KR101070935B1 - Inorganic electroluminescence device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

무기 전계발광소자 및 그 제조방법이 개시된다. 무기 전계발광소자를 구성하는 형광체층 주위에 전도성 물질층을 도입하여 휘도 특성이 개선된 발광소자 및 그 제조방법을 제공한다. 또한, 전도성 물질층이 발광소자내에서 다양한 형태로 배치된 무기 전계발광소자를 제공한다.An inorganic electroluminescent device and a method of manufacturing the same are disclosed. Provided is a light emitting device having improved luminance characteristics by introducing a conductive material layer around a phosphor layer constituting an inorganic electroluminescent device, and a method of manufacturing the same. In addition, an inorganic electroluminescent device having a conductive material layer disposed in various forms in a light emitting device is provided.

무기 전계발광소자, 전도성 물질층, PEDOT, 휘도 Inorganic Electroluminescent Device, Conductive Material Layer, PEDOT, Luminance

Description

무기 전계발광소자 및 그 제조방법{INORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Inorganic electroluminescent device and its manufacturing method {INORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자를 구성하는 형광체층 주위에 전도성 물질층을 도입하여 휘도 특성을 향상시킨 무기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to an inorganic electroluminescent device having improved luminance characteristics by introducing a conductive material layer around a phosphor layer constituting the light emitting device, and a method of manufacturing the same.

무기 전계발광소자(inorganic electroluminescence device)는 두 개의 전극사이에 형광체층이 개재된 구조를 가지며, 이러한 두 전극에 교류 전압을 가하면 형광 중심에 높은 전계에 의해 가속된 전자가 충돌함으로써 형광체층내 분산된 형광체가 발광하게 되는 소자이다.An inorganic electroluminescence device has a structure in which a phosphor layer is interposed between two electrodes, and when an alternating voltage is applied to these two electrodes, electrons accelerated by a high electric field collide at the center of the fluorescence and are dispersed in the phosphor layer. Is an element that emits light.

이러한 무기 전계발광소자는 휴대용 정보기기의 백라이트, 광고 및 인테리어용 표시장치등에 널리 사용되고 있다.Such inorganic electroluminescent devices are widely used for backlights of portable information devices, advertisements, and interior display devices.

현재, 무기 전계발광소자에 관한 연구개발은 저전압 및 고휘도의 특성을 갖는 발광소자의 개발에 집중되고 있다.Currently, research and development on inorganic electroluminescent devices are focused on the development of light emitting devices having low voltage and high brightness characteristics.

이와 관련하여, 무기 전계발광소자의 기본 구조내에 카본나노튜브로 이루어진 전계방출 물질층을 추가한 경우가 있으며 카본나노튜브층이 유전층과 전극 사이 에 위치하는 구조를 가지고 있다. In this regard, a field emission material layer made of carbon nanotubes may be added to the basic structure of the inorganic electroluminescent device, and the carbon nanotube layer has a structure located between the dielectric layer and the electrode.

또한, 무기 전계발광소자내에 카본전극층을 추가하여 유전층과 전극 사이에 위치하여 구성한 기술이 공개된 바 있다.In addition, a technique in which a carbon electrode layer is added in an inorganic electroluminescent device and positioned between a dielectric layer and an electrode has been disclosed.

하지만, 형광체층 주위에 전도성 고분자등으로 이루어진 전도성 물질층이 도입된 발광소자에 대하여는 아직 보고되지 않았다. However, the light emitting device in which a conductive material layer made of a conductive polymer or the like is introduced around the phosphor layer has not been reported yet.

본 발명은 발광소자의 발광층을 구성하는 형광체층 주위에 전도성 물질층을 도입하여 휘도 특성을 개선한 무기 전계발광소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an inorganic electroluminescent device having improved luminance characteristics by introducing a conductive material layer around a phosphor layer constituting a light emitting layer of a light emitting device.

또한, 본 발명은 전도성 물질층을 무기 전계발광소자내에 다양하게 배치함으로써 발광특성을 개선한 무기 전계발광소자의 제조방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device having improved light emission characteristics by variously disposing a conductive material layer in the inorganic electroluminescent device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무기 전계발광소자는 기판, 기판 상에 형성되는 제 1전극층, 제 1전극층 상에 형성되는 전도성 물질층, 전도성 물질층 상에 형성되는 형광체층 및 형광체층 상에 형성되는 제 2전극층을 포함한다.An inorganic electroluminescent device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a substrate, a first electrode layer formed on the substrate, a conductive material layer formed on the first electrode layer, a phosphor layer formed on the conductive material layer And a second electrode layer formed on the phosphor layer.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무기 전계발광소자의 제조방법은 기판을 제공하는 단계, 기판 상에 제 1전극층을 형성하는 단계, 제 1전극층 상에 전도성 물질층을 형성하는 단계, 전도성 물질층 상에 형광체층을 형성하는 단계, 형광체층 상에 제 2전극층을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing an inorganic electroluminescent device according to a preferred embodiment of the present invention comprises the steps of providing a substrate, forming a first electrode layer on the substrate, forming a conductive material layer on the first electrode layer, conductive material Forming a phosphor layer on the layer, and forming a second electrode layer on the phosphor layer.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

상기한 바와 같은 본 발명의 무기 전계발광소자에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the inorganic electroluminescent device of the present invention as described above has the following effects.

