KR100380887B1 - Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same - Google Patents
Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100380887B1 KR100380887B1 KR1020000017763A KR20000017763A KR100380887B1 KR 100380887 B1 KR100380887 B1 KR 100380887B1 KR 1020000017763 A KR1020000017763 A KR 1020000017763A KR 20000017763 A KR20000017763 A KR 20000017763A KR 100380887 B1 KR100380887 B1 KR 100380887B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- phosphor
- film
- transparent electrode
- crystalline
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/54—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked-up, converted, or stored; Luminescent coatings on vessels
- H01J1/62—Luminescent screens; Selection of materials for luminescent coatings on vessels
- H01J1/66—Supports for luminescent material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/54—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked-up, converted, or stored; Luminescent coatings on vessels
- H01J1/62—Luminescent screens; Selection of materials for luminescent coatings on vessels
- H01J1/63—Luminescent screens; Selection of materials for luminescent coatings on vessels characterised by the luminescent material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
- H01J11/20—Constructional details
- H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
- H01J11/42—Fluorescent layers
Abstract
본 발명은 평판 표시 장치의 박막 형광체 패널 및 그 형성방법에 관한 것으로,The present invention relates to a thin film phosphor panel of a flat panel display device and a method of forming the same.
투명 전극상에 형광체 박막이 형성되는 구조를 가진 평판 표시 장치 패널에 있어서, 상기 투명 전극과 상기 형광체 박막 사이에 중간층 박막을 삽입함으로써 형광체 박막의 결정성과 휘도 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.A flat panel display panel having a structure in which a phosphor thin film is formed on a transparent electrode, wherein an interlayer thin film is inserted between the transparent electrode and the phosphor thin film to improve crystallinity and luminance characteristics of the phosphor thin film.
본 발명에 따르면 투명 전극상에 결정상을 가지는 투명한 중간층 박막을 형성함으로써 중간층 박막상에 증착되는 형광체 박막을 휘도 특성이 좋은 결정질로 형성할 수 있으므로 형광체 박막의 휘도 특성이 높게 유지되는 상태에서 고해상도 및 고생산성의 포토리소그래피 설비를 이용한 일관 생산 작업이 가능하게 된다.According to the present invention, by forming a transparent interlayer thin film having a crystal phase on a transparent electrode, the phosphor thin film deposited on the interlayer thin film can be formed in a crystalline with good brightness characteristics, so that the luminance characteristics of the phosphor thin film are maintained at high resolution and high. Consistent production can be achieved using a productive photolithography facility.
Description
본 발명은 평판 표시장치의 형광체 패널(panel)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 형광체 패널을 구성하는 하나의 전극상에 형광체 박막을 형성하는 경우의 박막 형광체 패널에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phosphor panel of a flat panel display, and more particularly to a thin film phosphor panel in the case of forming a phosphor thin film on one electrode constituting the phosphor panel.
화면 표시장치는 일정 면적의 화면에 각종의 정보를 표시하는 장치를 말하는 것으로, 이들 정보를 표시하기 위하여 상기 화면은 수많은 화소(pixel)들로 이루어져 있다. 종래에는 화면 표시장치로 음극선관(Cathode Ray Tube, 이하 CRT)이라고 불리우는 브라운관을 주로 이용하였으나, 최근 다수의 평판형 표시장치가 연구 및 개발되고 있다. 평판형 표시장치의 경우, 화면 표시장치의 고해상도화 및 평면 대면적화에 부응하는 동시에, 대면적화에 따라 표시장치의 부피가 급속히 커지고 중량이 현저하게 무거워지는 문제점을 해결할 수 있으므로 분야에 따라서는 음극선관브라운관을대체할 것으로 기대되고 있다.A screen display device refers to a device for displaying various kinds of information on a screen having a predetermined area. In order to display the information, the screen is composed of a large number of pixels. Conventionally, a cathode ray tube called a cathode ray tube (CRT) is mainly used as a screen display device, but a number of flat panel display devices have recently been researched and developed. In the case of a flat panel display device, it is possible to meet the high resolution and flat surface area of a screen display device, and to solve the problem that the volume of the display device increases rapidly and the weight becomes remarkably heavy according to the large area. It is expected to replace the CRT.
