KR100322608B1 - Electroluminescence Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 층간 확산 방지하고 소자 보호를 보호할 수 있는 EL 표시소자에 관한 것이다.The present invention relates to an EL display element capable of preventing interlayer diffusion and protecting element protection.
본 발명의 EL 표시소자는 임의의 기판 위에 순차적으로 적층된 금속전극, 유전체 후막, 발광체, 유전체 박막, 투명전극을 포함하는 일렉트로루미네선스 표시소자에서, 금속전극과 유전체 후막 사이에 형성되고 나이트라이드계 화합물 또는 카바이드계 화합물로 이루어져 층간 확산을 방지하기 위한 제1 확산 방지막과; 유전체 후막과 발광체 사이에 형성되고 다이아몬드, DLC(Diamond-like Carbon), DLN(Diamond-like Nanocomposite), CNx, TiN 중 어느 하나로 이루어져 층각 확산 방지 및 상기 발광체로의 전자주입을 위한 제2 확산 방지막과; 발광체와 유전체 박막 사이에 형성되고 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물 다이아몬드, DLC, DLN 중 어느 하나로 이루어져 층간 확산을 방지하기 위한 제3 확산 방지막과, 다이아몬드 박막, DLC, DLN, 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물중 어느 하나로 이루어져 상기 일렉트로루미네선스 표시소자를 보호하기 위한 외부 보호막을 구비하는 것을 특징으로 한다.The EL display device of the present invention is an electroluminescence display device including a metal electrode, a dielectric thick film, a light emitting body, a dielectric thin film, and a transparent electrode sequentially stacked on an arbitrary substrate, and is formed between a metal electrode and a dielectric thick film and formed of nitride. A first diffusion barrier layer formed of a compound or a carbide compound to prevent interlayer diffusion; A second diffusion barrier layer formed between the dielectric thick film and the light-emitting body and formed of any one of diamond, diamond-like carbon (DLC), diamond-like nanocomposite (DLN), CNx, and TiN; ; A third diffusion barrier layer formed between the light emitter and the dielectric thin film and formed of any one of a carbide compound, a nitride compound diamond, DLC, and DLN to prevent interlayer diffusion; a diamond thin film, DLC, DLN, carbide compound, and nitride An external protective film for protecting the electroluminescent display device made of any one of the system compound is characterized in that it is provided.
Description
본 발명은 자발광 표시소자인 일렉트로루미네선스(Electroluminscence; 이하, EL이라 한다) 표시소자에 관한 것으로, 특히 층간 확산을 방지하고 소자 보호할 수 있는 EL 표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescence (Electroluminescence) display device, which is a self-luminous display device, and more particularly to an EL display device capable of preventing interlayer diffusion and protecting the device.
차세대 표시소자인 SSD(Solid State Display), 즉 EL 표시소자는 반도성 형광체 재료에 전기장을 인가했을 때 발광하는 현상을 이용하는 능동형 표시소자이다. 구체적으로 EL 표시소자는 임의의 기판위에 후면전극, 제1 절연층, 발광층, 제2 절연층, 투명전극이 적층된 형태를 가지며, 후면전극과 투명전극 간에 소정의 전압을 인가하면 발광층에서 발광하게 된다. 이 경우, 발광층을 절연층으로 피복함으로써 소자의 절연파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 발광층에 고전압을 안정적으로 인가할 수 있게 된다. 또한, 절연막은 외부로부터의 불순물 및 습기의 침입을 방지할 수 있게 된다. 그런데, 절연막 두께가 비교적 얇은 박막형 EL 표시소자는 절연층으로 박막을 사용함에 따라 절연파괴 특성이 높고 공정의 복잡성, 박막절연층의 재현성 저하 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 박막 EL 표시소자의 문제점을 해결하고자 도 1에 도시된 바와 같이 유전체 후막을 이용한 TDEL(Thick Dielectric EL) 표시소자가 등장하게 되었다.Solid state displays (SSDs), that is, next-generation display devices, or EL display devices, are active display devices that utilize the phenomenon of emitting light when an electric field is applied to the semiconductor phosphor material. Specifically, the EL display device has a form in which a back electrode, a first insulating layer, a light emitting layer, a second insulating layer, and a transparent electrode are stacked on an arbitrary substrate, and emits light in the light emitting layer when a predetermined voltage is applied between the back electrode and the transparent electrode. do. In this case, by covering the light emitting layer with an insulating layer, it is possible to prevent breakdown of the device and to stably apply a high voltage to the light emitting layer. In addition, the insulating film can prevent intrusion of impurities and moisture from the outside. However, the thin film type EL display element having a relatively thin insulating film has problems such as high dielectric breakdown characteristics, process complexity, and poor reproducibility of the thin film insulating layer by using a thin film as the insulating layer. To solve the problem of the thin film EL display device, as illustrated in FIG. 1, a TDEL (Thick Dielectric EL) display device using a dielectric thick film has appeared.
