KR101421023B1

KR101421023B1 - 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법

Info

Publication number: KR101421023B1
Application number: KR1020120117834A
Authority: KR
Inventors: 최은호; 박준형; 백일희; 유영조
Original assignee: 코닝정밀소재 주식회사
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-07-22
Also published as: EP2725634A2; KR20140051603A; EP2725634A3; US20140113068A1; CN103779510B; CN103779510A; EP2725634B1; JP6191382B2; JP2014086421A

Abstract

본 발명은 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유기발광소자로부터 출사되는 광의 산란 분포를 인위적으로 제어할 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 상압화학기상증착 공정을 통해 유기발광소자용 광추출 기판을 제조하는 방법에 있어서, 베이스 기판 상에 무기산화물을 증착시켜 상기 무기산화물로 이루어진 광추출층을 형성하되, 상기 무기산화물을 적어도 2회 적층 증착시켜 상기 광추출층의 표면에 형성되는 텍스처링의 구조를 제어하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 제공한다.

Description

유기발광소자용 광추출 기판 제조방법{METHOD OF FABRICATING LIGHT EXTRACTION SUBSTRATE}

본 발명은 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유기발광소자로부터 출사되는 광의 산란 분포를 인위적으로 제어할 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유기 발광소자(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.

한편, 이러한 유기 발광소자로 이루어진 유기 발광 표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 N×M개의 화소들을 구동하는 방식에 따라, 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나뉘어진다.

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.

하지만, 유기발광소자를 이용한 면광원 조명소자의 경우, 박막 층상 구조로 인하여, 발광층에서 생성된 빛의 절반 이상이 소자의 내부 또는 계면에서 반사 또는 흡수되어 전면으로 나오지 못하고 소실된다. 따라서, 원하는 휘도를 얻기 위해서는 추가적인 전류를 인가해야 하는데, 이 경우, 전력 소모가 증가하게 되고, 결국, 소자의 수명이 감소하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 유기발광소자의 내부 또는 계면에서 소실되는 빛을 전면으로 추출하는 기술이 필요한데, 이를 광추출 기술이라 한다. 광 추출 기술을 통한 문제 해결 전략은 유기발광소자의 내부 또는 계면에서 소실되는 빛이 전면으로 진행하지 못하는 요인을 제거하거나 빛의 이동을 방해하는 것이다. 이를 위해, 일반적으로 사용되는 방법들 중에는 기판의 최외각부에 표면요철을 형성하거나 기판과 굴절률이 다른 층을 코팅하여 기판과 공기 계면에서 발생하는 내부 전반사를 줄이는 외부 광추출 기술과, 기판과 투명전극 사이에 표면 요철을 형성하거나 기판과 굴절률이 다른 층을 코팅하여 빛이 굴절률과 두께가 다른 층간 계면에서 전면으로 이동하지 않고 계면을 따라 진행하게 되는 도파관(wave guiding) 효과를 줄이는 내부 광추출 기술이 있다.

이 중, 요철형상 구조를 이용한 외부 광추출 기술은 요철의 형상 및 크기에 따라 빛의 산란 분포 및 색 좌표가 변화할 수 있으므로, 유기발광소자 조명의 용도에 맞도록 제어할 필요성이 있다. 하지만, 외부 광추출 기술 중 MLA(micro lens array) 등 고분자 시트 타입의 경우, 내열성 문제로 유기발광소자 제작 후 유리기판에 접착하기 때문에 유리기판과 일체화하기 어렵고 가격 또한 고가이다. 반면에 무기재료를 기판에 코팅하는 방법은 요철의 형상을 자유롭게 제어하는데 어려움이 있었다. 특히, 종래에는 이러한 광추출층을 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 형성하였는데, 이 경우, 고가의 장비 사용으로 인해 비용이 증가하게 되고, 공정이 복잡하며, 공정 후 유해물질이 발생되는 복합적인 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유기발광소자로부터 출사되는 광의 산란 분포를 인위적으로 제어할 수 있는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상압화학기상증착 공정을 통해 유기발광소자용 광추출 기판을 제조하는 방법에 있어서, 베이스 기판 상에 무기산화물을 증착시켜 상기 무기산화물로 이루어진 광추출층을 형성하되, 상기 무기산화물을 적어도 2회 적층 증착시켜 상기 광추출층의 표면에 형성되는 텍스처링의 구조를 제어하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 상압화학기상증착 공정은, 제1 증착 온도 하에서 상기 베이스 기판 상에 상기 무기산화물을 증착시키는 단계, 및 제2 증착 온도 하에서 증착된 상기 무기산화물 상에 상기 무기산화물을 다시 증착시켜 이중막 구조의 상기 광추출층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 광추출층은 상기 베이스 기판 상에 차례로 증착된 제1 박막층과 제2 박막층으로 이루어지되, 상기 제1 박막층은 0.4~1.7㎛ 두께로 형성되고, 상기 제2 박막층은 2.1~2.9㎛ 두께로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 증착 온도와 상기 제2 증착 온도는 동일 또는 다른 온도일 수 있다.

