KR101780893B1 - Electro luminescence device included in lighting apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광층이 균일하게 형성되어 발광 균일도가 향상된 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자는 일면에 복수의 트렌치가 형성되는 기판; 상기 트렌치 내에 삽입되고, 상부가 상기 일면보다 낮게 배치되도록 구성되는 보조전극; 상기 보조전극을 덮고, 상기 보조전극과 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록 상기 일면 상에 적층되는 제1 전극; 상기 리세스부에 삽입되고, 상기 제1 전극 상에 적층되는 절연체; 상기 제1 전극과 상기 절연체 상에 적층되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 적층되는 제2 전극; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 따르면, 기판을 식각하여 보조전극을 삽입함으로써, 균일한 발광층이 형성될 수 있다. 나아가, 균일한 발광층이 형성됨으로써, 발광층에서의 전류 몰림 현상이 개선되어, 발광 균일도가 향상될 수 있다.The present invention relates to an electroluminescent device in which a light emitting layer is uniformly formed and light emission uniformity is improved, and a method of manufacturing the same.
An electroluminescent device according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which a plurality of trenches are formed on one surface; An auxiliary electrode inserted in the trench and configured such that an upper portion is disposed lower than the one surface; A first electrode covering the auxiliary electrode and stacked on the one surface to form a recessed portion in a region corresponding to the auxiliary electrode; An insulator inserted in the recess portion and stacked on the first electrode; A light emitting layer laminated on the first electrode and the insulator; And a second electrode stacked on the light emitting layer; And a control unit.
According to the electroluminescent device of the present invention and the method of manufacturing the same, a uniform luminescent layer can be formed by etching the substrate and inserting the auxiliary electrode. Furthermore, since a uniform light emitting layer is formed, the current crowding phenomenon in the light emitting layer is improved, and the light emitting uniformity can be improved.
Description
본 발명은 조명장치에 포함되는 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발광층이 균일하게 형성되어 발광 균일도가 향상된 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electroluminescent device included in a lighting device and a method of manufacturing the electroluminescent device, and more specifically, to an electroluminescent device having uniformly formed light emitting layers to improve luminous uniformity and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 전계 발광소자 (electro luminescence device) 는 양극 (anode) 으로부터 공급되는 홀 (hole) 과 음극 (cathode) 으로부터 공급되는 전자 (electron) 가 양극과 음극 사이에 형성된 발광층 내에서 결합하여 빛을 방출하는 디스플레이 소자이다. 이러한 전계 발광소자는 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 얇은 두께, 낮은 제조 비용 및 높은 콘트라스트 (contrast) 등과 같은 우수한 디스플레이 특성을 나타냄으로써, 차세대 평판 디스플레이 (flat panel display ; FPD) 로서 각광을 받고 있다.2. Description of the Related Art Generally, an electro luminescence device is a device in which holes supplied from an anode and electrons supplied from a cathode are combined in a light emitting layer formed between an anode and a cathode to emit light . Such an electroluminescent device is attracting attention as a next generation flat panel display (FPD) because it exhibits excellent display characteristics such as wide viewing angle, fast response speed, thin thickness, low manufacturing cost and high contrast.
이러한 전계 발광소자는 구동 방식에 따라 수동 매트릭스 (passive matrix) 방식의 전계 발광소자와 능동 매트릭스 (active matrix) 방식의 전계 발광소자로 나눌 수 있다. 특히, 수동 매트릭스 방식의 전계 발광소자는 양극과 음극이 매트릭스 형태로 배치되어 양극과 음극 사이의 발광층에서 빛을 발하는 단순한 구조로서, 조명장치의 면광원으로 많이 활용되고 있다.Such an electroluminescent device can be divided into a passive matrix electroluminescent device and an active matrix electroluminescent device according to a driving method. In particular, a passive matrix electroluminescent device is a simple structure in which an anode and a cathode are arranged in a matrix and emits light in a light emitting layer between an anode and a cathode, and is widely used as a surface light source of an illumination device.
