• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.181-181
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• 2013

최근에 형광체 결정 입자의 크기와 적당한 활성제 이온의 종류를 선택하여 우수한 발광 특성을 갖는 세라믹 형광체를 합성하고자 많은 노력을 경주하고 있다. 본 연구에서는 비교적 간단한 장비로 구성되며, 볼밀을 통하여 초기 물질들을 혼합하고 분쇄하여 최적의 형광 특성을 갖는 형광체 분말을 비교적 용이하게 합성하기에 적합한 고상반응법을 사용하여 적색, 황색, 녹색 형광체 La2WO6:RE3+ (RE=Eu, Dy, Tb)를 제조하고자 한다. 사용한 초기 물질은 (99.99% 순도), (99.99%), (99.9%), (99.9%) (99.9%)을 화학 정량으로 준비하였고, 활성제 이온의 함량비를 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.20 mol로 각각 변화시켜 형광체를 제조하여 그것의 발광과 흡광, 결정 입자의 크기와 형상을 조사하였다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 전형적인 이온의 (j=1-4) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 적색 발광 파장은 611 nm에서 관측되었으며, 이온의 함량비가 0.15 mol에서 발광 피크가 장파장 쪽으로 10 nm 이동하였으며, 세 종류의 발광 스펙트럼의 세기는 최대를 나타내었다. 이온의 함량비가 더욱 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였다. 이 현상은 농도 소광 현상으로 해석 할 수 있다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 이온의 전형적인 전이에 의한 발광 스펙트럼이 관측되었으며, j=13/2에서 가장 강한 황색 발광이 피크 581 nm에서 관측 되었다. 상대적으로 발광 세기가 약한 484 nm에 정점을 갖는 청색 발광스펙트럼은 전이 신호이다. 이온의 함량비가 0.10 mol 일 때 세 영역의 발광 스펙트럼의 세기는 최대를 나타내었다. 이온의 함량비가 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였다. 주 흡광 스펙트럼은 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 파장 250 nm에서 관측되었다. 이온이 도핑된 형광체의 경우에, 이온의 함량비에 관계없이 모든 형광체 분말은 발광 세기가 제일 강한 550 nm의 피크를 갖는 녹색 발광과 상대적으로 발광 세기가 약한 495와 590 nm에 피크를 갖는 청색과 주황색 발광 스펙트럼들이 각각 관측되었다. 이 발광 신호들은 Tb3+ 이온의 5D47Fj (j=4, 5, 6) 전이에 의해 발광된 신호임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.180-180
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• 2013

희토류 이온이 치환 고용된 실리케이트계 형광체는 자외선으로 여기될 때 높은 발광 효율을 나타내기 때문에 광전 소자, 레이저, 형광램프에 응용할 수 있는 발광 재료로 상당한 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 고상반응법을 사용하여 초기 물질 (99.99% 순도), (99.99%), (99.9%), (99.9%)을 화학 정량으로 준비하여 활성제 이온 Eu3+와 Sm3+의 함량비를 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.20 mol로 변화시켜 BaSiO3:RE3+ (RE=Eu, Sm) 형광체를 제조하여 그것의 발광과 흡광 특성을 조사하였다. Eu3+ 이온이 도핑된 BaSiO3 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 모든 시료에서 전이에 의한 발광 스펙트럼을 보였으며, 특히 j=2에서 가장 강한 적색 형광이 피크 620 nm에서 관측되었다. 상대적으로 발광 세기가 약한 595 nm 에 정점을 갖는 주황색 발광과 705 nm 에 피크를 갖는 적색 발광 스펙트럼이 관측되었다. Eu3+ 이온의 함량비가 0.15 mol 일 때 세 영역의 발광 스펙트럼의 세기는 최대값을 나타내었다. 주흡광 스펙트럼은 Eu3+ 이온의 함량비에 관계없이 397 nm에서 관측되었다. Sm3+ 이온이 도핑된 BaSiO3 형광체의 경우에, 모든 시료는 Sm3+ 이온의 함량비에 관계없이 전이에 의한 발광 스펙트럼을 보여주고 있으며, 특히 j=7/2에서 가장 강한 주황색 형광이 피크 603 nm에서 관측되었다. 상대적으로 발광 세기가 약한 567 nm에 정점을 갖는 황색 발광과 651 nm에 피크를 갖는 적색 발광 스펙트럼이 관측되었다. Sm3+ 이온의 함량비가 0.05 mol 일 때 세 종류의 발광 스펙트럼의 세기는 최대값을 나타내었다. Sm3+ 이온의 함량비가 더욱 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였는데, 이 현상은 농도 소광 현상에 기인함을 알 수 있었다. 주 흡광 스펙트럼은 Sm3+ 이온의 함량비에 관계없이 406 nm에서 관측되었으며, 이밖에도 상대적으로 세기가 약한 흡광 스펙트럼이 237 nm, 377 nm와 476 nm에서 관측되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.165-165
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• 2013