이들 평판 표시장치 가운데 현재 가장 부각되고 일반화되고 있는 것이 액정표시 장치(Liquid Crystal Display, 이하 LCD)이다. 상기 액정 표시 장치는, 특히 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 경우, 저소비전력화 및 경량화를 이룰 수 있으며 고화질에도 적합하므로 노트북 컴퓨터(note book computer) 등에 많이 사용되고 있다. 그러나 액정 표시 장치중에서 가장 부각되고 있는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor LCD, TFT LCD)는 대면적화에 기술적, 비용적으로 아직 큰 어려움이 있으므로 대면적 화면 표시장치로는 투사형 LCD 외에는 실용화되지 못하고 있다.Among the flat panel display devices, the liquid crystal display device (LCD) is most prominent and generalized at present. The liquid crystal display, particularly in the case of an active matrix type, can achieve low power consumption and light weight, and is suitable for high quality. However, the thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD), which is the most prominent among the liquid crystal display devices, has a great difficulty in large area and technically and costly. have.
이러한 대면적 화상 표시장치분야에 가장 부각되고 있는 것으로 발광 다이오드(Light Emission Diode, LED)와 플라즈마 디스플레이(Plama DisPlay, PDP) 등이있다. 특히 40인치 정도의 크기를 가지는 화상 표시장치 분야에서 플라즈마 디스플레이(PDP) 장치가 널리 사용이 가능하다. 이 외에도 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display, FED), EL, VFD 등의 화면 표시장치들이 연구 및 개발되고 있다.The most prominent in such a large area image display device is a light emitting diode (LED) and a plasma display (Plama DisPlay, PDP). In particular, a plasma display (PDP) device may be widely used in the field of an image display device having a size of about 40 inches. In addition, screen displays such as field emission displays (FEDs), ELs, and VFDs are being researched and developed.
음극에서 발생한 열전자를 전계로 가속시키고 자계로 편향시켜 화면을 구성하는 화소의 형광체에 충돌시킴으로써 그 에너지로 화소를 발광시키는 음극선관(CRT) 디스플레이 장치와 비교하여 이들 평판형 표시장치의 발광원리를 살펴보면, 이들 평판형 표시장치 가운데 플라즈마 디스플레이(PDP) 장치는 개개의 화소에 전극을 형성하고 전극 사이의 방전에서 생긴 빛이 형광체에 작용하여 발광이 이루어지도록 하는 방법을 사용하고 있고, 전계 방출 디스플레이(FED) 장치는 CRT디스플레이 장치와 유사하게 화소에 신호가 인가되면 음극에서 추출된 전자를 전계에서 가속시켜 형광체와 충돌시키는 방법을 사용한다.Looking at the light emission principle of these flat panel display devices compared to cathode ray tube (CRT) display devices that accelerate the hot electrons generated by the cathode to an electric field and deflect them into magnetic fields and collide with the phosphors of the pixels constituting the screen. Among these flat panel displays, a plasma display (PDP) device employs a method of forming an electrode in each pixel and causing light generated by a discharge between the electrodes to act on the phosphor to emit light. Similar to a CRT display device, when a signal is applied to a pixel, the electron is accelerated in an electric field and collided with a phosphor.
이러한 평판 표시장치에서 가장 중요한 문제가 되는 것으로 형광체의 개발이 있다. 평판 표시장치에서 형광체들은 표시장치의 구조상으로 CRT와 같은 충분한 에너지를 가지고 형광체를 여기시키지 못하므로 기존의 CRT에서 사용되는 형광체에 비해 낮은 입사 에너지에서도 고휘도를 구현할 수 있는 높은 효율의 발광 특성을 가진 형광체를 사용하여야 한다. 그러므로 평판 표시장치의 형광체의 개발은 매우 중요하고 동시에 어려운 작업이 된다.The most important problem in such a flat panel display is the development of phosphors. Phosphors in flat panel displays do not excite the phosphors with sufficient energy, such as CRTs, due to the structure of the display device. Should be used. Therefore, the development of the phosphor of the flat panel display device is very important and at the same time difficult task.
기존에는 이러한 고휘도 특성을 가지도록 개발된 기존의 형광체들을 평판형 표시장치에 사용시, 분말의 형태로 만든 다음 투명전도막 위에 후막법(thick film method)을 사용하여 코팅하는 방법을 주로 사용하고 있다. 후막법이란 대략 10 ㎛이하의 막을 형성하는 박막법과 대비할 때 수십 ㎛ 정도의 두께로 막을 형성하는 방법이며 실크 스크린(silk screen) 방법 등을 주로 사용한다.Conventionally, when the existing phosphors developed to have such high brightness characteristics are used in flat panel display devices, they are mainly made of a powder and then coated on a transparent conductive film using a thick film method. The thick film method is a method of forming a film having a thickness of about several tens of micrometers as compared with the thin film method of forming a film of about 10 μm or less, and a silk screen method is mainly used.
