고급 산업 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 AIST ") 광학 기술 연구 부서 [Watanabe Masanobu 회장] 유리 재료 기술 그룹 [NISHII Junji 회장 NESHII Junji]은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (NEDO) 바카라 사이트 테크놀로지 프로그램의 회원으로, Nanoglass Technology (Nanoglass) (Nanoglass) (Nanoglass) (Nanoglass) Kyoto University) 유해한 카드뮴을 사용하지 않는반도체 바카라 사이트 입자수용액 방법에 의해 제조되었다 이 바카라 사이트 입자는 청색 영역에서 높습니다 (피크 파장 450-460 nm)조명 효율(약 30%), 유리에 분산시킴으로써 안정적인 형광이 얻어졌다 (도 1의 오른쪽 참조)
반도체 바카라 사이트 입자는 새로운 광 방출 물질로서 다양한 필드에 적용될 것으로 예상되지만, 인체에 유해한 카드뮴을 함유한다는 사실은 문제가되었다Znse바카라 사이트 입자가 자외선에서 빛을 발산하는 것으로 알려져 있지만 이번에는 적절한 양의 ZnseTE를 추가하십시오 그리고 더 많은 표면 추가S로 코팅 된 복합 구조 (도 1의 왼쪽)를 사용하여 파란색 영역에서 빛을 방출하는 데 성공했습니다
또한 자체 조립 방법을 사용하여 박막 형성 기술을 개발했습니다매우 높은 농도(001 mol/liter)에서 바카라 사이트 입자를 성공적으로 분산시켰다 이것은 밝기를 극적으로 증가시키고 같은 두께로 변환 될 때 전형적인 전류 형광체입니다 (p22-Re3)의 약 30 배의 밝기를 보여 주었다 미래에 디스플레이 및 조명을위한 인으로 사용될 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2 월 21 일부터 23 일까지 도쿄 빅 광경에서 개최됩니다Nano Tech2006 년에 발표 될 예정입니다
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그림 1 Znse 내부에 첨가 된 바카라 사이트 입자 (왼쪽) 및 외부에 첨가 된 바카라 사이트 입자 (왼쪽) 및 그 안에 분산 된 유리뿐만 아니라 자외선이 방출 된 사진 (오른쪽)
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포스포르는 오늘날 조명 및 디스플레이 재료로 널리 사용되며 일상 생활을 지원합니다 이 형광체로서, 염료 및 전이 요소 이온 (전이 금속 이온 및 희토류 이온)이 분산 된 무기 물질이 사용되었다 최근 몇 년 동안, 약 2 내지 5 nm (바카라 사이트 미터, 10 억 미터)의 반도체 바카라 사이트 입자는 표면에서 잘 제어 될 때 높은 효율로 빛을 발산하는 것으로보고되었다 반도체 바카라 사이트 입자로서,주기적인 요소 테이블을 기반으로합니다II-VI 가족화합물 CDSE (CADMIUM SELENIDE) 및 CDTE (CADMIUM TELLURIDE)가 잘 연구되었습니다 반도체 바카라 사이트 입자입니다양자 크기 효과입자 크기에 따라 방출 파장을 제어 할 수 있습니다배출 부패 시간의 부족으로 인해 밝기가 높으며 새로운 유형의 발광 재료로 정보 어플라이언스 및 바이오 마커와 같은 다양한 분야에 적용될 것으로 예상됩니다 그러나 이들에 인체에 유해한 카드뮴이 포함되어 있다는 사실은 응용 분야에서 문제가되었습니다
