KR20160112163A - Oxy-nitride phosphor and light emitting device package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형광체에 관한 것으로 특히, 산 질화물 형광체 및 이를 이용한 발광 소자 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor, and more particularly to an oxynitride phosphor and a light emitting device package using the same.
발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 기존의 일반 조명 중 가장 대표적이라 할 수 있는 형광등을 대체 할 수 있는 차세대 발광 소자 후보 중의 하나이다.BACKGROUND ART [0002] Light emitting diodes (LEDs) are one of the next-generation light emitting device candidates that can replace fluorescent light, which is one of the most typical conventional lighting.
LED는 기존의 광원보다 소비전력이 적으며, 형광등과 달리 수은을 포함하지 않아 친환경적이라 할 수 있다. 또한 기존의 광원과 비교하여 수명이 길며 응답 속도가 빠르다는 장점을 갖는다.LEDs have less power consumption than conventional light sources, and unlike fluorescent lamps, they do not contain mercury and can be said to be environmentally friendly. In addition, it has a longer life span and faster response time than conventional light sources.
이러한 LED는 LED로부터 방출되는 광을 흡수하여 여러 색상의 광을 발광하는 형광체와 함께 이용될 수 있다. 이와 같은 형광체는 보통 황색, 녹색 및 적색 광을 발광할 수 있다.Such an LED can be used with a phosphor that emits light of various colors by absorbing light emitted from the LED. Such phosphors can usually emit yellow, green and red light.
이와 같은 형광체 및 청색 발광 LED를 이용하는 LED 조명은 실생활에 매우 빠르게 확장 및 적용되고 있다.Such a phosphor and an LED lighting using a blue light emitting LED are rapidly expanding and applied to real life.
이와 같이 LED 조명의 보급이 매우 빠르게 진행되고 있지만, 이에 따라 빛의 고품질이 요구되고 있다. 구체적으로는 연색성이 높은 백색 LED 조명이 요구되고 있으며, 현재 실용화되어있는 형광체에서 생성되는 백색 LED 조명은 연색성이 부족한 실정이다.As described above, although the spread of LED illumination is progressing very rapidly, high quality of light is required. Specifically, white LED lighting with high color rendering properties is required, and white LED lighting produced from phosphors currently in practical use is inadequate in color rendering properties.
연색성을 향상시키기 위해 발광 스펙트럼을 태양 광과 같은 연속 스펙트럼에 가깝게 조절할 필요가 있으며, 이를 위해서는 사용되는 형광체의 발광 스펙트럼의 반치폭을 넓게 할 필요가 있다. In order to improve the color rendering property, it is necessary to adjust the emission spectrum close to the continuous spectrum such as the sunlight. For this purpose, it is necessary to broaden the half width of the emission spectrum of the phosphor used.
현재까지 다양한 형광체가 개발되어 있지만, 그 중에서도 산 질화물은 화학 안정성 의해 유망한 호스트 결정이 될 수 있는 것으로 보인다.Various phosphors have been developed to date, but among them, oxynitrides appear to be promising host crystals due to their chemical stability.
선행 특허문헌 1은 MSi2O2N2 조성(M은 Ca, Sr, Ba)에 의한 형광체가 제시되고 있으며, Eu을 활성제로 이용하여 녹색 내지 황색 파장 영역에서 발광을 얻을 수 있는 사항이 게재되어 있다.In the
선행 특허문헌 2는 MSi3O4N2 결정(M은 Ca, Sr, Ba)에 희토류 원소를 활성제로 이용한 형광체가 제안되었으며, 이것도 녹색 내지 노란색 발광이 보고하고 있다.The prior art document 2 proposes a phosphor using MSi 3 O 4 N 2 crystals (M is Ca, Sr, Ba) with a rare earth element as an activator, which also reports green to yellow luminescence.
선행 특허문헌 3에서는 대표 조성으로 Ba2Si7O10N4 결정에 Eu을 활성제로 이용한 형광체가 제안되고 있으며, 녹색 발광이 보고되고 있다.In the prior art document 3, a phosphor using Eu as an activator in Ba 2 Si 7 O 10 N 4 crystal as a typical composition has been proposed, and green light emission has been reported.
