• Title/Summary/Keyword: 적색 발광

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Synthesis and characterization of Y2O3 : Eu3+ red nano phosphor powders using RF thermal plasma (RF 열플라즈마를 이용한 Y2O3:Eu3+ 적색 나노 형광체 분말 합성)

  • Lee, Seung-Yong;Koo, Sang-Man;Hwang, Kwang-Taek;Kim, Jin-Ho;Han, Kyu-Sung
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.25 no.6
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    • pp.272-279
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    • 2015
  • $Y_2O_3:Eu^{3+}$ is an excellent red-emitting phosphor, which has been widely used for display devices due to highly luminescent property and chemical stability. In this study, $Y_2O_3:Eu^{3+}$ red phosphors were prepared using the solid state reaction and RF thermal plasma synthesis. The particle size of $Y_2O_3:Eu^{3+}$ phosphors obtained by the solid state reaction varied from 10 to $20{\mu}m$, and 30~100 nanometer sized $Y_2O_3:Eu^{3+}$ particles were obtained from a liquid form of raw material through RF thermal plasma synthesis without an additional heat treatment. Photoluminescence measurements of the obtained $Y_2O_3:Eu^{3+}$ particles showed a red emission peak at 611 nm ($^5D_0{\rightarrow}^7F_2$). PL intensity of red nano phosphors prepared by RF thermal plasma synthesis was comparable to that of red phosphors prepared by the solid state reaction, indicating that nano-sized $Y_2O_3:Eu^{3+}$ red phosphors could be successfully synthesized using one-step process of RF thermal plasma.

형광체를 사용한 색변환층을 가진 백색 유기발광 소자의 메커니즘 분석

  • Song, U-Seung;Kim, Dae-Hun;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.524-524
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    • 2013
  • 백색 유기발광소자는 전색 디스플레이나 조명용 광원으로 쓰일 수 있기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 백색 유기발광소자를 제작하기 위해서는 보통 청색, 녹색 및 적색을 가지는 발광층을 적층하거나 세 가지 색을 가지는 혼합하여 단일 발광층으로 제작할 수 있으나 구조가 복잡해지고 제작이 어려워지는 단점이 있다. 본 연구에서는 sol-gel 방법으로 제작된 무기물 형광체를 색변환 층으로 사용하였고, 청색 유기발광소자를 광원으로 하여 백색 유기발광소자를 제작하였다. 청색 유기 물질을 발광층으로 사용하여 제작한 청색 유기발광소자를 광원으로 사용하였고 다른 온도에서 소결된 무기물 형광체를 색변환층으로 사용하여 백색 유기발광소자를 제작하여 발광 특성을 관찰하였다. 다른 소결 온도에서 형성된 무기물 형광체의 주사 전자현미경 측정과 X-선 회절 층정을 통해서 무기물 형광체의 형성 및 표면 형태를 관찰하였다. 제작한 무기 형광체를 색변환층으로 사용하여 백색 유기발광소자를 제작하였고, 인가한 전압에 따른 전계발광 특성 변화를 통해서 색변환 메커니즘을 규명하였다.

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Cultivation of Chlorella Sp. Using Light Emitting Diode (발광다이오드를 이용한 클로렐라 배양 연구)

  • Lee, Tae-Yoon;Choi, Bo-Ram;Lee, Jea-Keun;Lim, Jun-Heok
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.33 no.8
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    • pp.591-597
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    • 2011
  • The purpose of this study was to determine optimum conditions for the cultivation of Chlorella sp. FC-21 using light emitting diodes (LEDs). Specific growth rate and cell concentration were measured for the reactors at the illuminations of different wavelengths of LEDs. Among various types of LEDs, red LEDs were the most effective light source, and also greatest increases of specific growth rate and cell concentrations were obtained when light intensity of red LEDs increased. The specific growth rate decreased when initial cell concentration increased due to the shading effect of each cell in the reactor. To determine beneficial effect of aeration to cell cultivation, micro-air bubbles were aerated at 0.35 vvm in the reactor at the illumination of red LEDs. Two and ten times greater specific growth rate and cell concentration were obtained when aeration was applied. From this study, we found that red LEDs with aeration were the most appropriate light source for the cultivation of Chlorella sp. FC-21.