도 1에 도시된 TDEL 표시소자는 알루미나기판(2) 위에 순차적으로 적층된 후면전극(4), 유전체 후막(6), 형광체(8), 유전체 박막(10), 투명전극(12)을 구비한다. 그리고, 도 1에 도시된 TDEL 표시소자는 유전체 후막(6)와 형광체(8) 사이에 후막유전체(6)의 표면을 평활화시키기 위한 평활층(14)를 더 구비한다. 기판에는 TDEL 표시소자의 고온소결 특성으로 인하여 일박적으로 96의 Al2O3을 포함하는 알루미나 기판(2)를 사용하게 된다. 후면전극(4)은 주사전극으로서 Al 등의 금속재질을 이용하여 진공증착 또는 스크린프린팅 방법에 의해 약 10㎛의 두께로 형성하게 된다. 전도성 후면전극(4) 위에는 높은 절연파괴 특성과 낮은 구동전압을 유지하기 위해 강유전체를 후막상태로 형성한 유전체 후막(6)이 형성된다. 이 유전체 후막(6)은 통상 페로브스카이트(Perovskite) 결정구조를 가지고 있는 직경 2∼3㎛의 SrTiO3, PbTiO3, BaTiO3분말을 유기용제와 혼합하여 50∼200㎛의 후막상태로 도포한 후 산화분위기하에서 900∼1000℃의 높은 온도로 소성함으로써 형성된다. 이 유전체 후막(6)은 형광체(8)를 절연파괴로부터 보호하는데 목적이 있으므로 핀홀(Pin Hole)이 없어야 하며 유전손실률(tanδ)이 작고, 형광체(8)와의 밀착성이 우수해야 한다. 또한, 유전체 후막(6)은 구동전압을 낮추기 위해 유전상수가 1000 이상이어야 하고, 형광체(8)와의 계면에서 안정된 전자를 공급하기 위하여 절연강도가 1.0×106V/m 이상이어야 한다. 그런데, 이 유전체 후막(6)은 약 1000℃ 이상의 높은 소성온도가 요구되어 확산에 의한 전극(4)의 손상, 형광체(8)에 대한 확산 및 계면특성 불안정 등 많은 문제점을 내포하고 있다. 이러한 유전체 후막(6) 위에는 형광체(8)를 진공증착법에 의해 약 0.5∼2㎛의 두께로 형성하고, 형광체(8) 위에 데이터전극인 투명(Indium-Tin Oxide; ITO) 전극(12)을 약 0.5㎛의 두께로 도포한 뒤 450∼500℃의 온도범위에서 약 1시간 정도 소성하게 된다. 형광체(8)로는 적·녹·청의 가시광을 방출하기 위하여 적색 형광체로는 ZnS:Sm, 녹색 형광체로는 ZnS:Tb, 청색 형광체로는 CaGa2S4:Ce의 재질이 이용된다. 더불어, 유전체 후막(6)과 형광체(8) 사이에 거칠은 유전체 후막(6)의 표면을 매끄럽게 하기 위하여 평활층(14)을 솔-겔(Sol-Gel) 또는 MOD(Metal-organic decomposition) 방법으로 수 ㎛의 두께로 형성한다. 또한, 형광체(8)와 투명전극(12) 사이에 약 1∼3㎛ 두께의 유전체 박막(10)을 형성한다. 최종적으로 외부의 습기나 오염으로부터 소자를 보호하기 위하여 투명 폴리머(Polymer) 또는 실리콘(Si) 레진(Resin) 등을 사용하여 10∼20㎛의 두께로 소자를 봉합(Sealing)하게 된다.The TDEL display device illustrated in FIG. 1 includes a back electrode 4, a dielectric thick film 6, a phosphor 8, a dielectric thin film 10, and a transparent electrode 12 sequentially stacked on an alumina substrate 2. . The TDEL display element shown in FIG. 1 further includes a smoothing layer 14 for smoothing the surface of the thick film dielectric 6 between the dielectric thick film 6 and the phosphor 8. Due to the high-temperature sintering characteristics of the TDEL display device, an alumina substrate 2 including 96 Al 2 O 3 is used overnight. The back electrode 4 is formed to a thickness of about 10 μm by vacuum deposition or screen printing using a metal material such as Al as a scan electrode. On the conductive back electrode 4, a dielectric thick film 6 in which a ferroelectric is formed in a thick film state in