KR20090020983A - 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된다층형 무기 전계발광 소자 - Google Patents

다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된다층형 무기 전계발광 소자 Download PDF

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KR20090020983A
KR20090020983A KR1020070085663A KR20070085663A KR20090020983A KR 20090020983 A KR20090020983 A KR 20090020983A KR 1020070085663 A KR1020070085663 A KR 1020070085663A KR 20070085663 A KR20070085663 A KR 20070085663A KR 20090020983 A KR20090020983 A KR 20090020983A
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electroluminescent device
light emitting
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dielectric layer
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정태원
박상현
배민종
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 구현예들은 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형 무기 전계발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층형 면발광 구조를 이용하여 고휘도 발광 특성을 제공함과 동시에, 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법을 이용하여 한 번의 공정으로 동시에 형성함으로써 전체 공정을 단순화하고, 그에 따라 비용을 절감할 수 있는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형 무기 전계발광 소자를 제공한다.
다층형 무기 전계발광 소자, 면발광, 스핀 코팅, 고휘도, 공정 단순화

Description

다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형 무기 전계발광 소자{Method of Preparing Multi-layered Inorganic Electroluminescence Device and Multi-layered Inorganic Electroluminescence Device Prepared Thereby}
본 발명의 구현예들은 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형 무기 전계발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층형 면발광 구조를 이용하여 고휘도 발광 특성을 제공함과 동시에, 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법을 이용하여 한 번의 공정으로 동시에 형성함으로써 전체 공정을 단순화하고, 그에 따라 비용을 절감할 수 있는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.
전계발광(Electroluminescence) 현상은 1936년 Destriau에 의해 발견된 이후 조명과 후면 광원 등 특정분야에서 활발하게 적용되어 왔으나, 휘도와 수명에서의 문제점으로 사용 분야가 극히 제한되었다. 그러나, 지속적인 연구 및 기술개발로 인하여 각 분야에의 적용가능성이 제시되었으며, 특히 균일한 평면광원과 유연성, 경박단소, 온도변화에 강한 특성을 지닌 무기 전계발광 소자(이하, 무기 EL 소자라 함)는 현재 휴대폰용 키패드의 백라이트 소자로 활발히 사용되고 있으며, 각종 광고판이나 조명용, 차량 탑재용으로 사용되고 있다. 또한, 분산형 무기 EL 소자는 박막 EL 소자 또는 하이브리드 EL 소자와 달리 플렉서블 기판에 적용이 용이하며, 대형화가 가능하며, 모든 공정이 프린팅 공정이 가능하여 비용 절감을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, 무기 EL 소자는 다른 광원 등에 비하여 휘도가 낮은 문제점이 있다.
따라서, 당업계에서는 비용이 저렴하면서도 높은 휘도를 내는 무기 EL 소자를 제조하기 위한 방법에 대한 개발 요구가 여전히 계속되고 있다.
본 발명의 구현예들은 상술한 기술적 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 하나의 기술적 과제는 전체 공정을 단순화하고, 제조 비용을 절감하면서도, 소자의 휘도를 증가시킬 수 있는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법으로 제조된 다층형 무기 전계발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 구현예에 따른 양상은
(a) 기판의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계;
(b) 상기 하부 전극의 상부에 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법으로 동시에 형성하는 단계;
(c) 상기 유전층의 상부에 상기 (a) 및 (b) 단계를 수차례 반복하여 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하는 복합층을 다수 형성하는 단계;
(d) 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부에 배면 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 양상은 기판, 상기 기판 상부의 하나 이상의 복합층 및 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부의 배면 전극을 포함하고, 상기 각각의 복합층은 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하며, 상기 발광층 및 유전층은 상기 하부 전극의 상부에 스핀 코팅법으로 동시에 형성되어 있는 다층형 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법으로 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법을 제공함으로써, 전체 공정을 단순화하고, 그에 따라 비용을 절감할 수 있으며, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 다층형 무기 전계발광 소자는 다수의 발광층을 포함하는 다층형 면발광 구조로 서 동일한 인가 전압으로 발광층의 수에 따라 휘도가 증가하므로 고휘도의 발광 특성을 나타냄과 동시에 전압 저감 효과를 가져올 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 관하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 하나의 양상은
(a) 기판의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계;
(b) 상기 하부 전극의 상부에 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법으로 동시에 형성하는 단계;
(c) 상기 유전층의 상부에 상기 (a) 및 (b) 단계를 수차례 반복하여 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하는 복합층을 다수 형성하는 단계;
(d) 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부에 배면 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법에 관계한다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법의 공정흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일구현예에 따른 다층형 무기 전계발광 소자는 기판의 상부에 제 1 하부 전극을 형성하고, 상기 제 1 하부 전극의 상부에 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법을 이용하여 동시에 형성한 뒤, 상기 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하는 복합층의 상부에 동일한 과정을 반복함으로써 다수의 복합층을 형성한 후, 이어서 상기 복합층 중 최상층의 복합층 상부에 배면 전 극을 형성한 뒤, 각각의 전극을 구동 전원에 연결함으로써 다층형 무기 EL 소자를 제조한다.