Time-resolved Photoluminescence Study of Seven-stacked InAs/InAlGaAs Quantum Dots

  • O, Jae-Won;Gwon, Se-Ra;Ryu, Mi-Lee;Jo, Byeong-Gu;Kim, Jin-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.265-265
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    • 2011
  • 자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs: quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs QDs 시료는 single layer InAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs QDs (QD2)를 사용하였다. 두 시료 모두 저온 (10 K)에서 1,320 nm에서 PL 피크가 나타나고, 온도가 증가함에 따라 PL 피크는 적색편이 (red-shift)를 보였다. 양자점의 온도를 10 K에서 300 K까지 증가하였을 때 QD1은 178 nm 적색편이 하였으며, PL 스펙트럼 폭은 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 그러나 QD2는 264 nm 적색편이를 보였으며 PL 스펙트럼의 폭은 QD1 시료와 반대로 온도가 증가함에 따라 감소하였다. QD2의 아주 넓은 PL 스펙트럼 폭과 매우 큰 적색편이는 InAs 양자점 크기의 변화가 QD1에 비해 훨씬 크기 때문이다. QD2의 경우 InAs 층수(layer number)가 증가함에 따라 InAs QD의 크기가 점차 증가하므로 QD 크기의 변화가 single layer인 QD1 시료보다 훨씬 크다. QD1의 PL 소멸은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크 근처에서 가장 느린 소멸 곡선을 보이고, 파장이 더 증가하였을 때 PL 소멸은 점차 빠르게 소멸하였다. 그러나 QD2의 PL 소멸곡선은 파장이 증가함에 따라 점차 빠르게 소멸하였다. 이것은 QD2는 양자점 크기의 변화가 매우 크기 때문에 (lateral size=18~29 nm, height=2.8~5.9 nm) 방출파장이 증가함에 따라 양자점 사이의 파동함수의 겹침이 증가하여 캐리어의 이완이 증가하기 때문으로 설명된다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 10 K에서 150 K 까지는 소멸시간이 증가하였고, 150 K 이후부터는 소멸시간이 감소하였다. 온도가 증가함에 따라 소멸시간이 증가하는 것은 양자점에서 장벽과 WL (wetting layer)로 운반자(carrier)의 이동, 양자점들 사이에 열에 의해 유도된 운반자의 재분배 등으로 인한 발광 재결합으로 설명할 수 있다. 150 K 이상에서 소멸시간이 감소하는 것은 열적효과에 의한 비발광 재결합 과정에 의한 운반자의 소멸이 증가하기 때문이다. 온도에 따른 TRPL 결과는 두 시료 모두 150 K까지는 발광재결합이 우세하고, 150 K 이상에서 비발광재겹합이 우세하게 나타났다.

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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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    • 2013.08a
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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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Optical Simulation Study of the Improvement of Color-rendering Characteristics of White Light-emitting Diodes by Using Red Quantum-dot Films (적색 양자점 필름을 이용한 백색 발광 다이오드의 연색성 개선에 대한 광학 시뮬레이션 연구)

  • Lee, Gi Jung;Hong, Seung Chan;Lee, Jung-Gyun;Ko, Jae-Hyeon
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.32 no.4
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    • pp.163-171
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    • 2021
  • Conventional white light-emitting diodes (LEDs) for lighting applications consist of blue LEDs and yellow phosphors, the spectrum of which lacks deep red. To improve the color-rendering characteristics of white LEDs, a red quantum-dot film was applied to the diffuser plate of LED lighting. The mean free paths of the quantum dots and the concentration of the TiO2 particles in the diffuser plate were adjusted to optimize the optical structure of the lighting. The color-rendering index (CRI) was greater than 90 for most conditions, which demonstrates that adoption of the red quantum-dot film is an effective way for improving the color-rendering properties of conventional white LEDs. The angular dispersion of color coordinates could be removed by utilizing the optical cavity formed between the diffuser plate and the reflector on the bottom of the lighting, where multiple passages of the light through the quantum-dot film reduced the differences in optical path length depending on the viewing angle.

Effect of Annealing Temperature on the Properties of BaWO4:Eu Thin Films deposited by RF Magnetron Sputtering (RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착한 BaWO4:Eu 박막의 특성에 열처리 온도가 미치는 영향)

  • Jeong, U-Jin;Hwang, Su-Min;Park, Tae-Jun;Jang, Won-U;Kim, Chun-Su;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.160-160
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    • 2012
  • 라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 유리 기판 위에 Eu 이온이 도핑된 $BaWO_4$ 박막을 성장 시킨 후에 온도 범위 $400{\sim}550^{\circ}C$에서 급속 열처리를 수행하였다. 박막의 결정 구조와 표면 형상은 각각 x-선 회절법과 주사전사현미경으로 조사였다. 급속 열처리 온도에 관계없이 모든 적색 형광체 박막은 622 nm에 피크를 갖는 적색 발광을 나타내었고, 열처리 온도가 $400^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$로 증가함에 따라 적색 발광 스펙트럼의 세기는 감소하는 경향을 보였다.

