• Title, Summary, Keyword: 형광체

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Degradation Characteristics Phosphor Used in Self-Luminous Glass Tube with Taguchi Method (다꾸찌법을 이용한 자체 발광 유리관용 형광체 열화 특성)

  • 김경화;윤문영;권오환;염충섭
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.377-382
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    • 2003
  • 본 연구의 대상인 자체발광 유리관은 밀봉된 유리관 내의 삼중수소에서 방출되는 베타입자와 유리관 내벽의 형광체와의 발광반응 메카니즘을 이용한 것이다. 자발광체는 삼중수소의 자연 붕괴와 형광체의 열화에 의해서 형광 효율이 감소되어 자발광체를 제조한 날로부터 지속적으로 휘도가 줄어들게 된다. 본 연구에서는 자발광체 제조 시 형광체의 열화를 최소화하기 위하여 형광체 열화에 영향을 미치는 요소인 온도, 온도 유지 시간, 공정 시 필요한 분위기를 다꾸지 방법에 의한 실험계획법으로 3인자 3수준의 교호작용을 고려하여 형광체의 음극선 발광 특성을 검토하였다.

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ELD용 형광체의 특성

  • 이상윤
    • 전기의세계
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    • v.38 no.10
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    • pp.13-22
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    • 1989
  • 본 연구에서는 EL에 사용되고 있는 분말형광체에 대한 물리적 제현상을 소개하고 아울러 본 연구실에서 연구해 온 ZnS : Mn, Zns : TbF$_{3}$, Zns : SmF$_{3}$, CaS : EuCl$_{3}$, SrS: CeCl$_{3}$ 형광체 및 박막EL 소자에 관한 실험과 내용을 바탕으로 형광체의 특성을 종합 분석하고 현상을 고찰, 검토하고자 한다.

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다양한 활성제 이온이 치환 고용된 MgNb2O6 형광체의 특성

  • Kim, Ji-Seon;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.167-167
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    • 2013
  • 최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

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Effect of Sintering Temperature on the Properties of $CaSiO_4:RE^{3+}$(RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) Phosphors

  • Go, Bong-Jin;Jo, Min-Jeong;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.173-173
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    • 2013
  • 최근에 고효율의 형광체를 개발하고자 무기물 모체에 주입된 희토류 이온의 발광에 대한 연구가 급부상하고 있다. 형광체는 고휘도, 넓은 시청 각도와 저 비용으로 인하여 대형 평판 디스플레이 분야로 그 응용성을 확장하는 플라즈마 디스플레이 패널 제작에 있어서 매우 중요한 물질이다. 현재 적색 형광체로 널리 사용되고 있는 발광 물질은 YBO3:Eu3+ 혹은 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 형광체이지만, Eu3+ 이온이 중심대칭의 자리에 위치하기 때문에, Eu3+ 이온의 5D07F1 전이에 의한 주황색의 발광 세기가 5D07F2 전이에 의한 적색의 세기보다 강하여 고품질의 색상을 구현하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 모체 격자를 갖는 적색, 녹색, 청색 형광체 개발에 많은 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 형광체 합성시 중요한 변수의 하나인 소결 온도가 새로운 다양한 색을 방출하는 형광체 분말 CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce)의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) 형광체 분말 시료는 초기 물질 CaO (99.99%), SiO2 (99.99%), Eu2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.9%), Tb4O7 (99.9%), Dy2O3 (99.9%), CeO2 (99.9%)을 화학적량으로 준비하였다. 볼밀, 건조 작업을 한 후에, 시료를 막자사발에 넣고 분쇄하여 3시간의 하소 공정과 5시간의 소결 공정을 수행하였다. 이때 소결 온도를 변수로 선택하여 각각 $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1,000^{\circ}C$, $1,100^{\circ}C$에서 소결 작업을 수행하여 합성 분말의 구조, 표면, 광학적 특성을 측정하여 소결 온도가 미치는 영향을 조사하였다. Eu3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에, 발광 스펙트럼은 597, 618, 655, 707 nm에서 관측되었으며, 소결 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1,100^{\circ}C$로 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 증가함을 나타내었다. Tb3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에 관측된 발광 스펙트럼은 주 피크인 549 nm를 중심으로 하여 세기가 상대적으로 작은 493, 592, 626 nm의 피크들이 관측되었으며, 소결 온도가 증가함에 따라 전반적으로 발광 세기들이 증가하는 경향을 나타내었다. Sm3+가 도핑된 CaSiO4 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 전형적인 Sm3+이온에 의한 전이 신호들이 605, 570, 653 nm에서 나타났다. 발광 스펙트럼의 세기는 소결 온도에 비례하여 증가하였다. Ce3+가 도핑된 경우에 발광 스펙트럼은 소결 온도에 관계없이 401 nm에서 관측되었으며, 소결 온도에 따라 발광 세기의 변화가 나타났다. 이 실험 결과로 부터, 합성시 적절한 소결 온도의 선택이 고발광 효율의 형광체를 제작하는데 있어서 매우 중요한 요소가 됨을 확인할 수 있었다.