선행 특허문헌 4에서는 Sr2Si4ON6:Eu, Sr3Si7ON10:Eu, Sr3Si8ON12:Eu, Sr3Si8ON12:Eu, Sr4Si7O3N10:Eu, Sr2Si3O2N4:Eu, Sr2 .6Ba0 .2Si6O3N8:Eu0 .2, Sr1 .5Ba1 .5Si7ON10:Eu, SrBa2Si7ON10:Eu와 같은 MSiON 계의 많은 형광체가 제안되었으며, 모두 녹색 발광이 보고되고 있다.Prior Patent Document 4, Sr 2 Si 4 ON 6: Eu , Sr 3 Si 7 ON 10: Eu, Sr 3 Si 8 ON 12: Eu, Sr 3 Si 8 ON 12: Eu, Sr 4 Si 7 O 3 N 10: Eu, Sr 2 Si 3 O 2 N 4 : Eu, Sr 2 .6 Ba 0 .2 Si 6 O 3 N 8 : Eu 0 .2 , Sr 1 .5 Ba 1 .5 Si 7 ON 10 : Eu, SrBa 2 Si 7 ON 10 : Eu have been proposed, and all of them have been reported to emit green light.
그러나 이러한 선행 특허문헌에 게재된 형광체의 발광의 반치폭은 100nm 이하이며, 높은 연색성을 얻기 위한 충분한 피크의 확산을 보이고 있지 않다. However, the full width at half maximum of the luminescence of the phosphor disclosed in this prior patent document is 100 nm or less, and does not show sufficient peak diffusion to obtain high color rendering property.
따라서, 높은 연색성을 실현할 수 있는 발광 스펙트럼의 반치폭이 넓은 형광체를 구현하는 것이 요구된다.Therefore, it is required to realize a phosphor having a wide half-width of an emission spectrum capable of achieving high color rendering.
본 발명은 산 질화물 형광체에 있어서, 발광 스펙트럼의 반치폭이 넓은 형광체를 구현할 수 있는 산 질화물 형광체 및 이를 이용한 발광 소자 패키지를 제공하는 데 있다.An oxynitride phosphor capable of realizing a phosphor having a wide half-width of an emission spectrum in the oxynitride phosphor, and a light emitting device package using the same.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 산 질화물 형광체에 있어서, X 선 회절에 의한 회절각 2θ가 10.7 ~ 11.7 °, 14.2 ~ 15.2 °, 16.3 ~ 17.3 °, 21.6 ~ 22.6 °, 23.2 ~ 24.2 °, 27.4 ~ 28.4 °, 30.3 ~ 30.8 °, 30.8 ~ 31.8 °, 31.0 ~ 32.0 °, 31.4 ~ 32.4 °, 31.7 ~ 32.7 °, 32.6 ~ 33.6 °, 33.1 ~ 34.1 °, 33.3 ~ 34.3 °, 33.7 ~ 34.7 °, 36.8 ~ 37.8 °, 37.0 ~ 38.0 °, 37.7 ~ 38.7 °, 38.4 ~ 39.4 ° 및 38.8 ~ 39.8 °의 각 범위에 명료한 피크를 갖는 산 질화물 형광체를 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an oxynitride phosphor which has an X-ray diffraction angle 2θ of 10.7 to 11.7 °, 14.2 to 15.2 °, 16.3 to 17.3 °, 21.6 to 22.6 ° and 23.2 to 24.2 ° 31.4 to 32.4 °, 31.7 to 32.7 °, 32.6 to 33.6 °, 33.1 to 34.1 °, 33.3 to 34.3 °, 33.7 to 34.7 °, and 27.4 to 28.4 °, 30.3 to 30.8 °, 30.8 to 31.8 °, , 36.8 to 37.8 °, 37.0 to 38.0 °, 37.7 to 38.7 °, 38.4 to 39.4 ° and 38.8 to 39.8 °, respectively.
