照明装置所包含的电致发光元件及其制造方法与流程

本发明涉及一种照明装置所包含的电致发光元件及其制造方法。更加具体地涉及一种通过均匀形成发光层而提高发光均匀度的电致发光元件及其制造方法。

背景技术：

通常，电致发光元件(electroluminescencedevice)是自阳极(anode)供给的空穴(hole)与自阴极(cathode)供给的电子(electron)在形成于阳极与阴极之间的发光层内结合而发射光的显示元件。这种电致发光元件由于表现出诸如视角宽、响应速度快、厚度薄、制造成本低以及明暗对比(contrast)高等的优秀的显示特性，从而作为新一代平板显示器(fpd：flatpaneldisplay)备受瞩目。

这种电致发光元件根据驱动方式可分为无源矩阵(passivematrix)方式的电致发光元件和有源矩阵(activematrix)方式的电致发光元件。尤其是，无源矩阵方式的电致发光元件具有通过按照矩阵状配置阳极和阴极而在阳极与阴极之间的发光层中发光的简单的结构，广泛用作照明装置的面光源。

另一方面，电致发光元件的阳极以及阴极中的一种以上电极由透明导电性氧化物(tco：transparentconductingoxide)形成，以使光透过。这种透明导电性氧化物与普通金属相比，具有透光性优秀的优点，但是具有比电阻大的特性，因而具有在由导电性氧化物形成的电极中发生电压骤降的问题。电致发光元件的制作面积越大，电极中的电压骤降现象越突出，虽然照明装置在注入电流的注入部上的亮度高，但是亮度会随着远离注入部而相对减少，从而产生亮度偏差问题。

为了解决这种问题，主要采用如下方法：使比电阻相对较低的辅助电极接触由导电性氧化物形成的电极，从而提高由导电性氧化物形成的电极的导电性。

图1是包含于现有的电致发光照明装置中的电致发光元件的概略剖视图。

参照图1，现有的电致发光元件1包括：基板2；阳极3，形成在基板2的一表面上；辅助电极4，与阳极3接触；绝缘体5，包围辅助电极4；发光层6，形成在阳极3以及绝缘体5上；以及阴极7。这种电致发光元件1由于包括辅助电极4，因此可以提高阳极3的导电性。

但是，现有的电致发光元件1具有在阳极3上突出配置辅助电极4的结构，存在发光层6没有在发光区域ea(尤其是与辅助电极邻接的区域)中均匀形成的缺陷。如果对这种不均匀的发光层6施加电流，则发生电流的集聚现象，从结果上看存在电致发光元件1的发光均匀度下降的问题。

相关专利文献

1、韩国专利公开号第10-2013-0033093号(发明名称：有机电致发光元件及其制造方法)

2、韩国专利公开号第10-2013-0033100号(发明名称：有机电致发光元件)

技术实现要素：

所要解决的技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其提供一种通过均匀形成发光层而改善电流集聚现象并提高发光均匀度的电致发光元件及其制造方法。

本发明所要解决的技术问题并非限定于以上述及的技术问题，本领域技术人员应该从下面的记载中明确理解未述及的其它所要解决的技术问题。

技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的一实施例涉及的电致发光元件的特征在于，包括：基板，在一表面上形成有多个沟槽；辅助电极，插入于所述沟槽内，并且上表面低于所述基板的一表面；第一电极，层叠在所述基板的一表面上，以覆盖所述辅助电极，并在与所述沟槽的开口部对应的区域形成凹部；绝缘体，以插入于所述凹部内的方式层叠在所述第一电极上；发光层，层叠在所述第一电极和所述绝缘体上；第二电极，层叠在所述发光层上。

另外，根据本发明的另一特征，所述第一电极是透明的阳极(anode)，所述第二电极是阴极(cathode)，其形成为覆盖整个所述发光层，可以反射从所 述发光层发射的光。

另外，根据本发明的又一特征，所述发光层可以包括量子点(quantumdot)。

用于解决所述技术问题的本发明的一实施例涉及的电致发光元件的制造方法的特征在于，包括以下步骤：在基板的一表面上形成多个沟槽；向所述沟槽内插入辅助电极，并使其上表面低于所述基板的一表面；在所述基板的一表面上层叠第一电极，以覆盖所述辅助电极，并在与所述沟槽的开口部对应的区域形成凹部；以插入于所述凹部内的方式在所述第一电极上层叠绝缘体；在所述第一电极和所述绝缘体上层叠发光层；在所述发光层上层叠第二电极。

有益效果

根据本发明的电致发光元件及其制造方法，蚀刻基板后，插入辅助电极，从而可以形成均匀的发光层。进而，通过形成均匀的发光层，改善发光层中的电流集聚现象，从而可以提高发光均匀度。

