2차원 광결정층 도입을 통한 투명박막형광체의 광추출 효율 향상에 관한 연구

Abstract

최근 들어 새로운 형태의 디스플레이 개발에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 새로운 형태의 디스플레이 중 투명디스플레이는 자동차의 네비게이션 시스템이나 쇼윈도의 장식용등으로 활용하고자 그 관심이 증가하고 있다. 불투명한 디스플레이의 경우 관찰자의 시야를 가리지만 투명디스플레이의 경우 이러한 문제를 극복하여 관찰자로 하여금 디스플레이 너머의 관찰을 가능하게 한다. 투명디스플레이를 개발하기 위해서는 투명한 박막형광체를 합성하는 것이 필요하다. 그러나 박막형광체의 경우 내부전반사와 waveguide효과로 인해 광추출 효율이 낮으며, 이로 인하여 휘도가 낮다는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 스퍼터링을 이용하여 높은 투과도를 갖는 박막형광체를 합성하였으며, 동시에 광결정층을 도입하여 박막형광체가 갖는 낮은 휘도 문제를 해결하고자 하였다. 적색 발광 박막형광체로는 $YVO_4:Eu^{3+}$녹색 발광 박막형광체로는 $Zn_2SiO_4:Mn^{2+}$, 청색 발광 박막형광체로는 $BaMgAl_{10}O_{17}:Eu^{2+}$ 형광체를 RF magnetron sputtering을 이용하여 증착 하였으며, 휘도와 투과도를 고려하여 증착 조건을 최적화 하였다. 또한 박막형광체의 낮은 휘도 문제를 해결하고자 앞서 증착한 박막형광체 위에 나노스피어 리소그래피 방법을 이용하여 $SiO_2$ 2차원 광결정층을 도입하였다.