KR100668796B1 - 훈타이트계 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
청색 또는 자외선과 같은 단파장 영역에서 여기되어 높은 발광효율을 가지는 훈타이트계 형광체들이 제시되어 있다. 또 본 발명은 우수한 휘도와 색순도를 가지는 훈타이트계 형광체를 제조하는 방법이 제시되어있다. 본 발명의 또 상기와 같은 훈타이트계 형광체를 포함하여 백색의 재현범위가 넓은 백색 발광 장치가 제시되어 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 <화학식 1>을 갖는 형광체를 제공된다.
<화학식 1>
Y1-X-X'Al3B4O12:xCe,x'Tb (상기 화학식 1 중 x와 x'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임)
훈타이트계, 형광체, 황색발광체, 백색 발광 다이오드
Description
도 1은 활성제로 Tb를 가지지 않는 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼;
도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 544.3nm에서의 흡수 스펙트럼;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 365.8nm에서 발광 스펙트럼;
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 의 544.3nm에서의 흡수 스펙트럼;
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 의 365.8nm에서 발광 스펙트럼;
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 SEM사진;
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 SEM사진;
도 9a은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 XRD 결과 그래프;
도 9b에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 XRD 결과 그래프;
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체를 이용하여 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼;
도 11는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체를 이용하여 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 3의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼이다.
본 발명은 훈타이트계 형광체에 관한 것으로, 특히 백색 발광 장치에 사용할 수 있는 형광체에 관한 것이다.
전기 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 미래형의 천연색 표시소자(Display Device)로서 각종 계기판과 TV는 물론 평판 패널화 표시기능 소자(flat panel display)에의 응용성으로 인하여 최근 가장 주목 받는 연구분야 중 하나로 알려져 있다. 이러한 전기 발광은 빛을 낼 수 있는 발광 물질에 전기장을 가했을 때, 음극에서 투입된 전자와 양극에서 형성된 정공이 발광층에서 결합하여 소위 "단일 여기자(single excition)"가 형성된다. 이 단일 여기자는 여기 상태를 형성하고 이것이 바닥 상태로 전이될 때 여러 가지 빛을 내게 된다. 이런 원리의 발광체는 기존의 것들보다 발광효율이 높고, 사용 소비전력이 작으며 열적 안전성이 좋은 반도체 소자로서 수명이 길고 응답성이 좋은 우수한 특성을 갖는다.
이러한 LED 중 백색 발광 다이오드(white LED)는 가전용 조명, 액정 디스플레이(LCD) 패널의 백 라이트용, 자동차의 실내등과 같은 다양한 응용성과 시장성을 가지고 있어 최근 활발히 연구되는 분야이다.
이에 관하여 청색 또는 자외선과 같은 단파장 영역의 발광 다이오드에 이트륨알루미늄가넷(Y3AL5O12)계 형광물질을 결합시켜 백색 발광소자를 만드는 방법이 연구되어 있다(S. Nakamura, The Blue Laser Diode, Springer-Verlag, pp216-219(1997) 참조). 또 일반적으로 현재 실용화 된 백색계 발광 다이오드용 백색 발광 형광체로 (Re1 - rSmr)3(Al1 - sGas)5O12:Ce(단, 0≤r<1, 0≤s<1, Re:Y 또는 Gd)로 나타나는 YAG계 형광체가 있다(니치아, 미국특허 제6069440)(이하 ''440 특허'라 함). 또 형광체에 Tb를 첨가하여 장파장의 시프트를 야기하여 적색 성분에 관하여 긍정적인 영향을 갖도록 한 Tb3(Al, Ga)5O12:Ce로 나타나는 TAG계 형광체가 있다(오스람, 미국특허 제6504179호)(이하 ''179 특허'라 함). 또 종래에 모체로 이트륨-알루미늄-보레이트(YAl3B4O12)의 훈타이트 구조를 가지는 저압 수은증기 방전 램프를 위한 형광재료(필립스, 미국특허 제4,215,289)가 개시되어있다(이하 ''289 특허'라 함). 그러나 백색 발광다이오드용 형광체로서 YAG계나 TAG계가 아닌 훈타이트 구조를 모체로 하는 형광체는 아직 개시된 적이 없다. 더욱이 훈타이트 구조를 모체로 하고, 활성제로 Ce 및 Tb를 사용한 백색 발광다이오드용 형광체는 개발된 바가 없다.
상술한 '440 특허는 발광색조가 한정되어, 백색 발광 다이오드로서의 백색의 재현 범위가 좁고, 형광체 자체에 황색이 강한 채색이 있어 청색 발광의 일부를 백색으로 흡수한다는 결점이 있었다. 또 '179 특허는 발광 강도가 낮다는 결점이 있다. 또한 상기 '289 특허는 활성제로 Y 또는 La 중 적어도 하나; Pb Ti Sb Pr 및 Bi 중 적어도 하나; Mn, Tb, Eu 및 Dy 중 적어도 하나로 이루어져 있고, 270nm이하의 단파장을 가지는 자외선 영역에서만 여기되기 때문에 본 발명과 같이 청색파장에서 여기되지 않아 백색 발광 다이오드용 형광체로 사용되기 부적합하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 청색 또는 자외선과 같은 단파장 영역에서 여기되어 높은 발광효율을 가지는 훈타이트계 형광체들을 제공한다. 또 본 발명은 우수한 휘도와 색순도를 가지는 훈타이트계 형광체를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 또 상기와 같은 훈타이트계 형광체를 포함하여 백색의 재현범위가 넓은 백색 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 화학식 1을 갖는 훈타이트계 형광체를 제 시할 수 있다.
