KR20140114498A - 발광장치용 광추출층의 형성방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 발광장치용 광추출층의 형성방법은 발광장치의 기판 상에 광추출층을 코팅하는 단계와, 상기 광추출층을 식각하여 상기 광추출층의 표면에 요철을 형성하는 단계;를 포함한다.
Description
발광장치용 광추출층의 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광소자(light emitting device)는 전기 에너지나 빛 에너지를 이용하여 가시광선 영역의 빛을 발생시키는 소자를 말하는 것으로, 예를 들면, LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 등이 있다. 이러한 발광소자는 일반 조명장치, 산업용 조명장치, 특수 조명장치, 백라이트 유닛(backlight unit) 등과 같은 조명장치나, 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 응용될 수 있다. 이러한 발광소자, 조명장치 및 디스플레이 장치 등과 같은 발광장치에서는 소자의 박막 층상 구조나 굴절률의 차이로 인해 발광된 빛의 일부가 손실되게 되며, 이로 인해 발광장치의 효율이 감소할 수 있다. 이에 따라, 추가적인 전력이 필요하게 되며, 발광장치의 수명 또한 줄어들 수 있다.
이러한 광손실 문제를 해결하기 위해서는 손실될 수 있는 빛을 조명 등으로 다시 사용하는 광추출 기술이 필요하게 된다. 광추출 기술은 발광장치에서 빛이 손실되는 과정을 제거하거나 줄여주는 것으로, 최근에 발광장치의 광추출 효율을 향상시키기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로서, 발광장치에 사용되는 유리기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는 박막층을 유리 기판 상에 증착시킴으로써 전반사될 수 있는 빛을 다시 사용하는 방법이 있으며, 또한 고굴절 박막층의 증착 후 표면 형상을 조절하게 되면 광추출 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
발광장치용 광추출층의 형성방법을 제공한다.
일 측면에 있어서,
발광장치의 기판 상에 광추출층을 코팅하는 단계; 및
상기 광추출층을 식각하여 상기 광추출층의 표면에 요철을 형성하는 단계;를 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법이 제공된다.
상기 광추출층은 결정성을 가지는 물질을 포함하며, 상기 광추출층의 식각은 이방성 식각에 의해 이루어질 수 있다.
상기 광추출층은 예를 들면, 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 상기 식각 방법은 습식 식각, 건식 식각 또는 전자빔 식각을 포함할 수 있다.
상기 광추출층은 예를 들면, 대략 100nm ~ 1㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 광추출층은 상기 발광장치의 기판 외면 상에 형성될 수 있다. 상기 기판은 예를 들면, 유리 기판, 사파이어 기판 또는 반도체 기판을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 발광장치는 발광소자, 조명장치 또는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광장치용 광추출층의 형성방법에 의하면, 식각 방법을 통해 광추출층의 표면 형상을 조절함으로써 보다 간단한 방법으로 발광장치의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 비교적 얇은 두께로 기판 상에 광추출층을 형성함으로써 공정 속도가 개선될 수 있으며, 원가도 절감할 수 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예에 따른 발광장치용 광추출층의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 기판 상에 형성된 광추출층이 식각되기 전의 형상을 찍은 SEM 사진들이다.
도 4a 및 도 4b는 기판 상에 형성된 광추출층이 식각된 후의 형상을 찍은 SEM 사진들이다.
도 3a 및 도 3b는 기판 상에 형성된 광추출층이 식각되기 전의 형상을 찍은 SEM 사진들이다.
도 4a 및 도 4b는 기판 상에 형성된 광추출층이 식각된 후의 형상을 찍은 SEM 사진들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층 상에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예에 따른 발광장치용 광추출층의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 기판(100)의 상면에 광추출층(110')을 형성한다. 상기 기판(100)은 투명 기판으로서, 발광장치(미도시)에 구비된 기판을 의미한다. 상기 발광장치의 발광원(예를 들면, 발광층)은 상기 기판(100)의 하부에 마련되어 있으며, 상기 발광원으로부터 발생된 빛은 상기 기판(100)을 투과하여 기판(100)의 상면을 통해 외부로 출사된다.
상기 발광장치는 발광소자, 조명 장치, 디스플레이 장치 등을 포함한다. 상기 발광소자(light emitting device)는 전기 에너지나 빛 에너지를 이용하여 가시광선 영역의 빛을 발생시키는 소자를 의미한다. 이러한 발광소자에는 예를 들면, LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 조명 장치는 전술한 발광소자를 조명에 이용한 장치로서, 반 조명장치, 산업용 조명장치, 특수 조명장치를 포함하며, 디스플레이 장치의 후면에 장작되는 백라이트 유닛(backlight unit)도 포함할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 장치는 전술한 발광소자를 픽셀로 이용하여 정지화상이나 동영상을 구현하는 장치를 말한다.