전도성 물질층이 형광체 주위에 다양한 형태로 배치됨으로써 무기 전계발광소자에 전장이 인가될 경우, 전자의 효율적인 이동을 가능하게 하고 이러한 전자들에 의해 형광체내의 발광 중심이온들의 여기를 용이하게 하여 휘도 특성이 우수한 전계발광소자를 제조할 수 있다.Since the conductive material layer is arranged in various shapes around the phosphor, when an electric field is applied to the inorganic electroluminescent device, electrons can be efficiently moved and excitation of the emission center ions in the phosphor by these electrons facilitates the excitation of luminance characteristics. Excellent electroluminescent device can be manufactured.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이 다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무기 전계발광소자 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, an inorganic electroluminescent device and a method of manufacturing the same according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전도성 물질층(40)이 일정한 막질의 형태로 형성된 분산형 무기 전계발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a distributed inorganic electroluminescent device in which the conductive material layer 40 according to an embodiment of the present invention is formed in a uniform film quality.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무기 전계발광소자는 기판(10), 상기 기판(10) 상에 형성되는 제 1전극층(20), 상기 제 1전극층(20) 상에 형성되는 전도성 물질층(40), 상기 전도성 물질층(40) 상에 형성되는 형광체층(50) 및 상기 형광체층(50) 상에 형성되는 제 2전극층(60)을 포함한다.In the inorganic electroluminescent device according to the preferred embodiment of the present invention, the substrate 10, the first electrode layer 20 formed on the substrate 10, and the conductive material layer 40 formed on the first electrode layer 20. ), A phosphor layer 50 formed on the conductive material layer 40, and a second electrode layer 60 formed on the phosphor layer 50.

기판(10)은 무기 발광소자를 지지하기 위한 것으로 유리(glass) 또는 투명한 플라스틱등의 절연성 소재가 사용될 수 있다.The substrate 10 is used to support the inorganic light emitting device, and an insulating material such as glass or transparent plastic may be used.

제 1전극층(20)은 발광층에서 생성된 빛이 투과할 수 있도록 투명한 전극으로 이루어지며 이에는 ITO(Indium Tin Oxide), 금속, 금속산화물, 전도성 고분자 또는 탄소나노튜브 등이 사용될 수 있다.The first electrode layer 20 is made of a transparent electrode to transmit light generated in the light emitting layer, and may include indium tin oxide (ITO), metals, metal oxides, conductive polymers, or carbon nanotubes.

전도성 물질층(40)은 무기 전계발광소자 전장이 인가될 경우, 전자의 효율적인 이동을 가능하게 하고 이러한 전자들에 의해 하기의 형광체 내의 발광 중심이온들의 여기를 효과적으로 가능하게 한다.The conductive material layer 40 enables efficient movement of electrons when an inorganic electroluminescent device electric field is applied, and effectively enables excitation of light emitting central ions in the following phosphor by these electrons.

상기의 전도성 물질층(40)을 구성하는 물질은 PEDOT(Polyethylenedioxythiophene)등의 전도성 고분자, 카본, 카본나노튜브(carbon nano tube) 및 카본 및 금속으로 이루어진 페이스트(paste) 중 선택된 적어도 하나가 될 수 있으며 바람직하게는 PEDOT이 사용될 수 있다.The material constituting the conductive material layer 40 may be at least one selected from conductive polymers such as polyethylenedioxythiophene (PEDOT), carbon, carbon nanotubes, and pastes made of carbon and metal. Preferably PEDOT can be used.

상기의 PEDOT은 탄화수소계 폴리머로 화학적 안정성이 높고, 전기 화학적으로 합성된 PEDOT은 약 1.5eV의 낮은 밴드갭(band gap)을 가지며 도핑된 상태의 고분자는 가시광 영역에서 거의 투명하다.The PEDOT is a hydrocarbon-based polymer with high chemical stability, and the electrochemically synthesized PEDOT has a low band gap of about 1.5 eV, and the polymer in the doped state is almost transparent in the visible region.