한편, 전계 발광소자의 양극 및 음극 중 하나 이상의 전극은 빛을 투과시킬 수 있도록, 투명 전도성 산화물 (transparent conducting oxide ; TCO) 로 형성된다. 이러한 투명 전도성 산화물은 일반적인 금속에 비하여 투광성이 좋은 이점이 있지만, 비저항이 큰 특성을 갖기 때문에, 전도성 산화물로 형성된 전극에서의 전압 강하 현상이 발생한다는 문제점이 있다. 전계 발광소자가 대면적으로 제작될수록, 전극에서의 전압 강하 현상이 커져, 전류가 주입되는 주입부에서는 조명장치의 휘도가 높으나, 주입부와 멀어질수록 상대적으로 휘도가 감소하는 휘도 편차 문제가 발생한다.On the other hand, at least one of the anode and the cathode of the electroluminescent element is formed of a transparent conducting oxide (TCO) so as to transmit light. Although such a transparent conductive oxide is advantageous in transparency compared to a general metal, it has a problem that a voltage drop phenomenon occurs in an electrode formed of a conductive oxide because of its high resistivity. As the electroluminescent device is manufactured in a large area, the voltage drop phenomenon at the electrode becomes large, and the luminance of the illumination device is high at the injection portion where the current is injected. However, the brightness deviation is relatively decreased as the distance from the injection portion is increased do.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전도성 산화물로 형성된 전극에 상대적으로 비저항이 작은 보조전극을 접촉시킴으로써, 전도성 산화물로 형성된 전극의 전기 전도성을 향상시키는 방법이 주로 사용되고 있다.In order to solve such a problem, a method of improving the electrical conductivity of an electrode formed of a conductive oxide by contacting an auxiliary electrode having a relatively low specific resistance to an electrode formed of a conductive oxide is mainly used.
도 1은 종래의 전계발광 조명장치에 포함되는 전계 발광소자의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electroluminescent device included in a conventional electroluminescent lighting device.
도 1을 참조하면, 종래의 전계 발광소자 (1) 는 기판 (2), 기판 (2) 의 일면 상에 형성된 양극 (3), 양극 (3) 에 접촉된 보조전극 (4), 보조전극 (4) 을 감싸는 절연체 (5), 양극 (3) 및 절연체 (5) 상에 형성된 발광층 (6) 및 음극 (7) 을 포함한다. 이러한 전계 발광소자 (1) 는 보조전극 (4) 을 포함하여 양극 (3) 의 전기 전도성을 향상시킬 수 있다.1, a conventional
하지만, 종래의 전계 발광소자 (1) 는 보조전극 (4) 이 양극 (3) 상에 돌출되도록 배치된 구조로서, 발광영역 (EA) (특히, 보조전극과 인접한 영역) 에서 발광층 (6) 이 균일하게 형성되지 못한다는 한계점이 존재한다. 이러한 불균일한 발광층 (6) 에 전류를 인가하게 되면, 전류의 몰림 현상이 발생하게 되고, 결과적으로 전계 발광소자 (1) 의 발광 균일도가 저하된다는 문제점이 있다.However, in the conventional
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발광층을 균일하게 형성하여 전류 몰림 현상이 개선되고 발광 균일도가 향상된 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electroluminescent device and a method of manufacturing the electroluminescent device which are uniformly formed with a light emitting layer to improve current mobility and luminous uniformity.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자는 일면에 복수의 트렌치가 형성되는 기판; 상기 트렌치 내에 삽입되고, 상부가 상기 일면보다 낮게 배치되도록 구성되는 보조전극; 상기 보조전극을 덮고, 상기 트렌치의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록 상기 일면 상에 적층되는 제1 전극; 상기 리세스부에 삽입되고, 상기 제1 전극 상에 적층되는 절연체; 상기 제1 전극과 상기 절연체 상에 적층되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 적층되는 제2 전극; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electroluminescent device including: a substrate having a plurality of trenches formed on one surface thereof; An auxiliary electrode inserted in the trench and configured such that an upper portion is disposed lower than the one surface; A first electrode covering the auxiliary electrode and stacked on the one surface to form a recess in a region corresponding to the opening of the trench; An insulator inserted in the recess portion and stacked on the first electrode; A light emitting layer laminated on the first electrode and the insulator; And a second electrode stacked on the light emitting layer; And a control unit.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제1 전극은 투명한 양극 (anode) 이고, 상기 제2 전극은 음극 (cathode) 이고, 상기 발광층의 전면을 덮도록 형성되어, 상기 발광층에서 방출되는 빛을 반사시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, the first electrode is a transparent anode, the second electrode is a cathode, and is formed to cover the entire surface of the light emitting layer, Can be reflected.
