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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 50, Number 3
JKCSEZ 50(3)
June 20, 2006 

Synthesis and Luminescent Characteristics of Sr2Ga2S5:Eu2+ Yellow Phosphor for LEDs

LED용 Sr2Ga2S5:Eu2+ 황색 형광체의 합성 및 발광특성
Jae Myung Kim*, Joung Kyu Park, Kyung Nam Kim, Seung Jae Lee, Chang Hae Kim, Ho Gyeom Jang

김재명*, 박정규, 김경남, 이승재, 김창해, 장호겸
LED (Light Emitting Diode), YAG:Ce3+, 형광체, SrGa2S4:Eu2+, Sr2Ga2S5:Eu2+ , LED (Light Emitting Diode), YAG:Ce3+, phosphor, SrGa2S4:Eu<
현재 LED는 고휘도 청색 칩의 개발로 인해 단순표시소자로만 이용되던 것이 다양한 분야의 발광소자로 적용되기 시작하였다. 특히, 최근에 InGaN 칩과 황색 형광체(YAG:Ce3+)를 이용한 방법이 많이 연구되어지고 있다. 하지만 이 방법은 2 파장을 이용한 것으로 색연지수가 낮은 단점을 지니며, 황색의 YAG:Ce3+ 형광체 이외에 450~470 nm의 여기 영역에서 효율적으로 발광하는 형광체가 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 장파장 영역의 여기 특징을 지닌 thiogallate 형광체의 합성을 시도하였다. 그 중에 가장 잘 알려진 SrGa2S4:Eu2+ 형광체의 모체를 변화시켜 Sr2Ga2S5:Eu2+ 형광체를 합성하였으며, 발광특성을 조사하였다. 그리고 무해성과 제조 공정의 단순화를 위하여, 황화물질과 5 % H2/95 % N2 혼합 기체를 CS2와 H2S 가스 대신에 사용하였다. 이렇게 합성되어진 형광체는 550 nm의 발광 중심을 가지는 황색 형광체로서 300~500 nm에 이르는 넓은 여기원을 통한 발광이 가능하다. 그리고 YAG:Ce3+ 형광체와 비교해 볼 때 강도 면에서 110 % 이상을 보이며, UV 영역의 여기적 특성을 이용해 UV LED에도 응용이 가능하다.

Nowadays, LEDs has been applied to the luminescent devices of various fields because of the invention of high efficient blue chip. Recently, especially, the white LEDs composed of InGaN blue chips and a yellow phosphor (YAG:Ce3+) have been investigated extensively. With the exception of YAG:Ce3+ phosphor, however, there are no reports on yellow phosphor that has significant emission in the 450~470 nm excitation range and this LED system is the rather low color rendering index due to their using two wavelength. Hence, we have attempted to synthesize thiogallate phosphors that efficiently under the long wavelength excitation range in the present case. Among those phosphors, we have synthesized Sr2Ga2S5:Eu2+ phosphor by change the host material of SrGa2S4:Eu2+ which is well known phosphor and we investigated the luminescent properties. In order to obtain the harmlessness and simplification of the synthesis process, sulfide materials and mixture gas of 5 % H2/95 % N2 were used instead of the CS2 or H2S gas. The prepared phosphor shows the yellow color peaking at the 550 nm wavelength and it possible to emit efficiently under the broad excitation band in the range of 300~500 nm. And this phosphor shows high luminescent intensity more than 110 % in comparison with commercial YAG:Ce3+ phosphor and it can be applied for UV LED due to excitation property in UV region.

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