또한, 상기의 PEDOT은 탄소의 이중결합과 단일결합이 차례로 이어진 전자의 이동이 유연한 백본(back bone)이 기반이 되어 일반적으로 전도도가 200S/cm 정도로 전도성이 우수하며 다른 전도성 고분자에 비해 온도와 빛에 대한 안정성이 우수하다.In addition, the PEDOT is based on a backbone (flexible backbone), in which electrons move in a double bond followed by a single bond of carbon, and the conductivity is about 200 S / cm. Excellent stability to

상기 전도성 물질층(40)은 하기의 형광체 하부에 일정한 막질의 형태로 균일하게 증착될 수 있으며(도 1) 전도성 물질이 하기의 형광체 하부에 존재하면서 파우더 형광체의 하부를 감싸는 형태로 형광체 입자 사이사이에 채워진 형태로 배치될 수 있으며(도 2) 파우더 형광체 주위에 전도성 물질이 균일하게 분산되어 있는 형태로 배치될 수 있다(도 3).The conductive material layer 40 may be uniformly deposited in the form of a film on the lower portion of the phosphor (FIG. 1) between the phosphor particles in a form surrounding the lower portion of the powder phosphor while the conductive material is present in the lower phosphor. It may be disposed in the form filled in (FIG. 2) and may be disposed in a form in which the conductive material is uniformly dispersed around the powder phosphor (FIG. 3).

형광체층(50)은 발광소자를 구성하는 전극층들로부터 높은 전기장이 인가될 경우, 가속된 전자가 형광체층(50)에 충돌함으로써 발광이 일어나는 곳이다. The phosphor layer 50 is a place where light emission occurs when the accelerated electrons collide with the phosphor layer 50 when a high electric field is applied from the electrode layers constituting the light emitting device.

상기 형광체층(50)을 구성하는 형광체는 산화물 또는 황화물 형광모체에 적색, 녹색 또는 청색을 보이는 발광이온을 도핑한 물질을 사용할 수 있으며 졸겔법 또는 물리화학 진공증착법으로 제조할 수 있다.The phosphor constituting the phosphor layer 50 may be a material doped with a light emitting ion showing red, green, or blue on an oxide or sulfide fluorescent substance, and may be prepared by a sol-gel method or a physical chemical vacuum deposition method.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 형광체는 Cu, Cl을 도핑시킨 ZnS등으로 이루어질 수 있다.Phosphor according to a preferred embodiment of the present invention may be made of ZnS and the like doped with Cu, Cl.

상기의 형광체층(50)은 체(sieve)-거름 공정을 통해 입자크기가 1㎛ 내지 20㎛이하의 분말 형태의 형광체로 이루어질 수 있다. 이 경우, 분말 형태의 형광체의 크기가 20㎛이상인 경우 형광체의 표면결함으로 인한 발광특성의 저하가 일어날 수 있으며 1㎛ 이하인 경우 발광특성의 증가가 미미하므로 바람직한 입자크기는 1㎛ 내지 20㎛이다.The phosphor layer 50 may be formed of a phosphor in a powder form having a particle size of 1 μm to 20 μm or less through a sieve-sieving process. In this case, when the size of the phosphor in the form of a powder of 20㎛ or more may cause a decrease in the light emission characteristics due to the surface defects of the phosphor, and when the size of less than 1㎛ increase in the light emission characteristics is insignificant, the preferred particle size is 1㎛ to 20㎛.

상기 형광체층(50)은 하기의 유전층 (30)을 구성하는 유전물질이 유기바인더에 의해 결합된 형태로 형성될 수도 있다.The phosphor layer 50 may be formed in a form in which a dielectric material constituting the dielectric layer 30 described below is bonded by an organic binder.

형광체로 구성된 발광층에 교류 전압이 인가되면 유전층 (30)과 발광층 사이의 계면 준위에 포획되어 있던 전자들이 방출되어 발광층의 전도대 내부로 전자들의 터널링 현상이 일어난다. When an alternating voltage is applied to the light emitting layer composed of phosphors, electrons trapped at the interface level between the dielectric layer 30 and the light emitting layer are emitted to cause tunneling of electrons into the conduction band of the light emitting layer.

본 발명에 의한 전도성 물질층(40)을 도입한 무기 전계발광소자는 발광층의 전도대로 방출된 전자가 전도성 물질층(40)을 통함에 따라 전자의 거동이 보다 안정적이 될 수 있다.In the inorganic electroluminescent device incorporating the conductive material layer 40 according to the present invention, the electrons emitted through the conductive band of the light emitting layer pass through the conductive material layer 40 so that the behavior of the electrons can be more stable.

상기의 전자가 외부 전기장에 의하여 가속되어 발광 중심을 여기시키기에 충분한 에너지를 획득한 다음, 발광 중심의 최외각 전자를 직접 충돌 여기시키게 되고 이때 기저 상태로부터 여기된 전자들이 여기 상태로부터 다시 기저 상태로 돌아가면서 그 에너지 차이에 해당하는 빛을 방출하게 된다.The electrons are accelerated by an external electric field to obtain sufficient energy to excite the emission centers, and then directly impact and excite the outermost electrons of the emission centers, where the electrons excited from the ground state are returned from the excited state back to the ground state. In turn, it emits light that corresponds to the energy difference.

