KR102481535B1 - Phosphor and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인광체에 대한 것으로, 호스트인 Ba9-xCaxAl2Si6O24에 Ce3+ 및/또는 Na+를 도핑함으로써 370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 파란빛으로 발광하며, 상기 x가 증가할수록 발광 효율이 증가한다. The present invention relates to a phosphor, which emits blue light in a wavelength range of 370 nm to 440 nm by doping Ba 9-x Ca x Al 2 Si 6 O 24 as a host with Ce 3+ and/or Na + , wherein the x As , the luminous efficiency increases.
Description
본 발명은 인광체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, Ba9-xCax Al2Si6O24에 Ce3+ 및/또는 Na+를 도핑함으로써 370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 파란 빛으로 발광하는 인광체에 관한 것이다. The present invention relates to phosphors and methods for their preparation. Specifically, it relates to a phosphor that emits blue light in a wavelength range of 370 nm to 440 nm by doping Ba 9-x Ca x Al 2 Si 6 O 24 with Ce 3+ and/or Na + .
LED 광원은 기존의 광원에 비해 극소형이며 소비전력이 적고 수명이 기존의 전구에 비해 10배 이상이며, 빠른 반응속도로 기존의 광원에 비해 매우 우수한 특성을 나타낸다. 이와 더불어 자외선과 같은 유해파 방출이 없고 수은 및 기타 방전용 가스를 사용하지 않는 환경친화적인 광원이다. The LED light source is extremely small compared to conventional light sources, consumes less power, has a lifespan that is 10 times greater than that of conventional light bulbs, and exhibits very superior characteristics compared to conventional light sources due to its fast response speed. In addition, it is an environmentally friendly light source that does not emit harmful waves such as ultraviolet rays and does not use mercury or other gas for discharge.
LED 광원을 일반 조명으로서 사용하기 위해서는 우선 LED를 이용한 백색광을 얻어야 한다. 백색광 LED를 구현하는 방법은 크게 3가지로 나뉘어 진다. 첫째로, 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법이다. 이 방법은 하나의 백색 광원을 만드는데 3개의 LED를 사용해야 하며, 각각의 LED를 제어해야 하는 기술이 개발되어야 한다. 둘째는 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색 형광체를 여기 시킴으로써 백색을 구현하는 방법이다. 이 방법은 발광 효율이 우수한 반면, CRI(color rendering index)가 낮으며, 전류밀도에 따라 CRI가 변하는 특징이 있기 때문에 태양광에 가까운 백색광을 얻기 위해서는 많은 연구가 필요하다. 마지막으로, 자외선 발광 LED를 광원으로 이용하여 삼원색 발광재료를 여기시켜 백색을 만드는 방법이다. 이 방법은 고전류 하에서 사용이 가능하며, 색감이 우수하여 가장 활발하게 연구가 진행되고 있다. In order to use the LED light source as a general lighting, it is first necessary to obtain white light using the LED. There are three ways to implement a white light LED. First, it is a method of implementing white light by combining three LEDs that emit red, green, and blue, which are the three primary colors of light. In this method, three LEDs must be used to make one white light source, and a technology for controlling each LED must be developed. The second is a method of realizing white color by exciting a yellow phosphor using a blue LED as a light source. While this method has excellent luminous efficiency, it has a low color rendering index (CRI), and since the CRI changes according to the current density, much research is required to obtain white light close to sunlight. Finally, it is a method of producing white light by exciting three primary color light emitting materials using an ultraviolet light emitting LED as a light source. This method can be used under high current, and the color is excellent, so research is being most actively conducted.
발광 재료는 발광원리에 따라 형광물질과 인광물질로 나뉜다. 기본적으로 전자는 음극(cathode)에서 주입되어 각 층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위를 통하여 이동하고, 정공은 양극(anode)에서 주입되어 각 층의 HOMO(highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위를 통하여 이동하여 발광층에서 엑시톤(exciton)을 형성한다. 형성된 엑시톤이 바닥상태로 떨어지면서 각각의 에너지 차이에 따라 적색, 녹색, 청색 파장의 빛을 발광하게 된다. 디바이스에서 전자와 정공이 주입될 때 주입되는 전자의 스핀 방향에 따라 단일항 엑시톤과 삼중항 엑시톤으로 나뉘고, 이는 1:3 비율로 생성된다. 형광물질은 엑시톤의 25%인 단일항 엑시톤이 바닥상태로 안정해지면서 방출하는 에너지로 발광하는 물질이고, 인광물질은 엑시톤의 75%인 삼중항 엑시톤이 바닥상태로 안정해지면서 방출하는 에너지로 발광하는 물질을 말한다. Light emitting materials are divided into fluorescent materials and phosphorescent materials according to the light emitting principle. Basically, electrons are injected from the cathode and move through the LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of each layer, and holes are injected from the anode and move through the HOMO (highest Occupied Molecular Orbital) energy level of each layer. moves through the light emitting layer to form excitons (exciton). As the formed exciton falls to the ground state, light of red, green, and blue wavelengths is emitted according to each energy difference. When electrons and holes are injected in the device, they are divided into singlet excitons and triplet excitons according to the spin direction of the injected electrons, which are generated at a ratio of 1:3. Fluorescent materials emit light with the energy released when singlet excitons (25% of excitons) stabilize in the ground state, and phosphorescent materials emit light with energy released when triplet excitons (75%) stabilize in the ground state. refers to a substance that
논문 Journal of Alloys and Compounds, Volume 777, 10 March 2019, Pages 572-577를 참고하면, 호스트로서 Ba6Ca3YAlSi6O24를 사용한 인광체를 개시하고 있으나, 이트륨 이온과 알루미늄 이온 간의 직경 차이(크기 차이)로 인해 고용해도가 감소하는 문제점이 있다. Referring to the paper Journal of Alloys and Compounds,
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 고용해도의 감소 없이 파란빛으로 발광할 수 있는 신규한 인광체를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art, an object of the present application is to provide a novel phosphor capable of emitting blue light without a decrease in solid solubility.
