KR20120001997A

KR20120001997A - Emitting device

Info

Publication number: KR20120001997A
Application number: KR1020100062658A
Authority: KR
Inventors: 조두희; 추혜용; 이정익; 이종희; 이주원; 신진욱; 한준한
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-05

Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to maximize light extraction efficiency by forming a flat layer including an upper side with light transmissivity. CONSTITUTION: A substrate(100) with an engraved structure is prepared. A flat layer(106,108) with light transmissivity has an upper flat side and a lower flat side. A first electrode(112) with light transmissivity is arranged on the flat layer. An organic light emitting layer(114) is arranged on the first electrode. A second electrode(116) is arranged on the organic light emitting layer.

Description

Light emitting device

본 발명은 발광 소자에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a method of manufacturing an organic light emitting diode.

본 발명은 지식경제부의 정보통신연구개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호 : 2009-F-016-01, 과제명 : 환경/감성형 OLED 면조명 기술]The present invention is derived from research conducted as part of the Ministry of Knowledge Economy's information and communication R & D project.

발광 소자는 스스로 발광하는 소자로서 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 및 높은 색 재현율로 인하여 디스플레이 장치에 응용되어 개발되어 왔다. 최근 발광 소자를 조명에 응용하는 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 발광 소자는 얇은 평탄 층상 구조를 가짐으로써, 외부 발광 효율이 약 20% 이하로 매우 낮은 단점이 있다. 따라서, 발광 효율이 증대된 발광 소자의 개발이 시급한 실정이다.The light emitting device is a light emitting device that has been developed and applied to a display device due to its wide viewing angle, fast response speed, and high color reproducibility. Recently, research and development applying light emitting devices to lighting have been actively conducted. Such a light emitting device has a thin flat layered structure, and thus has an external light emitting efficiency of about 20% or less, which is very low. Therefore, there is an urgent need to develop a light emitting device having increased luminous efficiency.

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 넓은 면적에 저비용으로 형성된 고효율의 발광 소자를 제공하는 데 있다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a high efficiency light emitting device formed at a low cost in a large area.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 개념에 따른 일 실시예는 발광 소자를 제공한다. 발광 소자는, 음각 구조물을 갖는 광 투과성의 기판, 상기 음각 구조물에 대응되는 하부 및 평탄한 상부를 가지며 상기 기판 상에 배치되는 광 투과성의 평탄층, 상기 평탄층 상에 배치되는 광 투과성의 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광층, 그리고, 상기 유기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함한다. 이때, 상기 평탄층의 하부의 단면 장축과 상기 평탄층의 하부의 높이 사이의 비는 1:0.1 내지 1:2일 수 있다.One embodiment according to the concept of the present invention provides a light emitting device. The light emitting device includes a light transmissive substrate having a concave structure, a light transmissive flat layer disposed on the substrate having a lower portion and a flat upper portion corresponding to the intaglio structure, and a first light transmissive electrode disposed on the flat layer. And an organic emission layer disposed on the first electrode, and a second electrode disposed on the organic emission layer. In this case, the ratio between the major axis of the cross section of the lower portion of the flat layer and the height of the lower portion of the flat layer may be 1: 0.1 to 1: 2.

본 발명의 개념에 따른 실시예들에 따르면, 기존의 방법에 비해 적용하기 용이하고, 제조 공정이 복잡하지 않아 저비용으로 광 추출 효율을 높인 대면적 발광 소자를 제조할 수 있다. 또한, 단순하게 음각 구조물을 채우고 평탄한 상부면을 갖는 평탄층을 형성함으로써, 발광 소자의 전기적 특성을 저해하지 않고 광 추출 효율을 극대화할 수 있다.According to embodiments according to the concept of the present invention, it is easy to apply compared to the existing method, the manufacturing process is not complicated, it is possible to manufacture a large-area light emitting device with a high light extraction efficiency at a low cost. In addition, by simply filling the intaglio structure and forming a flat layer having a flat upper surface, it is possible to maximize the light extraction efficiency without compromising the electrical characteristics of the light emitting device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components are exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Accordingly, shapes of the exemplary views may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. For example, the etched regions shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the words 'comprises' and / or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(발광 소자- 제1 (Light emitting element-the first 실시예Example ))

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 발광 소자(10)는, 기판(100), 평탄층(106, 108), 제1 전극(112), 유기 발광층(114) 및 제2 전극(116)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the light emitting device 10 may include a substrate 100, flat layers 106 and 108, a first electrode 112, an organic light emitting layer 114, and a second electrode 116. .

기판(100)은 제1 면과, 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제1 면은 기판(100)의 내부로 오목한 음각 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 음각 구조는 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈 형상을 가질 수 있다. 비구면 렌즈 형상은 그 단면이 포물면이나 타원면 형상을 가지거나, 구형이 아닌 곡면을 가지는 구조를 말한다.The substrate 100 may include a first surface and a second surface opposite to the first surface. The first surface of the substrate 100 may have an intaglio structure that is concave into the substrate 100. According to an embodiment of the present invention, the intaglio structure may have a spherical lens or an aspherical lens shape. The aspherical lens shape refers to a structure whose cross section has a parabolic surface, an ellipsoidal surface, or a non-spherical curved surface.

기판(100)은 광 투과성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)으로는 유리 기판 또는 플라스틱 기판이 채용될 수 있다. 유리 기판을 기판(100)으로 채용하는 경우, 기판(100)의 굴절률은 약 1.5 정도일 수 있다.The substrate 100 may include a light transmissive material. For example, a glass substrate or a plastic substrate may be employed as the substrate 100. When the glass substrate is employed as the substrate 100, the refractive index of the substrate 100 may be about 1.5.