제 2전극층(60)은 무기 전계발광소자의 배면전극을 구성하는 것으로 알루미 늄(Al), 은(Ag), 카본(carbon) 및 이들의 혼합물중 적어도 하나 선택될 수 있다.The second electrode layer 60 constitutes a back electrode of the inorganic electroluminescent device, and may be selected from at least one of aluminum (Al), silver (Ag), carbon, and a mixture thereof.

유전층 (30)은 상기 제 1전극층(20)과 상기 전도성 물질층(40) 사이 또는 상기 형광체층(50)과 상기 제 2전극층(60) 사이에 적어도 하나 개재될 수 있다.At least one dielectric layer 30 may be interposed between the first electrode layer 20 and the conductive material layer 40 or between the phosphor layer 50 and the second electrode layer 60.

상기 유전층 (30) 물질은 티탄산바륨(BaTiO3), 이산화규소(SiO2) 및 이산화티탄(TiO2)중 적어도 하나 선택될 수 있다. The dielectric layer 30 material may be selected from at least one of barium titanate (BaTiO 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), and titanium dioxide (TiO 2 ).

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 무기 전계발광소자는 기판(10), 기판(10) 상에 형성되는 제 1전극층(20), 제 1전극층(20) 상에 형성되는 형광체층(50), 형광체층(50) 상에 형성되는 전도성 물질층(40) 및 전도성 물질층(40) 상에 형성되는 제 2전극층(60)을 포함하도록 구성될 수 있다.An inorganic electroluminescent device according to a preferred embodiment of the present invention includes a substrate 10, a first electrode layer 20 formed on the substrate 10, a phosphor layer 50 formed on the first electrode layer 20, and a phosphor. It may be configured to include a conductive material layer 40 formed on the layer 50 and a second electrode layer 60 formed on the conductive material layer 40.

이 경우, 유전층 (30)이 제 1전극층(20)과 형광체층(50) 사이에 개재되도록 무기 전계발광소자가 구성될 수 있다.In this case, the inorganic electroluminescent device may be configured such that the dielectric layer 30 is interposed between the first electrode layer 20 and the phosphor layer 50.

또한, 상기 전도성 물질층(40)은 상기의 형광체층(50) 상부에 일정한 막질의 형태로 균일하게 형성될 수 있으며 전도성 물질이 상기의 형광체 층(50) 상부에 존재하면서 파우더 형광체의 상부를 감싸는 형태로 형광체 입자 사이사이에 채워진 형태로 배치될 수 있으며 파우더 형광체 주위에 전도성 물질이 균일하게 분산되어 있는 형태로 배치될 수 있다.In addition, the conductive material layer 40 may be uniformly formed in a uniform film form on the phosphor layer 50 and the conductive material is present on the phosphor layer 50 to surround the upper portion of the powder phosphor It may be disposed in a form filled between the phosphor particles in the form and may be disposed in a form in which the conductive material is uniformly dispersed around the powder phosphor.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무기 전계발광소자의 제조방법은 기판(10)을 제공하는 단계, 기판(10) 상에 제 1전극층(20)을 형성하는 단계, 제 1전극층(20) 상에 전도성 물질층(40)을 형성하는 단계, 전도성 물질층(40) 상에 형광 체층(50)을 형성하는 단계, 형광체층(50) 상에 제 2전극층(60)을 형성하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing an inorganic electroluminescent device according to a preferred embodiment of the present invention, providing a substrate 10, forming a first electrode layer 20 on the substrate 10, on the first electrode layer 20 Forming a conductive material layer 40, forming a phosphor layer 50 on the conductive material layer 40, and forming a second electrode layer 60 on the phosphor layer 50.

또한, 본 발명에 의한 무기 전계발광소자의 제조방법은 제 1전극층(20)을 형성하는 단계와 전도성 물질층(40)을 형성하는 단계 사이 또는 형광체층(50)을 형성하는 단계와 제 2전극층(60)을 형성하는 단계 사이에 유전층(30)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing an inorganic electroluminescent device according to the present invention includes forming the phosphor layer 50 or forming the first electrode layer 20 and the conductive material layer 40 or the second electrode layer. The method may further include forming the dielectric layer 30 between the steps of forming the 60.

기판(10)은 유리(glass) 또는 투명한 플라스틱이 사용될 수 있으며 투명한 절연체라면 어느 것이나 사용가능하다.The substrate 10 may be made of glass or transparent plastic, and any substrate may be used as long as it is a transparent insulator.

기판(10) 상에 형성되는 제 1전극층(20)은 투명 전극으로 이루어지며 ITO(Indium Tin Oxide), 금속, 금속산화물, 전도성 고분자, 탄소나노튜브등이 사용될 수 있다.The first electrode layer 20 formed on the substrate 10 may be made of a transparent electrode, and indium tin oxide (ITO), metals, metal oxides, conductive polymers, carbon nanotubes, and the like may be used.