희토류 발광 물질은 4f 껍질에 위치하는 전자의 독특한 특성 때문에 발광 소자와 디스플레이에 그 응용성을 확장하고 있다. 본 연구에서는 고효율의 적색과 주황색 형광체를 합성하기 위하여 모체 격자 CaNb2O6에 희토류 이온인 유로퓸과 사마륨을 치환 고용하여 최적의 합성 조건을 조사하였다. Ca1-1.5xNb2O6:REx3+ (RE=Eu, Sm) 형광체 분말 시료는 고상반응법을 사용하여 활성제 이온인 Eu3+와 Sm3+의 농도비를 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20 mol 로 변화시키면서 합성하였다. 초기 물질 CaO, Nb2O5, Eu2O3와 Sm2O3을 화학 적량으로 측정하고, 400 rpm의 속도로 24시간 밀링 작업을 수행한 후에, 건조기 $60^{\circ}C$에서 28시간 건조하고, 시료를 막자 사발에서 갈아 세라믹 도가니에 담아 튜브형 전기로에서 분당 $5^{\circ}C$의 비율로 승온시켜 $500^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소와 $1,100^{\circ}C$에서 6시간 소결하여 합성하였다. Eu3+가 도핑된 경우에, 발광 스펙트럼은 Eu3+ 이온의 농도비에 관계없이 강한 적색 발광 스펙트럼이 616 nm에서 관측되었다. 이외에도, 596 nm와 708 nm에서 상대적으로 발광 세기가 약한 주황색 발광과 적색 발광 신호가 검출되었으며, 541 nm에서는 매우 약한 녹색스펙트럼이 관측되었다. Eu3+ 이온의 농도비에 0.01 mol에서 0.15 mol로 증가함에 따라 주발광 신호의 세기는 점점 증가하였으며, 0.15 mol에서 최대 발광 세기를 나타내었다. Eu3+ 이온의 농도비가 0.20 mol 로 더욱 증가함에 따라 주 피크의 세기는 농도 소강 현상에 의하여 현저히 감소함을 보였다. 한편, 주된 흡광 스펙트럼은 279 nm에서 나타났는데, 이것은 전하전달밴드 신호이다. Sm3+가 도핑된 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 모든 시료의 경우에 613 nm에서 강한 적주황색 발광 스펙트럼이 관측되었고, 상대적으로 세기가 약한 570 nm와 660 nm에 피크를 갖는 황색과 적색 발광 스펙트럼이 발생하였다. 흡광과 발광 스펙트럼의 최대 세기는 0.05 mol에서 나타났으며, Sm3+ 이온의 농도비가 더욱 증가함에 따라 흡광과 발광 세기는 급격하게 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.164-164
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• 2013