즉, 본 발명의 제조방법은 기판의 상부에 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하는 복합층을 2개 이상 형성하여 다수의 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 각각의 복합층의 상기 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법으로 동시에 상기 하부 전극 상부에 형성하여, 종래 발광층 및 유전층을 두 단계의 공정으로 제조하던 것을 1회의 공정으로 단축함으로써 제조 공정을 간소화하여 저가의 광원을 제공할 수 있다. 각각의 복합층의 상기 하부 전극은 상기 복합층 하부의 다른 복합층의 배면 전극 역할을 한다. 따라서, 이러한 다층의 전극을 교류 구동에 병렬 연결로 제조하여 전압을 인가하게 되면, 투명한 하부 전극 또는 배면 전극 방향으로 EL 방출이 나오게 되고, 동일한 인가 전압으로 발광층의 수에 따라 휘도가 증가하므로 전압 저감 효과를 가져올 수 있다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 무기 EL 소자는 면발광 구조로서 하부 전극 또는 배면 전극 방향으로 EL 방출이 이루어지게 된다. 따라서, 하부 전극 또는 배면 전극 중 하나는 투명 전극이어야 하고, 나머지 하나는 반사율이 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 내부에 위치하는 전극은 모두 투명 전극인 것이 바람직하다. 하부 전극이 투명 전극일 경우, 기판도 투명한 것이 바람직하다.
본 발명의 구현예들에서 사용되는 하부 전극 또는 배면 전극 중 투명 전극의 재료로는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 금속 산화물, 전도성 고분자, 나노구조제 및 크리스탈로 구성 되는 군에서 선택되는 1종 이상을 용도에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 상기 금속 산화물로는, 투명 전극으로서, 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), InSnO, ZnO, SnO2, NiO, 및 Cu2SrO2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 전도성 고분자의 구체적인 예로는 폴리디페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌, 및 이들의 유도체와 같은 페닐폴리아세틸렌 폴리머를 포함한다. 기타 사용가능한 전도성 고분자로는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물 및 이들의 유도체들을 들 수 있다.
본 발명의 하부 전극 또는 배면 전극 중 반사 전극으로는 통상적으로 사용되는 재료를 제한없이 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 전도성 금속 또는 그 산화물로, 구체적인 예로는, 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir), 알루 미늄(Al) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서 상기 하부 전극 또는 배면 전극은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 프린팅법 또는 에칭법 등에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서 상기 발광층 및 유전층의 형성단계는 형광체를 유기 바인더와 혼합한 뒤 이를 스핀 코팅법에 의하여 상기 하부 전극 상부에 발광층 및 유전층을 형성한다. 스핀 코팅법으로 형성을 하게 되면, 상대적으로 무거운 형광체 입자는 아래로 정렬되어 발광층을 형성하고, 유기 바인더는 상기 형광체를 둘러싸면서 형광체 위로 형성되어 유전층을 형성하므로 발광층과 유전층이 동시에 형성된다.
본 발명에서는 유기 바인더가 일반적인 종래의 무기 전계발광 소자의 유전층 역할을 대신한다. 유전층의 역할은 외부에서 가해지는 고전압을 통해 발광층에 전자를 제공하는 것으로, 이때 가해지는 고전압에 대하여 소자 자체의 절연파괴(breakdown)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법에 사용되는 유기 바인더는 고유전율을 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서 상기 형광체와 유기 바인더의 혼합비는 질량비를 기준으로 1:1 내지 1:7인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1:2인 것이 좋다.