<화학식 1>
Y1-X-X'Al3B4O12:xCe,x'Tb (상기 화학식 1 중 x와 x'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.)
바람직한 실시예에 따르면, 상기 훈타이트계 형광체는 420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 500nm 내지 620nm범위에서 발광피크를 나타낼 수 있으며, 325nm 내지 385nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 540nm 내지 560nm범위에서 발광피크를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3 및 Tb4O7를 칭량하여 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는, 상기 화학식 1로 표시되는 형광체의 제조방법을 제시할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 소성하는 단계는 1000 내지 1600℃에서 1 내지 48시간 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하기 화학식 2을 갖는 훈타이트계 형광체를 제시할 수 있다.
<화학식 2>
(Y1 -a-X- X'Aa)Al3B4O12: xCe,x'Tb (상기 화학식 2 중 0<a≤0.2이고, a+x+x'<0.5이며, A는 Bi, Mn, Eu, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고, X와 X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.)
바람직한 실시예에 따르면, 상기 훈타이트계 형광체는 420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 490nm 내지 650nm범위에서 발광피크를 나타낼 수 있으며, 320nm 내지 390nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 540nm 내지 560nm범위에서 발광피크를 나타낼 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3, Tb4O7 및 Bi2O3, MnCO3, Eu2O3 및 Gd203로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 칭량하여 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는, 상기 화학식 2로 표시되는 형광체의 제조방법을 제시할 수 있다.
또 본 발명의 다른 측면에 따르면, 하기 화학식 3을 갖는 훈타이트계 형광체를 제시할 수 있다.
<화학식 3>
(Gd1 -a-X- X'Ya)Al3B4O12: xCe,x'Tb (상기 화학식 3 중 0<a≤0.4이고, a+x+x'<1 이며, X는 Y 1몰당 0.01 내지 0.3몰이고, X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.2 몰임.)
바람직한 실시예에 따르면, 상기 훈타이트계 형광체는 420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 500nm 내지 650nm범위에서 발광피크를 나타내며, 320nm 내지 390nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 540nm 내지 560nm범위에서 발광피크를 나타낼 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 상기 훈타이트계 형광체 및 피크 발광 파장이 450 내지 470nm인 청색 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광 장치를 제시할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 훈타이트계 형광체, 이의 제조방법 및 백색 발광 장치를 바람직한 실시예들로 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 이트륨-알루미늄-보레이트를 모체를 가지는 형광체로서, 보다 구체적으로는 하기 화학식 1을 갖는다:
<화학식 1>
Y1-X-X'Al3B4O12:xCe,x'Tb
여기서 상기 화학식 1 중 x와 x'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰이고, 바람직하게는 x는 0.03 내지 0.2 몰이고, x'은 0.03 내지 0.4 몰이다.
모체로 이트륨-알루미늄-보레이트의 훈타이트 구조를 가지는 형광체는 BO3계의 모체로 이루어진 구조로 삼각(trigonal)구조(R32)이며 Y원소는 삼각 프리즘 자리에 있고, Al을 치환하는 양이온은 팔면체(octahedral) 자리를 차지하는 구조로 이루어져 있다. 이는 황색 형광체로 모체로 이트륨-알루미늄-가넷 구조를 가지는 통상의 가넷 형광체가 Y자리의 양이온은 산소를 기준으로 팔면체 자리에 위치하고, Al자리의 양이온은 사면체(tetrahedral) 자리를 차지하는 체심입방(body-centered-cubic, BCC) 구조를 가지는 것과 모체의 구조적 차이를 보인다.
여기서 활성제(activator)로 Ce와 Tb를 사용하였다. 활성제란 실제 발광을 일으키는 역할을 할 수 있는 원소를 말한다. 특정 발광 메커니즘에 한정되려는 것 은 아니나, 상기 화학식 1 중 YAl3B4O12로 표시되는 기본 모체(host)에 치환된 Ce와 Tb 또는 Ce이온과 Tb이온은 이의 기저 준위와 여기 준위 사이의 전이에 의하여 에너지가 흡수 또는 방출됨으로써 발광이 이루어지게 할 수 있다. 더욱이 Tb3+가 활성제로 사용되어 형성된 형광체의 결정성이 증가되고 발광 휘도가 증가된다. 또한 Tb3+이온으로 Ce3 +로부터의 d-f오비탈 천이에 의한 Tb3 +로의 전하이동으로 발광파장이 황녹색 계열의 파장이 첨가되어 청색 발광 다이오드에 사용되는 경우 천연색에 가까운 백색을 표현할 수 있다.
본 발명에 또 다른 이트륨-알루미늄-보레이트를 모체를 가지는 형광체로서, 보다 구체적으로는 하기 화학식 2를 갖는다:
<화학식 2>
(Y1-a-X-X'Aa)Al3B4O12: xCe,x'Tb
상기 화학식 2 중 X와 X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰이고, 바람직하게는 x는 0.03 내지 0.2 몰이고, x'은 0.03 내지 0.4 몰이다. 이는 각 Ce와 Tb의 첨가량이 Y 원소 1몰을 기준으로 하여 치환하는 몰 수를 의미한다.
