KR100319766B1 - Ac-dc thin film hybrid electro-luminescence device - Google Patents
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Abstract
다색 또는 천연색을 발광하는 전계발광소자에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 하나의 기판 상에 복수개의 색을 발광하기 위해 교류구동형 단색전계발광소자와 직류구동형 단색전계발광소자를 포함하여 이루어지고, 그리고 본 발명은 발광색과 모체에 따라 적합한 구동방식을 택하여 수평 및 수직배열하여 하이브리드형으로 제조하거나, 각각의 전계발광소자를 포함하는 두 기판을 접함하므로써 보다 우수한 발광특성을 가진 다색 및 천연색 전계발광 소자를 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an electroluminescent device that emits multicolored or natural colors. The present invention includes an AC driven monochromatic EL device and a DC driven monochromatic EL device for emitting a plurality of colors on one substrate. In addition, the present invention is to produce a hybrid type by horizontally and vertically arranged by selecting a suitable driving method according to the emission color and the mother, or by contacting two substrates including each electroluminescent element, a multi-color and natural electric field having better emission characteristics There is an effect that can implement a light emitting device.
Description
본 발명은 전계발광디스플레이 소자에 관한 것으로, 특히 다색 또는 천연색을 이용한 교류형-직류형 하이브리드 전계발광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to electroluminescent display devices, and more particularly to an alternating current-direct current hybrid electroluminescent device using multicolor or natural colors.
일반적으로 평판표시기(Flat panel display)는 휴대가 용이하며 대형화면화가 가능한데, 강한 형광을 발광하는 전계발광(Electroluminescence) 현상을 이용한 전계발광소자(ElectroLuminescence device;ELD)는 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 또는 특수한 결합상태를 가진 유기 및 고분자재료들로부터의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)와 Ⅱ-Ⅵ족 물질을 이용하는 박막전계발광소자(Thin film EL)를 포함한다.In general, a flat panel display is easy to carry and can be displayed on a large screen. An electroluminescence device (ELD) using an electroluminescence phenomenon emitting strong fluorescence is a group III-V semiconductor or a special coupling. Light emitting diodes (LEDs) from organic and polymeric materials having a state and thin film ELs using group II-VI materials.
특히 이들 전계발광소자 중 박막전계발광소자(Thin film EL)는 교류(이하 'AC')구동형과 직류(이하 'DC') 구동형으로 구분되는데, AC구동형 중에서 가장 대표적인 구조인 이중 절연구조 박막전계발광소자는 DC구동형에 비해 수명이 길고 안정적인 동작이 가능하다는 장점이 있는 반면 구동전압이 매우 높은 단점이 있다. 한편 DC구동형은 절연체를 사용하지 않으므로 동작 중에 급작스러운 소자 파괴가 일어날 가능성이 커서 수명이 짧거나 안정성이 좋지 않은 단점이 있는 반면 구동전압이 매우 낮은 장점을 가지고 있다.Among these electroluminescent devices, thin film ELs are classified into alternating current ('AC') driving type and direct current (hereinafter 'DC') driving type. The double insulation structure is the most representative structure among AC driving types. Thin-film electroluminescent devices have the advantage of longer life and stable operation than DC-driven devices, while having a high driving voltage. On the other hand, since the DC drive type does not use an insulator, there is a possibility that a sudden element breakdown occurs during operation, so it has a disadvantage of short life or poor stability, while having a low driving voltage.
상기 구동전압이 낮은 장점은 소자의 제조단가 절감과 디스플레이 구동회로 구조의 단순화 측면에서 매우 중요하다.The low driving voltage is very important in terms of reducing the manufacturing cost of the device and simplifying the display driving circuit structure.