또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 발광층은, 양자점 (Quantum dot) 을 포함할 수 있다.According to still another aspect of the present invention, the light emitting layer may include a quantum dot.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자의 제조방법은 기판의 일면에 복수의 트렌치를 형성하는 단계;According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electroluminescent device, including: forming a plurality of trenches on a surface of a substrate;
상부가 상기 일면보다 낮게 배치되도록, 상기 트렌치 내에 보조전극을 삽입하는 단계; 상기 보조전극을 덮고, 상기 트렌치의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록, 상기 일면 상에 제1 전극을 적층하는 단계; 상기 리세스부에 삽입되도록, 상기 제1 전극 상에 절연체를 적층하는 단계; 상기 제1 전극과 상기 절연체 상에 발광층을 적층하는 단계; 상기 발광층 상에 제2 전극을 적층하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Inserting an auxiliary electrode in the trench so that the top is disposed lower than the one surface; Stacking a first electrode on the one surface to cover the auxiliary electrode and form a recess in a region corresponding to the opening of the trench; Stacking an insulator on the first electrode to be inserted into the recessed portion; Laminating a light emitting layer on the first electrode and the insulator; Stacking a second electrode on the light emitting layer; And a control unit.
본 발명의 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 따르면, 기판을 식각하여 보조전극을 삽입함으로써, 균일한 발광층이 형성될 수 있다. 나아가, 균일한 발광층이 형성됨으로써, 발광층에서의 전류 몰림 현상이 개선되어, 발광 균일도가 향상될 수 있다.According to the electroluminescent device of the present invention and the method of manufacturing the same, a uniform luminescent layer can be formed by etching the substrate and inserting the auxiliary electrode. Furthermore, since a uniform light emitting layer is formed, the current crowding phenomenon in the light emitting layer is improved, and the light emitting uniformity can be improved.
도 1은 종래의 전계 발광소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 절단선에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 B 영역에 대한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광 소자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 4의 제조방법의 각 단계를 완료한 경우의 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional electroluminescent device.
2 is a schematic plan view of an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 2;
4 is a schematic enlarged cross-sectional view of the region B in Fig.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which each step of the manufacturing method of Fig. 4 is completed.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. It is to be understood that elements or layers are referred to as being "on " other elements or layers, including both intervening layers or other elements directly on or in between.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The sizes and thicknesses of the individual components shown in the figures are shown for convenience of explanation and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the components shown.