갖고 있다.Here, in the case of the active matrix type, a unit pixel region defining a light emitting region and a unit pixel driving circuit for applying a current or voltage to the pixel electrode are located in a unit pixel region. At this time, the unit pixel driving circuit has at least two thin film transistors (TFTs) and one capacitor, through which a constant current can be supplied irrespective of the number of pixels, have. Such an active matrix type organic light emitting display has a merit that it consumes less power and is advantageous for high resolution and large display applications.

하지만, 도 3에 도시한 바와 같이, 유기발광소자는 발광량의 약 20%만 외부로 방출되고 80% 정도의 빛은 유리 기판(10)과 애노드(20) 및 정공 주입층, 정공수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함한 유기 발광층(30)의 굴절률 차이에 의한 도파관(wave guiding) 효과와 유리 기판(10)과 공기의 굴절률 차이에 의한 전반사 효과로 손실된다. 즉, 내부 유기 발광층(30)의 굴절률은 1.7 내지 1.8이고, 애노드(20)로 일반적으로 사용되는 ITO의 굴절률은 1.9 내지 2.0이다. 이때, 두 층의 두께는 대략 100 내지 400㎚로 매우 얇고, 유리 기판(10)으로 사용되는 유리의 굴절률은 1.5 정도이므로, 유기발광소자 내에는 평면 도파로가 자연스럽게 형성된다. 계산에 의하면, 상기 원인에 의한 내부 도파모드로 손실되는 빛의 비율이 약 45%에 이른다. 그리고 유리 기판(10)의 굴절률은 약 1.5이고, 외부 공기의 굴절률은 1.0이므로, 유리 기판(10)에서 외부로 빛이 빠져 나갈 때, 임계각 이상으로 입사되는 빛은 전반사를 일으켜 유리 기판(10) 내부에 고립되는데, 이렇게 고립된 빛의 비율은 약 35%에 이르기 때문에, 불과 발광량의 20% 정도만 외부로 방출된다. 여기서, 참조번호 31, 32, 33은 유기 발광층(30)을 구성하는 구성요소로, 31은 정공 주입층과 정공 수송층, 32는 발광층, 33은 전자 주입층과 전자 수송층을 나타낸다.However, as shown in FIG. 3, only about 20% of the emission amount of the organic light emitting device is emitted to the outside, and about 80% of the light is emitted to the glass substrate 10, the anode 20 and the hole injection layer, The waveguiding effect due to the refractive index difference of the organic light emitting layer 30 including the electron transporting layer and the electron injection layer and the total reflection effect due to the difference in refractive index between the glass substrate 10 and the air are lost. That is, the refractive index of the internal organic light emitting layer 30 is 1.7 to 1.8, and the refractive index of ITO, which is generally used for the anode 20, is 1.9 to 2.0. At this time, the thicknesses of the two layers are very thin to about 100 to 400 nm, and the refractive index of the glass used as the glass substrate 10 is about 1.5, so that a planar waveguide is naturally formed in the organic light emitting device. According to the calculation, the ratio of light lost in the internal waveguide mode due to the above causes is about 45%. Since the refractive index of the glass substrate 10 is about 1.5 and the refractive index of the outside air is 1.0, when light exits from the glass substrate 10, light incident at a critical angle or more causes total reflection, Since the isolated light is about 35%, only about 20% of the emitted light is emitted to the outside. Reference numerals 31, 32, and 33 denote constituent elements of the organic light emitting layer 30, 31 denotes a hole injection layer and a hole transport layer, 32 denotes a light emitting layer, and 33 denotes an electron injection layer and an electron transport layer.

한편, 이를 해결하기 위한 대표적인 방법으로는 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array)를 이용한 외부 광추출 효율을 높이는 방법이 있다.As a typical method for solving the problem, there is a method of increasing the efficiency of extracting external light using a micro lens array.

