베타상의 아연 실리케이트 형광체에 대한 연구

Abstract

본 논문은 자외선(Ultra Violet, UV) 여기원 하에서 발광하는 Mn이 도핑된 황색 발광 Zinc silicate 형광체의 제조 및 응용에 대한 연구이다. 기존 알파상의 녹색 발광하는 Zinc silicate 형광체 제조 공정보다 더 높은 온도에서 원료를 녹인 후, 급랭의 환경과 Zn : Si 비율 조절에 의해 β-상으로의 Phase 변환을 일으켜 황색 발광을 얻어냈다. 이는 알파상의 사면체 배위에서 Phase 변환에 의해 상대적으로 강한 결정장을 가지는 팔면체 배위를 취하는 Mn2+ 이온의 4T1-6A1 금지된 전이 특성에 기인한다. 반치폭이 75 nm이고 발광 중심 파장이 568 ∼ 570 nm인 명백한 황색 발광 특성을 나타내는 본 연구의 β-Zn2SiO4: Mn2+ 형광체는 온도 소광 특성이 우수하고 280 ∼ 300 nm 영역의 자외선에 여기 되어 우수한 발광 특성을 나타낸다. Mn 농도를 조절하여 황색에서 더 장파장인 orange계 발광색도 얻을 수 있다. 대부분의 황색 형광체는 고가의 희토류 금속을 도핑 물질로 사용하는데 비해 상기 형광체는 Rare earth-free 형광체로써, 그 의미가 높게 평가될 수 있다. 녹색부터 황색, 적색까지 색 변환이 용이한 본 연구의 Zn2SiO4: Mn2+ 형광체는 다양한 방면으로 활용범위 및 그 가치가 충분히 우수하다고 판단된다.