평탄층(106, 108)은 기판(100)의 제1 면 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 평탄층(106, 108)은 하부(106) 및 상부(108)로 나눌 수 있으며, 평탄층(106, 108)의 하부(106) 및 상부(108)는 일체이다. 평탄층(106, 108)은 기판(100)의 제1 면의 형상에 대응되는 구조의 하부(106)와, 평탄한 표면을 갖는 상부(108)를 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)의 제1 면이 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈 형상을 갖는 경우, 평탄층의 하부(106)는 기판(100)의 제1 면에 대응되는 형상을 가질 수 있다.The flat layers 106 and 108 may be disposed on the first surface of the substrate 100. According to an embodiment of the present invention, the flat layers 106 and 108 may be divided into a bottom 106 and a top 108, and the bottom 106 and the top 108 of the flat layers 106 and 108 are integral. . The flat layers 106 and 108 may include a lower portion 106 of a structure corresponding to the shape of the first surface of the substrate 100 and an upper portion 108 having a flat surface. For example, when the first surface of the substrate 100 has a spherical lens or an aspherical lens shape, the lower portion 106 of the flat layer may have a shape corresponding to the first surface of the substrate 100.

평탄층의 하부(106) 구조의 단면 장축과 평탄층의 하부(106)의 높이의 비는 1:0.1 내지 1:2의 값을 가질 수 있다. 평탄층의 하부(106)가 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈의 형상을 갖는 경우, 평탄층의 하부(106)의 단면 장축은 렌즈 형상의 지름이 된다. 또한, 평탄층의 하부(106)가 구면 렌즈 또는 비구면 렌즈의 형상을 갖는 경우, 평탄층 하부(106)의 높이는 렌즈 형상의 골의 최저점에서 렌즈 형상의 지름 사이의 거리가 된다. 즉, 평탄층의 하부(106)의 렌즈형 구조의 지름과 평탄층의 하부(106)의 높이는 1:0.1 내지 1:2의 비율을 가질 수 있다.The ratio of the major axis of the cross section of the structure of the lower portion 106 of the flat layer to the height of the lower portion 106 of the flat layer may have a value of 1: 0.1 to 1: 2. When the lower portion 106 of the flat layer has the shape of a spherical lens or an aspherical lens, the cross section major axis of the lower portion 106 of the flat layer is the diameter of the lens shape. In addition, when the lower portion 106 of the flat layer has the shape of a spherical lens or an aspherical lens, the height of the lower portion of the flat layer 106 is the distance between the diameter of the lens shape at the lowest point of the lens-shaped valleys. That is, the diameter of the lenticular structure of the lower portion 106 of the flat layer and the height of the lower portion 106 of the flat layer may have a ratio of 1: 0.1 to 1: 2.

평탄층의 하부(106)의 지름은 약 5㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다.The diameter of the bottom 106 of the flat layer may be about 5 μm to about 100 μm.

평탄층(106, 108)은 약 1.7 내지 2.5의 굴절률을 갖는 광 투과성 물질을 포함할 수 있다. 평탄층(106, 108)은 무기물, 고분자 화합물 또는 나노 입자가 첨가된 고분자 화합물 복합체를 포함할 수 있다. 무기물질로는 산화 티탄, 산화 지르코늄, 황화 아연, 산화 티탄-산화 실리콘, 산화 주석 및 산화 인듐 등을 들 수 있다. 또한, 고분자 화합물 복합체를 형성하는 고분자 화합물의 예로는, 폴리비닐 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, PMMA 수지 및 폴리프로필렌 수지 등을 들 수 있다. 나노 입자가 첨가된 고분자 화합물 복합체는 상기 언급된 고분자 화합물에 나노 입자를 분산시킨 물질일 수 있다. 평탄층(106, 108)은 상기 언급된 물질로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The flat layers 106 and 108 may include a light transmissive material having a refractive index of about 1.7 to 2.5. The flat layers 106 and 108 may include a polymer compound composite to which an inorganic material, a polymer compound, or nanoparticles are added. Inorganic materials include titanium oxide, zirconium oxide, zinc sulfide, titanium oxide-silicon oxide, tin oxide, indium oxide and the like. Moreover, as an example of the high molecular compound which forms a high molecular compound composite, a polyvinyl phenol resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, a polyethylene resin, PMMA resin, a polypropylene resin, etc. are mentioned. The polymer compound composite to which nanoparticles are added may be a material in which nanoparticles are dispersed in the above-mentioned polymer compound. The flat layers 106 and 108 may include at least one selected from the group consisting of the above-mentioned materials.

제1 전극(112)은 평탄층(106, 108)의 평탄한 상부(108) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(112)은 통상적으로 발광 소자(10)에서 투명 전극이라고도 한다. 제1 전극(112)은 광 투과성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어질 수 있다. 제1 전극(112)은 약 1.8 내지 약 1.9의 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 제1 전극(112)은 발광 소자(10)의 애노드(anode)로 기능할 수 있다.The first electrode 112 may be disposed on the flat upper portion 108 of the flat layers 106 and 108. The first electrode 112 is also commonly referred to as a transparent electrode in the light emitting element 10. The first electrode 112 may be made of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) having excellent light transmittance. The first electrode 112 may have a refractive index of about 1.8 to about 1.9. In addition, the first electrode 112 may function as an anode of the light emitting device 10.

유기 발광층(114)은 광을 생성하는 하나 이상의 층으로 이루어진 발광층을 포함한다. 일 예로, 유기 발광층(114)은 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 다른 예로, 발광층은 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층 등의 다수의 발광층을 포함할 수도 있다.The organic light emitting layer 114 includes a light emitting layer composed of one or more layers for generating light. For example, the organic emission layer 114 may have a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially stacked. As another example, the light emitting layer may include a plurality of light emitting layers such as a blue light emitting layer, a green light emitting layer, and a red light emitting layer.

하기 식(1)의 스넬 법칙에 따르면, 면의 수직에 대하여 임계각 이상의 각도로 굴절률이 높은 매질에서 낮은 매질로 경계면에 입사되는 광들은 모두 전반사되어 외부로 방출되지 못하고 발광 소자(10) 내부에서 소멸될 수 있다.According to the Snell's law of the following equation (1), all the light incident on the interface from the medium with the high refractive index to the low medium at the angle above the critical angle with respect to the vertical of the plane is totally reflected and disappeared to the outside without disappearing inside the light emitting device 10 Can be.

