A series of Ca1-xSrxS:Eu (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) phosphors were synthesized by solid-state reactions. The Ca1-xSrxS:Eu phosphors have a strong absorption at 455 nm, which corresponds to the emission wavelength of a blue LED. The emission peak of Ca1-xSrxS:Eu is blue shifted from 655 to 618 nm with increasing Sr content. The characteristics of Ca1-xSrxS:Eu phosphors make them suitable for use as wavelengthtunable red-emitting phosphors for three-band white LEDs pumped by a blue LED. In support of this, we fabricated a three-band white LED by coating SrGa2S4:Eu and Ca0.6Sr0.4S:Eu phosphors onto a blue LED chip, and characterized its optical properties.
$Y_2O_3:Eu^{3+}$는 우수한 적색 발광 특성을 가지고 있는 형광체로 최근 고화질 디스플레이에 대한 수요가 증가함에 따라 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 RF 열플라즈마 합성법과 고상법을 이용하여 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체를 합성하였으며, 합성 방법에 따른 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체의 결정 구조, 미세 구조, 발광 특성의 차이를 XRD, TEM, PL 분석을 통해 비교하였다. 고상법으로 합성된 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 형광체의 입자는 약 $10{\sim}20{\mu}m$ 크기를 가지는 반면, RF 열플라즈마 합성법을 통해 합성된 적색 형광체는 반응부는 약 100 nm, 필터부는 약 30 nm의 크기를 갖는 나노 형광체로 확인되었다. 합성된 모든 분말들은 PL 측정결과 611 nm($^5D_0{\rightarrow}^7F_2$)에서 발광하는 것을 확인하였으며, 결정 크기와 입도가 증가할수록 PL intensity가 증가하였다. 또한, 추가 열처리 공정이 필요 없는 one-step 공정의 RF 열플라즈마 공정을 통해 합성된 $Y_2O_3:Eu^{3+}$ 적색 나노 형광체는 고상법으로 합성된 적색 형광체와 비슷한 발광 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
백색 발광다이오드(white light-emitting diodes)를 이용한 광소자는 소비전력이 상대적으로 작고, 안정적이며, 수은과 같은 유해 중금속을 포함하지 않기 때문에, 에너지 절약 및 친환경 산업측면에서 유망한 산업으로 급속히 발전하고 있다. 국내의 경우 LED 조명의 효율, 신뢰성, 연색성을 향상시키는데 필수 소재인 형광체의 기술 확보에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 관점에서 기존의 YAG, TAG, silicate 계열 산화물 형광체 뿐만 아니라 고온특성이 우수한 산/질화물계 형광체 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 산/질화물계 형광체 조성에서 $M_2Si_5N_8$ : $Eu^{2+}$, $MAlSiN_3$ : $Eu^{2+}$ M-SiON(M = Ca, Sr, Ba), ${\alpha}/{\beta}$-SiAlON : $Eu^{2+}$과 같은 재료는 440~460 nm 영역에서의 넓은 여기파장과 우수한 발광효율로 청색 LED 칩을 이용한 백색 LED에 넓게 사용되고 있다. 이 논문에서는 이러한 산/질화물계 형광체 조성의 결정학적, 광학적 특성 및 응용에 대해서 정리하였다. 또한 최근에 주목받고 있는 양자점(quantum dots) 형광체를 응용한 white LEDs의 개발동향에 대해서도 알아보도록 한다.
A high efficient organic red light emitting device with structure of DNTPD/TAPC/$Bebq_2$ :[$(pq)_2Ir(acac)$, SFC-411]/SFC-137 was fabricated on the plastic substrate, which can be applied in the fields of flexible display and illumination. In the device structure, N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolylamino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine[DNTPD] as a hole injection layer and 1,1-bis-(di-4-tolylaminophenyl) cyclohexane [TAPC] as a hole transport were used. Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium complex [$Bebq_2$] was used as a light emitting host material. The host material, $Bebq_2$ was doubly doped with volume ratio of 7% iridium(III)bis-(2-phenylquinoline)acetylacetonate[$(pq)_2$Ir(acac)] and 3% SFC-411[red phosphor dye coded by the proprietary company]. And then, SFC-137 was used as an electron transport layer. The luminous intensity and current efficiency of the fabricated device were $22,780\;cd/m^2$ at 9V and 17.3 cd/A under $10,000\;cd/m^2$, respectively. The maximum current efficiency of the device was 22.4cd/A under $580\;cd/m^2$.
TOPO/TOP로 안정화된 CdSe 반도체 발광 나노입자를 용해열 방법을 이용하여 합성하였다. 합성 온도 및 시간 조절을 통하여 540 nm 녹색 발광과 620 nm 적색발광 CdSe 나노입자를 얻었다. 형광체 변환 백색 발광다이오드(LED)는 460 nm 발광 InGaN 발광다이오드(LED) 여기원(excitation)과 540, 620 nm 발광 CdSe 나노입자 형광체를 결합하여 제작하였다. CdSe 나노입자 형광층은 녹색과 적색이 혼합된 단층과 분리된 다층구조로 이루어졌으며, 형광층 구성에 따른 백색 LED 소자의 특성 차이를 비교하였다. 단층구조 백색 LED는 20 mA에서 5.78 lm/W의 효율을 가지며, 형광층 내에서의 에너지 전이로 인하여 적색광이 강한(0.36, 0.45)의 색좌표를 보였다. 반면 다층 구조 백색광 LED는 20 mA에서 7.28 lm/W의 효율과 순수 백색광 영역인(0.32, 0.34)의 색좌표를 나타냈다. 또한, 400 nm의 청자색 LED를 여기원으로 적용 시, 소자의 효율이 8.76 lm/W로 증가하였다.