상기 A는 공부활제로 사용되어 제조된 형광체의 발광휘도와 색순도를 높인다. 이 A는 Bi, Mn, Eu 및 Gd로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다. 예를 들면 Bi, Mn, Eu, Gd가 단독으로 사용될 수 있고 Bi와 Mn이 함께 사용될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 이때 A의 함유 몰비는 0<a≤0.2이고, 단 a+x+x'<0.5이다. 바람직하게는 a+x+x'≤0.4이다. 즉 Y는 반드시 포함되여야 하고, 0.6 몰이상 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 이트륨-알루미늄-보레이트를 모체로 가지는 형광체로서, 보다 구체적으로는 하기 화학식 3을 갖는다.
<화학식 3>
(Gd1-a-X-X'Ya)Al3B4O12: xCe,x'Tb
상기 화학식 3 중 0<a≤0.4이고, a+x+x'<1이며, X는 Y 1몰 당 0.01 내지 0.3몰이고, X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.2 몰이다.
상기 형광체의 조성은 Y원소를 Gd로 치환하는 것이 아니라 Gd 기지에 Y원소가 치환되어 형광체의 결정성을 증가시키고, 발광효율을 높여 휘도와 색순도를 향상시킨다. 이때 첨가되는 Y의 몰비는 0 초과 0.4 이하이고, a+x+x'<1이고, a+x+x'<0.9인 것이 바람직하다. 즉 Y는 반드시 포함되어야 하고 0.1몰 이상 포함되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 형광체들은 우수한 휘도와 색순도를 가지는 훈타이트계 형광체이다. 본 발명에 따른 형광체들은 460nm 전후의 청색파장과 360 내지 370nm의 자외선 영역에서 여기될 수 있어 청색광 LED 또는 UV LED로 활용될 수 있다. 더욱이 본 발명의 형광체들은 470nm 부근의 파장에서 넓은 영역으로 발광되어 색감이 풍부하고, 보다 천연색에 가까운 백색을 표현할 수 있습니다. 또한 발광 영역이 넓어 청색광과 혼색되었을 때 색의 빠짐이 일어날 염려가 줄어들어 2차상의 우려가 없는 백색 발광 다이오드를 형성할 수 있다.
Bi, Mn, Eu, Gd의 공부활제를 사용한 화학식 2와 같은 형광체의 경우 공부활제를 사용하지 않았을 때와 비교하였을 때 청색파장에서의 발광효율이 스펙트럼상 강도와 면적비를 기준으로 약 50% 더 증가하고 더 넓은 파장영역에서 발광할 수 있다. 따라서 화학식 2의 형광체를 백색 발광 장치에 이용하였을 때 배면광의 특성중 가장 중요한 연색성이 향상되어, 색감이 더 풍부하며, 천연색에 더 가까운 백색을 표현할 수 있는 우수한 특성을 가진다.
더욱이 공부활제로 Gd를 사용한 화학식 3과 같은 형광체의 경우 청색파장에서발광시켰을 때 발광피크의 최대값이 화학식 1의 형광체와 비교하였을 때 보다 장파장으로 이동하여 색순도면에서 더 우수한 형광체를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 훈타이트계 형광체는 340nm 내지 380nm의 적외선에 의해 480에서 500부근의 청색과 550nm 전후의 황색 영역에서 발광하는 특징이 있다. 특히 Bi, Mn, Eu, Gd의 공부활제를 사용한 경우 발광효율이 높아 연색성이 향상된 백색 발광 장치를 얻을 수 있다.
따라서 본 발명의 훈타이트계 형광체들은 청색 LED 위에 형광체들을 도포하여 백색 발광 장치를 제작할 수 있고, 자외선 파장의 에너지원을 광원으로 하여 청색, 녹색, 적색을 발광하는 형광체에 대체하여 색의 가변혼색을 이용한 백색 발광 장치를 제작할 수도 있다.
본 발명에 따른 형광체를 제조하는 방법은 Y-함유 화합물; Al-함유 화합물; B-함유 화합물; Ce-함유 화합물; 및 Tb-함유화합물과 선택적으로 Bi-함유 화합물, Mn -함유 화합물, Eu-함유 화합물 및 Gd-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 칭량하여 용제와 혼합하는 단계와 상기 단계로부터 얻어진 혼합물을 고순도 알루미나 도가니에 놓고 소성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 Y-함유 화합물은 Y2O3, Y2(CO3)3, Y(OH)3, Y(NO3)3 및 Y원소의 공침화합물을 형성하는 화합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 Y2O3가 바람직하다. Al-함유 화합물은 Al2O3, Al2(CO3)3, Al(OH)3, Al(NO3)3 및 Al원소의 공침화합물을 형성하는 화합물부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 Al2O3가 바람직하다.
B-함유 화합물은 B2O3, H3BO3, B2(CO3)3, B(OH)3, B(NO3)3로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 B2O3, H3BO3가 바람직하다.