---------- 식(1)

---------- Formula (1)

n₁는 입사 전의 물질의 굴절률, n₂는 입사 후의 물질의 굴절률, a₁는 입사면 법선에 대한 입사각, a₂는 입사면 법선에 대한 굴절각을 각각 말한다.n ₁ is the refractive index of the material before incidence, n ₂ is the refractive index of the material after incidence, a ₁ is the incidence angle with respect to the incidence plane normal, and a ₂ is the refractive angle with respect to the incidence plane normal.

본 발명의 실시예에 있어서, 발광 소자(10)의 유기 발광층(114)의 굴절률이 약 1.6 내지 약 1.8이고, 제1 전극(112)의 굴절률이 약 1.8 내지 약 1.9일 때, 애노드로 사용되는 제1 전극(112)의 굴절률이 유기 발광층(114)의 굴절률보다 크기 때문에 유기 발광층(114)과 제1 전극(112) 사이의 전반사는 발생하지 않는다.In an embodiment of the present invention, when the refractive index of the organic light emitting layer 114 of the light emitting device 10 is about 1.6 to about 1.8 and the refractive index of the first electrode 112 is about 1.8 to about 1.9, it is used as an anode. Since the refractive index of the first electrode 112 is larger than that of the organic light emitting layer 114, total reflection between the organic light emitting layer 114 and the first electrode 112 does not occur.

제2 전극(116)은 유기 발광층(114) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(116)은 배면 발광형 발광 소자에서 통상적으로 반사 전극이라고도 한다. 제2 전극(116)은 알루미늄과 같이 반사율이 우수한 금속을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(116)은 유기 발광층(114)에 전자를 공급하는 캐소드(cathode)의 기능할 수 있다.The second electrode 116 may be disposed on the organic emission layer 114. The second electrode 116 is also commonly referred to as a reflective electrode in the bottom emission type light emitting device. The second electrode 116 may include a metal having excellent reflectance such as aluminum. In addition, the second electrode 116 may function as a cathode for supplying electrons to the organic emission layer 114.

발광 소자(10)의 원리를 간략하게 설명하면 다음과 같다. 제1 전극(112)과 제2 전극(116) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드인 제2 전극(116)에서 공급하는 전자와 애노드인 제1 전극(112)에서 공급하는 홀이 유기 발광층(114)에서 결합하여, 엑시톤(exciton)이 형성된다. 형성된 엑시톤이 발광 재결합(radiative recombination)을 하면서 광이 생성된다. 이때, 생성된 광의 발광 파장에 비해서 엑시톤이 형성된 위치가 제1 전극(112) 또는 제2 전극(116)과의 거리가 아주 가까이 있기 때문에 광학 간섭 현상에 의해서 발생된 광의 외부 방출 과정에서 방출 효율 및 특정 파장의 비율이나 방향이 큰 영향을 받을 수 있다.The principle of the light emitting device 10 will be briefly described as follows. When a voltage is applied between the first electrode 112 and the second electrode 116, the electrons supplied from the second electrode 116, the cathode, and the holes supplied from the first electrode 112, the anode, are organic light emitting layer 114. ), Excitons are formed. The excitons thus formed undergo light emission recombination. At this time, since the position where the exciton is formed is very close to the emission wavelength of the generated light, the distance from the first electrode 112 or the second electrode 116 is very close, and thus the emission efficiency and The ratio or direction of a particular wavelength can be greatly affected.

또한, 유기 발광층(114)을 구성하는 각 층의 두께가 광학 파장에 비해 얇기 때문에 이렇게 생성된 광이 최종적으로 발광 소자(10)의 외부로 방출되기 위해서는 각 층들의 경계에서의 다층 반사-투과 및 간섭 현상들을 모두 만족하여야 한다.In addition, since the thickness of each layer constituting the organic light emitting layer 114 is thinner than the optical wavelength, in order for the generated light to be finally emitted to the outside of the light emitting device 10, the multilayer reflection-transmission at the boundary of each layer and All interference phenomena must be satisfied.

여기에서 발광 소자(10)를 광학적으로 보면, 유리 재질의 기판(100)의 굴절률이 1.5 정도이고, 유기 발광층(114) 및 제1 전극(112)이 수백 nm 미만으로 매우 얇아 유기 발광층(114)에서 발생된 광의 대부분이 기판(100)에 표면에 수직이지 않고, 기판(100)에 평행에 가까운 각도로 입사하게 되어, 발광 소자(10) 밖으로 방사되지 않고 제1 전극(112) 또는 유기 발광층(114)의 도파 모드로 잔류할 수 있다. 여기에서, 도파 모드는 발광 소자(10) 내의 각 층에 갇혀 층 내부에서 도파되는 광의 상태를 이른다. 한편, 발광 소자(10)의 각 층들의 경계면을 지나 외부 공기로 방출되는 광의 상태를 방출 모드라 한다. 또한, 도파 모드의 광을 방출 모드의 광으로 전환시켜 발광 소자(10) 외부로 출사 시키는 것을 광 추출이라 한다.When the light emitting device 10 is optically viewed, the refractive index of the glass substrate 100 is about 1.5, and the organic light emitting layer 114 and the first electrode 112 are very thin (less than several hundred nm), and thus the organic light emitting layer 114 Most of the light generated by the light incident on the substrate 100 is not perpendicular to the surface but is incident at an angle close to the substrate 100, so that the light emitted from the first electrode 112 or the organic light emitting layer is not emitted outside the light emitting device 10. 114) may remain in the waveguide mode. Here, the waveguide mode leads to a state of light trapped in each layer in the light emitting element 10 and guided inside the layer. On the other hand, the state of the light emitted to the outside air passing through the interface of each layer of the light emitting device 10 is referred to as the emission mode. In addition, converting the light in the waveguide mode into the light in the emission mode and exiting the light emitting device 10 is referred to as light extraction.