DC구동형 박막전계발광소자는 AC구동형에 비해 효율과 안정성이 불리하다는이유 때문에 실제로 사용 가능한 디스플레이(Display)가 되지 못하는 것으로 인식되었다. 한 예로서 AC구동형 ZnS:Tb은 효율이 1.0 lm/W 이상이며, 수명 역시 ZnS:Mn 전계발광소자 못지않게 길지만 DC구동형 ZnS:Tb의 경우에는 효율이 0.3 lm/W 정도이며, 수명 역시 상대적으로 매우 짧은 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 견해는 형광체의 종류에 따라, 즉 형광체의 발광메카니즘에 따라 달라져야 할 것이다.It was recognized that the DC-driven thin film electroluminescent device did not become a usable display due to the disadvantage of efficiency and stability compared to the AC-driven thin film. As an example, AC-driven ZnS: Tb has an efficiency of more than 1.0 lm / W, and its lifetime is as long as ZnS: Mn electroluminescent devices, but DC-driven ZnS: Tb has an efficiency of about 0.3 lm / W. It is known to be relatively short. However, this view should vary according to the type of phosphor, that is, the light emitting mechanism of the phosphor.
ZnS계 형광체의 경우, 주요 발광메카니즘은 충돌여기(impact excitation)이다. 그러므로 주입되는 각 전자들은 높은 운동 에너지를 가지고 발광중심 (Luminescent center) 이온을 충돌하여 여기시키게 되므로 높은 가속에너지를 가져야 할 필요가 있다. 보통 AC구동형 전계발광소자에서 ZnS계 형광체의 경우 문턱전압(Threshold voltage)은 150V 이상이어야 하며, 형광체와 계면을 이루고 있는 유전체는 특히 파괴전압(Breakdown Voltage)이 높아서 높은 전계를 잘 견디는 특성을 가지고 있어야 한다.In the case of ZnS-based phosphors, the main light emitting mechanism is impact excitation. Therefore, each of the injected electrons has a high kinetic energy and collides with the luminescent center ions to excite it, so it is necessary to have a high acceleration energy. In the case of AC-driven electroluminescent devices, the ZnS-based phosphor has a threshold voltage of 150 V or more, and the dielectric interfacing with the phosphor has a high breakdown voltage, which withstands a high electric field. Should be
반면 충돌여기(impact excitation)의 기여는 적으며 대부분 재결합 (recombination) 과정에 의해서 빛을 발생하는 CaS, SrS의 경우에는 높은 운동에너지를 가진 전자의 충돌보다는 일정한 에너지 이상을 가진 많은 전자들의 효과적인 공급이 더욱 중요하다. 그래서 SrS, CaS의 경우에는 파괴전압이 높고 유전상수가 낮은 유전체보다는 파괴전압이 다소 낮더라도 유전상수가 매우 커서 많은 전자를 공급할 수 있는 유전체에서 훨씬 높은 휘도를 얻을 수 있다. 예를 들면 AC-구동형 전계발광소자에서 SrS계 형광체의 경우 BaTi2O6절연체가 Al2O3보다 유리하며, CaS계 형광체의 경우에도 Ta2O5등의 고유전상수 절연체가 보다 유리할 수 있다.On the other hand, in the case of CaS and SrS which generate a small amount of impact excitation and generate light by recombination process, the effective supply of a large number of electrons with a certain energy level is higher than the collision of electrons with high kinetic energy. More important. Therefore, in the case of SrS and CaS, even if the breakdown voltage is slightly lower than the dielectric having a high breakdown voltage and a low dielectric constant, the dielectric constant is very large and thus a much higher luminance can be obtained from the dielectric that can supply a large amount of electrons. For example, BaTi 2 O 6 insulators are more advantageous than Al 2 O 3 in the case of SrS phosphors in AC-driven electroluminescent devices, and high dielectric constant insulators such as Ta 2 O 5 may be more advantageous in the case of CaS phosphors. .
이와 같은 형광체의 특성은 AC구동형과 DC구동형 중에서 효율 측면에서 어떤 방식이 더 유리한지에 대한 간접적인 기준을 제시한다. 즉 ZnS계 형광체의 경우 AC구동형이 훨씬 유리하나, CaS, SrS계 형광체의 경우에는 훨씬 낮은 구동전압에서도 보다 많은 전자를 공급할 수 있는 DC구동형이 유리할 수 있다.The characteristics of these phosphors provide an indirect basis for which method is more advantageous in terms of efficiency among AC-driven and DC-driven. That is, in the case of ZnS-based phosphors, AC-driven type is much more advantageous, but in the case of CaS and SrS-based phosphors, DC-driven type which can supply more electrons at much lower driving voltage may be advantageous.