Ce-함유 화합물은 CeO2, Ce2(C2O4)3 및 Ce원소의 공침화합물을 형성하는 화합물부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 환원분위기를 강화시킬 수 있는 CeO2, Ce2(C2O4)3가 바람직하다. Tb-함유화합물은 Tb4O7, Tb2(C2O4)3 및 Tb원소의 공침화합물을 형성하는 화합물부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 환원분위기를 강화시킬 수 있는 Tb4O7, Tb2(C2O4)3가 바람직하고, Tb2(C2O4)3가 특히 바람직하다
공부활제로 사용될 수 있는 Bi-함유 화합물은 Bi2O3, Bi(CO3)3, Bi(OH)3, Bi(NO3)3로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 Bi2O3가 바람직하다. Mn-함유 화합물은 MnCO3을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Eu-함유 화합물은 Eu2O3, Eu(CO3)3, Eu(OH)3, Eu(NO3)3 및 Eu원소의 공침화합물을 형성하는 화합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 Eu2O3가 바람직하다. 및 Gd-함유 화합물은 Gd2O3, Gd(CO3)3, Gd(OH)3, Gd(NO3)3로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이중 Gd203가 바람직하다.
Ce로 활성화된 형광체를 제조하기 위하여 CeO2를 사용하는 경우 Ce의 산화수를 +4가에서 +3가로 환원시켜야 하기 때문에 이를 위해 환원가스를 필요로 한다. 따라서 개방된 반응용기에서 반응을 일으켜야 한다. 이 경우 환원가스와 접촉되는 부분이 잘 접촉되지 않는 부분보다 반응이 잘 일어나 불균일한 반응이 일어날 수 있다. 이에 따라 형광체의 결정성을 제어하는 것이 어려운 한계가 있었다.
여기서 고결정성을 가지며 결정성 제어가 용이하며 소성 시 Ce이온을 환원시키기 위한 환원분위기가 필요 없는 제조과정을 수행하기 위하여 출발물질로 Ce2(C2O4)3를 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 출발물질로 Ce2(C2O4)3(Ce 옥살레이트)를 사용함으로써 반응 시 별도의 환원분위기가 필요하지 않다. 따라서 밀폐된 반응용기에서 반응이 가능하다. 이에 따라 반응 시 외부에서 공급되는 환원가스를 이용하는 것이 아니라 내부에서 발생하는 가스로 충분한 반응이 일어나므로 반응시간과 온도만을 조절하면 원하는 결정성을 얻을 수 있다. 또한 밀폐된 반응용기를 사용함으로써 소성 시 발생하는 CO2기체의 생성속도를 완화시키고 이에 의해 상기 Ce옥살레이트의 분해반응의 평형상태를 충분히 지속시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 화학식 1의 형광체를 제조하기 위한 출발물질은 Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3 및 Tb4O7를 사용한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면 화학식 2의 형광체를 제조하기 위한 출발물질은 Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3, Tb4O7을 포함하고 Bi2O3, MnCO3, Eu2O3 및 Gd203로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소 더 포함한다. 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면 화학식 3의 형광체를 제조하기 위한 출발물질은 화학식 1에 Gd203를 더 포함한다. 이들 형광체들 각각의 출발물질을 적절한 몰비로 혼합한다.
상기 혼합물에 융제(flux)로 불소화합물을 사용한다. 불소화합물의 예로 불화알루미늄(AlF3), 불화바륨(BaF2), 불화암모늄(NH4F)이 바람직하다. 상기 혼합물과 불화물을 적량으로 혼합한다. 이때 적량이란 불화암모늄과 같은 융제를 상기 혼합물과 3 내지 5 중량%로, 바람직하게는 4 중량%로 혼합하는 것을 말한다. 이 융 제 혼합된 혼합물을 아세톤 또는 에탄올과 같은 유기용매에 넣고 볼밀과정을 거쳐 체로 분리한 후 건조시킨다. 이 건조된 분말을 밀폐된 용기에 넣고 1000 내지 1600℃ 에서 1 내지 48시간 소성한다. 이때 밀폐된 용기로 고순도 알루미나 도가니가 바람직하다. 이 소성공정이 대기 하에서 이루어 지는 경우 소성조건은 1200 내지 1450℃에서 2 내지 5 시간으로 하는 것이 바람직하고, 효율을 증가시키기 위하여 H2/N2 혼합가스를 사용하는 경우에는 1100 내지 1300℃에서 2 내지 5 시간 수행하는 것이 바람직하다. 이때 혼합가스 내에 5 중량%의 H2를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 소성과정을 거치면 소망하는 형광분말들을 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상술한 출발물질에 Ce2(C2O4)3와 Tb4O7을 포함하는 경우 다음과 같은 반응이 일어난다.
Tb4O7(s) ------------→ 2Tb2O3(s) + O(g)
이 반응에 의해 생성된 발생기 산소는 Ce2(C2O4)3의 분해반응의 개시반응을 일으킨다.
1/2Ce2(C2O4)3(s) + O(g) ------------→ CeO(s) + 3CO2(g)
이 개시반응은 기중에 존재하는 산소와 Ce2(C2O4)3간의 반응이 충분히 일어나도록 유도하여 상기 출발물질 중 부활제 역할을 하는 유기산염들의 분해반응 시 나타날 수 있는 미반응 중간생성물들을 배제하고 생성되는 형광체의 결정성을 증가시킨다.
