KR900001405B1 - 박막 el 표시소자 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래의 박막 EL소자의 구성을 보인 일부사시도.
제2도는 본 발명에 의한 박막 EL 표시소자의 구성을 보인 일부사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 유리기판 11 : 투명 전극군
12 : 1차 유전층 13 : 형광층
14 : 2차 유전층 15 : 감광절연막
16 : 금속 배면전극군 16' : 상부금속전극
16'' : 하부금속전극 17 : 에칭부
본 발명은 박막 EL(Electro Luminescence)표시소자에 관한 것으로, 특히 표시소자의 금속배면 전극구조를 개선하여 절연파괴현상에 영향을 받지 않고 높은 구동전압하에서도 장시간의 안정된 구동이 가능하게 한 새로운 구조의 박막 EL표시소자에 관한 것이다.
일반적으로, 외부에너지에 의하여 어떤 물질이 여기(勵起)될 때 에너지 상태의 변화로 인하여 짧은 파장의 빛을 방출하게 되는데, 특히 이와 같은 현상에서 온도와는
이러한 EL효과가 유용하게 사용될 수 있는 분야가 평면 표시소자로서, 그 평면표시소자에 X-Y전극 매트릭스로 전압을 걸어주는 EL막의 성질을 실제적으로 활용하는 데는 많은 문제점이 뒤따르게 된다. 즉, EL막에 부과된 고전장은 그 막의 어떤 위치에서 전국의 연결을 파괴하는 국부적인 절연 파괴현상을 일으킬 수 있으며, 일반적으로 알려지고 있는 증착기술로 전극을 형성하였을 경우에는 그 EL표시판의 완전한 선전극 파괴현상도 일으킬 수 있게 된다.
종래에 사용되던 박막 EL 표시소자는 제1도에 도시한 바와 같이 평면산의 유리기판(1)상에 SnO2, In2O3, ITO(Indium Tin Oxide)등으로 된 투명전극군(2)이 코팅되고, 그 투명전극군(2)은 적당한 폭(약 150-300μm)을 가지고 상호 평행하게 에칭(etching)하여 형성된다. 투명전극군(2)의 윗면에는 1차 유전막(3)이 형성되고, 다시 그 1차 유전막(3)의 위에는 ZnS : Mn의 형광막(4) 및 2차 유전막(5)이 순차적으로 형성되며, 2차 유전막(5)의 위에는 상기 투명전극군(2)과 직각방향으로 교차하는 Al배면전극군(6)이 광식각(photo etching)법에 의하여 적당한 폭(150-300μm)으로 평행하게 에칭되는 구조이다.
이와 같은 종래의 EL표시소자에 있어서는 투명전극군(2)와 Al배면전극군(6)사이에 적당한 전압(100-200V)이 걸리게 되면 1,2차 유전막(3)(5)사이에 위치하는 ZnS : Mn의 형광막(4)이 발광을 하게되는 것으로, 이와 같이 형광막(4)이 발광을 하기 위해서는 임계전장이 약 2×106V/cm가 되어야 하며, 이러한 임계전장에 도달시키기 위한 외부전압은 유전률이 높은 유전체를 사용하고 형광막(4)이 두께를 얇게 함으로써 낮출 수
한편, 상기와 같이 종래의 구조에서 투명전극군(2)과 Al배면전극군(6)에 전기에너지가 선택적으로 여기되면 양전극군(2)(6)의 각 화소가 원하는 상을 형성하게 되고 이렇게 형성된 상은 투명전극군(2)과 유리기판(1)을 통하여 보이게 되는데, 이때 뒷면으로 방출되는 빛은 Al배면전극군(6)에 의하여 차단되고 동시에 반사되어서 전면전극인 투명전극(2)으로 방출된다.
이와 같이 Al배면전극군(6)에 반사되어 전면전극으로 방출되는 빛으로 인한 대비율의 저하를 막기 위해 2차 유전막(5)과 Al배면전극군(6)사이에 별도의 광흡수막을 형성할 수 있으며, 박막 EL표시소자에 절대적으로 악영향을 미치는 수분침투를 막기 위하여 그 박막 EL표시소자의 배면전극 뒷부분을 유리로 봉한 다음 진공을 만들어주게 된다.
상기한 바와 같은 종래의 박막 EL표시소자는 형광막(4)에 존재하는 핀흘롬에 의해 핀홀(phinhole)형태의 파손이 일어날 수 있으며, 이러한 파손현상이 배면전극군(6) 아래에서 발생하면 그 부위에서 상당히 높는 전장이 걸려 핀홀롬에 전기적인 파손이 일어나 전극물질의 주위를 누전영역의 플라즈마 방전으로 점차적으로 녹여서 누전파손이 일어나게 된다.
이러한 핀홀형태의 파손은 곧바로 전극물질을 소비하고 그곳의 선전극은 작동을 하지 못하게 된다는 사실이 실험에 의해 확인되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 EL표시소자의 박막구조중 절연파괴가 일어나기 쉬운 전극구조를 새로운 구조로 만들어 줌으로써 핀홀형태의 파손에 의한 완전한 전극파손이 일어나지 않는 새로운 전극구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른목적은 금속배면전극을 상부금속전극과 하부금속전극의 2중구조로 하여 하부금속전극에는 핀홀형태의 파손이 일어나더라도 상부금속전극은 2차 유전층과의 사이에 개재되는 감광절연막에 의해 형광층으로부터 상당한 간격을 유지하면서 떨어져 있게되어 높은 전장이 직접적으로 걸리지 않게 함으로써 계속적으로 전기가 통할 수 있게 하여 배면전극군의 전체가 작동을 하지 못하는 현상을 방지하게 되는 박막 EL표시소자를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 2차 유전층과 금속배면전극사이에 절연성 및 광흡수특성이 양호하고 수분과의 친화성이 매우 낮은 재로의 감광절연막을 개재하여 그 감광절연막의 광흡수 특성으로 화면의 대비율이 현저히 향상된 박막EL표시소자를 제공함에 있다.