상기 제 1전극층(20)은 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자총등을 이용하여 형성할 수 있다.The first electrode layer 20 may be formed using a sputtering method, an ion plating method, an electron gun, or the like.

전도성 물질층(40)은 PEDOT등의 전도성 고분자, 카본, 카본나노튜브 및 카본 및 금속으로 이루어진 페이스트 중 선택된 적어도 하나를 스핀코팅등의 방법을 이용하여 상기 제 1전극층(20) 상에 형성한다.The conductive material layer 40 is formed on the first electrode layer 20 by at least one selected from a conductive polymer such as PEDOT, carbon, carbon nanotubes, and a paste made of carbon and metal.

이 경우, 전도성 물질층(40)은 적정 온도에서 열처리하여 일정한 두께의 막질로 형성될 수 있으며(도 1) 열처리없이 유연한 형태로 전도성 물질층(40) 상에 적층될 형광체 일부를 감싸는 형태로 배열될 수 있으며(도 2) 전도성 물질을 형광체 및 절연바인더와 혼합하여 형광체 주변에 균일하게 분포된 형태로 형성될 수 있 다(도 3).In this case, the conductive material layer 40 may be formed into a film of a constant thickness by heat treatment at a suitable temperature (Fig. 1) arranged in a form surrounding a portion of the phosphor to be stacked on the conductive material layer 40 in a flexible form without heat treatment 2 may be formed in a uniformly distributed form around the phosphor by mixing the conductive material with the phosphor and the insulating binder (FIG. 3).

상기 전도성 물질층(40)을 형성한 후에는 건조장치를 이용하여 일정한 온도 및 시간에서 열처리를 한다.After the conductive material layer 40 is formed, heat treatment is performed at a constant temperature and time using a drying apparatus.

형광체층(50)은 Cu, Cl을 도핑시킨 ZnS등의 분산형 형광체를 절연 바인더와 혼합하여 스크린 프린팅법 또는 스핀코팅법으로 적정 두께로 상기 전도성 물질층(40) 상에 형성된다.The phosphor layer 50 is formed on the conductive material layer 40 with a suitable thickness by mixing a dispersible phosphor such as ZnS doped with Cu and Cl with an insulating binder by screen printing or spin coating.

상기 형광체는 체(sieve)-거름 공정을 통해 입자크기가 1㎛ 내지 20㎛ 이하의 분말 형태의 형광체로 이루어진다.The phosphor is composed of a phosphor having a particle size of 1㎛ to 20㎛ or less through a sieve (sieve) -filtering process.

제 2전극층(60)은 상기 형광체층(50) 상에 알루미늄, 은, 카본 및 이들의 혼합물중 적어도 하나를 화학기상증착법 또는 스크린프린팅법 등에 의해 형성된다.The second electrode layer 60 is formed on the phosphor layer 50 by at least one of aluminum, silver, carbon, and mixtures thereof by chemical vapor deposition or screen printing.

유전층 (30)은 티탄산 바륨(BaTiO3), 이산화규소(SiO2) 및 이산화티탄(TiO2) 중 적어도 하나 선택된 분말을 고분자 바인더와 혼합하여 스크린 프린팅 또는 스핀코팅등의 방법을 이용하여 형성된다.The dielectric layer 30 is formed by mixing at least one powder selected from barium titanate (BaTiO 3), silicon dioxide (SiO 2) and titanium dioxide (TiO 2) with a polymer binder using screen printing or spin coating.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 무기 전계발광소자의 제조방법은 기판(10)을 제공하는 단계, 기판(10) 상에 제 1전극층(20)을 형성하는 단계, 제 1전극층(20) 상에 형광체층(50)을 형성하는 단계, 형광체층(50) 상에 전도성 물질층(40)을 형성하는 단계, 전도성 물질층(40) 상에 제 2전극층(60)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present disclosure, a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device may include providing a substrate 10, forming a first electrode layer 20 on a substrate 10, and forming a first electrode layer 20 on the first electrode layer 20. Forming a phosphor layer 50 on the substrate, forming a conductive material layer 40 on the phosphor layer 50, and forming a second electrode layer 60 on the conductive material layer 40. Can be.

또한, 본 발명에 의한 무기 전계발광소자의 제조방법은 제 1전극층(20)을 형성하는 단계와 형광체층(50)을 형성하는 단계 사이에 유전층(30)을 형성하는 단계 를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing an inorganic electroluminescent device according to the present invention may further include forming the dielectric layer 30 between the step of forming the first electrode layer 20 and the step of forming the phosphor layer 50. .