또한, 본 발명의 두 번째 목적은 상술한 신규한 인광체를 보다 간단한 방법으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the second object of the present invention is to provide a method for producing the novel phosphor described above in a simpler manner.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인광체는 하기 화학식 1로서 나타나는 것이다. The phosphor of the present invention for achieving the above technical problem is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
Ba9-x-yCaxMyAl2Si6O24 Ba 9-xy Ca x M y Al 2 Si 6 O 24
상기 M은 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소이고, 상기 x는 2 내지 5이고, 상기 y는 0.01 내지 0.5인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. M is one or more elements selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof, x may be 2 to 5, and y may be 0.01 to 0.5, but is not limited thereto. .
상기 M은 Ce인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The M may be Ce, but is not limited thereto.
상기 M은 Na인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The M may be Na, but is not limited thereto.
상기 M은 Ce 및 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The M may include Ce and Na, but is not limited thereto.
상기 인광체는 370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 발광하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The phosphor may emit light in a wavelength range of 370 nm to 440 nm, but is not limited thereto.
상기 화학식 1로서 나타나는 인광체의 제조 방법은 바륨 전구체, 칼슘 전구체, 알루미늄 전구체, 실리콘 전구체 및 금속 전구체를 반응시키는 단계를 포함하고, 상기 금속 전구체는 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for producing the phosphor represented by Chemical Formula 1 includes reacting a barium precursor, a calcium precursor, an aluminum precursor, a silicon precursor, and a metal precursor, wherein the metal precursor is composed of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof. Characterized in that it contains at least one metal selected from the group.
상기 금속 전구체는 Ce를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Ce, but is not limited thereto.
상기 금속 전구체는 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Na, but is not limited thereto.
상기 금속 전구체는 Ce 및 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Ce and Na, but is not limited thereto.
상기 반응은 700℃ 내지 1,500℃의 온도 하에서 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be performed at a temperature of 700 ° C to 1,500 ° C, but is not limited thereto.
상기 반응은 3 시간 내지 10 시간 동안 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be performed for 3 hours to 10 hours, but is not limited thereto.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다. The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as intended to limit the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, it does not mean that a specific embodiment must include all of the following effects or only the following effects, so it should not be understood that the scope of rights of the disclosed technology is limited thereby.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 인광체는 고용해도(solid solubility)의 감소 없이, 완전한 고용체(solid solution)를 이룰 수 있으며, 370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 파란빛으로 발광한다.According to the above-described means for solving the problems of the present application, the phosphor according to the present application can achieve a complete solid solution without a decrease in solid solubility, and emits blue light in a wavelength range of 370 nm to 440 nm.
특히, 본원에 따른 인광체는 살리실산 나트륨의 표준 QE 대비 85% 정도 양자 효율이 증가하는 것으로 나타났다. In particular, the phosphor according to the present disclosure showed an increase in quantum efficiency of about 85% compared to the standard QE of sodium salicylate.
나아가, 본원에 따른 인광체는 파란색 인광체로서 LED에 응용될 수 있다. Furthermore, the phosphors according to the present invention can be applied in LEDs as blue phosphors.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 인광체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 인광체의 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 호스트물질의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다.
도 5는 본 실시예 및 비교예에 따라 제조된 인광체의 PL(photo luminescence) 그래프이다.
도 6은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 PL(photo luminescence) 그래프고, 삽도는 인광체의 발광 사진이다.
도 7의 (a) 내지 (e)은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이다.1 is a view showing the structure of a phosphor according to an embodiment of the present application.
2 is a flow chart of a method for manufacturing a phosphor according to an embodiment of the present disclosure.
3 is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of a phosphor host material prepared according to this embodiment.
