• Title, Summary, Keyword: 형광체

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색 변환 층을 활용한 백색 유기발광소자의 광학적 특성 연구

  • Lee, Jun-Gyu;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.396.2-396.2
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    • 2014
  • 백색 유기발광소자는 전색 디스플레이, 조명으로서의 잠재적인 특성으로 차세대 디스플레이 소자 기술로 많은 주목을 받고 있다. 백색 유기발광소자는 주로 R-G-B 영역의 다양한 발광층을 적층하여 제작한다. 하지만 여러 발광층을 적층해야하기 때문에 제작할 때 공정 과정이 복잡해지고, 높은 생산단가를 가지게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 형광체를 이용한 백색 유기발광소자의 연구가 진행되고 있지만, 아직 색순도와 색좌표에 대한 많은 연구가 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 무기물 형광체를 활용하여 백색 유기발광소자의 전기적 특성과 광학적 특성을 관찰하였고, 광원으로 사용된 청색 유기발광소자에 녹색과 적색의 무기물 형광체를 결합하는 방법으로 백색 유기발광소자를 제작하였다. 광원으로 사용한 청색 유기발광 소자는 투명전극으로 ITO를 사용하였고, 정공 수송층으로 N,N'-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine, 발광층으로 4,4-bis(2,2-diphenylethen-1-yl)biphenyl, 정공 저지 층과 전자 수송 층은 각각 bathocuproine 과 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline 을 사용 하였다. 전자 주입 층으로는 lithium quinolate를 사용하였으며 음극으로는 Al을 사용하였다. 색 변환 층으로 사용된 유기물 형광체는 sol-gel 방법으로 제작된 녹색 형광체 Y3Al5O12:Ce, 적색 형광체 Ca2AiO19:Mn 을 사용하였다. Sol-gel 방법으로 제작된 형광체는 X선 회절 분석기를 통해 JCPDS cards를 확인하였고, 형광체의 녹색과 적색의 혼합비율에 따른 색좌표를 확인하여 백색 유기발광소자를 제작 하였다.

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혼합 형광체를 사용하여 제작한 백색 유기발광소자의 전기적 및 광학적 특성

  • Jang, Jae-Seung;Kim, Dae-Hun;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.508-508
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    • 2013
  • 백색 유기발광소자는 전색 디스플레이, 액정디스플레이의 backlights, 조명에서 잠재적인 가능성 때문에 디스플레이와 조명 업계에서 각광 받고 있다. 백색 유기발광소자를 제작하기 위한 방법으로 형광체를 이용한 백색 유기발광소자가 연구되고 있지만, 아직 색순도와 색좌표에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 무기물 형광체를 이용한 백색 유기발광소자의 전기적 특성과 광학적 특성을 관찰하였다. 광원으로 사용된 청색 유기발광소자에 적색과 녹색의 무기물 형광체를 결합하는 방법으로 백색 유기발광소자를 제작하였다. 광원으로 사용한 청색 유기발광소자의 양극으로는 투명전극으로 널리 쓰이고 있는 ITO를 사용하였고 정공 수송층으로는 N,N'-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, 청색 발광층으로는 1,3-bis(carbazol-9-yl) benzene 호스트에 bis (3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl)-(2-carboxypyridyl) iridium (III) 청색인광도 펀트를 사용하였다. 정공 저지층과 전자 수송층으로는 각각 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthorlene와 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline을 사용하고 전자 주입층으로는 lithium quinolate를 사용하였으며 음극으로는 Al을 사용하였다. 색 변환층으로 사용된 유기물 형광체는 sol-gel 방법으로 제작된 적색 형광체와 녹색 형광체를 사용하였다. Sol-gel 방법으로 제작된 형광체에 대한 주사현미경 측정 결과 입자의 표면이 고르고 크기가 작고 균일하였고, 높은 온도 열처리에 따라서 용매제가 대부분 제거되어 형광체 발광 특성이 잘 일어났음을 확인하였다. 제작한 백색유기발광소자에서 혼합비율에 따른 전계발광 특성 변화를 관찰하였다.

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Formation and Characterization of Green and Blue Phosphor Nano Powders (녹색과 청색 형광체 나노 분말의 합성 및 특성 평가)

  • Kwon, Oh Sung;You, Young Chul;Kim, Sang Min;Kim, Ki Do;Lim, Hyung Sup;Kim, Hee Taik
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.20 no.5
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    • pp.565-569
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    • 2009
  • Nano-sized green and blue phosphor powders were synthesized by liquid phase method to confirm the size and morphology. By using that process, the particle sizes of green and blue phosphor particles were 80 nm and 60 nm, respectively. The characteristic comparison of $Zn_2SiO_4$ : Mn and BAM : Eu was carried out and as a result, $Zn_2SiO_4$ : Mn powders showed an higher PL performance compared to BAM : Eu.