상기 기판(100)은 발광장치의 종류에 따라 다양한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(100)으로는 유리기판, 사파이어 기판 또는 GaN 기판 등과 같은 반도체 기판 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광추출층(110')은 발광장치의 기판(100) 외면, 즉 도 1에서 기판(100)의 상면에 형성된다. 상기 광추출층(110')은 결정성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광추출층(110')은 ZnO, TiO2 등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 광추출층(110')은 예를 들면, 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD) 또는 액상 코팅법 등에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 상기 광추출층(110')은 대략 100nm ~ 1㎛ 정도의 비교적 얇은 두께로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 형성된 광추출층(110')에 식각 공정을 수행한다. 상기 식각 공정은 소정의 식각액을 이용한 습식 식각, 식각 가스를 이용한 건식 식각, 또는 전자빔을 이용한 전자빔 식각 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 실시예서는 상기 광추출층(110')의 식각은 이방성 식각에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 결정성을 가지는 물질을 포함하는 광추출층(110')에 식각 공정을 수행하게 되면, 광추출층(110')이 방향성을 가지고 식각될 수 있다. 그리고, 이러한 식각 공정에 의해 표면 형상이 제어된 광추출층(110)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 식각 공정이 완료된 광추출층(110)의 표면에는 소정 형태의 요철(111)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 광추출층(110)의 표면에 요철(111)이 형성되면 광산란 효과에 의해 요철이 없는 경우에 비하여 광추출 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 광추출층의 형성방법에서는 식각 방법을 통해 광추출층의 표면 형상을 조절함으로써 보다 간단한 방법으로 발광장치의 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 비교적 얇은 두께로 기판(100) 상에 광추출층을 형성함으로써 공정 속도가 개선될 수 있고, 원가도 절감할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 기판(100) 상에 형성된 광추출층(110')이 식각되기 전의 형상을 찍은 SEM 사진들이다. 여기서, 상기 광추출층으로는 대략 600nm 정도 두께의 ZnO 박막을 사용했다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 식각 공정이 수행되기 전의 광추출층(110')은 비교적 균일한 표면을 가지고 있음을 알 수 있으며, 광추출 효율은 광추출층이 없는 경우에 대하여 1.44배로 측정되었다.
도 4a 및 도 4b는 기판(100) 상에 형성된 광추출층(110)이 식각된 후의 형상을 찍은 SEM 사진들이다. 여기서, ZnO 박막으로 이루어진 광추출층은 질산을 식각액을 사용한 습식 식각에 의해 식각공정이 수행되었다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 식각 공정이 수행된 광추출층(110)은 식각 공정이 수행되기 전에 비하여 요철을 포함하는 더 거친 표면을 가지고 있음을 알 수 있으며, 광추출 효율은 광추출층이 없는 경우에 대하여 1.52배로 측정되었다. 따라서, 식각 공정이 수행되어 표면에 요철이 형성된 광추출층은 요철이 없는 경우에 비하여 광추출 효율이 향상되었음을 알 수 있다.
이상에서 예시적인 실시예들을 통하여 기술적 내용을 설명하였으나, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100... 발광장치의 기판
110'... 식각되기 전의 광추출층
110... 식각된 후의 광추출층
110'... 식각되기 전의 광추출층
110... 식각된 후의 광추출층
Claims (8)
- 발광장치의 기판 상에 광추출층을 코팅하는 단계; 및
상기 광추출층을 식각하여 상기 광추출층의 표면에 요철을 형성하는 단계;를 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광추출층은 결정성을 가지는 물질을 포함하며, 상기 광추출층의 식각은 이방성 식각에 의해 이루어지는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 광추출층은 금속 산화물을 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 식각 방법은 습식 식각, 건식 식각 또는 전자빔 식각을 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광추출층은 100nm ~ 1㎛의 두께로 형성되는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 광추출층은 상기 발광장치의 기판 외면 상에 형성되는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 유리 기판, 사파이어 기판 또는 반도체 기판을 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광장치는 발광소자, 조명장치 또는 디스플레이 장치를 포함하는 발광장치용 광추출층의 형성방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020130027490A KR20140114498A (ko) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | 발광장치용 광추출층의 형성방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11050043B2 (en) | 2018-10-18 | 2021-06-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and manufacturing method thereof |
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2013
- 2013-03-14 KR KR1020130027490A patent/KR20140114498A/ko active Search and Examination
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