4 is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of the phosphor prepared according to this embodiment.
5 is a photo luminescence (PL) graph of phosphors prepared according to Examples and Comparative Examples.
6 is a PL (photo luminescence) graph of a phosphor prepared according to this embodiment, and the inset is a photo of the phosphor.
7(a) to (e) are SEM (scanning electron microscope) images of the phosphor prepared according to the present embodiment.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In describing each figure, like reference numbers are used for like elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they should not be interpreted in ideal or excessively formal meanings. Should not be.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is referred to as being “on,” “above,” “on top of,” “below,” “below,” or “below” another member, this means that a member is located in relation to another member. This includes not only the case of contact but also the case of another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다. As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used at or approximating that number when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and are intended to assist in the understanding of this disclosure. Accurate or absolute figures are used to prevent undue exploitation by unscrupulous infringers of the stated disclosure. In addition, throughout the present specification, “steps of” or “steps of” do not mean “steps for”.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term "combination thereof" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It means including one or more selected from the group consisting of.
이하에서는 본원의 인광체 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the phosphor of the present application and its manufacturing method will be described in detail with reference to embodiments and examples and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.
본원은, 하기 화학식 1로서 나타나는 인광체에 관한 것이다. The present application relates to a phosphor represented by
상기 M은 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소이고, 상기 x는 2 내지 5이고, 상기 y는 0.01 내지 0.5인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. M is one or more elements selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof, x may be 2 to 5, and y may be 0.01 to 0.5, but is not limited thereto. .
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 인광체의 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the structure of a phosphor according to an embodiment of the present application.
도 1은 구체적으로, 호스트인 Ba6Ca3MyAl2Si6O24의 구조를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, Ba6Ca3MyAl2Si6O24는 삼방정계 구조(trigonal)로서, 두 개의 Ba2+ 양이온 위치와 한 개의 Ca2+ 양이온 위치를 가지고 있고, 도 1의 Ba(1), Ca(2) 및 Ba(3)는 산소 원자와 각각 12, 9 및 11 배위를 이루고 있다. 상기 도 1에서, Ba2+ 양이온 위치에 상기 M이 치환되어 도핑될 수 있다. 이 때, 상기 Ba(1) 위치보다는 주로 Ba(3) 위치에 상기 M이 치환된다. 이는 상기 Ba(3) 위치는 Al-O6 및 Si-O4와 효과적으로 연결되어 있는 반면, Ba(1) 위치는 Al-O6와 Si-O4 사이의 갭에 존재하기 때문이다. 1 specifically shows the structure of a host, Ba 6 Ca 3 M y Al 2 Si 6 O 24 . Referring to FIG. 1, Ba 6 Ca 3 M y Al 2 Si 6 O 24 has a trigonal structure and has two Ba 2+ cation sites and one Ca 2+ cation site. (1), Ca(2) and Ba(3) are 12, 9 and 11 coordinated with the oxygen atom, respectively. In FIG. 1, the Ba 2+ cation position may be substituted with M and doped. At this time, the M is substituted mainly at the Ba(3) position rather than the Ba(1) position. This is because the Ba(3) site is effectively connected to Al-O6 and Si-O4, while the Ba(1) site exists in the gap between Al-O6 and Si-O4.
상기 인광체의 호스트인 Ba9-xCaxAl2Si6O24는 단일상이다. The host of the phosphor, Ba 9-x Ca x Al 2 Si 6 O 24 , is single-phase.
상기 x가 2 미만, 5 초과일 경우, 상기 인광체의 호스트는 Ca2SiO4, CaSiO3, Ca2Al2SiO7 등의 다중상(multi phase)으로 존재하게 된다. When x is less than 2 or greater than 5, the host of the phosphor exists in multiple phases such as Ca 2 SiO 4 , CaSiO 3 , and Ca 2 Al 2 SiO 7 .
일반적으로, 고용체(solid solution)의 고용해도(solid solubility)는 크기 계수, 결정 구조, 전자 원자가, 전기 음성도 등에 의해 결정될 수 있다. 특히, 고용체의 금속 양이온이 동등한 원자가와 유사한 전기음성도를 갖는 경우 양이온의 이온 크기가 15% 이상 다르면, 금속 원래의 결정구조를 가진 고용체가 되기 어렵다. 인광체의 구조가 Ba9-xCaxY2Si6O24일 때, Y3+(반지름=0.9Å)이온과 Al3+(반지름=0.535Å)의 반지름 크기는 50% 이상 차이나기 때문에 고용체를 형성할 수 없지만, 크기 계수를 조정하기 위해 Ba2+의 크기보다 더 작은 Ca2+가 2개 이상 치환 될 때, 균일한 고용체가 형성될 수 있다. 즉, 호스트 구조인 Ba9-xCaxAl2Si6O24에서 상기 x가 2 내지 5일 때 완전한 고용체를 이루면서 단일상으로 존재하게 된다. In general, the solid solubility of a solid solution can be determined by size factor, crystal structure, electron valence, electronegativity, and the like. In particular, when the metal cations of the solid solution have equivalent valence and similar electronegativity, if the ion sizes of the cations differ by 15% or more, it is difficult to form a solid solution having the original crystal structure of the metal. When the structure of the phosphor is Ba 9-x Ca x Y 2 Si 6 O 24 , the Y 3+ (radius = 0.9Å) ion and the Al 3+ (radius = 0.535Å) radius differ by more than 50%. cannot be formed, but a uniform solid solution can be formed when two or more Ca 2+ smaller in size than Ba 2+ are substituted in order to adjust the size factor. That is, when x is 2 to 5 in Ba 9-x Ca x Al 2 Si 6 O 24 , which is a host structure, it forms a complete solid solution and exists as a single phase.
