응용 물리학 전공　마사히 카즈히로(正井博和) 조교(현: 교토(京都)대학 화학 연구소 조교)와 후지와라 타쿠미(藤原巧) 교수진의 연구 그룹은 아사히 유리 주식회사, 교토대학 화학 연구소・요코오 토시노부(横尾俊信) 교수와의 공동연구에 의해, 희귀한 토양류(이하 희토류) 원소를 포함하지 않으며, 높은 발광 효과를 보이는 저융점 유리 제작에 성공하였다.
저융점 유리란, 작업온도가 500도 이하의 유리를 말하며, 전자부품의 피복 재료 등으로서 사용되어 왔다. 최근에는 봉합 재료 역할이 추가되어 저융점 유리를 보색 발광원으로서도 이용하여 백색발광 다이오드로 응용하고자 하는 시도도 활발하게 진행되고 있다. 산화물 유리의 발광효과는 일반적으로 낮기 때문에 유리를 발광재료로서 사용하기 위해서는 보통 희토류 원소 등의 발광 이온을 유리 속에 분산시키는 수법이나 발광 특성을 지니는 미세한 결정을 유리에서 석출시키는 수법이 사용되고 있다. 이번에 기존의 희토류 원소를 포함하는 유리 재료에 필적하는 발광효과를 보이는 산화 주석을 함유하는 인산염 저융점 유리 제작에 처음으로 성공하였다. 제작된 유리는 희토류 원소를 포함하지 않으며, 자외선을 비춤으로써 고효율(최대 약 90%)의 청색 발광을 보였다. 또한 온도가 상승하여 유리의 성형가공이 가능한 온도를 넘어서도 발광특성이 크게 변화하지 않는다는 것을 실증하였다.
이 결과는 새로운 수법의 봉합 및 발광재료로서의 응용 전개를 개척할 것이다. 절전형 조명으로서 새로운 발전이 기대되는 발광 다이오드(LED) 분야에 있어서, ① 강한 자외선의 데미지에 의해 열화하는 기존의 유기계 봉합 재료를 대치하는 재료가 될 수 있다는 점,    ② 희토류 프리에 의해 자원을 절약할 수 있다는 관점에서 저렴하고 간편한 발광재료가 될 수 있다는 점, 또한, ③ 발광특성의 제어에 의해 자외 LED와 저융점 유리를 조합시킨 백색 LED의 실현에 이바지할 수 있다는 점이 기대된다.
투명한 저융점 유리 재료는 부형성(성형 가공의 용이성)에도 뛰어나므로, 이번 성과에 의해, 지금까지는 유기재료의 열화에 의해 제한되어왔던 백색 LED개발에 대해, 안정성・신뢰성에서 뛰어난 새로운 무기계 저융점 재료로서 혁신적인 파급효과를 일으킬 것으로 기대된다.

또한 본 연구내용에 관한 강연에 대해서 제28회(2010년 춘계)응용 물리학회 강연 장려상이 수여되었다. 상세한 정보는 Applied Physics Express지(응용 물리학회, 3권, 214204, 2010년 8월 6일)에 공개되었다.

[문의처]
동북대학 대학원 공학연구과 응용 물리학 전공
광물성학 분야(전화 022-795-7964)
교수 후지와라 타쿠미（fujiwara◎laser.apph.tohoku.ac.jp）（◎를 @로 바꾸어 주십시오）
홈페이지：　http://www.apph.tohoku.ac.jp/fujiwara-lab/