최근에 희토류 이온이 치환 고용된 실리케이트계 형광체를 발광 소자, 레이저, 광전 소자에 응용하기 위한 연구에 많은 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 고상 반응법을 사용하여 초기 물질 CaO (99.99% 순도), SiO2 (99.99%), RE2O3 (RE=Sm3+, Tb3+, 99.9%)을 화학 적량으로 준비하여 활성제 이온 Sm3+과 Tb3+이온의 함량비를 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.20 mol로 변화시켜 Ca2SiO4:RE3+ 형광체를 제조하여 그것의 발광과 흡광 특성을 조사하였다. Sm3+ 이온이 도핑된 Ca2SiO4 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 Sm3+ 이온의 함량비에 관계없이 모든 시료에서 602 nm에 피크를 갖는 강한 주황색 발광 스펙트럼, 상대적으로 발광 세기가 약한 569 nm에 정점을 갖는 황색 발광과, 652 nm와 711 nm에 피크를 갖는 적색 발광 스펙트럼이 관측되었다. Sm3+ 이온의 함량비가 0.01 mol 일 때 세 영역의 발광 스펙트럼의 세기는 최대값을 나타내었다. Sm3+ 이온의 함량비가 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 감소하였다. 이 현상은 농도 소광 현상에 기인함을 알 수 있었다. Sm3+ 이온이 도핑된 형광체 분말의 경우에, 주 흡광 스펙트럼은 Sm3+ 이온의 함량비에 관계없이 408 nm에서 관측되었으며, 이밖에도 상대적으로 흡광 세기가 약한 349 nm, 367 nm, 476 nm에서 흡광이 발생하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.122-122
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• 2010

백색 유기발광소자를 제작하기 위한 여러 가지 유기물층을 사용할 때 제작공정이 어려워지고 유기발광소자의 발광 효율이 저하되고 색안정성이 나빠지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 Zn2SiO4:Mn 무기물 형광체를 사용한 유무기 혼성 유기발광소자를 제작하고 발광 메카니즘을 조사하였다. 색변환층으로 사용되는 Zn2SiO4:Mn 형광체는 졸겔 방법을 사용하여 형성하고 비이클용액 및 열처리 공정을 사용하여 유리기판 위에 도포하였다. 형성된 Zn2SiO4:Mn 형광체 층에 대하여 X선 회절측정한 결과는 형광체내의 Zn 이온이 도핑된 Mn 이온에 대체되었음을 보여준다. 제작된 진청색 OLED의 전계발광 스펙트럼은 461 nm 에서 peak 을 나타내고 Zn2SiO4:Mn 무기물 형광체는 470 nm에서 여기 되어 Mn 이온의 4T1-6A1 전이에 의하여 527 nm에서 발광을 한다. Zn2SiO4:Mn 무기물 형광체를 사용한 유기발광소자의 전계발광스펙트럼에서 나타나는 527nm peak 은 Zn2SiO4:Mn 무기물의 색변환에 의해 나타난 결과로서 제작된 유기발광소자에서 발광된 빛을 청색에서 녹색으로 변환한 결과이다. Zn2SiO4:Mn 무기물 색변환층을 사용하여 제작된 무기물/유기물 유기발광소자의 발광 메카니즘은 전계발광스펙트럼 및 광루미네센스 스펙트럼 결과를 기초로 설명하였다. 이 결과는 녹색 무기물 형광체를 진청색 유기발광소자와 결합하여 제작된 유기발광소자의 발광색을 조절할 수 있음을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.274-274
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• 2011

