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희토류을 발광 중심으로하는 질화물과 산질화물 형광체

전문가 제언: ○ 우리생활에 필요한 조명방식이 큰 전환기를 맞이하고 있다. 백색발광 다이오드(light emitting diode: LED)는 소비전력이 적고 수명이 길며 수은을 사용하지 않아 친환경적다. 따라서 조명이 형광등에서 백색 LED로 전환하는 것이 기대되고 있다. 이미 LCD 디스플레이의 백라이트는 LED가 채용되어 상용화를 시작하였다. 이러한 용도의 형광체는 고휘도 여기광에서 장시간 조사되기 때문에 높은 내구성이 요구 된다.

○ 최근 질화규소(Si3N4), 사이알론(sialon) 및 이와 연관된 물질의 질화물 세라믹스가 형광체 호스트가 되며, 가시광선에서 여기되는 것이 발견되고 있다. 그러나 질화물이나 산질화물(酸窒化物)을 호스트로 하는 형광체는 합성이 어려워 2000년 이후에 연구가 본격화 되고 현재 많은 사람이 관심을 가지고 있다.

○ 질화규소 관련물질은 고온 구조용으로 사용되는 세라믹 재료이다. 강한 결합은 형광체 호스트로 유리하며, 사이알론 형광체는 자외선이나 전자선 등의 고 에너지에서도 열화가 작고 내구성이 우수하다. 근래에 질소를 함유한 재료연구가 활발하며, 다수의 형광체가 발견되었다. 이 문헌에서는 질화물·산질화물 형광체의 광학적 특성을 소개한다.

○ 질화물이나 산질화물 형광체에는 사이알론, La계 질화물, AlN 등의 결정을 호스트로 하여 광학 활성인 희토류 이온을 활성화시며 형광체가 된다. 이 형광체는 450㎚ 전후의 광에서 여기되는 특징이 있으며, 청색 LED를 여기원으로 하는 용도에 적합하다. 복수의 형광체를 이용하면 일반 조명용 백라이트 용도의 백색 LED가 설계될 수 있다.

○ 형광체는 종류도 많으며 최근 디스플레이 산업의 시장이 확대되어 관심이 높아지고 있다. 그러나 중요한 시장은 대부분 일본 등 선진국이 확보하고 있다. 국내에서도 형광체에 대한 연구가 많이 되고 있으나 아직은 생산과 연결되지 못하고 있는 것으로 판단된다. 이 문헌은 형광체 분야에 관심이 있는 연구자에게 참고가 되는 자료이므로 추천하고 싶다.

저자: Naoto Hirosaki
자료유형: 학술정보