KR101006165B1 - 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축광성 형광체 측정 시료를 배치하기 위한 공간이 구비된 광차폐용 박스부; 광차폐용 박스부의 일측에 설치되고, 측정시료의 광여기를 유도하는 광원부; 측정시료로부터 발생되는 광을 감지하고 이를 광전류로 출력하는 광디텍터부; 측정시료에 전압을 인가하는 전압발생부; 및 측정 시료의 표면에 흐르는 광전류의 경시변화를 측정하는 광전류 측정부;를 포함하는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 축광성 형광체의 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동일한 시료에 대하여 동시에 측정함으로써 각각 개별적인 측정으로 인한 상호 간의 불일치성을 최소화할 수 있으며, 특히 인가전압 등 측정조건을 다양하게 변화시키면서 광전류특성은 물론 휘도특성까지 동시에 측정하는 것이 가능하다.
축광성 형광체, 휘도, 잔광, 인가전압, 광전류, 동시측정
Description
본 발명은 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 특히 형광체의 광자극에 의한 광여기 후, 광자극이 없는 상태에서 발광 상태가 지속되는 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동일한 시료에 대하여 측정 조건을 다양하게 변화시키면서 동시에 측정할 수 있는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 표시장치(Plasma Display Panel) 또는 진공형광표시관(Vacuum Fluorescent Display)과 같은 디스플레이 장치에 사용되는 형광체는, 진공상태에서 입사되는 전자 또는 광자에 의하여 여기되어 가시광을 발생함으로써 소정의 화상을 구현한다. 이러한 형광체의 특성을 측정함에 있어 일정수준의 휘도를 지속적으로 유지하는 측면에서의 형광체의 수명은 가장 중요한 요소이다.
최근 야광성 도료로 이용되고 있는 축광성 형광체는 상압 하에서 발광하며 광자극에 대해서 광전류를 발생시키는 특징이 있다. 축광성 형광체의 잔광에 따른 휘도특성과 광전류 특성은 광자극으로 생성된 정공을 공통의 발현 기구로 하기 때문에 직접적인 상관관계를 가지고 있다.
이러한 축광성 형광체에 있어서 가장 중요한 특성 측정 항목으로는 광여기 후 광자극을 제거하여 더 이상의 광자극이 없는 상태에서의 잔광에 따른 휘도특성과 광전류의 경시변화특성이다. 여기서, 휘도특성은 광감지기에 의해 감지된 광량에 따라서 측정된 광전류를 휘도로 환산함으로써 측정된다.
이러한 축광성 형광체의 정확한 특성 평가를 위해서는 광여기 후, 광여기후 더 이상의 광자극이 없는 상태에서의 잔광에 따른 휘도특성과 광전류의 경시변화특성을 동일한 시료에 대하여 동시에 측정할 필요가 있으나, 종래의 측정 장치와 측정방법으로는 광자극 후의 잔광에 따른 휘도의 경시변화와 광전류의 경시변화를 각각 개별적으로 측정해야 하는 문제점을 가지고 있었다.
아울러, 일반적인 휘도측정장치는 광자극 또는 광자극 후에 대한 잔광특성을 측정하여 환산하는 과정을 수행하는 것에 불과하여, 인가된 전압에 따른 축광성 형광체의 밝기를 광감지하고, 이에 따른 전류를 측정한 후, 이를 다시 직접 휘도로 환산하는 과정을 수행할 수 없는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 축광성 형광체의 광자극에 의한 광여기 후, 광자극이 없는 상태에서 발광 상태가 지속되는 축광성 형광체의 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동일한 시료 에 대하여 측정 조건을 다양하게 변화시키면서 동시에 측정할 수 있는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류특성 동시측정장치 및 측정방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 동일한 장치내에서 인가전압의 변화에 따라 축광성 형광체의 발광을 감지하고 이를 휘도로 환산할 수 있도록 함으로써, 보다 다양한 변수를 도입하여 축광성 형광체의 형광특성을 실시간으로 보다 정확하게 측정하도록 함에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 축광성 형광체 측정시료를 배치하기 위한 공간이 구비된 광차폐용 박스부; 측정시료에 전압을 인가하는 전압발생부; 상기 인가전압에 따라서 측정시료의 표면에 흐르는 광전류를 측정하는 제1광전류측정부; 측정시료의 광여기를 유도하는 광원부; 및 상기 광원 또는 상기 인가전압에 의해 측정시료로부터 발생되는 광을 감지하고 광전류로 출력하는 광디텍터부; 상기 광디텍터부에서 출력한 광전류를 측정하는 제2광전류 측정부;를 포함하여 구성되는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의해 달성된다.