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other partially or entirely and technically various interlocking and driving is possible as will be appreciated by those skilled in the art, It may be possible to cooperate with each other in association.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자에 대하여 설명한다.Hereinafter, an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자의 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 절단선에 대한 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3의 B 영역에 대한 개략적인 확대 단면도이다.FIG. 2 is a schematic plan view of an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along AA 'line in FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic enlargement Sectional view.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 전계 발광소자 (100) 는 일면 (111) 에 트렌치 (112) 가 형성된 기판 (110), 트렌치 (112) 내에 삽입된 보조전극 (120), 기판 (110) 상에 순차로 적층된 제1 전극 (130), 절연체 (140), 발광층 (150) 및 제2 전극 (160) 을 포함한다.2 and 3, an
기판 (110) 은 전계 발광소자 (100) 의 여러 구성 요소들을 지지하기 위한 광투과성 판이다. 기판 (110) 은 후술할 발광층 (150) 에서 방출하는 빛을 투과시키기 위하여, 광투과성이 70% 이상인 것으로 채택되는 것이 바람직하다.The
기판 (110) 은 유리, 사파이어, 석영 등의 글라스 (glass) 계열의 기판일 수 있고, 내열성이 우수한 폴리이미드 (PI) 등의 플라스틱 계열의 기판일 수도 있고, 실리콘 (Si), 갈륨 나이트라이드 (GaN) 웨이퍼일 수도 있다. 기판 (110) 은 예시한 바에 한정되지 않고 공지의 임의의 기판이 사용될 수 있다.The
기판 (110) 의 두께는 소재나 가공 방법, 용도 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.The thickness of the
한편, 기판 (110) 은 일면 (111) 에 복수의 트렌치 (112) 가 형성된다.On the other hand, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 트렌치 (112) 는 기판 (110) 의 횡방향 및 종방향 중 적어도 어느 한 방향으로 배열된다. Referring to FIGS. 2 and 3, the
트렌치 (112) 는 기판 (110) 의 두께와 대비하여 50% 미만의 깊이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 트렌치 (112) 가 기판 (110) 의 두께와 대비하여 50% 이상의 깊이로 형성되면, 기판 (110) 이 트렌치 (112) 를 따라 쉽게 깨지거나 손상될 우려가 있다. 또한, 트렌치 (112) 의 측벽의 경사 (slope) 는 10도 초과 60도 이하일 수 있다. The
다만, 이는 예시적인 것이고, 트렌치 (112) 의 깊이 및 측벽의 경사도는 전계 발광소자 (100) 의 설계사양에 따라 종합적으로 결정될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the depth of the
보조전극 (120) 은 기판 (110) 의 트렌치 (112) 내에 완전히 삽입되도록 배치된다. 즉, 보조전극 (120) 은 트렌치 (112) 내에 삽입되되, 그 상부가 기판 (110) 의 일면 (111) 보다 낮게 배치되도록 구성된다.The
보조전극 (120) 은 후술할 제1 전극 (130) 과 전기적으로 연결되어, 제1 전극 (130) 의 전기 전도도와 같은 전기적 특성을 향상시킨다. 구체적으로, 비저항이 높은 제1 전극 (130) 과 접촉하여, 제1 전극 (130) 에서의 전압 강하를 방지한다. 따라서 보조전극 (120) 은 전계 발광소자 (100) 가 대면적으로 형성되더라도, 제1 전극 (130) 에 흐르는 전류가 전체적으로 균일해질 수 있도록 한다.The
보조전극 (120) 은 비저항이 낮은 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예시적으로, 보조전극 (120) 은 리튬 (Li), 칼슘 (Ca), 알루미늄 (Al), 은 (Ag), 마그네슘 (Mg), 금 (Au) 등의 금속으로 이루어질 수도 있고, 플루오르화리튬/칼슘 (LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄 (LiF/Al) 과 같은 금속 혼합물로 이루어질 수도 있다.The
한편, 보조전극 (120) 은 전계 발광소자 (100) 의 면적 중 15% 이내를 점유하도록 배치되는 것이 바람직하다. 보조전극 (120) 은 투광성이 없는 금속이므로, 보조전극 (120) 이 차지하는 면적이 15% 이상이 되면, 전계 발광소자 (100) 가 실제로 빛을 방출하는 유효 발광 면적이 작아져 발광 효율이 저하될 우려가 있다.Meanwhile, it is preferable that the
제1 전극 (130) 은 후술할 발광층 (140) 으로 정공을 제공하는 양극 (anode) 일 수 있다.The