상기 인광체는 370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 발광하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The phosphor may emit light in a wavelength range of 370 nm to 440 nm, but is not limited thereto.
상기 인광체는 250 nm 내지 370 nm에서 여기(excitation)되고, 420 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 발광(emission)하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The phosphor may be excited at 250 nm to 370 nm and emit light in a wavelength range of 420 nm to 440 nm, but is not limited thereto.
상기 M은 활성체(activator)로서, 상기에 언급한 물질에 한정되지 않으며, 상기 물질들 외에도 일반적으로 활성체로서 활용할 수 있는 물질이면 사용할 수 있다. The M is an activator, and is not limited to the above-mentioned materials, and in addition to the above materials, any material that can be generally utilized as an activator may be used.
상기 M은 Ce인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The M may be Ce, but is not limited thereto.
상기 인광체에서 상기 Ce는 활성체로서 작용되는 것 일 수 있다. In the phosphor, the Ce may act as an activator.
상기 M은 Na인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The M may be Na, but is not limited thereto.
상기 인광체에서 상기 Na는 전하 보상제(charge compensator)이다. In the phosphor, the Na is a charge compensator.
상기 Ce3+ 이온이 상기 Ba2+ 이온 자리에 치환되면서 발생하는 양이온 결함을 상기 Na+ 이온이 제거함으로써 인광체의 발광 효율이 증가할 수 있다. Light emitting efficiency of the phosphor may be increased when the Na + ion removes a cation defect generated when the Ce 3+ ion is substituted for the Ba 2+ ion site.
상기 M은 Ce 및 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The M may include Ce and Na, but is not limited thereto.
상기 인광체는 상기 Ce 및/또는 상기 Na가 치환됨으로써 발광 효율이 증가한다. In the phosphor, luminous efficiency is increased by substituting the Ce and/or the Na.
상기 Na는 융제(flux)로서 작용하여 상기 인광체의 결정 크기를 성장시킬 수 있다. 상기 인광체에 상기 Na이 치환됨으로써 상기 인광체의 결정 크기가 증가하여 상기 인광체의 표면 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 동시에 발광 효율을 증가시킬 수있다. The Na can act as a flux to grow the crystal size of the phosphor. By substituting Na into the phosphor, the crystal size of the phosphor increases, thereby reducing surface energy loss and increasing luminous efficiency.
상기 호스트 구조에 상기 M이 도핑되면서 인광체의 발광 효율이 높아지며, 발광하는 파장의 범위를 조절할 수 있다. As the host structure is doped with M, the luminous efficiency of the phosphor is increased, and a range of wavelengths for emitting light can be adjusted.
본원은 바륨 전구체, 칼슘 전구체, 알루미늄 전구체, 실리콘 전구체 및 금속 전구체를 반응시키는 단계를 포함하는 상기 화학식 1로서 나타나는 인광체의 제조 방법을 제공한다. The present application provides a method for preparing the phosphor represented by
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 인광체의 제조 방법의 순서도이다. 2 is a flow chart of a method for manufacturing a phosphor according to an embodiment of the present disclosure.
먼저, 바륨 전구체, 칼슘 전구체, 알루미늄 전구체, 실리콘 전구체 및 금속 전구체를 반응시킨다(S100). First, a barium precursor, a calcium precursor, an aluminum precursor, a silicon precursor, and a metal precursor are reacted (S100).
상기 금속 전구체는 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include one or more metals selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 반응은 고체상 반응(solid-state reaction)으로 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be made of a solid-state reaction, but is not limited thereto.
구체적으로, 상기 바륨 전구체, 상기 칼슘 전구체, 상기 알루미늄 전구체, 상기 실리콘 전구체 및 금속 전구체를 혼합 및 분쇄한 후 고온에서 소성처리한다. Specifically, after mixing and pulverizing the barium precursor, the calcium precursor, the aluminum precursor, the silicon precursor, and the metal precursor, firing is performed at a high temperature.