전도성 물질층(40)은 적정 온도에서 열처리하여 일정한 두께의 막질로 상기 형광체층(50) 상부에 형성될 수 있으며 열처리없이 유연한 형태로 상기 형광체(50) 상부를 감싸는 형태로 배열될 수 있으며 전도성 물질을 형광체 및 절연바인더와 혼합하여 형광체 주변에 균일하게 분포된 형태로 형성될 수 있다.The conductive material layer 40 may be formed on the phosphor layer 50 with a film thickness of a predetermined thickness by heat treatment at an appropriate temperature, and may be arranged in a form surrounding the upper portion of the phosphor 50 in a flexible form without heat treatment. By mixing with the phosphor and the insulating binder can be formed in a uniformly distributed form around the phosphor.

도 4는 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자(실시예)의 구동전압의 변화에 따른 EL(Electro Luminescence)특성을 종래의 무기 전계발광소자(비교예)의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing EL (Electro Luminescence) characteristics of the inorganic electroluminescent device (example) incorporating a conductive material layer in comparison with the case of the conventional inorganic electroluminescent device (comparative example).

도 4에 도시된 바와 같이, 150V, 400Hz에서 종래의 발광소자는 휘도가 약 68.3(cd/m2)이며 본 발명에 의한 발광소자는 약 80(cd/m2)으로 휘도가 약 10% 향상되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the conventional light emitting device has a luminance of about 68.3 (cd / m 2 ) at 150 V and 400 Hz, and the light emitting device of the present invention has a brightness of about 80% (cd / m 2 ), which is about 10% higher. It can be seen that.

도 5는 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 구동전압의 변화에 따른 전류밀도의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in current density according to a change in driving voltage of an inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer.

도 5에 도시된 바와 같이, 약 90V까지는 본 발명과 종래의 기술이 거의 동일한 값을 유지하며 90V 이상부터 본 발명에 의한 발광소자의 전류밀도 값이 약간 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the current density of the light emitting device according to the present invention slightly increases from about 90V to about 90V while the present invention and the related art maintain almost the same value.

이는, 본 발명에 의한 발광소자의 발광층에 인가되는 전류밀도가 종래의 발광소자에 비해 증가함으로써 소자의 휘도특성이 향상됨을 나타내는 것이다.This indicates that the luminance characteristic of the device is improved by increasing the current density applied to the light emitting layer of the light emitting device according to the present invention compared with the conventional light emitting device.

도 6은 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 주파수 변화에 따른 EL특성을 종래의 무기 전계발광소자(비교예)의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the EL characteristics according to the frequency change of the inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer in comparison with the case of the conventional inorganic electroluminescent device (comparative example).

도 6에서 도시된 바와 같이, 전도성 물질층을 도입한 본 발명에 의한 무기 전계발광소자가 종래의 발광소자에 비해 주파수 변화에 따른 휘도가 증가하여 발광특성이 향상됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that the inorganic electroluminescent device according to the present invention incorporating a conductive material layer has improved luminance due to frequency change compared to a conventional light emitting device.

도 7은 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 주파수 변화에 따른 전류밀도의 변화를 종래의 무기 전계발광소자와 대비하여 나타낸 그래프이다.7 is a graph illustrating a change in current density according to a frequency change of an inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer, as compared with a conventional inorganic electroluminescent device.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 발광소자의 발광층에 인가되는 전류밀도가 종래기술에 의한 발광소자에 비해 증가한 것으로 보아 소자의 발광특성이 향상됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, the current density applied to the light emitting layer of the light emitting device according to the present invention is increased compared to the light emitting device according to the prior art, and thus it is understood that the light emitting characteristics of the device are improved.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 전도성 물질층을 도입한 분산형 무기 전계발광소자의 제조예를 제시한다. 다만, 하기의 제조예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 제조예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an example of preparing a dispersed inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer will be provided to assist in understanding the present invention. However, the following preparation examples are merely to aid the understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following preparation examples.

<제조예 : 무기 전계발광소자 제조방법>Preparation Example: Inorganic Electroluminescent Device Manufacturing Method

투명전극 ITO가 형성된 유리기판 상에 화학기상증착법을 이용하여 이산화규소의 유전층을 형성하였다. 이후, 전도성 고분자인 PEDOT을 상기 유전층 상에 형성하였다.A dielectric layer of silicon dioxide was formed on the glass substrate on which the transparent electrode ITO was formed by chemical vapor deposition. Then, PEDOT, a conductive polymer, was formed on the dielectric layer.

상기 전도성 고분자는 유연한 형태로 상기 전도성 고분자 상에 적층될 형광 체의 하부를 감싸는 형태로 배치되도록 배열시켰다.The conductive polymer was arranged to be arranged in a flexible form to surround the lower portion of the phosphor to be stacked on the conductive polymer.

이어서, 전도성 물질층 상에 분산형 형광체 및 절연 바인더를 혼합하여 스핀코팅법에 의해 일정두께로 형광층을 형성하였다.Subsequently, the phosphor and the insulating binder were mixed on the conductive material layer to form a fluorescent layer with a predetermined thickness by spin coating.