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Effect of Frit on sintering RGB phosphors (형광체의 소결에 대한 Frit의 첨가 연구)

  • Jung, Ah-Reum;Kim, Hyeong-Jun;Choi, Sung-Churl
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.255-267
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    • 2009
  • PDP용 형광체는 소성 후 입자간 결합부족으로 인한 탈락현상 및 셀 결함 불량과 Red, Green, Blue 간 유전율 불일치로 인한 방전불량 현상 등의 문제점을 안고 있다. PDP용 형광체의 소성 후 입자간의 결합력을 증진시키기 위하여 frit을 조제로 첨가하였고, 이에 따른 기계적, 전기적, 광학적 특성의 변화를 조사하였다. 사용된 frit은 자체 소결시 무색의 투명하고 ZnO-$B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3$계 비정질 세라믹 재료이며, 연화점은 $499.78^{\circ}C$이다. 형광체 중량의 3${\sim}$20wt% 범위에서 frit의 첨가량 변화에 따른 영향을 조사하였다. Frit의 첨가량이 증가할수록 경도가 증진 되었고, 5wt% 미만 함유될 경우 Red, Green, Blue 형광체 모두 유전율 조절 효과가 미약하였다. Red 형광체는 frit함량이 3wt% 이상 함유되면 휘도가 90% 미만으로 감소하였고, Green과 Blue는 frit 함량이 10wt%이상 함유되면 확연하게 휘도가 감소 하였다.

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Reliability improvement of LED's red phosphor by coating (코팅에 의한 LED 적생 형광체의 신뢰성 개선)

  • Sim, Jae-Min;Kim, Jae-Bum;Kim, Yeong-Woo;Song, Sang-Bin;Yu, Yeoung-Moon;Kim, Jae-Pil
    • Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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    • pp.209-211
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    • 2008
  • 본 연구에서는 실리케이트 적색 형광체의 신뢰성을 향상시키기 위하여 $SiO_2$ 박막을 졸-겔(sol-gel) 방법으로 코팅하였으며, 봉지재의 종류에 따른 코팅된 형광체의 신뢰성 변화를 조사하였다. 졸-겔 코팅 후 형광체 표면을 관찰한 결과 졸-겔 코팅이 잘 이루어 졌음을 알 수 있었으며, 4회 코팅 후 박막의 두께는 약 150nm였다. 코팅하지 않은 형광체의 경우 봉지재에 따른 차이는 있었지만 500시간 경과 후 효율 감소율은 30% 이상이었으며 코팅 한 형광체의 경우는 에폭시, JCR6175가 10${\sim}$25%, EG6301은 10% 이내의 효율 감소율을 보였다. 한편 색좌표 경우 에폭시 봉지재가 약 0.02의 변화를 EG6301 봉지재의 경우 0.01 이내의 변화를 보였다.

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Mn 도핑한 형광체 박막을 사용하여 제작한 백색 발광소자의 구조적 및 광학적 특성

  • Park, Seong-Su;Kim, Seok-Hyeon;Kim, Tae-Hwan;Gwon, Myeong-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.316-316
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    • 2011
  • 유기발광소자는 빠른 응답속도, 고휘도 및 면발광의 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이와 조명시장에서 주목을 받고 있다. 그 중 백색유기발광소자는 차세대 조명과 디스플레이의 백라이트로서 많은 연구가 진행되고 있으며, 다른 디스플레이에 비해서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 백색유기발광소자의 경우 복잡한 구조에 의한 공정비용의 증가, 낮은 효율 및 색안정성과 같은 문제점이 있다. 본 연구에서는 청색 인광 물질을 사용하여 고효율의 청색 유기발광소자를 제작하였으며, 졸-겔 방법으로 제작된 Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$ 녹색 무기물 형광체와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 적색 무기물 형광체를 제작된 청색 유기발광소자에 도포하여 백색 발광소자를 제작하였다. Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 무기물 형광체층은 청색 유기발광소자에서 발생하는 빛을 흡수하여 적색과 녹색의 빛으로 변환하기 때문에 백색 구현에 필요한 청색, 녹색, 적색의 빛을 모두 얻을 수 있다. 녹색과 적색의 무기물 형광체의 두께와 결정크기에 따른 광학적 특성 변화를 조사하여 최적의 백색 발광소자를 제작하였다. 주사전자현미경을 통해 무기물 형광체의 결정크기를 조사하였으며, 전압-휘도 특성으로 광학적 특성을 조사한 결과 제작한 백색 발광소자의 색좌표가 순백색에 가까운 값을 나타내었다. 색변환층으로 사용한 무기물 형광체의 구조적 및 광학적 성질에 대한 결과를 바탕으로 백색 유기발광소자의 발광메커니즘을 설명하였다.