상기 바륨(Ba) 전구체는 BaCO3, Ba(OH)2, Ba(NO3)2, BaSO4, BaO, Ba(CHO2)2 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The barium (Ba) precursor includes a material selected from the group consisting of BaCO 3 , Ba(OH) 2 , Ba(NO 3 ) 2 , BaSO 4 , BaO, Ba(CHO 2 ) 2 and combinations thereof It may be, but is not limited thereto.
상기 칼슘(Ba) 전구체는 CaCO3, Ca(OH)2, Ca(NO3)2, CaSO4, CaO, CaC2O4 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The calcium (Ba) precursor may include a material selected from the group consisting of CaCO 3 , Ca(OH) 2 , Ca(NO 3 ) 2 , CaSO 4 , CaO, CaC 2 O 4 and combinations thereof. , but is not limited thereto.
상기 알루미늄 전구체는 Al2O3, Al(NO3)3, Al(OH)3, Al(C18H33O2)3, (NH4)3AlF6, Al2(SO4)3, Al(OH)2(C18H35O2) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The aluminum precursor is Al 2 O 3 , Al(NO 3 ) 3 , Al(OH) 3 , Al(C 18 H 33 O 2 ) 3 , (NH 4 ) 3 AlF 6 , Al 2 (SO 4 ) 3 , Al (OH) 2 (C 18 H 35 O 2 ) and may include a material selected from the group consisting of combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 실리콘 전구체는 SiO2, (NH4)2SiF6, 실란올 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The silicon precursor may include a material selected from the group consisting of SiO 2 , (NH 4 ) 2 SiF 6 , silanol, and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 금속 전구체는 Ce를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Ce, but is not limited thereto.
상기 세륨(Ce) 전구체는 CeO2, Ce2O3, CeF4, Ce2(CO3)3, Ce(NO3)36H2O 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cerium (Ce) precursor includes a material selected from the group consisting of CeO 2 , Ce 2 O 3 , CeF 4 , Ce 2 (CO 3 ) 3 , Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O and combinations thereof It may be, but is not limited thereto.
상기 금속 전구체는 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Na, but is not limited thereto.
상기 나트륨(Na) 전구체는 Na2CO3, NaOH, NaNO3, NaNO2, Na2SO4, NaF, Na2HPO4 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The sodium (Na) precursor may include a material selected from the group consisting of Na 2 CO 3 , NaOH, NaNO 3 , NaNO 2 , Na 2 SO 4 , NaF, Na 2 HPO 4 and combinations thereof, It is not limited thereto.
상기 나트륨 전구체는 융제(flux)로서 작용하며, 반응 온도를 낮추고 결정성을 증가시킬 수 있다. The sodium precursor acts as a flux and can lower the reaction temperature and increase crystallinity.
상기 금속 전구체는 Ce 및 Na를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The metal precursor may include Ce and Na, but is not limited thereto.
상기 바륨 전구체, 상기 칼슘 전구체는 상기 x에 따른 중량비로 혼합되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The barium precursor and the calcium precursor may be mixed in a weight ratio according to x, but are not limited thereto.
상기 반응은 700℃ 내지 1,500℃의 온도 하에서 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be performed at a temperature of 700 ° C to 1,500 ° C, but is not limited thereto.
상기 반응이 700℃ 미만의 온도에서 이루어질 경우, 인광체가 제대로 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 반응이 1,500℃ 초과의 온도에서 이루어질 경우, 상기 인광체가 소결될 수 있다. When the reaction is performed at a temperature of less than 700° C., the phosphor may not be properly formed. Additionally, when the reaction is carried out at a temperature above 1,500° C., the phosphor may be sintered.
상기 반응은 3 시간 내지 10 시간 동안 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be performed for 3 hours to 10 hours, but is not limited thereto.
상기 반응이 3 시간 미만으로 이루어질 경우, 인광체가 제대로 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 반응이 10시간 초과로 이루어질 경우, 상기 인광체가 소결될 수 있다. If the reaction takes less than 3 hours, the phosphor may not be properly formed. Also, when the reaction takes more than 10 hours, the phosphor may be sintered.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.
먼저, BaCO3, CaCO3, Al2O3, SiO2, CeO2 및 Na2CO3를 화학양론적인 비율로 혼합하였다. 상기 혼합물을 4%H2/96%Ar의 분위기 하에서 1,150℃의 온도에서 6시간동안 반응시켜 인광체(Ba6.8Ca2Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=2) 를 제조하였다. First, BaCO 3 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , CeO 2 and Na 2 CO 3 were mixed in a stoichiometric ratio. The mixture was reacted at 1,150° C. for 6 hours in an atmosphere of 4% H 2 /96% Ar to prepare a phosphor (Ba 6.8 Ca 2 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=2).
