Fabrication and Characteristics of a White Emission Electroluminicent Device

백색 전계발광소자의 제작과 그 특성

White emission thin film electroluminecent device was fabricated with ZnS for phosphor layers and BST ferroelectric thin film for insulating layers. The ZnS:Mn and $ZnS:SmF_3$ layers were used for emission of red color. Also the $ZnS:TbF_3$ and $ZnS:AgF_3$ layers were used to emission of green and blue color, respectively. And the fabrication conditions of the BST insulating layers were followings, that is, the composition ratio of target, substrate temperature, working pressure and operating gas ratio were $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Ti_{0.3}$, $400^{\circ}C$, 30 mTorr and 9:1, respectively. The thickness of phosphor were 150 nm for each layers and the insulating layers of upper and bottom were 400 nm and 200 nm, respectively. The luminesence threshold voltage was $75\;V_{rms}$ and the maximum brightness of the thin film electroluminecent device was $3200\;cd/m^2$ at $100\;V_{rms}$.

형광체로서 ZnS를 사용하고 BST 강유전체 박막을 절연체로 사용한 전계발광소자를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 형광체로는 청색 및 녹색발광을 위해 각각 $ZnS:AgF_3$와 ZnS:$TbF_3$를 사용하였으며 적색을 위해 ZnS:Mn과 $ZnS:SmF_3$를 사용했다. 이들의 형광체가 증착 도중에 분해되는 것을 막기 위해 석영관에 그들을 각각 봉입해서 열처리하여 결정화시킨 후에 진공증착원으로 사용하였다. 한편 절연층으로 사용한 BST박막은 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$세라믹스 타겟을 사용하여 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제조하였다. 이때 기판온도, 분위기압 및 작동기체인 $Ar:O_2$의 비가 각각 $400^{\circ}C$, 30 mTorr 및 9:1이였다. 각 형광체의 두께는 150 nm씩 합계 600 nm였고, 절연층은 상부가 400 nm 및 하두가 200 nm이었다. 이와 같이 만든 박막 전계발광소자의 발광 문턱전압은 $75\;V_{rms}$이고, 최고 휘도는 $100\;V_{rms}$에서 $3200\;cd/m^2$이었다. 그리고 절연층의 유전상수는 1 kHz에서 254이다.