상기 광디텍터부는, 상기 축광성 형광체 시료로부터 30 ~ 80°의 경사각을 이루고 있는 포토 다이오드를 포함하도록 한다.
상기 장치는 상기 광원부로부터 발생되는 광원의 세기를 감지하는 광량계; 및 상기 광디텍터부에서 출력한 광전류를 측정하는 제2광전류 측정부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적은 본 발명에 따라 광차폐용 박스부의 상부에 설치된 광원부의 광자극에 의하여 축광성 형광체 측정시료를 광여기시키는 단계; 상기 광원부의 광자극을 중단하고, 광디텍터부에서 잔광의 세기를 정량적으로 측정하여 휘도 환산용 광전류로 출력하는 단계; 상기 광디텍터부에서 출력된 광전류를 제2광전류 측정부를 이용하여 측정함과 동시에, 상기 측정시료의 표면에 전극을 형성하여 전압을 인가하여 상기 인가된 전압에 따라서 상기 측정시료가 발생하는 광을 광디텍터부에서 감지하고 이를 광전류로 출력하고 이를 제1광전류 측정부를 이용하여 광전류를 측정하는 단계;로 구성되는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정방법에 의해 달성된다.
상기 축광성 형광체 시료는, 상기 축광성 형광체의 분말을 400㎏/㎠~1,400㎏/㎠의 성형압으로 성형하는 단계; 상기 축광성 형광체 시료의 표면에 Pt, Au, Ag와 같은 귀금속 또는 ITO(Indium-Tin Oxide, 인-주석 산화물)와 같은 도전성 산화물로 이루어지는 전극을 인쇄하는 단계; 및 전극과 시료의 부착력을 부여하기 위해 열처리 하는 단계;를 통해 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명은 잔광과 광전류의 경시변화특성을 동일한 시료에 대하여 동시에 측정함으로써 각각 개별적인 측정으로 인한 상호 간의 불일치성을 최소한으로 억제하고 인가전압 등의 변수를 변화시켜서 측정하는 것이 가능하다.
특히 동일한 장치내에서 인가전압의 변화에 따라 축광성 형광체의 발광을 감지하고 이를 휘도로 환산할 수 있도록 함으로써, 보다 다양한 변수를 도입하여 축광성 형광체의 형광특성을 실시간으로 보다 정확하게 측정하도록 할 수 있다.
또한, 하나의 장치로 축광성 형광체의 측정가능한 모든 특성에 대하여 측정할 수 있으므로, 설비를 단순화할 수 있고, 구성설비를 최소화하며, 측정을 용이하 고 신속하게 할 수 있는 작용효과가 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치(이하, 측정장치)는 광차폐용 박스부(100), 전압발생부(101), 제1광전류 측정부(102), 광원부(103), 광디텍터부(104), 제2광전류 측정부(105), 광량계(106) 및 연산장치(107)를 포함한다.
먼저, 광차폐용 박스부(100)는 외부의 가시광 및 광의 유입을 차폐하고, 내부에 측정시료를 배치하기 위한 공간을 구비한다.
또한, 제1광전류 측정부(102)는 전압발생부(101)에 의해 축광성 형광체(108)에 인가된 전압에 따라서 그 표면에 흐르는 광전류를 측정한다.
또한, 광원부(103)는 광차폐용 박스부(100)의 상부에 설치되고, 광자극을 통하여 측정시료인 축광성 형광체(108)의 광여기를 유도한다.
또한, 광디텍터부(104)는 축광성 형광체(108)로부터 30~80°의 경사각을 이루고 있는 포토 다이오드로 구성되고, 축광성 형광체(108)의 광자극이 중단된 후 잔광의 세기를 정량적으로 측정하여 광전류로 출력하는 한편, 전압발생부에(101)에 의해 축광성 형광체(108)에 인가된 전압에 따른 발광을 감지하여 발광의 세기를 정량적으로 측정하여 광전류로 출력한다.
또한, 제2광전류 측정부(105)는 광디텍터부(104)에서 출력한 광전류를 측정 한다.
또한, 광량계(106)는 UV/VIS 센서로 구성되고, 광원부(103)로부터 발생되는 광원의 세기를 감지한다.
또한, 연산장치(107)는 측정 장치와 연결되고 원격으로 측정을 수행하도록 제어하며, 광전류를 연산하거나, 광디텍터부(104)에 의해 감지된 광전류로부터 휘도를 산출하는 역할을 한다.
도 1에 도시된 측정 장치를 이용한 측정방법은 도 2와 함께 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명에 따른 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치의 측정방법에 대한 순서도이다.
