KR20090054246A - Method of preparing inorganic electroluminescence device by mechanical process and inorganic electroluminescence device prepared thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계적 공정에 의하여 금속 기판상에 다공질 구조체를 형성한 후 상기 다공질 구조체를 산화시켜 전극-유전층을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 휘도가 향상되고 발광효율이 우수한 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 전극-유전층이 일체화된 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.The present invention provides a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device having improved luminance and excellent luminous efficiency, wherein the porous structure is formed on a metal substrate by a mechanical process, followed by oxidizing the porous structure to form an electrode-dielectric layer integrally. And an inorganic electroluminescent device in which an electrode-dielectric layer manufactured therefrom is integrated.
무기 전계발광 소자, 산화공정, 다공질 구조체, 일체화 Inorganic electroluminescent device, oxidation process, porous structure, integration
Description
본 발명의 구현예들은 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 무기 전계발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적 공정에 의하여 금속 기판상에 다공질 구조체를 형성한 후 이를 산화시켜 전극-유전층을 일체화함으로써 전체 구조 및 공정이 단순화되고 우수한 휘도 특성을 보이는 전극-유전층을 일체화한 무기 전계발광 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method for manufacturing an inorganic electroluminescent device and an inorganic electroluminescent device manufactured therefrom, and more particularly, to form a porous structure on a metal substrate by a mechanical process and then oxidize the electrode-dielectric layer. The present invention relates to a method for manufacturing an inorganic electroluminescent device incorporating an electrode-dielectric layer, which has a simplified overall structure and a process and exhibits excellent luminance characteristics, and an inorganic electroluminescent device manufactured therefrom.
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 소자는 현재 휴대폰용 키패드의 백라이트 소자로 활발히 사용되고 있으며, 각종 광고판이나 조명용, 차량 탑재용으로 사용되고 있다. Electroluminescence phenomenon has been actively applied in specific fields such as lighting and rear light source since it was discovered by Destriau in 1936, but its field of use has been very limited due to problems in brightness and lifespan. However, due to continuous research and technology development, the applicability in each field has been suggested. In particular, inorganic electroluminescent devices having uniform planar light source, flexibility, light weight, and strong resistance to temperature change are currently used as backlight devices of mobile phone keypads. It is actively used, and is used for various billboards, lighting, and vehicle mounting.
도 1은 종래의 일반적인 기술에 따라 제조된 분산형 무기 전계발광 소자의 단면개략도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 분산형 무기 전계발광 소자의 일반적인 제조방법은 기판(1) 상부에 투명 전극(2)을 형성하고, 상기 투명 전극(2) 상부에 유전층(3)을 형성한 뒤, 그 위에 발광층(4)을 형성하고, 상기 발광층(4) 상부에 유전층(3)을 형성하고, 마지막으로 상기 발광층(4) 상부에 형성된 유전층(3) 상부에 상부 전극(6)을 차례로 적층하여 소자를 제조하였다.1 is a schematic cross-sectional view of a distributed inorganic electroluminescent device manufactured according to a conventional general technique. Referring to FIG. 1, according to a general method of manufacturing a distributed inorganic electroluminescent device, a transparent electrode 2 is formed on a
그러나 상기와 같은 구조의 전계 발광소자는 고휘도 구현을 위하여 고전압을 인가해야 하며 제조 공정 또한 복잡하다는 한계점이 있다. 따라서 당업계에서는 공정이 단축되고 소요 비용이 적으면서 저전압으로 높은 휘도를 내는 무기 전계발광 소자를 제조하기 위한 방법에 대한 개발 요구가 여전히 계속되고 있다.However, the EL device having the above structure has to be applied with a high voltage in order to realize high brightness, and the manufacturing process is also complicated. Accordingly, there is a continuing need in the art for a method for manufacturing an inorganic electroluminescent device which has a short process and a low cost and high luminance at low voltage.