톰슨(Thompsom) 등에 의하면 유기 발광 소자의 발광 효율을 나타내는 외부 에너지 효율은, 소자의 내부 에너지 효율과 광 추출 효율의 곱으로 나타낼 수 있고, 유기 발광층(114)에서 방출된 광이 굴절률이 다른 상기 각 층의 경계면을 통과하는 과정에서 전반사 등의 이유로 기판 외부로 방출되지 못하고 각 층 내부에 붙잡히기 때문에 외부 광 효율이 20%가 넘지 못한다고 알려져 있다. (Optics Letters 22, 6, 396, 1997)According to Thompson et al., The external energy efficiency representing the luminous efficiency of the organic light emitting device can be expressed as a product of the internal energy efficiency and the light extraction efficiency of the device, and the light emitted from the organic light emitting layer 114 has a different refractive index. It is known that the external light efficiency is not more than 20% because it is not emitted to the outside of the substrate due to total reflection or the like in the process of passing through the interface of the layer. (Optics Letters 22, 6, 396, 1997)

본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 평탄층(106, 108)의 하부(106) 및 평탄한 상부(108)를 가진 발광 소자(10)를 이용하면, 제1 전극(112)과 기판(100) 사이에서 발생하는 전반사에 의한 광 추출 효율 저하를 방지할 수 있다. 언급한 바와 같이, 굴절률이 높은 매질에서 낮은 매질로 광이 투과될 때 전반사가 일어나므로 제1 전극(112)과 굴절률 차이가 없거나 제1 전극(112)보다 높은 굴절률을 갖는 평탄층(106, 108)을 더 구비하여, 평탄층(106, 108)으로 입사되는 광은 전반사를 방지할 수 있다. 또한, 평탄층(106, 108)의 굴절률이 제1 전극(112)보다 작더라도, 그 차이가 매우 작으면 전반사에 의한 효율 저하는 매우 작을 수 있다.According to some embodiments of the present invention, using the light emitting device 10 having the bottom 106 and the flat top 108 of the flat layers 106 and 108, the first electrode 112 and the substrate 100 can be used. The fall of light extraction efficiency by the total reflection which generate | occur | produces between can be prevented. As mentioned, total reflection occurs when light is transmitted from a medium having a high refractive index to a low medium, so that the flat layers 106 and 108 have no difference in refractive index from the first electrode 112 or have a refractive index higher than that of the first electrode 112. ), Light incident on the flat layers 106 and 108 may prevent total reflection. In addition, even if the refractive indices of the flat layers 106 and 108 are smaller than the first electrode 112, if the difference is very small, the efficiency decrease due to total reflection may be very small.

또한, 임계각 이상으로 제1 전극(112) 및 평탄층(106, 108) 사이의 경계면에 입사된 광은 평탄층(106, 108)의 평탄한 상부면을 지나 하부(106)와 기판(100)의 경계면에서 수직 방향 쪽으로 꺾이거나 경계면의 접선면이 광 경로의 수직에 가깝게 되어 전반사를 일으키지 않아, 발광 소자(10) 밖으로 출사할 수 있다. 이는 고 굴절률 매질의 볼록 렌즈에서 저 굴절률 매질로 광이 이동할 때 렌즈에 의해 법선에 가까운 방향으로 광이 굴절되는 원리를 이용하는 것이다.In addition, light incident on the interface between the first electrode 112 and the flat layers 106 and 108 at a critical angle or more passes through the flat upper surfaces of the flat layers 106 and 108 to the bottom 106 and the substrate 100. It may be bent toward the vertical direction from the boundary surface, or the tangent surface of the boundary surface may be close to the vertical of the optical path so as not to cause total reflection, so that the light exits from the light emitting element 10. This uses the principle that the light is refracted in a direction close to the normal by the lens when the light moves from the convex lens of the high refractive index medium to the low refractive index medium.

발광 소자(10)는, 중간층(110), 마이크로 렌즈 어레이(118) 및 보호막(120)을 더 포함할 수 있다.The light emitting device 10 may further include an intermediate layer 110, a micro lens array 118, and a passivation layer 120.

중간층(110)은 평탄층(106, 108) 및 제1 전극(112) 사이에 구비될 수 있다. 중간층은 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다. 중간층(110)은 광 투과성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 중간층(110)은 산화 티탄, 산화 지르코늄, 황화 아연, 산화 티탄-산화 실리콘, 산화 주석 및 산화 인듐으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The intermediate layer 110 may be provided between the flat layers 106 and 108 and the first electrode 112. The intermediate layer may be made of a light transmissive material. The intermediate layer 110 may be made of a material having light transmittance. For example, the intermediate layer 110 may include at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, zinc sulfide, titanium oxide-silicon oxide, tin oxide, and indium oxide.

중간층(110)은 평탄층(106, 108)에서 확산될 수 있는 휘발성 물질이나 산소, 수분 등을 차단하고, 평탄층(106, 108)의 상부 평탄도를 높여 유기 발광층(114)의 결함을 억제하고, 유기 발광층(114)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 중간층(110)의 하부면은 평탄한 상부(108)에 접하고 동일한 프로파일을 가지며, 중간층(110)의 상부면은 제1 전극(112)과 접하고 평탄하거나 요철 형상을 가질 수 있다.The intermediate layer 110 blocks volatile materials, oxygen, and moisture that may diffuse from the flat layers 106 and 108, and improves the flatness of the flat layers 106 and 108 to suppress defects of the organic light emitting layer 114. And protect the organic emission layer 114. The lower surface of the intermediate layer 110 is in contact with the flat top 108 and has the same profile, and the upper surface of the intermediate layer 110 is in contact with the first electrode 112 and may have a flat or uneven shape.

마이크로 렌즈 어레이(118)는 기판(100) 제2 면에 배치될 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(118)는 특히, 패턴 형태의 면 광원에서 광 추출 효율을 높일 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(118)는 구면 또는 비구면으로 형성할 수도 있고, 피라미드 형태의 사각뿔 형태로 형성할 수도 있다. 본 발명에서는 마이크로 렌즈 어레이(118)의 형태를 한정하는 것은 아니다.The micro lens array 118 may be disposed on the second surface of the substrate 100. In particular, the microlens array 118 may increase light extraction efficiency in a pattern light source. The micro lens array 118 may be formed as a spherical or aspherical surface, or may be formed in the form of a pyramid square pyramid. In the present invention, the shape of the micro lens array 118 is not limited.