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba5.8Ca3Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=3)를 제조하였다. A phosphor (Ba 5.8 Ca 3 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=3) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba4.8Ca4Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=4)를 제조하였다. A phosphor (Ba 4.8 Ca 4 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=4) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba3.8Ca5Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=5)를 제조하였다. A phosphor (Ba 3.8 Ca 5 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=5) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
[비교예 1][Comparative Example 1]
CaCO3를 추가하지 않으며, BaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba8.8Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=0)를 제조하였다. A phosphor (Ba 8.8 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=0) was prepared in the same manner as in Example 1, except that CaCO 3 was not added and the amount of BaCO 3 was adjusted.
[비교예 2][Comparative Example 2]
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba7.8Ca1Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=1)를 제조하였다. A phosphor (Ba 7.8 Ca 1 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=1) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
[비교예 3][Comparative Example 3]
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba2.8Ca6Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=6)를 제조하였다. A phosphor (Ba 2.8 Ca 6 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=6) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
[비교예 4][Comparative Example 4]
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba1.8Ca7Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=7)를 제조하였다. A phosphor (Ba 1.8 Ca 7 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x = 7) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
[비교예 5][Comparative Example 5]
BaCO3 및 CaCO3의 함량을 조절하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 인광체(Ba0.8Ca8Ce0.1Na0.1Al2Si6O24, x=8)를 제조하였다. A phosphor (Ba 0.8 Ca 8 Ce 0.1 Na 0.1 Al 2 Si 6 O 24 , x=8) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the contents of BaCO 3 and CaCO 3 were adjusted.
[비교예 6][Comparative Example 6]
상업적으로 판매하는 살리실산 나트륨(sodium salicylate)을 사용하였다. Commercially available sodium salicylate was used.
1. 인광체의 구조 1. The structure of the phosphor
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 인광체의 구조를 관찰하였고 그 결과를 도 3 및 4 로서 나타내었다. Structures of the phosphors prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were observed, and the results are shown in FIGS. 3 and 4 .
도 3은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 호스트물질의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다. 3 is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of a phosphor host material prepared according to this embodiment.
구체적으로, 도 3은 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5의 인광체의 호스트구조로서, 도 3의 (a)는 비교예 1의 호스트 구조인 Ba9Al2Si6O24, (b)는 비교예 2의 호스트 구조인 Ba8Ca1Al2Si6O24, (c)는 실시예 1의 호스트 구조인 Ba7Ca2Al2Si6O24, (d)는 실시예 2의 호스트 구조인 Ba6Ca3Al2Si6O24, (e)는 실시예 3의 호스트 구조인 Ba5Ca4Al2Si6O24, (f)는 실시예 4의 호스트 구조인 Ba4Ca5Al2Si6O24, (g)는 비교예 3의 호스트 구조인 Ba3Ca6Al2Si6O24, (h)는 비교예 4의 호스트 구조인 Ba2Ca7Al2Si6O24, (i)는 비교예 5의 호스트 구조인 Ba1Ca8Al2Si6O24, (j)는 Ca9Al2Si6O24의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다. 도 3은 본원의 인광체의 호스트 구조인 Ba9-xCaxAl2Si6O24의 x가 0 내지 9일때의 XRD 그래프이다.Specifically, FIG. 3 shows the host structures of the phosphors of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5. FIG. 3 (a) shows the host structure of Comparative Example 1, Ba 9 Al 2 Si 6 O 24 is the host structure of Comparative Example 2, Ba 8 Ca 1 Al 2 Si 6 O 24 , (c) is the host structure of Example 1, Ba 7 Ca 2 Al 2 Si 6 O 24 , (d) is the host structure of Example 2 structure Ba 6 Ca 3 Al 2 Si 6 O 24 , (e) is the host structure of Example 3 Ba 5 Ca 4 Al 2 Si 6 O 24 , (f) is the host structure of Example 4 Ba 4 Ca 5 Al 2 Si 6 O 24 , (g) is the host structure of Comparative Example 3 Ba 3 Ca 6 Al 2 Si 6 O 24 , (h) is the host structure of Comparative Example 4 Ba 2 Ca 7 Al 2 Si 6 O 24 , (i) is the host structure Ba 1 Ca 8 Al 2 Si 6 O 24 of Comparative Example 5, and (j) is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of Ca 9 Al 2 Si 6 O 24 . 3 is an XRD graph when x of Ba 9-x Ca x Al 2 Si 6 O 24 , which is the host structure of the phosphor of the present application, is 0 to 9.
하기 표 1은 도 3의 결과를 분석하여 성분을 나타낸 표이다. Table 1 below is a table showing components by analyzing the results of FIG. 3 .