order to maintain high dielectric breakdown characteristics and a low driving voltage is formed. A dielectric thick film (6) is generally in the perovskite (Perovskite) a SrTiO 3, PbTiO 3, BaTiO 3 powder having a diameter of 2~3㎛ having a crystal structure is mixed with an organic solvent is applied to the thick film state of 50~200㎛ It is then formed by firing at a high temperature of 900 to 1000 ° C. under an oxidizing atmosphere. Since the dielectric thick film 6 is intended to protect the phosphor 8 from dielectric breakdown, there should be no pin hole, the dielectric loss ratio tanδ should be small, and the adhesion to the phosphor 8 should be excellent. In addition, the dielectric thick film 6 should have a dielectric constant of 1000 or more to lower the driving voltage, and have an insulation strength of 1.0 × 10 6 V / m or more in order to supply stable electrons at the interface with the phosphor 8. By the way, this dielectric thick film 6 is required to have a high firing temperature of about 1000 ° C. or more, and thus has many problems such as damage to the electrode 4 due to diffusion, diffusion to the phosphor 8 and instability of interface characteristics. The phosphor 8 is formed on the dielectric thick film 6 to a thickness of about 0.5 to 2 μm by vacuum deposition, and the indium-tin oxide (ITO) electrode 12, which is a data electrode, is formed on the phosphor 8 by about a thickness. After coating to a thickness of 0.5㎛ and baked for about 1 hour in the temperature range of 450 ~ 500 ℃. In order to emit red, green and blue visible light as the phosphor 8, ZnS: Sm is used as the red phosphor, ZnS: Tb is used as the green phosphor, and CaGa 2 S 4 : Ce is used as the blue phosphor. In addition, the smooth layer 14 is sol-gel or metal-organic decomposition (MOD) method to smooth the surface of the rough dielectric thick film 6 between the dielectric thick film 6 and the phosphor 8. To a thickness of several μm. In addition, a dielectric thin film 10 having a thickness of about 1 to 3 μm is formed between the phosphor 8 and the transparent electrode 12. Finally, in order to protect the device from external moisture or contamination, the device is sealed to a thickness of 10 to 20 μm using a transparent polymer or a silicon resin.