이와 같은 목적 및 그 이외의 목적들은 이하 일예로서 도시한 첨부도면에 의하여 언급되는 다음의 설명으로부터 더욱 명백히 이해될 수 있을 것이다.
제2도에 도시한 바와 같이 Na이온이 배제된 유리기판(10)위에 ITO로된 투명전극군(11)을 약 2000Å의 두께로 코팅하여 선전극 형식으로 에칭하고, 그 위에 Y2O3또는 Al2O3의 1차 유전층(12)을 악 3000Å의 두께로 진공증착하며, 그 위에 Mn을 1Wt.% 이하로 도핑한 ZnS형광충(13)을 약 6000Å의 두께로 진공증착하고, 그 위에는 다시 Y2O3나 Al2O3의 2차 유전층(14)을 진공증착한 다음 감광절연막(photo resistor
상기에서 감광절연막(15)은 표시소자의 대비율을 높이기 위하여 절연성 및 과읍수 특성이 좋고 박막 EL표시소자에 절대적인 악영향을 미치는 수분의 침입을 막기 위해 수분과의 친화력이 매우 낮은 것을 사용한다.
또한, 외부로 노출되는 금속배면전극군(16)은, Al, Ti, Y, Mg과 같은 비용성금속으로 만들어지며 전체 두께(d)가 2000Å 이하일 때는 핀홀(pinhole)형태의 파손이 일어날 수도 있으므로 금속배면전극군(16)의 두께(d)는 약 2000Å 정도가 적합하다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 EL표시소자에 있어서는 투명전극군(11)과 금속배면전극군(16)사이에 100-200V의 AC전원을 인가하면 이들 전극(11)(16)이 상호 교차되는 부위에서 발광을 하게 된다.
이때 형광막(13)에 있는 핀홀홈에 의하여 핀홀형태의 파손이 일어날 수 있으며 이러한 현상이 금속배면전극군(16) 아래에서 발생하면 그 부위에서 상당히 높은 전장이 걸려 핀홀홈에 전기적인 파손이 일어날 수도 있다.
종래의 전극구조에서는 그러한 파손이 나타나는 곳의 핀홀파손은 그 전극물질의 주위를 누전영역의 플라즈마 방전으로 점차적으로 녹여서 누전파손이 일어나게 되며 이러한 핀홀형태의 파손은 곧바로 전극물질을 소비하고 그곳의 선전극은 작동을 하지 못
또한, 금속배면전극군(16)의 상부금속전극(16')에는 핀홀형태의 완전한 전극파손이 일어나지 않게되므로, 수송선의 전류용량에 제약을 주지않게 되는 것으로, 하부 금속전극(16'')에서 발생되는 결손영역은 반경이 0.001inch 이하이기 때문에 부분적인 결손은 사람의 눈으로 거의 감지할 수 있으며 출력화면에는 거의 영향을 받지않게 된다.
따라서 유전체와 전극물질의 두께를 적절하면 그렇지 못한 표시소자와 매우 제한된 수명을 갖는 반면에 거의 감지할 수 없는 핀홀파손을 통하여 더욱 긴 시간을 사용할 수가 있으며 감광절연막(5)의 광흡수특성으로 화면의 대비율을 더욱 높일 수가 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 EL표시소자는 금속배면 전극구조를 상부금속전극과 하부금속전극의 2중 구조로 형성하여 핀홀형태의 파손에 의한 완전한 전극파손을 방지할 수 있게되므로 표시소자의 불량률을 줄일 수 있게되며, 특히 넓은 면적을 갖는 EL표시판(EL display panel) 전체가 전기적인 파괴가 일어나는 일이 없으므로 장시간 동안 안정된 구동이 가능하여 표시소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되며, 또한 높은 인가전압하에서도 EL요소에 큰 손상을 주지 않으면서 높은 화면대비율을 갖는 등의 이점을 갖게 된다.
Claims (2)
- 유리기판(10)상에 투명전극군(11), 1차 유전층(12), 형광층(13), 2차유전층(14)이 차례로 형성되는 박막 EL표시소자에 있어서, 상기 2차 유전층(14)의 상면에 절연성 및 광흡수성이 양호하고 수분과의 친화력이 매우 낮은 감광절연막(15)을 코팅하여 에칭하고, 그 감광절연막(15)과 2차 유전층(14)의 위에는 상하부 금속전극(16')(16'')을 가지는 금속배면전극군(16)을 증착형성하여 그 상부금속전극(16')의 전체폭의 상면길이방향으로 전체폭으로 약 50-90%를 에칭하여 구성됨을 특징으로 하는 박막 EL표시소자.
- 제1항에 있어서, 상기 감광절연막(15)의 두께가 10μm 이하이고, 150μm-300μm의 폭을 가지도록 광식각법으로 에칭되는 것을 특징으로 하는 박막 EL표시소자.
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