활성제 이온의 몰 비에 따른 CaTa2O6:RE3+ (RE=Eu, Sm) 형광체 분말의 특성

  • Lee, Seung-Jin;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.166-166
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    • 2013
  • 최근에 희토류 이온이 도핑된 형광체를 발광 소자, 레이저, 섬광재료, 광섬유, 촉매, 디스플레이와 같은 다양한 분야에 응용하기 위한 연구에 상당한 관심이 집중되고 있으며, 희토류 이온이 도핑된 발광 물질은 음극선관, 램프 조명, 플라즈마 디스플레이, X선 검출기, 전계 방출 디스플레이 소자를 포함한 다양한 영역에 응용되고 있다. 본 연구에서는 고상 반응법을 사용하여 발광 효율이 높은 적색과 주황색 형광체를 제조하고자 서로 다른 활성체 이온 Eu3+, Sm3+의 농도를 변화 시키면서 두 종류 Ca1-1.5xTa2O6:Eux3+와 Ca1-1.5xTa2 O6:Smx3+ 형광체 분말을 합성하였다. 특히, 활성제 이온의 농도비에 따른 형광체 분말의 결정 구조, 표면 형상, 입자의 크기, 흡광과 발광 특성을 측정하였다. 그림은 활성체 이온의 함량비를 달리하여 합성한 Ca1-1.5xTa2O6:Eux3+, Ca1-1.5xTa2O6:Smx3+ 형광체 분말에서 측정한 흡광(photoluminescence excition) 스펙트럼의 결과를 나타낸 것이다. 여기 파장 399 nm로 여기 시킨 Ca1-1.5xTa2O6:Eux3+ 형광체 분말의 경우에, 발광 세기가 가장 강한 617 nm의 주 피크가 관측되었다. 또한, 여기 파장 410 nm로 여기 시킨 Ca1-1.5xTa2O6:Smx3+ 형광체 분말의 경우에는 발광 세기가 가장 강한 주 피크는 609 nm에서 나타났다. 실험 결과로부터, Eu3+와 Sm3+ 이온이 각각 도핑된 CaTa2O6 형광체의 경우에는 색 순도가 높은 파장과 발광 세기는 Eu3+ 이온인 경우에 0.15 mol, Sm3+ 이온이 도핑되는 경우에는 0.05 mol이 최적의 합성 조건임을 알 수 있었다.

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형광체를 사용한 색변환층을 가진 백색 유기발광 소자의 메커니즘 분석

  • Song, U-Seung;Kim, Dae-Hun;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.524-524
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    • 2013
  • 백색 유기발광소자는 전색 디스플레이나 조명용 광원으로 쓰일 수 있기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 백색 유기발광소자를 제작하기 위해서는 보통 청색, 녹색 및 적색을 가지는 발광층을 적층하거나 세 가지 색을 가지는 혼합하여 단일 발광층으로 제작할 수 있으나 구조가 복잡해지고 제작이 어려워지는 단점이 있다. 본 연구에서는 sol-gel 방법으로 제작된 무기물 형광체를 색변환 층으로 사용하였고, 청색 유기발광소자를 광원으로 하여 백색 유기발광소자를 제작하였다. 청색 유기 물질을 발광층으로 사용하여 제작한 청색 유기발광소자를 광원으로 사용하였고 다른 온도에서 소결된 무기물 형광체를 색변환층으로 사용하여 백색 유기발광소자를 제작하여 발광 특성을 관찰하였다. 다른 소결 온도에서 형성된 무기물 형광체의 주사 전자현미경 측정과 X-선 회절 층정을 통해서 무기물 형광체의 형성 및 표면 형태를 관찰하였다. 제작한 무기 형광체를 색변환층으로 사용하여 백색 유기발광소자를 제작하였고, 인가한 전압에 따른 전계발광 특성 변화를 통해서 색변환 메커니즘을 규명하였다.

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ZnS:Mn/Cu,Cl계 나노 형광체 EL의 발광 특성 연구

  • Kum, Jeong-Hun;Lee, Seong-Eui
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.291-291
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    • 2009
  • ZnS:Mn/Cu,Cl 계 나노 형광체의 특성을 살펴보았다. 실험에서는 ZnS:Mn 과 ZnS:Cu,Cl 형광체 파우더를 이용하여 밀링을 통하여 분쇄하여 EL 소자를 제작하였다. 형광체 파우더를 볼밀에 $\Phi5mm$의 지르코나이 볼과 에탄올과 함께 넣고 2, 4, 6, 8, 10일간 밀링을 하였다. 밀링한 형광체 파우더를 SEM을 통하여 파우더의 사이즈를 관찰하였다. 또 이 파우더를 이용하여 EL 소자를 제작하였다. 소자의 구조는 기판은 알루미나 기판을, 하부 전극은 Au, 유전체는 $BaTiO_3$ 유전체 페이스트를 사용하였으며, 형광체 적층 후 ITO 전극을 스퍼터를 이용하여 증착하여 제작하였다. 제작한 소자를 이용하여 소자의 휘도 등 발광 특성을 살펴보았다.

