• 제목/요약/키워드: 형광층

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Preparation of Eu-doped $YVO_4$ Red Phosphors by Solid-State Reaction Technique

  • 장재영;방준혁;안세혁;마권도;김춘수;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.330-331
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    • 2011
  • 희토류 이온이 첨가된 형광체는 조명, 정보 디스플레이, 태양 에너지 변환 소자에 응용 가능하기 때문에 상당한 주목을 받고 있다. 특히, 결정 입자의 형상과 크기는 산업체 응용에 있어서 중요한 변수 중의 하나이다. 구형의 형광체 입자는 형광층의 광학 및 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있고, 결정 입자의 크기는 양질의 코팅을 위해 필요한 결정 입자의 양에 영향을 미친다. 본 연구에서는, $YVO_4$ 모체 결정에 Eu 이온의 농도를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 적색 형광체를 합성하고자 한다. 형광체 분말 시료는 활성체인 Eu의 함량을 0.00, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20 mol로 변화시키면서 고상 반응법을 사용하여 합성하였다. 볼밀링 작업을 수행한 후에, 60$^{\circ}C$에서 20시간 건조하였고, 잘게 갈아서 체로 걸러낸 다음에 세라믹 도가니에 넣고 전기로에서 서서히 온도를 승온시켜 500$^{\circ}C$에서 10시간 동안 하소를 실시한 후에 1,100$^{\circ}C$에서 5시간 동안 소결하였다. Eu 이온의 함량비를 변화시켜 합성한 $YVO_4$ : Eu 형광체 분말 시료의 발광 세기의 변화, 결정 구조와 표면 형상을 각각 PL과 PLE, XRD, FE-SEM 장치를 사용하여 측정한 결과들을 종합해 볼 때, Eu 이온의 비가 0.15 mol일때 발광 세기가 최대값을 나타냄을 알 수 있었으며, 더욱 Eu의 함량을 증가시키자 농도 억제 현상에 의하여 발광 세기는 급격히 감소함을 보였다. SEM으로 촬영한 결정 입자의 형상의 경우에, Eu 이온의 함량비가 증가함에 따라 결정 입자들이 더욱 조밀하게 구형에 가까운 형상을 나타냄을 관측할 수 있었다(Fig. 1). 형광체 분말의 형광 스펙트럼의 경우에, 619 nm에 주 피크를 갖는 적색 형광 스펙트럼들이 관측되었으며, Eu 이온의 함량비에 따라 형광 세기는 상당한 의존성을 나타내었다(Fig. 2). Eu 함량에 따른 결정입자의 크기, 형광 세기와 회절 피크의 반치폭 사이의 상관 관계를 제시하고자 한다.

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무기물 형광체를 사용한 고효율 순백색 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질

  • 안성대;정환석;추동철;김태환;이준엽;박정현;권명석
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.427-427
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    • 2010
  • 전색 디스플레이의 배경조명과 일반조명으로 응용 가능한 백색 유기발광소자를 제작하기 위해서는 삼원색을 혼합하는 방법과 단색광원의 색변환을 이용하는 방법등이 제안되었다. 삼원색을 혼합하는 방법의 연구가 접근방법 및 효율개선이 용이하기 때문에 많은 연구가 진행되어왔다. 그러나 색변환 방법을 사용하는 구조는 삼원색을 혼합하는 방법에 비해 공정이 단순하며 공정 가격이 낮아지고 안정적인 구조라는 장점이 있기에, 본 연구에서는 무기물 형광체를 청색유기발광 소자에 결합하여 제작된 백색 유기발광소자의 전기적 성질과 광학적 성질을 규명하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 나노크기의 균일한 형광체를 제작 할 수 있는 졸겔 방법으로 적색 형광체를 제작하였다. 졸겔 방법으로 제작된 형광체에 대한 주사현미경 측정 결과 입자의 표면이 고르며 크기가 작고 균일 하였고, 높은 온도 열처리에 따라서 용매제가 대부분 제거되었기 때문에 형광체 발광 특성이 잘 일어났음을 확인 할 수 있었다. 제작된 형광체의 광학적 성질을 조사하기 위해 형광 루미네센스 측정을 하여 발광특성을 분석하였으며 실제 청색 유기발광소자에 적용하기 위해 tris((3,5-difluoro-4-cyanophenyl)pyridine)iridium (FCNIr)-doped 3,5-bis (N-carbazolyl) benzene (mCP)를 발광층으로 사용하는 진청색의 인광 유기발광소자 배면에 무기물 형광체를 결합하여 인가한 전압에 따른 전계발광분광특성의 변화를 조사하였다. 유기발광소자와 결합된 적색 무기물 형광체는 진청색 인광 유기발광소자에서 발광된 청색빛의 일부를 흡수하여 적색으로 색변환을 하였고 이는 무기물 형광체내에 첨가된 Mn 원자에 의해 색변환이 이루어졌음을 확인하였다. 무기물 형광체를 사용한 백색 유기발광소자의 색변환 메카니즘 및 효율 증진에 대한 연구는 고효율 유기발광소자 제작을 가능하게 할 것이다.