본 발명이 이루고자 하는 하나의 기술적 과제는 공정을 단순화하고, 제조 비용을 절감하며, 소자의 휘도 및 안정성을 증가시킬 수 있는 무기 전계발광 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device that can simplify the process, reduce the manufacturing cost, and increase the brightness and stability of the device.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 소자의 휘도 및 안정성이 증대된 무기 전계발광 소자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an inorganic electroluminescent device having improved luminance and stability.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 무기 전계발광 소자의 제조에 있어서, (a) 금속 전극층 상에 기계적 공정으로 다수의 기공을 포함하는 다공질 구조체를 형성하는 단계; (b) 상기 다공질 구조체의 기공 내표면을 산화시켜 금속 산화물층을 포함하는 다공질 구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 다공질 구조체의 상기 금속 산화물층 위에 형광체를 도포하여 발광층을 형성하는 단계를 포함하여 전극-유전층을 일체화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 무기 전계발광 소자의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, in the manufacture of the inorganic electroluminescent device, (a) forming a porous structure comprising a plurality of pores in a mechanical process on the metal electrode layer; (b) oxidizing a pore inner surface of the porous structure to form a porous structure including a metal oxide layer; (c) a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device, comprising forming an electrode-dielectric layer by forming a light emitting layer by applying a phosphor on the metal oxide layer of the porous structure.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 제조방법에 의하여 제조된 전극-유전층이 일체화된 것을 특징으로 하는 무기 전계발광 소자에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object relates to an inorganic electroluminescent device, characterized in that the electrode-dielectric layer produced by the manufacturing method is integrated.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 관하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 하나의 양상은 One aspect of the present invention
(a) 금속 전극층 상에 기계적 공정으로 다수의 기공을 포함하는 다공질 구조체를 형성하는 단계;(a) forming a porous structure including a plurality of pores on a metal electrode layer by a mechanical process;
(b) 상기 다공질 구조체의 기공 내표면을 산화시켜 금속 산화물층을 포함하는 다공질 구조체를 형성하는 단계; (b) oxidizing a pore inner surface of the porous structure to form a porous structure including a metal oxide layer;
(c) 상기 다공질 구조체의 상기 금속 산화물층 위에 형광체를 도포하여 발광층을 형성하는 단계를 포함하여 전극-유전층을 일체화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 무기 전계발광 소자의 제조방법에 관계한다.and (c) forming a light emitting layer by applying a phosphor on the metal oxide layer of the porous structure to form an electrode-dielectric layer integrally.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법은 기판 금속 자체를 배면 전극으로 하고 기계적 공정에 의하여 상기 기판 금속에 다공질 구조체를 형성한 후 이를 산화시켜 형성된 다공질 산화물층을 유전층으로 구성하여 전극과 유전층을 일체화하는 것을 특징으로 한다. 또한 금속-산화물 구조체 기판을 이용해 소자를 대면적화할 수 있으며 부서지기 쉬운 유리기판이 아닌 금속기판을 사용하므로 소자의 제작이 보다 손쉬워진다.In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the substrate metal itself is a back electrode, and a porous structure is formed on the substrate metal by a mechanical process and then oxidized to form a porous oxide layer as a dielectric layer to integrate the electrode and the dielectric layer. Characterized in that. In addition, a large-area device can be made using a metal-oxide structure substrate, and a metal substrate rather than a brittle glass substrate is used, thereby making the device easier to manufacture.
