개요
인은 외부에너지를 받아 빛을 내는 물질의 총칭으로 자외선(형광등, LCD 등), 전기에너지(LED), 음극선과 같은 전자빔(CRT) 등 다양한 형태가 있을 수 있다. .
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인의 원리
자블론스키 다이어그램은 형광체 결정 구조의 에너지 준위에 따른 형광체의 원리를 나타낸 것이다. 형광체를 구성하는 전자는 바닥 상태(S0)에 있다가 외부 에너지에 의해 여기 상태(S1)로 여기된다. 들뜬 상태의 전자는 바닥 상태로 되돌아가려는 경향이 있기 때문에 들뜬 상태에서 바닥 상태로 천이하면서 에너지를 외부로 방출한다. 이때 받은 에너지가 그대로 외부로 방출되지는 않으나 그림에서 보는 바와 같이 형광 없이 다소 적은 양의 에너지 방출이 일어난 후 형광이 발생하여 기저상태로 전이된다.
이 전환 프로세스는 몇 밀리초 미만으로 빠르게 발생할 수도 있고 며칠에 걸쳐 천천히 발생할 수도 있습니다. 따라서 오랜 시간에 걸쳐 천천히 빛을 내는 물질을 형광체라고 하며 형광체 등 다양한 용도로 사용된다. B. 야광, 형광 장난감 및 화재 시 표시기.
형광체는 일반적으로 전이 금속과 희토류 금속의 화합물입니다. 무기 형광체 내부의 결정 구조 불균형은 소량의 도펀트를 추가하여 생성됩니다. 형광체에서 방출되는 빛의 색은 자외선이든 가시광선이든 발생하는 빛(에너지)의 파장에 따라 다릅니다. 생성된 에너지의 크기 또는 파장은 원자 자체와 주변 결정 구조에 따라 다릅니다.
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인 생산 공정/주요 인
형광체는 일반적으로 미량의 도펀트가 첨가된 적절한 전이 금속 등으로 구성된 화합물입니다. 산화물, 질화물, 황화물과 같은 다양한 무기 물질은 형광을 사용합니다.
형광체는 졸-겔 공정과 같은 다양한 무기 제조 공정을 사용하여 제조되며 일반적으로 500~1500°C 사이의 소결 공정으로 생산됩니다.
일반 형광체는 수분 등에 의해 성능이 저하되는 경향이 있으므로 보관 또는 제조 시 수분의 영향을 받지 않도록 하는 것이 필요하다.
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인의 사용
형광체는 우리 생활에서 빛을 내는 대부분의 물질에 사용됩니다. LCD 디스플레이, PDP 디스플레이 패널, LED 패널, LED 램프, 형광등의 백라이트에서 외부로부터 자외선이나 전자를 받아 빛을 내는 물질은 대부분 형광체이다. 형광 페인트는 낮에는 빛을 받고 밤에는 빛을 발산하는 장난감과 화재 경보 테이프에도 사용됩니다.
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주 형광체(예시)
(Ca,Sr)S:Bi는 최대 12시간 동안 청색광을 방출하는 인광 형광체입니다. (반도체 물질을 표현할 때 콜론(:) 뒤의 물질은 보통 소량 첨가되어 인과 같이 활성을 일으키는 도펀트를 나타낸다.)
ZnS:Cu 야광장난감 및 오브제용으로 가장 많이 사용되는 형광체이다.
ZnS와 CdS의 혼합물도 긴 광발광 시간을 보인다.
SrAl€O₄:Eu(II):Dy(III)는 고휘도 및 현저한 지속성을 갖는 녹색 형광체로서, 200~450nm의 빛을 흡수하여 약 490~520nm의 녹색광을 발산한다.
BaMgAl10영형17:Eu는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체로 널리 사용되는 재료로 BAM Blue라고도 합니다. doopant인 Eu(II)는 제조과정에서 Eu(III)가 되므로 통상 형광체의 수명을 연장하기 위해 환원분위기에서 제조한다.
ZnS 기반 형광체는 CRT 및 FED에서 광범위하게 사용됩니다.
아연€SiO€:Mn은 LCD, 3파장 램프, PDP의 녹색광에 사용되는 형광체이다.
Y₂O₃:Eu(III)는 3파장 램프에 널리 사용되는 적색 형광체이다.
GaN, GaAs 등은 LED에서 널리 사용되는 형광체이다.