이러한 소성 과정에 의해 얻어진 형광분말을 분쇄한 후 염산수용액이나 증류수로 세척하여 불화알루미나와 같은 융제를 제거하고, 거름종이로 거른 후 건조시 키는 단계를 더 거칠 수 있다.
이하 본 발명을 보다 구체적인 실시예들을 통하여 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : <화학식 1>의 훈타이트계 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7 을 0.94:3.00:4.00:0.03:0.015의 몰비로 혼합하고, 상기 혼합물에 융제로서 불화알루미늄을 4wt%를 혼합하고, 지르코니아 볼을 첨가해서 아세톤 중에서 밀폐된 테프론 용기에 넣었다. 이들을12시간 혼합한 후 지르코니아 볼과 혼합물을 체로 분리한 후 80℃의 전기 오븐에서 6시간 건조하였다. 상기 건조물을 밀폐된 고순도 알루미나 도가니에 넣고 전기로를 사용하여 대기중에서 1450℃에서 2시간 소성하여 형광분말을 얻었다. 상기 형광분말을 알루미나 유발을 이용하여 잘 분쇄한 후 3 wt% 염산수용액으로 세척하여 불화알루미늄을 제거하였으며, 거름종이로 거른 후 80℃의 전기 오븐에서 건조하여, (Y0.94Tb0.03)Al3B4O12:0.03Ce를 제조하였다.
실시예 2 내지 10 : <화학식 1>의 훈타이트계 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7을 [표 1]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 1]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | ||||
| Y203 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 1 | 0.94 | 3.00 | 4.00 | 0.03 | 0.015 | Y0.94Al3B4012:0.03Ce0.03Tb |
| 2 | 0.92 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | Y0.92Al3B4012:0.05Ce0.03Tb |
| 3 | 0.90 | 3.00 | 4.00 | 0.07 | 0.015 | Y0.90Al3B4012:0.07Ce0.03Tb |
| 4 | 0.87 | 3.00 | 4.00 | 0.10 | 0.015 | Y0.87Al3B4012:0.10Ce0.03Tb |
| 5 | 0.82 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | Y0.82Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 6 | 0.77 | 3.00 | 4.00 | 0.20 | 0.015 | Y0.77Al3B4012:0.20Ce0.03Tb |
| 7 | 0.67 | 3.00 | 4.00 | 0.30 | 0.015 | Y0.67Al3B4012:0.30Ce0.03Tb |
| 8 | 0.57 | 3.00 | 4.00 | 0.40 | 0.015 | Y0.57Al3B4012:0.40Ce0.03Tb |
| 9 | 0.47 | 3.00 | 4.00 | 0.50 | 0.015 | Y0.47Al3B4012:0.50Ce0.03Tb |
| 10 | 0.57 | 3.00 | 4.00 | 0.03 | 0.20 | Y0 .57Al3B4012:0.03Ce0.4Tb |
실시예 11 내지 16 : <화학식 2>의 훈타이트계 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7 , MnCO3을 [표 2]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 2]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | MnCO3 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 11 | 0.89 | 0.06 | 3.00 | 4.00 | 0.03 | 0.015 | (Y0.91Mn0.03)Al3B4012:0.03Ce0.03Tb |
| 12 | 0.89 | 0.06 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Y0.89Mn0.03)Al3B4012:0.05Ce0.03Tb |
| 13 | 0.87 | 0.10 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Y0.87Mn0.05)Al3B4012:0.07Ce0.03Tb |
| 14 | 0.85 | 0.14 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Y0.85Mn0.07)Al3B4012:0.10Ce0.03Tb |
| 15 | 0.82 | 0.20 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Y0.82Mn0.10)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 16 | 0.77 | 0.30 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Y0 .77Mn0 .15)Al3B4012:0.20Ce0.03Tb |
실시예 17 내지 18 : <화학식 2>의 훈타이트계 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7 , Bi2O3을 [표 3]과 같이 각각의 몰비를 변 경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 3]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | Bi2O3 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 17 | 0.81 | 0.03 | 3.00 | 4.00 | 0.01 | 0.075 | (Y0.81Bi0.03)Al3B4012:0.01Ce0.15Tb |
| 18 | 0.81 | 0.01 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0 .81Bi0 .01)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
실시예 19 내지 21 : <화학식 2>의 훈타이트계 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7, Gd203을 [표 4]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 4]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | Gd203 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 19 | 0.79 | 0.03 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0.79Gd0.03)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 20 | 0.77 | 0.05 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0.77Gd0.05)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 21 | 0.72 | 0.10 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0 .72Gd0 .10)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
실시예
22 내지 23 : <화학식 2>의
훈타이트계
형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7 , Eu2O3을 [표 5]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조 하였다.