여기서, 상기 산 질화물 형광체는, 적어도 M 원소, A 원소, N 원소, O 원소, R 원소를 포함하는 조성물로서 일반식 MaAbOcNd:Re로 표현되고, 상기 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 O는 산소, 상기 N은 질소, 및 상기 R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 상기 M 원소, A 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e) ≤ 3.5, 7.5 ≤ b ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 및 0.0001 ≤ e ≤ 0.2의 조성을 가질 수 있다.The oxynitride phosphor is a composition containing at least M element, A element, N element, O element and R element and is represented by a general formula MaAbOcNd: Re wherein M is Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, One or two or more elements selected from divalent rare earth elements other than the R element, A is one or two or more elements selected from the group consisting of tetravalent metal elements, O is oxygen, N is nitrogen, And R is at least one element selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb, The element R and the element R satisfy the relationships 2.5 ≤ (a + e) ≤ 3.5, 7.5 ≤ b ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, and 0.0001 ≤ e ≤ 0.2 . ≪ / RTI >
여기서, 상기 일반식의 각 매개 변수는 (a + e) = 3, b = 8, c = 4, d = 10 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족할 수 있다.Here, each parameter of the above general formula can satisfy at least one of (a + e) = 3, b = 8, c = 4, and d = 10.
여기서, 상기 M 원소는 Sr일 수 있다.Here, the M element may be Sr.
여기서, 상기 M 원소는 Sr과 Ca의 혼합 상태이며, 포함된 원자 수로 계산했을 때 Ca/(Sr + Ca) < 0.40일 수 있다.Here, the M element is a mixed state of Sr and Ca, and may be Ca / (Sr + Ca) < 0.40, calculated as the number of contained atoms.
여기서, 상기 A 원소는 Si일 수 있다.Here, the A element may be Si.
여기서, 상기 R 원소는 Eu일 수 있다.Here, the R element may be Eu.
여기서, 상기 산 질화물 형광체는, 적어도 M 원소, A 원소, B 원소, C 원소, N 원소, O 원소, R 원소를 포함하는 조성물로서 일반식 MaBfAbCgOcNd:Re로 표현되고, 상기 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 B는 3 가의 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd , Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 C는 Al, Ga, In으로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 O는 산소, 상기 N은 질소, 상기 R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 상기 M 원소, A 원소, B 원소, C 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e + f) ≤ 3.5, 7.5 ≤ (b + g) ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 0.0001 ≤ e ≤ 0.2, f = g의 조성을 가질 수 있다.Herein, the oxynitride phosphor is a composition containing at least M element, A element, B element, C element, N element, O element and R element and is represented by a general formula MaBfAbCgOcNd: At least one element selected from divalent rare earth elements other than Sr, Ba, Zn and R elements; A is at least one element selected from the group consisting of tetravalent metal elements; One or more elements selected from the group consisting of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu; Wherein R is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, (A + e + f)? 3.5, 7.5? (B + g), and the elements M, A, B, C, N, ? 8.5, 3? C? 5, 9? D? 11, 13 ? (C + d)? 15, 0.0001? E? 0.2, and f = g.
여기서, 상기 일반식의 각 매개 변수는 (a + e + f) = 3, (b + g) = 8, c = 4, d = 10 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족할 수 있다.Here, each parameter of the above general formula can satisfy at least any one of (a + e + f) = 3, (b + g) = 8, c = 4 and d = 10.
여기서, 상기 M 원소는 Sr일 수 있다.Here, the M element may be Sr.
여기서, 상기 A 원소는 Si일 수 있다.Here, the A element may be Si.
여기서, 상기 B 원소는 La일 수 있다.Here, the element B may be La.
여기서, 상기 C 원소는 Al일 수 있다.Here, the C element may be Al.
여기서, 상기 R 원소가 Eu일 수 있다.Here, the R element may be Eu.
여기서, 청색 광에 의하여 여기 된 발광 스펙트럼의 피크 점이 560 nm 이상 및 640 nm 이하일 수 있다.Here, the peak point of the luminescence spectrum excited by blue light may be 560 nm or more and 640 nm or less.
여기서, 청색 광에 의하여 여기 된 발광 스펙트럼의 반치폭이 110 nm 이상 및 130 nm 이하일 수 있다.Here, the half width of the luminescence spectrum excited by blue light may be 110 nm or more and 130 nm or less.
