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Kafe 바로가기주관연구기관 | 세종대학교 Sejone university |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2015-07 |
과제시작연도 | 2014 |
주관부처 | 중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 | TRKO201600006922 |
과제고유번호 | 1425088494 |
사업명 | 산학연협력기술개발 |
DB 구축일자 | 2016-09-10 |
1. 최종목표
1. 최종목표
◦ 본 연구에서는 졸겔 공정을 이용하여 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체 분말을 제조하고 발광 특성을 연구하여, 백색 LED용 가넷구조 형광체의 제조공정, 조성 및 발광 특성을 최적화하는 것임.
◦ 본 연구의 최종목표는 tunable emission 파장을 이용하여 고효율 백색 LED용 가넷구조
(Lu1-xA
◦ 본 연구에서는 졸겔 공정을 이용하여 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체 분말을 제조하고 발광 특성을 연구하여, 백색 LED용 가넷구조 형광체의 제조공정, 조성 및 발광 특성을 최적화하는 것임.
◦ 본 연구의 최종목표는 tunable emission 파장을 이용하여 고효율 백색 LED용 가넷구조
(Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체를 개발하는 것임.
2. 개발내용 및 결과
◦ 졸겔법을 이용하여 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M (A: Gd3+, Y3+ 등 희토류 금속, B: Ga3+ 원소, M: 첨가 금속) 형광체 분말을 성공적으로 합성하였음.
◦ 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체의 열처리 온도와 시간을 변화시켜 형광체의 크기, 형상 및 표면 특성을 제어하였음.
◦ 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체의 결정구조 및 미세구조가 발광 강도, 색순도 등 광학적 특성에 미치는 영향을 연구하였음.
◦ 가넷구조 (Lu1-xAx)3(Al1-yBy)5O12:Ce,M 형광체에 첨가한 도펀트(M)가 발광 특성에 미치는 영향을 고찰하고, flux 첨가에 의한 열처리 온도 및 발광 특성 변화에 대해 연구하였음.
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
- 졸겔법을 이용하여 tunable emission 파장을 이용한 고효율 백색 LED용 가넷구조 형광체를 제조하였음.
- 졸겔법을 이용하여 고품질 가넷구조 형광체 분말의 합성 기술을 개발하였으며, 고상법을 이용한 기존의 형광체 합성에서 발생한 문제점을 개선하였음.
- 졸겔법을 이용하여 제조한 가넷구조 형광체는 고상법으로 제조한 형광체보다 조성이 균일하고, 광학적 특성이 더 우수하였음.
- 색 표현력이 우수한 LED 디스플레이를 제작하도록 광변환 효율이 우수한 가넷구조 형광체를 개발하였음.
- 상용 YAG 형광체의 휘도는 높으나, 색상 조절이 어렵고 주위 온도 변화에 따른 색변환 현상이 큰 단점이 있음. 따라서 이 단점을 해결한 새로운 가넷구조 황색 산화물 형광체를 개발하였음.
◦ 경제적 성과
- LED 형광체 시장은 최근 급격히 성장하고 있으며, 막대한 경제, 산업적 효과가 예상됨. LED용 형광체의 시장규모는 2016년에 1조원 이상이 될 것으로 예상함.
- 현재까지 국내에서는 백색 LED의 필수 소재인 형광체 분말을 대부분 수입하였으나, 본 연구를 통해 얻은 기술을 이용하여 가넷구조 형광체 소재의 국산화 및 해외 수출이 가능함.
◦ 사회적 성과
- 백색 LED 조명이 기존의 조명 방식을 대체한다고 하면 에너지 절감효과가 대단히 클 것으로 예상함.
- 청색 또는 근자외선 LED 위에 적절한 형광체 분말을 도포하여 백색광을 얻을 수 있으며, 이에 많은 관심을 가지고 있음. 본 연구에서 개발한 가넷구조 형광체는 향후 백색 조명 및 디스플레이 기기 제조에 많이 활용될 것으로 생각함.
4. 기술개발결과 활용계획
- 현재 국내에서는 백색 LED의 필수 소재인 형광체 분말을 대부분 수입하고 있으나, 가넷구조 형광체의 개발로 기술 자립이 가능함.
- 고품질 가넷구조 형광체의 개발로 백색 LED를 이용한 고효율 조명의 실용화가 가능하게 되고, 기존의 조명 산업으로부터 발생하는 환경오염 및 에너지 절약 등의 문제점을 해결할 수 있음.
- LED 조명 중 가장 많이 쓰이는 실내등의 수요가 점점 확대되고 있으며, 백색 LED를 이용한 고효율 조명은 가까운 미래에 형광등을 대체할 것으로 전망되며, 보안등, 가로등, 실내외 장식용 조명등 등에 사용할 수 있음.
- 높은 효율, 낮은 전력 소모, 및 긴 수명을 가지는 LED는 조명뿐만 아니라 디스플레이, 수송기기, 의료, 농수산업 등 다양한 산업 분야에서 활용이 가능함.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 없음
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원 실적
- 연구개발의 기술임치 실적
∙ 임치물 명칭: Tunable emission 파장을 이용한 고효율 백색 LED용 가넷구조 형광체 개발
∙ 임치기간: 2015. 9. 25 ∼ 2017. 9. 24
∙ 개발인: 세종대학교 산학협력단, (주)우석AT
∙ 임치기관: 대·중소기업협력재단
- 연구개발의 특허 출원 실적
∙ 발명자: 박경순, 이충훈, 김현민, 차재성 (세종대학교 및 (주)우석AT 참여연구원)
∙ 특허명: 가넷구조 형광체 및 이의 제조 방법
∙ 출원번호: 10-2015-0136088
∙ 출원일: 2015. 9. 25
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