KR19980050947A - 전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성방법 - Google Patents

전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성방법 Download PDF

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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
반도체 장치 제조방법.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
발광층의 발광효율을 극대화하고, 전자의 분산을 용이하게함과 동시에 빛의 전면투과율을 향상시킬 수 있는 전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층형성방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
발광효율을 개선시키기 위한 전계방출 디스플레이용 발광입자에 있어서,분말화된 미세입자 표면에 원자층에피택시층을 코팅한 것을 특정으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광입자를 제공하고자 함.
4. 발명의 중요한 용도
전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성 공정에 이용됨.

Description

전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성방법
본 발명은 발광효율을 개선시키기 위한 전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 전계방출 디스플레이용 발광층의 재료로는 ZnO, ZnGa2O4:Mn, ZnGa2O4:Eu, Y2O2S:Eu, YAG:Eu, YAG:Tb, Y2SiO5:Ce, Y2O3:Eu, Y2O2S:Tb Gd2O2S:Tb, SrS:Ce, SrTe:Ce, SrS-Sc2S3, ZnS:Ag, ZnS:Pr, SrGa2S4, ZnCdS:Cu, Al이 사용되고 있으며, 상기와 같은 전계방출 디스플레이용 발광층의재료들은 성형법에 따라 발광특성이 크게 다르게 나타나는데, 상기와 같은 발광층은 형성방법에 따라 크게 후막형과 박막형으로 분류된다.
이하, 첨부된 도면 도1A 및 도2를 통해 후막형 발광층에 대해 살펴본다.
먼저, 도1A 및 도1B는 종래기술에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층의 재료인 발광입자의 구조 단면도 및 그를 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도이다.
도1B는 종래기술에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도로, 유리와 같은 투명 기판(1)상에 투명 전도층(2)을 형성하고, 상기 투명 전도층(2) 상부에 도1A과 같은 구조의 수㎛ 정도 이하의 직경을 갖는 미세한 분말형태의 발광입자(3)를 스크린 인쇄술(Screen Printing)이나 분사(Spray) 방식 또는 전기 영동(Electrophoresis) 성장법에 의해 발광층(3a)을 형성한 것을 도시한 것이다.
도2는 전자 발생부를 사용한 도1B의 전계방출 디스플레이용 발광층의 발광과정을 도시한 개략도로, 전자 발생부(4)의 전자방출 첨단(Tip)에서 방출되는 전자선(90)이 수백 V 이상의 가속전압에 의해 가속되면서 발광층(3a)에 입사되어 수㎚내지 수십㎚이내의 두께에 있는 발광층(3a)에서 발광이 일어난다.
이어서, 상기 발광층(3a)에서 발생한 가시광선(10)은 상기 발광층(3a) 하부의 투명 전극층(2)과 투명 기판(1)을 투과하여 기판 전면에 디스플레이되는 것을 도시한 것으로, 이때, 상기 발광층(3a)은 발광 재료에 따라 적색, 녹색, 청색의 빛을 발생하는데, 발광층을 구성하고 있는 발광입자(3)들의 조성과 표면 상태 등에 따라 빛의 순도 및 세기가 결정된다.
미설명 부호 5은 기판, 6은 전도층, 7은 절연층 및 8은 게이트층을 각각 나타낸다.
보통 후박형 발광층의 품질은 발광층의 재료인 발광입자 크기의 균일도, 표면상태의 우수성에 의해 결정되며 일반적인 전계방출 디스플레이용 발굉특층의 발광원리에 의하면 발광층은 수㎚내지 수십㎚이내의 극표면 부분만이 전자에 의해 발광되는 것으로 알려져 있으므로, 발광 효율은 발광층의 표면 상태에 따라 크게 달라지므로 표면 처리 방법을 많이 연구하고 있다.
그러나, 상기 도1A에 도시된 바와 같은 종래의 발광입자는 분말화될 때 입자들의 표면은 지속적으로 연마되거나 파괴된 상태로 회석액에 노출되므로 변성되어 무의미한 층(Dead Layer)를 형성할 가능성이 매우 크기 때문에 발광 특성이 크게 저하된다. 따라서, 발광층 표면의 무의미한 층(Dead Layer)을 가능한한 적게 하는 것이중요한 관심사 중의 하나가 되고 있다.
한편, 일반적인 발광 원리에 준하여 전자선에 의해 빛이 발생되는 극표면 영역은 전자선의 가속 전압을 낮출수록 발광영역이 얇게 형성되므로, 가속 전압이 낮을 경우에는 발광효율이 더욱 발광입자의 표면상태에 영향을 받게된다.