이러한 구조를 가지는 TDEL 표시소자를 제조하는 경우 상기 형광체(8), 유전체 박막(10), 투명전극(12) 등도 각각 최소 450℃ 이상의 소성과정을 거치게 된다. 이 경우, 각 층간의 계면에서 확산 및 반응에 의한 소자의 특성열화가 발생되는 문제점이 있다. 또한, 소자 보호를 위해 사용되는 봉합재로는 내습성 및 경도가 우수한 특성을 가지는 재료가 요망되지만 종래 TDEL 표시소자의 봉합재인 투명 폴리머 또는 실리콘(Si) 레진 등은 표면경도가 낮아 상기 봉합재의 요구특성을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 가시광선의 투과율을 감소시키는 문제점이 있다.When manufacturing a TDEL display device having such a structure, the phosphor 8, the dielectric thin film 10, the transparent electrode 12, and the like are each subjected to a baking process of at least 450 ° C. or more. In this case, there is a problem in that characteristic deterioration of the device due to diffusion and reaction occurs at the interface between each layer. In addition, although a material having excellent moisture resistance and hardness is desired as the encapsulant used for protecting the device, transparent polymer or silicone (Si) resin, which is an encapsulant of a conventional TDEL display device, has a low surface hardness and requires the encapsulant. Not only does not satisfy the characteristics, there is a problem of reducing the transmittance of visible light.
따라서, 본 발명의 목적은 EL 표시소자에서 층간의 확산 방지를 위한 확산 방지막을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a diffusion barrier film for preventing diffusion between layers in an EL display element.
본 발명의 다른 목적은 EL 표시소자 보호를 위한 외부 보호막을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an external protective film for protecting an EL display element.
도 1은 종래의 TDEL 표시소자를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional TDEL display element.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 TDEL 표시소자를 나타내는 사시도.2 is a perspective view illustrating a TDEL display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 TDEL 표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 사시도.3A to 3D are perspective views illustrating a method of manufacturing a TDEL display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
2 : 기판 4 : 금속전극2 substrate 4 metal electrode
6 : 유전체 후막 8 : 형광체6: dielectric thick film 8: phosphor
10 : 유전체 박막 12 : 투명전극10: dielectric thin film 12: transparent electrode
14 : 평활층 16 : 제1 확산방지막14 smooth layer 16: first diffusion barrier
18 : 제2 확산방지막 20 : 제3 확산방지막18: second diffusion barrier film 20: third diffusion barrier film
22 : 외부 보호막22: outer protective film
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 EL 표시소자는 임의의 기판 위에 순차적으로 적층된 금속전극, 유전체 후막, 발광체, 유전체 박막, 투명전극을 포함하는 일렉트로루미네선스 표시소자에서, 금속전극과 유전체 후막 사이에 형성되고 나이트라이드계 화합물 또는 카바이드계 화합물로 이루어져 층간 확산을 방지하기 위한 제1 확산 방지막과; 유전체 후막과 발광체 사이에 형성되고 다이아몬드, DLC(Diamond-like Carbon), DLN(Diamond-like Nanocomposite), CNx, TiN 중 어느 하나로 이루어져 층각 확산 방지 및 상기 발광체로의 전자주입을 위한 제2 확산 방지막과; 발광체와 유전체 박막 사이에 형성되고 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물 다이아몬드, DLC, DLN 중 어느 하나로 이루어져 층간 확산을 방지하기 위한 제3 확산 방지막을 구비하는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 EL 표시소자는 다이아몬드 박막, DLC, DLN, 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물중 어느 하나로 이루어져 상기 일렉트로루미네선스 표시소자를 보호하기 위한 외부 보호막을 추가로 구비한다.In order to achieve the above objects, the EL display device according to the present invention is an electroluminescence display device including a metal electrode, a dielectric thick film, a light emitting body, a dielectric thin film, and a transparent electrode sequentially stacked on an arbitrary substrate. A first diffusion barrier layer formed between the dielectric thick films and formed of a nitride compound or a carbide compound to prevent interlayer diffusion; A