먼저, 광차폐용 박스부(100)의 상부에 설치된 광원부(103)의 광자극에 의하여 축광성 형광체(108)를 광여기 시킨다(S11). 광원부(103)의 광자극을 중단하고, 광디텍터부(104)에서 잔광의 세기를 정량적으로 측정하여 광전류로 출력한다(S13).
제2광전류 측정부(105)는 광디텍터부(104)에서 출력된 광전류를 측정함과 동시에 제1광전류 측정부(102)에서 전압발생부(101)에 의해 축광성 형광체(108)의 표면에 흐르는 광전류를 측정한다(S15).
본 발명의 축광성 형광체(108)는 전기적 절연성의 축광성 형광체(108)로 광전류를 측정하기 위하여 성형체를 제조하고, 축광성 형광체(108)의 표면에 Pt, Au, Ag와 같은 귀금속 또는 ITO(Indium-Tin Oxide, 인-주석 산화물)와 같은 도전성 산화물로 이루어지는 전극을 인쇄한다. 이때, 인쇄방법은 스크린 인쇄방법에 의하도록 하는 것이 바람직하다.
그런 다음 전극과 시료의 부착력을 부여하기 위하여 열처리 함으로써 측정용 축광성 형광체(108)를 제조한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 실시예에서 측정되는 휘도특성은 주로 잔광의 휘도특성에 관한 것이다. 그러나, 이러한 휘도특성의 측정이 잔광의 휘도특성만을 측정하는 것은 아니다. 광원이 존재하는 경우에도 휘도와 광전류특성을 측정할 수 있다.
[실시예 1] 축광성 형광체 SrAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성
축광성 형광체 시료 SrAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동시에 측정하기 위해 먼저 축광성 형광체 시료 SrAl₂O₄:Eu를 준비한다.
준비과정은 먼저, 축광성 형광체 분말을 400㎏/㎠~1,400㎏/㎠의 조건으로 성형한다. 특히 800㎏/㎠~1,200㎏/㎠의 성형압으로 성형하는 것이 바람직하며, 3%의 H₂를 함유한 아르곤 가스 분위기, 1,350℃에서 2시간 열처리한 후, 표면을 #1,200 까지 연하하고 표면에 Ag 또는 ITO 전극을 스크린 인쇄한다.
그런 다음 전극과 시료의 부착력을 부여하고 유기용제를 휘발시키기 위하여 약 450℃의 온도에서 열처리하여 측정 시료를 준비한다.
준비된 축광성 형광체 시료 SrAl₂O4:Eu를 광차폐용 박스부(100)에 장착시킨 후, 시료의 전극을 전압발생부(101), 제1광전류 측정부(102), 광디텍터부(104), 제2광전류 측정부(105)와 전기적으로 연결한 다음, 광차폐용 박스부(100)의 상부에 설치된 광원부(103)를 가동하고 30분 이상 광에 노출시켜서 축광성 형광체(108)를 충분히 광여기시킨다.
그 후 30~80°의 경사각을 이루고 있는 포토 다이오드로 구성되는 광디텍터부(104)에 의해 축광성 형광체(108)의 잔광의 세기를 정량적으로 측정하고, 광전류로 출력한다.
제2광전류 측정부(105)에서는 광디텍터부(104)에서 출력되는 광전류를 측정하고, 동시에 제1광전류 측정부(102)에서는 인가전압에 따라서 축광성 형광체 시료의 표면을 흐르는 광전류를 측정한다. 여기서, 광디텍터부(104)는 인가전압에 따른 축광성 형광체의 발광을 감지하고 이를 광전류로 출력하도록 할 수도 있다.
이러한 실시예를 통하여 도출된 결과는 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 SrAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, 휘도특성과 광전류 특성을 동시에 하나의 그래프로 나타낼 수 있다.
[실시예 2] 축광성 형광체 BaAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성
축광성 형광체 시료 BaAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동시에 측정하기 위해 먼저 축광성 형광체 시료 BaAl₂O₄:Eu를 준비한다.
이와 같은 시료의 준비과정과 형광체의 특성 측정과정은 실시예 1과 동일하므로 이하에서는 생략하기로 한다.
이러한 실시예를 통하여 도출된 결과는 도 4에 도시되어 있다.
도 4는 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 BaAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, 휘도특성과 광전류 특성을 동시에 하나의 그래프로 나타낼 수 있다.
[실시예 3] 축광성 형광체 CaAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성
축광성 형광체 시료 CaAl₂O₄:Eu의 휘도와 광전류의 경시변화특성을 동시에 측정하기 위해 먼저 축광성 형광체 시료 CaAl₂O₄:Eu를 준비한다.
이와 같은 시료의 준비과정과 형광체의 특성 측정과정은 실시예 1과 동일하므로 이하에서는 생략하기로 한다.