도 3 및 표 1에 나타난 결과에 따르면, x가 2 내지 5일 때에는 상기 화학식으로 표시되는 단일상으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 하지만, 상기 x가 2 미만 5 초과일 경우, Ca2SiO4, CaSiO3, Ca2Al2SiO7, (Ba(Ca))9Al2Si6O24, Ba2SiO4 등 상기 화학식 외의 다른 물질을 포함하는 다중상으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 x가 2 내지 5일 때에 상기 호스트의 구조가 완전한 고용체를 이루는 것으로 볼 수 있다. According to the results shown in Figure 3 and Table 1, it can be confirmed that when x is 2 to 5, it appears as a single phase represented by the above formula. However, when x is less than 2 and greater than 5, Ca 2 SiO 4 , CaSiO 3 , Ca 2 Al 2 SiO 7 , (Ba(Ca)) 9 Al 2 Si 6 O 24 , Ba 2 SiO 4 , etc. It can be confirmed that it appears as a multi-phase containing a substance. That is, when x is 2 to 5, it can be seen that the structure of the host forms a complete solid solution.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다. 4 is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of the phosphor prepared according to this embodiment.
구체적으로 도 4는 실시예 1 내지 4의 인광체의 XRD(X-Ray Diffraction) 그래프이다.Specifically, FIG. 4 is an XRD (X-Ray Diffraction) graph of the phosphors of Examples 1 to 4.
도 4에 나타난 결과에 따르면, Ce 및 Na가 Ba 위치에 치환되었을 때, 호스트 구조를 가진 상기 도 3과 동일한 구조를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in FIG. 4, it can be confirmed that when Ce and Na are substituted at the Ba position, the same structure as that of FIG. 3 having a host structure is obtained.
2. 인광체의 발광 특성 2. Luminescent properties of phosphors
상기 실시예 1 내지 4 에서 제조한 인광체의 발광 특성을 관찰하였고 그 결과를 도 5 내지 도8로서 나타내었다. The emission characteristics of the phosphors prepared in Examples 1 to 4 were observed, and the results are shown as FIGS. 5 to 8.
도 5는 본 실시예 및 비교예에 따라 제조된 인광체의 PL(photo luminescence) 그래프이다. 5 is a photo luminescence (PL) graph of phosphors prepared according to Examples and Comparative Examples.
도 5에 나타난 결과에 따르면, x가 증가할수록, 즉, Ca이 더 많이 치환될수록 적색 전이(red shift)가 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이는, Ca이 치환될수록 Ce-O의 길이가 짧아지면서 적색 전이가 나타나는 것이다. 이 때의 발광 파장은 372 nm 내지 433 nm인 것으로 나타났다. According to the results shown in FIG. 5, it can be confirmed that as x increases, that is, as Ca is substituted more, a red shift appears. This is because the red transition appears as the length of Ce-O becomes shorter as Ca is substituted. The emission wavelength at this time was found to be 372 nm to 433 nm.
도 6은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 PL(photo luminescence) 그래프고, 삽도는 인광체의 발광 사진이다. 6 is a PL (photo luminescence) graph of a phosphor prepared according to this embodiment, and the inset is a photo of the phosphor.
도 6에 나타난 결과에 따르면, 실시예 1의 인광체는 297 nm 및 323 nm에서 여기(excitation)이 일어나고, 실시예 2 내지 4의 인광체는 287 nm, 323 nm 및 367 nm에서 여기가 일어나는 것을 확인할 수 있다. 실시예 1 내지 4의 인광체는 421 nm 내지 434 nm에서 발광(emission)이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 상기 290 nm 내지 340 nm 파장에서의 여기는 5d Ce3+ 전이에 의해 발생되는 것이다. According to the results shown in FIG. 6, it can be confirmed that the phosphor of Example 1 excitation occurs at 297 nm and 323 nm, and the phosphors of Examples 2 to 4 occur at 287 nm, 323 nm, and 367 nm. there is. It can be seen that the phosphors of Examples 1 to 4 emit light at 421 nm to 434 nm. The excitation at the wavelength of 290 nm to 340 nm is caused by the 5d Ce 3+ transition.
특히, 상기 x가 증가함에 따라 발광하는 빛의 강도(intensity)가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 Ca이 증가함에 따라 더 낮은 에너지 영역(높은 파장)에서 발광한다. In particular, it can be confirmed that the intensity of emitted light increases as x increases. In addition, light is emitted in a lower energy region (higher wavelength) as the amount of Ca increases.
상기 비교예 6의 살리실산 나트륨을 표준으로서 사용했을 때의 상대적 양자 효율(Relative Quantum efficiency, RQE)를 하기 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다. Relative quantum efficiency (RQE) when sodium salicylate of Comparative Example 6 was used as a standard can be obtained using
상기 수학식 1에서, 표준 QE(standard QE)는 살리실산 나트륨의 QE로서 58%이다. 상기 I는 측정하고자 하는 샘플의 발광 영역의 적분 값이고, 상기 IS는 표준 샘플의 발광 영역의 적분 값이다. In
상기 수학식 1을 이용하여 QE 값을 측정했을 때, 상기 실시예 1 내지 4의 QE는 각각 1%, 17%, 42%, 및 77%인 것으로 나타났다. 또한, 상기 실시예 4의 인광체를 크기가 25 μm인 체를 이용하여, 25 μm 이상의 인광체만을 분리하여 측정했을 때의 RQE는 105%인 것으로 나타났다. When the QE values were measured using
도 7의 (a) 내지 (e)은 본 실시예에 따라 제조된 인광체의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이다.7(a) to (e) are SEM (scanning electron microscope) images of the phosphor prepared according to the present embodiment.