본 발명에 의하면 새로운 결정 구조를 가지는 산 질화물 형광체로서 넓은 발광 스펙트럼 반치폭을 가지는 발광을 하는 형광체를 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, as the oxynitride phosphor having a new crystal structure, it is possible to obtain a phosphor capable of emitting light having a wide emission spectrum half width.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 결정 구조에 대하여 시뮬레이션 한 XRD 패턴을 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1과 비교예 1의 450 nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 3의 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다.
도 4는 Eu의 첨가량을 변경한 본 발명의 실시예 1, 실시예 5 내지 10의 450 nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다.
도 5는 La을 첨가한 본 발명의 실시예 11과 비교예 4의 450nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명의 산 질화물 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 산 질화물 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 다른 예를 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an XRD pattern simulated for crystal structures of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. FIG.
2 is a diagram showing an emission spectrum by 450 nm excitation light of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
3 is a diagram showing the emission spectra of Examples 1 to 4 and Comparative Example 3 of the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing emission spectra by 450 nm excitation light of Examples 1 and 5 to 10 of the present invention in which the addition amount of Eu is changed. Fig.
Fig. 5 is a diagram showing luminescence spectra by 450 nm excitation light of Example 11 and Comparative Example 4 of the present invention in which La is added. Fig.
6 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device package using the oxynitride fluorescent material of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device package using the oxynitride fluorescent material of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.
본 발명에 의하면,산 질화물 형광체에 있어서, X 선 회절에 의한 회절각 2θ가 10.7 ~ 11.7 °, 14.2 ~ 15.2 °, 16.3 ~ 17.3 °, 21.6 ~ 22.6 °, 23.2 ~ 24.2 °, 27.4 ~ 28.4 °, 30.3 ~ 30.8 °, 30.8 ~ 31.8 °, 31.0 ~ 32.0 °, 31.4 ~ 32.4 °, 31.7 ~ 32.7 °, 32.6 ~ 33.6 °, 33.1 ~ 34.1 °, 33.3 ~ 34.3 °, 33.7 ~ 34.7 °, 36.8 ~ 37.8 °, 37.0 ~ 38.0 °, 37.7 ~ 38.7 °, 38.4 ~ 39.4 ° 및 38.8 ~ 39.8 °의 각 범위에 명료한 피크를 갖는 산 질화물 형광체를 제공할 수 있다.
According to the present invention, in the oxynitride phosphor, the X-ray diffraction angle 2θ is in the range of 10.7 to 11.7 °, 14.2 to 15.2 °, 16.3 to 17.3 °, 21.6 to 22.6 °, 23.2 to 24.2 °, 27.4 to 28.4 °, 30.3 to 30.8, 30.8 to 31.8, 31.0 to 32.0, 31.4 to 32.4, 31.7 to 32.7, 32.6 to 33.6, 33.1 to 34.1, 33.3 to 34.3, 33.7 to 34.7, 36.8 to 37.8, It is possible to provide an oxynitride phosphor having a distinct peak in the range of 37.0 to 38.0 DEG, 37.7 to 38.7 DEG, 38.4 to 39.4 DEG and 38.8 to 39.8 DEG.
이러한 X 선 회절 패턴을 얻기 위한 수단으로서, 적어도 M 원소, A 원소, N 원소, O 원소, R 원소를 포함하는 조성물로서 일반식(1) MaAbOcNd:Re로 표현되고, M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, O는 산소, N은 질소, 및 R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, M 원소, A 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e) ≤ 3.5, 7.5 ≤ b ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 및 0.0001 ≤ e ≤ 0.2의 조성을 가지는 형광체를 합성함으로써 위의 X 선 회절 패턴을 얻을 수 있다.As a means for obtaining such an X-ray diffraction pattern, a composition containing at least M element, A element, N element, O element and R element is represented by the general formula (1) MaAbOcNd: Re and M is Mg, Ca, Sr , At least one element selected from divalent rare earth elements other than Ba, Zn and R elements, A is at least one element selected from the group consisting of tetravalent metal elements, O is oxygen, N is at least one element selected from the group consisting of Nitrogen and R are one or more elements selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb, and the M element, the A element, the N element, the O The element R and the element R satisfy the relationships 2.5 ≤ (a + e) ≤ 3.5, 7.5 ≤ b ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, and 0.0001 ≤ e ≤ 0.2 The above X-ray diffraction pattern can be obtained.