일반적으로 화면 표시장치의 화소부 형광체를 형성함에 있어서, 해상도를 높이고 생산성을 높이기 위해서는 정밀한 작업에 적합한 포토리소그래피(photo lithography) 및 에칭(etching) 방법을 적용하고 규격화된 자동 설비를 사용하여 일관 작업을 하는 것이 바람직하다. 또한 이러한 작업에서 형광체는 반드시 박막으로 형성되는 것을 전제로 하지는 않지만, 화면의 고정세화에 따라 형광체가 박막으로 형성되는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고 위에서 언급한 바와 같이 실제공정에서 후막법을 많이 사용하는 것은, 기존의 실험에 의하면 박막 형광체의 특성이 분말에 의한 후막법으로 형성되는 것에 비하여 휘도가 매우 저하되기 때문이다. 이와 같이 박막법을 사용할 때 휘도가 저하되는 원인은 후막법으로 형성하는 파우더의 상(phase)을 형광체막 특성에 가까운 양질의 결정질 박막으로 제조하기 어렵다는 것에 있다.In general, in forming the pixel portion phosphor of a screen display device, in order to increase the resolution and productivity, a photolithography and etching method suitable for precise work is applied, and a standardized automatic facility is used to perform a consistent work. It is desirable to. In addition, the phosphor is not necessarily formed of a thin film in this operation, it is preferable that the phosphor is formed of a thin film in accordance with the high resolution of the screen. Nevertheless, as mentioned above, the use of the thick film method in the actual process is because the brightness of the thin film phosphor is very low as compared with the conventional film formed by the thick film method of powder. The reason why the brightness decreases when the thin film method is used is that it is difficult to produce a crystalline thin film of high quality close to the phosphor film characteristics of the powder phase formed by the thick film method.
도 1은 기존의 형광체 박막 및 전극의 형성상태를 나타내는 단면도이다. 유리 기판(11)상에 ITO(Indium Tin Oxide)막(13)으로 형성된 투명 전극이 적층되어 있고, 상기 투명 전극상에 징크 갈레이트 (ZnGa2O4)계 박막(15) 또는 디탄산칼슘막(CaTiO3)계 박막(15')이 형성되어 있다. 상기 징크 갈레이트는 결정구조상 스피넬(spinnel)계에 속하는 물질로 순수한 징크 갈레이트와 망간(Mn)이 도핑된 징크 갈레이트가 각각 파란색, 녹색 발광 형광체로 사용될 수 있는 물질들이다. 한편, 티탄산칼슘은 결정구조상 페로브스카이트(perovskite)계로서프로세오디뮴(Pr)등의 희토류 원소를 도핑하여 적색 발광 형광체로 사용될 수 있다. 상기 ITO 막은 투명 전극으로 사용되는 물질막중에서 전기저항이 가장 낮은 수준이므로 널리 사용되고 있으며, 200℃ 정도의 온도에서 스퍼터렁(sputtering)으로 형성되는 것이 일반적이다. 이와 같이 형성되는 상기 ITO 막은 도3의 (A)와 같이 결정질(crystalline)이라기보다는 비정질(amorphoous) 상태에 가깝고 비정질의 하지막 상에 양질의 결정질 막을 성장시키는 것은 실험적으로 한계가 있다. 따라서 비정질 ITO 막상에 형광체 박막을 증착시키는 경우에 상기 형광체 박막은 결정질로 성장하기 어렵게 된다.1 is a cross-sectional view showing a state of forming a conventional phosphor thin film and an electrode. A transparent electrode formed of an indium tin oxide (ITO) film 13 is stacked on the glass substrate 11, and a zinc gallate (ZnGa 2 O 4) -based thin film 15 or a calcium dicarbonate film (CaTiO 3) is stacked on the transparent electrode. The thin film 15 'is formed. The zinc gallate is a substance belonging to a spinel system in terms of crystal structure, and the zinc gallate doped with pure zinc gallate and manganese (Mn) may be used as blue and green light emitting phosphors, respectively. Meanwhile, calcium titanate may be used as a red light emitting phosphor by doping a rare earth element such as proseodymium (Pr) as a perovskite based crystal structure. The ITO film is widely used because the electrical resistance is the lowest level among the material film used as the transparent electrode, it is generally formed by sputtering at a temperature of about 200 ℃. The ITO film formed as above is closer to an amorphous state than an crystalline (crystalline) state as shown in FIG. 3A, and there is an experimental limit to growing a high quality crystalline film on an amorphous underlayer. Therefore, when the phosphor thin film is deposited on the amorphous ITO film, the phosphor thin film becomes difficult to grow crystalline.