본 발명의 구현예들에서 발광층 재료로 사용되는 형광체로는 색을 결정하는 활성체로 도핑된 호스트 물질을 사용할 수 있다. 상기 형광체의 모체에 해당하는 호스트 물질은 밴드 갭이 큰 물질이 바람직하며, 고전기장에서 여기될 수 있으며, 가시광선을 방출하는 활성체를 받아들일 수 있는 격자를 갖는 것이 바람직하다. 상기 호스트 물질로는 주기율표 12-16족, 13-15족, 14-14족으로 구성된 화합물 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 발광파장에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, ZnS, ZnSe, GaAs, GaAlAs, GaAsP, AlGalnP, AlAs, GaP, AIP, SiC, GaN, GaInN, GaAlN 또는 이들의 조합 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 본 발명의 구현예들에서 사용되는 형광체의 예를 들면, 적색을 발광하는 ZnS:Cu, ZnS:Cu,Mn,Cl, ZnS:Sm,F, ZnS:SM,Cl, CaS:Eu, 녹색을 발광하는 ZnS:Cu,Al, ZnS:Tb,F, CaS:Ce, 청색을 발광하는 ZnS:Tm,F, SrS:Ce, ZnS/SrS:Ce, CaGa2S4:Ce ZnS:Cu,Cl, ZnS:Cu,I, 그 밖에 노란색을 발광하는 ZnS:Mn 형광체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 구현예들에서 사용되는 유기 바인더는 고유전율을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들면, 시아노에틸 셀룰로오스 수지 등의 시아노화 셀룰로오스 수지, 시아노에틸 플루란(cyanoethyl pullulan) 수지 등을 포함하는 시아노화 플루란 수지, 불화 비닐리덴 고무, 불화 비닐리덴계 공중합체 고무 수지, 시아노화 폴리비닐알콜 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현예는 기판, 상기 기판 상부의 하나 이상의 복합층 및 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부의 배면 전극을 포함하고, 상기 각각의 복합층은 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하며, 상기 발광층 및 유전층은 상기 하부 전극의 상부에 스핀 코팅법으로 동시에 형성되어 있는 다층형 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 따라 제조된 다층형 무기 전계발광 소자의 단면개략도이다. 보다 구체적으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 다층형 무기 전계발광 소자의 구조는 기판(21), 상기 기판 상부(21)의 하부 전극(22), 발광층(23) 및 유전층(24)을 포함하는 다수의 복합층(25) 및 배면 전극(26)을 포함한다. 즉, 다수의 발광층을 포함하는 다층의 면발광 구조로써, 본 발명의 다층형 무기 전계발광 소자에서는 각각의 복합층의 하부 전극은 상기 복합층 하부의 다른 복합층의 배면 전극 역할을 한다. 따라서, 구동 전원에 연결된 다수의 전극에 전압이 인가되면 발광층 내의 형광체에 전류가 흘러 형광체가 발광하고, 그 빛이 투명한 하부 전극 또는 배면 전극 방향으로 방출되어 단층의 무기 EL 소자에 비하여 고휘도를 나타내게 된다. 또한, 형광체와 유기 바인더를 미리 혼합하여 스핀 코팅법으로 발광층(23) 및 유전층(24)을 동시에 형성함으로써 상기 형광체 및 유기 바인더 사이의 접촉 계면이 증가됨에 따라 전체 소자의 휘도가 종래 무기 EL 소자에 비하여 증대된다. 또한, 다수의 전극을 구동 전원에 병렬로 연결하는 경우, 동일한 인가 전압으로 다수의 발광층이 발광하게 되므로, 전압 저감 효과를 가져올 수 있다.
본 발명에 의한 다층형 무기 전계발광 소자는 고휘도 발광 특성과 함께 플렉 서블한 유기 재료를 사용하여 유연한 소자 특성을 나타내므로 이를 활용한 표시 소자나 광학 프린터 등의 유연한 광원에 적용할 수 있다.
본 발명의 다층형 무기 전계발광 소자에 사용되는 기판으로는 목적을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 실리카, 유리, 플라스틱 등을 용도에 따라 당업자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 다만, 하부 전극 쪽으로 빛이 방출되는 구조에서는 기판도 투명한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기판의 두께는 용도에 따라 당업자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 하부 전극 또는 배면 전극 중 어느 하나는 투명 전극인 것이 바람직하며, 나머지 하나는 반사율이 높은 재료로 형성되는 것이 바람직하며, 내부 전극은 모두 투명 전극인 것이 바람직하다. 본 발명의 하부 전극 또는 배면 전극 중 투명 전극으로는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 금속 산화물, 전도성 고분자, 나노구조제 및 크리스탈로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 용도에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 상기 금속 산화물로는, 투명 전극으로서, 인듐틴산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), InSnO, ZnO, SnO2, NiO, 및 Cu2SrO2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 전도성 고분자의 구체적인 예로는 폴리디페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아 세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌, 및 이들의 유도체와 같은 페닐폴리아세틸렌 폴리머를 포함한다. 기타 사용가능한 전도성 고분자로는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물 및 이들의 유도체들을 들 수 있다.
