• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.525-528
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• 1999

The luminescence of bismuth and cerium doped yttrium aluminum based Phosphors $Y_{3}$/Al$_{5}$/O$_{12}$ and (Y$_{0.8}$/Gd$_{0.2}$)$_3$Al$_{5}$/O$_{12}$ prepared by a solid-state reaction method were studied. These samples which were fired at 1, 20$0^{\circ}C$ show the characteristic X-ray diffraction patters for the main phase(420) of YAG. This study indicates that the both flux and remained bismuth after the firing phosphor materials give rise to affect the photoluminescence properties. Therefore, it was investigated that both the XRD patterns arid the PL properties were affected by the controlling experimental process variables.riables.les.

• 한국광학회지
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• 제24권2호
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• pp.64-70
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• 2013

본 논문에서는 청색 LED 칩에 YAG:Ce와 $(Sr,Ba)_2SiO_4:Eu$ 등 두 종류의 황색 형광체를 적용해서 제작한 백색 LED의 발광특성을 비교, 분석하였다. 두 백색 LED의 발광 스펙트럼의 특성을 분석하기 위한 수학적 함수 형태로써 Asymmetric double sigmoidal 함수를 적용할 수 있음을 확인하였고 이를 통해 발광 스펙트럼을 구성하는 피크들의 중심파장, 폭, 비대칭성에 대한 정보를 정량적으로 구해서 비교하였다. 분석 결과 실리케이트계 형광체의 발광 스펙트럼 폭이 YAG 형광체에 비해 더 좁아 연색지수의 측면에서 불리한 반면 구동전류에 따른 색도 안정성의 측면에서는 더 유리하다는 것을 확인하였다. 두 백색 LED의 발광효율은 구동전류의 증가에 따라 단조감소하였는데, 실리케이트 형광체 기반 LED의 발광효율이 YAG형광체 기반 LED에 비해 약 10~12 lm/W 정도 작음을 확인하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2004년도 Asia Display / IMID 04
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• pp.657-659
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• 2004

Trivalent cerium ($Ce^{3+}$) activated yttrium aluminum garnet ($Y_3Al_5O_{12}$, YAG) phosphor thin films were deposited on quartz glass substrates by rf magnetron sputtering. The effects of sputtering parameters and annealing condition on the luminescent properties were investigated. The sputtering parameters were $O_2$/Ar gas ratio, rf power, and deposition time. The films were annealed at 1200 $^{\circ}C$ for 5 hours in $N_2+$vacuum atmosphere. Polycrystalline YAG:Ce thin film phosphor could be obtained with a gas ratio of $O_2$/(Ar+$O_2$)=0.5 after post-annealing. PL spectra excited at 450 nm showed a yellow single band at 550 nm.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.18-21
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• 2017

본 연구에서는 homogeneous precipitation method를 통하여 구형의 단분산(monodispersed) YAG : $Ce^{3+}$를 합성했다. 단분산 YAG : $Ce^{3+}$의 전구체를 합성하는 과정에서 aluminum ion들이 먼저 석출되어 aluminum 화합물을 형성하고 후에 yttrium 화합물들이 aluminum 화합물들의 표면에서 석출된다. 합성된 전구체를 파우더형태로 얻기 위해 건조과정을 거치는데, oven에서 건조했을 때 보다 동결건조기에서 건조했을 때 비교적 구형의 단분산 YAG : $Ce^{3+}$ 입자를 얻을 수 있었다. 하소 과정에서 공정을 진행하는 온도로서 $1100^{\circ}C$와 $1200^{\circ}C$를 비교해 보았다. 실험 결과 $1200^{\circ}C$의 온도로 상압에서 6시간 동안의 하소 과정을 진행하였을 때 400~500 nm 입자크기를 가진 단분산된 구형의 나노 YAG : $Ce^{3+}$ 입자가 합성되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.386-386
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• 2012