본 발명에서 "다공질 구조체"라 함은 금속 전극층 상에 기계적 공정을 이용하여 일정한 모양을 가진 기공들을 형성한 후 각 기공의 내표면을 포함한 금속표면을 산화시킴으로써 금속 산화물층이 형성된 다수의 기공을 포함하는 구조체를 의 미한다.In the present invention, the "porous structure" includes a plurality of pores in which a metal oxide layer is formed by oxidizing a metal surface including an inner surface of each pore after forming pores having a predetermined shape by using a mechanical process on the metal electrode layer. It means a structure to
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서는 먼저 금속 기판상에 기계적 가공으로 다수의 기공을 포함하는 다공질 구조체를 형성한 후 기공의 내표면을 포함한 금속표면을 산화시켜 금속 산화물층을 포함하는 다공질 구조체를 형성한다. 이어서 상기 다공질 구조체의 금속 산화물층 위에 파우더 형광체 페이스트를 도포한 후 건조시켜 형광층을 형성한다. 이때, 건조 조건은 페이스트의 조건에 따라 상온~200℃사이이다. 이와 같이 제조된 발광층 구조물의 상부에 투명전극을 형성함으로써 하부의 금속전극-유전층이 일체화된 무기 전계발광 소자를 제조한다. In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, a porous structure including a metal oxide layer is formed by first forming a porous structure including a plurality of pores by mechanical processing on a metal substrate, and then oxidizing a metal surface including the inner surface of the pores. To form. Subsequently, a powder phosphor paste is coated on the metal oxide layer of the porous structure and dried to form a phosphor layer. At this time, drying conditions are between room temperature and 200 degreeC according to the conditions of a paste. By forming a transparent electrode on top of the light emitting layer structure manufactured as described above, an inorganic electroluminescent device in which a lower metal electrode-dielectric layer is integrated is manufactured.
본 발명의 구현예들에서 사용되는 기계적 가공은 샌딩(sanding)공정, 프레스(press)공정 등이 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 도 2는 본 발명의 일구현예에 의한 샌딩 공정을 나타내는 단면개략도이다. 샌딩 공정으로 기공을 형성하는 과정은 먼저 원하는 기공의 모양이나 내부 직경을 가진 마스크를 이용하여 라미네이터 필름(12)을 제작한 후 이를 금속기판(11) 위에 붙인다. 그리고 나서 금속기판에 따라 샌딩공정 시간, 압력, 샌딩 크기 등을 제어하여 모래(13)를 이용한 샌딩 기계로 원하는 모양과 깊이를 가진 기공을 가공한다. 그 후 라미네이터 필름(12)을 제거하고 표면을 클리닝한다.The mechanical processing used in the embodiments of the present invention may include a sanding process, a press process, and the like, but is not necessarily limited thereto. Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a sanding process according to an embodiment of the present invention. In the process of forming the pores by the sanding process, first, the
도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 프레스 공정을 나타낸 단면개략도이다. 프레스 공정으로 기공을 형성하기 위하여 원하는 기공의 모양이나 내부 직경을 가진 프레스(14)를 제작한 후 프레스(14)를 누르는 압력, 시간 등을 금속기판(11)에 따라 제어하여 원하는 모양과 깊이를 가진 기공을 가공한다. Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing a pressing process according to an embodiment of the present invention. In order to form pores in the press process, after making a
본 발명의 구현예들에서 사용되는 산화공정은 양극산화공정, 고온산화공정The oxidation process used in the embodiments of the present invention is an anodization process, high temperature oxidation process
등을 이용할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Etc. may be used, but is not necessarily limited thereto.
본 발명에서 기계적 공정에 의해 형성되는 다공질 구조체의 기공의 크기는 수um 내지 수 mm일 수 있다. 즉 기공의 형태가 원형인 경우 직경이 1um 이상 10mm 미만일 수 있으며 사각형의 경우 가로, 세로가 1um 이상 10mm 미만일 수 있다. 이는 일반적인 양극산화공정에 의한 기공의 직경에 비하여 크기 때문에 형성된 다공질 구조체층의 표면이 거칠고 사이즈가 크며 대면적 가공이 용이하다는 이점이 있다.In the present invention, the pore size of the porous structure formed by the mechanical process may be several um to several mm. That is, when the shape of the pores is circular, the diameter may be greater than or equal to 1 μm and less than 10 mm, and in the case of a rectangle, the length and width may be greater than or equal to 1 μm and less than 10 mm. This is advantageous in that the surface of the formed porous structure layer is rough, large in size, and easy to process in large areas because it is larger than the diameter of pores by a general anodization process.