[표 5]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | Eu2O3 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 22 | 0.79 | 0.03 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0.79Eu0.03)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 23 | 0.77 | 0.05 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Y0 .77Eu0 .05)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
실시예
24 내지 27 : <화학식 2>의
훈타이트계
형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7, MnCO3을 [표 6]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 상기 혼합물에 융제로서 불화알루미늄 4중량%를 혼합하고 지르코니아 볼을 첨가해서 아세톤 중에서 밀폐된 테프론 용기에 넣었다. 이들을 12시간 혼합한 후 지르코니아 볼과 혼합물을 체로 분리한 후 80℃의 전기 오븐에서 6시간 건조하였다. 상기 건조물을 고순도 알루미나 도가니에 넣고 전기로를 사용하여 5wt% 수소가스가 포함된 질소 혼합가스의 환원 분위기 중에서 1100℃의 온도에서 5시간 소성하여 형광분말을 얻었다. 상기 형광분말을 알루미나 유발을 이용하여 잘 분쇄하고 난 후 증류수액으로 세척하였으며, 거름종이로 거른 후 80℃의 전기 오븐에서 건조하여, 각각 다양한 조성을 가지는 형광분말을 제조하였다.
[표 6]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | MnCO3 | Al203 | H2BO3 | CeO2 | Tb4O7 | ||
| 24 | 0.89 | 0.10 | 3.00 | 8.00 | 0.06 | 0.015 | (Y0.89Mn0.05)Al3B4012:0.03Ce0.03Tb |
| 25 | 0.87 | 0.10 | 3.00 | 8.00 | 0.10 | 0.015 | (Y0.87Mn0.05)Al3B4012:0.05Ce0.05Tb |
| 26 | 0.799 | 0.002 | 3.00 | 8.00 | 0.10 | 0.075 | (Y0.799Mn0.001)Al3B4012:0.07Ce0.15Tb |
| 27 | 0.799 | 0.002 | 3.00 | 8.00 | 0.30 | 0.025 | (Y0 .799Mn0 .001)Al3B4012:0.10Ce0.05Tb |
실시예
28 내지 32 : <화학식 3>의
훈타이트계
형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Tb4O7, Gd203을 [표 7]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 7]
| 실시예 | 몰비 | 형광체조성 | |||||
| Y203 | Gd203 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | Tb4O7 | ||
| 28 | 0.0 | 0.92 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | Gd0.92Al3B4012:0.05Ce0.03Tb |
| 29 | 0.34 | 0.58 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.015 | (Gd0.58Y0.34)Al3B4012:0.05Ce0.03Tb |
| 30 | 0.24 | 0.58 | 3.00 | 4.00 | 0.15 | 0.015 | (Gd0.58Y0.24)Al3B4012:0.15Ce0.03Tb |
| 31 | 0.14 | 0.58 | 3.00 | 4.00 | 0.25 | 0.015 | (Gd0.58Y0.14)Al3B4012:0.25Ce0.03Tb |
| 32 | 0.24 | 0.58 | 3.00 | 4.00 | 0.05 | 0.065 | (Gd0 .58Y0 .24)Al3B4012:0.05Ce0.13Tb |
비교예
1 내지 2 :
Tb
를 포함하지 않은 형광체 제조
Y2O3, Al2O3, B2O3, Ce2(CeO4)3, Eu2O3을 [표 8]과 같이 각각의 몰비를 변경하면서 혼합하고 실시예 1과 같은 방법으로 다양한 조성을 가지는 형광체를 제조하였다.
[표 8]
| 비교예 | 몰비 | 형광체조성 | ||||
| Y203 | Eu2O3 | Al203 | B203 | Ce2(C2O4)3 | ||
| 1 | 0.96 | 0.03 | 3.00 | 4.00 | 0.03 | (Y0.96Eu0.03)Al3B4012:0.01Ce |
| 2 | 0.94 | 0.03 | 3.00 | 4.00 | 0.03 | (Y0 .94Eu0 .03)Al3B4012:0.03Ce |
본 발명에 따른 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드의 제조
상술한 실시예에 따라 얻어진 형광체를 이용하여 백색 발광 다이오드를 제조하였다. 사파이어 기판상에 GaN 핵형성층 25nm, n-GaN 층(금속:Ti/Al) 1.2㎛, 5㎝층의 InGaN/GaN 다중양자우물층, InGaN층 4nm, GaN층 7nm 및 p-GaN층(금속:Ni/Au) 0.11㎛를 각각 차례로 형성시켜 청색광 LED를 제조하였다. 이어서 상기 청색광 LED 표면에 형광체를 에폭시에 분산시켜 백색 발광 다이오드를 제조하였다. 상기 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼을 도 10과 11에 각각 도시하였다.
이하 첨부된 도면에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 활성제로 Tb를 가지지 않는 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼 이다. 도 1을 참조하면 비교예에서 얻어진 훈타이트 구조를 가지는 모체와 Eu 공부활제를 가지나, 활성제로 Tb를 가지지 않는 형광체의 청색파장에서의 발광 스펙트럼을 도시하였다. 이 형광체 469.5nm의 파장에서 거의 여기되지 않아 500nm 내지 550nm에서 피크가 나타나지 않았고, 550nm 전후의 피크는 그 크기가 작고 좁은 발광특성을 나타내었다. 이로부터 활성제로서 Tb는 황색 영역에서 발광되기 위해 Ce활성제에 반드시 필요한 구성요소임을 알 수 있었다.