백색 유기발광소자는 일반적으로 적색, 청색 및 녹색의 삼원색을 혼합하여 제작하거나 청색 유기발광소자의 빛을 일부 변환시켜 적색 혹은 녹색을 발생하여 백색을 발광하는 구조를 가진다. 백색을 구현하기 위한 삼원색 조합법은 소자의 구조가 복잡하고 제조단가가 상승하며 제작 된 백색 유기 발광 소자내의 발광 영역을 담당하는 물질의 빠른 열화 때문에 발광 스펙드럼에 변화가 생길 수 있다. 본 연구에서 제안하는 색변환 방법은 최적화된 청색 유기발광소자에서 발광된 빛을 색변환 무기물 형광체 층에 의해 재흡수하고 재발광하는 과정에 의해 빛이 발생되기 때문에 색변환 무기물 형광체 층을 사용한 유기발광소자는 구조가 단순하며 무기물 형광체가 외부노출에 안정하기 때문에 상대적으로 안정된 동작이 가능하다. 청색 유기 발광 소자의 효율이나 휘도를 개선하면 소자의 성능이 향상될 수 있는 구조적 장점이 있다. 그러나 기존에 일반적으로 제조하던 방법인 고상반응법에 의한 형광체입자의 크기는 ${\mu}m$ 이상이며 형태도 불규칙한 단점이 있다. 본 연구에서는 졸겔방법으로 녹색 무기물 형광체 $Zn_2SiO_4:Mn$를 제작하였고 청색 형광 유기 발광 소자에 적용하였다. X-선 회절측정 결과는 형성된 녹색 무기물 형광체내의 Zn 이온이 도핑된 Mn 이온에 대체되었음을 보여주었다. 제작된 진청색 형광 OLED의 전계발광 스펙트럼은 461nm에서 발광 스펙트럼을 나태내고 녹색 무기물 형광체는 470 nm에서 여기되어 Mn 이온의 $^4T_1-^6A_1$ 전이에 의하여 526 nm에서 발광을 한다. 이 과정에서 색변환층의 두께가 0.3 mm 이상일 때 461 nm의 발광스펙트럼의 세기가 급격히 줄어들었다. 이 결과는 제작된 녹색 무기물 형광체를 진청색 유기발광소자와 결합하고 색변환층의 두께를 변화하여 제작된 유기발광소자의 발광색을 조절할 수 있음을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.154-154
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• 2015

최근에 백색 발광 소자와 조명 장치에 응용하기 위하여 희토류 이온이 도핑된 산화물 형광체의 제조에 많은 노력이 경주되고 있다. 본 연구에서는 $Eu^{3+}$ 이온이 첨가된 $La_2MoO_6$ 형광체를 고상반응법을 사용하여 합성하였다. $La_2MoO_6:Eu^{3+}$ 형광체 분말 시료는 활성체 $Eu^{3+}$ 이온의 함량을 0, 0.01, 0.05, 0.10, 0.15, 0.2 mol로 변화시켜 볼밀과 건조 작업을 거쳐 $400^{\circ}C$에서 3시간 동안 하소 공정과 $1100^{\circ}C$에서 5시간 동안 소결 공정을 수행하여 합성하였다. 흡광 스펙트럼의 경우에, 양이온 $Eu^{3+}$와 음이온 $O^{2-}$ 사이의 전하 전달 밴드에 의해 250~370 nm 영역에 폭넓게 발생한 흡광 신호와 370~450 nm 파장 영역에 발생한 다수의 약한 $Eu^{3+}$ 이온의 흡광 스펙트럼으로 구성되었다. 발광 스펙트럼의 경우에, 파장 333 nm로 여기시켰을 때, 620 nm에서 최대 세기를 갖는 적색 발광 신호, 593 nm의 주황색 발광 스펙트럼과 704 nm의 적색 발광 스펙트럼이 관측되었다. 620 nm에서 관측된 적색 발광 신호의 세기는 활성체 이온 $Eu^{3+}$의 함량이 0.20 mol일 때 최대이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.892-898
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• 1990

본 연구에서는 소형 연소로에서 단입자 석탄화염을 형성하고 스펙트럼 분석기 를 통하여 순간적으로 입자 발광스펙트럼을 획득하고 이를 컴퓨터에서 분석하는 장치 를 구성하였다. 입자로부터의 발광신호(luminous signature)를 측정하여 연소과정에 서의 복사거동을 파악하여 이로부터 광학적 온도측정을 하는 방법을 보고하다. 본 논문에서는 미분탄 입자 화염의 in-situ측정에 의한 스펙트로스코피 방법을 보고하는 데에 중점이 있으므로 전형적인 화염의 스펙트럼에 의한 자료분석 방법을 제시하였고 화염조건에 따른 결과치의 변화상황은 별도로 보고한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.164-164
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• 2015