그리고 수명은 아직 AC구동형 전계발광소자가 훨씬 유리하지만 DC구동형 전계발광소자의 수명도 크게 개선될 여지를 가지고 있다. DC구동형 박막전계발광소자는 개발 초기에는 수명이 매우 짧은 것으로 알려져 있었지만, 그 후 MnO2등과 같은 수 마이크로미터(㎛) 두께 이상의 전류제한층(current limiting layer)을 도입한 후막-박막 하이브리드형 직류구동형 전계발광소자가 개발되면서 고전계에 의한 갑작스러운 소자파괴(breakdown)가 크게 방지되어 수명은 수천 시간 이상으로 증가하였다.And although the lifetime of AC-driven electroluminescent devices is still more favorable, the lifetime of DC-driven electroluminescent devices is also greatly improved. Although the DC-driven thin film electroluminescent device was known to have a very short lifespan at the beginning of development, a thick film-thin hybrid hybrid DC was introduced after the introduction of a current limiting layer of several micrometers (μm) or more such as MnO 2 . With the development of the driving type electroluminescent device, the sudden breakdown caused by the high electric field is largely prevented, and the lifespan is increased to more than thousands of hours.
천연색 전계발광소자를 구현하는 방법으로는 삼원색 전계발광소자를 이용하는 방법과 백색 전계발광소자와 삼원색 필터를 이용하여 삼원색을 구현하는 방법이 있다. 이 중에서 특히 삼원색의 단위전계발광소자로 구성되는 천연색 전계발광소자는 필터를 사용해야 하는 백색 전계발광소자의 경우 보다 고휘도, 고선명도를 얻는데 유리하다. 필터를 사용하면 휘도는 백색 휘도의 20∼30% 이하로 감소하며, 또한 필터의 종류에 따른 고유한 특성 때문에 우수한 색도의 진한 청색을 얻는데 불리하다. 그리고 앞서 설명한 바와 같이 삼원색 전계발광 소자를 모두 사용하는 천연색 또는 다색 전계발광소자에서 각각 다른 색의 빛을 내는 서로 다른 형광체의 특성에 맞추어 각각의 구동방식을 AC 또는 DC로 서로 다르게 선택하여 사용할 수 있다.As a method of implementing a color electroluminescent device, there are a method using a three primary electroluminescent device and a method of implementing three primary colors using a white electroluminescent device and a three primary color filter. Among them, the color electroluminescent device composed of unit primary light emitting devices of three primary colors is advantageous in obtaining higher brightness and higher definition than in the case of white electroluminescent devices in which a filter is to be used. When the filter is used, the luminance is reduced to 20-30% or less of the white luminance, and it is disadvantageous to obtain a dark blue color with excellent chromaticity because of the inherent characteristics depending on the type of filter. As described above, the driving method may be differently selected as AC or DC according to the characteristics of different phosphors emitting different colors in natural or multicolor electroluminescent devices using all three primary electroluminescent devices. .
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 고순도, 고휘도의 천연색 혹은 다색 전계발광소자를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a high purity, high brightness natural or multicolor electroluminescent device.
또한, 천연색 또는 다색 전계발광소자에서 각 색에 따라 형광체의 발광특성에 적절한 구동회로를 선택하여 사용함으로써 고효율, 개선된 특성으로 발광하도록함을 다른 목적으로 한다.In addition, it is another object to emit light with high efficiency and improved characteristics by selecting and using a driving circuit suitable for the light emitting characteristics of the phosphor according to each color in the natural or multicolor electroluminescent device.