附图说明

图1是现有的电致发光元件的概略剖视图。

图2是本发明的一实施例涉及的电致发光元件的概略俯视图。

图3是沿图2中a-a’切割线的概略剖视图。

图4是对于图3中b区域的概略放大剖视图。

图5是用于说明本发明的一实施例涉及的电致发光元件的制造方法的流程图。

图6是示出当完成图4中制造方法的各个步骤时的状态的概略剖视图。

附图标记

100：电致发光元件

110：基板

111：一表面

112：沟槽

120：辅助电极

130：第一电极

131：凹部

140：绝缘体

150：发光层

151：量子点层

152、153：有机物层

160：第二电极

具体实施方式

参照附图与后述的详细的多个实施例，则使本发明的优点和特征以及实现它们的方法变得清楚。但是，本发明并非限定于下面所公开的多个实施例，而是以不同的多种方式实现。只是本实施例旨在使本发明的公开完整并且向本发明所属领域技术人员完整地告知发明的范围，本发明仅仅被权利要求的范围所界定。

所谓的元件(elements)或层在其它元件或层“上(on)”，包括就在其它元件之上以及其它层或其它元件介于中间的全部情形。

虽然采用第一、第二等来描述不同的结构要素，但是这些结构要素并非被这些术语所限定。这些术语只是用来区分一个结构要素与其它结构要素。因此，在本发明的技术思想内，以下述及的第一结构要素还可以是第二结构要素。

在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的结构要素。

附图示出的各个结构的尺寸以及厚度是便于说明而示出的，本发明并非一定限定于所示的结构的尺寸以及厚度。

对于本发明的多个实施例的各个特征来说，一部分或者整体能够相互结合或组合，如本领域技术人员所充分理解的，可以在技术上进行各种联动以及驱动，对于各个实施例来说，可以单独实施，也可以按照关联关系一同实施。

下面，参考图2至图4，对本发明的一实施例涉及的电致发光元件进行详细说明。

图2是本发明的一实施例涉及的电致发光元件的概略俯视图，图3是沿图2中a-a’切割线的概略剖视图，图4是对于图3中b区域的概略放大剖视 图。

参照图2以及图3，本发明的电致发光元件100包括：基板110，在一表面111上形成有沟槽112；辅助电极120，插入沟槽112内；第一电极130、绝缘体140、发光层150以及第二电极160，依次层叠在基板110上。

基板110是用于支撑电致发光元件100中多个结构要素的透光性板。基板110的透光性优选为70％以上，从而使从后述的发光层150发射的光透过。

基板110可以是玻璃、蓝宝石、石英等的玻璃(glass)类基板，也可以是耐热性优秀的聚酰亚胺(pi)等的塑料类基板，还可以是硅(si)、氮化镓(gan)晶片。基板110并非限定于所例示的，可以采用公知的任意基板。

可以根据材料或加工方法、用途等来设定基板110的不同厚度。

另一方面，基板110在一表面111上形成有多个沟槽112。

参照图2以及图3，沟槽112沿基板110的横向以及纵向中的至少某一方向排列。

沟槽112的深度优选小于基板110厚度的50％。如果沟槽112的深度大于等于基板110厚度的50％，则基板110容易沿着沟槽112碎裂或受损。另外，沟槽112的侧壁的坡度(slope)可以是大于10度且小于等于60度。

但这仅仅是例示，当然可以根据电致发光元件100的设计规格来综合确定沟槽112的深度以及侧壁的坡度。

辅助电极120配置为，能够完全插入基板110的沟槽112内。即，辅助电极120构成为，插入沟槽112内并且其上表面低于基板110的一表面111。

辅助电极120与后述的第一电极130电连接，从而提高第一电极130的诸如导电率的电性特性。具体而言，通过与比电阻高的第一电极130接触，以防止第一电极130中的电压骤降。因此，即使大面积地形成电致发光元件100，辅助电极120也可以使流动于第一电极130中的电流整体上均匀。

辅助电极120优选由比电阻低的导电性物质形成。作为例示，辅助电极120可以由锂(li)、钙(ca)、铝(al)、银(ag)、镁(mg)、金(au)等金属形成，也可以由诸如氟化锂/钙(lif/ca)、氟化锂/铝(lif/al)的金属混合物形成。

另一方面，辅助电极120优选配置为，占据15％以下的电致发光元件100的面积。由于辅助电极120是无透光性的金属，因此如果辅助电极120所占 的面积达到15％以上，则电致发光元件100实际发射光的有效发光面积缩小，从而有可能降低发光效率。