진화최적방법을 이용하여 alkali earth borosilicate 계열(Eu, Mg, Ca, Sr, Ba)$_{x}$$B_{y}$S $i_{z}$$O_{d}$에 E $u^{3+}$ 를 도핑 하여 고효율 적색 형광체를 합성하였다. 본 연구는 삼원색 백색 LED로의 적용을 목적으로 한다. 진화최적방법은 유전알고리즘과 조합화학을 연계하여, LED형광체 개발을 위해 개발하였다. 유전알고리즘을 조합화학에 접목함으로써 시간과 자원의 낭비 없이 매우 효율적인 형광체 탐색을 꾀할 수 있었다. 실질적인 실험에 앞서 다양한 목적함수를 이용하여 시뮬레이션을 실시하여 본 연구의 타당성을 증명하고 실제 합성한 결과 삼원색 백색 LED용 적색형광체(E $u_{0.14}$M $g_{0.18}$C $a_{0.07}$B $a_{0.12}$$B_{0.17}$S $i_{0.32}$$O_{{\delta}}$)를 얻었다.얻었다.다.얻었다.얻었다.다.
Trivalent rare-earth ($RE^{3+}=Eu^{3+}\;and\;Tb^{3+}$) ions activated $CaGd_4O_7$ phosphors were synthesized by a sol-gel process. After annealing at $1,500^{\circ}C$, the XRD patterns of the phosphor confirmed their monoclinic structure. The photoluminescence excitation spectra of $Eu^{3+}$ and $Tb^{3+}$ doped $CaGd_4O_7$ phosphor shows the broad-band excitations in the shorter wavelength region due to charge transfer band of completely filled $O^{2-}$ to the partially filled $Eu^{3+}$ ions and f-d transitions of $Tb^{3+}$ ions, respectively. The photoluminescence spectra show that the reddish-orange ions and green emission for $Eu^{3+}$ and $Tb^{3+}$ ions, respectively. Owing to the importance of thermal quenching property in the technological parameters, the temperature-dependent luminescence properties of these phosphors were measured for examing the suitability of their applications in the development of light emitting diodes (LEDs). In addition to those measurements, the cathodoluminescence properties were examined by changing the acceleration voltage and filament current. The calculated chromaticity coordinates of these phosphors were close proximity to those of commercially available phosphors for LED and field emission display devices.
Xu, Fei;Mi, Dongbo;Bae, Hong Ryeol;Suh, Min Chul;Yoon, Ung Chan;Hwang, Do-Hoon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권9호
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pp.2609-2615
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2013
A series of fluorene-carbazole copolymers containing the pendant phosphor chromophore $Ir(absn)_2(acac)$ (absn: 2-(1-naphthyl)benzothiazole; acac: acetylacetone) were designed and synthesized via Yamamoto coupling. In the film state, these copolymers exhibited absorption and emission peaks at approximately 389 and 426 nm, respectively, which originated from the fluorene backbone. However, in electroluminescent (EL) devices, a significantly red-shifted emission at approximately 611 nm was observed, which was attributed to the pendant iridium(III) complex. Using these copolymers as a single emission layer, polymer light-emitting devices with ITO/PEDOT:PSS/polymer:DNTPD/TmPyPb/LiF/Al configurations exhibited a saturated red emission at 611 nm. The attached iridium(III) complex had a significant effect on the EL performance. A maximum luminous efficiency of 0.85 cd/A, maximum external quantum efficiency of 0.77, maximum power efficiency of 0.48 lm/W, and maximum luminance of 883 $cd/m^2$ were achieved from a device fabricated with the copolymer containing the iridium(III) complex in a 2% molar ratio.
본 연구에서는 장파장 UV 영역하에서 비교적 우수한 발광강도를 가지는 적색 형광체를 얻기 위하여 고상법으로 합성하여 발광특성을 관찰하였다. $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 적색 형광체의 발광강도는 $Mn^{4+}$의 $^2E\to^4A_2$ 천이 때문에 643, 656, 666, 671 nm에서 4개의 sharp한 peak이 $600{\sim}700 nm $의 영역에서 발생하였으며, 여기 스펙트럼은 $250{\sim}550 nm$ 넓은 영역에서 338, 398, 468nm 3개의 peak이 발생하였다. 또한 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$에 0.67mol% MgO를 함유한 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$의 상대적인 발광강도는 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 보다 약 30% 정도 증가하였는데, 이러한 원인은 MgO가 첨가되어 $Al_2O_3$ 부분에 대체되어진 것으로 사료된다. 또한, 발광강도를 향상시키기 위하여 0.67mol% MgO를 함유한 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$ 시료에 $CaF_2$를 첨가하였다. 0.67mol% $CaF_2$와 0.67mol% MgO를 함유한 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$의 656nm에서의 상대적인 발광강도는 융제를 첨가하지 않은 $SrAl_{12}O_{19}:Mn^{4+}$보다 약 48% 이상 증가하였다.
일반 백색 LED의 연색성을 보완하기 위해 적색 양자점을 선택적으로 활용함으로써 고연색성 조명을 구현하는 연구가 최근 활발하다. 본 논문에서는 최근 이루어지고 있는 원격 양자점 부품 연구 및 이를 활용한 고연색성 조명 개발의 현황에 대해 소개한다. 특히 양자점 부품이 배치되는 조명의 광구조 최적화에 있어서 중요하게 고려해야 할 다양한 요소를 집중적으로 논의함으로써 향후 고연색성 조명 연구의 방향 및 전망까지 다루고자 했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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