본 발명의 하부 전극 또는 배면 전극 중 반사 전극으로는 통상적으로 사용되는 재료를 제한없이 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 전도성 금속 또는 그 산화물로, 구체적인 예로는, 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 이리듐(Ir), 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 발광층에 포함되는 형광체로는 색을 결정하는 활성체가 도핑된 호스트 물질을 사용될 수 있다. 상기 형광체의 모체에 해당하는 호스트 물질은 밴드 갭이 큰 물질이 바람직하며, 고전기장에서 여기될 수 있으며, 가시광선을 방출하는 활성체를 받아들일 수 있는 격자를 갖는 것이 바람직하다. 상기 호스트 물질로는 주기율표 12-16족, 13-15족, 14-14족으로 구성된 화합물 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 발광파장에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, ZnS, ZnSe, GaAs, GaAlAs, GaAsP, AlGalnP, AlAs, GaP, AIP, SiC, GaN, GaInN, GaAlN 또는 이 들의 조합 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 본 발명의 구현예들에서 사용되는 형광체의 예를 들면, 적색을 발광하는 ZnS:Cu, ZnS:Cu,Mn,Cl, ZnS:Sm,F, ZnS:SM,Cl, CaS:Eu, 녹색을 발광하는 ZnS:Cu,Al, ZnS:Tb,F, CaS:Ce, 청색을 발광하는 ZnS:Tm,F, SrS:Ce, ZnS/SrS:Ce, CaGa2S4:Ce ZnS:Cu,Cl, ZnS:Cu,I, 그 밖에 노란색을 발광하는 ZnS:Mn 형광체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 유전층에 포함되는 유기 바인더는 고유전율을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들면, 시아노에틸 셀룰로오스 수지 등의 시아노화 셀룰로오스 수지, 시아노에틸 플루란(cyanoethyl pullulan) 수지 등을 포함하는 시아노화 플루란 수지, 불화 비닐리덴 고무, 불화 비닐리덴계 공중합체 고무 수지, 시아노화 폴리비닐알콜 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 바람직한 구현예를 실시예 등을 들어 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1
1.8 mm 두께의 soda lime 유리 기판 상에 ITO를 스퍼터 법으로 도포하여 2000 A 두께의 하부 전극을 형성하고, ZnS:Cu,Cl 형광체 5 g을 플루오르 수지(Fluoro resin) 10 g과 혼합하여, 이를 스핀 코팅 1000 rpm 으로 상기 하부 전극 상부에 15 um두께로 도포한 후 130 ℃에서 30분간 건조하였다. 이어서, 도 3과 같이 상기 하부층의 면적의 일부에 ITO를 스퍼터 법으로 도포하여 2000 A 두께의 하부 전극을 형성하고, ZnS:Cu,Cl 형광체 5 g을 플루오르 수지 10 g과 혼합하여, 이를 스핀 코팅 1000 rpm 으로 상기 하부 전극 상부에 15 um두께로 도포한 후 130 ℃에서 30분간 건조하였다. 그런 뒤, 상기 소자의 상부에 Al을 스퍼터 법으로 2000 A 두께의 배면 전극을 형성하여 두 층의 무기 EL 소자를 제조하였다.
실시예 2
상기 제조예 1에서 하부 전극, 발광층, 유전층을 포함하는 복합층 형성과정을 1회 추가로 실시하여 세 층의 무기 EL 소자를 제조하였다. 이때, 각각의 복합층은 도 4와 같이 상부로 올라갈수록 면적이 축소되게 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 2에서 제조된 무기 EL 소자의 발광 사진을 도 3 및 도 4에 나타내었으며, 각각의 무기 EL 소자의 인가 전압에 따른 휘도를 측정하여 도 5 및 도 6에 도시하였다. 다수의 하부 전극과 배면전극 연결하여 인가되는 전압과 전류는 오실로스코프(Agilent, infiniium oscilloscope)로 측정하고 휘도는luminance colorimeter (TOPCON, BM-7)로 측정했다.