그리고 상기 제1 증착 온도와 상기 제2 증착 온도는 350~640℃의 온도 범위에서 선택된 동일 또는 다른 온도일 수 있다.

또한, 상기 상압화학기상증착 공정은 인-라인(in-line) 공정으로 진행될 수 있다.

그리고 상기 무기산화물은 상기 베이스 기판보다 상대적으로 굴절률이 큰 물질로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 무기산화물은 ZnO, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃ 및 TiO₂로 이루어진 무기산화물 물질군 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

아울러, 상기 상압화학기상증착 공정 진행 중 또는 진행 후 도펀트를 도핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 표면에 요철 형태의 자연발생적인 텍스처링을 형성시킬 수 있는 상압화학기상증착 공정을 통해 광추출층을 형성함과 아울러, 두 번 이상의 증착 공정을 진행함으로써, 요철의 크기, 형상 및 분포를 인위적으로 변화시킬 수 있고, 이를 통해, 조명용으로 적용되는 유기발광소자로부터 출사되는 광의 산란 분포를 용도에 맞게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상압화학기상증착 공정을 통해 자연발생적으로 광추출층의 표면에 텍스처링을 형성시킴으로써, 종래 광추출층 형성을 위한 포토리소그래피 공정이 불필요해지고, 이에 따라, 공정 수 감소를 통해 제작 시간을 단축시킬 수 있으며, 공정 후 유해물질 감소로 이의 처리 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상압화학기상증착 공정을 통해 광추출층을 형성함에 따라, 기판 유리제작과 광추출층 형성의 인-라인(in-line) 또는 온-라인(on-line)화가 가능하여 기판과 광추출층을 일체화할 수 있어, 양산 공정에 적용할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법을 나타낸 공정 모식도.
도 3은 본 발명의 실시 예1에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판을 주사전자현미경으로 촬영한 단면 사진.
도 4는 본 발명의 실시 예1에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판의 광 산란분포를 측정하여 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 예2에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판을 주사전자현미경으로 촬영한 단면 사진.
도 6은 본 발명의 실시 예2에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판의 광 산란분포를 측정하여 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 실시 예3에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판을 주사전자현미경으로 촬영한 단면 사진.
도 8은 본 발명의 실시 예3에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판의 광 산란분포를 측정하여 나타낸 그래프.
도 9는 본 발명의 실시 예4에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판을 주사전자현미경으로 촬영한 단면 사진.
도 10은 본 발명의 실시 예4에 따라 제조된 유기발광소자용 광추출 기판의 광 산란분포를 측정하여 나타낸 그래프.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에 대해 상세히 설명한다.

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.