제1 전극 (130) 은 보조전극 (120) 을 덮고 트렌치 (112) 의 일부를 채우면서, 기판 (110) 의 일면 (111) 상에 적층된다. The
제1 전극 (130) 은 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부 (recessed portion, 131) 를 형성하면서 기판 (110) 의 일면 (111) 상에 적층된다. 구체적으로, 제1 전극 (130) 을 형성하는 물질이 기판 (110) 의 일면 (111) 상에 균일하게 덮히는 경우, 제1 전극 (130) 은 트렌치 (112) 가 형성된 기판 (110) 의 일면 (111) 의 형상에 따라 그 형상이 결정될 것이므로, 제1 전극 (130) 은 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부 (131) 가 형성된다.The
제1 전극 (130) 은 보조전극 (120) 과 접촉되면서 보조전극 (120) 과 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 전극 (130) 은 후술할 발광층 (150) 에서 방출되는 빛을 투과시킨다. 이러한 제1 전극 (130) 은, 투명 전도성 산화물 (TCO) 로 형성되는 것이 바람직하다.The
투명 전도성 산화물은 예시적으로, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide) 일 수 있다. Illustratively, the transparent conductive oxide may be indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
한편, 제1 전극 (130) 은 소정의 넓이로 형성되어, 기판 (110) 의 횡방향 또는 종방향으로 연장되도록 배열될 수도 있고, 기판 (110) 의 횡방향 및 종방향으로 배열된 격자 형태로 배열될 수도 있다. 그 밖에도, 제1 전극 (130) 의 배치 및 간격은 전계 발광소자 (100) 의 형태 및 크기 등의 설계 사양에 따라 조절될 수 있음은 물론이다.The
절연체 (140) 는 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 제1 전극 (130) 의 리세스부 (131) 에 배치되어, 제1 전극 (130) 과 후술할 제2 전극 (160) 사이의 통전을 방지한다.The
절연체 (140) 에 의해, 전계발광소자 (100) 는 다수의 발광영역 (EA) 과 비발광영역 (N) 으로 구획될 수 있다. 특히 본 발명은 도 2 및 도 3과 같이, 절연체 (140) 가 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 위치에 배치됨으로써, 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 영역에 비발광영역 (N) 이 형성되고, 트렌치 (112) 의 배열에 의해 구획되는 일부의 격자 공간 내에 발광영역 (EA) 이 형성될 수 있다.The
또한, 절연체 (140) 는 제1 전극 (130) 의 리세스부 (131) 에 완전히 삽입되도록 적층된다. 후술하겠지만, 발광층 (150) 이 적어도 발광영역 (EA) 에서 균일한 층을 이루면서 형성되도록 하기 위하여, 절연체 (140) 는 제1 전극 (130) 의 리세스부 (131) 에 완전히 삽입되어야 한다. 여기서 완전히 삽입된다는 것은, 절연체 (140) 의 높이가 리세스부 (131) 의 높이와 같거나 작게 형성되어, 절연체 (140) 의 상부가 리세스부 (131) 주변에 위치한 제1 전극 (130) 보다 낮게 배치되는 것을 의미한다.Further, the
절연체 (140) 는 전기적인 절연을 가능하게 하는 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 절연체 (140) 는 실리콘 산화물 (SiOx), 실리콘 질화물 (SiNx), 알루미늄 산화물 (AlOx) 등일 수 있다.The
발광층 (150) 은 제1 전극 (130) 과 절연체 (140) 를 덮도록 그 상부에 적층된다. The
절연체 (140) 와 접촉된 발광층 (150) 의 영역은 제1 전극 (130) 과 전기적으로 절연되어 빛을 방출하지 않고 (즉, 비발광영역 (N)), 제1 전극 (130) 과 접촉된 발광층 (150) 의 영역은 제1 전극 (130) 및 후술할 제2 전극 (160) 에서 정공 및 전자를 제공받아 빛을 방출한다 (즉, 발광영역 (EA)).The region of the
발광층 (150) 은 도 3과 같이, 발광영역 (EA) 에 포함되는 영역이 비발광영역 (N) 에 포함되는 영역보다 높게 형성될 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이 절연층 (140) 이 리세스부 (131) 에 완전히 삽입되도록 배치됨으로써, 달성될 수 있다. 나아가, 발광영역 (EA) 에 포함되는 영역이 비발광영역 (N) 에 포함되는 영역보다 높게 형성됨으로써, 발광층이 스핀 코팅 (Spin Coating) 방법으로 형성되는 경우, 적어도 발광영역 (EA) 내에서 발광층 (150) 이 균일하게 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the
본 발명에 따르면 전계 발광소자 (100) 가 적어도 발광영역 (EA) 내에서 균일한 발광층 (150) 을 포함할 수 있으므로, 본 발명의 전계 발광소자 (100) 는 도 1의 종래의 전계 발광소자 (1) 에서 발광층 (6) 내에서 전류 몰림 현상이 발생하여 발광 균일도가 저하되던 문제점을 개선할 수 있다.The
한편, 발광층 (150) 은 양자점을 포함한다. 양자점은 전계 발광 (electro-luminesence) 하는 나노 반도체 입자로서, 양자점의 크기와 모양에 따라 특정 파장의 빛을 발생시킬 수 있는 발광 물질이다. On the other hand, the