第一电极130可以是向后述的发光层150提供空穴的阳极(anode)。

第一电极130覆盖辅助电极120，并填充一部分沟槽112，并且层叠在基板110的一表面111上。

第一电极130在与沟槽112的开口部对应的区域上形成凹部(recessedportion)131，并且层叠在基板110的一表面111上。具体而言，当形成第一电极130的物质均匀覆盖在基板110的一表面111上时，第一电极130根据形成有沟槽112的基板110的一表面111的形状来确定其形状，因此，第一电极130在与沟槽112的开口部对应的区域上形成凹部131。

第一电极130与辅助电极120接触并且与辅助电极120电连接。另外，第一电极130使从后述的发光层150发射的光透过。这种第一电极130优选由透明导电性氧化物(tco)形成。

作为例示，透明导电性氧化物可以是ito(indiumtinoxide：铟锡氧化物)、izo(indiumzincoxide：铟锌氧化物)。

另一方面，第一电极130按照规定的宽度形成，既可以排列为沿基板110的横向或纵向延长，也可以排列为沿基板110的横向以及纵向排列的格子状。此外，当然可以根据电致发光元件100的形状以及尺寸等设计规格来调节第一电极130的配置以及间距。

绝缘体140配置于与沟槽112的开口部对应的第一电极130的凹部131内，防止第一电极130与后述的第二电极160之间的通电。

电致发光元件100可以被绝缘体140所划分为多个发光区域ea和非发光区域n。尤其是本发明如图2以及图3所示，绝缘体140配置于与沟槽112的开口部对应的位置上，从而可以在与沟槽112的开口部对应的区域上形成非发光区域n，并且在由于沟槽112的排列而被划分的一部分格子空间内形成发光区域ea。

另外，绝缘体140被层叠为，完全插入第一电极130的凹部131内。如下所述，绝缘体140应该完全插入第一电极130的凹部131内，以使发光层150至少在发光区域ea上形成均匀的层。其中，完全插入是指，绝缘体140的高度等于或小于凹部131的高度，从而使绝缘体140配置为，上表面低于 位于凹部131周边的第一电极130。

绝缘体140可以由能够电绝缘的多种材料形成。作为例示，绝缘体140可以是硅氧化物(siox)、硅氮化物(sinx)、铝氧化物(alox)等。

发光层150以覆盖第一电极130和绝缘体140的方式层叠在其上部。

与绝缘体140接触的发光层150的区域由于与第一电极130电绝缘，因此不发光(即，非发光区域n)，与第一电极130接触的发光层150的区域从第一电极130以及后述的第二电极160接收空穴以及电子，进行发光(即，发光区域ea)。

如图3所示，包含于发光区域ea中的发光层150的区域可以高于包含于非发光区域n中的发光层150的区域。这可以通过如上所述配置绝缘层130以使其完全插入凹部131内来实现。并且，使包含于发光区域ea中的区域高于包含于非发光区域n中的区域，从而在通过旋涂(spincoating)方法来形成发光层时，可以使发光层150至少在发光区域ea内均匀形成。

根据本发明，电致发光元件100可以包含至少在发光区域ea内均匀的发光层150，因此本发明的电致发光元件100可以改善由于在图1的现有的电致发光元件1的发光层6内发生电流集聚现象而发光均匀度下降的问题。

另外，发光层150包括量子点。量子点作为电致发光(electro-luminesence)的纳米半导体粒子，是可根据量子点的尺寸和形状来发生特定波长的光的发光物质。

发光层150包括经适当组合的这些量子点，因而可以从发光层150发射白光。例如，如果发光层150包括发射波长范围为约430nm至约470nm之间的蓝光的量子点、发射波长范围为约520nm至约560nm之间的绿光的量子点以及发射波长范围为约630nm至约660nm之间的红光的量子点，则发光层150可以发射由它们混合而成的白光。

包含于发光层150中的量子点可以是元素周期表上的ii-vi族、iii-v族、iv-vi族、iv族半导体物质或它们的化合物。例如，量子点可以是cds、cdse、gan、gap、inn、pbs、si、ge、sic、sige或它们的组合。进而，包含于发光层150中的量子点并非限定于上述的，可以是本领域技术人员公知的任意半导体物质或化合物。

另一方面，发光层150既可以仅由量子点形成，也可以由量子点以及有 机物形成。作为例示，发光层可以形成为由量子点层151和有机物层152、153层叠而成的多重膜结构，如图4所示。只是发光层150并非限定于上述的，当然可以以公知的多种方式形成。

第二电极160可以是向发光层150提供电子的阴极(cathode)。

第二电极160覆盖整个发光层150，并层叠在发光层150上，可以使从发光层150发射的光反射。即，第二电极160与第一电极130以及发光层150电连接，同时改变光的路径，以使从发光层150发射的光经过透明的第一电极130以及基板110发射。