이러한 사실은 특정의 결정 구조에 대해 뚜렷한 피크(Peak)를 보이는 X선 회절법을 이용한 분석으로부터 알 수 있다. 즉, 후막법에 사용되는 징크 갈레이트(ZnGa2O4) 결정질 분말을 X선 회절법으로 분석한 결과에서는 주 결정면이 되는(311)결정면에서 뚜렷한 피크를 보이는데 비해, ITO 막상에 증착되어 형성되는 징크 갈레이트막(15)의 (311)결정면에 대해서는 같은 X선 회절법으로 분석하여도 도4의 (A)와 같이 약한 피크가 형성된다. 이러한 사실은 ITO상에 증착된 막은 결정의 성질이 약한 것을 보여주는 것이다. 티탄산칼슘의 경우에도 마찬가지로 ITO 막상에서 증착된 티탄산칼슘(15')은 도6의 (A)와 같이 약한 X선 회절피크가 나타나는 것으로 보아 결정성이 낮음을 알 수 있다.This can be seen from the analysis using X-ray diffraction, which shows distinct peaks for certain crystal structures. In other words, when the zinc gallate (ZnGa 2 O 4 ) crystalline powder used in the thick film method is analyzed by X-ray diffraction method, the peak is formed on the surface of the ITO film, whereas the peak is crystallized in the crystal plane which becomes the main crystal plane (311). Even when the (311) crystal plane of the zinc gallate film 15 is analyzed by the same X-ray diffraction method, a weak peak is formed as shown in Fig. 4A. This fact shows that the film deposited on ITO has weak crystal properties. Similarly, in the case of calcium titanate, the calcium titanate 15 'deposited on the ITO film shows a low X-ray diffraction peak as shown in Fig. 6A, indicating low crystallinity.
한편, ITO 막상에 결정질의 형광체 박막을 형성하기 위해 ITO 막을 결정질로 형성하는 경우 많은 그레인(grain) 계면(surface)에서의 저항으로 인하여 전극으로서의 성격이 매우 약화되는 문제가 발생하므로 ITO 막를 결정질로 형성하는 것도문제가 있다.On the other hand, when the ITO film is crystalline in order to form a crystalline phosphor thin film on the ITO film, the characteristics of the electrode is very weak due to the resistance at many grain interfaces, so the ITO film is formed crystalline. There is also a problem.
결국 투명 전극으로 비정질 ITO 막를 사용하는 종래의 기술에 의하면 고휘도 특성을 가지는 양질의 결정질 형광체 박막을 형성할 수 없으므로 높은 생산성을 유지하면서 해상도가 높은 고정세의 평판 표시장치를 양산하는 것은 어렵게 되는 문제가 발생한다.As a result, according to the conventional technology using an amorphous ITO film as a transparent electrode, it is difficult to form a high-quality crystalline phosphor thin film having high brightness characteristics, so it is difficult to mass produce a high-definition flat panel display with high resolution while maintaining high productivity. Occurs.
본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위하여 투명 전극 및 형광체 박막을 순차적으로 형성하는 동시에 상기 형광체 박막이 고휘도 특성을 가질 수 있는 결정질의 결정구조를 가지도록 개선된 새로운 평판 표시장치의 박막 형광체 패널 및 그 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problem, the present invention provides a thin film phosphor panel and a formation of a new flat panel display device, in which a transparent electrode and a phosphor thin film are sequentially formed, and the phosphor thin film has a crystalline crystal structure capable of having high luminance characteristics. It is an object to provide a method.
도 1은 기존의 ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극 및 형광체 박막을 순차적으로 형성한 상태를 나타내는 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view illustrating a state in which a conventional indium tin oxide (ITO) transparent electrode and a phosphor thin film are sequentially formed.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 ITO 및 형광체 박막 사이에 결정질의 산화아연(ZnO) 투명 박막을 형성한 상태를 나타내는 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing a state in which a crystalline zinc oxide (ZnO) transparent thin film is formed between an ITO and a phosphor thin film according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (A)는 도 2의 실시예에서 양극투명전극으로 사용된 ITO막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 3A is a diagram illustrating a result of analyzing an ITO film used as an anode transparent electrode in the example of FIG. 2 by using an X-ray diffraction method.