본 발명에서 기계적 공정에 의해 형성되는 다공질 구조체의 금속 산화물층의 두께는 40nm 이하일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the thickness of the metal oxide layer of the porous structure formed by the mechanical process may be 40 nm or less, but is not necessarily limited thereto.
이와 같이 제조된 무기 전계발광 소자의 양 전극 사이에 교류 전압이 가해짐에 따라 충전과 방전이 반복되면서 발생되는 전기장의 작용에 의하여 빛이 발생한다. 보다 상세하게 발광층에 교류 전압이 가해지면 일정 간격을 두고 형광체를 감싸고 있는 형태를 지닌 다공질 구조체의 유전층과 무기 발광층 사이의 계면 준위에 포획되어 있던 전자들이 방출되어 발광층의 전도띠 내부로 전자들의 터널링 현상이 일어난다. 발광층의 전도띠로 방출된 전자가 외부 전기장에 의하여 가속되어 발광 중심을 여기시키기에 충분한 에너지를 획득한 다음 발광 중심의 최외곽 전자를 직접 여기시키게되고 여기된 전자들이 다시 기저 상태로 돌아오면서 발생하는 에너지 차이에 의하여 빛을 방출한다. 이 때 양 전극에 가해지는 전압 특성(진동수)에 따라 빛을 내는 정도가 다르게 나타난다. 본 발명에 의한 전극-유전층이 일체화된 구조는 전극과 유전층의 접촉저항이 최소화되어 낮은 구동전압을 이용할 수 있고 다공질 구조체로 형성되어 발광층과의 표면적 증가로 휘도 향상 및 발광 효율증대 효과를 얻을 수 있다. 또한 공정 조건의 변화에 따라 다공질 구조체의 모양, 크기, 깊이 및 구조를 조절할 수 있으므로 전계발광 소자의 수명을 비롯한 발광 특성을 쉽게 조절할 수 있으며 금속 기판 자체를 하부전극으로 사용하므로 빛의 반사율이 향상되어 고휘도 특성 및 발광 효율증대 효과를 얻을 수 있다. 또한 다공질 구조체에 의하여 유전체와 형광체가 샌드위치된 구조를 형성하고 있어 유전체와 형광체 계면에 갇힌 전자가 형광체의 발광 중심을 쉽게 여기시킬 수 있으므로 발광에 보다 많은 전자가 기여할 수 있으며 유전체와 발광체를 포함하는 발광층의 두께 조절을 통해 전계발광 소자의 발광 효율을 쉽게 조절할 수 있다. As the alternating voltage is applied between both electrodes of the inorganic electroluminescent device manufactured as described above, light is generated by the action of an electric field generated by repeated charging and discharging. More specifically, when an alternating voltage is applied to the light emitting layer, electrons trapped at the interface level between the dielectric layer and the inorganic light emitting layer of the porous structure having a shape surrounding the phosphor at a predetermined interval are emitted to tunnel electrons into the conduction band of the light emitting layer. This happens. The electrons emitted by the conduction band of the light emitting layer are accelerated by an external electric field to obtain enough energy to excite the emission center, and then directly excite the outermost electrons of the emission center and the energy generated when the excited electrons return to the ground state. The difference emits light. At this time, the degree of light emission varies depending on the voltage characteristics (frequency) applied to both electrodes. In the structure in which the electrode-dielectric layer is integrated according to the present invention, the contact resistance between the electrode and the dielectric layer is minimized to use a low driving voltage, and the porous structure is formed of a porous structure to increase luminance and increase luminous efficiency by increasing the surface area of the light emitting layer. . In addition, the shape, size, depth and structure of the porous structure can be adjusted according to the change of process conditions, so it is easy to control the light emission characteristics including the lifetime of the electroluminescent device. It is possible to obtain a high brightness characteristic and an increase in luminous efficiency. In addition, the porous structure forms a sandwiched structure between the dielectric and the phosphor, so that the electrons trapped at the interface between the dielectric and the phosphor can easily excite the emission center of the phosphor, thereby contributing more electrons to the emission, and the emission layer including the dielectric and the emitter. By controlling the thickness of the light emitting efficiency of the electroluminescent device can be easily adjusted.