여기서, 일반식(1)의 각 매개 변수는 (a + e) = 3, b = 8, c = 4, d = 10 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족할 수 있다.Here, each parameter of the general formula (1) can satisfy at least any one of (a + e) = 3, b = 8, c = 4, and d =
여기서, M 원소는 Sr일 수 있다. Here, the M element may be Sr.
또한, M 원소는 Sr과 Ca의 혼합 상태이며, 포함된 원자 수로 계산했을 때 Ca/(Sr + Ca) < 0.40일 수 있다.The element M is a mixed state of Sr and Ca, and may be Ca / (Sr + Ca) < 0.40, calculated as the number of atoms contained.
여기서, A 원소는 Si일 수 있다. 또한, R 원소는 Eu일 수 있다.Here, the element A may be Si. Further, the R element may be Eu.
한편, 이러한 X 선 회절 패턴을 얻기 위한 수단으로서, 적어도 M 원소, A 원소, B 원소, C 원소, N 원소, O 원소, R 원소를 포함하는 조성물로서 일반식(2) MaBfAbCgOcNd:Re로 표현되고, M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, B는 3 가의 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd , Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 C는 Al, Ga, In으로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, O는 산소, N은 질소, R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, M 원소, A 원소, B 원소, C 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e + f) ≤ 3.5, 7.5 ≤ (b + g) ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 0.0001 ≤ e ≤ 0.2, f = g의 조성을 가지는 형광체를 합성함으로써 위의 X 선 회절 패턴을 얻을 수 있다.As a means for obtaining such an X-ray diffraction pattern, a composition containing at least M element, A element, B element, C element, N element, O element and R element is represented by the formula (2) MaBfAbCgOcNd: Re , M is at least one element selected from divalent rare earth elements other than Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and R elements, A is at least one element selected from the group consisting of tetravalent metal elements And B is at least one element selected from trivalent Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, , Ga and In, O is oxygen, N is nitrogen and R is selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb (A + e + f)? 3.5, 7.5? (B + g), wherein the element A, element A, element B, element C, element N, element O and element R are one or more elements selected from the group consisting of ) ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 0.0001? E? 0.2, and f = g can be synthesized to obtain the above X-ray diffraction pattern.
여기서, 일반식(2)의 각 매개 변수는 (a + e + f) = 3, (b + g) = 8, c = 4, d = 10 중 적어도 어느 하나의 조건을 만족할 수 있다.Here, each parameter of the general formula (2) can satisfy at least any one of (a + e + f) = 3, (b + g) = 8, c = 4, d = 10.
여기서, M 원소는 Sr일 수 있다. 또한, A 원소는 Si일 수 있다. 또한, B 원소는 La일 수 있다. 또한, C 원소는 Al일 수 있다. 또한, R 원소가 Eu일 수 있다.Here, the M element may be Sr. Further, the element A may be Si. Further, the element B may be La. Further, the C element may be Al. Further, the R element may be Eu.
여기서, 일반식(1) 또는 일반식(2)로 표현되고 위에 기재한 조성을 가지는 형광체는 청색 광에 의하여 여기 된 발광 스펙트럼의 피크 점이 560 nm 이상 및 640 nm 이하일 수 있다.Here, in the phosphor represented by the general formula (1) or (2) and having the composition described above, the peak point of the luminescence spectrum excited by blue light may be 560 nm or more and 640 nm or less.
여기서, 일반식(1) 또는 일반식(2)로 표현되고 위에 기재한 조성을 가지는 형광체는 청색 광에 의하여 여기 된 발광 스펙트럼의 반치폭이 110 nm 이상 및 130 nm 이하일 수 있다.
Here, the half-width of the luminescence spectrum excited by blue light in the phosphor represented by the general formula (1) or (2) and having the composition described above may be 110 nm or more and 130 nm or less.