도 3의 (B)는 도 2의 실시예에서 양극투명전극으로 사용된 ITO막상에 스퍼터링 방법으로 증착된 결정질 산화아연(ZnO) 투명 박막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 3B is a diagram showing the result of analyzing the crystalline zinc oxide (ZnO) transparent thin film deposited by sputtering on the ITO film used as the anode transparent electrode in the example of FIG. .
도 4의 (A)는 도 1의 종래기술에서 양극투명전극으로 사용된 ITO막상에 스퍼터링 방법으로 증착된 징크 갈레이트(ZnGa2O4)막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 4A is a diagram illustrating a result of analyzing a zinc gallate (ZnGa 2 O 4 ) film deposited by sputtering on an ITO film used as an anode transparent electrode in FIG. 1 using X-ray diffraction. to be.
도 4의 (B)는 도2의 본 발명의 실시예에 따라서 양극투명전극인 ITO막상에 결정질 산화아연 투명 박막을 증착하고 상기 산화아연 투명 박막상에 스퍼터링 방법으로 증착된 징크 갈레이트 막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는도면이다.FIG. 4B is a X-ray depositing a crystalline zinc oxide transparent thin film on an ITO film as an anode transparent electrode and sputtering on the zinc oxide transparent thin film according to an embodiment of the present invention. The figure which shows the result analyzed using the diffraction method.
도 5는 도 4의 (A)와 (B)의 각 경우에 대하여 망간이 도핑된 징크 갈레이트형광체 박막의 음극발광(cathodoluminescence)특성 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the results of cathodoluminescence characteristics of the zinc gallate phosphor thin film doped with manganese in each of FIGS. 4A and 4B.
도 6의 (A)는 도 1의 종래기술에서 양극투명전극인 ITO막상에 증착된 티탄산칼슘(CaTiO3)막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 6A is a diagram illustrating a result of analyzing a calcium titanate (CaTiO 3) film deposited on an ITO film, which is an anode transparent electrode, using an X-ray diffraction method.
도 6의 (B)는 도 2의 본 발명의 실시예에 따라서 양극투명전극인 IT0막상에 결정질 산화아연 투명 박막을 증착시키고 상기 산화아연 투명 박막상에 스퍼터링 방법으로 증착시킨 티탄산칼슘막을 X선 회절법을 이용하여 분석한 결과를 나타내는 도면이다.6B is an X-ray diffraction pattern of a calcium titanate film deposited by depositing a crystalline zinc oxide transparent thin film on the IT0 film, which is an anode transparent electrode, and sputtering on the zinc oxide transparent thin film according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the result analyzed using the method.
도 7은 도 6의 (A)와 (B)의 각 경우에 대하여 프로세오디뮴(Pr)이 도핑된 티탄산칼슘의 음극발광특성결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing negative light emission characteristics of calcium titanate doped with proseodymium (Pr) in each of FIGS. 6A and 6B.
*도면 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of drawing
11 : 유리 기판 13 : ITO막 (Indium Tin Oxide layer)11: glass substrate 13: ITO film (Indium Tin Oxide layer)
15, 15'' : 징크 갈레이트막(ZnGa204)15, 15 '': Zinc gallate film (ZnGa204)
17 : 산화아연막17 zinc oxide film
15' ,15''' : 티탄산칼슘막(CaTiO3)15 ', 15' '': Calcium titanate film (CaTiO3)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판 표시장치 패널은 투명전극상에 형광체 박막을 형성하는 구조를 가진 평판 표시장치의 박막 형광체 패널에 있어서, 상기 투명전극과 상기 형광체 박막 사이에 결정질의 투명 박막을 삽입시키되, 상기 투명 박막은 결정성을 가지는 막질로 이루어지며, 상기 결정성 투명 박막을 삽입함으로 인하여 상기 투명 박막상에 증착되는 형광체 박막은 고품질의 결정질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the flat panel display panel of the present invention for achieving the above object is a thin film phosphor panel of a flat panel display device having a structure for forming a phosphor thin film on a transparent electrode, a crystalline transparent thin film between the transparent electrode and the phosphor thin film. Inserted, but the transparent thin film is made of a film quality having a crystalline, characterized in that the phosphor thin film deposited on the transparent thin film by inserting the crystalline transparent thin film is formed of high quality crystalline.