또한, 내부 광추출 방법으로, 유리 기판(10)과 애노드(20) 사이에 광 도파 경로를 변경시키는 광추출층을 형성하는 방법이 있다. 이러한 내부 광추출은 광 도파 모드로 소실되는 광을 추출함으로써 외부 광추출에 비해 효율 증대 가능성이 훨씬 높은 장점이 있다. 이때, 이러한 내부 광추출층의 광추출 효과를 높이기 위해서는 광추출층의 표면이 요철 구조로 형성되어야 한다. 하지만, 이 경우, 이와 맞닿는 애노드(20) 형상이 요철 형상을 따라 가게 되어, 애노드(20)에 국부적으로 뾰족한 부분이 발생할 가능성이 높아지고, 이와 같이, 애노드(20)에 뾰족하게 돌출된 부분이 있으면, 그 부분에 전류가 집중되어 큰 누설전류의 원인이 되거나 전력 효율의 저하를 가져온다.There is also a method of forming a light extracting layer between the glass substrate 10 and the anode 20 by changing the optical waveguide path by an internal light extracting method. This internal light extraction is advantageous in that it is much more likely to increase efficiency than external light extraction by extracting light that is lost in the optical waveguide mode. At this time, in order to enhance the light extracting effect of the inner light extracting layer, the surface of the light extracting layer must be formed with a concave-convex structure. However, in this case, the shape of the anode 20 abutting on the anode 20 comes to follow the shape of the concavo-convex shape, so that there is a high possibility that a sharp point locally occurs on the anode 20. Thus, when there is a sharp protruding portion on the anode 20 , A current is concentrated at that portion, which causes a large leakage current or causes a decrease in power efficiency.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0012464호(2013.02.04.)Korean Patent Publication No. 10-2013-0012464 (Feb.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유기발광소자의 내부 광추출 기판으로 적용 시 이의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 금속산화물 박막 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a metal oxide thin film substrate which can improve its light extraction efficiency when applied to an internal light extraction substrate of an organic light emitting diode, And an organic electroluminescent device.

이를 위해, 본 발명은, 유기발광소자로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 일면에 배치되는 금속산화물 박막 기판에 있어서, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되는 제1 금속산화물 박막; 및 상기 제1 금속산화물 박막 상에 형성되고, 상기 유기발광소자 상에 배치되며, 상기 제1 금속산화물 박막과 굴절률이 다른 금속산화물로 이루어지는 제2 금속산화물 박막을 포함하되, 상기 베이스 기판과 접하는 상기 제1 금속산화물 박막의 일면과 상기 제2 금속산화물 박막과 접하는 상기 제1 금속산화물 박막의 타면은 비대칭 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판을 제공한다.To this end, the present invention provides a metal oxide thin film substrate disposed on one surface of a substrate on which light emitted from an organic light emitting device is emitted to the outside, comprising: a base substrate; A first metal oxide thin film formed on the base substrate; And a second metal oxide thin film formed on the first metal oxide thin film and disposed on the organic light emitting device, the second metal oxide thin film being made of a metal oxide having a different refractive index from the first metal oxide thin film, And the other surface of the first metal oxide thin film contacting the one surface of the first metal oxide thin film and the second metal oxide thin film has an asymmetric structure.

여기서, 상기 제1 금속산화물 박막의 일면은 평탄면으로 이루어져 있고, 상기 제2 금속산화물 박막의 타면은 요철 구조로 이루어져 있을 수 있다.Here, one surface of the first metal oxide thin film may be a flat surface, and the other surface of the second metal oxide thin film may have a concave and convex structure.

이때, 상기 요철 구조를 이루는 다수의 요철은 동일 또는 다른 형상으로 이루어져 있을 수 있다.At this time, the plurality of concavities and convexities forming the concave-convex structure may be the same or different.

또한, 상기 요철 구조를 이루는 다수의 요철은 동일 또는 다른 높이로 형성되어 있을 수 있다.Further, the plurality of irregularities forming the irregular structure may be formed at the same or different heights.

그리고 상기 제1 금속산화물 박막은 상기 제2 금속산화물 박막보다 상대적인 굴절률이 큰 금속산화물로 이루어질 수 있다.The first metal oxide thin film may be made of a metal oxide having a relatively higher refractive index than the second metal oxide thin film.

이때, 상기 제1 금속산화물 박막은 ZnO로 이루어지고, 상기 제2 금속산화물 박막은 SiO2로 이루어질 수 있다.At this time, the first metal oxide thin film may be made of ZnO, and the second metal oxide thin film may be made of SiO 2 .

또한, 상기 유기발광소자와 접하는 상기 제2 금속산화물 박막의 일면은 평탄면을 이룰 수 있다.In addition, one surface of the second metal oxide thin film in contact with the organic light emitting element may have a flat surface.

그리고 상기 제1 금속산화물 박막이 형성되어 있는 상기 베이스 기판의 일면과 대응되는 타면에 형성되는 제3 금속산화물 박막을 더 포함할 수 있다.And a third metal oxide thin film formed on the other surface corresponding to one surface of the base substrate on which the first metal oxide thin film is formed.

이때, 상기 제3 금속산화물 박막의 표면은 요철 구조를 이룰 수 있다.At this time, the surface of the third metal oxide thin film may have a concave-convex structure.

한편, 본 발명은, 상기의 금속산화물 박막 기판을 내부 광추출 기판으로 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting device comprising the above-described metal oxide thin film substrate as an internal light extracting substrate.