따라서, 상기와 같은 후막형 발광층의 단점인 무의미한 층(Dead Layer)의 생성을 방지하기 위하여 제한된 것이 박막형 발광층 형성방법인데, 이는 화학 기상증착(Chemical Vapor Deposition) 방식, 레이저 제거(Laser Ablation) 방법, 스퍼터링 방식(Sputtering), 분자선 증착(Molecular Beam Deposition) 방식에 의해 투명 기판상에 고품위의 발광층을 수십㎚내지 수백㎚정도의 두께로 형싱하는 방법이다.
그러나, 상기 후막형 발광층 대신 고품위의 표면 상태를 만들 수 았는 박막형 발광층을 형성하게 될 경우 박막이 매우 좋은 표면 상태를 가짐으로써 발광 효율을 증가시키나 빛의 전반사 측면에 있어서 전술한 후막형 발광층의 깅우 전체적인 조직(Morpho1ogy)이 커서 전자선의 반사를 저하시켜 오히려 발광 효율을 증가시키는 효과가 있고 전반사를 감소시키며, 또한 층이 두꺼워서 일단 입사된 전자들이 효과적으로 분산될 수 있다는 점에서 유리한데 반하여 박막형 발광층은 전체적으로막의 두께가 얇고 매우 평탄하기 때문에 굴절율이 높아 층내에서의 전반사에 의해 전면광 투과량이 감소하는 정도가 크고, 다량 입사되는 전자의 분산이 효과적이지못하여 빛의 세기가 감소하는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 발광층의 발광효율을 극대화하고, 전자의 분산을 용이하게함과 동시에 빛의 전면투과율을 향상시킬수 있는 전계방출 디스플레이용 발광입자 및 그를 이용한 발광층 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1A 및 도1B는 종래기술에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층의 재료인 발광입자의 구조도 및 그를 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도,
도2는 전자 발생부를 사용한 도1의 전계방출 디스플레이용 발광층의 발광 과정을도시한 개략도,
도3A 및 도3B는 본 발명의 일실시예에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층의 재료인 발광입자의 구조도 및 그를 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도,
도4B 및 도4B는 상기 도3A의 발광입자을 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법을 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 실명
10:투명 기판 20:투명 전극층
30:코팅된 발광입자 30a:코팅된 발광입자로 구성된 발광층
40:전자영동 챔버 50:음극 연결선
60:양극 70:전해용액
80:스크린 인쇄술용 페이스트 또는 분무용 용매
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발광효율을 개선시키기 위한 전계방출 디스플레이용 발광입자에 있어서, 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층을 코팅한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이 코팅된 발광입자를 전기영동성장법에 의해 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도3A 및 도3B는 본 발명의 일실시예에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층의재료인 발광입자의 구조도 및 그를 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도이다.
먼저, 도3A는 본 발명의 일실시예에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층의재료인 분말입자의 구조도로, 발광층의 재료인 분말형태의 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층을 형성하여 표면이 균일하고 조성이 잘 조절된 코팅된 발광입자(30)를 형성한 것을 도시한 것이다.
이때, 상기 발광층의 재료인 분말형태의 발광체 미세입자 대신 투명 전도체를 사용할 수 있다.
이어서, 도3B는 상기 도3A에 도시된 바와 같은 코팅된 발광입자(30)를 사용하여 도4A 및 도4B에 도시된 일련의 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 방법에 의해 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 단면도로, 유리와 같은 투명 기판(10)상에투명 전도층(20)을 형성되어 있고, 상기 투명 전도층(20) 상부에 도3A과 같은 구조의 코팅된 분말입자(30)로 구성된 발광층(30a)이 형성되어 있는 것을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전계방출 디스플레이용 발광층 형성 공정을 살펴보자.
도4A 및 도4B는 상기 도3A의 발광입자를 사용한 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법을 도시한 개략도로, 도4A는 전기영동 성장법 및 도4B는 스크린 인쇄법또는 분사방식에 의한 전계방출 디스플레이용 발꽝층 형성에 관한 것이다.