도 1은 대표적인 직류구동형 박막 전계발광소자의 구조단면도,1 is a structural cross-sectional view of a representative DC driving thin film electroluminescent device;
도 2는 대표적인 교류구동형 박막 전계발광소자의 구조단면도,2 is a structural cross-sectional view of an exemplary AC driving thin film electroluminescent device;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평배열한 교류-직류 하이브리드 전계발광 소자의 구조단면도,3 is a structural cross-sectional view of a horizontally arranged AC-DC hybrid electroluminescent device according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직배열한 교류-직류 하이브리드 전계발광 소자의 구조단면도.Figure 4 is a structural cross-sectional view of a vertically arranged AC-DC hybrid electroluminescent device according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 투명기판 12 : 투명전극11 transparent substrate 12 transparent electrode
13 : 형광층 14 : 전자공급층 및 가속층13 fluorescent layer 14 electron supply layer and acceleration layer
15 : 전류제한층 16 : 금속전극15: current limiting layer 16: metal electrode
17 : 하부절연층 18 : 상부절연층17: lower insulating layer 18: upper insulating layer
19 : 내화금속 20 : 보호막19: refractory metal 20: protective film
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 전계발광소자는 하나의 기판 상에 복수개의 색을 발광하기 위해 교류구동형 단색전계발광소자와 직류구동형 단색전계발광소자를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 다른 실시예에 따른 전계발광소자는 복수개의 색을 발광하기 위해 제1기판에 형성된 교류구동형 단색전계발광소자, 상기 제1기판에 접합되는 제2기판상에 형성된 직류구동형 단색전계발광소자를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The electroluminescent device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises an AC driven monochromatic EL device and a DC driven monochromatic EL device to emit a plurality of colors on one substrate. The electroluminescent device according to another embodiment of the present invention is an AC drive type monochrome electroluminescent device formed on a first substrate to emit light of a plurality of colors, and a DC driving type formed on a second substrate bonded to the first substrate. Characterized in that it comprises a monochromatic electroluminescent element.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
본 발명의 실시예에서는 직류구동형 박막전계발광소자와 교류구동형 박막전계발광소자를 접목시키는 방법을 제안하였다.In the embodiment of the present invention, a method of integrating a DC driving thin film EL device and an AC driving thin film EL device is proposed.
도 1 은 직류구동형 단색 박막전계발광소자를 나타낸 도면으로서, 유리 (Glass)나 석영(Quartz)을 이용한 투명기판(11) 상부에 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide ;ITO) 또는 Al을 도핑한 ZnO(ZnO:Al)를 이용한 양전극(Anode)으로 투명전극 (12)이 형성되고, 상기 투명전극(12) 상부에 형광층(13), 전자공급층 및 전자가속층(14), 전류제한층(15)이 차례로 적층형성된다. 그리고 상기 전류제한층(15) 상에 음전극(Cathode)으로 알루미늄, 텅스텐, 금, 티타늄 또는 탄탈륨 등의 금속전극 (16)이 형성된다. 그리고 상기 금속전극(16)과 투명전극(12)에는 직류전압이 인가된다.1 is a diagram illustrating a DC driving monochromatic thin film electroluminescent device, and ZnO doped with indium tin oxide (ITO) or Al on an upper portion of a transparent substrate 11 using glass or quartz. A transparent electrode 12 is formed as a positive electrode (Anode) using (ZnO: Al), and a fluorescent layer 13, an electron supply layer and an electron acceleration layer 14, and a current limiting layer on the transparent electrode 12. 15) are laminated in sequence. A metal electrode 16 such as aluminum, tungsten, gold, titanium, or tantalum is formed on the current limiting layer 15 as a cathode. In addition, a DC voltage is applied to the metal electrode 16 and the transparent electrode 12.
여기서 상기 전류제한층(15)은 전류가 갑자기 큰 값으로 흘러서 소자가 파괴되는 것을 방지하기 위한 층으로 문턱전압을 약간 증가시키는 것 외에는 소자의 특성에 영향을 주지않는다. 상기의 전류제한층(15)이 없더라도 직류구동에는 문제가 없으므로 이 층을 제외할 수도 있다.In this case, the current limiting layer 15 is a layer for preventing the device from being destroyed due to a sudden large current flow. The current limiting layer 15 does not affect the characteristics of the device except to slightly increase the threshold voltage. Even if the current limiting layer 15 is not present, this layer may be excluded because there is no problem in direct current driving.
도 2 는 교류구동형 단색 박막전계발광소자를 나타낸 도면으로서, 이중 절연구조 박막 전계발광소자를 나타낸다.FIG. 2 is a view showing an AC driving type monochrome thin film electroluminescent device, showing a double insulating structure thin film electroluminescent device.