본 발명에 따르면, 베이스 기판 상에 상, 하 비대칭 구조를 이루는 제1 금속산화물 박막이 형성되고, 이와 굴절률이 다른 제2 금속산화물 박막이 제1 금속산화물 박막의 표면에 형성되어 비대칭 반사면 구조를 이룸으로써, 유기발광소자의 내부 광추출 기판으로 적용 시 외부로 추출되지 않고 다시 반사되어 유기발광소자 측으로 되돌아오는 빛이 유기발광소자에 흡수되기 전, 이를 다시 외부로 반사시킬 수 있고, 이를 통해, 유기발광소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 저 전류로도 유기발광소자를 구동할 수 있게 되어, 유기발광소자의 소비 전력을 감소시킬 수 있고, 휘도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a first metal oxide thin film having an asymmetric structure is formed on a base substrate, and a second metal oxide thin film having a different refractive index is formed on the surface of the first metal oxide thin film to form an asymmetric reflective surface structure When the organic light emitting device is applied as an internal light extracting substrate, the light reflected back without being extracted to the outside and returned to the organic light emitting device can be reflected to the outside before being absorbed into the organic light emitting device, The light extraction efficiency of the organic light emitting device can be improved. Accordingly, the organic light emitting device can be driven with a low current, so that the power consumption of the organic light emitting device can be reduced and the brightness can be improved.

또한, 본 발명에 따르면, 유기발광소자의 애노드와 맞닿는 제2 금속산화물 박막의 표면이 평탄면을 이룸으로써, 종래 이들 계면에 구비되던 평탄막을 생략할 수 있고, 종래 광추출 효율 개선을 위해 애노드와 맞닿는 금속산화물 박막 표면에 형성시킨 요철 구조로 인해, 애노드에 큰 누설전류가 발생되던 현상을 방지 혹은 최소화시킬 수 있다.
In addition, according to the present invention, since the surface of the second metal oxide thin film contacting the anode of the organic light emitting element has a flat surface, the flat film provided at the interface can be omitted, and in order to improve the conventional light extraction efficiency, It is possible to prevent or minimize a phenomenon in which a large leakage current is generated in the anode due to the concavo-convex structure formed on the surface of the metal oxide thin film to be abutted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판 및 이를 내부 광추출층 기판으로 구비하는 유기발광소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판의 단면을 주사전자현미경으로 촬영한 사진.
도 3은 종래 기술에 따른 유기발광소자의 광추출 효율을 설명하기 위한 개념도.1 is a cross-sectional view schematically showing a metal oxide thin film substrate according to an embodiment of the present invention and an organic light emitting device including the same as an inner light extracting layer substrate.
2 is a photograph of a cross section of a metal oxide thin film substrate according to an embodiment of the present invention taken by a scanning electron microscope.
3 is a conceptual diagram for explaining light extraction efficiency of an organic light emitting device according to the related art.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a metal oxide thin film substrate and an organic light emitting device including the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)은 유기발광소자(1)를 채용한 디스플레이 또는 조명의 휘도를 향상시키기 위해 유기발광소자(1)의 광추출 효율을 향상시키는 기능성 박막 기판이다. 이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)은 유기발광소자(1)로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 일면에 배치된다.1, a metal oxide thin film substrate 100 according to an embodiment of the present invention includes a light extracting unit 1 for emitting light of an organic light emitting element 1 in order to improve brightness of a display or illumination employing the organic light emitting element 1, It is a functional thin film substrate that improves efficiency. To this end, the metal oxide thin film substrate 100 according to the embodiment of the present invention is disposed on one surface of the organic light emitting diode 1 where light emitted from the organic light emitting diode 1 is emitted to the outside.

이러한 금속산화물 박막 기판(100)은 베이스 기판(110), 제1 금속산화물 박막(120) 및 제2 금속산화물 박막(130)을 포함하여 형성된다.
The metal oxide thin film substrate 100 includes a base substrate 110, a first metal oxide thin film 120, and a second metal oxide thin film 130.

베이스 기판(110)은 이의 일면에 차례로 적층 형성되는 제1 금속산화물 박막(120) 및 제2 금속산화물 박막(130)을 지지하는 기판이다. 또한, 베이스 기판(110)은 유기발광소자(1)의 전방, 즉, 유기발광소자(1)로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 방향에 배치되어, 발광된 빛을 외부로 투과시킨다. 그리고 베이스 기판(110)은 유기발광소자(1)를 외부 환경으로부터 보호하는 봉지(encapsulation) 기판으로서의 역할을 한다.The base substrate 110 is a substrate for supporting the first metal oxide thin film 120 and the second metal oxide thin film 130 which are sequentially stacked on one surface thereof. The base substrate 110 is disposed in front of the organic light emitting diode 1, that is, in a direction in which light emitted from the organic light emitting diode 1 is emitted to the outside, and transmits the emitted light to the outside. The base substrate 110 serves as an encapsulation substrate for protecting the organic light emitting device 1 from the external environment.

