세라믹 형광체의 대량 합성과 응용

○ 형광이란 물질 내부에 있는 어떤 전자상태가 외부로부터 에너지를 받아서 여기상태가 되고 에너지를 받는 동안 여기 에너지가 빛(가시광선)을 내는 현상이며, 이런 현상을 나타내는 물질을 형광체라고 한다. 형광체는 디스플레이에서 색을 나타내는 물질로 사용되므로 산업적으로 매우 중요하다.   ○ 현재 여러 분야에서 위조방지를 목적으로 형광인쇄를 하고 있다. 어두운 곳에서 보라색 자외광(UV)이나 근자외광(NUV)을 조사하면, 다양한 형태의 발광이 관찰된다. 세라믹 형광체 중에서 Er3+이나 Tm3+ 등의 희토류 이온으로 활성화시킨 것은 일반적인 형광체와는 달리 근적외(NIR) 여기에 의한 가시발광인 Up-conversion(UC) 발광을 나타낸다. UC 발광을 나타내는 세라믹 형광체에서 입경을 nm로 제어한 희토류 이온을 첨가한 세라믹 나노형광체(RED-CNP)는 안료 잉크나, FBI용의 형광 프로브에 응용이 기대된다.  ○ 이 문헌은 형광지문 인증인쇄나 형광안료로 사용되는 LaOCl:Er3+의 합성에 관한 것이다. 합성은 코어쉘 방법을 사용하였으며, 실제 대량생산을 위해 분무건조법을 이용하였다. 형광안료 잉크의 분산 안정성과 정착성을 위해서 폴리머에 의한 표면수식 방법을 설명하고 있다.  ○ 형광체는 미국, 일본 등의 선진국이 원천기술을 가지고 있으나 생산과 시장은 일본이 주도하고 있다. 그러나 형광체는 그 종류가 많이 있으나 조명분야가 가장 큰 시장을 형성할 것으로 예측된다. 국내에서도 형광체에 대해 많은 연구가 진행되고 있으나 아직은 생산과 연결하지 못하고 있는 것으로 판단된다.  ○ 형광체 제조에는 재료, 화학, 물리 등의 여러 가지 과학이 관련되어 있는 분야이다. 상용화를 위해서는 실험을 통하여 많은 경험과 노하우 축적이 필요하다고 본다. 향후 시장이 매우 확대될 것으로 예상되는 형광체 분야에서 경쟁력을 확보할 수 있도록 집중적인 연구개발 투자 등 정부의 적극적인 지원이 필요하다.