본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법은 상압화학기상증착 공정을 통해 베이스 기판 상에 무기산화물을 증착시켜 무기산화물로 이루어진 광추출층을 형성한다. 여기서, 베이스 기판으로는 광 투과율이 우수하고 기계적인 물성이 우수한 것이면 어느 것이든 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 기판으로 열경화 또는 UV 경화가 가능한 유기필름인 폴리머 계열의 물질이나 화학강화유리인 소다라임유리(SiO₂-CaO-Na₂O) 또는 알루미노실리케이트유리(SiO₂-Al₂O₃-Na₂O)를 사용할 수 있다. 이때, 유기발광소자가 조명용인 경우 소다라임유리를 사용할 수 있고, 유기 발광소자가 디스플레이용인 경우 알루미노실리케이트유리를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판보다 상대적으로 굴절률이 큰 물질로 이루어진 무기산화물을 광추출층으로 증착시키는데, 예를 들어, ZnO, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃ 및 TiO₂로 이루어진 무기산화물 물질군 중 어느 하나로 이루어진 무기산화물을 광추출층으로 증착시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 이러한 무기산화물을 적어도 2회 적층 증착시켜, 상압화학기상증착 공정 시 광추출층의 표면에 자연발생적으로 형성되는 텍스처링의 구조를 인위적으로 제어한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이를 보다 상세히 설명하면, 광추출층(100)을 형성하는 상압화학기상증착 공정은 인-라인(in-line) 공정으로 진행될 수 있다. 먼저, 벨트식 컨베이어(10) 상에 베이스 기판(101)을 탑재시킨 다음 제어부(미도시)를 통해 컨베이어(10)를 작동시키면, 컨베이어(10)는 베이스 기판(101)을 일 방향을 따라 이동시킨다. 이때, 상압화학기상증착용 인-라인 설비에는 컨베이어(10)의 길이 방향을 따라 베이스 기판(101)의 상면을 향하도록 제1 인젝터(20)와 제2 인젝터(30)가 차례로 설치되어 있다. 이에 따라, 베이스 기판(101)이 컨베이어(10)를 타고 제1 인젝터(20) 하부에 정 위치되면, 제어부(미도시)를 통해 제1 인젝터(20)를 작동시켜 베이스 기판(101) 상에 증착될 무기산화물의 전구체 가스와 산화제 가스를 분사시켜 무기산화물을 박막 형태로 증착시킨다. 이때, 전구체 가스와 산화제 가스는 미리 혼합되는 것을 방지하기 위해, 제1 인젝터(20)의 서로 다른 노즐을 통해 분사될 수 있고, 증착 화학 반응의 활성화를 위해 전구체 가스와 산화제 가스를 미리 가열하여 공급할 수 있다. 그리고 전구체 가스와 산화제 가스는 질소, 헬륨, 아르곤과 같은 비활성 기체로 이루어진 캐리어 가스에 의해 운반되는 형태로 제1 인젝터(20)에 공급될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 제1 인젝터(20) 작동 전 베이스 기판(101)을 소정의 온도로 가열하여 증착 온도를 제어한다. 그 후, 제1 인젝터(20)를 통해 베이스 기판(101) 상에 무기산화물을 증착시키면, 도시한 바와 같이, 베이스 기판(101) 상에 무기산화물로 이루어진 제1 박막층(111)이 증착되는데, 그 표면에는 요철이 형성된다. 이때, 제1 박막층(111) 표면의 요철은 상압화학기상증착 공정 시 자연발생적으로 형성된다.

다음으로, 컨베이어(10)를 통해 베이스 기판(101)을 더 전진시켜 제2 인젝터(30) 하부에 제1 박막층(111)이 증착되어 있는 베이스 기판(101)을 정 위치시킨다. 그리고 베이스 기판(101)을 소정의 온도로 가열하는데, 이 경우, 제1 인젝터(20)를 통한 제1 박막층(111) 증착 시 가열한 온도와 동일하게 또는 다른 온도로 가열하여 증착 분위기를 조성할 수 있다.