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플라즈마 소수성 코팅을 이용한 실리케이트계 황색형광체의 내구성 개선에 관한 연구 (Plasma-mediated Hydrophobic Coating on a Silicate-based Yellow Phosphor for the Enhancement of Durability)

  • 장두일;조진오;고란영;이상백;목영선
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권2호
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    • pp.214-220
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    • 2013
  • 본 연구에서는 실리케이트계 황색 형광체($Sr_2SiO_4:Eu^{2+}$)의 신뢰성 향상을 위하여 대기압 유전체장벽방전 플라즈마를 이용하여 hexamethyldisiloxane (HMDSO, $C_6H_{18}OSi_2$)을 형광체 분말에 코팅하였다. 플라즈마 코팅 후의 형광체 분말특성은 주사전자현미경(scanning electron microscope), 투과전자현미경(transmission electron microscope), 형광분광광도계(fluorescence spectrophotometer) 및 접촉각측정기(contact angle analyzer)를 이용하여 조사되었다. 형광체 분말의 플라즈마 코팅 후 접촉각이 $133.0^{\circ}$(물)와 $140.5^{\circ}$(글리세롤)로 증가하여 표면이 소수성으로 변화되었음을 확인하였으며, 광발광(photoluminescence)은 최대 7.8%의 향상을 나타냄을 알 수 있었다. 플라즈마 코팅 후 형광체 표면의 주사전자현미경 및 투과전자현미경 사진을 통해 낟알형상의 표면조직이 박막 코팅 층으로 덮여 있고, 코팅 층은 31~46 nm 가량의 두께로 형성되어 있음을 확인하였다. 발광다이오드(3528 1 칩 LED)에 형광체를 실장한 후 $85^{\circ}C$와 85% 상대습도에서 1,000시간 동안 신뢰성 테스트(85-85 Test)를 수행한 결과 코팅이 되지 않은 경우와 비교하여 코팅후의 형광체가 광도 저하율에서도 개선 효과를 보이는 것으로 나타났다. 본 연구의 유전체장벽방전 플라즈마 코팅 방법은 불규칙한 입자 형태의 형광체 분말 표면을 입체적으로 코팅하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법으로 판단된다.

Er3+ 첨가 유리의 1.55μm 형광특성에 미치는 Thermal Poling의 영향 (Effect of Thermal Poling on the 1.55 μm Emission Characteristics of Er3+-doped Glasses)

  • 이태훈;정운진;허종
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.423-427
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    • 2003
  • 1.55$\mu$m 파장대 광증폭용 재료의 이득 파장대역 증대를 목적으로 Er$^{3+}$ 첨가 유리에 대해 thermal poling이 형광스펙트럼 의 반가폭(full width at half maximum)에 미치는 영향을 분석하였다. 텔루라이트 유리(TeO$_2$-ZnO)의 경우 poling후 약 6%의 형광 반가폭 증가가 관찰된 반면 다른 유리에서는 감소하거나 변화가 없었다. 이와 같은 형광스펙트럼의 변화는 알려진 바와 같이 poling으로 인해 유리내에 생성된 전하 결핍층과 이러한 결핍층에 발생하는 잔류 정전기장 때문으로 판단된다. 실리케이트 등과 같은 다른 유리와는 달리 텔루라이트 유리에서만 Er$^{3+}$ 의 형광 반가폭이 증가한 것은 유리를 구성하고 있는 TeO$_4$에 존재하는 비공유 전자쌍과 밀접하게 관련되어 있을 것으로 추측된다.

ZnS:Mn 박막 형광체를 적용한 다층 EL 소자 특성 연구

  • 우서휘;유동환;안성일;이성의
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.206-206
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    • 2009
  • RF Magnetron Sputtering 방법을 통해 ZnS:Mn 박막 형광체를 증착한 다층 TFEL (Thin-Film Electroluminescent) Backlight 소자를 제작하였다. Alumina 기판 위에 Au 전극과 PMN 후막 유전체를 Screen printing 기법으로 층을 형성하였다. 그 위에 MgO 박막 유전체를 E-Beam 장비를 이용하여 증착 후, ZnS:Mn 박막 형광체를 50 W 의 저전력으로 약 8000 ${\AA}$ 두께로 증착하였다. 형광체는 Sputter 증착 시 Sulfur 부족 현상을 보상해주기 위해 ZnS:Mn (0.5%) Target 에 2 at % 의 Sulfur를 첨가하였으며, 상부 전극으로 사용할 ITO 는 DC Magnetron Sputter 를 이용하여 증착하였다. 어닐링 공정은 Air 분위기에서 급속 열처리 장치 (RTA, Rapid Thermal Annealing) 을 이용하여 600 $^{\circ}C$에서 20 분 진행하였다. 이러한 과정들을 통해 저전압 고휘도의 TFEL Backlight 소자를 제조할 수 있었다.