이러한 실시예를 통하여 도출된 결과는 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 CaAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, 휘도특성과 광전류 특성을 동시에 하나의 그래프로 나타낼 수 있다.
[실시예 4] 축광성 형광체 SrAl2O4:Eu의 인가전압에 따른 휘도특성
한편, 본 발명에 의한 장치를 이용하면 인가전압 및 인가전압의 해제에 따른 축광성 형광체의 휘도특성을 측정할 수 있는데, 이를 도 6에 도시하였다. 도 6은 인가전압 변화에 따른 SrAl2O4:Eu의 휘도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, 시료 SrAl2O4:Eu에 인가전압을 0 volt, 3 volt, 9volt 및 30volt로 각각 변화시켰을 경우에, 시간이 지나도 인가전압이 높을수록 축광성 형광체의 잔광에 의해 측정되는 휘도가 높음을 알 수 있다.
부언하건대, 본 발명은 축광성 형광체의 휘도특성과 광전류 특성을 동시에 측정할 수 있음은 물론, 종래에 인가전압 및 인가전압 해제에 따른 휘도특성 측정이 불가능하였던 점에 착안하여 이를 하나의 장치를 통해 모두 측정가능하도록 한 것에 특징이 있으며, 이로써 설비의 소형화, 설비구성요소의 단순화, 측정과정의 효율화 등을 도모할 수 있다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치의 측정방법에 대한 순서도,
도 3은 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 SrAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 BaAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 CaAl₂O₄:Eu의 측정 결과를 나타낸 그래프 및
도 6은 본 발명의 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치에 의한 인가전압 변화에 따른 SrAl2O4:Eu의 휘도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 광차폐용 박스부 101 : 전압발생부
102 : 제1광전류 측정부 103 : 광원부
104 : 광디텍터부 105 : 제2광전류 측정부
106 : 광량계 107 : 연산장치
108 : 축광성 형광체
102 : 제1광전류 측정부 103 : 광원부
104 : 광디텍터부 105 : 제2광전류 측정부
106 : 광량계 107 : 연산장치
108 : 축광성 형광체
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Claims (5)
- 축광성 형광체 측정시료를 배치하기 위한 공간이 구비된 광차폐용 박스부;측정시료에 전압을 인가하는 전압발생부;상기 인가전압에 따라서 측정시료의 표면에 흐르는 광전류를 측정하는 제1광전류측정부;측정시료의 광여기를 유도하는 광원부; 및상기 광원 또는 상기 인가전압에 의해 측정시료로부터 발생되는 광을 감지하고 광전류로 출력하는 광디텍터부;상기 광디텍터부에서 출력한 광전류를 측정하는 제2광전류 측정부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광디텍터부는,상기 축광성 형광체 시료로부터 30 ~ 80°의 경사각을 이루고 있는 포토 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정장치.
- 삭제
- 광차폐용 박스부의 상부에 설치된 광원부의 광자극에 의하여 축광성 형광체 측정시료를 광여기시키는 단계;상기 광원부의 광자극을 중단하고, 광디텍터부에서 잔광의 세기를 정량적으로 측정하여 휘도 환산용 광전류로 출력하는 단계;상기 광디텍터부에서 출력된 광전류를 제2광전류 측정부를 이용하여 측정함과 동시에, 상기 측정시료의 표면에 전극을 형성하여 전압을 인가하여 상기 인가된 전압에 따라서 상기 측정시료가 발생하는 광을 광디텍터부에서 감지하고 이를 광전류로 출력하고 이를 제1광전류 측정부를 이용하여 광전류를 측정하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정방법.
- 제 4항에 있어서,상기 축광성 형광체 시료는,상기 축광성 형광체의 분말을 400㎏/㎠~1,400㎏/㎠의 성형압으로 성형하는 단계;상기 축광성 형광체 시료의 표면에 Pt, Au, Ag와 같은 귀금속 또는 ITO(Indium-Tin Oxide, 인-주석 산화물)와 같은 도전성 산화물로 이루어지는 전극 을 인쇄하는 단계; 및전극과 시료의 부착력을 부여하기 위해 열처리 하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 축광성 형광체의 휘도 및 광전류 동시측정방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101396546B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2014-05-20 | 정종인 | 축광 테스트장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050110973A (ko) * | 2004-05-20 | 2005-11-24 | 김희찬 | 광지시형 전위차계 센서를 이용한 병원성 미생물 검출방법 |
| JP2008164584A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-07-17 | Fujifilm Corp | ラマン分光装置、及びこれを用いたラマン分光方法 |
-
2008
- 2008-12-29 KR KR1020080135854A patent/KR101006165B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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