<화학식 1>의 훈타이트계 형광체의 흡수 및 발광 스펙트럼
도 2은 본 발명의 바람직한 실시예 5에 따른 화학식 1의 형광체의 544.3nm에서의 흡수 스펙트럼을 도시하였다. 도 2을 참조하면 본 발명의 훈타이트계 형광체는 325nm 내지 385nm 부근의 자외선 영역과 420nm 내지 480nm부근의 청색파장에서 여기됨을 알 수 있었다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예 5에 따른 화학식 1의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼을 도시하였고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예 5에 따른 화학식 1의 형광체의 365.8nm에서 발광 스펙트럼을 도시하였다. 도 3을 참조하면, 이 형광체는 469.5nm의 파장에서 525nm 전후를 정점으로 하여 500nm 내지 620nm의 넓고 브로드한 발광스펙트럼을 나타내었다. 이는 등황색에서 황색을 거쳐 녹색에 이르는 다양한 색상의 파장영역에서 발광될 수 있다는 의미이다. 또한 이 형광체는 발광 스펙트럼의 면적에 비례하는 발광효율도 우수한 것을 알았다. 또 도 4를 참조하면 이 형광체는 365.8nm의 흡수파장에서 540nm 내지 560nm에서 좁은 영역에서 녹황색의 발광 피크를 나타내었다. 즉 본 발명의 화학식 1의 형광체는 청색파장에 의해 여기되어 휘도가 높고 색감이 풍부하여 천연색에 가까운 백색광을 유도할 수 있으며, 자외선에 의해서도 여기되어 녹색과 황색파장에서 발광을 할 수 있다.
<화학식 2>의 훈타이트계 형광체의 흡수 및 발광 스펙트럼
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예 19에 따른 화학식 2의 형광체의 의 544.3nm에서의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 도 5를 참조하면 형광체는 320nm 내지 390nm 부근의 자외선 영역과 420nm 내지 480nm부근의 청색파장에서 여기됨을 알 수 있었다.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예 19에 따른 화학식 2의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼을 나타내고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예 19에 따른 화학식 2의 형광체의 의 365.8nm에서 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 이 형광체는 청색파장에 의해 520nm 내지 550nm의 넓은 영역을 정점으로 하여 490nm 내지 650nm의 넓고 브로드한 발광 스펙트럼을 나타내었다. 형광체 1 보다 더 넓은 색상의 파장영역에서 발광 될 수 있으며, 발광효율도 형광체 1보다 50% 더 증가하여, 연색성이 향상된 형광체를 얻을 수 있음을 알았다. 또한 휘도와 색감의 측면에서도 형광체 1보다 향상된 우수한 특성을 가지는 형광체를 얻을 수 있다. 또 도 4를 참조하면, 이 형광체도 365.8nm의 흡수파장에서 540nm 내지 560nm에서 좁은 영역에서 발광 피크를 나타내어, 자외선에 의해 여기되어 녹색과 황색파장에서 발광할 수 있음을 알았다.
형광체의 SEM사진
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예 5에 따른 화학식 1의 형광체의 SEM사진이고, 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예 19에 따른 화학식 2의 형광체의 SEM사진이다.
도 8a와 도 8b를 참조하면, 발광 장치를 위한 형광체의 경우 입자 크기가 발광효율 및 발광 장치의 제조공정에 영향을 미친다. 입자 크기가 너무 크게 되면 큰 입자를 통한 광전환 효율이 작은 입자를 사용한 경우보다 떨어지고, 에폭시 수지내에서 침전속도가 빠르고, 칩 위에 도포될 때 균일하게 도포되기 어렵다. 또한 입자크기가 너무 작으면 광전환된 빛의 상호 산란으로 인하여 형광체 자체의 발광효율 이 떨아진다. 따라서 형광체가 발광 장치 칩 위에 도포되기 적당한 크기는 10㎛내외라 할 수 있는데, 본 발명의 형광체들은 발광 장치에 사용되기 적합한 입자크기를 가지고 있는 것을 알 수 있었다.
더욱이 도 8b를 참조하면, 도 8a에 비하여 입자 표면에 붙어있는 작은 입자들이 제거되어 발광효율이 더 향상된다. 또 입자의 전체 크기도 전체적으로 10㎛ 이하이고 더 균일하였다.
XRD 결과 그래프
도 9a은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체의 XRD 결과 그래프이고, 도 9b에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체의 XRD 결과 그래프이다.
도 9a와 9b를 참조하면, 공부활제를 사용한 도 9b의 스펙트럼에 ★로 표시한 피크들이 새로은 피크로 나타났거나 회절강도의 차이를 보이는 것들이다. 약 29°, 37°에서 나타난 피크들이 새로 나타난 피크들이고, 34°, 55°의 피크는 세기가 증가하였다.
훈타이트계 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 1의 형광체를 이용하여 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼이고, 도 11는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학식 2의 형광체를 이용하여 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 화학식 1의 훈타이트계 형광체는 다양한 파장 을 가지는 청색 LED를 이용한 백색 발광 다이오드에서 550nm 내지 600nm 범위에서 주 발광 피크를 나타내는 안정적인 황색 영역을 보여준다. 이에 따라 이 형광체는 청색광 LED 상에 파장이 변환되어 천연색에 가까운 백색광을 유도할 수 있는 특징이 있다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 화학식 2의 훈타이트계 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드는 500nm 내지 550nm 범위에서 주 발광 피크를 나타내어 녹색과 황색 영역을 보여주어 청색광 LED 상에 파장이 변환되며 천연색에 가까운 백색광을 유도할 수 있는 특징이 있다.