이와 같이 베이스 기판(10)을 가열한 다음, 제어부(미도시)를 통해 제2 인젝터(30)를 작동시킨다. 즉, 제2 인젝터(30)를 통해 제1 박막층(111) 상에 이와 동일한 무기산화물의 전구체 가스와 산화제 가스를 분사시켜 제2 박막층(112)을 연속 증착시킨다. 제1 박막층(111) 상에 제2 박막층(112)을 증착시키면, 베이스 기판(101) 상에는 서로 동일한 산화물박막으로 증착된 제1 박막층(111)과 제2 박막층(112)의 이중막(bilayer) 구조로 이루어진 광추출층(100)이 형성되는데, 그 표면에는 텍스처링 구조가 형성된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 텍스처링 구조를 제어하기 위해 제1 박막층(111) 및 제2 박막층(112)에 도펀트를 도핑시킬 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는 상압화학기상증착 공정 중 공정가스와 함께 도펀트를 공급하거나 최종적으로 광추출층(100)을 형성시킨 후 이온 주입 등의 방법을 통해 도펀트를 도핑할 수 있다. 이때, 도핑되는 도펀트의 양은 광추출층(100)을 이루는 무기산화물, 예컨대, 산화아연(ZnO)의 함량대비 10wt% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에서, 베이스 기판(101) 상에 제1 박막층(111)을 증착시키는 1차 증착 공정과 제1 박막층(111) 상에 제2 박막층(112)을 증착시키는 2차 증착 공정은 공정 조건 상의 차이로 증착 온도 즉, 베이스 기판(101)의 가열 온도 차이만을 가질 뿐이다. 즉, 1차 증착 공정 시 베이스 기판(101)의 온도를 어느 한 온도로 설정하면, 이에 따라, 증착되는 제1 박막층(111)의 표면 형상, 크기 및 두께, 균일도 등이 특정한 형상으로 형성되고, 이러한 제1 박막층(111) 표면의 요철 구조가 2차 증착 공정 시 증착되는 제2 박막층(112)에의 표면 구조에 영향을 주게 된다. 다시 말해, 제2 박막층(112)의 표면 구조, 즉, 최종 형성되는 광추출층(100)의 표면 텍스처링 구조는 제1 박막층(111)의 표면 요철 구조에 종속 혹은 의존된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 광추출층(100)의 텍스처링 구조를 제어하기 위한 별다른 베이스 기판(101)의 전처리 없이 단순히 증착 공정을 1차와 2차로 분할하고 증착 온도 조건만 제어함으로써, 광추출에 필요한 코팅 두께를 확보하는 동시에 광추출층(100) 표면의 텍스처링 구조를 인위적으로 제어할 수 있다.

도 1과 도 2는 1차 증착 공정 시 베이스 기판(101)의 온도 조건을 서로 다르게 한 경우, 제1 박막층(111)이 서로 다른 표면 구조로 형성되고, 이에 따라, 제2 박막층(112)도 서로 다른 표면 구조로 형성되는 과정을 나타낸 공정 모식도이다. 즉, 베이스 기판(101)의 온도를 조절하는 것만으로, 제1 박막층(111)의 핵 생성 및 결정립 성장을 인위적으로 제어하여 제1 박막층(111)의 표면 형상, 크기 및 두께, 균일도 등을 조절할 수 있다. 그리고 이러한 제1 박막층(111)에 의해 도 1과 도 2에서 2차 증착 공정 시 베이스 기판(101)의 온도가 서로 동일한 조건이더라도 제2 박막층(112) 표면의 요철의 형상, 크기, 균일도 등이 달라지게 된다. 다시 말해, 1차 증착 공정 시 베이스 기판(101)의 온도를 몇 도로 설정하느냐에 따라 최종 형성되는 광추출층(100) 표면의 텍스처링 구조를 다양하게 인위적으로 제어할 수 있게 되고, 결국, 본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 광추출 기판을 조명용 유기발광소자에 적용하는 경우, 유기발광소자로부터 출사되는 광의 산란 분포를 용도에 맞게 제어할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법에서는 상압화학기상증착 공정을 통해 자연발생적으로 광추출층(100)의 표면에 텍스처링 구조를 형성시킴에 따라, 종래 광추출층 형성을 위한 포토리소그래피 공정이 불필요해지고, 이에 따라, 공정 수 감소를 통해 제작 시간을 단축시킬 수 있으며, 공정 후 유해물질 감소로 이의 처리 비용을 절감할 수 있다. 그리고 상압화학기상증착 공정을 사용하게 되면, 베이스 기판(101) 유리제작과 광추출층(100) 형성의 인-라인(in-line) 또는 온-라인(on-line)화가 가능하여 베이스 기판(101)과 광추출층(100)을 일체화할 수 있어, 양산 공정에 적용할 수 있다.

실시 예1

먼저, 유리기판의 온도가 350℃가 되도록 가열한 후 상압화학기상증착 공정을 통해 유리기판 상에 산화아연 박막을 증착시켰다. 그 다음, 유리기판의 온도가 640℃가 되도록 가열한 후 증착되어 있는 산화아연 박막 상에 산화아연 박막을 연속 증착시켜 광추출 기판을 제조하였다. 그리고 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제조한 광추출 기판의 형상을 주사전자현미경을 촬영하여 관찰하였고, 광 산란분포를 측정하여 분석하였다.

