KR950013668B1 - 박막 전계 발광(el) 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

박막 전계 발광(EL) 표시소자 및 그 제조방법

제 1 도는 종래 기술의 박막전계 발광 표시소자의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도

제 2 도는 본 발명의 박막전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명유리기판 2 : 투명전극

3, 5 : 절연층 4 : 발광층

6 : 배면전극 7, 8 : TaAlO 유전층

본 발명은 박막전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 TaAlO유전층을 이용하여 유전상수와 절연파괴 전압을 높일 수 있는 박막 전계 발광표시소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 박막 전계 발광 표시소자의 제조 공정은 제 1 도에 나타나 있으며 그에 대한 설명은 다음과 같다.

먼저 투명유리 기판(1) 상에 투명전극(2)을 2000Å정도로 증착한 후 사진 식각법으로 식각하여 선폭이 200㎛ 정도되는 다수개의 투명전극(2)선을 형성하고(제1(a)도) 제 1 절연층(3)을 3000Å 정도의 두께로 증착한 다음 원하는 파장의 빛을 발광시키는 불순물을 함유한 발광층(4)을 6000 내지 8000Å 정도로 증착하며 상기 발광층(4) 위에 3000Å 정도의 두께로 제 2 절연층(5)을 증착한다(제1(b)도). 상기 공정후 배면전극(6)을 2000Å정도로 증착하여 상기 투명전극(2)선과 교차되는 방향으로 사진 식각하여 배면전극(6)선을 형성함으로서(제1(c)도) 상기 투명전극(2)선과 배면전극(6)선이 교차되는 부분에서 발광이 일어나도록 한 후 소자의 훼손방지를 위한 실리콘 오일 봉지 공정을 실시하여 박막전계 발광 표시소자를 형성하였다.

상기와 같은 구성으로 된 종래의 박막전계 발광표시소자의 투명전극(2)과 배면전극(6) 양단에 200V 정도의 교류전압을 인가하면 상기 발광층(4)과 절연층(3, 5) 사이에 고전장이 발생하여 발광층(4)과 절연층(3, 5)의 계면전자를 가속시키고 가속에 의해 에너지를 얻게된 열전자가 발광 중심과 충돌하여 발광중심의 기저상태에 있던 전자가 여기 상태의 에너지 준위로 천이하며 여기상태의 전자가 다시 기저 상태로 되돌아올 때 상기 여기 상태와 기저 상태의 에너지 차에 상응된 파장의 광이 발생한다. 또한 메트릭스형 박막 전계 발광 표시소자의 경우 상기 투명전극(2)선과 배면전극(6) 선을 단자접속하여 원하는 문자나 도형을 나타낼 수도 있다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 박막전계 발광 표시소자에 있어서, 문턱전압은 절연층(3, 5)의 유전상수 값에 많이 의존하는데 유전상수 값이 클수록 문턱접압이 낮아지고 전압증가에 따른 휘도의 변화가 급격히 증가한다.

그러나 유전상수 값이 큰 절연층은 상대적으로 절연파괴 전압이 낮은 특성을 갖고 있다. 즉 종래의 박막전계 발광표시소자의 절연층은 Y₂O₃, SiO₂, Si₃N₄, TaO_S, Al₂O₃, SiON 등이 사용되었는데 이들의 유전상수 및 절연내압을 살펴보면 각각 11:3.6, 4:6, 8:7, 8:5, 6:8이며, 이때 문턱 전압은 소자의 두께에 크게 좌우되지만 3000Å 정도의 두께일 때 150∼200V 정도의 문턱 전압을 갖고, 계조(Gray Scale)를 여러 단계로 나타내고 문턱 전압을 낮추려할 시 정련내압이 나아서 소자의 절연파괴가 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 절연층 대신에 높은 유전상수와 절연파괴 전압을 갖는 TaAlO 유전층을 스퍼터링(Sputtering) 방법으로 증착하여 문턱 전압을 낮추고 전압의 증가에 따른 휘도의 변화를 급격히 증가시키며 높은 절연 내압을 갖는 박막 전계 발광표시소자 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 제 2 도와 같은 공정으로 실현하며, 이하 첨부된 제 2 도를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 상기 투명전극(2)선상의 제 1 절연층(3)과 제 2 절연층(5) 대신에 TaAlO 유전층(7, 8)을 스퍼터링 방식으로 3000Å정도 증착하여 형성한다.

TaAlO 유전층(7, 8)의 증착은 스퍼터링 장비의 2개의 캐소드(Cathode)에 각각 Ta, Al 타켓(target)을 장착시킨후 Ar, O₂가스를 주입하여 반응성 스퍼터링(reactive sputtering을 하여 증착한다.

이때 상기 TaAlO 유전층(7, 8)의 조성비는 스퍼터링 할 때, Ta와 Al 타켓에 가해주는 파우어(Power)에 따라 변하며 조성비에 따라 유전상수와 절연내압을 조절할 수 있다.

Ta₂O₂박막의 유전상수는 26이고, 절연내압은 1.48(MV/cm)이며, Al₂O₃박막은 유전상수가 8, 절연내압이 5(MV/cm)이기 때문에 Ta₂O₂박막은 유전상수가 절연내압이 낮으므로 소자가 충분한 발광휘도를 나타내기 전에 파괴되어 Ta₂O₅단층으로 사용할 수가 없고, 또한 Al₂O₃박막의 경우 절연 내압이 커서 높은 전압에서도 소자파괴가 일어나지 않지만 스퍼터링 제조 공정상 증착율이 다른 절연층의 10%도 되지 않기 때문에 증착시간이 너무 길다. 따라서 Ta, Al 타켓을 사용하여 반응성 스퍼터링으로 TaAlO 유전층(7,8)을 형성하면 유전상수 값이 15 이상, 절연 내압이 4(MV/cm)이상의 절연층을 얻을 수 있게 되어 상기 TaAlO 유전층(7, 8)의 두께가 3000Å 정도일 때 문턱전압이 130볼트(Volt) 이하로 낮출 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 문턱 전압을 130볼트 이하로 낮출 수 있고, 전압증가에 따른 휘도의 증가도 급격하여 계조를 여러 단계로 나눌 수 있으며, 절연내압이 충분히 높아 소자가 포화휘도를 나타낼 때까지 절연파괴가 발생하지 않는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 투명 유리기판(1) 상에 투명전극(2)을 증착한 후 식각하여 다수개의 투명전극(2)선을 형성하는 제 1 공정, 상기 투명전극(2)선 위에 제 1 TaAlO 유전층(7)을 증착하고 발광층(4)을 증착하며 상기 발광층(4) 위에 제 2 TaAlO 유전층(8)을 증착하는 제 2 공정, 상기 제 2 TaAlO 유전층(8) 위에 배면전극(6)을 증착한 후 상기 투명전극(2)선과 교차되는 방향으로 식각하여 다수개의 배면전극(6)선을 형성하는 제 3 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 박막전계 발광표시 소자의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 TaAlO 유전층(8)은 반응성 스퍼터링 방식으로 각각 3000Å 정도의 두께를 갖도록 형성함을 특징으로 하는 박막 전계 발광표시 소자의 제조방법.
3. 유기기판(1) 상에 증착 후 식각하여 형성되는 투명전극(2)과, 상기 투명전극(2) 위에 증착되는 제 1 TaAlO 유전층(7) 및 발광층(4)과, 상기 발광층(4) 위에 증착되는 제 2 TaAlO 유전층(8) 위에 증착된 후 상기 투명전극과 교차되는 방향으로 식각하여 형성되는 배면전극(6)으로 이루어짐을 특징으로 하는 박막전계 발광표시소자.