보다 상세하게, 형광체는 녹색을 발하는 황화물계 ZnS를 체(sieve) 거름 방법을 사용하여 입자크기를 20㎛ 이하로 제어하였고, 형광체와 바인더를 중량비 1:2의 비율로 소프너(softener)를 이용하여 혼합한 후 1,000rpm에서 약 1분간 스핀코팅 후 130℃에서 30분간 건조시켰다.More specifically, the phosphor was controlled to a particle size of 20 μm or less by using a sieve filtering method of the green sulphide-based ZnS, and the phosphor and the binder were used by using a softener in a ratio of 1: 2 by weight. After mixing, spin coating was performed at 1,000 rpm for about 1 minute and then dried at 130 ° C. for 30 minutes.

다음으로, 건조 처리된 형광체층 상에 화학기상증착법에 의해 알루미늄 전극을 형성하였다.Next, an aluminum electrode was formed on the dried phosphor layer by chemical vapor deposition.

본 발명에 의한 무기 전계발광소자는 소자내에 전도성 물질층을 도입하여 형광체 주위에 여러가지 형태로 배치됨으로써 발광소자에 전장이 인가될 경우, 전자의 효율적 이동을 가능하게 하고 이러한 전자들에 의해 형광체내의 발광 중심이온들의 여기를 효과적으로 가능케 함으로써 휘도특성이 우수하다.The inorganic electroluminescent device according to the present invention introduces a conductive material layer into the device and is arranged in various forms around the phosphor to enable efficient movement of electrons when the electric field is applied to the light emitting device, and emit light in the phosphor by these electrons. The luminance characteristic is excellent by enabling the excitation of the central ions effectively.

상기와 같이, 본 발명에 의한 분산형 무기 전계발광소자는 전도성 물질층을 도입하여 저전력 고휘도의 특성을 발휘할 수 있고 일반적인 직/교류형 분산형 무기 전계발광소자에 적용이 될 수 있다.As described above, the distributed inorganic electroluminescent device according to the present invention may exhibit a low power and high brightness characteristics by introducing a conductive material layer, and may be applied to a general linear / AC distributed inorganic electroluminescent device.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전도성 물질층이 일정한 막질의 형태로 형성된 분산형 무기 전계발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a dispersed inorganic electroluminescent device in which a conductive material layer is formed in a uniform film form according to an embodiment of the present invention.

도 2는 전도성 물질층이 형광체층 하부에 위치하면서 파우더 형광체의 하부를 감싸는 형태로 배치된 분산형 무기 전계발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a distributed inorganic electroluminescent device in which a conductive material layer is disposed below a phosphor layer and surrounds a lower portion of a powder phosphor.

도 3은 전도성 물질이 파우더 형광체 주위에 균일하게 분산되어 있는 무기 전계발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a structure of an inorganic electroluminescent device in which a conductive material is uniformly dispersed around a powder phosphor.

도 4는 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 구동전압의 변화에 따른 EL특성을 종래의 무기 전계발광소자의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the EL characteristics according to the change of the driving voltage of the inorganic electroluminescent device incorporating the conductive material layer as compared with the case of the conventional inorganic electroluminescent device.

도 5는 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 구동전압의 변화에 따른 전류밀도의 변화를 종래의 무기 전계발광소자의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in current density according to a change in driving voltage of an inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer, as compared with a case of a conventional inorganic electroluminescent device.

도 6은 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 주파수 변화에 따른 EL특성을 종래의 무기 전계발광소자의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing EL characteristics according to frequency change of an inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer as compared with a case of a conventional inorganic electroluminescent device.

도 7은 전도성 물질층을 도입한 무기 전계발광소자의 주파수 변화에 따른 전류밀도의 변화를 종래의 무기 전계발광소자의 경우와 대비하여 나타낸 그래프이다.7 is a graph illustrating a change in current density according to a frequency change of an inorganic electroluminescent device incorporating a conductive material layer, as compared with a case of a conventional inorganic electroluminescent device.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 기판 20 : 제 1전극층10 substrate 20 first electrode layer

