| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 봄 (05/14 ~ 05/14, 강릉대학교) |
| 권호 | 10권 1호 |
| 발표분야 | Display |
| 제목 | SrS:Eu 적색 발광 형광체의 고상법에 의한 합성과 특징 |
| 초록 | 1. 서론 LED (Light Emitting Diode)는 고휘도를 나타낼 뿐만 아니라 백만 시간 이상의 긴 수명을 지닌다. 그리고 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 저 전압으로 구동 되며, 빠른 응답속도 및 작고 친환경적인 광원에 의하여 크게 각광 받고 있다. 백색 LED를 구현하는 방법으로는 R·G·B 삼색 칩을 이용하는 방법과 InGaN 청색 칩에 노란색 형광체(YAG:Ce)나 녹색과 적색 형광체를 이용하는 방법이 사용되고 있다. 본 실험은 장파장 영역에서 여기특성을 지니고 있어 LED용 적색 형광체로 적용 가능한 SrS:Eu 형광체에 대하여 연구하였다. SrS:Eu 형광체는 주로 장 잔광성과 열발광 특징을 보이며 Eu2+ 이온의 f-d 에너지 전이(4f65d→4f7)에 의해 600nm 부근에서 넓고 강한 발광효율을 나타내는 특징을 가진다. 2. 실험방법 본 실험은 황화물계 원료를 사용한 일반적인 고상 반응으로 고순도의 시료들을 일정의 조성이 되도록 각각을 정량한 다음 마노유발에서 보다 효과적인 혼합 및 분쇄를 위하여 아세톤을 사용해서 혼합하였다. 또한 3가 상태의 Europium을 2가의 상태로 환원시키기 위해서 시료를 5% H2/N2 분위기에서 SrS:Eu 형광체를 합성하였다. 출발물질로 Strontium계는 주로 SrS, SrSO4를 사용하고 SrCO3, Sr(NO3)3·xH2O 등은 Sulfur를 첨가하여 합성하였다. Europium계는 주로 EuS를 사용해 합성하였고, Eu2O3, Eu(NO3)3·xH2O, EuCl3, EuF3로 여기파장(nm)의 변화 및 Flux 효과가 나타났다. 혼합된 전구체의 소성온도는 900℃에서부터 1300℃ 까지, 2∼6시간 동안의 소결시간, 가스의 유량은 0cc/min∼400cc/min까지, 그리고 Europium의 도핑농도는 0.005mol∼0.3mol까지 변화시키며 합성하였다. 합성 되어진 Sr1-xS:Eux 형광체의 결정성 및 입자형상은 XRD (X-Ray Diffractometer)와 SEM (Scanning Electron Microscopy)을 이용하여 각각 분석하였다. 또한 발광특성은 Xe lamp를 이용하여 465nm의 여기 파장 하에서 측정하였다. 3. 결론 본 실험에서 SrS:Eu 형광체의 최적 합성 조건은 Europium이 0.2mol일 때 100cc/min의 가스 분위기 하에서 1050℃에서 3시간 열처리할 때 가장 좋은 발광효율을 나대타내는 것으로 조사되었다. 출발물질에 따른 발광특성은 SrSO4를 사용할 때 가장 좋은 것으로 나타났다. 그 이유는 SrS:Eu 형광체와 같은 경우 산소에 의한 결합이 형성됨에 따라 발광특성이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 황화물계로 합성되기 용이하며 일부의 산소를 포함할 수 있는 SrSO4가 좋은 효과를 나타내는 것이다. Europium 계열의 변화에도 EuCl3, EuF3 등은 Flux 효과를 나타내고 상이 낮은 온도에서 형성된다. 하지만 Halogen이 defect로 작용되어 효울은 크게 줄어들고 Emission 파장을 2~5nm 장파장 영역으로 이동된다. |
| 저자 | 김재명1, 김경남2, 박정규2, 김창해2, 장호겸1 |
| 소속 | 1고려대, 2한국화학(연) |
| 키워드 | LED; Red phosphor; SrS:Eu |