<화학식 3>의 훈타이트계 형광체의 발광 스펙트럼
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예 28에 따른 화학식 3의 형광체의 469.5nm에서 발광 스펙트럼이다. 도 12를 참조하면 본 발명의 화학식 3의 형광체의 경우 청색파장에서 발광시켰을 때 발광피크의 최대값이 550nm 내지 580nm에서 형성되고 이는 화학식 1의 형광체와 비교했을 때 장파장으로 이동한 것이다. 이에 따라 색순도면에서 더 우수한 형광체를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 다른 훈타이트계 형광체와 마찬가지로 넓은 영역에 걸쳐 보드한 발광 스펙트럼을 형성한다.
화학식 3의 형광체의 544.3nm에서의 흡수 스펙트럼은 상기 화학식 2의 형광체의 흡수 스펙트럼을 도시한 도 5의 흡수 스펙트럼과 유사하다. 또 화학식 3의 형광체를 이용하여 제조된 백색 발광 다이오드의 발광 스펙트럼은 도 11에 도시된 화학식 2의 형광체를 이용한 그것과 유사하다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 형광체와 그 제조방법에 의하면 종래에 가넷계 구조의 형광체가 사용되고 있는 청색 발광 다이오드용 형광체 영역에 전혀 새로운 구조의 훈타이트계 형광체가 사용될 수 있다. 이러한 훈타이트계 형광체는 청색 또는 자외선과 같은 파장에 의해 여기되어 높은 발광효율을 가잔다. 또한 본 발명의 훈타이트계 형광체의 제조방법은 우수한 휘도와 색순도를 가지는 형광체를 제조할 수 있다. 본 발명의 위와 같은 훈타이트계 형광체를 포함하는 백색 발광 장치는 색감이 풍부하고 자연스러운 백색광을 얻을 수 있으며 2차상의 생성에 의한 색감 변화 및 휘도저하의 우려가 없다.
Claims (11)
- 하기 화학식 1을 갖는 훈타이트계 형광체:<화학식 1>Y1-X-X'Al3B4O12:xCe,x'Tb상기 화학식 1 중 x와 x'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.
- 청구항 1에 있어서,420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 500nm 내지 620nm범위에서 발광피크를 나타내는 훈타이트계 형광체.
- 청구항 1에 있어서,325nm 내지 385nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 540nm 내지 560nm범위에서 발광피크를 나타내는 훈타이트계 형광체.
- Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3 및 Tb4O7를 칭량하여 혼합하는 단계; 및상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는 형광체의 제조방법:<화학식 1>Y1-X-X'Al3B4O12:xCe,x'Tb상기 화학식 1 중 x와 x'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.
- 하기 화학식 2을 갖는 훈타이트계 형광체:<화학식 2>(Y1-a-X-X'Aa)Al3B4O12: xCe,x'Tb상기 화학식 2 중 0<a≤0.2이고, a+x+x'<0.5이며, A는 Bi, Mn, Eu, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고, X와 X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.
- 청구항 5에 있어서,420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 490nm 내지 650nm범위에서 발광피크를 나타내는 훈타이트계 형광체.
- 청구항 5에 있어서,320nm 내지 390nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 540nm 내지 560nm범위에서 발광피크를 나타내는 훈타이트계 형광체.
- Y203, Al203, B203, Ce2(C2O4)3, Tb4O7 및 Bi2O3, MnCO3, Eu2O3 및 Gd203로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 칭량하여 혼합하는 단계; 및상기 혼합물을 소성하는 단계를 포함하는, 하기 화학식 2로 표시되는 형광체의 제조방법:<화학식 2>(Y1-a-X-X'Aa)Al3B4O12: xCe,x'Tb상기 화학식 2 중 0<a≤0.2이고, a+x+x'<0.5이며, A는 Bi, Mn, Eu, 및 Gd로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고, X와 X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.5 몰임.
- 하기 화학식 3을 갖는 훈타이트계 형광체:<화학식 3>(Gd1-a-X-X'Ya)Al3B4O12: xCe,x'Tb상기 화학식 3 중 0<a≤0.4이고, a+x+x'<1이며, X는 Y 1몰당 0.01 내지 0.3몰이고, X'은 Y 1몰 당 0.01 내지 0.2 몰임.
- 청구항 9에 있어서,420nm 내지 480nm의 범위에서 흡수피크를 나타내고, 500nm 내지 650nm범위에서 발광피크를 나타내는 훈타이트계 형광체.
- 청구항 1 내지 3, 청구항 5 내지 7, 청구항 9 및 10 중 어느 한 항에 따른 상기 훈타이트계 형광체 및 피크 발광 파장이 450 내지 470nm인 청색 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050066942A KR100668796B1 (ko) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | 훈타이트계 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치 |
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| KR1020050066942A KR100668796B1 (ko) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | 훈타이트계 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR100668796B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107611240A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-19 | 苏州轻光材料科技有限公司 | 一种紫外激发钙钛矿荧光粉的白光led灯珠制备方法 |
| CN114950549A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 合肥工业大学 | 核壳结构Ce2(C2O4)3/NiC2O4复合催化剂的制备方法及其应用 |
-
2005
- 2005-07-22 KR KR1020050066942A patent/KR100668796B1/ko not_active IP Right Cessation
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