KR900006800B1 - 직류 구동형 el 평면소자 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

직류 구동형 EL 평면소자
제1도는 종래의 직류 구동형 EL 평면소자의 단면도.
제2도는 제1도에 따른 동작상태도
제3도는 본 발명에 따른 직류 구동형 EL 평면소자의 단면도
제4도는 제3도에 따른 동작상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,7 : 유리기판 2,8 : 투명 전극군
3 : 활성층 3' : 협소고정항 광 방사층
3" : 활성층 내부 4,12 : 백 전극군
5,13 : 레진 쟈켓 6,14,14' : 직류전압
9 : 제1활성층 10 : 층간
11 : 제2활성층.
본 발명은 평면 표시 소자의 하나인 EL(Electro Lumines-cence)평면 소자에 관한 것으로 특히 대면적과 고휘도, 멀티 칼라(Multi-color)의 컴퓨터 모니터에 적당하도록한 직류 구동형 EL 평면 표시 소자에 관한 것이다.
평면 표시 소자의 하나인 EL 평면소자는 소자의 구조와 구동방식에 따라서 교류 구동형 EL 평면소자와 직류 구동형 EL 평면소자로 나뉘어 지는데 종래의 직류 구동형 EL 평면소자는 제조방법이 간단하고 낮은전압에도 구동이 가능하나 휘도와 수명에 문제점이 있고 더우기 멀티 칼라화가 이루어지지 않고, 제조공정중의 하나인 포오밍 공정(Forming Process)을 거치지 않으면 직류 구동형 EL 평면소자는 빛을 방사하지 못하게 된다. 따라서 본 발명에서는 상기한 여러가지 문제점인 휘도 및 수명의 연장과 멀티 칼라화를 도모하며 또한 포오밍 과정을 제거시키는데 그 목적이 있다.
종래의 직류 구동형 EL 평면소자의 기술구성을 제1도에 도시한 바에 따라 설명하면 다음과 같다.
투명한 절연기판, 즉 유리기판(1)에 SnO2(산화주석),InO(산화인듐),InSnO(산화주석인듐),ITO(투명전극)과 같은 전도체를 진공증착 또는 스퍼터링(Sputtering)증착으로 투명도 전막을 헝성하고 포트에칭(Photo-Etchin9)하여 유리기판(1)위에 투명 전극군(2)를 형성한다. 또한 투명 전극군(2)의 상측면에 형광체(황화아연·망간)(ZnS:Mn) 또는 형광체(황화칼슘 세륨, 황화스트론듐 세륨)(CaS:Ce, SrS:Ce)에 구리(Cu)를 피복하여 바인더(Binder) 혹은 니트로 셀룰로오스(Nitro-Cellulous)에 잘 개어서 스프레이(Spray) 또는 스핀 고우터(Spin Coater)법으로 활성층(3)을 형성하고, 활성층(3)의 상측면에 알루미늄(Al)을 진공증착하고, 투명 전극군(2)과 직각으로 포토에칭(Photo-Etching)하여 여러개의 백(Back) 전극군(4)을 형성한 다음 상기한 내부구조물의 방습보호를 위해 레진쟈켓(Resin Jacket)(5)을 형성한다.
그리고 투명 전극군(2)과 백 전극군(4) 사이에 직류전압(6)을 인가하여 소자를 구동시키는 구성이다. 상기한 구성의 직류 구동형 EL 소자에 대한 동작설명을 제2도에 도시한 바에 따라 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 제작한 직류 구동형 EL 소자의 투명 전극군(2)과 백 전극군(4) 사이에 직류전압(6)을 인가해도 활성층(3)으로 부터 곧바로 빛이 방출되지 않는다. 따라서 활성층(3) 내부에 협소 고저항 광 방사층(3')을 형성하기 위해 투명 전극군(2)에 바이어스 전압(+), 즉 0-100V의 전압을 수일동안 인가해 주는공정인 포오밍 공정(Fonning Process)을 수행하게 된다. 이에 직류 구동형 EL 소자에 포오밍 과정을 수행하게 되면 투명 전극군(2) 근처의 구리(Cu) 이온은 활성층 내부(y)로 밀려나게 되고, 투명 전극군(2)의 부근에 협소 고저항 광 방사층(3')을 형성하게 된다. 이때 투명 전극군(2)과 백 전극군(4) 사이에 직류전압(6)을 인가하면 형소 고저항 광 방사층(3')에서 고전계(E)가 생성되어 활성층내부(3")로 부터 전자(
Figure kpo00001
)가 가속되어 협소 고저항 광 방사층(3') 대의 (
Figure kpo00002
) 표시인 활성원자(Mn·Ce)를 여기시켜 빛을 방사하게 된다.
상기한 포오밍 공정을 거쳐야 빛을 방사하는 직류 구동형 EL 소자는 장시간에 걸친 포오밍 공정의 제어상 어려움과 제조의 경비 및 장시간 포오밍 공정에서 나타나는 형광체의 피로현상에 의한 수명단축등의 문제가 있을 뿐만 아니라, 협소 고정항 광 방사층(3')으로 사출되는 전자(θ)의 수와 에너지가 적어 휘도가 떨어지고 활성총(3)이 단일 형광체이므로 멀티 칼라화에 문제점이 발생하였다. 따라서 본 발명은 상기한 여러가지 문제점을 개선하기 위해 제3도에 도시한 바와 같이 직류 구동형 EL 소자를 구성하여 설명하면 다음과 같다.
