Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Synthesis and Anaiysis of Photohnninescence Properties of $^5D_1$→$^7F_1$ Transition in $LaGaO_3$:$Eu^{3+}$ Red Phosphor

$LaGaO_3$:$Eu^{3+}$형광체의 합성 및 발광 특성

  • Kim, Kyoung Hwa (Dept. of Ceramic engineering Yonsei University) ;
  • Choi, Yoon Young (Dept. of Ceramic engineering Yonsei University) ;
  • Sohn, Kee Sun (Advanced materials division Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Kim, Chang Hae (Advanced materials division Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Park, Hee Dong (Advanced materials division Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Choe, Se Young (Dept. of Ceramic engineering Yonsei University)
  • 김경화 (연세대학교 공과대학 세라믹공학과) ;
  • 최윤영 (연세대학교 공과대학 세라믹공학과) ;
  • 손기선 (한국화학연구소 화학소재6팀) ;
  • 김창해 (한국화학연구소 화학소재6팀) ;
  • 박희동 (한국화학연구소 화학소재6팀) ;
  • 최세영 (연세대학교 공과대학 세라믹공학과)
  • Published : 20001000
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Abstract

FED has deserved an intensive attentioD as a new flat panel display. The present investigationaims at undemtanding the photoluminescence and cathodoluminescent properties of hGaO$_3$: $Eu^{3+}$ phosphor bytaking into account the possibility that this phosphor could be applied for FED. In onler to investigate on.sucha detailed behavior; 8everM experimental skil18 Je conducted to the LaGaO$_3$:$Eu^{3+}$ phosphoL The excimtion srectrum artd emission spectmn were rnezsured in the UV range and then decay curve of $^5D_0$+$^7F_j$transitions\vas examined. The decay behavior of $^5D_0$ emission was anMyzed by a newly Iuoposed cross-relaxation mech-ani8In in asswiation with inteFwnter di1ffision (or migration). The cross-mlaxation from $^5D_0$ to CTB (Cha'geTransfer Band) wuld be a quite retsonable by considering the excitation spectrum. It could be also found thatthe quenching type was changed from ditfrsion controlled process to the direct quenching process -s inJeasing $Eu^{3+}$ oncntration.

최근 정보 표시 소자로 전계 방출 표시 소자(FED),PDP.LCD 등이 주목받고 있다. 음극선 발광 형광체는 FED뿐만 아니라 형광 표시판(VFD) 등이 중요한 핵심 소자이다. 따라서 본 연구에서는 FED에 응용 가능한 새로운 모체 탐색을 시도하였고 $LaGaO_3$모체에 $Eu^{3+}$를 첨가한 적색 형광체를 합성하여 광 특성을 분석하였다. $Eu^{3+}$의 농도에 따른 발광 스펙트럼, 여기 스펙트럼과 잔광 시간 곡선을 통해 $LaGaO_3$: $Eu^{3+}$의PL거동을 규명하였다. 잘 알려진 $Eu^{3+}$ 캐스캐이딩(cascading)과 다중 음향 양자(multiphonon emisson)에 의한 cross-relaxation은 $LaGaO_3$: $Eu^{3+}$ 형광체에서도 확인되었다. 또한, Inokutti-Hirayama식으로 부터 결정된 $Eu^{3+}$ 사이의 다중극자 상호 작용(multipolar interaction)유형은 이중 극자 상호 작용(dipole-dipole interaction)으로 밝혀졌다. 본 연구를 통해 $^5D_0$ 전이의 직접 소광 기구(direct quenching mechanism)를 새롭게 제안하였다. 소광 유형은 농도에 의존하며, 0.2몰 이하에서는 확산 율속 단계에 의한 소광 현상이 우세하다가 0.3몰 이상 부터는 $^5D_0$에서 전하 이동 띠(Charge Transfer Band,CTB)로 전이되는 직접 소광 유형이 지배적이다. 음극선 거동은 800V의 가속 전압하에서 여기시켜 측정하였고, PL거동과 같이 0.125몰일때 가장 큰 615nm의 발광 휘도를 나타내었다.

Keywords

References

  1. J. Electrochem. Soc. v.140 no.3 Yamashita, N.
  2. optical properties of Ions in crystals Weber, M.J.;Crosswhite, H.M;Moos, H.W.
  3. J. Phys. Rev. B. v.8 no.1 Weber, M. J.
  4. J. Raman. Spectrosc. v.30 Tompsett, G. A.;Sammes, N. M.;Phillips, R.J.
  5. J. Chem. Phys. v.43 Inokuti, M.;Hirayama, F.
  6. J. Phys. Soc. Jpn. v.22 Yokota, M.;Tanimoto, O.
  7. J. Phys. Rev. B. v.6 van der Ziel, J.P.;Kopf, L.;van Vitert, L.G.
  8. J. Phys. Rev. B. v.2 van der Ziel, J.P.;Ostermayer Jr., F.W.;van Vitert, L. G.
  9. J. Lumin. v.35 Buijs, M.;van Vliet, J. P. M.;Blasse, G.
  10. J. Chem. Phys. v.75 Kellendonk, F.;Blasse, G.
  11. Phys. Stat. Sol. B. v.126 Goede, O.;Heimbrodt, W.;Thong, D. D.
  12. J. Lumin. v.68 Hayakawa, T.;Kamata, N.;Yamada, K.
  13. J. Electrochem. Soc. v.141 Bathou, C.;Benoit, J.;Benalloul,P.;Morrel, A.
  14. Philips Res. Repts. v.6 Blasse, G.