고휘도 장잔광 세라믹 형광체의 개발

전문가 제언

○ 장잔광 형광체는 어두운 곳에서도 에너지의 공급이 없이 빛을 내는 재료이다. 지금까지 사용된 장잔광 형광체는 태양광이나 전등의 광을 흡수한 후에 어두운 곳에서 발광하는 축광성 형광체와 자발광 형광체가 있다. 축광성 형광체는 빛의 흡수-발광-흡수-발광을 몇 회라도 반복할 수 있는 특성을 가지고 있다.

 

○ 최근에 개발된 알루미네이트계 축광성 형광체에는 MxAlyOz(M=Sr, Ca, Ba)를 기반으로, 여기에 희토류금속(Eu, Nd, Cr, Tb, Pr)을 도핑하여 제조하고 있다. 이들 재료는 내구성이 화학적 우수하여, 자동차, 시계, 표지판, 형광 안료 등 다양한 분야에 사용되고 있다.

 

○ 축광성 형광체의 제조에는 고상법, 연소법, 졸겝법, 공침법, 마이크로합성법 등이 있다. 그 중에서 대량생산이 용이한 고상법이 많이 사용되고 있으나, 발광 특성을 높이는데 한계가 있다. SrAl2O4:Eu2+-Dy3+축광체가 잔광특성 우수하여 많이 사용되고 있다. 이 축광체는 SrAl2O4 모결정에 부활제로 Eu2+이온의 4f-5d 전이에 기인하며, 장잔광 특성은 공부활제(coactivator)로 첨가하는 Dy3+에 의한 정공(hole) 포획현상으로 설명되고 있다.

 

○ 가닛 형광체는 전자포획을 위한 Dy3+ 등은 에너지가 너무 낮은 문제점이 있었다. 이 연구에서는 Ce3+를 첨가한 가닛 형광체의 전자구조를 해석하고, Cr3+를 공첨가하여 장잔광 형광체를 개발하였다. 이 형광체는 축광 효율과 잔광 초기강도 및 수명을 조정할 수 있다.

 

○ 국내에서도 인간생활과 경제활동이 다양해지고 활발하게 되면서 컬러 특성을 나타내는 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 분야에 사용되는 형광체는 대학과 연구소를 중심으로 연구가 진행되어 논문이 어느 정도 발표되고 있다. 그러나 대부분의 연구가 상용화를 위한 것이 부족하여, 제품의 국산화 노력이 요구된다. 또한 고온공정이 필요한 도자기, 타일 등과 같은 세라믹 제조분야에서 활용이 가능한 축광재료에 대한 연구도 좋은 과제가 될 것이다.

저자

Jumpei UEDA, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

50(3)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

191~196

분석자

김*환

분석물

• 고휘도 장잔광 세라믹 형광체의 개발.pdf [529,610 byte]

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