도 2에 도시된 바와 같이, 유리기판(11) 상부에 ITO 또는 ZnO:Al를 이용한 투명전극(12)이 형성되고, 상기 투명전극(12) 상부에 하부절연층(17), 형광층(13), 상부절연층(18)으로 이루어진 이중절연구조가 형성된다. 그리고 상기 상부절연층(18) 상에 금속전극(16)이 형성되며, 상기 투명전극(12)과 금속전극(16)에는 공통으로 교류전압이 인가된다.As shown in FIG. 2, a transparent electrode 12 using ITO or ZnO: Al is formed on the glass substrate 11, and a lower insulating layer 17 and a fluorescent layer 13 on the transparent electrode 12. ), A double insulating structure composed of the upper insulating layer 18 is formed. The metal electrode 16 is formed on the upper insulating layer 18, and an AC voltage is commonly applied to the transparent electrode 12 and the metal electrode 16.
도 2에서 보인 바와 같은 이중 절연구조 박막전계발광소자는 교류전압(AC)에 의해 발광되는데 이 때 형광층(13)에는 106V/m 단위의 전기장이 인가된다.As shown in FIG. 2, the dual insulation structure thin film EL device emits light by an AC voltage. In this case, an electric field of 10 6 V / m is applied to the fluorescent layer 13.
그리고 상기 형광층(13)으로 ZnS:Mn(황색), ZnS:Mn,Mg(황색), ZnS:Tb(녹색), ZnS:Cu,Cl(청색), CaS:Eu(적색), SrS:Ce(청록색) 또는 SrS:Cu,Ag(청색)을 사용하고, 상/하부절연층(17,18)으로는 BaTiO3, PbTiO3, Si3N4, BaTa2O6, Al2O3또는 Ta2O5이 사용된다. 또한 상기 형광층(13)에 포함되는 발광중심 원소들로는 Pb, Ce, Ag, Sm, Cu, Eu, Pr, Mn, Ho, Dy, Gd, Er 또는 Tb 이 사용되며, 발광효율을 증가시키기 위하여 O, F, Cl 또는 Br 을 첨가하기도 한다. 그리고 상기 상/하부절연층들(17,18)은 수십 ㎛ 이상의 후막(Thick film)으로 사용할 수도 있는데, 특히 알루미나 (Alumina)등의 세라믹 불투명기판 상에 하부절연층(17)을 고유전율 절연재료를 사용하여 수십 ㎛ 정도의 두께로 형성하고 그 상부에 형광층, 절연층을 각각 수백nm 두께로 형성한 후 투명전극을 그 상부에 형성하여 제조하는 박막전계발광소자를 고체디스플레이소자(Solid State Display) 또는 후막 절연층구조 전계발광소자(Thick Dielectric ELD)라고 부른다.ZnS: Mn (yellow), ZnS: Mn, Mg (yellow), ZnS: Tb (green), ZnS: Cu, Cl (blue), CaS: Eu (red), SrS: Ce as the fluorescent layer 13 (Cyan) or SrS: Cu, Ag (Blue) and BaTiO 3 , PbTiO 3 , Si 3 N 4 , BaTa 2 O 6 , Al 2 O 3 or Ta as the upper and lower insulating layers 17 and 18. 2 O 5 is used. In addition, Pb, Ce, Ag, Sm, Cu, Eu, Pr, Mn, Ho, Dy, Gd, Er, or Tb is used as the emission center elements included in the fluorescent layer 13, and O is used to increase luminous efficiency. , F, Cl or Br may also be added. The upper and lower insulating layers 17 and 18 may be used as a thick film of several tens of micrometers or more. In particular, the lower insulating layer 17 may be formed on a ceramic opaque substrate such as alumina. A thin film electroluminescent device manufactured by forming a thickness of about several tens of micrometers, and forming a fluorescent layer and an insulating layer on the top of each other by a few hundred nm thickness, and then forming a transparent electrode on the top thereof. Or thick film insulation layer structure electroluminescent device (Thick Dielectric ELD).
상기에 설명한 이중 절연구조 교류형 박막전계발광소자는 효율이 1 lm/W 이상으로 매우 우수한 특성을 보여 준다.The above-described double insulation structure AC thin film electroluminescent device shows very excellent efficiency with efficiency of 1 lm / W or more.
