형광 유리 세라믹은 형광체의 우수한 발광 성능과 유리 기질의 우수한 열전도율 및 열 안정성을 결합하여 고출력 백색 LED 및 레이저 조명 분야에서 광범위한 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 선택적 레이저(CO₂ 레이저) 소결 기술을 사용하여 YAG∶Ce 형광 유리 세라믹을 제작하고, 그 발광 특성과 제작된 백색 LED 소자의 성능을 연구하였다. 기존의 재용융 또는 고상 소결 방법과 달리 선택적 레이저 소결 기술은 국부적으로 가열하며 승/강하 속도가 크기 때문에 에너지 절약 및 빠른 특성을 가진다. 연구 결과, 적절한 레이저 출력(24 W), 스캔 속도(135 mm/s), 스캔 간격(9 μm) 등의 매개변수를 선택하여 형태학적으로 우수한 YAG∶Ce 형광 유리 세라믹을 제작할 수 있었다; 630 ℃에서 1시간 열처리를 통해 응력을 제거한 후, Ce³⁺ 이온의 전형적인 4f→5d 준위 천이를 나타내는 광대역 여기 스펙트럼(피크 340 nm 및 455 nm)과 5d→4f 준위 천이에 대응하는 광대역 발광 스펙트럼(피크 570 nm)을 나타냈으며, 양자 효율은 82%에 달하였다; 450 nm 청색 LED 칩(3.11 V, 0.30 A)과 결합했을 때 92 lm의 백색 출력, 98 lm/W의 광효율, 69의 연색 지수, 5001 K의 색온도, (0.34, 0.35)의 색 좌표를 달성하였다. 이상의 결과는 본 기술이 형광 유리 세라믹 제작에 중요한 응용 가능성을 가짐을 보여준다.

형광 유리 세라믹;Ce³⁺ 첨가;선택적 레이저 소결;백색 발광 다이오드