| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | Display |
| 제목 | 졸-겔법에 의한 LED용 M3MgSi2O8 (M=Ba, Sr, Ca) 형광체의 제조 및 발광특성 |
| 초록 | 1. 서 론 1990년대 후반에 들어서 고휘도 청색 LED의 상용화가 이루어짐에 따라 청색 LED를 여기 광원으로 사용하고 황색 빛을 내는 YAG:Ce 형광물질을 접목시킨 백색 LED가 개발되었다. 그러나, 가시광선 영역에서 우수한 발광특성을 내는 YAG:Ce을 제외하면 일반적으로 알려진 형광체는 380nm 이상의 장파장 자외선 하에서 낮은 휘도를 나타낸다. 또한 청색 발광을 하는 GaN에 YAG:Ce을 도포하는 경우, 색순도 면에서 순수한 백색이 아닌 청색 빛이 강한 백색 발광을 하게 된다. 따라서 장파장 자외선을 여기원으로 하는 장파장 자외선 UV Chip에 적색, 녹색, 청색 발광을 하는 형광체를 도포하는 방법으로 저비용, 고효율 및 우수한 색순도를 가진 백색 LED의 제조가 가능하다. 이러한 점에서 LED와 형광체를 결합시켜 새로운 형태의 LED를 개발하기 위해서는 고효율 발광의 자외선 LED개발과 더불어 이에 도포하기에 적합하고 발광강도가 우수한 형광체의 개발이 매우 중요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 백색 LED 구현을 위해 장파장 UV에서 높은 발광특성을 가지는 적색, 녹색, 청색 형광체 중에서 청색 형광체를 개발하고자 한다. 장파장 UV영역 하에서 비교적 우수한 발광강도를 갖는 청색 형광체로는 Ba3MgSi2O8:Eu, Sr3MgSi2O8:Eu, Ca3MgSi2O8:Eu, BaMgAl10O17:Eu, Sr5(PO4)3Cl:Eu, (Sr,Mg)5(PO4)3 Cl:Eu 등이 있다. 이중에 Ba3MgSi2O8:Eu, Sr3MgSi2O8:Eu 및 Ca3MgSi2O8:Eu, 형광체는 램프용 형광체로 장파장 UV영역 (405nm)에서 높은 발광강도로 백색 LED 구현 시, 가장 좋은 색순도를 가질 수 있다. 이로부터 InGaN계의 LED에서 나오는 장파장 UV자외선을 여기원으로 하여 적색, 녹색, 청색 형광체를 도포함으로써 백색 LED의 구현이 가능하다고 여겨진다. 2. 실험방법 졸-겔법을 이용한 형광체의 합성방법은 먼저 일정량의 TEOS를 에탄올에 용해시키고, 여기에 Ba 또는 Sr, Ca와 Mg 및 Eu을 일정량의 물에 녹여 혼합하였다. 이 때, TEOS와 H2O의 비를 알맞게 조절하여 겔화가 되기 위한 최적조건을 택하였고, pH가 겔화와 형광체의 발광특성에 미치는 영향을 조사하였다. 혼합액을 70℃의 항온조에 환류시켜 장시간 유지하여 겔을 형성시켰다. 또한 건조온도가 형광체의 발광특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 겔 상태의 시편을 80℃~200℃(20~24시간)의 각각 다른 조건에서 건조한 후, 800℃에서 4시간 동안 1차 열처리하여 분쇄하였다. 이를 다시 1300℃에서 3시간 동안 환원분위기에서 열처리하였고, 이때 Eu이온을 모두 Eu2+로 환원시키기 위해서 25%H2/75%N2가스를 사용하였다. |
| 저자 | 안중인1, 한정화2 |
| 소속 | 1한국화학(연), 2한라대 |
| 키워드 | LED; phosphor; silicate |