second diffusion barrier layer formed between the dielectric thick film and the light-emitting body and formed of any one of diamond, diamond-like carbon (DLC), diamond-like nanocomposite (DLN), CNx, and TiN; ; It is formed between the light emitting body and the dielectric thin film, and made of any one of the carbide compound, the nitride compound diamond, DLC, DLN characterized in that it comprises a third diffusion preventing film for preventing interlayer diffusion. In particular, the EL display element is made of any one of a diamond thin film, a DLC, a DLN, a carbide compound, and a nitride compound, and further includes an external protective film for protecting the electroluminescence display device.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2 및 도 3d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3D.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 EL 표시소자를 나타내는 사시도이다. 도 2의 EL 표시소자는2 is a perspective view showing an EL display device according to an embodiment of the present invention. The EL display element of Fig. 2
도 1에 도시된 TDEL 표시소자는 기판(2) 위에 순차적으로 적층된 후면전극(4), 유전체 후막(6), 형광체(8), 유전체 박막(10), 투명전극(12)과, 각 층간의 확산을 방지하기 위한 제1 내지 제3 확산방지막(16, 18, 20)과, 소자 보호를 위한 외부 보호막(22)을 구비한다. 제1 내지 제3 확산방지막(16, 18, 20)과 외부 보호막(22)으로는 다이아몬드(Diamond), DLC(Diamond-like Carbon), DLN(Diamond-like Nanocomposite), 카바이드(Carbide)계 화합물, 나이트라이드(Nitride)계 화합물 등을 이용하게 된다. Ag 재질의 후면전극(4)과 유전체 후막(6) 사이에 형성되는 제1 확산방지막(16)으로는 고융점의 나이트라이드계 또는 카바이드계 화합물 박막을 이용하게 된다. 여기서, 나이트라이드계 및 카바이드계 화합물을 예를 들면 다음 표 1 및 표 2와 같다.The TDEL display device illustrated in FIG. 1 includes a back electrode 4, a dielectric thick film 6, a phosphor 8, a dielectric thin film 10, a transparent electrode 12, and layers interposed sequentially on a substrate 2. First to third diffusion barrier films 16, 18, and 20 for preventing the diffusion of light and an external protective layer 22 for protecting the device are provided. Diamonds, diamond-like carbon (DLC), diamond-like nanocomposites (DLNs), carbide-based compounds, such as the first to third diffusion barrier layers 16, 18, and 20, and the outer protective layer 22, Nitride compounds and the like are used. As the first diffusion barrier layer 16 formed between the Ag back electrode 4 and the dielectric thick film 6, a high melting point nitride or carbide compound thin film is used. Here, for example, nitride and carbide compounds are shown in Tables 1 and 2 below.
상기 표1 또는 표2와 같은 나이트라이드계 또는 카바이드계 화합물을 이용한 제1 확산 방지막(16)은 후면전극(4)과 유전체 후막(6)간의 상호확산에 의한 전극저항의 증가를 방지하게 된다. 또한, 기판(2)으로 소다-라임(Soda-lime)계의 유리를 사용하는 경우 후면전극(4)과 기판(2) 사이에 알칼리 이온의 확산에 의한 전극저항의 증가를 막기 위해 상기 나이트라이드계 또는 카바이드계 박막을 적용할 수 있다. 유전체 후막(6)과 형광체(8) 사이의 제2 확산방지막(18)으로는 다음 표 3 내지 표 5와 같은 특성을 가지는 다이아몬드, DLC, CLN 박막과 CNx, TiN 박막 중 어느 하나를 이용하게 된다.The first diffusion barrier layer 16 using the nitride-based or carbide-based compound as shown in Table 1 or Table 2 prevents an increase in electrode resistance due to mutual diffusion between the rear electrode 4 and the dielectric thick film 6. In addition, in the case of using soda-lime glass as the substrate 2, the nitride is prevented from increasing the electrode resistance due to the diffusion of alkali ions between the rear electrode 4 and the substrate 2. Or carbide based thin films can be applied. As the second diffusion barrier 18 between the dielectric thick film 6 and the phosphor 8, any one of diamond, DLC, CLN thin films, CNx, and TiN thin films having the characteristics shown in Tables 3 to 5 may be used. .
