KR0147547B1 - 전계발광 표시 소자 - Google Patents

Abstract

발광 효율과 콘트라스트 비가 향상된 전계 발광소자에 관해 개시된다. 개시된 전계 발광소자는, 전면판에 스트라이프상의 투명전극과 금속 전극이 X-Y 매트릭스 상으로 배열되며, 이들 사이에는 형광체층이 개재되고, 상기 투명 전극과 금속전극의 각 교차점에 개별적으로 하나의 화소를 이루는 형광체층을 형성되며, 상기 각 형광체층에 타형광체층으로의 빛의 침투를 방지하는 반사층이 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 이러한 구조의 전계발광소자는 광손실이 크게 줄어들고, 인접 화소간의 빛의 간섭이 억제되어, 결과적으로 높은 휘도와 콘트라스트 비를 갖게 된다.

Description

전계발광 표시 소자

제1도는 종래 전계발광표시 소자의 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 종래 전계발광 표시소자의 부분확대도로서 광의 반사에 따른 확산 상태를 가시적으로 나타낸 것임.

제3도는 본 발명에 따른 전계발광 표시소자의 단면도.

제4도는 제2도에 대응하는 도면으로 본 발명에 따른 전계발광소자의 부분확대도.

제5도는 본 발명에 따른 전계발광 표시소자의 평단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전면기판 20 : 실링층

30 : 전면투명전극 40 : 배면금속전극

60 : 형광체층 70 : 유정체층

80 : 반사층 81 : 고굴절율막

82 : 저굴절율막

본 발명은 전계 발광 표시 소자(ELECTROLUMINESCENT)에 관한 것으로서, 특히 단위 화소(畵素, PIXEL)의 구조가 개량되어 발광 효율과 콘트라스트비가 크게 개선된 것에 관한 것이다.

일반적인 전계발광소자(EL)는, 고전위차를 유지하는 양측 전극사이에 전계에 의해 발광하는 형광물질이 개재된 것으로서, 이러한 EL 소자는 높은 휘도와 장수명의 특성을 가짐과 동시에 일반적인 매트릭스형 표시 소자, 예를 들어 플라즈마 디스플레이 소자와 액정 표시 소자와 같은 경박단소한 특징을 갖는다. 이의 적용 대상으로는 단순한 형태의 램프로서 액정 표시소자의 배경광(背景光)을 발생하는 것으로부터 디지탈 표시 장치, 나아가서는 화상표시 장치등이 있다.

이들 중에 본 발명에서 개량의 대상으로 하고 있는 화상 표시용 소자는 제1도에 도시된 바와 같이 전면판(10)에는 스트라이프상의 ITO 투명전극(30)과 AL금속 전극(40)이 X-Y매트릭스상으로 배열된다. 그리고 이들 사이에는 형광체층(60)으로 이루어진 샌드위치층이 개재되며, 상기 금속전극(40)의 상부에는 실링층(20)이 전면적으로 형성된다.

이러한 구조의 EL 화상 표시 소자는, 상기한 X-Y 매트릭스상의 양 전극(30)(40)에 순차 인가되는 구동전압에 의해 선택된 하나의 교차점, 즉 하나의 화소에서 전계효과에 의한 발광이 야기되도록 된 것이다. 이와 같은 EL 표시소자의 단점은 하나의 화소가 상하 전극(30)(40)의 교차점에서 자연히 형성되도록 되어 있기 때문에 하나의 화소에서 발광이 일어날 때에 이 빛이 제2도에 도시된 바와같이 반사에 의해 인근의 화소에 까지 침투하게 된다는 점인 바, 각 화소를 구조적으로 구분 격리하여 주기 위한 수단이 마련되어 있지 않기 때문인 것이다. 이를 도면을 통하여 살펴 보면 제2도에 도시된 바와 같이 순차인가되는 구동 전압이 상하 전극(30)(40)에 인가되면 그 사이에 개재돠어 있는 형광체층(60)에서 발광이 일어나게 되는 바, 이때에 발광된 빛은 그 주위로 확산 반사되게 된다. 결과적으로 다른 화소를 통한 빛의 투과가 일어나게 되는 바, 마치 인접한 화소에 발광하는 듯한 현상이 일어나게 됨으로써 해상도 및 콘트라스트비가 크게 저하되게 되며, 빛의 손실로 인한 휘도저하가 야기된다.