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Synthesis of Zn2SiO4 : Mn Phosphor Particles by Spray-pyrolysis Method (분무 열 분해법을 이용한 Zn2SiO4 : Mn 나노 형광체의 광학적 특성에 관한 연구)

  • Nam, Sang-Hun;Kim, Myoung-Hwa;Lee, Sang-Duck;Boo, Jin-Hyo
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.19 no.1
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    • pp.66-71
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    • 2010
  • Spherical shape $Zn_2SiO_4:Mn$ phosphor particles with the mean particle size from submicron to micron sizes were prepared by ultrasonic spray pyrolysis method. A droplet separator was introduced to control the size distribution of the phosphor particles with spherical shape. The $Zn_2SiO_4:Mn$ phosphor particles with 2 mol% doping concentration of manganese have decay time and have photoluminescence intensities comparable with those of the latest commercial product prepared by the solid state reaction method. The size of the phosphor particles was decreased from 1 to 0.2 micrometers as the inorganic salt solution concentration was changed from 0 to 5 M. The phosphor particles prepared from the solutions above 0.5 M have photoluminescence intensities comparable with that of the latest commercial product.

Eu가 도핑된 CaMoO4 적색 형광체 박막의 특성

  • Kim, Jun-Han;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.184.2-184.2
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    • 2015
  • 최근에 적색 발광체를 개발하고자 무기물 모체에 다양한 활성제 이온을 주입하는 연구가 상당한 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 발광 효율이 높은 적색 형광체 박막을 제조하고자 활성제 이온 $Eu^{3+}$가 도핑된 $CaMoO_4:Eu^{3+}$를 라디오파 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 증착하였다. 두 종류의 박막을 성장하였는데, 한 종류는 증착 온도 ($100-400^{\circ}C$)를 달리하여 성장한 후 $570^{\circ}C$에서 열처리를 실시하였고, 다른 한 종류는 동일한 온도 $300^{\circ}C$에서 증착한 후에 열처리 온도(420, 470, 520, $570^{\circ}C$)를 변화시켜 제조하였다. 증착 온도와 열처리 온도에 따른 적색 형광체 박막의 흡광과 발광 특성, 결정 구조, 입자의 크기와 표면 형상, 밴드갭 에너지의 크기를 조사하였다. 열처리 온도에 따른 적색 형광체 박막의 경우에, 파장 308 nm로 여기 시켰을 때 발광 세기가 가장 강한 616 nm의 주 피크를 방출하는 적색 스펙트럼이 나타났으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 적색 발광 스펙트럼의 세기는 증가하는 경향을 보였다. 증착 온도 변화에 따른 형광체 박막의 경우에, 272 nm로 여기 시켰을 때 614 nm의 적색 발광 피크를 확인 할 수 있었다. 모든 박막의 결정 구조는 정방정계이었다.

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Properties of Powder and Phosphor as function of ZnO : Zn Oxygen Partial Pressure Prepared by Glycine Nitrate Process (GNP 방식으로 제조한 ZnO : Zn의 산소분압에 따른 분말특성 및 형광특성)

  • Choi, Woo-Sung;Park, Sung
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.1520-1522
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    • 1999
  • 저 전압용 형광체는 최근에 활발히 연구가 진행되고 있으며 가장 대표적인 형광체가 ZnO : Zn 녹색 형광체이다. ZnO : Zn 형광체는 자체발광형 형광체로써 ZnO을 환원분위기 하에서 열처리를 함으로써 얻을 수 있다. 본 연구에서는 자발착화 연소반응법(Glycine Nitrate Process)을 이용하여 ZnO : Zn 분말을 합성하고 형광특성 및 분말특성을 알아보았다. 출발물질로는 Zn Nitrate와 Glycine을 이용하였고 자발연소 반응이 발생하는데 적절한 글리신의 양을 확인하기 위해서 글리신과 양이온의 비를 변화시키며 ZnO를 합성하였다. 그리고 Zn Excess가 생겨난 양과 그에 따른 형광특성을 관찰하기 위해 $N_2$ 분위기에서 각기 $500^{\circ}C,\;750^{\circ}C,\;950^{\circ}C$의 온도에서 열처리를 행하였다. 제조된 ZnO 분말의 입자형태와 결정상태는 SEM과 XRD를 이용하여 분석하였고 TG-DTA를 측정하여 열처리 온도에 따른 질량감소(ZR excess)를 관찰하였다. 또 Particle size analyzer로 분말의 크기를 알아보았고 형광체로써의 발광특성을 살펴보기 위해 PL을 이용하여 발광피크를 관찰하였다.

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