본 발명의 구현예들에 의한 교류 구동 무기 전계발광 소자에 사용되는 금속 기판으로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등이 있으며 기판의 두께는 용도에 따라 당업자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.Metal substrates used in the AC-driven inorganic electroluminescent device according to embodiments of the present invention include aluminum (Al), copper (Cu), titanium (Ti) and the like, and the thickness of the substrate is appropriately selected by those skilled in the art according to the application. Can be used.
본 발명의 구현예들에서 상기 다공질 구조체의 기공의 형태는 원형, 사각형, 일자형, 와인잔형, 아령형일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 다양한 형태는 샌딩 공정의 경우 마스크의 모양을 원하는 모양으로 제작하여 형성하며, 프레스 가공의 경우 프레스의 모양을 원하는 모양으로 제작하여 형성할 수 있다. In the embodiments of the present invention, the shape of the pores of the porous structure may be circular, rectangular, straight, wineglass, dumbbell, but is not necessarily limited thereto. Such various forms may be formed by forming a shape of a mask in a desired shape in the sanding process, and may be formed by forming a shape of a press in a desired shape in the case of press working.
본 발명의 구현예들에 사용되는 형광체는 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, AlP, SiC, GaN, GaInN, GaAlN 또는 이들의 조합 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The phosphor used in the embodiments of the present invention may use a host material doped with an activator to determine color. The host material corresponding to the matrix of the phosphor is preferably a material having a large band gap, and may be excited in a high field and preferably have a lattice capable of receiving an active material that emits visible light. As the host material, compounds consisting of Groups 12-16, 13-15, and 14-14 of the Periodic Table and mixtures thereof may be used, and may be appropriately selected according to the emission wavelength. For example, ZnS, ZnSe, GaAs, GaAlAs, GaAsP, AlGalnP, AlAs, GaP, AlP, SiC, GaN, GaInN, GaAlN, or a combination thereof may be used, but is not limited thereto.
보다 구체적으로, 본 발명의 구현예들에 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.More specifically, examples of the phosphor used in the embodiments of the present invention include ZnS: Cu, ZnS: Cu, Mn, Cl, ZnS: Sm, F, ZnS: SM, Cl, CaS: Eu which emit red light. ZnS: Cu, Al, ZnS: Tb, F, CaS: Ce, emitting green, ZnS: Tm, F, SrS: Ce, ZnS / SrS: Ce, CaGa 2 S 4 : Ce ZnS: Cu , Cl, ZnS: Cu, I, and other ZnS: Mn phosphors emitting yellow color may be used, but is not limited thereto.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서 상기 형광체를 페이스트 조성물 형태로 다공질 구조체의 기공 내에 도포하기 위해 사용되는 유기 바인더는, 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.In the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the organic binder used to apply the phosphor in the form of a paste composition in the pores of the porous structure is, for example, cyanoylated cellulose resin such as cyanoethyl cellulose resin, cyano One or more resins selected from the group consisting of cyanoylated fluorane resins including ethyl pullane (cyanoethyl pullulan) resins, vinylidene fluoride rubbers, vinylidene fluoride copolymer rubber resins, and cyanoylated polyvinyl alcohols; May be, but is not limited thereto.
