KR20040013503A - 고휘도 무기 전계발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형광층에서 발생되어 후방으로 진행하는 빛을 반사시켜 전방으로 방출되도록 함으로써, 동일한 구동조건에서 종래 무기 전계발광소자보다 우수한 휘도특성을 갖도록 된 고휘도 무기 전계발광소자에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 고휘도 무기 전계발광소자는 유연한 특성을 갖는 폴리에스테르 투명필름(11)과, 상기 폴리에스테르 투명필름(11) 배면에 도포되며 빛의 투과성과 도전성이 우수한 ITO로 구성되는 전면전극층(12), 상기 전면전극층(12) 배면에 형성되는 형광층(13), 상기 형광층(13)의 배면에 도포되며 전자발광을 유도함과 더불어 투과특성이 우수한 고분자 수지로 구성되는 유전체층(14), 상기 유전체층(14)의 배면에 형성되며 형광층(13)으로부터 유전체층(14)을 투과하여 인가되는 빛을 반사시키도록 반사특성이 우수한 금속성 물질로 구성되는 배면전극층(15), 상기 배면전극층(15)의 배면에 형성되어 습기와 자외선에 강하도록 하는 보호층(16)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 고휘도 무기 전계발광소자는 고휘도 특성을 요구하는 제품, 예컨대 옥외 광고 간판으로의 적용이 가능하게 된다.

Description

고휘도 무기 전계발광소자{Electroluminescence device with high luminescence}

본 발명은 형광층에서 발생되어 후방으로 진행하는 빛을 반사시켜 전방으로방출되도록 함으로써, 동일한 구동조건에서 종래 무기 전계발광소자보다 우수한 휘도특성을 갖도록 된 고휘도 무기 전계발광소자에 관한 것이다.

전계발광(Electroluminescence : EL)현상은 1936년 Destriau에 의하여 발견된 이후 조명 및 후면 광원등의 특정분야에 활발하게 적용되어 왔으나, 휘도와 수명에서의 문제점을 안고 있어 사용분야가 극히 제한되었다.

1974년 일본의 Sharp사가 이중절연층 구조의 ZnS:Mn박막 전계발광소자 개발을 발표하면서 디스플레이로서의 적용 가능성이 제시되었으며, 전계발광소자는 현재 평판 디스플레이로 각광을 받고 있는 LCD와 같은 수광형태의 소자에 비해 응답속도가 빠르고 자체 발광 형태이므로 휘도가 우수하며, 구조가 간단하여 생산시 제조가 용이하는 등의 장점을 갖고 있어 차세대 평판 디스플레이로 유망시되고 있다.

전계발광소자는 크게 발광층으로 사용하는 물질에 따라 무기 전계발광소자와 유기 전계발광소자로 분류된다.

일반적으로 무기 전계발광소자는 두께가 50∼150nm인 폴리에스테르 투명필름 (1) 배면에 수 백∼ 수 천 옹스트롱 두께의 투명 도전막(2)을 형성하고, 그 투명 도전막(2) 배면에 형광층(3)을 형성하며, 형광층(3) 배면에 무기 유전층(4)을 형성하고 무기 유전층(4) 배면에 배면전극층(5)을 형성하며 그 배면전극층(5) 배면에 습기 및 자외선에 안정한 보호층을 형성하여 구성된다.

이때, 상기 유전층(4)은 고유전특성을 갖는 바륨타이타네이트(BaTiO₃), 스트론듐타이타네이트(SrTiO₃)등의 강유전성 분말과 유기 비이클을 적절한 비율로 배합하여 페이스트를 제조한 후 형광층(3) 배면에 인쇄하여 약 110∼140℃에서 건조함으로써 형성된다. 그리고, 상기 유전체층(4)을 형성하는 금속의 빛에 대한 반사특성은 극히 미미하다. 따라서, 상기한 무기 전계발광소자의 경우 도1에 도시된 바와 같이 형광층(3)에서 발생되어 양방향으로 진행하는 빛 중 배면전극층(5)으로 진행되는 빛은 유전체층(4) 및 배면전극층(5)에 의하여 흡수되게 되므로, 결국 형광층(3)에서 투명필름(1)방향으로 진행되는 빛만을 이용할 수 있게 된다. 다시말해 상기 무기 전계발광소자의 경우 저휘도특성을 갖게 되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사항을 감안하여 창출된 것으로, 유전체층을 투명도가 우수한 유기 유전체로 구성하고, 배면전극층을 반사도가 우수한 금속으로 구성하여 형광층으로부터 후방으로 진행하는 빛을 배면전극층에서 전면전극으로 반사킴으로써 보다 휘도 특성이 양호하도록 된 고휘도 무기 전계발광소자를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.

