초록 ▼

o 조합화학 및 재료설계 기술에 의한 형광물질 스키리닝 시스템 확립, 형고아물질의 고휘도화 및 고효율화를 위한 형광물질의 합성기술 확립, 형광물질의 특성을 평가할수 있는 시스템 구축 및 특성평가기술 확립하기 위하여 수행한 연구결과를 보고한 내용이다.
o PDP용 후보 형고아물질을 조합화학기법으로 탐색하여 적색, 청색 및 녹색의 형광물질을 개발하는 내용을 기술하고 있으며, 특히 YRO4로 구성된 $YAsO4, YNbO4, YPO4,YVO4$의 4원 조합 라이브러리의 작성과 특성평가 내용에 대하여 상세히 기술하

o 조합화학 및 재료설계 기술에 의한 형광물질 스키리닝 시스템 확립, 형고아물질의 고휘도화 및 고효율화를 위한 형광물질의 합성기술 확립, 형광물질의 특성을 평가할수 있는 시스템 구축 및 특성평가기술 확립하기 위하여 수행한 연구결과를 보고한 내용이다.
o PDP용 후보 형고아물질을 조합화학기법으로 탐색하여 적색, 청색 및 녹색의 형광물질을 개발하는 내용을 기술하고 있으며, 특히 YRO4로 구성된 $YAsO4, YNbO4, YPO4,YVO4$의 4원 조합 라이브러리의 작성과 특성평가 내용에 대하여 상세히 기술하였다.
o 재료설계 프로그램인 DV-Xz, $DMol3$와 Gaussian 프로그램에 대하여 평가하였고, 새로운 버전 DV-Xa 도입하여 기존의 대표적인 $ABC3$구조의 형고아물질에서의 전자구조를 계산하는 내용을 기술하였다. 특히 조합화학 기법으로 선정된 후보 형광물질에 대한 광학적 특성 계산하는 내용과 결과를 제시하였다.
o 선정도니 형광물질을 효율적으로 제조하는 합성방법에 대하여 고상법, 액상법과 기상법으로 구분하여 각 방법에 따라$Mg2SnO4$:Mn, $Zn2SiO4$:Mn 그리고 BAM 물질에 대하여 구체적으로 기술하였따.
o 특성평가 시스템 구축에 따른 측정 장비를 보완한 내용인 UV PL 장비, 조합화학용 VUV PL 장비, 조합화학용 저전압 CL 장비 및 VUV PL/reflactance/장광시간 측정 장비에 대하여 기술하였으며, $Y2SiO5$:Ib 형광물질에 대하여 XANES 분석 내용과 발광특성을 구체적으로 논의하였고, 잔광시간 분석을 통하여 발광의 소광기구에 대한 이론적 수식을 적용하여 고광기구를 밝혔다.
o 그 외의 연구개발 내용에 대하여 제4장에 요약하였으며, 중요한 내용은 부록에 첨부하였다.

Abstract ▼

The major goal of this project is to establish a synthetic strategy to search new red, green, and blue phosphor materials with high brightness and expect their photophysical characteristics proper to PDPs by using a combinatorial chemistry and material-design tools by which the optimal composition g

The major goal of this project is to establish a synthetic strategy to search new red, green, and blue phosphor materials with high brightness and expect their photophysical characteristics proper to PDPs by using a combinatorial chemistry and material-design tools by which the optimal composition giving the highest photoluminescence efficiency could be found easily and fart. The detailed plans of the project are the follows.
▶ Establishment of a screening system for searching and designing new phosphor materials
- Material design for 20 chemical compounds
- Screening of 200 candidates for new RGB phosphors by a combinatorial chemistry
▶ Development of a red phosphor proper to PDPs
- brightness >400 cd/m2, color purity x=0.66, y=0.33, decay tims <5 ms, efficiency 2.0 1m/w
▶ Development of a new synthetic method for preparation of phosphor materials with high brightness
▶ Complement of analysis tools and development of a new characterization technique for phosphor materials