상기 표 3 내지 표 5와 같은 다이아몬드, DLC, DLN 재질의 박막과 CNx 박막은 낮은 구동전압에서 전자방출이 용이한 네가티브 일렉트론 에피너티(Negative Electron Affinity; 이하, NEA라 한다) 특성을 가지고 있고, TiN 박막은 약 3.0의 비교적 낮은 일함수(Work function) 특성을 가지고 있다. 이러한 재질의 제2 확산방지막(18)은 고융점을 가지므로 형광체(8) 형성시 약 500℃에서 소성할 때 형광체(8)과 유전체 후막(6)간의 확산방지 및 안정된 특성을 유지할 수 있게 된다. 또한, 상기 재질의 제2 확산 방지막(18)은 마찰계수가 0.07 이하로 표면의 평활도가 우수하여 종래의 평활층(14) 없이도 유전체후막(6)과 형광체(8) 사이에서 양호한 접촉계면을 유지하게 함으로써 외부전기장에 의한 형광체(8)로의 전자주입을 균일하게 한다. 특히, 상기 재료들의 NEA 특성 및 낮은 일함수 특성의 형광체(8)로의 전자주입을 더욱 용이하게 해주어 구동전압을 낮출수 있거나 발광특성을 향상시킬 수 있게 된다. 형광체(8)과 유전체 박막(10) 사이에는 가시광선의 투과특성이 양호한 고융점의 나이트라이드계, 다이아몬드, DLC, DLN 박막 중 어느 하나를 이용한 제3 확산방지막(20)을 형성하여 형광체(6)와 유전체 박막(10)간의 상호확산을 방지하게 된다. 필요한 경우 유전체박막(10)과 투명전극(12) 사이에도 상술한 확산방지막을 적용할 수 있다. 소자의 특성에 치명적인 결함을 발생시킬 수 있는 외부로부터의 습기침투를 방지하기 위한 외부 보호막(22)으로는 상기 다이아몬드, DLC, DLN 박막 중 어느 하나를 이용하게 된다. 이 다이아몬드, DLC, DLN 박막 각각은 상기 표 3 내지 표 5에 나타낸 바와 같이 7000, 3000, 5000 Hv의 매우 높은 경도를 가지고 있어 외부로부터의 습기침입을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 옵티컬 갭(Optical gap)이 5.5eV 이상으로 90% 이상의 높은 가시광선 투과율 특성을 가지고 있으므로 내마모, 내습성 재료로 매우 유용하다. 이러한 외부보호막(22)은 도 2에 도시된 바와 같이 투명전극(12) 위에 형성하거나 투명전극(12) 및 소자의 측면부위 또는 소자의 전체면에 형성하게 된다. 특히, 외부 보호막(22)으로 상기 다이아몬드, DLC, DLN, 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물 중 굴절률이 다른 2종류 이상의 박막을 투명전극(12) 위에 적층하는 경우 화상표시면에서의 외부광 반사를 차단할 수 있으므로 EL 표시소자의 컨트라스트를 높여 화질을 개선할 수 있게 된다.Diamond, DLC, and DLN thin films and CNx thin films as shown in Tables 3 to 5 have negative electron affinity (NEA), which is easy to emit electrons at low driving voltage, and has a TiN characteristic. The thin film has a relatively low work function of about 3.0. Since the second diffusion barrier 18 of such a material has a high melting point, when the phosphor 8 is formed at about 500 ° C., the diffusion prevention and stable characteristics between the phosphor 8 and the dielectric thick film 6 can be maintained. . In addition, the second diffusion barrier layer 18 of the material has a coefficient of friction of 0.07 or less and excellent surface smoothness to maintain a good contact interface between the thick dielectric film 6 and the phosphor 8 without the conventional smooth layer 14. This makes the injection of electrons into the phosphor 8 by an external electric field uniform. In particular, the electron injection into the phosphor 8 of the NEA and low work function properties of the materials can be made easier, so that the driving voltage can be lowered or the light emission characteristics can be improved. The phosphor 6 is formed between the phosphor 8 and the dielectric thin film 10 by forming a third diffusion barrier film 20 using any one of a nitride, diamond, DLC, and DLN thin film having a high melting point having good visible light transmission characteristics. And mutual diffusion between the dielectric thin film 10 is prevented. If necessary, the above-described diffusion barrier layer may be applied between the dielectric thin film 10 and the transparent electrode 12. Any one of the diamond, DLC, and DLN thin films may be used as the outer protective film 22 to prevent moisture penetration from the outside, which may