30 : 유전층 40 : 전도성 물질층30 dielectric layer 40 conductive material layer

50 : 형광체층 60 : 제 2전극층50 phosphor layer 60 second electrode layer

Claims (14)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성되는 제 1전극층;A first electrode layer formed on the substrate; 상기 제 1 전극층 상에 형성되는 전도성 물질층;A conductive material layer formed on the first electrode layer; 상기 전도성 물질층 상에 형성되는 형광체층; 및A phosphor layer formed on the conductive material layer; And 상기 형광체층 상에 형성되는 제 2전극층을 포함하고,A second electrode layer formed on the phosphor layer; 상기 전도성 물질층은 상기 형광체층 하부에 존재하면서 분말 형태의 상기 형광체의 하부를 감싸는 형태로 상기 형광체 입자사이에 채워진 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.The conductive material layer is present in the lower phosphor layer, the inorganic electroluminescent device, characterized in that the filling between the phosphor particles in the form of surrounding the lower portion of the phosphor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1전극층과 상기 전도성 물질층 사이 또는 상기 형광체층과 상기 제 2전극층 사이에 유전층이 적어도 하나 개재되는 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.At least one dielectric layer is interposed between the first electrode layer and the conductive material layer or between the phosphor layer and the second electrode layer. 기판;Board; 상기 기판 상에 형성되는 제 1전극층;A first electrode layer formed on the substrate; 상기 제 1전극층 상에 형성되는 형광체층;A phosphor layer formed on the first electrode layer; 상기 형광체층 상에 형성되는 전도성 물질층; 및A conductive material layer formed on the phosphor layer; And 상기 전도성 물질층 상에 형성되는 제 2전극층을 포함하고,A second electrode layer formed on the conductive material layer; 상기 전도성 물질층은 상기 형광체층 상부에 존재하면서 분말 형태의 상기 형광체의 상부를 감싸는 형태로 상기 형광체 입자사이에 채워진 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.The conductive material layer is present on the phosphor layer and the inorganic electroluminescent device, characterized in that the filling between the phosphor particles in the form of wrapping the upper portion of the phosphor. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1전극층과 상기 형광체층 사이에 유전층이 개재되는 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.Inorganic electroluminescent device, characterized in that a dielectric layer is interposed between the first electrode layer and the phosphor layer. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 전도성 물질층은 PEDOT(Polyethylenedioxythiophene), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube) 및 카본과 금속으로 이루어진 페이스트 중 적어도 하나 선택된 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.The conductive material layer is an inorganic electroluminescent device, characterized in that at least one selected from PEDOT (Polyethylenedioxythiophene), carbon nanotubes (Carbon Nano Tube) and a paste made of carbon and metal. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 형광체층은 체(sieve)-거름 공정을 통해 입자크기가 1㎛ 내지 20㎛ 이하인 분말 형태의 형광체로 이루어진 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자.The phosphor layer is an inorganic electroluminescent device, characterized in that made of a phosphor in the form of a powder having a particle size of 1 ㎛ to 20 ㎛ or less through a sieve (sieve) -filtration process. 삭제delete 삭제delete 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate; 상기 기판 상에 제 1전극층을 형성하는 단계;Forming a first electrode layer on the substrate; 상기 제 1전극층 상에 전도성 물질층을 형성하는 단계;Forming a conductive material layer on the first electrode layer; 상기 전도성 물질층 상에 형광체층을 형성하는 단계; 및Forming a phosphor layer on the conductive material layer; And 상기 형광체층 상에 제 2전극층을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a second electrode layer on the phosphor layer; 상기 전도성 물질층은 상기 형광체층 하부에 존재하면서 분말 형태의 상기 형광체의 하부를 감싸는 형태로 상기 형광체 입자사이에 채워진 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자의 제조방법.The conductive material layer is present between the phosphor particles in the form of surrounding the lower portion of the phosphor in the form of powder while being present under the phosphor layer. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 제 1전극층을 형성하는 단계와 상기 전도성 물질층을 형성하는 단계 사이 또는 상기 형광체층을 형성하는 단계와 상기 제 2전극층을 형성하는 단계 사이에 유전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 무기 전계발광소자의 제조방법.And forming a dielectric layer between the step of forming the first electrode layer and the step of forming the conductive material layer or between the step of forming the phosphor layer and the step of forming the second electrode layer. Manufacturing method. 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate; 상기 기판 상에 제 1전극층을 형성하는 단계;Forming a first electrode layer on the substrate; 상기 제 1전극층 상에 형광체층을 형성하는 단계;Forming a phosphor layer on the first electrode layer; 상기 형광체층 상에 전도성 물질층을 형성하는 단계; 및Forming a conductive material layer on the phosphor layer; And 상기 전도성 물질층 상에 제 2전극층을 형성하는 단계를 포함하고,Forming a second electrode layer on the conductive material layer, 상기 전도성 물질층은 상기 형광체층 상부에 존재하면서 분말 형태의 상기 형광체의 상부를 감싸는 형태로 상기 형광체 입자사이에 채워진 것을 특징으로 하는 무기 전계발광소자의 제조방법.The conductive material layer is present on top of the phosphor layer, and the method of manufacturing an inorganic electroluminescent device, characterized in that it is filled between the phosphor particles in the form of surrounding the top of the phosphor in powder form. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제 1전극층을 형성하는 단계와 상기 형광체층을 형성하는 단계 사이에 유전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 무기 전계발광소자의 제조방법.And forming a dielectric layer between the step of forming the first electrode layer and the step of forming the phosphor layer. 삭제delete 삭제delete
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