발광층 (150) 은 이러한 양자점을 적절히 조합하여 포함함으로써, 발광층 (150) 에서 백색광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광층 (150) 이 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대의 청색광을 방출하는 양자점, 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대의 녹색광을 방출하는 양자점 및 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대의 적색광을 방출하는 양자점을 모두 포함된다면, 발광층 (150) 은 이들이 혼합된 백색광을 방출할 수 있다. The
발광층 (150) 에 포함되는 양자점은 주기율표 상의 II-VI족, III-V족, IV-VI족, IV족 반도체 물질 또는 이들의 화합물일 수 있다. 예를 들어, 양자점은 CdS, CdSe, GaN, GaP, InN, PbS, Si, Ge, SiC, SiGe 또는 이들의 조합일 수 있다. 나아가 발광층 (150) 에 포함되는 양자점은 상술한 것에 제한되지 않고, 당업자에게 공지된 임의의 반도체 물질 또는 화합물일 수 있다.The quantum dot included in the
한편, 발광층 (150) 은 양자점 만을 포함하여 이루어질 수도 있고, 양자점 및 유기물을 포함하여 이루어질 수도 있다. 예시적으로, 발광층 (150) 은 도 4와 같이 양자점층 (151) 과 유기물층 (152, 153) 이 적층된 다중막 구조로 형성될 수 있다. 다만, 발광층 (150) 은 상술한 바에 한정되지 않고, 공지된 다양한 방식으로 이루어질 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the
제2 전극 (160) 은 발광층 (150) 으로 전자를 제공하는 음극 (cathode) 일 수 있다.The
제2 전극 (160) 은 발광층 (150) 의 전면을 덮으면서, 발광층 (150) 상에 적층되어, 발광층 (150) 에서 방출되는 빛을 반사시킬 수 있다. 즉, 제2 전극 (160) 은 제1 전극 (130) 및 발광층 (150) 과 전기적으로 연결됨과 동시에, 발광층 (150) 에서 방출되는 빛이 투명한 제1 전극 (130) 및 기판 (110) 을 통해 방출될 수 있도록 빛의 경로를 변경시키는 역할을 한다.The
이러한 제2 전극 (160) 은 예시적으로, Al, Ag, Ca, Mg, Au, Mo, Ir, Cr, Ti, Pd 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 공지의 다양한 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 전극 (160) 의 두께는 전계 발광소자 (100) 의 형태, 크기 등의 설계 사양에 따라 조절될 수 있다.The
이하, 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 attached hereto.
본 발명의 전계 발광소자 (100) 의 구조 등 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 상술하였으므로, 이하에서는 전계 발광소자 (100) 가 제조되는 단계 및 방법을 중심으로 서술하도록 한다.The structure and the like of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 도 4의 제조방법의 각 단계를 완료한 경우의 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.FIG. 5 is a flow chart for explaining a method of manufacturing an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state in which each step of the manufacturing method of FIG. 4 is completed.
도 5를 참조하면, 본 발명의 전계 발광소자의 제조방법은 기판에 트렌치를 형성하는 단계 (S110) 와, 트렌치 내에 보조전극을 삽입하는 단계 (S120) 와, 보조전극과 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록, 기판과 보조전극 상에 제1 전극을 적층하는 단계 (S130) 와, 제1 전극의 리세스부에 삽입되도록 절연체를 적층하는 단계 (S140) 와, 제1 전극과 절연체 상에 발광층을 적층하는 단계 (S150) 와, 발광층 상에 제2 전극을 적층하는 단계 (S160) 를 포함한다.Referring to FIG. 5, a method of manufacturing an electroluminescent device according to an embodiment of the present invention includes forming a trench in a substrate S110, inserting an auxiliary electrode into the trench S120, A step (S130) of laminating a first electrode on the substrate and the auxiliary electrode so as to form a part of the light emitting layer, a step (S140) of laminating an insulator to be inserted into the recessed part of the first electrode, (S150), and stacking the second electrode on the light emitting layer (S160).