作为例示，这种第二电极160可以由al、ag、ca、mg、au、mo、ir、cr、ti、pd等金属或它们的合金形成。只是并非限定于此，而是可以由公知的多种导电性物质形成。另外，可以根据电致发光元件100的形状、尺寸等设计规格来调节第二电极160的厚度。

下面，参照图5以及图6，对于本发明的一实施例涉及的电致发光元件的制造方法进行说明。

对于本发明的电致发光元件100的结构等，已经参照图2至图4进行详述，因此下面以电致发光元件100的制造步骤以及方法为中心进行描述。

图5是用于说明本发明的一实施例涉及的电致发光元件的制造方法的流程图，图6是示出当完成图4中制造方法的各个步骤时的状态的概略剖视图。

参照图5，本发明的电致发光元件的制造方法包括以下步骤：在基板上形成沟槽(s110)；向沟槽内插入辅助电极(s120)；在基板和辅助电极上层叠第一电极，并在与辅助电极对应的区域形成凹部(s130)；以插入第一电极的凹部内的方式层叠绝缘体(s140)；在第一电极和绝缘体上层叠发光层(s150)；在发光层上层叠第二电极(s160)。

首先，如图6a所示，在基板110的一表面111上形成多个沟槽112(s110)。

在基板110上形成沟槽112的方法可以采用利用短脉冲(shortpulse)激光等来物理蚀刻基板110的方法、干式蚀刻(etching)或湿式蚀刻等的化学方法。只是并非限定于此，本步骤(s110)可以依照用于在基板110上形成沟槽112的公知的方式实现。

如图6b所示，向沟槽112内插入辅助电极120(s120)。此时，向沟槽112内完全插入辅助电极120，以使辅助电极120的上表面低于基板110的一 表面111。

本步骤(s120)既可以依照向沟槽112内填充液态导电性物质后予以硬化的方法实施，也可以通过电镀法、物理气相沉积法(physicalvapordeposition)、化学气相沉积法(chemicalvapordeposition)、溶胶-凝胶法(sol-gel)等公知的多种方式实施。

然后，如图6c所示，在基板110的一表面111上形成第一电极130，以覆盖辅助电极120(s130)。

本步骤(s130)可以依照诸如物理气相沉积法或化学气相沉积法、溅射法(sputtering)、离子电镀法(ionplating)以及电子束蒸镀法(e-beamevaporation)的多种方法实施。

如上所述，当依照这些沉积法形成第一电极130时，第一电极130具有实质均匀的厚度，并且可以根据形成有沟槽112的基板110的一表面111的形状来进行层叠。因此，依照本步骤(s130)，第一电极130可以在与沟槽112的开口部对应的区域上形成朝向沟槽112侧凹陷的凹部131。

另一方面，在本步骤(s130)中，根据需要，还可以实施在形成第一电极130以后实施抛光工序以改善第一电极130的表面粗糙度的步骤，还可以实施进行利用硝酸、硫酸、盐酸等酸性溶液来清洗第一电极130的清洗步骤以除去在第一电极130表面上残留的杂质的步骤。

如图6d所示，在第一电极130的凹部131内层叠绝缘体140(s140)。此时，应该如上所述地配置绝缘体140，以使其完全插入第一电极130的凹部131内。

为了仅在凹部131形成绝缘层140，本步骤(s140)可以通过如下所述的方法实施：通过溅射或化学气相沉积方法，在第一电极130上形成金属氧化物层后，按照用光刻(photolithography)法对包含于发光区域ea中的金属氧化物层进行构图并予以除去。光刻法可以伴随诸如涂布、曝光、显影、蚀刻以及除去光致抗蚀剂等的多个附加工序。但这仅仅是例示，绝缘层140形成方法可以采用公知的多种方式。

如图6e所示，以覆盖第一电极130和绝缘体140的方式，形成发光层150(s150)。

本步骤(s150)可以依照旋涂法实施。在之前步骤(s140)中层叠绝缘 体140，以使其完全插入凹部131内，从而在本步骤(s150)中可以使至少形成于第一电极130上的发光层150依照旋涂方式均匀地得以层叠。

然后，如图6f所示，在发光层150上层叠第二电极160(s160)。

由于本步骤(s160)可以依照与在上述第一电极130的层叠步骤(s130)中形成第一电极130的方法相同的方法实施，因此省略具体说明。

根据上述电致发光元件及其制造方法，蚀刻基板后，插入辅助电极，从而可以形成均匀的发光层。进而，通过形成均匀的发光层，改善发光层中的电流集聚现象，从而可以提高发光均匀度。

虽然上面参照附图对本发明的多个实施例进行说明，但是本发明所属技术领域的技术人员应当清楚，在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，可以以其它具体方式实施。因此，上面所述的多个实施例在所有方面是例示性的，而非限定性的。