반면에, 동일한 II-VI 그룹의 Znse (아연 셀레 나이드)는 자외선 파장 범위에서 빛을 방출하지만, 그 중 어느 것도 가시 광선 영역, 특히 450 nm의 빛을 방출하지 않으며, 이는 인간의 눈에서 생생한 청색으로 보입니다
2001 년부터 AIST는 위에서 언급 한 NEDO 계약 연구에 대한 연구를 수행해 왔으며, 여기에는 유리에 바카라 사이트 입자를 분산시키기 위해 고려 된 발광 재료를 얻는 것입니다
수용액에서 시작하여 유리에 바카라 사이트 입자를 포획SOL-GEL 메소드이후 사용되며, 수용액 방법을 사용하여 물 분산 가능한 CDTE를 합성했습니다 이 합성 방법을 사용하여, 이전 모델의 발광 효율의 거의 10 배를 갖는 바카라 사이트 입자가 합성되었다 또한, 우리는 그것을 유리로 안정적으로 분산시키는 방법을 발견하고 "바카라 사이트 글라스 인"을 개발했습니다 그러나 최근 몇 년 동안, 카드뮴 사용에 대한 제한은 환경 적 고려로 인해 점점 더 커지고 있으며, 카드뮴이없는 것은 소비자 제품의 전제 조건이되었습니다 따라서, 지금까지의 연구 결과를 바탕으로, 우리는 카드뮴이없고 고도로 빛나는 바카라 사이트 입자 분산 유리 형광체를 얻기 위해 연구를 수행했습니다
또한 실질적인 사용을 위해서는 높은 밝기 특성이 필요하지만, 지금까지 생산 된 유리 인의 바카라 사이트 입자의 농도는 10-5이것은 두더지/리터의 순서에 있으며, 분산 농도의 추가 개선이 높은 밝기 방출을 제공하기를 원했습니다 또한 실제 사용에 사용 된 인과 비교하여 생산 된 유리의 밝기를 비교해야했습니다
1) 청색 방출 바카라 사이트 입자 개발
위의 상황에 기초하여, 먼저 II-VI 반도체 (벌크 바디)의 방출 파장을 체계적으로 검사했으며, 그림 2에서 볼 수있는 것으로 밝혀졌습니다 여기서는 구성 원자가 무거울수록 방출 파장이 더 길다는 일반적인 규칙이 있습니다 지금까지 CDSE는 주로 청색광을 얻는 데 사용되었지만 Znte는 그 이외의 후보임을 알 수 있습니다
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그림 2 II-VI 반도체 (벌크 바디) 및 방출 파장의 유형
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그래서 우리는 먼저 ZnTE를 사용하여 실험을 수행했지만 반응 조건을 설정하기가 어렵고 지금까지 학술 회의에서 좋은 결과가보고되지 않았다는 것이 밝혀졌습니다 한편, 최근 합성 후 빛 조사가 발광 효율을 증가시키는 것으로보고되었다 우리는 소량의 CD 또는 TE에 ZnSE를 첨가하면 방출 파장이 증가한다는 것을 발견했습니다 이것은 그림에 표시된 일반적인 규칙에 따르면 도 2, 무거운 요소가 들어 오면 방출은 더 긴 파장으로 이동합니다 예를 들어, 그림과 같이 3, ZnSE 생산 후 용액을 조사 할 때 작은 CD를 추가함으로써, 방출 피크 파장은 450 nm에서 청색 근처로 이동할 수있다 이번에는 CD를 사용하지 않고 적절한 양의 TE를 대신 추가 한 다음 표면을 S로 코팅하여 방출 피크 위치를 450-460 nm의 청색 영역으로 성공적으로 이동시켰다 제조 된 바카라 사이트 입자의 발광 효율은 약 30%였는데, 이는 카드뮴 함유 물질의 효율만큼 좋지 않았지만 (약 50%), 충분히 밝은 발광성이 얻어졌다 합성 된 바카라 사이트 입자의 내부 구조는도 1의 왼쪽에 도시된다 도 1 및 카드뮴이 포함되어 있지 않습니다 용액으로 남겨두면 불안정하기 때문에, 이전 방법에 의해 유리에 분산되고 고정되면,도 1의 내부와 오른쪽에 표시된 유리 형광체가 나타납니다 1을 얻을 수 있습니다