먼저, 도 6a와 같이, 기판 (110) 의 일면 (111) 에 복수의 트렌치 (112) 를 형성한다 (S110). First, as shown in FIG. 6A, a plurality of
기판 (110) 에 트렌치 (112) 를 형성하는 방법은 단펄스 (short pulse) 레이저 등을 이용하여 물리적으로 기판 (110) 을 식각하는 방법, 건식 식각 (etchihg) 또는 습식 식각 등의 화학적 방법이 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 단계 (S110) 는 기판 (110) 에 트렌치 (112) 를 형성하기 위한 공지의 방식에 의하여 달성될 수 있다.The method of forming the
도 6b와 같이, 트렌치 (112) 내에 보조전극 (120) 을 삽입한다 (S120). 이때, 보조전극 (120) 의 상부가 기판 (110) 의 일면 (111) 보다 낮게 배치되도록 트렌치 (112) 내에 보조전극 (120) 을 완전히 삽입한다.6B, the
본 단계 (S120) 는 트렌치 (112) 에 액상의 도전성 물질을 넣어 경화시키는 방법으로 수행될 수도 있고, 그 밖에도 전기도금방법, 물리적 기상 증착법 (physical vapor deposition), 화학적 기상 증착법 (chemical vapor deposition), 졸-겔법 (sol-gel) 등의 공지의 다양한 방식을 통하여 수행될 수도 있다.In this step S120, a liquid conductive material may be added to the
다음으로, 도 6c와 같이, 보조전극 (120) 을 덮도록, 기판 (110) 의 일면 (111) 상에 제1 전극 (130) 을 형성한다 (S130).Next, as shown in FIG. 6C, the
본 단계 (S130) 는 물리적 기상 증착법 또는 화학적 기상 증착법, 스퍼터링법 (Sputtering), 이온플레이팅법 (Ion Plating) 및 전자 빔 증착법 (E-beam Evaporation) 과 같은 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다. This step S130 may be performed by various methods such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition, sputtering, ion plating, and E-beam evaporation.
상술하였지만, 이러한 증착 방법에 의하여 제1 전극 (130) 이 형성되는 경우, 제1 전극 (130) 은 실질적으로 균일한 두께를 가지면서, 트렌치 (112) 가 형성된 기판 (110) 의 일면 (111) 의 형상에 따라 적층될 수 있다. 따라서, 본 단계 (S130) 에 의하면 제1 전극 (130) 은 트렌치 (112) 의 개구부와 대응되는 영역에서 트렌치 (112) 쪽으로 함몰된 리세스부 (131) 를 포함하도록 형성될 수 있다.The
한편, 본 단계 (S130) 에서 필요에 따라, 제1 전극 (130) 을 형성한 후 연마공정을 수행하여 제1 전극 (130) 의 표면 거칠기를 개선시키는 단계가 더 수행될 수 있고, 질산, 황산, 염산 등의 산성 용액을 이용하여 제1 전극 (130) 세정하는 세정공정을 수행하여 제1 전극 (130) 의 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계가 더 수행될 수도 있다.If necessary, a step of improving the surface roughness of the
도 6d와 같이, 제1 전극 (130) 의 리세스부 (131) 에 절연체 (140) 를 적층한다 (S140). 이때, 절연체 (140) 는 상술한 바와 같이 제1 전극 (130) 의 리세스부 (131) 에 완전히 삽입되도록 배치되어야 한다.6D, the
본 단계 (S140) 는, 리세스부 (131) 에만 절연층 (140) 을 형성하기 위하여, 스퍼터링 또는 화학 기상 증착 방법을 통하여 제1 전극 상 (130) 에 금속 산화물층을 형성한 후, 포토리소그래피 (photolithograph) 방법으로 발광영역 (EA) 에 포함되는 금속 산화물층을 패터닝하여 제거하는 방법으로 수행될 수 있다. 포토리소그래피 방법은 도포, 노광, 현상, 식각 및 포토레지스트 제거 등과 같은 부수적인 공정들을 수반할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이고, 절연층 (140) 이 형성되는 방법으로는 공지의 다양한 방식이 사용될 수 있다.In this step S140, a metal oxide layer is formed on the
도 6e와 같이, 제1 전극 (130) 과 절연체 (140) 를 덮도록 발광층 (150) 을 형성한다 (S150).6E, the
본 단계 (S150) 는 스핀 코팅 방법에 의해 수행될 수 있다. 이전 단계 (S140) 에서 절연체 (140) 가 리세스부 (131) 에 완전히 삽입되도록 적층됨으로써, 본 단계 (S150) 에서, 적어도 제1 전극 (130) 상에 형성되는 발광층 (150) 은 스핀코팅 방식에 의해 균일하게 적층될 수 있다.This step (S150) can be performed by a spin coating method. The
다음으로, 도 6f와 같이, 발광층 (150) 상에 제2 전극 (160) 을 적층한다 (S160).Next, as shown in FIG. 6F, the
본 단계 (S160) 는 상술한 제1 전극 (130) 의 적층 단계 (S130) 에서 제1 전극 (130) 이 형성되는 방법과 동일한 방법에 의해 수행될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.This step S160 may be performed in the same manner as the above-described method of forming the
