본 논문에서는 황화물계 형광체인 ZnS:Mn2+ 나노 형광체를 다양한 합성법을 통한 구조적, 광학적 연구를 통해 나노 형광체에서 나타나는 다양한 특성들에 대해 연구하였고, ZnS:Cu,Cl를 이용하여 EL 소자를 제작하고 소자의 광학적 특성과 전기적 특성을 분석하고 연구하여 소자의 최적화를 목표로 연구하였다.황색 형광체 ZnS:Mn2+ 은 고상반응법과 ...
본 논문에서는 황화물계 형광체인 ZnS:Mn2+ 나노 형광체를 다양한 합성법을 통한 구조적, 광학적 연구를 통해 나노 형광체에서 나타나는 다양한 특성들에 대해 연구하였고, ZnS:Cu,Cl를 이용하여 EL 소자를 제작하고 소자의 광학적 특성과 전기적 특성을 분석하고 연구하여 소자의 최적화를 목표로 연구하였다.황색 형광체 ZnS:Mn2+ 은 고상반응법과 수열합성법, 그리고 분무열분해법과 상온합성법을 이용하여 합성을 하였고, 합성된 형광체의 결정성을 확인하기 위해 XRD을 측정하여 ZnS의 결정상을 확인하였다. 또한 활성제의 농도를 변화시켜가면서 발광 특성을 PL과 PLE를 통해 관찰하였고, 이를 통해 최적의 발광특성을 보이는 활성제 농도를 찾을 수 있었다.황색 ZnS:Mn2+ 형광체에서 나타나는 PL 스펙트럼에서의 590 nm의 peak은 Mn2+에 의한 4T1-6A1 transition이며, 470 nm에서 나타나는 peak은 ZnS의 band-band transition 혹은 band-defect transition으로 확인되었다.기상법 중 하나인 분무열분해법으로 합성한 ZnS:Mn2+은 합성 온도의 증가로 인해 zinc-blende에서 wurtzite로 결정상이 바뀌었으며, 온도는 900 ℃, pH는 3.5에서 가장 우수함을 보였다. 또한 FE-SEM을 통해 분산이 잘 이루어진 다공성의 입자를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 수열법과 상온합성법으로 합성된 ZnS:Mn2+은 고상법과 분무열분해법으로 합성된 ZnS:Mn2+와 비교했을 때, PLE에서의 청색편이 현상을 보였으며, 입자 크기에 있어서 고상법과 분무열분해법으로 합성된 ZnS:Mn2+ 보다 작은 약 20 nm 의 크기를 FE-SEM을 통해 확인할 수 있었다. 또한 PL에서는 상온합성법으로 합성된 ZnS:Mn2+가 적색 편이 현상을 보였다. 이는 PLE에서의 입자 크기의존 효과로 인한 에너지의 증가현상이라 볼 수 있고, PL에서의 적색 편이 현상은 비복사 에너지 전이에 의한 결함과 불순물에 의한 에너지 전이로 볼 수 있다. 또한 Mn-Mn 상호작용이 강하게 작용하여 나타나는 현상이라 볼 수 있다. 상온합성법과 수열법으로 합성된 ZnS:Mn2+ 형광체에서 나노 형광체에서 나타나는 특성을 온도 의존 PL을 통해 나노 형광체와 마이크로 크기의 형광체에 나타나는 특성들을 비교, 분석하였다. 이를 통해 입자크기는 물론 합성법에 의한 다른 특성들을 볼 수 있었다.ZnS:Cu,Cl 형광체의 EL 특성연구에 있어서 녹색 발광 소자의 특성은 교류 전압의 증가에 따라 증가했으며, 주파수 증가에 의해 전자의 가속으로 인해 청색 편이 현상이 생겨 Fisher 모델의 현상을 확인할 수 있었다. 이를 통해 후막형 ZnS:Cu,Cl EL 소자의 최적화 특성을 확인하였다.ZnS계 형광체의 나노화 실현과 함께 여러 특질 개선을 위한 연구를 통해 디스플레이의 여러분야로의 응용을 기대할 수 있다.
본 논문에서는 황화물계 형광체인 ZnS:Mn2+ 나노 형광체를 다양한 합성법을 통한 구조적, 광학적 연구를 통해 나노 형광체에서 나타나는 다양한 특성들에 대해 연구하였고, ZnS:Cu,Cl를 이용하여 EL 소자를 제작하고 소자의 광학적 특성과 전기적 특성을 분석하고 연구하여 소자의 최적화를 목표로 연구하였다.황색 형광체 ZnS:Mn2+ 은 고상반응법과 수열합성법, 그리고 분무열분해법과 상온합성법을 이용하여 합성을 하였고, 합성된 형광체의 결정성을 확인하기 위해 XRD을 측정하여 ZnS의 결정상을 확인하였다. 또한 활성제의 농도를 변화시켜가면서 발광 특성을 PL과 PLE를 통해 관찰하였고, 이를 통해 최적의 발광특성을 보이는 활성제 농도를 찾을 수 있었다.황색 ZnS:Mn2+ 형광체에서 나타나는 PL 스펙트럼에서의 590 nm의 peak은 Mn2+에 의한 4T1-6A1 transition이며, 470 nm에서 나타나는 peak은 ZnS의 band-band transition 혹은 band-defect transition으로 확인되었다.기상법 중 하나인 분무열분해법으로 합성한 ZnS:Mn2+은 합성 온도의 증가로 인해 zinc-blende에서 wurtzite로 결정상이 바뀌었으며, 온도는 900 ℃, pH는 3.5에서 가장 우수함을 보였다. 또한 FE-SEM을 통해 분산이 잘 이루어진 다공성의 입자를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 수열법과 상온합성법으로 합성된 ZnS:Mn2+은 고상법과 분무열분해법으로 합성된 ZnS:Mn2+와 비교했을 때, PLE에서의 청색편이 현상을 보였으며, 입자 크기에 있어서 고상법과 분무열분해법으로 합성된 ZnS:Mn2+ 보다 작은 약 20 nm 의 크기를 FE-SEM을 통해 확인할 수 있었다. 또한 PL에서는 상온합성법으로 합성된 ZnS:Mn2+가 적색 편이 현상을 보였다. 이는 PLE에서의 입자 크기의존 효과로 인한 에너지의 증가현상이라 볼 수 있고, PL에서의 적색 편이 현상은 비복사 에너지 전이에 의한 결함과 불순물에 의한 에너지 전이로 볼 수 있다. 또한 Mn-Mn 상호작용이 강하게 작용하여 나타나는 현상이라 볼 수 있다. 상온합성법과 수열법으로 합성된 ZnS:Mn2+ 형광체에서 나노 형광체에서 나타나는 특성을 온도 의존 PL을 통해 나노 형광체와 마이크로 크기의 형광체에 나타나는 특성들을 비교, 분석하였다. 이를 통해 입자크기는 물론 합성법에 의한 다른 특성들을 볼 수 있었다.ZnS:Cu,Cl 형광체의 EL 특성연구에 있어서 녹색 발광 소자의 특성은 교류 전압의 증가에 따라 증가했으며, 주파수 증가에 의해 전자의 가속으로 인해 청색 편이 현상이 생겨 Fisher 모델의 현상을 확인할 수 있었다. 이를 통해 후막형 ZnS:Cu,Cl EL 소자의 최적화 특성을 확인하였다.ZnS계 형광체의 나노화 실현과 함께 여러 특질 개선을 위한 연구를 통해 디스플레이의 여러분야로의 응용을 기대할 수 있다.
ZnS:Mn2+ phosphors were synthesized by solid state reaction method, hydrothermal method, spray pyrolysis method and room temperature precipitation method. X-ray Diffraction(XRD), Photoluminescence(PL), Temperature Dependence Photoluminescence and Field Emission-Scaning Electro Microscopy(FE-SEM) wer...
ZnS:Mn2+ phosphors were synthesized by solid state reaction method, hydrothermal method, spray pyrolysis method and room temperature precipitation method. X-ray Diffraction(XRD), Photoluminescence(PL), Temperature Dependence Photoluminescence and Field Emission-Scaning Electro Microscopy(FE-SEM) were measured for investigation of their opical properties and structures.ZnS:Mn2+ nanoparticles of the cubic zinc blende structure with the average sizes of about 6 nm were synthesized using room temperature precipitation method and hydrothermal method. their PL properties were investigated. Two emission bands were observed in manganese doped nanoparitcles and attributed to the defect-related emission of ZnS(470 nm) and the Mn2+ emission(590 nm), respectively. The red shift of 4T1-6A1 transition by Mn2+ ion in ZnS:Mn2+ can be attributed to the change in band structure due to the Mn-Mn interactions and extra electron of ZnS:Mn2+.Electroluminescent devices were fabricated through driven ZnS:Cu,Cl phosphors. This device emits green color of 518 nm. In order to understand the mechanisms of the electroluminescence and improve their performances, devices have been built and their performances have been evaluated by comparing spectroscopic measurements(sawyer-tower circuit and brightness) performed by changing alternatively the applied frequency and the voltage. The emission wavelength of these devices is found to be strictly related to the applied frequency, while the voltage mainly determines the intensity of the emission. The ideal thickness of phosphor is 30 ㎛.
ZnS:Mn2+ phosphors were synthesized by solid state reaction method, hydrothermal method, spray pyrolysis method and room temperature precipitation method. X-ray Diffraction(XRD), Photoluminescence(PL), Temperature Dependence Photoluminescence and Field Emission-Scaning Electro Microscopy(FE-SEM) were measured for investigation of their opical properties and structures.ZnS:Mn2+ nanoparticles of the cubic zinc blende structure with the average sizes of about 6 nm were synthesized using room temperature precipitation method and hydrothermal method. their PL properties were investigated. Two emission bands were observed in manganese doped nanoparitcles and attributed to the defect-related emission of ZnS(470 nm) and the Mn2+ emission(590 nm), respectively. The red shift of 4T1-6A1 transition by Mn2+ ion in ZnS:Mn2+ can be attributed to the change in band structure due to the Mn-Mn interactions and extra electron of ZnS:Mn2+.Electroluminescent devices were fabricated through driven ZnS:Cu,Cl phosphors. This device emits green color of 518 nm. In order to understand the mechanisms of the electroluminescence and improve their performances, devices have been built and their performances have been evaluated by comparing spectroscopic measurements(sawyer-tower circuit and brightness) performed by changing alternatively the applied frequency and the voltage. The emission wavelength of these devices is found to be strictly related to the applied frequency, while the voltage mainly determines the intensity of the emission. The ideal thickness of phosphor is 30 ㎛.
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