초록 ▼

형광체 및 섬광체의 형광효율의 특성 향상에 크게 영향을 미치는 양자분리 (quantum cutting) 메카니즘을 이용한 고효율 형광체 및 섬광체의 연구는 평판디 스플레이 분야, 정보ㆍ전자소재 산업, 특히 X-선 영상산업 분야의 발전에 매우 중요한 분야이다. 본 연구의 최종 목표는 양자분리를 이용한 고효율 섬광체를 개발하고, 고효율 섬광체를 이용한 X-선 검출기 특성 연구를 통하여 X-선 영상기기의 검출기로서 적용할 수 있는 응용 가능성을 연구한다. 최근에 환경적인 문제로 인하여 수은 대신에 플라즈마 방전등을 이용하며, Xe 엑시머

형광체 및 섬광체의 형광효율의 특성 향상에 크게 영향을 미치는 양자분리 (quantum cutting) 메카니즘을 이용한 고효율 형광체 및 섬광체의 연구는 평판디 스플레이 분야, 정보ㆍ전자소재 산업, 특히 X-선 영상산업 분야의 발전에 매우 중요한 분야이다. 본 연구의 최종 목표는 양자분리를 이용한 고효율 섬광체를 개발하고, 고효율 섬광체를 이용한 X-선 검출기 특성 연구를 통하여 X-선 영상기기의 검출기로서 적용할 수 있는 응용 가능성을 연구한다. 최근에 환경적인 문제로 인하여 수은 대신에 플라즈마 방전등을 이용하며, Xe 엑시머 플라즈마가 가장 기대되는 후보 중 하나이다. 이것은 수은에 비해 상대적 으로 낮은 에너지 변환율(∼65%)을 갖는다는 것과 주된 방출파장들이 147이나 172 nm 등의 VUV 영역에 존재하는 단점이 있다. 이러한 점들은 254 nm의 여기에 맞추어져있던 형광체들을 대체할 새로운 형광체들의 개발을 요구하고 에너지변환 효율의 감소를 극복하기위해 양자분리과정에 대한 연구를 필요로 한다. 따라서 양자분리라는 새로운 형광 메커니즘들을 접목시킴으로서 형광체 및 섬광체의 양자효율을 극대화시키는 연구가 필요하다. X-ray 영상용 섬광체의 가장 중요한 특성은 DQE (Detective Quantum Efficiency)와 MTF (Modulation Transfer Function)이다. 본 연구에서는 양자분 리(quantum cutting)를 적용하여 DQE가 큰 값을 갖는 새로운 섬광체에 대한 가능성을 연구하였다. 본 연구의 1단계에서는 나노 및 벌크 형광체를 제작하여 양자 분리를 이용한 양자효율을 향상시키는 연구를 수행하였다. 화상의 공간분해능의 척도가 되는 MTF는 검출기의 화소크기(Pixel size)와 화 소채움인자 (Pixel fill factor)에 의존한다. 현재 시판되고 있는 제품의 분해능은 3.0 ~ 3.6 Lp/mm이다. X-선 영상분야에 있어서는 지금까지 DMI 시스템에 대한 국내 제품 개발 실적은 없지만 X-선 섬광체를 제외한 고속 스위칭 등의 기술은 국내에 이 축적되어 있어서 단기간에 제품화될 가능성이 높다. 또한 조명기구, 디스플레이, 디지털 방사선 영상 시스템 분야에서 현재 Xe의 양자분리 조명기구로 대체될 경우 결론적으로 우수한 성질을 가진 섬광체를 개발하는 쪽에서 향후 디지털 X-선 영상기기 시장 및 조명시장을 지배할 것으로 예상된다. 따라서 양자 분리를 이용한 양자효율이 향상된 우수한 섬광체를 개발할 수 있다면 의료 영상산업 분야의 발전에 크게 이바지 할 수 있을 것이다

Abstract ▼

The research on the high efficiency phosphors and scintillator are very important in the development of the materials for the flat panel display, information technology and electronics industry. This will be also important for the X-ray imaging industry. This can be done by using the mechanism of qu

The research on the high efficiency phosphors and scintillator are very important in the development of the materials for the flat panel display, information technology and electronics industry. This will be also important for the X-ray imaging industry. This can be done by using the mechanism of quantum cutting which critically affect on the increase of the efficiency of phosphors and scintilators. This research is focused on the development of X-ray imaging instruments by the studying the characteristics of the X-ray detector by using high efficiency scintillators via quantum cutting. Recently Xe excimer plasma using mercury plasma arc discharge is one of the expecting candidate for the PDP display because of the eco-friendly techniques. This has an advantages of low energy conversion efficiency ( 65%) compared with mercury and has an emission bands at 147 and 172 nm in the wavelength range of VUV. These kinds of problems will solved by increasing quantum efficiency of the phosphors using quantum cutting as a new concept of phosphor mechanism. This needs a research on the development of phosphors for the high efficiency to replace the pre-existing phosphors for the excitation at 254 nm. The most important two parameters for the X-ray scintillators are DQE (Detective Quantum Efficiency)and MTF (Modulation Transfer Function). This research is focused on the study of the new scintillators with high DOE value using quantum cutting. The index of the space resolution on the images depends on the pixel size and pixel fill factor of MTF. The index of the space resolution of the current commercial merchandise is 3.0 ~ 3.6 Lp/mm. In this study, we will study on the increase of the space resolution on the images using nanoparticles and pillar type scintillators. It is possible to commercialize this technique in a short period due to the pre-existing technology such as high speed switching system technique even though there is no technology of DMI system in the X-ray imaging field except X-ray scintillation. Furtheremore, this can enable to develop the digital X-ray imaging devices and lamps by using the fundamental technology on the scintillation if this technology is used in the field from lamp, display, X-ray imaging system to Xe quantum cutting lamps. Therefore it will be very useful to develop high technology of medical imaging industry if we can develop high efficiency scintillators using quantum cutting.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 가. 경제적 , 산업적 중요성 ... 12
• 나. 연구개발의 필요성 ... 13
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 가. 국내의 연구수준 ... 14
• 나. 지금까지의 연구개발 실적 ... 14
• 다. 현기술상태의 취약성 ... 17
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 18
• 가. 연구개발의 내용 및 방법 ... 18
• 나. 연구 수행 내용 및 결과 ... 19
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 27
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 28
• 가. 추가연구의 필요성 ... 28
• 나. 연구개발결과의 활용방안 ... 28
• 다. 기대성과 ... 29
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 30
• 가. 섬광체-광다이오드 검출기 ... 30
• 나. 섬광체-CCD검출기 ... 30
• 다. 평판 Selenium검출기 ... 31
• 제7장 참고문헌 ... 32
• 연구성과(연구마루 입력성과) ... 33
• 자체평가의견서 ... 40
• 수정,보완요구사항 대비표 ... 44