본 발명의 구현예들에 사용되는 투명 전극의 재료로는 당업계에서 통상적으 로 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 금속 산화물, 전도성 고분자, 나노구조체 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, 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.As a material of the transparent electrode used in the embodiments of the present invention, any one conventionally used in the art may be used without limitation, and is not particularly limited, but in the group consisting of metal oxides, conductive polymers, nanostructures, and crystals One or more selected may be appropriately selected and used depending on the intended use. As the metal oxide, at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), InSnO, ZnO, SnO 2 , NiO, and Cu 2 SrO 2 may be used. . Specific examples of the conductive polymer include polydiphenylacetylene, poly (t-butyl) diphenylacetylene, poly (trifluoromethyl) diphenylacetylene, poly (bistrifluoromethyl) acetylene, polybis (T-butyldi Phenyl) acetylene, poly (trimethylsilyl) diphenylacetylene, poly (carbazole) diphenylacetylene, polydiacetylene, polyphenylacetylene, polypyridineacetylene, polymethoxyphenylacetylene, polymethylphenylacetylene, poly (t-butyl) Phenylpolyacetylene polymers such as phenylacetylene, polynitrophenylacetylene, poly (trifluoromethyl) phenylacetylene, poly (trimethylsilyl) phenylacetylene, and derivatives thereof. Other available conductive polymers include polyaniline, polythiophene, polypyrole, polysilane, polystyrene, polyfuran, polyindole, polyazulene, polyphenylene, polypyridine, polybipyridine, poly Phthalocyanine, polyphenylene vinylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) / polystyrenesulfonate (PSS) mixture, and derivatives thereof.
본 발명의 일구현예에 의한 제조방법에서 상기 투명 전극은 당업계에서 통상 적으로 사용되는 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 프린팅법, 스퍼터링법 등에 의하여 형성될 수 있다.In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the transparent electrode may be formed by a method commonly used in the art, and is not particularly limited, and for example, may be formed by a printing method, a sputtering method, or the like. have.
본 발명의 다른 구현예는 상기 무기 전계발광 소자의 제조방법에 따라 제조된 전극-유전층이 일체화된 것을 특징으로 하는 무기 전계발광 소자에 관계한다.Another embodiment of the present invention relates to an inorganic electroluminescent device, characterized in that the electrode-dielectric layer manufactured according to the method of manufacturing the inorganic electroluminescent device is integrated.
도 4는 본 발명의 일구현예에 따른 무기 전계발광 소자의 제조방법에 의해 제조된 무기 전계발광 소자의 단면개략도이다. 도 4 를 참조하면, 본 발명의 일구현예에 의한 분산형 무기 전계발광 소자는 각각의 기공의 내표면에 금속 산화물층이 형성된 다공질 구조체(10)를 포함하는 복합층(5), 발광층(4), 투명 전극(2) 및 유리기판(1)을 순차적으로 포함한다. 도 5는 본 발명의 다른 구현예에 따른 도 4에 도시된 무기 전계발광 소자의 발광층 상부에 추가적으로 유전층(3)이 적층된 무기 전계발광 소자의 단면개략도이다. 상기 금속 산화물층을 포함하는 다공질 구조체(10)는 종래의 무기 전계발광 소자의 전극 및 유전층의 기능을 동시에 수행한다. 따라서 전극과 유전층의 접촉저항이 최소화되어 낮은 구동전압을 이용할 수 있고 다공질 구조체로 형성되어 발광층과의 표면적 증가로 휘도 향상 및 발광 효율증대 효과를 얻을 수 있다. 또한 공정 조건의 변화에 따라 다공질 구조체의 모양, 크기, 깊이 및 구조를 조절할 수 있으므로 전계발광 소자의 수명을 비롯한 발광 특성을 쉽게 조절할 수 있으며 금속 기판 자체를 하부전극으로 사용하므로 빛의 반사율이 향상되어 고휘도 특성 및 발광 효율증대 효과를 얻을 수 있다. 다공질 구조체에 의하여 유전체와 형광체가 샌드위치된 구조를 형성하고 있어 유전체와 형광체 계면에 갇힌 전자가 형광체의 발광 중심을 쉽게 여기시킬 수 있으므로 발광에 보다 많은 전자가 기여할 수 있으며 유전체와 발광체를 포함하는 발광층의 두께 조절을 통해 전계발광 소자의 발광 효율을 쉽게 조절할 수 있다.Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the inorganic electroluminescent device manufactured by the method for manufacturing an inorganic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a dispersed inorganic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention includes a
본 발명의 구현예들에서 상기 다공질 구조체의 기공의 형태는 원형, 사각형, 일자형, 와인잔형, 아령형일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.In the embodiments of the present invention, the shape of the pores of the porous structure may be circular, rectangular, straight, wineglass, dumbbell, but is not necessarily limited thereto.