도1은 종래 무기 전계발광소자의 발광특성을 도시한 도면.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무기 전계발광소자의 구성을 도시한 도면.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무기 전계발광소자의 구성을 도시한 도면.

도4는 본 발명에 따른 무기 전계발광소자의 발광특성을 도시한 도면.

******* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 *******

11 : 투명필름, 12 : 전면전극층,

13 : 형광층, 14 : 유전체층,

15 : 배면전극층, 16 : 보호층,

21 : 산화보호층.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고휘도 무기 전계발광소자는, 유연한 특성을 갖는 폴리에스테르 투명필름(11)과, 상기 폴리에스테르 투명필름(11) 배면에 도포되며 빛의 투과성과 도전성이 우수한 ITO로 구성되는 전면전극층(12), 상기 전면전극층(12) 배면에 형성되는 형광층(13), 상기 형광층(13)의 배면에 도포되며 전자발광을 유도함과 더불어 투과특성이 우수한 고분자 수지로 구성되는 유전체층(14), 상기 유전체층(14)의 배면에 형성되며 형광층(13)으로부터 유전체층(14)을 투과하여 인가되는 빛을 반사시키도록 반사특성이 우수한 금속성 물질로 구성되는 배면전극층(15), 상기 배면전극층(15)의 배면에 형성되어 습기와 자외선에 강하도록 하는 보호층(16)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고휘도 무기 전계발광소자는 상기 유전체층(14)이 폴리에스테르 고분자수지로 구성되고, 상기 배면전극층(15)은 알루미늄으로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고휘도 무기 전계발광소자는 배면전극층(15)과 보호층(16) 사이에 알루미늄 금속의 산화를 방지하기 위한 산화보호막(21)을 구성하도록 된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 바에 의하면 형광층에서 발광된 빛 중 배면전극으로 진행된 빛을 반사시켜 전면전극을 통해 외부로 방출되도록 함으로써, 동일한 구동조건에서 종래의 무기 전계발광소자보다 고휘도특성을 갖는 무기 전계발광소자를 제공하여 고휘도 특성을 요구하는 다양한 제품으로의 적용이 가능하게 된다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 무기 전계발광소자의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무기 전계발광소자는 유연성이 우수하며 투과특성과 내열성이 우수한 고분자 필름의 일종인 폴리에스테르 투명필름(11)과, 폴리에스테르 투명필름(11)의 배면에 도포되고 도전특성을 가지며 빛의 투과성이 우수한 산화-인듐(ITO)로 형성된 전면전극층(12), 상기 전면전극층(12) 배면에 형성되는 형광층(13), 상기 형광층(13) 배면에 형성되는 유기 유전체층(14), 상기 유기 유전체층(14) 배면에 형성되는 배면전극층(15) 및, 이 배면전극층(15) 배면에 형성되는 보호층(15)으로 구성된다.

그리고, 무기 전계발광소자는 상기 전면전극층(12)과 배면전극층(15)에 소정 외부전압을 인가함으로써, 특정 화소의 형광체를 발광시키도록 동작된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 폴리에스테르 투명필름(11)은 50∼150um 두께로 용도에 적합하게 압출하여 한쪽 면을 방전처리하게 된다. 그리고, 무기 전계발광소자 제조에 따른 열처리 과정중 열응력에 의한 수축의 문제점을 감쇠시키기 위하여 약 150℃에서 30분 정도 열처리를 수행하여 형성된다.

상기 전면전극층(12)은 방전처리한 면에 빛의 투과도를 고려하여 산화 인듐-주석을 수 백 ∼ 수 천 옹스트롱 두께로 스퍼터링하여 형성된다. 이때, 산화 인듐-주석의 면저항값은 약 수 십∼수 백 ohm/squ로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 유기 유전체층(14)은 폴리에스테르 수지계통의 고분자 수지를 용매에 녹인 후 가소제를 이용하여 페이스트를 제조하고, 약 30∼70um 두께로 인쇄하여 약 100∼140℃에서 30분정도 건조하여 형성된다. 이때 유기 유전체층(14)의 투과도는 약 70∼80% 로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 배면전극(15)은 빛의 반사도가 90∼99%로 우수한 알루미늄 금속을 이용하여 구성된다.

