감마상 (Ca,Mg)2SiO4:Ce3+ 형광체 연구

Abstract

본 연구에서는 새로운 구조의 황색 형광체 γ-(Ca,Mg)2SiO4:Ce3+를 환원 분위기 속에서 고상반응법(Solid-state reaction)과 급속 냉각(Rapid cooling)으로 합성하였다. 합성된 형광체의 결정성을 확인하기 위해 XRD(X-rat diffraction) pattern을 측정하여 Pbnm(62) 공간군을 가지는 orthorhombic 구조의 단일상임을 확인하였다. 광 여기 및 발광 스펙트럼을 통하여 450 nm 부근에서 최대 흡수치가 나타나며, 565 nm 부근의 넓은 황색과 발광이 보이며, 이는 Ce3+의 4f-5d 허용된 전이 특성에 기인한다. 온도에 따른 형광체의 발광 스펙트럼을 확인한 결과 200℃ 부근에서 50%의 휘도 유지율을 보이며, 온도 상승에 따른 발광 스펙트럼의 파장 변화와 반치폭의 변화는 각각 5 nm와 6 nm 이하로 안정적인 발광색을 유지한다. 상기 합성된 γ-(Ca,Mg)2SiO4:Ce3+를 이용한 460 nm의 청색 발광 다이오드를 이용하였다. 상기의 백색 발광 소자는 색온도(CCT) 4976 K, 연색지수 85.1로 나타났다. 따라서 본 연구를 통한 황색 형광체는 청색 LED를 이용한 solid-stae source와 LCD BLU로서의 가치가 있는 형광체가 될 수 있다.