도 3을 보면, 상압화학기상증착 공정에 의해 아래쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(a)의 표면에 요철이 자연발생적으로 형성되어 있고, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 표면도 전체적으로 텍스처링 구조를 이루고 있는 것으로 확인되었다. 이때, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 결정립 성장 방향은 아래쪽 산화아연 박막(b)의 요철 형상에 종속 혹은 의존적임을 확인할 수 있다. 그리고, 아래쪽 산화아연 박막(a)의 두께는 0.7㎛, 위쪽 산화아연 박막(b)의 두께는 2.7㎛로 측정되었다. 아울러, 도 4를 보면, 실시 예1에 따라 제조된 광추출 기판(붉은 색)은 광추출층을 구비하고 있지 않은 기판(검정 색)보다 43% 향상된 정면 휘도 값을 나타내는 것으로 측정되었다.

실시 예2

먼저, 유리기판의 온도가 400℃가 되도록 가열한 후 상압화학기상증착 공정을 통해 유리기판 상에 산화아연 박막을 증착시켰다. 그 다음, 유리기판의 온도가 640℃가 되도록 가열한 후 증착되어 있는 산화아연 박막 상에 산화아연 박막을 연속 증착시켜 광추출 기판을 제조하였다. 그리고 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제조한 광추출 기판의 형상을 주사전자현미경을 촬영하여 관찰하였고, 광 산란분포를 측정하여 분석하였다.

도 5를 보면, 상압화학기상증착 공정에 의해 아래쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(a)의 표면에 요철이 자연발생적으로 형성되어 있고, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 표면도 전체적으로 텍스처링 구조를 이루고 있는 것으로 확인되었다. 이때, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 결정립 성장 방향은 아래쪽 산화아연 박막(b)의 요철 형상에 종속 혹은 의존적임을 확인할 수 있다. 그리고, 아래쪽 산화아연 박막(a)의 두께는 0.4㎛, 위쪽 산화아연 박막(b)의 두께는 2.9㎛로 측정되었다. 아울러, 도 6을 보면, 실시 예2에 따라 제조된 광추출 기판(붉은 색)은 광추출층을 구비하고 있지 않은 기판(검정 색)보다 49% 향상된 정면 휘도 값을 나타내는 것으로 측정되었다.

실시 예3

먼저, 유리기판의 온도가 450℃가 되도록 가열한 후 상압화학기상증착 공정을 통해 유리기판 상에 산화아연 박막을 증착시켰다. 그 다음, 유리기판의 온도가 640℃가 되도록 가열한 후 증착되어 있는 산화아연 박막 상에 산화아연 박막을 연속 증착시켜 광추출 기판을 제조하였다. 그리고 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 제조한 광추출 기판의 형상을 주사전자현미경을 촬영하여 관찰하였고, 광 산란분포를 측정하여 분석하였다.

도 7을 보면, 상압화학기상증착 공정에 의해 아래쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(a)의 표면에 요철이 자연발생적으로 형성되어 있고, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 표면도 전체적으로 텍스처링 구조를 이루고 있는 것으로 확인되었다. 이때, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 결정립 성장 방향은 아래쪽 산화아연 박막(b)의 요철 형상에 종속 혹은 의존적임을 확인할 수 있다. 그리고, 아래쪽 산화아연 박막(a)의 두께는 1.7㎛, 위쪽 산화아연 박막(b)의 두께는 2.1㎛로 측정되었다. 아울러, 도 8을 보면, 실시 예3에 따라 제조된 광추출 기판(붉은 색)은 광추출층을 구비하고 있지 않은 기판(검정 색)보다 49% 향상된 정면 휘도 값을 나타내는 것으로 측정되었다.