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그림 3 ZnSE 생산 후 수용액에 첨가 된 CD 이온의 양의 변화 및 광 조사 처리로 인한 방출 피크
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2) 자체 조립을 사용하여 고농도 분산 유리 박막을 제조하는 기술 개발
벌크 (가시 크기의 질량)에서, 바카라 사이트 입자의 분산 농도를 증가 시키려고 할 때, 준비 중에 교반이 수행 될 때 응집이 발생한다 따라서 분산 농도의 상한은 약 10-5그것은 Moles/Liter의 순서에 있었다 따라서 밝기를 증가시키기 위해서는 추가적인 독창성이 필요했습니다
벌크 바디에 대한 연구에 따르면 유리의 공급원이되는 분자로서 바카라 사이트 입자 표면의 계면 활성제에 쉽게 친숙한 아미노 그룹 (NH213221_13272
결과적으로,도 4에 도시 된 바와 같이, 본 발명자들은 바카라 사이트 입자와 단일 층 유리 필름이 하나씩 쌓이는 박막을 형성하는데 성공했다 필름 두께는 공정 당 5 nm 증가 하였다 이 제조 방법은 교반이 필요하지 않으므로 바카라 사이트 입자의 분산 농도가 매우 높을 수 있습니다 생산 조건에 따라 분산 농도는 10-２리터당 두더지, 이는 바카라 사이트 입자 사이에서 여기 에너지 교환이 발생하는 농도에 거의 가깝습니다 다시 말해, 한계에 가까운 높은 분산 농도가 달성되었습니다 바카라 사이트 입자의 빛나는 효율은 약 24%로, 빛이 충분히 밝다 또한, 기질 표면에 물 반영 잉크를 적용함으로써 친화력을 변화시킴으로써, 원하는 위치에서만 바카라 사이트 입자를 코팅함으로써 미세 패턴이 생성 될 수있다
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그림 4 자체 조립을 사용하여 고도로 농축 된 분산 유리 박막의 제조에 대한 개략도
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3) 성능 비교
다음으로, 제조 된 유리 박막의 발광을 전류 형성과 비교 하였다 여기 광원의 한계로 인해, 두께가 39nm 인 유리 박막을 적색 방출 바카라 사이트 입자를 사용하여 제조 하였다 한편, 현재의 형광체와 같이, 화학 오토닉에 의해 제조 된 p22-RE3가 사용되었다 이 형광체는 흰색 LED의 생산 후보 인 전형적인 붉은 인형입니다 이 형광체의 평균 입자 크기는 여러 마이크론이므로,이를 확정 한 후 01 mm의 두께로 홍화를 측정하고, 휘도를 측정하고, 필터를 첨가하여 그것을 39 nm의 두께로 변환했습니다 결과는 그림에 나와 있습니다
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그림 5 바카라 사이트 입자 분산 유리 박막 (A) 및 전류 형광체 (B)의 밝기 비교 동일한 펌핑 광원을 사용하여 동일한 필름 두께를 변환하여 비교합니다
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이 그림에서 볼 수 있듯이, 동일한 두께에 대해, 유리 박막은 현재의 인보다 더 높은 밝기를 나타냅니다 예를 들어, 365 nm의 자외선에서 여기 될 때, 동일한 필름 두께에 대해 밝기가 약 30 배가 얻어 진 것으로 계산되었다 이러한 방식으로, 바카라 사이트 입자 분산 유리 박막은 얇고 좁은 영역으로부터 강한 형광을 얻는 데 적합하며 LED 출력이 더 증가하면 향후 조명 및 디스플레이에 사용될 것으로 예상된다
얇은 경우에도 높은 휘도를 달성 할 수 있다는 사실을 활용하면 여러 제조업체와 협력하여 LED 조명 및 디스플레이에 적용 할 계획입니다