본 발명에서 기계적 공정에 의해 형성되는 다공질 구조체의 기공은 기공의 형태가 원형인 경우 직경이 1um 이상 10mm 미만일 수 있으며 사각형의 경우 가로, 세로가 1um 이상 10mm 미만일 수 있다. In the present invention, the pores of the porous structure formed by the mechanical process may have a diameter of 1 μm or more and less than 10 mm when the shape of the pores is circular, and in the case of a quadrangle, horizontal and vertical lengths of 1 μm or more and less than 10 mm.
본 발명의 구현예들에 사용되는 투명 전극의 재료로는 당업계에서 통상적으로 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으나, 금속 산화물, 전도성 고분자, 나노구조체 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, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸 렌, 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.The material of the transparent electrode used in the embodiments of the present invention can be used without limitation, those conventionally used in the art, and is not particularly limited, but selected from the group consisting of metal oxides, conductive polymers, nanostructures and crystals. One or more kinds thereof can be appropriately selected and used depending on the intended use. As the metal oxide, at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), InSnO, ZnO, SnO 2 , NiO, and Cu 2 SrO 2 may be used. . Specific examples of the conductive polymer include polydiphenylacetylene, poly (t-butyl) diphenylacetylene, poly (trifluoromethyl) diphenylacetylene, poly (bistrifluoromethyl) acetylene, polybis (T-butyldi Phenyl) acetylene, poly (trimethylsilyl) diphenylacetylene, poly (carbazole) diphenylacetylene, polydiacetylene, polyphenylacetylene, polypyridineacetylene, polymethoxyphenylacetylene, polymethylphenylacetylene, poly (t-butyl) Phenylpolyacetylene polymers such as phenylacetylene, polynitrophenylacetylene, poly (trifluoromethyl) phenylacetylene, poly (trimethylsilyl) phenylacetylene, and derivatives thereof. Other available conductive polymers include polyaniline, polythiophene, polypyrole, polysilane, polystyrene, polyfuran, polyindole, polyazulene, polyphenylene, polypyridine, polybipyridine, poly Phthalocyanine, polyphenylene vinylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) / polystyrenesulfonate (PSS) mixture, and derivatives thereof.
도 5는 본 발명의 다른 구현예의 무기 전계발광 소자의 단면개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 구현예에 의한 무기 전계발광 소자는 상기 발광층(4)의 상부에 유전층(3)을 추가로 포함할 수 있다.5 is a schematic cross-sectional view of an inorganic electroluminescent device of another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the inorganic electroluminescent device according to another embodiment of the present invention may further include a
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.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but these Examples are only for the purpose of description and should not be construed as limiting the protection scope of the present invention.