보호막(120)은 제2 전극(116) 상부면에 배치될 수 있다. 제2 전극(116) 상부에 배치된 보호막(120)으로는 유기 발광층(114)을 보호하기 위하여 밀폐 보호층 또는 유리판 등으로 패키징하는 것이 적용될 수 있다.
The passivation layer 120 may be disposed on an upper surface of the second electrode 116. The protective layer 120 disposed on the second electrode 116 may be packaged with a sealed protective layer or a glass plate to protect the organic light emitting layer 114.

(발광 소자- 제2 (Light emitting element-the second 실시예Example ))

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 발광 소자(20)는, 기판(200), 평탄층(206, 208), 제1 전극(212), 유기 발광층(214) 및 제2 전극(216)을 포함할 수 있다. 또한, 발광 소자는 중간층(210), 마이크로 렌즈 어레이(218) 및 보호막(220)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the light emitting device 20 may include a substrate 200, flat layers 206 and 208, a first electrode 212, an organic light emitting layer 214, and a second electrode 216. . In addition, the light emitting device may further include an intermediate layer 210, a micro lens array 218, and a passivation layer 220.

기판(200)은 제1 면과, 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함할 수 있다. 기판(200)의 제1 면은 기판의 내부로 오목한 음각 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 음각 구조는 다각 뿔 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 음각 구조는, 사각뿔 또는 육각뿔 형상을 가질 수 있다.The substrate 200 may include a first surface and a second surface opposite to the first surface. The first surface of the substrate 200 may have a concave structure concave into the substrate. According to an embodiment of the present invention, the intaglio structure may have a polygonal horn shape. For example, the intaglio structure may have a square pyramid or hexagon pyramid shape.

평탄층(206, 208)은 기판(200)의 제1 면 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 평탄층(206, 208)은 기판(200)의 제1 면의 형상에 대응되는 구조의 하부와, 평탄한 상부를 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(200)의 제1 면이 다각 뿔 형상을 갖는 경우, 평탄층(206, 206)의 하부(206)는 기판(200)의 제1 면에 대응되는 형상을 가질 수 있다.The flat layers 206 and 208 may be disposed on the first surface of the substrate 200. According to the exemplary embodiment of the present invention, the flat layers 206 and 208 may include a lower portion of the structure corresponding to the shape of the first surface of the substrate 200 and a flat upper portion. For example, when the first surface of the substrate 200 has a polygonal horn shape, the lower portion 206 of the flat layers 206 and 206 may have a shape corresponding to the first surface of the substrate 200.

평탄층의 하부(206)의 단면 장축과 평탄층의 하부(206)의 높이 사이에는 1:0.1 내지 1:2의 비율을 가질 수 있다. 예를 들어 설명하면, 평탄층의 하부(206)가 사각뿔 형상을 갖는 경우, 사각뿔 저면의 대각선 길이와, 사각뿔의 높이는 1:0.1 내지 1:2의 비율을 가질 수 있다. It may have a ratio of 1: 0.1 to 1: 2 between the longitudinal major axis of the lower portion 206 of the flat layer and the height of the lower portion 206 of the flat layer. For example, when the lower portion 206 of the flat layer has a square pyramid shape, the diagonal length of the bottom of the square pyramid and the height of the square pyramid may have a ratio of 1: 0.1 to 1: 2.

평탄층의 하부(206)의 저면 대각선 길이는 약 5㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다.The bottom diagonal length of the bottom 206 of the flat layer may be about 5 μm to about 500 μm.

도 2에 도시된 기판(200), 평탄층(2063, 208), 제1 전극(212), 유기 발광층(214), 제2 전극(216), 중간층(210), 마이크로 렌즈 어레이(218) 및 보호막(220)은 도 1에서 설명한 것과 그 설명이 동일하여 생략하기로 한다.
2, the substrate 200, the flat layers 2063 and 208, the first electrode 212, the organic emission layer 214, the second electrode 216, the intermediate layer 210, the micro lens array 218, and the like. The protective film 220 is the same as that described in Figure 1 will be omitted.

(발광 소자의 제조 방법)(Method of manufacturing light emitting device)

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 기판(100)에 마스크(102)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3A, a mask 102 may be formed on the substrate 100.

기판(100)은 광 투과성이 우수한 재질일 수 있다. 마스크(102)는 기판(100)과 일 식각액에 대하여, 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 마스크(102)로 저가격의 필름 마스크를 사용할 수 있다.The substrate 100 may be a material having excellent light transmittance. The mask 102 may include a material having an etching selectivity with respect to the substrate 100 and one etching solution. For example, a low-cost film mask can be used as the mask 102.

마스크(102)는 원형, 타원형 또는 사각형, 육각형 등의 다각형의 구멍이 일정한 배열을 가진 어레이 또는 불규칙한 분포를 갖도록 패턴을 포함할 수 있다.The mask 102 may include a pattern such that a hole of a polygon such as a circle, an ellipse or a rectangle, a hexagon, or the like has an array or an irregular distribution with a uniform arrangement.

도 3b를 참조하면, 마스크(102)를 이용하여, 기판(100)을 습식 식각할 수 있다.Referring to FIG. 3B, the substrate 100 may be wet etched using the mask 102.

습식 식각은 마스크(102)의 식각 속도보다 기판(100)의 식각 속도가 빠른 식각액을 사용하여 수행될 수 있다. 일 예로, 습식 식각은 마스크(102)가 형성된 기판(100)을 상기 식각액에 담가 수행할 수 있다. 다른 예로, 습식 식각은 마스크(102)가 형성된 기판(100)으로 상기 식각액을 스프레이 하여 수행될 수 있다.The wet etching may be performed using an etchant having a higher etching rate of the substrate 100 than that of the mask 102. For example, wet etching may be performed by immersing the substrate 100 on which the mask 102 is formed in the etching solution. As another example, the wet etching may be performed by spraying the etching liquid onto the substrate 100 on which the mask 102 is formed.