먼저, 도4A는 챔버내의 양쪽 측면에 강한 전장을 형성하고 있는 음극과 양극(60)의 두 전극이 형성되어 있는 전기영동 챔버(40)내의 양극은 탄소 등을 사용하고 음극에서 음극 연결선(50)으로 투명 전도층(20)이 기형성된 유리와 같은 투명기판(10)을 연결한 상태에서 상기 전기영동 챔버(40)내에 전해 용액(70)을 층입시키고, 상기 전해 용액(70)이 층입되어 있는 전기영동 챔버(40)내에 상기 도3A의 코팅된 발광입자(30)를 용해시킨 다음, 전기를 흘려주면 각각의 양. 음전하로 대전되어 있던 코팅된 발광입자(30) 중 양전하로 대전되어 있던 코팅된 발광입자(30)가 음극으로 이동하여 상기 투명 전도층(20)이 기형성된 유리와 같은 투명 기판(10)상에 흡착되면서 발광층이 형성되는 원리를 도시한 것이다.
상기 전기영동 성장법은 투명 전도층에 패턴을 형성한 후 선택된 영역에 만전기를 흘려주어 청색, 적색, 녹색 등의 발광층을 제한된 영역에 힝성할 수 있는선택적 성장이 가능하다는 장점이 있다.
이어서, 도4B는 소정의 용기내에 스크린 인쇄술용 페이스트(Paste)나 분무용용매(Solvent)(80)에 의해 상기 도3A의 코팅된 발광입자(30)가 용해되어 있는 회석용액의 개념도로, 상기 도4B와 같은 회석 용액을 스크린 인쇄술(Screen Printing)또는 분무 방식(Spray)에 의해 상기 유리와 같은 투명 기판 상에 형성된 투명 전극층에 형성하여 발광층을 형성하게 되는 원리를 설명하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 통상적인 발광층의 재료로 사용되는 분말형태의 발광입자에 원자층에피택시층을 형성하여 입자 표면이 군일하고 조성이 잘 조절된 입자를 형성한 후, 이를 전기영동 성장법, 스크린 인쇄술 또는 분사방식에의해 발광층을 형성함으로써, 전자의 분산을 용이하게 함과 동시에 빛의 전면 투과율을 향상시킬 수 있고, 발광효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 전계방출 디스플레이용 소자의 전자선의 가속 전압을 낮출려는 시도에있어서, 가속전압이 낮아짐에 따라 형광막의 표면 상태가 발광효율에 더 큰 영향을미치게 되므로, 이러한 관점에서 살펴본 본 발명은 발광층의 극표면 상태를 크게 개선한 것으로 향후 매우 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
그리고, 상기와 같은 발광입자를 전자영동 성장법에 의해 쉽게 청색, 적색,녹색 발광층의 선택적 성장이 가능하므로 적은 경비로 손쉽게 총천연색 디스플레이를 제작할 수 있다.

Claims (8)

  1. 발광효율을 개선시키기 위한 전계방출 디스플레이용 발광입자에 있어서, 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층을 코팅한 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광입자.
  2. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에괴택시층이코팅된 발광입자를 전기영동 성장법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
  3. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이 코팅된 발광입자를 스크린 인쇄술에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
  4. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 발광체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이코팅된 발광입자를 분무 방식에 의해 형성하는 것을 특정으로 하는 전게방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
  5. 발광효율을 개선시키기 위한 전계방출 디스플레이용 발광입자에 있어서, 분말화된 투명 전도체 미세입자 표면에 원자층에피택시층을 코팅한 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광입자.
  6. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 투명 전도체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이 코팅된 발광입자를 전기영동 성장법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
  7. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 투명 전도체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이 코팅된 발광입자를 스크린 인쇄술에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
  8. 투명 기판 및 상기 투명 기판상에 형성된 투명 전극층을 구비하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법에 있어서, 상기 투명 전극층상에 분말화된 투명 전도체 미세입자 표면에 원자층에피택시층이 코팅된 발광입자를 분무 방식에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 전계방출 디스플레이용 발광층 형성방법.
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