대기압 유전체배리어방전 플라즈마를 이용한 형광체 분말 코팅 (Surface Coating Treatment of Phosphor Powder Using Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge Plasma)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 25권 / 5호 / 455 ~ 462페이지
· 저자명 : 장두일, 임태헌, 쿠앙 흥 트린, 조진오, 이상백, 헨리 J. 라모스, 목영선

초록

유러퓸-활성화 스트론튬 오쏘실리케이트(Sr2SiO4:Eu2+) 황색 형광체 분말의 소수성 코팅을 위하여 상압 유전체배리어방전 플라즈마가 사용되었다. 전구물질은 헥사메틸다이실록세인(HMDSO), 톨루엔 및 n-헥세인이었으며, 운반기체는아르곤이었다. 엑스선 회절분석 결과 플라즈마 코팅 처리 후에도 오쏘실리케이트의 격자구조는 변화가 없는 것으로나타났다. 플라즈마 코팅된 형광체 분말의 특성은 주사전자현미경, 형광분광광도계, 접촉각 분석을 통해 조사되었다.
HMDSO를 사용한 형광체 분말의 소수성 코팅시 물 접촉각은 21.3° (코팅 전)에서 139.5° (최대 148.7°)로 증가되었고,글리세롤 접촉각은 55° (코팅 전)에서 143.5° (최대 145.3°)로 증가되었는데, 이 결과는 형광체 분말 표면에 소수성 박막 층이 잘 형성되었음을 나타낸다. 퓨리에변환적외선분광기 및 엑스선광전자분광기를 이용한 표면분석을 통해서도형광체 분말에 소수성 박막 층이 잘 형성되어 있음을 알 수 있었다. HMDSO를 사용한 소수성 코팅 후 형광체의 광발광 효율이 증가하는 것으로 나타났으나, 톨루엔과 n-헥세인을 전구물질로 사용했을 때는 광발광 효율이 다소 저하되었다. 본 연구의 결과는 유전체배리어방전 플라즈마가 분말 형태인 형광체의 코팅에 이용될 수 있는 실용적인 방법임을 나타낸다.

영어초록

This work investigated the hydrophobic coating of silicate yellow phosphor powder in the form of divalent europium-activatedstrontium orthosilicate (Sr2SiO4:Eu2+) by using an atmospheric pressure dielectric barrier discharge (DBD) plasma with argon asa carrier and hexamethyldisiloxane (HMDSO), toluene and n-hexane as precursors. After the plasma treatment of the phosphorpowder, the lattice structure of orthosilicate was not altered, as confirmed by an X-ray diffractometer. The coated phosphor powderwas characterized by scanning electron microscopy, fluorescence spectrophotometry and contact angle analysis (CAA). TheCAA of the phosphor powder coated with the HMDSO precursor revealed that the water contact angle increased from 21.3° to139.5° (max. 148.7°) and the glycerol contact angle from 55° to 143.5° (max. 145.3°) as a result of the hydrophobic coating,which indicated that hydrophobic layers were successfully formed on the phosphor powder surfaces. Further surface characterizationswere performed by Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectrometry, which also evidencedthe formation of hydrophobic coating layers. The phosphor coated with HMDSO exhibited a photoluminescence (PL) enhancement,but the use of toluene or n-hexane somewhat decreased the PL intensity. The results of this work suggest that the DBDplasma may be a viable method for the preparation of hydrophobic coating layer on phosphor powder.

참고자료

· 없음