• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.185-185
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• 2003

백색 LED를 실현하는 방법의 하나로 UV LED와 적, 녹, 청의 3색 형광체를 이용하는 방법이 주목받고 있다. 이것은 연색성과 색온도 제어 특성이 뛰어나다. 그러나 기존의 형광체는 단파장, 약 250nm 전후, 에서 여기되는 특성을 갖고 있기 때문에 near UV(nUV), 약 380-410nm, 의 LED에 응용하기에는 발광특성에 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 nUV 여기가 가능한 strontium aluminate를 flux를 이용한 고상반응법으로 합성하고 발광 특성을 분석하였다. SrO와 A1$_2$ $O_3$의 조합비와 반응조건에 따라서 SrA1$_2$ $O_4$ 흑은 Sr$_4$Al$_{14}$ $O_{25}$ 가 합성되었고, 이들은 도핑과 함께 각각 약 520nm에서의 녹색발광과 약 480nm에서의 청녹색 발광 특성을 보이고 있었다. 도펀트로는 Eu, Dy, Ce, Pr 등이 단독 혹은 혼합되어 첨가되었고, 종류와 양에 따라서 발광 파장의 이동이 관찰 되었고, 강도도 이것에 크게 의존하고 있었다. 또한 발광강도는 여기 파장에도 의존하고 있었으며, 약 350-390nm의 nUV에서 가장 높은 발광강도가 관찰되었다.다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제37회 하계학술대회 초록집
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• pp.391-391
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• 2009

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2005년도 하계학술발표회
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• pp.66-67
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• 2005

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.174-174
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• 2005

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.172-172
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• 2013

최근에 디스프로슘 이온이 도핑된 형광체의 백색 발광 현상 때문에 백색 발광 소재의 제조에 관한 연구가 상당한 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비를 변화시키면서 $BaNb_2O_6:RE^{3+}$ (RE=Eu, Dy) 형광체 분말을 합성한 결과를 보고한다. 특히 활성제 이온인 $Eu^{3+}$와 $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비에 따른 $BaNb_2O_6$ 형광체 분말의 결정 구조, 입자의 모양과 크기, 흡광과 발광 스펙트럼의 변화를 관측하였고, 최적의 합성 조건을 제시하고자 한다. 파장 393 nm로 여기 시킨 $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비에 따른 $BaNb_2O_6$ 형광체 분말의 발광 스펙트럼은 580 nm에 주 피크를 갖는 황색 스펙트럼이 관측되었다. 이 발광 신호는 $^4F_{9/2}-^6H_{13/2}$ 전이 신호이다. $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 0 mol인 경우에는 발광 신호가 검출되지 않았다. $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 0.10 mol일 때 발광 피크의 세기는 최대이었으며, $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 더욱 증가함에 따라 발광 스펙트럼의 세기는 계속 증가하지 않고 갑자기 감소하기 시작하였다. 이것은 $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 임계값을 초과하여 더욱 증가하면 모체 격자들 사이에 치환 고용되어 있는 $Dy^{3+}$ 이온들 사이의 거리가 더욱 가까워져서 $Dy^{3+}$ 이온들이 서로 용이하게 결합함으로써 내부 산란에 의하여 발광의 세기가 감소함을 의미한다. 흡광 스펙트럼의 경우에, $Dy^{3+}$ 이온의 몰 비가 0.01 mol일때 형광체 분말은 두 종류의 흡광 스펙트럼을 나타내었다. 첫째는 $Dy^{3+}$ 양이온과 $O^{2-}$ 음이온들 사이에 발생한 전하 전달 밴드에 의해 발생하는 310 nm를 정점으로 하여 280~340 nm 영역에 걸쳐서 광범위하게 분포하는 흡광 신호가 관측되었으며, 둘째는 $Dy^{3+}$ 이온의 $4f^9$ 전자 배열 내에서 발생하는 4f-4f 전이 신호로서, 이것은 350~500 nm 영역에 걸쳐서 비교적 밴드폭이 좁은 다수의 흡광 신호가 나타났다. 본 실험에서는 다섯 개의 피크를 갖는 흡광 신호가 검출되었는데, 이중에서 제일 강한 주 피크인 393 nm의 흡수 파장은 모체 격자 내에 있는 $Dy^{3+}$ 이온의 바닥 상태인 $^6H_{15/2}$ 준위에서 여기 상태인 $^4F_{7/2}$ 인 에너지 준위로 전이하면서 발생한 신호이며, 이에 비하여 상대적으로 흡광 세기가 약한 370, 432, 458, 370 nm의 흡수 파장이 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.167-167
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• 2013