마스크(102)에 인접한 기판(100)이 식각액에 먼저 접촉하여 더 많이 식각되고, 식각이 진행되면서, 마스크(102)로 덮인 부분의 아랫부분이 사이드 에칭될 수 있다. 따라서, 도 3b에 도시된 것처럼, 기판(100)의 제1 면에는 일정한 기울기를 갖는 경사면을 갖는 음각 구조물(104)이 형성될 수 있다.The substrate 100 adjacent to the mask 102 may be first etched more by contacting the etchant, and as the etching proceeds, the lower portion of the portion covered with the mask 102 may be side etched. Accordingly, as shown in FIG. 3B, the intaglio structure 104 having an inclined surface having a predetermined slope may be formed on the first surface of the substrate 100.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 식각이 진행되는 동안, 마스크(102)가 형성된 기판(100)을 회전시키거나 진동시킬 수 있다. 또한, 습식 식각의 식각 용액을 교반시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 습식 식각 중에 초음파를 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 습식 식각과 샌드 블라스팅 공정을 함께 수행할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, during the wet etching, the substrate 100 on which the mask 102 is formed may be rotated or vibrated. In addition, the etching solution of the wet etching can be stirred. According to another embodiment of the present invention, ultrasonic waves may be provided during wet etching. According to another embodiment of the present invention, the wet etching and sand blasting process may be performed together.

마스크(102) 패턴의 형태, 습식 식각의 용액의 조성, 회전, 진동 및 교반 정도, 스프레이 공정 인자 등을 조절하여, 음각 구조물(104)의 형상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한, 초음파 공정 또는 샌드 블라스팅 공정을 이용하여 음각 구조물(104)의 형상 및 크기를 조절할 수 있다.The shape and size of the engraved structure 104 may be controlled by adjusting the shape of the mask 102 pattern, the composition of the solution of the wet etching, the degree of rotation, vibration and stirring, and the spray process factors. In addition, the shape and size of the intaglio structure 104 may be adjusted using an ultrasonic process or a sand blasting process.

기판(100)에 음각 구조물(104)을 형성한 후, 마스크(102)를 제거할 수 있다.After the intaglio structure 104 is formed on the substrate 100, the mask 102 may be removed.

본 발명의 실시예들에 따라 습식 식각을 이용하여 기판(100)을 식각하여 음각 구조물(104)을 형성함으로써, 저비용으로 발광 소자(10)를 완성할 수 있다.According to the exemplary embodiments of the present invention, the light emitting device 10 may be completed at low cost by etching the substrate 100 using wet etching to form the intaglio structure 104.

도 3c를 참조하면, 음각 구조물(104)이 형성된 기판(100) 제1 면으로 평탄층(106, 108)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3C, planar layers 106 and 108 may be formed on the first surface of the substrate 100 on which the intaglio structure 104 is formed.

기판(100) 제1 면 상부에 형성된 평탄층(106, 108)은, 기판(100)의 제1 면의 형상과 대응되는 구조를 갖는 하부와, 평탄한 상부면을 갖는 상부(108)를 포함할 수 있다.The flat layers 106 and 108 formed on the first surface of the substrate 100 may include a lower portion having a structure corresponding to the shape of the first surface of the substrate 100 and an upper portion 108 having a flat upper surface. Can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 평탄층(106, 108) 형성 공정을 상세하게 설명하면, 평탄층(106, 108)이 무기 물질로 이루어진 경우, 우선, 졸-겔(gol-gel) 방법을 이용할 수 있다. 상기 평탄층을 이루는 물질의 전구체를 포함하는 졸 용액을 스핀 코팅, 딥 코팅 또는 스프레이 코팅 공정으로 기판(100) 상에 도포할 수 있다. 기판(100) 상에 졸 용액을 도포하고 경화하여 평탄층을 형성하는 동안 기판(100)의 제1 면과 접하는 평탄층의 하부는 기판(100)의 제1 면의 형상과 대응되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 평탄층의 상부는 평탄한 면을 가질 수 있다. 평탄층 내 무기 물질은 산화 티탄, 산화 지르코늄, 황화 아연, 산화 티탄-산화 실리콘, 산화 주석, 산화 인듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.Referring to the process of forming the flat layer 106, 108 according to an embodiment of the present invention in detail, when the flat layer 106, 108 is made of an inorganic material, first, a sol-gel method Can be. The sol solution including the precursor of the material forming the flat layer may be applied onto the substrate 100 by spin coating, dip coating or spray coating. While applying and curing the sol solution on the substrate 100 to form the flat layer, the lower portion of the flat layer contacting the first surface of the substrate 100 may have a structure corresponding to the shape of the first surface of the substrate 100. Can be. In addition, the upper portion of the flat layer may have a flat surface. The inorganic material in the flat layer may include at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, zinc sulfide, titanium oxide-silicon oxide, tin oxide, and indium oxide.

본 발명의 다른 실시예에 따른 평탄층(106, 108) 형성 공정을 상세하게 설명하면, 평탄층(106, 108)이 나노 입자가 첨가된 고분자 화합물 복합체로 이루어질 수 있다. 이때, 나노 입자는 1.8 내지 2.5의 굴절률을 갖는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 우선, 나노 입자가 분산된 용매를 준비할 수 있다. 목적하는 고분자 화합물의 단량체 또는 용해된 상기 고분자 화합물을 상기 용매에 첨가하여 고분자 복합체 용액을 형성할 수 있다. 고분자 복합체 용액을 기판(100) 상에 도포하고 경화하여 기판(100) 상에 평탄층(106, 108)을 형성할 수 있다. 고분자 화합물 복합체를 형성하는 고분자 화합물의 예로는, 폴리비닐 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, PMMA 수지 및 폴리프로필렌 수지 등을 들 수 있다.In detail describing the process of forming the flat layers 106 and 108 according to another embodiment of the present invention, the flat layers 106 and 108 may be formed of a polymer compound composite to which nanoparticles are added. In this case, the nanoparticles may include a transparent material having a refractive index of 1.8 to 2.5. In this case, first, a solvent in which nanoparticles are dispersed can be prepared. The monomer of the desired polymer compound or the dissolved polymer compound may be added to the solvent to form a polymer composite solution. The polymer composite solution may be applied onto the substrate 100 and cured to form flat layers 106 and 108 on the substrate 100. Examples of the polymer compound for forming the polymer compound composite include polyvinyl phenol resins, epoxy resins, polyimide resins, polystyrene resins, polycarbonate resins, polyethylene resins, PMMA resins, and polypropylene resins.