목차 Contents

• 제1장 서론...18
• 제2장 문헌연구...21
• 제1절 플라즈마표시소자...21
• 1. PDP의 원리 및 구조...21
• 2. PDP와 관련된 기술...21
• 가. Panel Process...21
• 나. 격벽형성...22
• 다. 형광체의 도포...22
• 라. 저가격화 기술 개발...22
• 3. PDP의 기술 개발 동향...22
• 제2절 PDP용 형광체...23
• 1. 형광체와 발광특성...23
• 가. 형광체...23
• 나. 발광 과정...24
• 다. 형광체의 효율...26
• (1) 활성제의 선택조건...26
• (2) 모체의 선택조건...27
• (3) 증감제의 선택조건...27
• 라. 형광체내에서의 에너지 전달...28
• 마. 인간의 색 지각...29
• 바. 형광체의 색깔...30
• 2. PDP용 형광체의 조건...31
• 3. PDP용 형광체와 개발현황...32
• 가. 청색 형광물질...32
• 나. 녹색 형광물질...34
• 다. 적색 형광물질...36
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...38
• 제1절 조합화학기술...38
• 1. 개요...38
• 2. 실험방법...38
• 3. 실험결과...39
• 가. 청색 발광 $YRO_4$형광체...39
• (1) $YAsO_4$, $YNbO_4$, $YPO_4$, $YVO_4$ 형광체의 특성...39
• (2) 사원 조합 라이브러리...45
• (3) 삼원 조합 라이브러리...46
• 제2절 재료설계기술...53
• 1. 개요...53
• 2. 프로그램 평가...53
• 가. DV-Xa 방법...53
• 나. $DMol^3$ 방법...54
• 다. Gaussian 프로그램...54
• 3. 계산 결과...54
• 가. 모체 계산...54
• 나 $YNbO_4$ : Bi 활성제의 역할...58
• (1)$YNbO_4$: Bi와 $YNbO_4$:Ta...58
• 다 분자궤도법을 이용한 여기상태 계산...60
• (1) CI를 이용한 excited state 계산:이온의 경우...60
• (2) CI를 이용한 excited state 계산:크러스터의 경우...60
• 제3절 형광물질의 합성기술...62
• 1. 개요...62
• 2. 실험방법...62
• 가. 고상법...62
• 나. 액상법...63
• 다. 기상법...63
• 3. 실험결과...64
• 가. 고상법...64
• 나. 액상법...68
• 다. 기상법...73
• 제4절 특성평가기술...76
• 1.개요...76
• 2. 측정 장비 보완...77
• 가. UV PL 장비...77
• 나. 조합화학용 VUV PL 장비...78
• 다. 조합화학용 저전압 CL 장비...78
• 라. VUV PL/reflactance/잔광시간측정 장비...78
• 3. 실험 결과...79
• 가. XANES(X-Ray Absorption Near Edge Structure)분석...62
• 나. 발광특성 분석...81
• 다. $Y_2SiO_5$:Tb의 발광특성...81
• 라. 잔광시간 분석...87
• (1)$Y_2SiO_5$:Tb 전광시간 분석...87
• (가)$ ^5D_3-^7F_j$전이...87
• (나)Rate equations...89
• 제4장 연구개발목표 달성도...94
• 제1절 연구개발목표와 달성내용...94
• 1. 세부연구개발목표 : 형광물질을 탐색할 수 있는 조합화학기법...94
• 2. 세분연구개발목표 : 형고아물질에 대한 전산모사에 의한 광학적 특성 스크리닝 시스템 구축...95
• 3. 세부연구개발목표 : 형고아물질의 효율적 합성법 고안...96
• 가. 고상법...96
• 나. 액상법...96
• 다. 기상법...96
• 4. 세부연구개발목표 : 형광 특성 평가시스템 구축...97
• 제2절 연구개발성과...98
• 1. 논문게제...98
• 2. 학회발표...102
• 3. 특허출원 및 등록...106
• 가. 특허출원...106
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...108
• 제6장 참고문헌...109