도 3을 참조하면, 두 층의 발광층을 포함하는 무기 EL 소자에서 하부층 또는 상부층에만 구동 전압을 걸어준 경우의 휘도보다 두 층이 모두에 구동 전압을 걸어준 경우의 휘도가 더 높음을 알 수 있으며, 도 5를 참조하면, 동일 전압 하에 각 층간에 휘도의 차이는 거의 없으며, 두 층을 모두 구동한 경우의 휘도는 각각의 층을 따로 구동한 경우의 휘도를 합한 값을 나타냄을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 세 층의 발광층을 포함하는 무기 EL 소자에서 단일층 또는 두 층에만 구동 전압을 걸어준 경우보다 세 층 모두에 구동 전압을 걸어준 경우의 휘도가 더 높음을 알 수 있으며, 도 6은 각각의 휘도를 비교한 그래프로 동일 전압 하에 소자의 휘도는 층 수에 비례하여 증가함을 알 수 있다.
이를 참조하면, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 다층형 무기 EL 소자는 우수한 휘도를 나타냄을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법의 공정흐름도이고,
도 2는 본 발명의 일구현예에 따라 제조된 다층형 무기 전계발광 소자의 단면개략도이고,
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 수득한 EL 소자의 발광 사진이고,
도 4은 본 발명의 실시예 2에서 수득한 EL 소자의 발광 사진이고,
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 수득한 EL 소자의 인가 전압에 따른 휘도를 나타내는 그래프이며,
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 수득한 EL 소자의 인가 전압에 따른 휘도를 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
21: 기판 22: 하부 전극
23: 발광층 24: 유전층
25: 복합층 26: 배면 전극

Claims (10)

  1. (a) 기판의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계;
    (b) 상기 하부 전극의 상부에 발광층 및 유전층을 스핀 코팅법으로 동시에 형성하는 단계;
    (c) 상기 유전층의 상부에 상기 (a) 및 (b) 단계를 수차례 반복하여 하부 전극, 발광층 및 유전층을 포함하는 복합층을 다수 형성하는 단계;
    (d) 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부에 배면 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광층 및 상기 유전층 형성단계는 형광체를 유기 바인더와 혼합한 뒤 상기 하부 전극 위에 스핀 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 형광체와 유기 바인더의 혼합비는 질량비를 기준으로 1:1 내지 1:7인 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 형광체는 ZnS:Cu, ZnS:Mn, SrS:Ce, ZnS:Cu,Mn,Cl, ZnS:Cu,Al, ZnS:Cu,Cl, ZnS:Cu,I, ZnS:Sm,F, ZnS:SM,Cl, CaS:Eu, ZnS:Tb,F, CaS:Ce, ZnS:Tm,F, SrS:Ce, ZnS/SrS:Ce, CaGa2S4:Ce 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 유기 바인더는 고유전 수지인 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 유기 바인더는 시아노화 셀룰로오스 수지, 시아노화 플루란 수지, 불화 비닐리덴 고무, 불화 비닐리덴계 공중합체 고무 수지, 시아노화 폴리비닐알콜로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자의 제조방법.
  7. 기판, 상기 기판 상부의 하나 이상의 복합층 및 상기 복합층 중 최상층 복합층 상부의 배면 전극을 포함하고, 상기 각각의 복합층은 하부 전극, 발광층 및 유 전층을 포함하며, 상기 발광층 및 유전층은 상기 하부 전극의 상부에 스핀 코팅법으로 동시에 형성되어 있는 다층형 무기 전계발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발광층은 ZnS:Cu, ZnS:Mn, SrS:Ce, ZnS:Cu,Mn,Cl, ZnS:Cu,Al, ZnS:Cu,Cl, ZnS:Cu,I, ZnS:Sm,F, ZnS:SM,Cl, CaS:Eu, ZnS:Tb,F, CaS:Ce, ZnS:Tm,F, SrS:Ce, ZnS/SrS:Ce, CaGa2S4:Ce 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 유전층은 시아노화 셀룰로오스 수지, 시아노화 플루란 수지, 불화 비닐리덴 고무, 불화 비닐리덴계 공중합체 고무 수지, 시아노화 폴리비닐알콜로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자.
  10. 제7항에 있어서, 상기 다층형 무기 전계발광 소자는 모든 전극이 하나의 구동 전원에 병렬로 공통 연결된 것을 특징으로 하는 다층형 무기 전계발광 소자.
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