• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.150-156
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• 2009

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP)이 Liquid Crystal Display(LCD) 등 다른 대형 평면 디스플레이 분야와 경쟁하기 위해선 제품의 다양성과 발광 효율의 향상, 저가격화, 고화질화 등의 기술 발전이 요구된다. 본 논문에서는 우선 기존 PDP용 녹색 형광체의 특성과 문제점, 이를 해결하기 위한 방법에 대해 개괄적으로 논의한다. 또한, 제품의 다양성을 위해 개발 진행 중인 3D-PDP의 원리와 이의 실현을 위한 형광체의 요구 특성에 대해 기술한다. 대표적인 PDP용 녹색 형광체인 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체가 가진 문제점은 표면의 높은 음전하와 상대적으로 긴 잔광 시간으로 요약된다. 표면의 높은 음전하와 플라즈마의 가혹한 환경에 노출로 인한 열화 현상은 금속 산화물의 코팅을 통해 해결할 수 있음을 알 수 있었으며, 특히 $Al_2O_3$가 코팅되었을 때 가장 큰 효과를 볼 수 있음을 알 수 있었다. 상대적으로 긴 잔광 시간은 Mn 농도를 늘린 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체를 사용함으로 개선할 수 있고, 부족한 휘도는 $YBO_3:Tb$ 형광체를 혼합하여 사용함으로써 개선할 수 있었다. 아울러 본 연구에서는 $YBO_3:Tb$ 형광체 대신으로 115%의 휘도를 가지는 $(Y,\;Gd)Al_3(BO_3)_4:Tb$ 형광체의 사용이 가능함을 제안하였으며, 3D-PDP에 적용하기에 적합한 1 ms 내외의 잔광 시간을 가지는 $(Mg,\;Zn)Al_2O_4:Mn$ 형광체를 제안하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.659-663
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• 2011

[ $Y_{1-x}BO_3:Tb_x^{3+}$ ]ceramic phosphors were synthesized with changing the concentration of $Tb^{3+}$ at a sintering temperature of $1,100^{\circ}C$ and a reduction temperature of $950^{\circ}C$ by using a solid-state reaction method. The crystal structure, surface morphology, and photoluminescence properties of the phosphors were investigated as a function of $Tb^{3+}$ ion concentration by using XRD (x-ray diffractometer), scanning electron microscopy, and photoluminescence spectrophotometry, respectively. The XRD results showed that the main peak of the phosphor powders occurs at (101) plane. As for the photoluminescence properties, the excitation spectra showed the broad band centered at 306 nm and the emission intensity of the spectra peaked at 543 nm indicated a significant decrease as the concentration of $Tb^{3+}$ ion is increased.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.108-111
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• 2016

$Y_2O_3-H_3BO_3:Eu^{3+}$ powders are synthesized using a mechanical alloying method, and their photoluminescence (PL) properties are investigated through luminescence spectrophotometry. For samples milled for 300 min, some $Y_2O_3$ peaks ([222], [440], and [622]) and amorphous formations are observed. The 300-min-milled mixture annealed at $800^{\circ}C$ for 1 h with Eu = 8 mol% has the strongest PL intensity at every temperature increase of $100^{\circ}C$ (increasing from 700 to $1200^{\circ}C$ in $100^{\circ}C$ increments). PL peaks of the powder mixture, as excited by a xenon discharge lamp (20 kW) at 240 nm, are detected at approximately 592 nm (orange light, $^5D_o{\rightarrow}^7F_1$), 613 nm, 628 nm (red light, $^5D_o{\rightarrow}^7F_2$), and 650 nm. The PL intensity of powder mixtures milled for 120 min is generally lower than that of powder mixtures milled for 300 min under the same conditions. PL peaks due to $YBO_3$ and $Y_2O_3$ are observed for 300-min-milled $Y_2O_3-H_3BO_3$ with Eu = 8 mol% after annealing at $800^{\circ}C$ for 1 h.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.176-181
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• 2011

$Y_{1-x}BO_3:Ce_x^{3+}$ 세라믹 청색 형광체를 고상 반응법을 사용하여 $Ce^{3+}$ 이온의 농도를 변화시키면서 합성하였다. 청색 형광체의 결정 구조, 표면 형상과 광학 특성은 각각 X-선 회절 장치(XRD), 주사전자현미경, 광여기 및 발광 분광기를 사용하여 측정하였다. XRD 결과로부터 합성된 모든 형광체 분말의 주 피크는 (401)와 ($31\bar{2}$)면에서 발생한 회절 신호이었다. 광학 특성의 경우에, $Ce^{3+}$ 이온의 농도비가 0.10 mol일 때 여기 스펙트럼은 243 nm에서 발생하였고, 469 nm에 피크를 갖는 최대의 청색 형광 스펙트럼이 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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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.