구체적으로, 도 7의 (a)는 실시예 1, (b)는 실시예 2, (c)는 실시예 3, (d)는 실시예 4, (e)는 실시예 4의 크기 25 μm 이상의 인광체의 SEM(scanning electron microscope) 이미지이다. Specifically, in FIG. 7 (a) is Example 1, (b) is Example 2, (c) is Example 3, (d) is Example 4, and (e) is Example 4 having a size of 25 μm or more This is a SEM (scanning electron microscope) image of the phosphor.
도 7에 나타난 결과에 따르면, Ca이 치환되는 양이 증가할수록 인광체의 입자 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in FIG. 7 , it can be confirmed that the particle size of the phosphor increases as the amount of substitution of Ca increases.
도 5 내지 도 7에 나타난 결과에 따르면, 본 실시예에 따라 제조한 인광체는 290 nm 내지 340 nm 파장에서 여기되고 인광체는 421 nm 내지 434 nm에서 발광하며, Ca이 치환되는 양이 증가할수록 인광체의 입자 크기가 증가하고, 적색 전이가 나타나고 빛의 강도가 증가한다. According to the results shown in FIGS. 5 to 7, the phosphor prepared according to this embodiment is excited at a wavelength of 290 nm to 340 nm, the phosphor emits light at a wavelength of 421 nm to 434 nm, and as the amount of substitution of Ca increases, the phosphor The particle size increases, a red transition appears and the light intensity increases.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application.
Claims (11)
하기 화학식 1로서 나타나는 인광체:
[화학식 1]
Ba9-x-yCaxMyAl2Si6O24
상기 화학식 1에서,
상기 M은 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소이고,
상기 x는 4 내지 5이고, 상기 y는 0.01 내지 0.5인 것이다.
It emits light in the wavelength range of 370 nm to 440 nm,
A phosphor represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Ba 9-xy Ca x M y Al 2 Si 6 O 24
In Formula 1,
M is one or more elements selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof;
The x is 4 to 5, and the y is 0.01 to 0.5.
상기 M은 Ce인 것인, 인광체.
According to claim 1,
wherein M is Ce.
상기 M은 Na인 것인, 인광체.
According to claim 1,
wherein M is Na.
상기 M은 Ce 및 Na를 포함하는 것인, 인광체.
According to claim 1,
wherein M comprises Ce and Na.
상기 금속 전구체는 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하며,
370 nm 내지 440 nm의 파장 범위에서 발광하고,
하기 화학식 1로서 나타나는 인광체의 제조 방법:
[화학식 1]
Ba9-x-yCaxMyAl2Si6O24
상기 화학식 1에서,
상기 M은 Ce, Na, Eu, Mn 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 원소이고,
상기 x는 4 내지 5이고, 상기 y는 0.01 내지 0.5인 것이다.
Reacting a barium precursor, a calcium precursor, an aluminum precursor, a silicon precursor, and a metal precursor,
The metal precursor includes one or more metals selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof,
It emits light in the wavelength range of 370 nm to 440 nm,
A method for producing a phosphor represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Ba 9-xy Ca x M y Al 2 Si 6 O 24
In Formula 1,
M is one or more elements selected from the group consisting of Ce, Na, Eu, Mn, and combinations thereof;
The x is 4 to 5, and the y is 0.01 to 0.5.
상기 금속 전구체는 Ce를 포함하는 것인, 인광체의 제조 방법.
According to claim 6,
The method of producing a phosphor, wherein the metal precursor includes Ce.
상기 금속 전구체는 Na을 포함하는 것인, 인광체의 제조 방법.
According to claim 6,
The method of producing a phosphor, wherein the metal precursor includes Na.
상기 금속 전구체는 Ce 및 Na를 포함하는 것인, 인광체의 제조 방법.
According to claim 6,
The method of producing a phosphor, wherein the metal precursor includes Ce and Na.
상기 반응은 700℃ 내지 1,500℃의 온도 하에서 이루어지는 것인, 인광체의 제조 방법.
According to claim 6,
The reaction is made at a temperature of 700 ℃ to 1,500 ℃, a method for producing a phosphor.
상기 반응은 3 시간 내지 10 시간 동안 이루어지는 것인, 인광체의 제조 방법. According to claim 6,
The reaction is made for 3 hours to 10 hours, a method for producing a phosphor.
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