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적색 Sr<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub>:Eu<sup>2+</sup> 형광체의 발광 파장 제어에 대한 연구
이운호 ( Wunho Lee ),박광원 ( Kwangwon Park ),장원태 ( Wontae Jang ),강태욱 ( Taewook Kang ),이상남 ( Sangnam Lee ) 한국화상학회 2016 한국화상학회지 Vol.22 No.2
Eu<sup>2+</sup> 이온이 도핑된 질화물 형광체 Sr<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub>:Eu<sup>2+</sup>는 탄소열 환원 질화법 (Carbothermal Reduction Nitridation, CRN)을 이용하여 제조된다. X-선 회절분석기를 이용하여 구조를 관찰할 수 있다. 흡수 밴드 피크인 470 nm 는 Photoluminescence Exitation (PLE) 측정을 통해 확인할 수 있다. 이러한 여기 광은 InGaN 기반으로 한 발광다이오드에 적용시키기에 효과적일 것으로 기대되며, (Sr<sub>1-x</sub>Eu<sub>x</sub>)<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub>:Eu<sup>2+</sup> 형광체는 Eu<sup>2+</sup> 이온 도핑 농도에 따라 628 nm부터 670 nm 까지의 피크 파장을 얻을 수 있다. Eu<sup>2+</sup>의 농도가 증가할수록 발광 파장이 길어지는 적색 편이 현상을 관찰할 수 있다. 청색 발광다이오드에 Y<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>O<sub>12</sub>:Ce<sup>3+</sup> 형광체와 함께 적용하여 우수한 연색성을 갖는 백색광을 얻을 수 있었다. Eu<sup>2+</sup>-doped nitride phosphor, Sr<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub>:Eu<sup>2+</sup>, was prepared by the carbothermal reduction and nitridation method. Lattice structure is observed by the X-Ray diffractometer. Absorption band peaking at 470 nm is observed by the photoluminescence exitation measurement. The Sr<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub>:Eu<sup>2+</sup> phosphor is excited at blue lights in the range of 450 - 470 nm that matches with the InGaN-LEDs. The emission peak position of (Sr<sub>1-x</sub>Eu<sub>x</sub>)<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub> phosphor obtained from 628 to 670 nm with increasing Eu<sup>2+</sup> ion concentartion. (Sr<sub>1-x</sub>Eu<sub>x</sub>)<sub>2</sub>Si<sub>5</sub>N<sub>8</sub> phosphor apply to the blue LED with Y<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>O<sub>12</sub>:Ce<sup>3+</sup> phosphor which obtained white light of high color rendreing index.
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조영민 ( Youngmin Cho ),김고택 ( Gotaek Kim ),박광원 ( Kwangwon Park ),장원태 ( Wontae Jang ),강태욱 ( Taewook Kang ),최희락 ( Heelack Choi ) 한국화상학회 2016 한국화상학회지 Vol.22 No.2
본 논문은 Y<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>O<sub>12</sub>:Ce<sup>3+</sup>(YAG:Ce<sup>3+</sup>) 단결정과 CaAlSiN<sub>3</sub>:Eu<sup>2+</sup>(CASN) 형광체에 관하여 연구하였다. 단결정은 floating zone법을 통해 성장시켰다. XRD 측정결과 JCPDS Card(#73-1370)에 상응하며 공간군 la-3d(230)에 속해있고 Cubic 구조로 된 것을 확인할 수 있었다. 단결정의 PL은 550 nm의 발광피크와 반치폭이 71 nm인 넓은 스펙트럼을 나타냈고 PLE는 350 nm와 460 nm의 피크값을 나타냈다. CASN 분말의 PL은 604 nm, PLE는 460 nm의 피크값을 나타냈다. CASN을 YAG:Ce<sup>3+</sup> 단결정에 코팅하고 blue LED에 적용 후 측정한 결과, 측정한 PL 스펙트럼에서 CASN의 농도 증가에 따라 red shift 현상이 증가함을 알 수 있다. 연색성 또한 YAG:Ce<sup>3+</sup> 단결정에서의 Ra는 67, CASN 10 wt%에서는 78로 개선되는 것을 확인할 수 있었다. Y<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>O<sub>12</sub>:Ce<sup>3+</sup>(YAG:Ce<sup>3+</sup>) Single Crystals and CaAlSiN<sub>3</sub>:Eu<sup>2+</sup>(CASN) Phosphors were investigated. Single crystals were grown by the floating zone method. XRD measurement results showed a diffraction pattern corresponding to the JCPDS Card (#73-1370) and belongs to the space group la-3d(230) and it could be confirmed that in the cubic structure. PL of the single crystal was 550 nm and exhibited a broad spectrum of emission peak with a half band width of 71 nm. PLE showed an peak of 350 nm and 460 nm. PL of CASN powder was 604 nm. PLE showed an peak of 460 nm. In the PL spectrum measured of single crystals coated CASN by blue LED, red shift phenomenon can be seen that also increase with increasing density of the CASN. In addition, the color rendering property Ra of YAG:Ce<sup>3+</sup> single crystal : 67, CASN 10 wt% : 78. It could be confirmed that the color rendering property is improved.
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