본 발명은 상기한 문제점이 개선된 것으로서 해상도와 휘도 및 콘트라스트비가 향상된 전계발광 표시 소자를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전계발광 표시소자는, 전면판에, 스트라이프상의 투명전극과 금속전극이 X-Y 매트릭스상으로 배열되며, 이들 사이에는 형광체층이 개재된 것이 있어서, 상기한 양측 전극간의 교차점에 형성되는 하나의 화소 주위에 타 화소와의 빛이 간섭을 억제 또는 방지하는 격리 수단을 마련하여서 된 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도에는 AC형 전계발광 표시 소자가 도시되어 있는 바, 전면기관(10)에 스트라이프상의 ITO투명전극(30)이 일정간격으로 배열되고, 이의 상부에는 제1유전체층(70)이 전면적으로 형성되고, 이의 상부에는 화소를 이루는 형광체층(60)이 형성된다. 이 때에 이 형광체층(60)은 단위 화소당 하나씩 형성되는 것으로서, 그 상부에 형성되는 금속전극(40)과 그 하부의 투명전극(30)과의 교차부위에 위치된다. 그리고 상기 단위 형광체층(60)의 각각의 주위에는 제4도와 제5도에 도시된 바와 같이 고굴절율막(81)과 저굴절율막(82)이 여러 겹 겹쳐진 형태의 반사층이 형성되고 반사층 주위를 고굴절율막(81)으로 메움으로써 더욱 효율이 높은 반사층이 형성된다. 이때 상기 반사층(80)이 인접된 반사막(81)(82)간의 굴절률은 차이가 많을수록 바람직하며 각 반사막의 두께는 λ/4(λ:형광체 내에서 EL형상에 의해 발생한 빛의 파장) 정도가 바람직한 바, 굴절률이 큰 물질로는 ZnS나 TiO₂, 굴절률이 작은 물질로는 MgF₂나 SiO₂를 예로 들 수 있다. 이러한 반사층(80)과 상기 형광체층(60)은 동일 평면상에 위치하며 이를 상부에 전면적으로 유전체층(70)을 제작한 후 금속전극 및 실링층(20)을 순차적으로 제작한다.

이상과 같은 본 발명의 전계발광 표시 소자는 일반적인 박막 공정을 통하여 제조될 수 있는데 특히 상기 형광체층 주위의 다겹의 반사막은 반복적인 리프트오프(Lift-Off) 법이나 식각법을 이용하여 제작될 수 있다.

이러한 본 발명에 있어서, 상기한 반사각에 의한 효과를 살펴보면 다음과 같다.

형광체층에서 발산된 빛의 일부는 그 주위의 유전체층(70)으로 발산되는데, 하기 식을 만족하는 θ보다 큰각으로 유전체층(70)의 표면에서 반사된 빛은 전반사에 의해 형광체층 밖으로 투과할 수 없다.

그러나 본 발명에 의하면 유전체층에 대핸 직각을 이루는 다겹의 반사막이 형성되어 있기 때문에 전반사된 빛이 반사막들에 의해 재반사되게 되는 바, 결과적으로 전반사된 빛이 다시 유전체층을 통과하여 전면판을 통해 밖으로 투과되게 한다. 특히 이러한 본 발명에 있어서 상기 반사막은 고굴절율막(81)과 저굴절율막(82)의 겹수가 많을수록 바람직 한 바, 이때의 표면 반사율(R)은 다음과 같이 일반식으로의 표현이 가능하다.

상기와 같은 일반식에서 고굴절율물질의 소재가 ZnS(N:2.35)이고, 저굴절율 물질의 소재가 MgF₂(N:1.35)인 경우 특히 형광체층의 모재(母材)가 ZnS이면 형광체층(60)과 고굴절률막(81)을 모두 형광체층과 동일한 소재로 치환할 수 있으므로 ㅈ제작공정이 대폭 간소화된다.

이때의 반사막은 ZnS:D(D는 발광모재에 극미량 도핑된 발광중심을 가리킴)과 MgF₂가 번갈아가며 형성된 경우인데, 반사률은 상기한 N값에 의해 조절되므로 반사막의 접수가 많을수록 효과적이다.

이러한 효과를 가지는 본 발명은 상기한 바와 같은 AC형 뿐만 아니라 DC형에도 적용가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면 전반사가 거의 일어 나지 않게 되므로 광손실이 크게 줄어들게 된다. 더욱이 인근 비발광화소로의 빛의 간섭을 크게 억제, 또는 방지 할 수 있게 된다. 이에 의하면 휘도 향상과 함께 콘트라스트가 크게 증가된 제품을 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 전면판에 스트라이프상의 투명전극과 금속 전극이 X-Y 매트릭스상으로 배열되며, 이들 사이에는 형광체층이 개재된 전계발광 표시 소자에 있어서, 상기한 투명 전극과 금속전극의 각 교차점에 개별적으로 하나의 화소를 이루는 형광체층을 형성하며, 이들 각 형광체층에 타형광체층으로의 빛의 침투를 방지하는 반사층을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 전계발광 표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 반사층이 다겹의 반사막으로 이루어지는 것을 그 특징으로 하는 전계 발광 표시소자.
3. 제2항에 있어서, 상기한 반사막중 서로 인접된 반사막간의 굴절률이 서로 상이한 값을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시소자.

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