본 발명에서 상기 투명 전극과 상기 형광체 박막 사이에 삽입되는 결정질 투명 박막으로는 산화 아연(ZnO)이 일반적으로 사용될 수 있다. 산화 아연의 경우 유리나 비정질 기판면에서 성장시킬 경우 대개는 기판면과 수직인 C-축으로 나란히성장하여 C-축 배향성 다결정 구조를 이루게 된다. 따라서 비정질에 가까운 ITO막(13)상에서 성장시킨 ZnO막(17) 역시 도3의 (B)와 같이 C-축 배향성이 뛰어난 결정구조를 이루게 된다. 동시에 상기 산화 아연은 가시광선이 90% 이상 통과하며, 전기적 도전성을 가지고 있으므로 삽입층으로 사용하여도 형광체 패널의 특성에는 영향을 주지 않게 된다.In the present invention, zinc oxide (ZnO) may be generally used as the crystalline transparent thin film inserted between the transparent electrode and the phosphor thin film. In the case of zinc oxide, growth on glass or an amorphous substrate surface usually grows parallel to the C-axis perpendicular to the substrate surface to form a C-axis oriented polycrystalline structure. Therefore, the ZnO film 17 grown on the amorphous ITO film 13 also has a crystal structure excellent in C-axis orientation as shown in FIG. At the same time, the zinc oxide passes 90% or more of visible light and has electrical conductivity, so that the zinc oxide does not affect the characteristics of the phosphor panel even when used as an interlayer.
상기 형광체 박막으로는 순수한 징크갈레이트 및 소량의 망간이나 크롬 등의 활성제가 도핑된 징크 갈레이트 등의 징크 갈레이트계 물질, 그리고 보다 넓게는 결정 구조상 스피넬(spinel)계 결정 구조를 가지는 형광체 박막이 전반적으로 사용될 수 있다. 또한 순수한 티탄산칼슘 및 프로세오디뮴 등의 활성제가 소량 도핑된 티탄산칼슘계 물질, 그리고 보다 넓게는 결정구조상 페로브스카이트(perovskite)계 결정 구조를 가지는 형광체 박막도 전반적으로 사용될 수 있다.The phosphor thin film may include a pure zinc gallate, a zinc gallate-based material such as zinc gallate doped with a small amount of an active agent such as manganese or chromium, and a phosphor thin film having a spinel crystal structure in a crystal structure. Overall it can be used. In addition, a calcium thin film titanate material doped with a small amount of active agent such as pure calcium titanate and proseodymium, and a thinner phosphor thin film having a perovskite crystal structure in a broader crystal structure may also be generally used.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 형광체막의 종류에 따라서 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(제 1실시예)(First embodiment)
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 IT0 막 및 형광체 박막 사이에 결정질의 산화아연(ZnO) 투명 박막을 형성한 상태를 나타내는 측단면도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 유리 기판(11)상에 형성되는 ITO 투명전극(13)상에 결정질의 투명 산화 아연막(17)이 형성된다. 상기 투명 산화 아연막(17)상에 징크 갈레이트(ZnGa2O4)막(15'')이 증착된다. 상기 산화 아연은 200∼300℃ 정도의 온도에서 스퍼터링(sputtering)을 통하여 형성되며 일반적으로는 기판면과 수직인 C-축배향성다결정질을 가지도록 형성된다. 상기 투면 산화 아연막(17)상에 형성되는 징크 갈레이트는 C-축 배향성 다결정의 하지막의 영향으로 역시 양질의 결정질을 이루면서 형성된다.2 is a side cross-sectional view showing a state in which a crystalline zinc oxide (ZnO) transparent thin film is formed between an IT0 film and a phosphor thin film according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a crystalline transparent zinc oxide film 17 is formed on the ITO transparent electrode 13 formed on the glass substrate 11. A zinc gallate (ZnGa 2 O 4) film 15 ″ is deposited on the transparent zinc oxide film 17. The zinc oxide is formed through sputtering at a temperature of about 200 to 300 ° C. and is generally formed to have a C-axis orientation polycrystalline perpendicular to the substrate surface. The zinc gallate formed on the transmissive zinc oxide film 17 is also formed while forming a high quality crystalline under the influence of the underlying film of the C-axis oriented polycrystal.