유리기판(7)의 상측면에 SnO2(산화주석),InO(산화인듐),InSnO,ITO등의 전도체를 3000Å 정도로 진공증착 혹은 스퍼터링(Sputtering)증착으로 입히고 또한 포트에칭하여 투명 전극군(2)을 형성하고, 투명 전극군(8)의 상측면에 형광체(ZnS:Mn)(황화아연:망간) 또는 형광체(ZnS:MN,Cu), 형광체(ZnS:Mn,Te)를 바인더 혹은 니트로 셀룰로오스에 잘 개어서 스핀 고우터 방식으로 3000Å정도 피복하여 제1활성층(9)을 형성한 다음, MgO(산화마그네슘), BeO(산화베릴륨), Cs2O(산화세슘), CaO(산화칼슘)등의 절연체를 진공중착방식으로 증착하여 100정Å도로 얇게 제1활성층(9)의 상측면에 층간(10)을 형성한다.
또한 형광체(CaS:Ce,CdS(황화카드뮴):Ce) 혹은 형광체(SrS:Ce)를 상기와 같이 바인더 또는 니트로셀룰로오스에 잘 재어서 스핀 고우터 방식으로 두께를 3000Å정도로 하여 층간(10)의 상측면에 제2활성층(11)을 형성한다. 이어서 제2활성층(11)의 상측면에 알루미늄(Al)을 진공증착법으로 2000Å 정도의 두께로 중착하며, 또한 포로에칭하여 백 전극군(12)을 여러개 형성시키고, 상기와 같이 대부 구조물의 방습보호를 위하여 레진쟈킷(13)을 형성하고, EL 평면 소자의 좌측에 백 전극군(12)과 투명 전극군(8) 사이에 백전극군(12)을 플러스(+) 방향으로한 직류전압(14)을 인가하고, EL 평면소자의 우측에는 백 전극군(12)을 마이너스(-) 방향으로 한 직류전압(14')을 인가하는 구성으로 되어 있다.
상기의 형광체와 절연체는 모두 본 발명에 사용이 가능하나 제1활성층(9)에 ZnS Mn을 사용하고, 층간(10)에는 MgO를 그리고 제 2 활성층(11)에는 CdS:Ce를 사용하는데 이들의 결정 격자 상수가 각각 3.8Å,4.2Å,4.1Å으로 비슷하여 각 계면에서 격자의 정합이 잘 이루어져 층간의 박리가 일어나지 않드록 구성한다. 상기한 기술구성의 동작설명을 제4도에 도시한 바에 마라 설명하면 다음과 같다. 제4도는 직류 구동형 EL 평면 소자의 대부동작상태도로서, 먼저 투명 전극군(8)이 바이어스 전압(+)시에는 알루미늄(Al)을 진공증착한 백 전극군(12)의 전자(A)가 제2환성층(11)의 전계에 의해 가속은 되지만 에너지가 작기 때문에 원자(Ce)를 여기 시키지 못하고 층간(10)의 계면에 계면전자(B)가 도착하게 되고, 계면전자(B)는 층간(10)의 일함수(Work Function)가 작으므로 터널링(Tunnelling) 현상에 의해 층간(10)을 가로질러 제1활성층(9)으로 가속된다. 제1활성층(9)으로 가속된 계면전자(B)는 층분한 에너지를 얻어 원자(Mn)를 여기시켜 제1활성층(9)에서 빛(λ")을 발생시킨다.
또한 층간(10)에 고유적으로 위치한 전자(C)도 제1활성층(9)으로 가속되어 원자(Mn)를 여기 시켜 파장(λ'')이 5850Å인 황등색광을 방사하게 된다. 백 전극군(12)이 바이어스 전압(+)시에는, 투명 전극군(8)쪽의 전자(A')가 제1활성층(9)의 전계에 의해 가속은 되지만, 에너지가 작기 때문에 원자(Mn)를 여기 시키지 못하고 층간(10)의 계면에 계면전자(B')가 도착하게 되고, 계면전자(B)는 층간(10)의 일함수가 작으므로 상기한 터널링 현상에 의해 층간(10)을 가로질러 제2활성층(11)으로 가속된다. 제2활성층(11)으로 가속된 계면전자(B')는 충분한 에너지를 얻으므로 제2활성층(11)내의 원자(Ce)를 여기시켜 파장(λ′)이5200Å인 녹색광을 방사하게 되고, 또한 층간(10)에 원래 위치한 전자(C')도 전계에 의해 가속되어 원자(Ce)를 제2활성층(11)에서 여기시켜 파장(λ')이 5200Å인 녹색광을 방출하게 된다. 따라서 본 발명에 의한 직류 구동형 EL 평면소자는 포오밍 공정이 필요 없으므로 막의 피로 현상이 없어 EL 평면소자의 수명이 개선되고, 제작경비가 횔씬 적게 들 뿐만 아니라, MgO 층간(10)에 의해 전자의 발생효과는 물론 터널링 현상에 의한 전자의 가속효과에 의해 휘도가 개선되며, 두가지 색을 발생시킬 수 있으므로 멀티 칼라화가 실현되어 소자의 품질향상과 제품의 신뢰도를 높이는데 기여한다.

Claims (1)

  1. 투명 전극군(8)의 상측면에 활성층을 형성함에 있어서 헝광체(ZnS:Mn) 또는 형광체(ZnS:Mn,Cu), 형광체(ZnS:Te,Mn)를 사용하여 3000Å정도의 두께로 제1활성층(9)을 형성하고, MgO, BeO, Cs2O, CaO 등의 절연체를 증착하여 100Å정도의 두께로 제1활성층(9)의 상측면에 층간(10)을 형성하고, 형광체(CaS:Ce, CdS:Ce) 혹은 형광체(SrS:Ce)를 3000Å의 두께로 층간(10)의 상측면에 제2활성층(11)을 형성하여 EL 평면소자의 수명과 휘도개선 및 멀티칼라파를 실현시키도록 형성한 것을 특징으로 하는 직류 구동형 EL 평면 소자.
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