최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2015

최근에 최적의 모체 결정과 활성제 이온을 선택하여 우수한 발광과 흡광 특성을 갖는 산화물 형광체를 합성하여 디스플레이, 고체 레이저, 백색 발광 소자를 제작하는데 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 열 및 화학적으로 안정한 $Gd_2MoO_6$를 모체 결정으로 선택하고 $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$ 이온을 활성제 이온으로 각각 도핑하여 다양한 종류의 색을 구현하는 새로운 종류의 형광체를 제조하고자 한다. 비교적 간단한 장비로 구성되고 볼밀 작업을 통하여 쉽게 초기 물질을 혼합 분쇄하고 소결할 수 있는 고상반응법을 사용하여 합성하였다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온을 둘러싸고 있는 국소적인 환경이 반전 대칭에서 벗어나는 정도를 파악하여 활성제 이온의 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 규명하고자 한다. $Eu^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 전형적인 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0-^7F_j$ (j=1-4) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 적색 발광 파장은 611 nm에서 관측되었다. $Sm^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 경우에, $Sm^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 $Sm^{3+}$ 이온의 $^4G_{5/2}-^6H_j$ (j=5/2, 7/2, 9/2) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 발광 파장은 616 nm에서 관측되었다. 이외에도, 결정 입자와 발광 세기의 상관 관계를 조사하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-38
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• 2015

LED는 소비전력 절감, 사용수명 증가, 발광 파장 변화를 통한 다변적 적용이 가능하여 에너지 효율 증대의 대안으로 각광받고 있으며, 조명뿐만 아니라 디스플레이 백라이트, 차량용 헤드라이트 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 현재 백색 LED를 구현하는 데에는 청색 LED와 황색 형광체를 혼합하는 방식이 주로 활용되며, 황색 형광체로는 YAG : $Ce^{3+}$가 많이 이용된다. 기존에는 형광체를 epoxy resin과 혼합하여 LED chip 위에 도포하여 경화시키는 패키징 방식을 주로 사용하였다. 하지만 페이스트 기반 패키징 방식은 열에 의한 형광체의 특성 저하와 효율 감소 문제를 일으킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 형광체 플레이트를 이용한 remote 방식이 이용되고 있지만, 플레이트 내부 전반사로 인한 광 효율 손실 또한 해결해야 할 문제이다. 본 연구에서는 플레이트 측면을 Ag로 코팅함으로써 플레이트 내부의 전반사에 의한 광 효율 손실을 해결하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6925-6931
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• 2015

LED(Light Emitting Diode)는 저 전력, 긴 수명, 고 휘도, 빠른 응답, 친환경적 특성으로 인해 조명, 디스플레이 등 여러 분야에 사용되고 있다. 백색광 발광다이오드 구현 방식에는 대표적으로 청색 LED 칩과 황색 형광체를 조합하여 백색광을 방출하는 유형이 사용 편리성, 경제성, 효율성 측면에서 LED 백라이트 유닛 및 LED 조명 제조에 가장 적합한 것으로 연구되어 실제 적용되고 있다. 백색광 구현 LED 칩 패키징 공정에서 청색 LED 칩에 황색 형광체에 실리콘을 혼합한 형광봉 지재를 토출하는 공정은 중요한 공정이다. 따라서 본 연구에서는 조명용 백색 LED 제조 공정에서 실리콘 봉지재를 토출하기 위하여 정전기력 방식과 보이스코일 모터를 이용하여 EHD 펌프 시스템을 개발하였다. 이를 위하여 인가전압 및 시간에 따른 유체곡면 형상을 확인하기 위하여 기초 토출 실험을 통해 최적의 토출 조건이 결정하였고 또한 검증을 위하여 실험계획법을 사용하였다. 검증된 토출 조건의 균일도를 확인하기 위하여 반복 토출 실험을 수행하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.87-92
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• 2007

[ $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ ] 적색 형광체는 $Mn^{4+}$이온이 0.02 mol 첨가되었을 때 최대 발광 세기가 관찰되었고 $1600^{\circ}C$, 3시간 소성조건에서 우수한 결정성과 발광 효율을 나타내며 중심 파장이 658 nm에서 관찰되었다. 본 연구에서 개발된 $CaAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 형광체를 에폭시와 함께 1:3으로 혼합하여서 InGaN UV 발광체의 Bare 칩 위에 코팅하여 중심파장이 658 nm인 적색 LED를 제조하였다. 적색 형광체를 이용하여, 기존의 UV LED를 여기 광원으로 다양한 느낌의 백색 발광체를 설계 할 수 있을 것이다.