실시 예4

먼저, 유리기판의 온도가 640℃가 되도록 가열한 후 상압화학기상증착 공정을 통해 유리기판 상에 산화아연 박막을 증착시켰다. 그 다음, 유리기판의 온도를 640℃ 그대로 유지한 채, 증착되어 있는 산화아연 박막 상에 산화아연 박막을 연속 증착시켜 광추출 기판을 제조하였다. 그리고 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 제조한 광추출 기판의 형상을 주사전자현미경을 촬영하여 관찰하였고, 광 산란분포를 측정하여 분석하였다.

도 9를 보면, 상압화학기상증착 공정에 의해 아래쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(a)의 표면에 요철이 자연발생적으로 형성되어 있고, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 표면도 전체적으로 텍스처링 구조를 이루고 있는 것으로 확인되었다. 이때, 위쪽에 증착되어 있는 산화아연 박막(b)의 결정립 성장 방향은 아래쪽 산화아연 박막(b)의 요철 형상에 종속 혹은 의존적임을 확인할 수 있다. 그리고, 아래쪽 산화아연 박막(a)의 두께는 1.5㎛, 위쪽 산화아연 박막(b)의 두께는 2.5㎛로 측정되었다. 아울러 도 10을 보면, 실시 예4에 따라 제조된 광추출 기판(붉은 색)은 광추출층을 구비하고 있지 않은 기판(검정 색)보다 48% 향상된 정면 휘도 값을 나타내는 것으로 측정되었다.

실시 예1 내지 실시 예4를 보면, 상압화학기상증착 공정을 사용함에 따라, 광추출층 표면에 모두 텍스처링 구조가 자연발생적으로 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 그리고 최초 산화아연 박막 증착 시 설정된 유리기판의 온도 차이에 따라 증착된 산화아연 박막의 표면 구조에 차이가 발생되었음을 확인할 수 있다. 또한, 최초 증착된 산화아연 박막의 표면 구조에 의해 후속으로 증착되는 산화아연 박막의 표면 구조가 종속됨을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 최종 형성되는 광추출층의 표면 텍스처링 구조에도 차이가 남을 확인할 수 있다. 아울러, 최초 증착되는 산화아연 박막 증착 온도와 후속으로 증착되는 산화아연 박막 증착 온도가 같은 실시 예4의 경우에도 산화아연 박막 증착 온도가 서로 다른 실시 예1 내지 실시 예3과 같은 경향성을 보임을 확인할 수 있다.

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.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 광추출층 101: 베이스 기판
111: 제1 박막층 112: 제2 박막층
10: 컨베이어 20: 제1 인젝터
30: 제2 인젝터

Claims

상압화학기상증착 공정을 통해 유기발광소자용 광추출 기판을 제조하는 방법에 있어서,
베이스 기판 상에 무기산화물을 증착시켜 상기 무기산화물로 이루어진 광추출층을 형성하고,
상기 무기산화물을 적어도 2회 적층 증착시켜 상기 광추출층의 표면에 형성되는 텍스처링의 구조를 제어하되,
상기 광추출층의 표면을 이루는 최후 적층된 상기 무기산화물로 이루어진 박막층의 표면 구조는 최초 상기 베이스 기판 상에 적층된 상기 무기산화물로 이루어진 박막층 표면의 요철 구조에 종속되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 상압화학기상증착 공정은,
제1 증착 온도 하에서 상기 베이스 기판 상에 상기 무기산화물을 증착시키는 단계, 및
제2 증착 온도 하에서 증착된 상기 무기산화물 상에 상기 무기산화물을 다시 증착시켜 이중막 구조의 상기 광추출층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 광추출층은 상기 베이스 기판 상에 차례로 증착된 제1 박막층과 제2 박막층으로 이루어지되,
상기 제1 박막층은 0.4~1.7㎛ 두께로 형성되고,
상기 제2 박막층은 2.1~2.9㎛ 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 증착 온도와 상기 제2 증착 온도는 동일 또는 다른 온도인 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 증착 온도와 상기 제2 증착 온도는 350~640℃의 온도 범위에서 선택된 동일 또는 다른 온도인 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 상압화학기상증착 공정은 인-라인(in-line) 공정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 무기산화물은 상기 베이스 기판보다 상대적으로 굴절률이 큰 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 무기산화물은 ZnO, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃ 및 TiO₂로 이루어진 무기산화물 물질군 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 상압화학기상증착 공정 진행 중 또는 진행 후 도펀트를 도핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법.