cause a fatal defect in the characteristics of the device. Each diamond, DLC, DLN thin film has a very high hardness of 7000, 3000, 5000 Hv, as shown in Table 3 to Table 5 can not only effectively block moisture intrusion from the outside, but also optical gap It is very useful as a wear and moisture resistant material because it has a visible light transmittance characteristic of 90% or more at 5.5 eV or more. As shown in FIG. 2, the outer protective layer 22 is formed on the transparent electrode 12 or on the side surface of the transparent electrode 12 and the device or the entire surface of the device. In particular, when the at least two kinds of thin films having different refractive indices among the diamond, DLC, DLN, carbide compound, and nitride compound are laminated on the transparent electrode 12 as the external protective film 22, reflection of external light on the image display surface is prevented. Since it can block, the image quality can be improved by increasing the contrast of the EL display element.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 TDEL 표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 사시도이다.3A to 3D are perspective views illustrating a method of manufacturing a TDEL display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이 임의의 기판(2) 위에 Ag 재질의 후면전극(4)을 진공증착 또는 스크린프린팅 방법을 이용하여 형성한 후, 제1 확산방지막(16)을 2000∼4000Å의 두께로 형성하게 된다. 이 제1 확산방지막(16)으로는 상기 표1 및 표 2에 나타낸 고융점의 나이트라이드계 또는 카바이드계 화합물을 이용한다. 제1 확산방지막(16) 위에 도 3b에 도시된 바와 같이 유전체후막(6)을 형성한 후 제2 확산방지막(18)을 형성하게 된다. 제2 확산방지막(18)으로는 유전체 후막(6)과 이후 형성될 형광체(8) 사이에서 양호한 접촉계면을 유지함과 아울러 형광체(8)로의 전자유입을 용이하도록 NEA(Negative Electron Affinity) 특성을 가지는 다이아몬드, DLC, DLN, CNx 박막과, 비교적 낮은 일함수(Work function)를 가지는 TiN 박막을 이용한다. 재2 확산방지막(18) 위에 도 3c에 도시된 바와 같이 형광체(8)을 형성한 후, 형광체(8) 위에 제3 확산방지막(20)을 1000∼2000Å의 두께로 형성하게 된다. 제3 확산방지막(20)으로는 형광체(8)에서 방출되는 가시광선의 투과율이 양호하고 층간 확산방지를 위해 고융점을 가지는 다이아몬드, DLC, DLN, 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물 중 어느 하나를 이용한다. 제3 확산방지막(20) 위에 도 3d에 도시된 바와 같이 유전체 박막(10)과 투명전극(12)을 순차적으로 형성한 후, 최종적으로 외부보호막(22)을 CVD 또는 PCVD 방법을 이용하여 500Å의 두께로 형성하게 된다. 외부 보호막(22)으로는 경도가 높고 높은 가시광선 투과율을 가지는 다이아몬드계(다이아몬드, DLC, DLN) 박막을 이용한다. 또한, 외부 보호막(22) 다이아몬드계 박막, 카바이드계 화합물, 나이트라이드계 화합물 중 굴절율이 다른 2종류 이상의 박막을 투명전극(12) 위에 적층하여 외부광의 반사를 차단할 수 있게 된다.As shown in FIG. 3A, after forming a back electrode 4 made of Ag on a substrate 2 using vacuum deposition or screen printing, the first diffusion barrier 16 is formed to a thickness of 2000 to 4000 kPa. To form. As the first diffusion barrier 16, a nitride or carbide compound having a high melting point shown in Tables 1 and 2 is used. After forming the dielectric thick film 6 on the first diffusion barrier 16 as shown in FIG. 3B, the second diffusion barrier 18 is formed. The second diffusion barrier 18 has a NEA (Negative Electron Affinity) property to maintain a good contact interface between the dielectric thick film 6 and the phosphor 8 to be formed later, and to facilitate the introduction of electrons into the phosphor 8. Diamond, DLC, DLN, CNx thin films and TiN thin films having a relatively low work function are used. After