실시예Example 1 One
샌딩공정을 이용해 알루미늄 금속판에 다공질 구조체를 형성한후 산화 공정을 통해 이를 산화시켰다. 중량비 1:2의 ZnS 파우더 형광체(1PHS001green phosphor) 5g과 유기물 바인더(시아노에틸 프로린 레진) 10g을 소프트너(softner)를 이용하여 혼합한 후 상기 다공질 구조체 기공 내에 스핀 코팅 1000rpm 으로 15um 두께로 도포한 후 130℃ 전기 오븐에서 30분간 건조하여 발광층을 형성하였 다. 이어서 발광층 위에 ITO를 스퍼터링법으로 도포하여 1500 Å두께의 투명 전극을 형성하고 1.8mm 두께의 유리 기판(soda line glass)을 적층하였다. A porous structure was formed on an aluminum metal plate using a sanding process and then oxidized through an oxidation process. 5 g of a ZnS powder phosphor (1PHS001 green phosphor) and 10 g of an organic binder (cyanoethyl proline resin) in a weight ratio of 1: 2 were mixed using a softner, and then coated in a porous structure pore at a thickness of 15 μm at a spin coating of 1000 rpm. After drying for 30 minutes in an 130 ℃ electric oven to form a light emitting layer. Subsequently, ITO was applied on the light emitting layer by sputtering to form a 1500 1500 thick transparent electrode, and a 1.8 mm thick glass substrate was laminated.
비교예Comparative example 1 One
1.8mm 두께의 유리 기판(soda line glass) 상에 ITO를 스퍼터링법으로 도포하여 1500Å두께의 투명 전극을 형성하고, ZnS:Cu,Cl 형광체 30g을 프린팅으로 25㎛ 두께의 발광층을 형성하고, SiO2 를 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)으로 3000 Å두께의 유전층을 형성하고, 이어서 알루미늄(Al)을 스퍼터링법으로 1500 Å두께로 도포한 뒤, 130℃에서 30분간 건조하여 상부 전극을 형성하여 무기 EL 소자를 제조하였다.ITO was applied on a 1.8 mm thick glass substrate by sputtering to form a 1500 m thick transparent electrode, and a light emitting layer having a thickness of 25 μm was formed by printing 30 g of a ZnS: Cu, Cl phosphor, followed by SiO 2. Was formed by plasma chemical vapor deposition (PECVD) to form a dielectric layer having a thickness of 3000 ,, then aluminum (Al) was applied at a 1500 Å thickness by sputtering, and then dried at 130 ° C. for 30 minutes to form an upper electrode to form an inorganic EL device. Was prepared.
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.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, these are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalents therefrom. It will be appreciated that embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래의 분산형 무기 전계발광 소자의 단면개략도,1 is a cross-sectional schematic view of a conventional distributed inorganic electroluminescent device,
도 2 본 발명의 일구현예에 따른 샌딩공정을 나타내는 단면개략도,Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a sanding process according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일구현예에 따른 프레스공정을 나타내는 단면개략도, Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing a pressing process according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일구현예에 따른 무기 전계발광 소자의 제조방법에 의해 제조된 무기 전계발광 소자의 단면개략도,4 is a schematic cross-sectional view of an inorganic electroluminescent device manufactured by a method of manufacturing an inorganic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 다른 구현예에 따른 도 4에 도시된 무기 전계발광소자의 발광층 상부에 유전층이 적층된 무기 전계발광소자의 단면개략도이다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an inorganic electroluminescent device having a dielectric layer stacked on top of a light emitting layer of the inorganic electroluminescent device shown in FIG. 4 according to another embodiment of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1: 유리 기판 2: 투명 전극 1: glass substrate 2: transparent electrode
3: 유전층 4: 발광층 3: dielectric layer 4: light emitting layer
5: 다공질 구조체를 포함하는 복합층 6: 상부 전극 10: 다공질 구조체 11: 금속 기판 5: Composite layer comprising porous structure 6: Upper electrode 10: Porous structure 11: Metal substrate
12: 라미네이터 필름 13: 모래 12: laminator film 13: sand
14: 프레스 14: Press
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140020932A (en) * | 2011-03-03 | 2014-02-19 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Porous films for use in light-emitting devices |
-
2007
- 2007-11-26 KR KR1020070121010A patent/KR20090054246A/en not_active Application Discontinuation
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