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무기물 형광체를 사용한 고효율 순백색 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질

  • An, Seong-Dae;Jeong, Hwan-Seok;Chu, Dong-Cheol;Kim, Tae-Hwan;Lee, Jun-Yeop;Park, Jeong-Hyeon;Gwon, Myeong-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.427-427
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    • 2010
  • 전색 디스플레이의 배경조명과 일반조명으로 응용 가능한 백색 유기발광소자를 제작하기 위해서는 삼원색을 혼합하는 방법과 단색광원의 색변환을 이용하는 방법등이 제안되었다. 삼원색을 혼합하는 방법의 연구가 접근방법 및 효율개선이 용이하기 때문에 많은 연구가 진행되어왔다. 그러나 색변환 방법을 사용하는 구조는 삼원색을 혼합하는 방법에 비해 공정이 단순하며 공정 가격이 낮아지고 안정적인 구조라는 장점이 있기에, 본 연구에서는 무기물 형광체를 청색유기발광 소자에 결합하여 제작된 백색 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질을 규명하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 나노크기의 균일한 형광체를 제작 할 수 있는 졸겔 방법으로 적색 형광체를 제작하였다. 졸겔 방법으로 제작된 형광체에 대한 주사현미경 측정 결과 입자의 표면이 고르며 크기가 작고 균일 하였고, 높은 온도 열처리에 따라서 용매제가 대부분 제거되었기 때문에 형광체 발광 특성이 잘 일어났음을 확인 할 수 있었다. 제작된 형광체의 광학적 성질을 조사하기 위해 형광 루미네센스 측정을 하여 발광특성을 분석하였으며 실제 청색 유기발광소자에 적용하기 위해 tris((3,5-difluoro-4-cyanophenyl)pyridine)iridium (FCNIr)-doped 3,5-bis (N-carbazolyl) benzene (mCP)를 발광층으로 사용하는 진청색의 인광 유기발광소자 배면에 무기물 형광체를 결합하여 인가한 전압에 따른 전계발광분광특성의 변화를 조사하였다. 유기발광소자와 결합된 적색 무기물 형광체는 진청색 인광 유기발광소자에서 발광된 청색빛의 일부를 흡수하여 적색으로 색변환을 하였고 이는 무기물 형광체내에 첨가된 Mn 원자에 의해 색변환이 이루어졌음을 확인하였다. 무기물 형광체를 사용한 백색 유기발광소자의 색변환 메카니즘 및 효율 증진에 대한 연구는 고효율 유기발광소자 제작을 가능하게 할 것이다.

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Optical Properties of $La_2WO_6:RE^{3+}$(RE=Eu, Dy, Tb) Phosphors synthesized by Solid-state Reaction Method

  • Gang, Deok-Hwa;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.181-181
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    • 2013
  • 최근에 형광체 결정 입자의 크기와 적당한 활성제 이온의 종류를 선택하여 우수한 발광 특성을 갖는 세라믹 형광체를 합성하고자 많은 노력을 경주하고 있다. 본 연구에서는 비교적 간단한 장비로 구성되며, 볼밀을 통하여 초기 물질들을 혼합하고 분쇄하여 최적의 형광 특성을 갖는 형광체 분말을 비교적 용이하게 합성하기에 적합한 고상반응법을 사용하여 적색, 황색, 녹색 형광체 La2WO6:RE3+ (RE=Eu, Dy, Tb)를 제조하고자 한다. 사용한 초기 물질은 (99.99% 순도), (99.99%), (99.9%), (99.9%) (99.9%)을 화학 정량으로 준비하였고, 활성제 이온의 함량비를 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.20 mol로 각각 변화시켜 형광체를 제조하여 그것의 발광과 흡광, 결정 입자의 크기와 형상을 조사하였다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 전형적인 이온의 (j=1-4) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 적색 발광 파장은 611 nm에서 관측되었으며, 이온의 함량비가 0.15 mol에서 발광 피크가 장파장 쪽으로 10 nm 이동하였으며, 세 종류의 발광 스펙트럼의 세기는 최대를 나타내었다. 이온의 함량비가 더욱 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였다. 이 현상은 농도 소광 현상으로 해석 할 수 있다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 이온의 전형적인 전이에 의한 발광 스펙트럼이 관측되었으며, j=13/2에서 가장 강한 황색 발광이 피크 581 nm에서 관측 되었다. 상대적으로 발광 세기가 약한 484 nm에 정점을 갖는 청색 발광스펙트럼은 전이 신호이다. 이온의 함량비가 0.10 mol 일 때 세 영역의 발광 스펙트럼의 세기는 최대를 나타내었다. 이온의 함량비가 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였다. 주 흡광 스펙트럼은 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 파장 250 nm에서 관측되었다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 이온의 함량비에 관계없이 모든 형광체 분말은 발광 세기가 제일 강한 550 nm의 피크를 갖는 녹색 발광과 상대적으로 발광 세기가 약한 495와 590 nm에 피크를 갖는 청색과 주황색 발광 스펙트럼들이 각각 관측되었다. 이 발광 신호들은 Tb3+ 이온의 5D47Fj (j=4, 5, 6) 전이에 의해 발광된 신호임을 확인하였다.

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Synthesis of (Gd0.74Y0.11Tb0.15P1.15)OδPhosphors Using Combinatorial Chemistry (조합화학을 이용한 (Gd0.74Y0.11Tb0.15P1.15)Oδ 형광체 합성 및 발광특성)

  • 이재문;유정곤;박덕현;김지식;손기선
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.41 no.5
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    • pp.381-387
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    • 2004
  • Recently developed Plasma Display Panels (PDP) require phosphors of high luminance at Vacuum Ultraviolet (VUV) excitation. The present investigation developed new PDP phosphors using combinatorial chemistry method. We applied T $b^{3+}$ -activated yttrium gadolinium phosphates system to our combinatorial fine-tuning technique. As a result, the optimum composition was determined to be (G $d_{0.74}$ $Y_{0.11}$T $b_{0.15}$) $P_{1.15}$ $O_{\delta}$ through the two-step combinatorial screening process including excess phosphorous and Gd replacement. We found that the sample of the optimum composition shows a higher luminescence efficiency at VUV excitation and a shorter decay time than the commercially available Z $n_2$ $SiO_4$:Mn phosphor.

Synthesis and Optical Properties of $YNbO_4:RE^{3+}$ (RE=Eu, Dy) Phosphors

  • Park, Seong-Jun;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.174.1-174.1
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    • 2013
  • 최근에 우수한 광학적 특성과 높은 화학적 안정성을 갖는 적황색 형광체 개발에 많은 노력이 경주되고 있다. 본 연구에서는 고상반응법을 사용하여 모체 결정 $YNbO_4$$Eu^{3+}$$Dy^{3+}$이온의 농도를 각각 체계적으로 치환 고용하여 발광 효율이 높은 적색과 황색 형광체를 제조하였다. 특히, $Eu^{3+}$$Dy^{3+}$이온의 농도를 달리하여 합성한 형광체 분말의 결정구조, 표면형상, 흡광과 발광 스펙트럼을 비교 분석하여 최적의 이온 농도를 조사하였다. 합성된 형광체 분말의 회절상은 $Eu^{3+}$$Dy^{3+}$이온의 함량비에 관계없이 모든 형광체 분말 시료는 약 $28,6^{\circ}$ 에서 최대값을 갖는 (021)면에서 발생하였고, 형광체 분말은 JCPDS #72-2077에 제시된 회절상과 일치하는 단사정계 결정 구조임을 확인 하였다. $Dy^{3+}$이온의 함량비가 0.01 mol에서 주 회절 피크의 세기는 최대이었으며, 함량비가 더욱 증가함에 따라 회절 피크의 세기는 점점 감소하였다. 이에 반하여, $Eu^{3+}$가 도핑된 형광체는 함량비가 0.15 mol일때 최대 회절피크가 관측되었다. $Dy^{3+}$이온이 도핑된 $YNbO_4$ 형광체의 경우에 두 종류의 흡광 스펙트럼이 관측되었다. 첫째는 약 267 nm를 피크로 하여 230~300 nm 영역에 걸쳐 폭넓게 분포하는 흡광 스펙트럼이고, 두 번째는 약 356, 393, 456 nm에 피크를 갖는 상대적으로 세기가 약하고 밴드폭이 좁은 흡광 스펙트럼이 관측되었다. $Eu^{3+}$이온이 도핑된 형광체 분말의 주 흡광 스펙트럼은 약 270 nm에 피크를 갖는 폭넓게 분포하는 전하전달 밴드이었다. $YNbO_4$ 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$이온이 도핑된 경우에 620 nm에 강한 세기를 갖는 적색 발광이 관측되었고, $Dy^{3+}$이온이 도핑된 경우에는 580 nm에 최대 발광세기를 갖는 황색 발광 스펙트럼이 나타났다.

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