상술한 전계 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 따르면, 기판을 식각하여 보조전극을 삽입함으로써, 균일한 발광층이 형성될 수 있다. 나아가, 균일한 발광층이 형성됨으로써, 발광층에서의 전류 몰림 현상이 개선되어, 발광 균일도가 향상될 수 있다.According to the electroluminescent device and the method of manufacturing the same, a uniform light emitting layer can be formed by etching the substrate and inserting the auxiliary electrode. Furthermore, since a uniform light emitting layer is formed, the current crowding phenomenon in the light emitting layer is improved, and the light emitting uniformity can be improved.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100 … 전계 발광소자
110 … 기판
111 … 일면
112 … 트렌치
120 … 보조전극
130 … 제1 전극
131 … 리세스부
140 … 절연체
150 … 발광층
151 … 양자점층
152, 153 … 유기물층
160 … 제2 전극100 ... Electroluminescent element
110 ... Board
111 ... One side
112 ... Trench
120 ... Auxiliary electrode
130 ... The first electrode
131 ... Recessed part
140 ... Insulator
150 ... The light-
151 ... Quantum dot layer
152, 153 ... Organic layer
160 ... The second electrode
Claims (4)
상기 트렌치 내에 삽입되고, 상부가 상기 일면보다 낮게 배치되도록 구성되는 보조전극;
상기 보조전극을 덮고, 상기 트렌치의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록 상기 일면 상에 적층되는 제1 전극;
상기 리세스부에 삽입되고, 상기 제1 전극 상에 적층되어 발광 영역과 비발광 영역을 정의하는 절연체;
상기 제1 전극과 상기 절연체 상에 적층되는 발광층; 및
상기 발광층 상에 적층되는 제2 전극; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전계 발광소자.A substrate on which a plurality of trenches are formed;
An auxiliary electrode inserted in the trench and configured such that an upper portion is disposed lower than the one surface;
A first electrode covering the auxiliary electrode and stacked on the one surface to form a recess in a region corresponding to the opening of the trench;
An insulator inserted in the recess portion and stacked on the first electrode to define a light emitting region and a non-light emitting region;
A light emitting layer laminated on the first electrode and the insulator; And
A second electrode stacked on the light emitting layer; And a second electrode.
상기 제1 전극은 투명한 양극 (anode) 이고,
상기 제2 전극은 음극 (cathode) 이고, 상기 발광층의 전면을 덮도록 형성되어 상기 발광층에서 방출되는 빛을 반사시키는 것을 특징으로 하는, 전계 발광소자.The method according to claim 1,
The first electrode is a transparent anode,
Wherein the second electrode is a cathode and is formed to cover a front surface of the light emitting layer to reflect light emitted from the light emitting layer.
상기 발광층은, 양자점 (Quantum dot) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전계 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting layer comprises a quantum dot.
상부가 상기 일면보다 낮게 배치되도록, 상기 트렌치 내에 보조전극을 삽입하는 단계;
상기 보조전극을 덮고, 상기 트렌치의 개구부와 대응되는 영역에 리세스부를 형성하도록, 상기 일면 상에 제1 전극을 적층하는 단계;
상기 리세스부에 삽입되도록, 상기 제1 전극 상에 발광 영역과 비발광 영역을 정의하는 절연체를 적층하는 단계;
상기 제1 전극과 상기 절연체 상에 발광층을 적층하는 단계; 및
상기 발광층 상에 제2 전극을 적층하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전계 발광소자의 제조방법.Forming a plurality of trenches on one surface of the substrate;
Inserting an auxiliary electrode in the trench so that the top is disposed lower than the one surface;
Stacking a first electrode on the one surface to cover the auxiliary electrode and form a recess in a region corresponding to the opening of the trench;
Laminating an insulator defining a light emitting region and a non-luminescent region on the first electrode so as to be inserted into the recess portion;
Laminating a light emitting layer on the first electrode and the insulator; And
Stacking a second electrode on the light emitting layer; And forming a second electrode on the second electrode.
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |