UV 기반의 백색 LED 구현 및 특성 분석에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 UV용 청색 형광체 (Ca,Mg)Si2O6:Eu2+를 환원 분위기 속에서 고상반응법(Solid-state reaction)으로 합성하였다. 합성된 형광체의 결정성을 확인하기 위해 XRD(X-ray diffraction) pattern을 측정하여 C2/c(15) 공간군을 가지는 Monoclinic (단사정계) 구조를 확인하였다. 광 여기 및 발광 스펙트럼을 통하여 350nm 부근에서 최대 흡수치가 나타나며, 450 nm 부근의 청색 발광이 보이며, 이는 Eu2+의 4f7-4f65d의 천이에 기인한다. 온도에 따른 형광체의 발광 스펙트럼을 확인한 결과 100℃ 부근에서 50%의 휘도 유지율을 보이며, 온도 상승에 따른 발광 스펙트럼의 파장 변화와 반치폭의 변화는 각각 5 nm와 20 nm 이하로 안정적인 발광색을 유지하였다. 상기 합성된 (Ca,Mg)Si2O6:Eu2+ 와 400 nm의 Ultra Violet 발광 다이오드를 이용하여 Green, Red 형광체와 혼합하여 백색 LED를 구현 하였다. 상기의 백색 LED는 구동 전류 350mA, 전압 3.45V에서 색좌표 x=0.3936, y=0.3605, 색온도(CCT) 3500K, 연색성(CRI) 87.7, 전광선속 18.83 lm의 결과 값으로 확인 하였다. 따라서 본 연구를 통한 청색 형광체는 UV LED를 이용한 white 조명으로서의 가치가 있는 형광체가 될 수 있다.