forming the phosphor 8 on the second diffusion barrier film 18 as shown in FIG. 3C, the third diffusion barrier film 20 is formed on the phosphor 8 to have a thickness of 1000 to 2000 GPa. As the third diffusion barrier 20, any one of diamond, DLC, DLN, carbide compound, and nitride compound having good transmittance of visible light emitted from the phosphor 8 and having high melting point is used for preventing interlayer diffusion. . After the dielectric thin film 10 and the transparent electrode 12 are sequentially formed on the third diffusion barrier film 20 as shown in FIG. 3D, the external protective film 22 is finally formed by using a CVD or PCVD method. It will be formed in a thickness. As the external protective film 22, a diamond-based (diamond, DLC, DLN) thin film having high hardness and high visible light transmittance is used. In addition, two or more kinds of thin films having different refractive indices among the diamond-based thin film, the carbide-based compound, and the nitride-based compound may be laminated on the transparent electrode 12 to block reflection of external light.
이와 같이, 본 발명에 따른 EL 표시소자는 각 층간에 확산방지막을 형성함으로써 층간의 상호확산을 방지할 수 있게 된다. 또한, 외부 보호막으로 내습성 및 경도가 양호한 재질을 이용함으로써 외부로부터의 수분 및 오염성분의 침투를 최대한 방지할 수 있게 된다.In this manner, the EL display element according to the present invention can prevent the mutual diffusion between layers by forming a diffusion barrier film between the layers. In addition, by using a material having good moisture resistance and hardness as the external protective film, it is possible to prevent the penetration of moisture and contaminants from the outside as much as possible.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 EL 표시소자에 의하면 층간의 상호확산 방지를 위한 확산방지막을 형성함으로써 소자의 특성 열화를 방지하고 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 특히, 유전체 후막과 형광체 사이에는 NEA 및 저일함수의 특성을 가지는 재질의 확산방지막을 형성함으로써 형광체로의 전자주입이 용이하여 형광체의 발광효율 증대 또는 구동전압 감소의 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 EL 표시소자에 의하면 내습성 및 경도가 양호한 외부 보호막을 형성함으로써 외부로부터의 수분 및 오염성분의 침투를 최대한 방지하여 소자의 특성열화를 방지하고 수명을 연장시킬 수 있게 된다.As described above, according to the EL display device according to the present invention, by forming a diffusion barrier film for preventing interdiffusion between layers, it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the device and to extend its life. In particular, by forming a diffusion barrier layer of a material having the characteristics of NEA and low work function between the dielectric thick film and the phosphor, it is easy to inject electrons into the phosphor, thereby increasing the luminous efficiency of the phosphor or reducing the driving voltage. In addition, according to the EL display device according to the present invention, by forming an external protective film having good moisture resistance and hardness, it is possible to prevent penetration of moisture and contaminants from the outside as much as possible, thereby preventing deterioration of characteristics of the device and extending its life.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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