이와 같은 결과를 확인하기 위하여 상기 구조물을 X선 회절법을 이용하여 분석하면 (311)결정면에 대해 결정질 분말에서 볼 수 있는 결정 특유의 피크가 도4의 (B)와 같이 뚜렷하게 나타나는 것을 통해 알 수 있다. 이 결과는 종래 기술에 의한 결과인 도4의 (A)와 비교시 결정질이 더욱 뚜렷하게 발달되었음을 알 수 있다. 이때 상기 산화 아연막(17)이 결정질을 나타내는 것도 도3의 (B)와 같은 X선 회절법의 분석결과를 통해 알 수 있다. 도 3의 (B)에서 알 수 있는 바와 같이 (002)결정면에 대해 뚜렷한 피크가 나타나 있다. 여기서 소량의 원소가 도핑된 징크 갈레이트나 순수한 징크 갈레이트에서 결정질의 품질에는 차이점이 없다.In order to confirm such a result, when the structure is analyzed by X-ray diffraction, it can be seen that the distinctive peaks of the crystals found in the crystalline powder on the (311) crystal plane appear as shown in (B) of FIG. 4. have. This result can be seen that the crystallinity is more clearly developed compared to the result of the prior art Figure 4 (A). In this case, it can be seen that the zinc oxide film 17 exhibits crystallinity through an X-ray diffraction analysis as shown in FIG. As can be seen in FIG. 3B, a clear peak is shown for the (002) crystal plane. There is no difference in crystalline quality between zinc gallate doped with a small amount of element or pure zinc gallate.
도5는 투명 전극 IT0 막과 형광체 박막 사이에 결정질의 산화 아연막을 삽입한 경우(B)와 삽입하지 않은 경우(A) 각각에 대하여 망간이 도핑된 징크 갈레이트(ZnGa2O4:Mn) 형광체 박막의 음극 발광(Cathodoluminescence) 특성 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 이때 상기 형광체 박막은 온도 550℃, 고진공 상태에서 아르곤 80%, 산소 20% 비율로 반응 가스를 투입하면서 150W의 스퍼터 설비 전력으로 스퍼터링을 통해 형성된 것이며 박막 형성 후 700℃ 온도로 어닐링(annealing)한 것이다.Fig. 5 shows zinc gallate (ZnGa 2 O 4 : Mn) phosphors doped with manganese for the case where a crystalline zinc oxide film is inserted between the transparent electrode IT0 film and the phosphor thin film (B) and without (A). Cathodoluminescence characteristics of the thin film are shown in the graph. At this time, the phosphor thin film is formed through sputtering with a sputtering power of 150 W while inputting a reaction gas at a temperature of 550 ° C. and a high vacuum at 80% argon and 20% oxygen, and annealing at 700 ° C. after forming the thin film. .
상기 징크 갈레이트의 융점은 1400℃ 정도의 고온이나 700℃ 정도의 어닐링을 통해 결정질 내에서의 기공(vacancy), 결정 변위(dislocation) 등의 손상을 복구하여 결정성을 높이고 휘도의 향상을 가져올 수 있다.The melting point of the zinc gallate is high temperature of about 1400 ℃ or annealing of about 700 ℃ to recover damages such as vacancy (crystal), crystal displacement (dislocation) in the crystalline to increase the crystallinity and improve brightness. have.
도 5의 그래프를 통하여 알 수 있듯이 결정질 산화 아연 막을 IT0 막과 형광체 박막사이에 삽입한 본 발명에 따른 실시예에서의 휘도(Brightness)는 종래의 산화아연막을 삽입층으로 사용하지 않는 것에 비해 약 2배 이상의 증가하는 효과를 보인다.As can be seen from the graph of FIG. 5, the brightness in the embodiment according to the present invention in which the crystalline zinc oxide film is inserted between the IT0 film and the phosphor thin film is about 2 compared with not using the conventional zinc oxide film as the insertion layer. The effect is more than doubled.
(제 2 실시예)(Second embodiment)
도 6의 (B)는 본 발명의 실시예에 따라서 투명전극 ITO 막(13)상에 결정질의 산화 아연막(17)을 형성하고 상기 결정질 산화 아연막(17)상에 성장시킨 티탄산칼슘(CaTiO3)막(15''')의 X선 회절분석결과이다. 종래 기술에 의해 형성된 도 6의 (A)와 비교시 티탄산 칼슘막에서의 결정질 구조가 더욱 잘 발달되었음을 알 수 있다. 여기서 소량의 원소가 도핑된 티탄산칼슘막이나 순수한 티탄산칼슘막이나 결정질의 품질에는 차이가 없다.6B illustrates a calcium titanate (CaTiO) formed on the transparent electrode ITO film 13 by forming a crystalline zinc oxide film 17 and growing on the crystalline zinc oxide film 17. 3 ) X-ray diffraction analysis of the film 15 '''. It can be seen that the crystalline structure in the calcium titanate film is better developed as compared with FIG. 6A formed by the prior art. There is no difference in the quality of the calcium titanate film, pure calcium titanate film, or crystalline quality doped with a small amount of elements.