For white light emitting diode (LED) applications, it has been reported that Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce) in nano-sized phosphor performs better than it does in micro-sized particles. This is because nano-sized YAG:Ce can reduce internal light scattering when coated onto a blue LED surface. Recently, there have been many reports on the synthesis of nano-sized YAG particles using bottom-up method, such as co-precipitation method, sol-gel process, hydrothermal method, solvothermal method, and glycothermal method. However, there has been no report using top-down method. Top-down method has advantages than bottom-up method, such as large scale production and easy control of doping concentration and particle size. Therefore, in this study, nano-sized YAG:Ce phosphors were synthesized by a high energy beads milling process with varying beads size, milling time and milling steps. The beads milling process was performed by Laboratory Mill MINICER with ZrO2 beads. The phase identity and morphology of nano-sized YAG:Ce were characterized by X-ray powder diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FESEM), respectively. By controlling beads size, milling time and milling steps, we synthesized a size-tunable and uniform nano-sized YAG:Ce phosphors which average diameters were 100, 85 and 40 nm, respectively. After milling, there was no impurity and all of the peaks were in good agreement with YAG (JCPDS No. 33-0040). Luminescence and quantum efficiency (QE) of nano-sized YAG:Ce phosphors were measured by fluorescence spectrometer and QE measuring instrument, respectively. The synthesized YAG:Ce absorbed light efficiently in the visible region of 400-500 nm, and showed single broadband emission peaked at 550 nm with 50% of QE. As a result, by considering above results, high energy beads milling process could be a facile and reproducible synthesis method for nano-sized YAG:Ce phosphors.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권1호
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• pp.71-76
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• 2019

Monochromatic amber phosphor in glasses (PiGs) for automotive LED applications were fabricated with $YAG:Ce^{3+}$, $CaAlSiN_3:Eu^{2+}$ phosphors and Pb-free silicate glass. After synthesis and thickness-thinning process, PiGs were mounted on high-power blue LED to make monochromatic amber LEDs. PiGs were simple mixtures of 566 nm yellow YAG, 615 nm red $CaAlSiN_3:Eu^{2+}$ phosphor and transparent glass frit. The powders were uniaxially pressed and treated again through CIP (cold isostatic pressing) at 200 MPa for 20 min to increase packing density. After conventional thermal treatment at $550^{\circ}C$ for 30 min, PiGs were applied by using GPS (gas pressure sintering) to obtain a fully dense PiG plate. As the phosphor content increased, the density of the sintered body decreased and PiGs containing 30 wt% phosphor had full sintered density. Changes in photoluminescence spectra and color coordination were investigated by varying the ratio of $YAG/CaAlSiN_3$ and the thickness of the plates. Considering the optical spectrum and color coordinates, PiG plates with $240{\mu}m$ thickness showed a color purity of 98% and a wavelength of about 605 nm. Plates exhibit suitable optical characteristics as amber light-converting material for automotive LED applications.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권5호
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• pp.212-217
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• 2021

Silica sol에 YAG 형광체를 첨가량별로 spin 코팅 후, 코팅막의 blue LED에서 백색광이 발현되는 정도와 표면 및 곡면 코팅용 binder로써, 적용가능성을 확인하였다. SEM, PSA를 통해YAG의 입자 크기는 D₅₀: 9~10 ㎛ 내외이며, XRD를 통해 YAG의 결정구조가 garnet(Y₃Al₅O₁₂), cubic인 것을 확인하였다. 코팅막은 crack이 없고 동시에 silica sol이YAG 형광체를 균질하게 도포된 형상을 보였으며, 첨가량 증가와 비례하게 코팅막 내에서 YAG 첨가량과 두께는 최대 40 ㎛까지 증가하는 추세를 보였다. 그리고 YAG 첨가량이 증가할수록 PL emission intensity 증가와 chromatic locus 곡선 끝 방향으로 색좌표 이동을 확인하였다. Soda-lime 유리기판 표면에 코팅 후, crack이 없으며 YAG 형광체가 균질하게 도포된 코팅성과 코팅막의 백색광 발현특성을 확인할 수 있었고 이는 직접적으로 LED에 다양한 형태의 형광 형상의 구현이 가능하다는 것을 의미한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.181-184
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• 2003

GaN계 청색 여기용 광원으로 최적인 $Y_{3}AI_{5}O_{12}:Ce$계 phosphor를 고상반응으로 제조하여 white LED용 yellow 형광체로 신뢰성을 검토하였다. 출발시료는 metal hydrous oxide로 합성한 분말에 활성제로서 $Ce^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키면서 로내의 온도와 시간을 변수로 하여 형광체를 제조하였다. 그 결과 $1650^{\circ}C$에서 2시간 소성시킨 분말의 경우, 입자 크기가 $3{\mu}m$이하인 순수 YAG 형광체를 얻을 수 있었으며 $Ce^{3+}$이온농도를 변화시킨 결과 0.03~0.05mol% 일 때가 가장 우수하여 해외제품수준을 능가하는 우수한 발광특성을 나타내었다. 이때 CIE1931 색좌표 값은 x=0.385, y=0.433으로서 green yellow 색을 나타내었다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 춘계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.142.2-142
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• 2003

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.185-185
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• 2012

중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.