화학공학소재연구정보센터
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HWAHAK KONGHAK, Vol.40, No.6, 752-756, December, 2002
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Gd(3+)/Li(+) 부활성제가 첨가된 구형의 Zn2SiO4:Mn 형광체 입자
Spherical-shaped Zn2SiO4:Mn Phosphor Particles with Gd(3+)/Li(+) Codopant
노현숙, 이창희, 윤호신, 강윤찬†, 박희동, 박승빈1
  • 한국화학연구원 화학소재부, 대전 305-600
  • 1한국과학기술원 생명화학공학과, 대전 305-701
Hyun Sook Roh, Chang Hee Lee, Ho Shin Yoon, Yun Chan Kang†, Hee Dong Park, and Seung Bin Park1
  • Advanced Materials Division, Korea Research Institute of Chemical Technology, Daejeon 305-600, Korea
  • 1Department of Chemical & Biomolecular Engineering, KAIST, Daejeon 305-701, Korea
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초록
PDP(Plasma Display Panel)용 녹색 형광체인 Zn2SiO4:Mn 형광체의 제조에 있어 콜로이드 분무 열분해법을 도입하고, Zn2SiO4 wellimite 결정의 Si(4+) 자리를 치환하는 Gd(3+)/Li(+) 부활성제를 첨가하여 형광체의 발광특성을 향상시키고자 하였다. 14 nm 크기의 fumed silica 입자를 규소 전구체로 도입한 콜로이드 분무열분해법에 의해서 제조되어진 Zn2SiO4:Mn 입자는 응집이 없는 구형의 형상, 작은 입자 크기 및 좁은 입도 분포를 가졌다. Gd(3+)/Li(+) 함량은 Zn2SiO4:Mn 형광체 입자의 발광특성에 영향을 끼쳤으며, 적정한 함량의 Gd(3+)/Li(+) 부활성제를 첨가함으로써 진공 자외선하에서 형광체의 발광휘도를 향상시키고, 잔광시간을 크게 줄일 수 있었다. 분무 열분해법에 의한 Gd(3+)/Li(+)이 코도핑된 Zn2SiO4:Mn 형광체 입자의 제조에 있어서 후열처리 온도는 형광체의 발광특성을 결정짓는 주요한 인자이다. 0.1 mol%의 Gd(3+)/Li(+) 부활제를 포함하고 1,145 ℃ 온도에서 소결된 Zn2SiO4:Mn 형광체 입자는 상업용 형광체에 비해 5% 높은 발광 휘도과 5.7 ms의 잔광시간을 가졌다.
Green-emitting Zn2SiO4:Mn phosphors for PDP(Plasma Display Panel) application were synthesized by colloidal seed-assisted spray pyrolysis process. The codoping with Gd(3+)/Li(+), which replaces Si(4+) site in the willemite structure, was performed to improve the luminous properties of the Zn2SiO4:Mn phosphors. The particles prepared by spray pyrolysis process using fumed silica colloidal solution had a spherical shape, small particle size, narrow size distribution, and non-aggregation characteristics. The Gd(3+)/Li(+) codoping amount affected the luminous characteristics of Zn2SiO4:Mn phosphors. The codoping with proper amounts of Gd(3+)/Li(+) improved both the photoluminescence efficiency and decay time of Zn2SiO4:Mn phosphor particles. In spray pyrolysis, the post-treatment temperature is another factor controlling the luminous performance of Zn2SiO4:Mn phosphors. The Zn1.9SiO4:Mn0.1 phosphor particles containing 0.1 mol% Gd(3+)/Li(+) co-dopant had a 5% higher PL intensity than the commercial product and 5.7 ms decay time after post-treatment at 1,145 ℃.
Keywords:Phosphor;Spray pyrolysis;Codopant;Decay time
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