이러한 베이스 기판(110)은 투명 기판으로, 광 투과율이 우수하고 기계적인 물성이 우수한 것이면 어느 것이든 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 기판(110)으로는 열경화 또는 UV 경화가 가능한 유기필름인 고분자 계열의 물질이나 화학강화유리인 소다라임 유리(SiO2-CaO-Na2O) 또는 알루미노실리케이트계 유리(SiO2-Al2O3-Na2O)가 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)을 내부 광추출 기판으로 채용한 유기발광소자(1)가 조명용인 경우, 베이스 기판(110)으로는 소다라임 유리가 사용될 수 있고, 유기발광소자(1)가 디스플레이용인 경우에는 알루미노실리케이트계 유리가 베이스 기판(110)으로 사용될 수 있다. 또한, 베이스 기판(110)으로는 금속산화물이나 금속질화물로 이루어진 기판이 사용될 수도 있다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판(110)으로 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리가 사용될 수 있는데, 이러한 박판 유리는 퓨전(fusion) 공법 또는 플로팅(floating) 공법을 통해 제조될 수 있다.
The base substrate 110 is a transparent substrate, and is not limited as long as it has excellent light transmittance and excellent mechanical properties. For example, the base substrate 110 may be made of a polymer material or an organic tempered glass such as soda lime glass (SiO 2 -CaO-Na 2 O) or aluminosilicate glass SiO 2 -Al 2 O 3 -Na 2 O) may be used. Here, in the case where the organic light emitting device 1 employing the metal oxide thin film substrate 100 according to an embodiment of the present invention as an internal light extracting substrate is for illumination, soda lime glass may be used as the base substrate 110, When the organic light emitting diode 1 is for display, an aluminosilicate glass can be used as the base substrate 110. As the base substrate 110, a substrate made of a metal oxide or a metal nitride may be used. In the embodiment of the present invention, a thin plate glass having a thickness of 1.5 mm or less can be used as the base plate 110, and such thin plate glass can be manufactured by a fusion method or a floating method.

제1 금속산화물 박막(120)은 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 이러한 제1 금속산화물 박막(120)은 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)이 유기발광소자(1)의 내부 광추출 기판으로 적용 시 제2 금속산화물 박막(130)과 함께 유기발광소자(1)의 내부 광추출층으로서의 역할을 한다. 이를 위해, 제1 금속산화물 박막(120)은 제2 금속산화물 박막(130)과 굴절률이 다른 금속산화물로 이루어진다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는 제1 금속산화물 박막(120)이 제2 금속산화물 박막(130)보다 굴절률이 상대적으로 큰 금속산화물로 이루어진다. 예를 들어, 제1 금속산화물 박막(120)은 ZnO로 이루어질 수 있고, 제2 금속산화물 박막(130)은 ZnO보다 굴절률이 낮은 SiO2로 이루어질 수 있다.A first metal oxide thin film 120 is formed on the base substrate 110. When the metal oxide thin film substrate 100 according to the embodiment of the present invention is applied to the inner light extracting substrate of the organic light emitting diode 1, the first metal oxide thin film 120 may be formed together with the second metal oxide thin film 130 And serves as an internal light extracting layer of the light emitting element 1. For this, the first metal oxide thin film 120 is made of a metal oxide having a different refractive index from the second metal oxide thin film 130. At this time, in the embodiment of the present invention, the first metal oxide thin film 120 is made of a metal oxide having a relatively higher refractive index than the second metal oxide thin film 130. For example, the first metal oxide thin film 120 may be made of ZnO, and the second metal oxide thin film 130 may be made of SiO 2 having a lower refractive index than ZnO.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판(110)과 접하는 제1 금속산화물 박막(120)의 일면과 제2 금속산화물 박막(130)과 접하는 제1 금속산화물 박막(120)의 타면은 비대칭 구조를 이룬다. 즉, 본 발명의 실시 예에서, 베이스 기판(110)과 접하는 제1 금속산화물 박막(120)의 일면은 평탄면으로 이루어져 있을 수 있고, 제2 금속산화물 박막(130)과 접하는 제1 금속산화물 박막(120)의 타면은 다수의 요철(121)이 형성되어 있는 요철 구조로 이루어져 있을 수 있다.Here, in the embodiment of the present invention, the other surface of the first metal oxide thin film 120 in contact with the base substrate 110 and the first metal oxide thin film 120 in contact with the second metal oxide thin film 130 have an asymmetric structure It accomplishes. That is, in the embodiment of the present invention, one surface of the first metal oxide thin film 120 contacting the base substrate 110 may be a flat surface, and the first metal oxide thin film 130, which is in contact with the second metal oxide thin film 130, The other surface of the protrusion 120 may have a concavo-convex structure in which a plurality of protrusions 121 are formed.