그리고 청색 또는 청록색 전계발광을 이용하는 소자는 ZnS를 모체로 이용하지 않고 대부분 SrS, CaS 또는 SrS, CaS, BaS, AlS 중 어느 두 재료 이상을 포함하는 재료를 모체로 하는데, 이 소자들은 색에 따라 다소 차이가 있으나 대부분 우수한 휘도를 나타낸다.In addition, devices using blue or cyan electroluminescence do not use ZnS as a matrix, but most are based on materials including at least two materials of SrS, CaS, or SrS, CaS, BaS, and AlS. Although there are differences, most of them show excellent luminance.
한편 SrS, CaS 은 ZnS와는 달리 고전계에 의해 주입되는 전자들이 발광중심이온을 충돌여기(impact excitation)에 의해 여기시킨 후 기저상태(Ground state)로 돌아올 때 빛을 발생하기보다는 재결합(recombination) 메커니즘에 의해 많은 빛을 발생시키므로 이중 절연구조로 제작하여 교류형으로 구동할 때 효율이 ZnS 계 형광체에 비해 훨씬 낮은 경향이 있다.On the other hand, unlike ZnS, SrS and CaS are recombination mechanisms rather than generating light when electrons injected by high electric fields excite the emission center ions by impact excitation and return to the ground state. Because it generates a lot of light by using a double insulation structure when driven in the AC type, the efficiency tends to be much lower than that of the ZnS-based phosphor.
그러나 도 1에 보인 바와 같은 구조의 직류형으로 구동하면 보다 고휘도의 빛을 낼 수 있으므로 색과 재료에 따라 적합한 구동 방식을 택하여 하이브리드형으로 제작하면 보다 우수한 발광 특성을 가진 다색 또는 천연색 전계발광소자를 제작할 수 있다.However, when driven in a direct current type of the structure shown in Figure 1 can produce a higher brightness light, if you choose a suitable driving method according to the color and material to produce a hybrid type multi-color or natural electroluminescent device with better light emission characteristics Can be produced.
도 3 과 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 수평 또는 수직배열한 교류-직류 하이브리드형 전계발광소자를 나타낸 도면으로서, 단색전계발광소자를 수평으로 연결하여 다색 또는 천연색 전계발광소자에서 각각의 색이 별도로 구동되는 경우에 적용된다.3 and 4 are views showing a horizontal or vertical arrangement of the AC-DC hybrid electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, by connecting the monochromatic electroluminescent devices horizontally, each color in a multi-color or natural electroluminescent device This applies when it is driven separately.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 유리기판(11) 상부에 도 1의 직류구동형 전계발광소자와 도 2의 교류구동형 전계발광소자를 수평으로 배열하여 다색 및 천연색 전계발광소자를 형성한다.As shown in FIG. 3, the DC-driven electroluminescent device of FIG. 1 and the AC-driven electroluminescent device of FIG. 2 are arranged horizontally on one glass substrate 11 to form multicolor and natural electroluminescent devices. .
도 4는 하나의 유리기판(11) 상부에 먼저 교류구동형 전계발광소자를 구성하고 상기 교류구동형 전계발광소자 상부에 일정 너비의 W,Mo.Ti의 내화금속(19)을 형성한 다음, 상기 내화금속(19)을 포함한 교류구동형 전계발광소자의 전면에 보호막(20)으로서 절연막을 형성한다. 그리고 상기 내화금속(19) 상부에 직류구동형 전계발광소자를 형성하여 수직으로 배열된 다색 및 천연색 전계발광소자를 형성한다. 이 구조의 반전구조로서 직류 구동형 전계발광소자가 하부에 교류구동형 소자가 상부에 형성될 수도 있다.FIG. 4 first configures an AC drive type electroluminescent device on one glass substrate 11 and forms a refractory metal 19 of W, Mo.Ti of a predetermined width on the AC drive type electroluminescent device. An insulating film is formed as a protective film 20 on the entire surface of the AC drive type electroluminescent element including the refractory metal 19. In addition, a DC-driven electroluminescent device is formed on the refractory metal 19 to form multicolor and natural electroluminescent devices arranged vertically. As an inverted structure of this structure, a direct current driven electroluminescent device may be formed under the AC driven device.