도 7은 본 실시예 (B)와 종래의 기술(A)로 제작된 각각 프라세오디뮴이 도핑된 티탄산칼슘의 음극발광특성을 나타낸 그래프이다. 본 실시예에 따른 형광체 박막은 양질의 결정성을 가지고 있으므로 도 7의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 기술에 따른 휘도에 비하여 약 2배 이상의 고휘도를 가지게 된다.Figure 7 is a graph showing the cathode emission characteristics of each of the Praseodymium-doped calcium titanate produced by the present Example (B) and the prior art (A). Since the phosphor thin film according to the present embodiment has good crystallinity, as can be seen from the graph of FIG. 7, the phosphor thin film has a high luminance of about 2 times or more as compared with the luminance according to the prior art.
본 발명에 따르면 투명 전극상에 결정상을 가지는 투명한 중간층 박막을 형성함으로써 중간층 박막상에 증착되는 형광체 박막을 휘도 특성이 좋은 결정질로 형성할 수 있으므로 형광체 박막의 휘도 특성이 높게 유지되는 상태에서 고해상도및 고생산성의 포토리소그래피 설비를 이용한 일관 생산 작업이 가능하게 된다.According to the present invention, by forming a transparent interlayer thin film having a crystal phase on a transparent electrode, the phosphor thin film deposited on the interlayer thin film can be formed with crystalline having good luminance characteristics, so that the luminance characteristics of the phosphor thin film are maintained at high resolution and high. Consistent production can be achieved using a productive photolithography facility.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000017763A KR100380887B1 (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000017763A KR100380887B1 (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010094775A KR20010094775A (en) | 2001-11-03 |
| KR100380887B1 true KR100380887B1 (en) | 2003-04-18 |
Family
ID=19661927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020000017763A KR100380887B1 (en) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100380887B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434408B1 (en) * | 2002-05-29 | 2004-06-04 | 엘지.필립스디스플레이(주) | Element for color flat-type displays |
| EP3757629B1 (en) * | 2018-02-19 | 2024-03-06 | NGK Insulators, Ltd. | Optical component and illuminating device |
-
2000
- 2000-04-04 KR KR1020000017763A patent/KR100380887B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010094775A (en) | 2001-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leskelä | Rare earths in electroluminescent and field emission display phosphors | |
| EP2028251B1 (en) | White phosphor, light emission device including the same, and display device | |
| JP2007112950A (en) | Fluorophor material and light-emitting member using the same, and image display device | |
| KR20010022760A (en) | Ferroelectric flat panel displays | |
| US20080259251A1 (en) | Green emitting phosphor, light emitting device including the same, and liquid crystal display device including light emission device as backlight unit | |
| US6403204B1 (en) | Oxide phosphor electroluminescent laminate | |
| JP2937086B2 (en) | Phosphor and fluorescent display device | |
| KR100603354B1 (en) | Composition for preparing a protecting layer of PDP, a PDP protecting layer prepared by using therefrom, method of preparing the protecting layer, and PDP employing the same | |
| KR100380887B1 (en) | Thin film phosphors panel for flat panel display and method of foming the same | |
| JPH0935670A (en) | Field emission display element and manufacture thereof | |
| KR100330780B1 (en) | Panels for flat panel display | |
| EP1988145A2 (en) | Phosphor, light-emitting member, and image display apparatus | |
| JP5979361B2 (en) | Light emitting element and light emitting device | |
| KR101622183B1 (en) | Method of fabricating sputtering target for oxide thin film transistor and method of fabricating active layer for oxide thin film transistor using thereof | |
| US6590334B1 (en) | Field emission displays having reduced threshold and operating voltages and methods of producing the same | |
| Maruska et al. | Challenges for flat panel display phosphors | |
| EP0273320A1 (en) | Edge breakdown protection in alternating current electroluminescent thin film display | |
| KR100331059B1 (en) | Method for lighting the surface of Field Emission Display Device | |
| KR100292324B1 (en) | Electroluminescent Devices with Multilayer Insulators | |
| TW494425B (en) | Field emission display panel having dual layer cathode and the manufacturing method thereof | |
| JP3445107B2 (en) | Thin-film electroluminescence device and method for manufacturing the same | |
| JP5276360B2 (en) | Display element | |
| JPS6364291A (en) | Thin film electroluminescence device | |
| JPS6364294A (en) | Thin film electroluminescence device | |
| TWI388239B (en) | Electroluminescent device and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110310 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |