Ethyl hydroxy ethyl cellulose의 고분자를 중심으로 하는 유기 결합제를 사용하고 형광체로서 ZnS:Cu와 유전체로$BaTiO_3$ 사용해 screen printing법에 의해 신광원으로서 많은 연구 개발이 집중되고 있는 유기분산형 백라이트 EL(Electroluminescent) 소자를 제조하였다. 제조된 백라이트용 유기 분산형 EL 소자의 특성은 $25[^{\circ}C]$, 100[V], 400[Hz]에서 $1.98[mA/\m^2]$의 전류밀도, O.075[W]의 power consumption, 정전용량 7.l[nF]를 나타내었다. 소자의 휘도는 50~150[V] 사이에서 $20~110[cd/\m^2]$의 밝기를 나타내였으며, 형광체의 색상변화는 ClE에 공인된 색 좌표에 의해 x=0.1711, y=0.3676의 bluish green의 색상을 나타내었다.
Ethyl hydroxy ethyl cellulose의 고분자를 중심으로 하는 유기 결합제를 사용하고 형광체로서 ZnS:Cu와 유전체로$BaTiO_3$ 사용해 screen printing법에 의해 신광원으로서 많은 연구 개발이 집중되고 있는 유기분산형 백라이트 EL(Electroluminescent) 소자를 제조하였다. 제조된 백라이트용 유기 분산형 EL 소자의 특성은 $25[^{\circ}C]$, 100[V], 400[Hz]에서 $1.98[mA/\m^2]$의 전류밀도, O.075[W]의 power consumption, 정전용량 7.l[nF]를 나타내었다. 소자의 휘도는 50~150[V] 사이에서 $20~110[cd/\m^2]$의 밝기를 나타내였으며, 형광체의 색상변화는 ClE에 공인된 색 좌표에 의해 x=0.1711, y=0.3676의 bluish green의 색상을 나타내었다.
In this paper, organic dispersion type back light EL(Electroluminescent) devices were manufactured using Ethyl hydroxy ethyl cellulose as organic binder, ZnS:Cu as phosphor powder and $BaTiO_3$ as dielectrics by screen printing method, which are focused on as a new light source. The prope...
In this paper, organic dispersion type back light EL(Electroluminescent) devices were manufactured using Ethyl hydroxy ethyl cellulose as organic binder, ZnS:Cu as phosphor powder and $BaTiO_3$ as dielectrics by screen printing method, which are focused on as a new light source. The properties of the fabricated organic dispersion type back light EL devices were showed $1.98[mA/\m^2]$ of current density, 0.075[W] of power consumption, 7.1[nF] of capacitance at $25[^{\circ}C]$, 100[V], 400[Hz], respectively. Also brightness of the fabricated device was revealed $20~110[cd/\m^2]$ at 50~150[V] and the change of color was shoed bluish green of x=0.1711, y=0.3676 which are color coordinate by CIE.
In this paper, organic dispersion type back light EL(Electroluminescent) devices were manufactured using Ethyl hydroxy ethyl cellulose as organic binder, ZnS:Cu as phosphor powder and $BaTiO_3$ as dielectrics by screen printing method, which are focused on as a new light source. The properties of the fabricated organic dispersion type back light EL devices were showed $1.98[mA/\m^2]$ of current density, 0.075[W] of power consumption, 7.1[nF] of capacitance at $25[^{\circ}C]$, 100[V], 400[Hz], respectively. Also brightness of the fabricated device was revealed $20~110[cd/\m^2]$ at 50~150[V] and the change of color was shoed bluish green of x=0.1711, y=0.3676 which are color coordinate by CIE.
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문제 정의
본 연구에서는 이동통신 단말기 및 휴대용 소형 전기전자제품의 정보표시를 위한 액정용 baddight 로 사용되는 유기분산형 EL 소자를 제작하는데 필요한 유기 결합제 및 유전체와 후면전극으로 쓰이는 Ag paste 를 제조하고 제조된 paste 를 screen printing하는 방법으로 EL 소자를 제작한 후 전기적 특성을 측정 평가하였다.
제안 방법
이와 같은 조성으로 각각의 성분을 칭량한 후 emulsifier 혼합기로 2시간동안 교반한 다음 고분자 성분을 완전 용해함으로써 유기 결합제를 얻었다.
유기 결합제와 형광체인 phosfiior powder (Sylvania, ZnS:Cu)를 55:45의 비율로 칭량하여 섞은 후 Hcmo-Mixer로 혼합 속도를 조절해가며 powder 가 골고루 잘 분산되도록 약 1시간 정도 혼합하여 phosphor paste를 얻었다. 또한 동일한 유기 binder 와 고유전율의 유전체 원료인 바륨티타네이트 (BaTiQj) powder를 50:50의 비율로 섞고 막대주걱으 로 잘 저어주어 일차적인 분산이 되게 하였으며, 균일한 분산 및 agglomerate 된 binder와 powder에 milling 효과를 주어 적절한 유동특성을 갖도록 하기 위해 3-roU mill로 밀링하여 고루 분산된 유전체 paste를 얻었다. EL 소자의 후면전극으로 쓰이는 Ag paste는 binder와 Ag metal powder 의 비를 35:65로 하여 3-roU mill로 밀링하여 사용하였다
앞서 제조한 phosphor paste와 유전체 paste 및 silver paste를 기본 재료로 하여 간단하고, 박막화, 대면적화가 가능하며 다양한 형태의 pattern으로 제작 가능한 seres printing법으로 EL 소자를 제조하였다.
본 실험에서는 유기분산형 EL 소자를 제작하는데 필요한 Ethyl hydroxy ethyl cellulose를 주 재료로 한 유기 결합제를 제작하고 형광체로서 ZnS:Cu와 유전체로 BaTiOs를 사용하여 인쇄하기 적절한 유동성을 갖도록 paste를 제작한 후 screen printing 법에 의해 유기분산형 EL 소자를 제작하였다. 제작된 유기 분산형 EL 소자의 물리적 특성은 다음과 같다.
대상 데이터
또한 Screen printing된 Him5] 건조 후에도 pin hole이나 void가 존재하지 않는 균일한 표면 특성을 유지할 수 있어야 한다. 본 실험에서는 powder의 분산성을 높이기 위하여 분산제로 음이온 계면활성제인 phosiiiate ester를 사용하였으며, flexible한 특성을 부여하기 위하여 가소제로 Hexylene glycol를 사용하였다. 특히 외부에서 인가되는 전압에 대해 형광체 입자에 가해지는 전압을 크게 하기 위해서는 고유전율의 폴리머가 필요하며 이러한 폴리머는 그 재료의 가공성이 양호해야 하고 형광체를 균일하게 분산시킬 수 있는 기능이 있어야 한다.
또한 형광층은 폴리머와 형 광체가 혼합되어 형성되므로 형광체에서의 발광이 외부로 전달되도록 하기 위해서는 사용되는 폴리머가 투명해야 한다. 이에 본 실험에서는 폴리머로서 접착력과 투명성이 좋으면서 유전율이 13인 Ethyl hydroxy ethyl cellulose를 선택하였다.
또한 유전체층은 반사층의 역할을 해야 하 므로 횐색이라야 한다. 본 실험에서는 비유전율이 60, 전체 powder 평균입경이 1.0~1.4[“m]의 입자 크기를 갖는 BaTiOs을 사용하였다.
본 실험에서 제작된 EL 소자는 스크린 인쇄방법으로 Ag 전극층 두께가 15["m], 유전체층이 40[“ m], 형광체층이 30[“m]인 소자를 제작하였다. 제작된 EL 소자의 25[℃], 100[V], 400[Hz]에서의 휘도는 58[cd/n曲을 나타내었다.
성능/효과
이때의 전압을 임계전압이라고 한다. 본 실험에서의 EL소자에서도 50[V] 정도에서 휘도의 변화가 증가함을 보이고 있어 임계 전압임을 알 수 있었다. 계속해서 전압을 인가하면 캐리어에 의한 전 류가 계속적으로 증가하여 150[V] 정도까지 휘도가 선형적으로 증가함을 볼 수 있었다.
본 실험에서의 EL소자에서도 50[V] 정도에서 휘도의 변화가 증가함을 보이고 있어 임계 전압임을 알 수 있었다. 계속해서 전압을 인가하면 캐리어에 의한 전 류가 계속적으로 증가하여 150[V] 정도까지 휘도가 선형적으로 증가함을 볼 수 있었다. 그러나 CU2S 자 처]가 저항성분을 갖고 있으므로 일정한 전압 이상에 서는 더 이상 전류흐름에 의한 전압강하를 무시할 수 없게 되어 전류는 전압강하에 의한 성분만큼 제한되어 흐르게 되어 고전압 인가에 의해 포획되어 있던 정공이 방출되어 재결합 중심이 줄어들면서 재결합에 의한 전계 발광확률이 줄어들 것이다.
1) 제작된 유기분산형 EL 소자의 휘도는 50~ 150[V] 의 범위에서 20 ~UOlcd/m?]로 선형적인 증가를 나타 내었다
2) 제작된 유기분산형 EL 소자의 물리적 특성변화는 25[℃], 100[V], 400[Hz] 에서 정전용량은 7.1[nF] 을 나타내었으며 1.98[mA] 의 전류밀도, 0.075CW] 의 power consurrption, 64[cd/m勺의 휘도를 나타내었다.
3) 제작된 유기분산형 EL 소자의 경우 25[t], 100[V], 400[Hz] 에서 형광체의 색상변화는 CE 에 공인된 색 좌표에 의해 x=0.1711, y=0.3676 의 bluish green의 색상을 나타내었다
후속연구
차세대 분산형 EL 소자는 에너지 절약 측면에서 저전류 밀도와 저전압 특성을 갖으며 긴 수명, 삼원색, 고휘도용 EL 소자가 필수적이다. 이러한 소자특성을 갖기 위해서는 무엇보다도 유기 고분자 화합물의 형광체 개발, 고유전율의 유전체 개발, EL 소자의 새로운 구조형태뿐 아니라 접착성, 투과성, 유전율이 우수한 유기 결합제 개발이 향상되어져야 될 것이다. 이러한 문제가 개선되어진다면 정보화시대에 있어 EL 소자는 차세대 영상정보 표시장치로 더욱 각광 받을 것이다.
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