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LCD 후면 광원용 FEL의 전기적 및 광학적 특성 (Electrical and Optical Characteristics of Flat Fluorescent Lamp for LCD Back-lighting)

  • 김명녕;권순석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.725-729
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    • 2003
  • 본 논문에서는 LCD 후면 광원용 한 쌍의 형광층, 방전용기 및 대향전극을 갖는 무수은 평판형광램프에 대하여 연구하였다. 구동 전압이 인가되면 균일한 방전이 램프 전체에 걸쳐서 발생한다. 방전개시전압은 가스 압력에 따라 증가한다. 이와 같은 경향은 방전 가스 압력의 증가에 의한 평균자유행정의 감소에 기인된 것으로 생각된다. 녹색 발광 평판형광램프에서 최대 2700[cd/m2]의 휘도를 얻었다.

스크린 인쇄 기법에 의해 제작된 분산형 무기 EL 램프의 형광층 및 유전층의 두께 변화 (The Thickness Change of the Phosphor Ink Layer and the Dielectric Ink Layer of a Inorganic Powder EL Lamp That was produced by Screen Printing Technique)

  • 문길환;강영립
    • 한국인쇄학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.83-92
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    • 2011
  • A inorganic powder EL lamp was made by screen printing technique with phosphor ink and dielectric ink. The thickness change of a phosphor ink layer and a dielectric ink layer were not influenced on dielectric content, but rely on phosphor size and vehicle. Once finishing screen printing technique with phosphor ink and dielectric ink, and its surface has been printed again before not drying of phosphor ink and dielectric ink. Then phosphor ink and dielectric ink were not transferred. The electric capacity of inorganic powder EL lamp was more influenced on dielectric content than the thickness of dielectric ink layer, and it was more dependent on the thickness of phosphor ink layer than the thickness of dielectric ink layer.

형광층 및 절연층의 두께에 의한 휘도특성 (Relation of Luminance by Insulator and Phosphor Layer with Thin Type)

  • 박수길;조성렬;손원근;박대희;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.85-88
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    • 1998
  • Light-emitting diode(LEDs), diode arrays, and phosphor display panels are finding increased use in a variety of commercial applications. Present and anticipated application of these devices include solid state indicator(e.g., digital clocks, meter readout) and display systems(e.g., instrument panels, TV display), the application being determined by the light -output capability and size availability(cost) of the particular device. In this work, Phosphor based on ZnS:Cu are used. Relation by luminance with the thickness of insulating layer and phosphor layer are discussed. Increased thickness of insulating layer are stable on voltage to 300V. By considering thickness and voltage, optimal structure and thickness are investigated. Also in order to maximize even surface emission, various sieving process are introduced. Very similar phosphor particle size is selected. Luminance by various wave intensity is also investigated. 150cd/m$^2$ luminance are investigated in stable voltage and frequency.

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형광 나노 입자 및 형광 분광 분석을 이용한 막오염 측정법 연구 (Studies on Membrane Fouling Monitoring by Fluorescence Nano Particle and Fluorescent Spectrometry)

  • 서미래;남미연;김범식;남승은;김인철;박유인
    • 멤브레인
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    • 제21권2호
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    • pp.163-170
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    • 2011
  • 수처리 분리막 공정에서 막 오염 제어 기술은 현장 적용 기술 및 경제성 확보에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 형광 나노 입자 및 형광 분광 분석법을 도입함으로써 수처리 분리막 공정에서 막 오염 정도를 실시간으로 측정 모니터링 할 수 있는 센싱 기술을 개발하고자 하였다. 막 오염 정도를 모니터링 할 수 있는 분리막 제조를 위해 세 종류의 형광물질 OB, FP, KCB를 담지한 다공성 polysulfone (PSf) 비대칭 막을 제조하였다. 형광 분광 분석 시스템을 이용하여 분리막 표면에서의 오염 정도를 실시간으로 측정한 결과, 형광 물질을 첨가한 막은 막 오염이 진행됨에 따라 형광 신호가 크게 감소함을 보여 막 표면 오염층의 모니터링 분석이 가능함을 확인하였다.