도 3, 4의 경우, 예를 들면 적색과 녹색은 교류구동형 전계발광소자를 이용하고, 청색은 직류로 구동되거나 또는 적색 및 청색은 직류구동형 전계발광소자로, 녹색은 교류구동형 전계발광소자로 구동된다.3 and 4, for example, red and green use an AC driven electroluminescent device, blue is driven by DC or red and blue is a DC driven electroluminescent device, and green is an AC driven electroluminescent device. Driven by the device.
상기와 같은 다색 및 천연색 전계발광소자에 있어서, CaS:Pb 형광체를 교류구동형 이중 절연구조 박막전계발광소자로 제조하였을 때 우수한 청색 휘도와 색도를 나타낸다. 그러나 직류구동형 박막전계발광소자의 구조로 제조하였을 때는 휘도가 거의 동일하며, 효율은 더욱 우수한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 직류구동형 박막전계발광소자의 경우 주파수와 전압에 대한 의존성이 교류형에 비하여 더욱 우수하고 색도 역시 매우 우수하다.In the multicolor and natural color electroluminescent devices as described above, when the CaS: Pb phosphor is manufactured as an AC drive type double insulation structure thin film electroluminescent device, excellent blue luminance and chromaticity are shown. However, when manufactured in the structure of the DC-driven thin film EL device, the luminance is almost the same, and the efficiency is more excellent. In the case of the DC-driven thin film EL device, the dependence on frequency and voltage is better than that of the AC type, and the color is also excellent.
그리고 에이징(aging) 특성도 우수하게 나타났는데, 교류구동형의 경우 절연체의 특성에 따라 에이징특성이 나빠질 수 있었으나, 직류형구동형은 수시간 이상 거의 휘도의 감소를 볼 수 없다. 그 결과, 모체의 종류와 형광체의 종류에 따라 직류구동형 전계발광소자가 소자의 발광에 더욱 유리함을 알 수 있었다. 그러므로 CaS:Pb(청색) 또는 CaS:Eu(적색) 전계발광소자는 직류형으로, ZnS:Tb(녹색) 전계발광소자는 교류형으로 제조하여 조합하면 매우 우수한 특성의 다색 또는 천연색 전계발광소자를 제조할 수 있다.In addition, the aging characteristics were also excellent. In the case of AC driving type, the aging characteristics could be deteriorated according to the characteristics of the insulator, but the DC type driving type had almost no decrease in luminance over several hours. As a result, it was found that the DC-driven electroluminescent device was more advantageous for the light emission of the device depending on the type of the matrix and the type of the phosphor. Therefore, CaS: Pb (blue) or CaS: Eu (red) electroluminescent devices are manufactured in direct current type, and ZnS: Tb (green) electroluminescent devices are manufactured in alternating current type. It can manufacture.
상기에 설명한 직류구동형, 교류구동형 전계발광소자는 하나의 기판 상에 제조하는 방법을 설명하였으나, 본 발명은 필요에 따라 하나의 기판 상에는 교류 구동형 전계발광소자를, 또다른 기판에는 직류구동형 전계발광소자를 제조하여 두 기판을 접합하여 하나의 다색 또는 천연색 전계발광소자를 제조하는 방법으로 적용할 수도 있다.The above-described DC drive type and AC drive type electroluminescent devices have been described for manufacturing on one substrate. However, the present invention provides an AC drive type electroluminescent device on one substrate and a DC drive on another substrate. It can also be applied to a method of manufacturing a multi-color or natural electroluminescent device by bonding two substrates by manufacturing a type electroluminescent device.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 기술한 바와 같이 본 발명에 의한 교류-직류 하이브리드형 전계발광소자는 종래의 교류구동형으로만 소자를 제조했을 때와 달리 우수한 특성의 형광체에서 부분적으로 형광체의 모체 특성과 발광체의 특성에 따라 직류로 구동하여 교류구동형 전계발광소자와 접합함으로써 보다 우수한 특성의 천연색 혹은 다색 전계발광소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, the AC-DC hybrid electroluminescent device according to the present invention differs from the conventional AC-driven type only when the device is manufactured only in a phosphor having excellent characteristics, depending in part on the mother and phosphor characteristics of the phosphor. By driving a direct current and bonding with an AC driving type electroluminescent device, there is an effect that a natural or multicolor electroluminescent device having better characteristics can be manufactured.
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