이때, 도 2의 주사전자현미경 사진에서 보여지는 바와 같이, 요철 구조를 이루는 다수의 요철(121)은 동일한 형상으로 형성되어 있거나 각기 다른 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 요철(121)은 도시한 바와 같이, 좌우 대칭 형상 또는 좌우 비대칭 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 요철 구조를 이루는 다수의 요철(121)은 동일한 높이로 형성되거나 다른 높이로 형성될 수 있다.At this time, as shown in the scanning electron microscope photograph of FIG. 2, the plurality of concavities and convexities 121 forming the concave-convex structure may be formed in the same shape or may have different shapes. In addition, as shown in the drawings, the concavities and convexities 121 may be formed in various shapes such as a right-left symmetrical shape or a left-right asymmetric shape. The plurality of concavities and convexities 121 forming the concavo-convex structure may be formed at the same height or at different heights.

이와 같이, 평탄면으로 이루어지는 제1 금속산화물 박막(120)의 일면과 달리 이의 타면에 형성되어 있는 요철 구조에서, 각 요철(121)은 유기발광소자(1)로부터 발광된 빛을 산란시키는 역할을 하는데, 결과적으로 이와 같은 다수의 요철(121)들에 의해 유기발광소자(1)로부터 발광된 빛의 산란 경로가 다변화 혹은 증가되어, 결국, 유기발광소자(1)의 광추출 효율은 증가될 수 있다. 그리고 이를 통해, 이를 통해, 저 전류로도 유기발광소자(1)를 구동할 수 있게 되어, 유기발광소자(1)의 소비 전력을 감소시킬 수 있고, 유기발광소자(1)를 채용한 디스플레이 또는 조명의 휘도 또한 향상시킬 수 있다.
Unlike the one surface of the first metal oxide thin film 120 having a flat surface, the concavities and convexities 121 formed on the other surface of the first metal oxide thin film 120 scatter light emitted from the organic light emitting element 1 As a result, the scattering path of the light emitted from the organic light emitting element 1 is diversified or increased by the plurality of protrusions 121, and as a result, the light extraction efficiency of the organic light emitting element 1 can be increased have. As a result, it is possible to drive the organic light emitting element 1 with a low current, thereby reducing the power consumption of the organic light emitting element 1, The luminance of the illumination can also be improved.

제2 금속산화물 박막(130)은 제1 금속산화물 박막(120) 상에 형성된다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)이 유기발광소자(1)의 내부 광추출 기판으로 적용되는 경우, 제2 금속산화물 박막(130)은 제1 금속산화물 박막(120)과 함께 유기발광소자(1)의 내부 광추출층으로서의 역할을 한다. 이때, 베이스 기판(110) 상에 적층되는 구조상, 제2 금속산화물 박막(130)은 투명전극인 애노드(11)와 접하게 된다.A second metal oxide thin film (130) is formed on the first metal oxide thin film (120). In this case, when the metal oxide thin film substrate 100 according to the embodiment of the present invention is applied to the inner light extracting substrate of the organic light emitting diode 1, the second metal oxide thin film 130 is formed on the first metal oxide thin film 120, And serves as an internal light extracting layer of the organic light emitting element 1. [ At this time, the second metal oxide thin film 130 is in contact with the anode 11, which is a transparent electrode, due to the structure being stacked on the base substrate 110.