최근에 고효율의 적색 발광체를 개발하고자 무기물 모체에 다양한 활성제 이온을 주입하는 연구가 상당한 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 발광 효율이 높은 적색 형광체 분말을 제조하고자 두 종류의 활성제 이온 $Eu^{3+}$와 $Sm^{3+}$가 도핑된 $Y_2MoO_6$형광체 분말을 고체상태 반응법을 사용하여 전기로에서 $400^{\circ}C$에서 하소와 $1100^{\circ}C$에서 소결공정을 통하여 제조하였다. 활성제 이온의 몰 비에 따른 적색 형광체의 결정 구조, 발광과 흡광 스펙트럼을 조사하였다. 파장 299 nm로 여기 시킨 $Y_2MoO_6:Eu^{3+}$ 경우, 발광 세기가 가장 강한 611 nm의 주 피크를 방출하는 적색 스펙트럼이 관측되었으며, 함량이 0.01 mol에 0.2 mol로 증가함에 따라 611 nm의 주 적색 발광 스펙트럼의 세기가 증가하는 경향을 나타내었다. 파장 611 nm로 제어한 흡광 스펙트럼은 299 nm에 피크를 갖는 전하전달밴드 (CTB) 이었다 [그림 참조].

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.174.1-174.1
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• 2013

최근에 우수한 광학적 특성과 높은 화학적 안정성을 갖는 적황색 형광체 개발에 많은 노력이 경주되고 있다. 본 연구에서는 고상반응법을 사용하여 모체 결정 $YNbO_4$에 $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$이온의 농도를 각각 체계적으로 치환 고용하여 발광 효율이 높은 적색과 황색 형광체를 제조하였다. 특히, $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$이온의 농도를 달리하여 합성한 형광체 분말의 결정구조, 표면형상, 흡광과 발광 스펙트럼을 비교 분석하여 최적의 이온 농도를 조사하였다. 합성된 형광체 분말의 회절상은 $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$이온의 함량비에 관계없이 모든 형광체 분말 시료는 약 $28,6^{\circ}$ 에서 최대값을 갖는 (021)면에서 발생하였고, 형광체 분말은 JCPDS #72-2077에 제시된 회절상과 일치하는 단사정계 결정 구조임을 확인 하였다. $Dy^{3+}$이온의 함량비가 0.01 mol에서 주 회절 피크의 세기는 최대이었으며, 함량비가 더욱 증가함에 따라 회절 피크의 세기는 점점 감소하였다. 이에 반하여, $Eu^{3+}$가 도핑된 형광체는 함량비가 0.15 mol일때 최대 회절피크가 관측되었다. $Dy^{3+}$이온이 도핑된 $YNbO_4$ 형광체의 경우에 두 종류의 흡광 스펙트럼이 관측되었다. 첫째는 약 267 nm를 피크로 하여 230~300 nm 영역에 걸쳐 폭넓게 분포하는 흡광 스펙트럼이고, 두 번째는 약 356, 393, 456 nm에 피크를 갖는 상대적으로 세기가 약하고 밴드폭이 좁은 흡광 스펙트럼이 관측되었다. $Eu^{3+}$이온이 도핑된 형광체 분말의 주 흡광 스펙트럼은 약 270 nm에 피크를 갖는 폭넓게 분포하는 전하전달 밴드이었다. $YNbO_4$ 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$이온이 도핑된 경우에 620 nm에 강한 세기를 갖는 적색 발광이 관측되었고, $Dy^{3+}$이온이 도핑된 경우에는 580 nm에 최대 발광세기를 갖는 황색 발광 스펙트럼이 나타났다.