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Luminescence Properties of Ba1-xMoO4:Eux3+ Phosphors Subjected to Eux3+ Concentration (Eu3+ 농도에 따른 Ba1-xMoO4:Eux3+ 형광체의 발광 특성)

  • Hwang, Su-Min;Park, Tae-Jun;Jeong, U-Jin;Jang, Won-U;Kim, Chun-Su;Jo, Sin-Ho
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.103-104
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    • 2012
  • 고상반응법을 사용하여 $Eu^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키면서 $Ba_{1-x}MoO_4:Eu{_x}^{3+}$ 형광체 분말을 제조하였다. 합성한 적색 형광체의 결정 구조, 표면 형상, 발광 및 흡수 스펙트럼은 각각 XRD, SEM, 자외선-가시광선 분광기를 사용하여 조사하였다. 형광체 분말의 결정 구조는 $Eu^{3+}$ 이온의 농도비에 관계없이 $2{\theta}=26.52^{\circ}$에 주 피크를 갖는 정방정계이었으며, 최대 적색 발광 스펙트럼은 618 nm에서 관측되었다.

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The Influence of Fluorescent Dye Doping on Efficiency of Organic Light-Emitting Diodes (형광염료 도핑이 유기발광소자의 효율에 미치는 영향)

  • Lee, jeong-gu
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.301-305
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    • 2008
  • An organic light-emitting diode(OLED) has advantages of low power driving, self light-emitting, wide viewing angle, excellent high resolution, full color, high reproduction, fast response speed, simple manufacturing process, or the like. However, there are still a number of challenges to get over in order to put it to practical use as a high performance display. First of all, the most important thing is to improve the efficiency of the OLED element in order to commercialize it. To this end, its efficiency can be improved by lowering the driving voltage through the improvement of structure of the OLED element and the application of new organic substance. Therefore, in this study, we have manufactured a red OLED element by applying fluorescent dyes to the emitting layer of the element having the structure of ITO/TPD/Znq2+DCJTB/Znq2/Al and the structure of ITO/CuPc/NPB/Alq3+DCJTB/Alq3/Al, in order to light-emitting various colors or improve the brightness and the efficiency, and then we have evaluated its electrical and optical characteristics.

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비 Cd계 양자점 합성 및 LED 응용

  • Kim, Yeong-Guk
    • Ceramist
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    • v.16 no.2
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    • pp.42-49
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    • 2013
  • 기존의 Cd계 양자점에 비해 독성 문제가 적은 비 Cd계 양자점은 합성 공정과 발광 특성 제어의 난이도로 인해 아직 Cd계 양자점에 비해 응용성이 떨어지는 상태이다. 또한 기존의 형광체와 같이 쓰이거나 이를 대체하기 위해서는 온도에 따른 발광안정성 확보가 필요하지만, 아직은 전이금속 도핑된 II-VI족 양자점을 제외하면 쉽지 않은 실정이다. 그러나 핵-껍질 구조 형성, 표면처리 등 많은 연구를 통해 Cd계 양자점과 거의 동등한 발광효율을 얻을 수 있게 되었으며, 발광의 색순도를 표시하는 발광선폭 역시 Cd계 양자점에 상당히 근접하였다. 특히 BLU 응용을 위해서는 좁은 발광선폭이 필수적이며 조명용 백색 LED 응용을 위해서도 색순도가 높으며 발광효율이 우수한 적색 형광입자의 필요성이 크다. 대표적인 비 Cd계 양자점인 InP의 경우 공유결합성이 커서 합성 과정에 어려움이 있으며, 표면 제어가 쉽지 않으나 부단한 연구개발을 통해 40~50 nm까지 발광선폭을 줄였으며, 발광효율도 거의 100%에 육박하는 값을 얻은 바 있다. 향후 좀더 많은 연구개발을 통해 발광 안정성이 우수하고 색순도가 높은 고특성 비 Cd계 양자점의 개발이 이루어 지면 조명용 LED나 디스플레이의 고성능화를 실현시키는 중요한 소재가 될 것으로 기대한다.

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