여기에서, 고분자 복합체 용액을 기판(100) 상에 도포할 때, 음각 구조물(104)의 내부를 매립한 후, 가시광선이 파장 이상으로 두껍게 도포하는 것이 바람직하다. 평탄층(106, 108)의 두께가 가시광 파장보다 작을 경우 원하지 않는 광 간섭으로 인한 발광 색상의 변화 등이 일어날 수 있고, 기학광학적 원리가 완전히 적용되지 않기 때문에 음각 구조물(104)의 형태 및 크기를 설계하는데 어려움이 있을 수 있다.Here, when applying the polymer composite solution on the substrate 100, it is preferable that the visible light is applied thicker than the wavelength after the interior of the intaglio structure 104 is embedded. When the thickness of the flat layers 106 and 108 is smaller than the visible light wavelength, a change in emission color due to unwanted light interference may occur, and the shape and size of the intaglio structure 104 may be changed because the geometrical optical principles are not fully applied. It can be difficult to design.

기존의 평탄층 형성 방법과 비교하여 더욱 상세하게 설명하면, 본 발명의 실시예들에 따라 습식 식각을 이용하여 기판(100)을 식각하여 음각 구조물(104)을 형성함으로써, 저비용으로 발광 소자(10)를 완성할 수 있다.When described in more detail compared to the conventional method for forming a flat layer, by forming a negative structure 104 by etching the substrate 100 using a wet etching in accordance with embodiments of the present invention, the light emitting device 10 at a low cost ) Can be completed.

더욱 상세하게 설명하면, 일반적으로 기판(100)에 요철 구조물을 형성하는데 있어서, 포토-리소그라피(photo-lithography) 방법이나 전자빔-리소그라피(electron beam-lithography)와 같은 고비용의 패턴 형성 방법을 사용한다. 포토레지스트 패턴을 만든 후 식각하여 미세 패턴을 제작하거나 유연성 및 가소성을 지닌 코팅막을 올린 후 포토-리소그라피 또는 전자빔-리소그라피 등의 방법으로 미세 패턴을 형성한 금형에 형성한 후 금형으로 코팅막을 압착하여 기판에 일정한 규칙을 갖는 미세 패턴을 형성한다. 또한, 별도의 기판과 열 가소성 수지를 사용하여 볼록한 렌즈 어레이를 인쇄한 후 별도의 기판 위에 하지층이라는 접착 수지를 도포하고 렌즈 어레이를 거꾸로 붙이고 렌즈 어레이 성형 시 사용한 별도의 기판을 떼어내는 방식으로 형성하는 방법이 있다. 상기 언급한 방법들은 복잡하고 정밀한 여러 단계의 공정을 거쳐야 하는 불편한 점이 있어 공정 비용이 높아지고 생산 수율을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.More specifically, in forming the uneven structure on the substrate 100, a costly pattern forming method such as photo-lithography or electron beam-lithography is used. After making the photoresist pattern and etching to form a fine pattern or a coating film having flexibility and plasticity, after forming a fine pattern formed by a method such as photo-lithography or electron beam-lithography, and then to the substrate by pressing the coating film with a mold To form a fine pattern with a certain rule. In addition, after printing the convex lens array by using a separate substrate and a thermoplastic resin, it is formed by applying an adhesive resin called an underlayer on the separate substrate, attaching the lens array upside down, and removing the separate substrate used when forming the lens array. There is a way. The above-mentioned methods are inconvenient to go through complicated and precise steps of the process, which may cause high process cost and lower production yield.

또한, 상기의 방법은 열가소성을 갖거나 금형으로 미세 패턴을 인쇄할 수 있는 소재로 평탄층을 형성해야 한다. 따라서, 굴절률이 1.6 이상의 고 굴절률 소재를 사용하기 어려워 평탄층 상부면에서 전반사를 일으킬 확률이 높으며 광 추출 효율이 낮은 단점이 있다.In addition, the above method should form a flat layer made of a material having a thermoplastic or capable of printing a fine pattern with a mold. Therefore, it is difficult to use a high refractive index material having a refractive index of 1.6 or more, and thus has a high probability of causing total reflection at the top surface of the flat layer, and has a disadvantage of low light extraction efficiency.

또한, 기판의 상부면에 일정한 패턴의 마스크를 형성하고, 이온 교환법으로 굴절률이 높은 이온을 치환하여 렌즈 어레이를 형성하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법으로는 기판 재료에 비해 충분히 높은 굴절률을 가지는 렌즈 어레이를 형성하기 어려워 광 추출이 낮은 단점이 있다.In addition, there is a method of forming a lens array by forming a mask of a predetermined pattern on the upper surface of the substrate, and by replacing the ions having a high refractive index by the ion exchange method. However, this method has a disadvantage in that light extraction is difficult because it is difficult to form a lens array having a sufficiently high refractive index compared to the substrate material.