이때, 유기발광소자(1)는 서로 대향되는 봉지 기판 사이에 배치되고, 제2 금속산화물 박막(130)과 접하는 애노드(11)와, 유기 발광층(12) 및 캐소드(13)의 적층 구조로 이루어진다. 여기서, 애노드(11)는 전공 주입이 잘 일어나도록 일함수(work function)가 큰 금속 Au, In, Sn 또는 ITO와 같은 금속 또는 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 캐소드(13)는 전자 주입이 잘 일어나도록 일함수가 작은 Al, Al:Li 또는 Mg:Ag의 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 전면 발광형 유기발광소자에서는 캐소드가 유기 발광층에서 발광된 빛이 잘 투과될 수 있도록 Al, Al:Li 또는 Mg:Ag의 금속 박막의 반투명 전극(semitransparent electrode)과 인듐 주석산화물(indium tin oxide; ITO)과 같은 산화물 투명 전극(transparent electrode) 박막의 다층구조로 이루어질 수 있다. 그리고 유기 발광층(12)은 애노드(11) 상에 차례로 적층되는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하여 형성된다. 이러한 구조에 따라, 애노드(11)와 캐소드(13) 사이에 순방향 전압이 인가되면, 캐소드(13)로부터 전자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 통해 발광층으로 이동하게 되고, 애노드(11)로부터 정공이 정공 주입층 및 정공 수송층을 통해 발광층으로 이동하게 된다. 그리고 발광층 내로 주입된 전자와 정공은 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 전이하면서 빛을 방출하게 되는데, 이때, 방출되는 빛의 밝기는 애노드(11)와 캐소드(13) 사이에 흐르는 전류량에 비례하게 된다.
The organic light emitting device 1 is disposed between the encapsulation substrates facing each other and has a stacked structure of an anode 11 in contact with the second metal oxide thin film 130 and an organic light emitting layer 12 and a cathode 13 . Here, the anode 11 may be made of a metal or oxide such as metal Au, In, Sn or ITO having a large work function so that the injection of the electrons can be performed well. The cathode 13 may be made of a metal thin film of Al, Al: Li, or Mg: Ag having a small work function so that electron injection can occur well. In the top emission type organic light emitting device, a semitransparent electrode of a metal thin film of Al, Al: Li or Mg: Ag and an indium tin oxide (ITO) film are stacked so that light emitted from the organic light- And a transparent electrode thin film such as an oxide transparent electrode. The organic light emitting layer 12 is formed to include a hole injecting layer, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, and an electron injecting layer which are sequentially stacked on the anode 11. According to this structure, when a forward voltage is applied between the anode 11 and the cathode 13, electrons are moved from the cathode 13 to the light emitting layer through the electron injection layer and the electron transport layer, The hole injection layer and the hole transport layer to the light emitting layer. The electrons and holes injected into the light emitting layer recombine in the light emitting layer to generate excitons. The excitons emit light while transitioning from an excited state to a ground state. At this time, The brightness of the light is proportional to the amount of current flowing between the anode 11 and the cathode 13. [

본 발명의 실시 예에서, 애노드(11)와 접하는 제2 금속산화물 박막(130)의 표면은 평탄면으로 형성된다. 이때, 제2 금속산화물 박막(130)은 제1 금속산화물 박막(120)의 요철 구조를 이루는 표면에 형성됨에 따라, 그 위에 적층되는 제2 금속산화물 박막(130)의 반대쪽 표면 즉, 애노드(11)와 접하는 표면의 형상도 굴곡진 형태가 될 수 있다. 이에, 이와 같은 굴곡진 형태를 평탄면으로 만들기 위해서는 제1 금속산화물 박막(120)의 요철 구조를 이루는 표면 상에 적층되는 제2 금속산화물 박막(130)이 제1 금속산화물 박막(120)보다 상대적으로 후막으로 형성되어야 한다.In the embodiment of the present invention, the surface of the second metal oxide thin film 130 in contact with the anode 11 is formed as a flat surface. At this time, the second metal oxide thin film 130 is formed on the surface of the first metal oxide thin film 120 which forms the concavo-convex structure, and thus, the opposite surface of the second metal oxide thin film 130 stacked thereon, May be curved in shape. In order to make the curved shape flat, the second metal oxide thin film 130 deposited on the surface of the concave-convex structure of the first metal oxide thin film 120 is relatively thinner than the first metal oxide thin film 120 As a thick film.

이에, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 금속산화물 박막(130)은 1~10㎛ 두께로 형성될 수 있다. 이와 같이, 제2 금속산화물 박막(130)이 제1 금속산화물 박막(120)보다 상대적으로 후막으로 형성되어 애노드(11)와 접하는 제2 금속산화물 박막(130)의 표면이 평탄면을 이루게 되면, 종래 이들 계면에 구비되던 평탄막을 생략할 수 있고, 종래 광추출 효율 개선을 위해 애노드(11)와 맞닿는 금속산화물 박막 표면에 형성시킨 요철 구조로 인해, 애노드(11)에 큰 누설전류가 발생되던 현상을 방지 혹은 최소화시킬 수 있다.Accordingly, the second metal oxide thin film 130 according to the embodiment of the present invention may be formed to a thickness of 1 to 10 mu m. When the second metal oxide thin film 130 is formed as a relatively thicker film than the first metal oxide thin film 120 and the surface of the second metal oxide thin film 130 contacting the anode 11 is flat, A large leakage current is generated in the anode 11 due to the concavo-convex structure formed on the surface of the metal oxide thin film contacting with the anode 11 in order to improve the light extraction efficiency, Can be prevented or minimized.

한편, 이러한 제2 금속산화물 박막(130)은 제1 금속산화물 박막(120)보다 상대적으로 굴절률이 작은 금속산화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 금속산화물 박막(120)이 ZnO로 이루어진 경우, 제2 금속산화물 박막(130)은 SiO2로 이루어질 수 있다.
The second metal oxide thin film 130 may include a metal oxide having a relatively lower refractive index than the first metal oxide thin film 120. For example, when the first metal oxide thin film 120 is made of ZnO, the second metal oxide thin film 130 may be made of SiO 2 .

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)은 저굴절의 베이스 기판(110), 고굴절의 제1 금속산화물 박막(120) 및 저굴절의 제2 금속산화물 박막(130)의 적층 구조로 형성된다. 이때, 제1 금속산화물 박막(120)은 베이스 기판(110)과 접하는 일면은 평탄면으로 형성되고, 제2 금속산화물 박막(130)과 접하는 타면은 요철 구조로 형성되어 비대칭 반사면 구조를 이루게 된다.As described above, the metal oxide thin film substrate 100 according to the embodiment of the present invention includes the base substrate 110 of low refractive index, the first metal oxide thin film 120 of high refractive index, and the second metal oxide thin film 130 of low refractive index ). At this time, the first metal oxide thin film 120 is formed as a flat surface contacting with the base substrate 110, and the other surface contacting with the second metal oxide thin film 130 is formed as a concave-convex structure to form an asymmetric reflective surface structure .

이에 따라, 요철 구조에 의한 산란 효과를 통해, 유기발광소자(1)로부터 발광된 빛이 제2 금속산화물 박막(130), 제1 금속산화물 박막(120) 및 베이스 기판(110)을 차례로 통과하여 외부로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있음과 아울러, 베이스 기판(110)과 공기의 계면에서 외부로 추출되지 않고 전반사되어 다시 유기발광소자(1) 쪽으로 되돌아오는 빛은 고굴절의 제1 금속산화물 박막(120), 저굴절의 제2 금속산화물 박막(130) 및 제1 금속산화물 박막(120)의 요철 구조가 이루는 비대칭 반사면 구조에 의해 반사되어 다시 외부로 추출된다. 이에 따라, 이러한 금속산화물 박막 기판(100)을 내부 광추출 기판으로 채용한 유기발광소자(1)의 광추출 효율을 더욱 증가될 수 있다.
Accordingly, the light emitted from the organic light emitting diode 1 passes through the second metal oxide thin film 130, the first metal oxide thin film 120, and the base substrate 110 in turn through the scattering effect by the uneven structure The light that is totally reflected from the interface of the base substrate 110 and the air without being extracted to the outside and then returns to the organic light emitting element 1 is reflected by the first metal of the high refractive index Is reflected by the asymmetric reflective surface structure formed by the oxide thin film 120, the low refractive index second metal oxide thin film 130 and the concave and convex structure of the first metal oxide thin film 120, and is then extracted to the outside. Accordingly, the light extraction efficiency of the organic light emitting diode 1 employing the metal oxide thin film substrate 100 as an internal light extraction substrate can be further increased.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 금속산화물 박막 기판(100)은 제1 금속산화물 박막(120)이 형성되어 있는 베이스 기판(110)의 일면과 대응되는 타면에 형성되는 제3 금속산화물 박막(140)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제3 금속산화물 박막(140)의 표면은 요철 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 제3 금속산화물 박막(140)의 표면의 요철 구조는 렌즈 어레이 형태를 이룰 수 있다.The metal oxide thin film substrate 100 according to the embodiment of the present invention includes a third metal oxide thin film 140 formed on the other surface of the base substrate 110 on which the first metal oxide thin film 120 is formed, ). ≪ / RTI > At this time, the surface of the third metal oxide thin film 140 may have a concavo-convex structure. For example, the concave-convex structure of the surface of the third metal oxide thin film 140 may be in the form of a lens array.

이와 같이, 제3 금속산화물 박막(140)이 형성되어 있는 금속산화물 박막 기판(100)이 유기발광소자(1)의 광추출 기판으로 적용되는 경우, 제1 금속산화물 박막(120) 및 제2 금속산화물 박막(130)은 유기발광소자(1)의 내부 광추출층으로서의 역할을 하게 되고, 제3 금속산화물 박막(140)은 유기발광소자(1)의 외부 광추출층으로서의 역할을 하게 된다.When the metal oxide thin film substrate 100 on which the third metal oxide thin film 140 is formed is applied to the light extraction substrate of the organic light emitting diode 1 as described above, the first metal oxide thin film 120 and the second metal oxide thin film The oxide thin film 130 serves as an inner light extracting layer of the organic light emitting diode 1 and the third metal oxide thin film 140 serves as an external light extracting layer of the organic light emitting diode 1. [

이와 같이, 유기발광소자(1)가 외부 광추출층 및 내부 광추출층을 동시에 구비하게 되면, 이의 광추출 효율을 더욱 향상될 수 있다.
Thus, if the organic light emitting device 1 is provided with the external light extraction layer and the internal light extraction layer at the same time, its light extraction efficiency can be further improved.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims as well as the appended claims.

100: 금속산화물 박막 기판 110: 베이스 기판
120: 제1 금속산화물 박막 121: 요철
130: 제2 금속산화물 박막 140: 제3 금속산화물 박막
1: 유기발광소자 11: 애노드
12: 유기 발광층 13: 캐소드100: metal oxide thin film substrate 110: base substrate
120: first metal oxide thin film 121: roughness
130: second metal oxide thin film 140: third metal oxide thin film
1: organic light emitting element 11: anode
12: organic light emitting layer 13: cathode

Claims (10)

유기발광소자로부터 발광된 빛이 외부로 방출되는 일면에 배치되는 금속산화물 박막 기판에 있어서,
베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 형성되는 제1 금속산화물 박막; 및
상기 제1 금속산화물 박막 상에 형성되고, 상기 유기발광소자 하측에 배치되며, 상기 제1 금속산화물 박막보다 굴절률이 작은 금속산화물로 이루어지는 제2 금속산화물 박막;
을 포함하되,
상기 베이스 기판과 접하는 상기 제1 금속산화물 박막의 일면과 상기 제2 금속산화물 박막과 접하는 상기 제1 금속산화물 박막의 타면은 비대칭 구조를 이루고,
상기 제1 금속산화물 박막이 형성되어 있는 상기 베이스 기판의 일면과 대응되는 타면에 형성되는 제3 금속산화물 박막을 더 포함하되,
상기 제3 금속산화물 박막의 표면은 요철 구조를 이루고,
상기 제1 금속산화물 박막 및 상기 제2 금속산화물 박막은 상기 유기발광소자의 내부 광추출층을 이루며,
상기 제3 금속산화물 박막은 상기 유기발광소자의 외부 광추출층을 이루는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
A metal oxide thin film substrate disposed on one surface of a substrate, on which light emitted from an organic light emitting device is emitted to the outside,
A base substrate;
A first metal oxide thin film formed on the base substrate; And
A second metal oxide thin film formed on the first metal oxide thin film and disposed below the organic light emitting device, the second metal oxide thin film being made of a metal oxide having a refractive index lower than that of the first metal oxide thin film;
≪ / RTI >
Wherein a surface of the first metal oxide thin film in contact with the base substrate and a surface of the first metal oxide thin film in contact with the second metal oxide thin film form an asymmetric structure,
And a third metal oxide thin film formed on the other surface of the base substrate on which the first metal oxide thin film is formed,
The surface of the third metal oxide thin film has a concave-convex structure,
Wherein the first metal oxide thin film and the second metal oxide thin film form an inner light extracting layer of the organic light emitting device,
Wherein the third metal oxide thin film forms an external light extraction layer of the organic light emitting device.
제1항에 있어서,
상기 제1 금속산화물 박막의 일면은 평탄면으로 이루어져 있고, 상기 제2 금속산화물 박막의 타면은 요철 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
The method according to claim 1,
Wherein one surface of the first metal oxide thin film is flat and the other surface of the second metal oxide thin film has a concave and convex structure.
제2항에 있어서,
상기 요철 구조를 이루는 다수의 요철은 동일 또는 다른 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of concavities and convexities forming the concavo-convex structure have the same or different shapes.
제3항에 있어서,
상기 요철 구조를 이루는 다수의 요철은 동일 또는 다른 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of concavities and convexities forming the concavo-convex structure are formed at the same or different heights.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 금속산화물 박막은 ZnO로 이루어지고, 상기 제2 금속산화물 박막은 SiO2로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the first metal oxide thin film is made of ZnO and the second metal oxide thin film is made of SiO 2 .
제1항에 있어서,
상기 유기발광소자와 접하는 상기 제2 금속산화물 박막의 일면은 평탄면을 이루는 것을 특징으로 하는 금속산화물 박막 기판.
The method according to claim 1,
Wherein one surface of the second metal oxide thin film in contact with the organic light emitting element is a flat surface.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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CN108767131A (en) * 2018-06-07 2018-11-06 广州市得胜光电科技有限公司 A kind of light emitting diode with quantum dots and preparation method thereof

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