이때, 상기 배면전극층(15)을 구성하는 알루미늄 금속은 산화특성이 있으므로, 이는 고려하여 도3에 도시된 바와 같이 배면전극층(15)과 보호층(16) 사이에 백금이나 금 또는 은 또는 탄소등의 금속막으로 구성되는 산화보호층(21)을 추가로구성하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기한 구성으로 된 무기 전계발광소자의 발광동작은 도3과 같다.

형광층(13)에서 발광되는 빛의 방향은 형광층(13)을 기준으로 50%는 전면전극방향, 나머지 50%는 배면전극 방향으로 진행하게 된다. 이때, 배면전극 방향으로 진행된 빛은 70-80%의 투과특성을 갖는 유전체층(13)을 통해 투과되어 배면전극층(14)으로 인가되고, 배면전극(14)은 90∼99% 의 반사특성을 갖는 알루미늄 금속의 특성에 따라 유전체층(13)으로부터 인가된 빛을 반사시키게 된다. 유전체층(13)으로 반사된 빛은 형광층(13)과 전면전극층(12) 및 투명필름(11)을 통해 외부로 방출되게 된다.

즉, 상기 실시예에 의하면 형광층에서 발광된 빛 중 배면전극으로 진행된 빛을 반사시켜 전면전극을 통해 외부로 방출되도록 함으로써, 동일한 구동조건에서 종래의 무기 전계발광소자보다 고휘도특성을 갖는 무기 전계발광소자를 제공할 수 있게 된다.

또한, 무기 전계발광소자의 저휘도 특성에 의해 제한되었던 고휘도 특성을 요구하는 다양한 제품으로의 적용이 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 형광층에서 발광된 빛 중 배면전극으로 진행된 빛을 반사시켜 전면전극을 통해 외부로 방출되도록 함으로써, 동일한 구동조건에서 종래의 무기 전계발광소자보다 고휘도특성을 갖는 무기 전계발광소자를 제공하여 고휘도 특성을 요구하는 다양한 제품으로의 적용이 가능하게 된다.

실제적인 예로 옥외 광고용 간판의 경우, 간판 광고 소재 표면에서 50∼90 칸델라 정도의 일정 휘도가 요구되는데, 종래 무기 전계발광소자는 상기한 휘도특성을 안정적으로 제공하는데 어려움이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 무기 전계발광소자는 고휘도 특성을 가지므로 옥외 광고용 간판의 요구조건을 만족시키는 것이 가능하며, 이로인해 옥외 광고용 간판으로의 적용이 가능하게 된다. 이는 또한 종래 옥외 광고용 간판이 철골구조, 다량의 형광등 및 전기적 배선물 등으로 구성되어 전체적인 무게가 무거웠으나 본 발명에 따른 무기 전계발광소자를 적용하게 됨으로써 간판의 무게를 감소시키는 것은 물론, 시공이 편리하고 소비전력 또한 줄일 수 있는 효과을 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 유연한 특성을 갖는 폴리에스테르 투명필름(11)과,

   상기 폴리에스테르 투명필름(11) 배면에 도포되며 빛의 투과성과 도전성이 우수한 ITO로 구성되는 전면전극층(12),

   상기 전면전극층(12) 배면에 형성되는 형광층(13),

   상기 형광층(13)의 배면에 도포되며 전자발광을 유도함과 더불어 투과특성이 우수한 고분자 수지로 구성되는 유전체층(14),

   상기 유전체층(14)의 배면에 형성되며 형광층(13)으로부터 유전체층(14)을 투과하여 인가되는 빛을 반사시키도록 반사특성이 우수한 금속성 물질로 구성되는 배면전극층(15),

   상기 배면전극층(15)의 배면에 형성되어 습기와 자외선에 강하도록 하는 보호층(16)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고휘도 무기 전계발광소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유전체층(14)은 폴리에스테르 고분자 수지로 된 것을 특징으로 하는 고휘도 무기 전계발광소자.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배면전극층(15)은 알루미늄 금속으로 된 것을 특징으로 하는 고휘도 무기 전계발광소자.
4. 제3항에 있어서,

   상기 배면전극층(15)과 보호층(16) 사이에는 배면전극층(15)의 산화방지를 위한 산화보호층(21)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고휘도 무기 전계발광소자.
5. 제4항에 있어서,

   상기 산화보호층(21)은 백금이나 금 또는 은 이나 탄소와 같은 금속막으로 된 것을 특징으로 하는 고휘도 무기 전계발광소자.