따라서, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따라 형성된 음각 구조물(104)은 저비용의 마스크(102)와 습식 식각 공정을 이용하여 공정 비용을 낮출 수 있다. 또한, 별도의 필름을 접착하는 과정에서 발생할 수 있는 추가적인 광흡수에 의한 손실을 억제할 수 있다. 또한, 충분히 높은 굴절률을 가지는 소재로 평탄막을 형성할 수 있어 광 추출 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.Thus, the engraved structure 104 formed in accordance with some embodiments of the present invention can lower the process cost by using a low cost mask 102 and wet etching process. In addition, it is possible to suppress the loss due to additional light absorption that may occur in the process of adhering the separate film. In addition, since the flat film can be formed of a material having a sufficiently high refractive index, there is an advantage of increasing light extraction efficiency.

한편, 본 발명의 실시예들에 따라 평탄층(106, 108)을 형성하는 공정으로 두 가지를 예시적으로 설명하고 있으나, 본 발명에서 평탄층(106, 108)을 형성하는 공정을 한정하는 것은 아니다.Meanwhile, although two examples are described as a process of forming the flat layers 106 and 108 according to the embodiments of the present invention, the process of forming the flat layers 106 and 108 is limited in the present invention. no.

도 3d를 참조하면, 평탄층(106, 108) 상에 중간층(110)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3D, the intermediate layer 110 may be formed on the flat layers 106 and 108.

중간층(110)은 광 투과성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 중간층(110)은 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 공정, 증기(evaporation) 공정 등을 통해 형성될 수 있다.The intermediate layer 110 may be made of a material having light transmittance. In addition, the intermediate layer 110 may be formed through a sputtering process, a chemical vapor deposition process, an evaporation process, or the like.

중간층(110)은 용액 공정을 통한 평탄층(106, 108)에서 확산될 수 있는 휘발성 물질이나 산소, 수분 등을 차단하고 평탄층(106, 108)의 상부 평탄도를 높여 유기 발광층의 결함을 억제하고, 유기 발광층을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 중간층(110)의 하부면은 평탄층(106, 108) 상부(108)에 접하고 동일한 프로파일을 가지며, 중간층(110)의 상부면은 제1 전극(112)과 접하고 평탄하거나 요철 형상을 가질 수 있다.The intermediate layer 110 blocks volatile materials, oxygen, and moisture that may diffuse from the flat layers 106 and 108 through a solution process, and increases the top flatness of the flat layers 106 and 108 to suppress defects in the organic light emitting layer. And protect the organic light emitting layer. The lower surface of the intermediate layer 110 is in contact with the top 108 of the flat layers 106 and 108 and has the same profile, and the upper surface of the intermediate layer 110 is in contact with the first electrode 112 and may have a flat or uneven shape. .

도 3d에서 설명한 중간층(110)은 선택적으로 형성될 수 있다. 즉, 중간층(110)은 형성될 수도, 형성되지 않을 수도 있다.The intermediate layer 110 described with reference to FIG. 3D may be selectively formed. That is, the intermediate layer 110 may or may not be formed.

도 3e를 참조하면, 평탄층(또는, 보호층) 상부에 제1 전극(112), 유기 발광층(114) 및 제2 전극(116)을 순차적으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3E, the first electrode 112, the organic emission layer 114, and the second electrode 116 may be sequentially formed on the flat layer (or the protective layer).

도 3f를 참조하면, 기판(100)의 제2 면에 마이크로 렌즈 어레이(118)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3F, the micro lens array 118 may be formed on the second surface of the substrate 100.

마이크로 렌즈 어레이(118)는 기판(100)과 유사한 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이(118)는 구면 또는 비구면으로 형성될 수도 있고, 다각 뿔 형태로 형성될 수도 있다. 마이크로 렌즈 어레이(118)는 기판(100)에 식각법으로 직접 형성되거나, 기판(100)과 유사한 굴절률을 갖는 별도의 필름에 형성하여 접착할 수 있다.The micro lens array 118 may have a refractive index similar to that of the substrate 100. In addition, the micro lens array 118 may be formed as a spherical or aspherical surface, or may be formed in a polygonal horn shape. The micro lens array 118 may be directly formed on the substrate 100 by etching, or may be formed and adhered to a separate film having a refractive index similar to that of the substrate 100.

발광 소자(10)의 평탄층(106, 108)이 제1 전극(112) 및 기판(100) 사이의 전반사 등의 원인으로 방출되지 못하는 광을 추출하는 기능을 수행하듯이, 기판(100)과 공기 사이의 경계면에서는 마이크로 렌즈 어레이(118)가 그 기능을 수행할 수 있다.As the flat layers 106 and 108 of the light emitting device 10 perform a function of extracting light that cannot be emitted due to total reflection between the first electrode 112 and the substrate 100, the substrate 100 and the substrate 100. At the interface between the air, the micro lens array 118 may perform its function.

도 3g를 참조하면, 제2 전극(116)의 유기 발광층(114)이 형성되지 않은 다른 면에 보호막(120)을 더 형성할 수 있다. 보호막(120)으로 유기 발광층(114)을 보호하기 위하여 밀폐 보호층을 형성하거나 유리판 등으로 패키징하여 적용될 수 있다.Referring to FIG. 3G, the passivation layer 120 may be further formed on another surface on which the organic emission layer 114 of the second electrode 116 is not formed. In order to protect the organic emission layer 114 with the passivation layer 120, an encapsulation layer may be formed or packaged with a glass plate.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 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, It will be understood. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

10: 발광 소자 100: 기판
106, 108: 평탄층 110: 중간층
112: 제1 전극 114: 유기 발광층
116: 제2 전극 118: 마이크로 렌즈 어레이
120: 보호막10: light emitting element 100: substrate
106, 108: flat layer 110: intermediate layer
112: first electrode 114: organic light emitting layer
116: second electrode 118: micro lens array
120: shield

Claims

A light transmissive substrate having an intaglio structure;
A light transmissive flat layer disposed on the substrate and having a lower portion and a flat upper portion corresponding to the intaglio structure;
A light transmitting first electrode disposed on the flat layer;
An organic emission layer disposed on the first electrode; And,
Including a second electrode disposed on the organic light emitting layer,
And the ratio between the major axis of the cross section of the lower part of the flat layer and the height of the lower part of the flat layer is 1: 0.1 to 1: 2.