<실시예><Examples>
이하, 본 발명의 산 질화물 형광체의 합성 방법을 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 합성 방법에 한정되지 않는다.Hereinafter, a method of synthesizing the oxynitride phosphors of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to this synthesis method.
우선, 산 질화물의 원료로서 M 원소의 탄산염 또는 산화물, A 원소의 산화물, A 원소의 질화물, B 원소의 산화물, C 원소의 질화물, R 원소의 산화물을 소정 비 균일하게 될 때까지 혼합한다. M 원소 원료로는 금속 질화물, 수 소화물 등을 이용해도 좋다. A 원소, B 원소, C 원소로서 각각의 산화물, 질화물, 단체를 이용해도 좋다. 또한 재료의 일부 구성 원소의 합금 및 합금의 산화물, 질화물을 이용해도 좋다. 그러나 구성 성분에 질소 공급 원료는 항상 포함된다.
First, the carbonate or oxide of the M element, the oxide of the element A, the nitride of the element A, the oxide of the element B, the nitride of the element C and the oxide of the element R are mixed as a raw material of the oxynitride until the predetermined non-uniformity. As the M element raw material, a metal nitride, a hydride, or the like may be used. As the element A, element B and element C, respective oxides, nitrides, and groups may be used. Alloys of some constituent elements of the material and oxides and nitrides of alloys may also be used. However, nitrogen feedstock is always included in the constituents.
이하, 실시예에 나타내는 원료의 대략적인 조성 값(또는 이러한 조성의 전후 값)에서도 견딜 수 있는 충분한 특성을 가질 수 있다. Hereinafter, sufficient characteristics can be obtained that can withstand the approximate compositional values of the raw materials shown in the examples (or the front and rear values of such compositions).
한편, 플럭스(flux)로서 작용하는 물질, 예를 들어 CaF2, SrF2, NaCl, KCl, CaCl2, SrCl2 등을 동시에 혼합하여도 무방하다.On the other hand, a substance acting as a flux, for example, CaF 2 , SrF 2 , NaCl, KCl, CaCl 2 , SrCl 2, etc. may be mixed at the same time.
이들 원료 혼합물을 질화 붕소 도가니 등에 넣고 1500 내지 1900 ℃에서 환원 분위기 또는 불활성 분위기에서 소성한다. 질화 붕소 도가니 외에도 몰리브덴 도가니 텅스텐 도가니를 사용할 수도 있다.These raw material mixtures are placed in a boron nitride crucible or the like and fired at 1500 to 1900 占 폚 in a reducing atmosphere or an inert atmosphere. Molybdenum crucible tungsten crucibles may be used in addition to boron nitride crucibles.
소성 온도는 1600 ~ 1800 ℃의 소성 온도가 더욱 바람직하다. 소성 시간은 3 시간 이상이며, 6 시간 이상이 더욱 바람직하다.The firing temperature is more preferably from 1600 to 1800 ° C. The firing time is 3 hours or more, and more preferably 6 hours or more.
환원 분위기는 질소 - 수소 분위기, 암모니아 분위기 질소 - 암모니아 분위기이다. 불활성 분위기는 질소 분위기이다.The reducing atmosphere is a nitrogen-hydrogen atmosphere, ammonia atmosphere, and nitrogen-ammonia atmosphere. The inert atmosphere is a nitrogen atmosphere.
또한, 이들 재료의 일부를 혼합하여 소성하여 얻은 한 소성물에 나머지 재료를 추가 혼합 및 소성하여 원하는 형광체를 얻을 수 있었다.Further, the remaining materials are further mixed and fired in a sintered product obtained by mixing and firing a part of these materials, and a desired phosphor can be obtained.
이렇게 얻어진 소성물을 해쇄하여, 예를 들면 증류수, 정제수 등 불순물이 제거된 물이나 질산, 염산, 황산 등의 강산 의해 세척하고 있다.The fired product thus obtained is crushed and washed with, for example, water from which impurities have been removed, such as distilled water and purified water, or strong acids such as nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid.
본 실시 형태의 산 질화물은 이러한 제조 방법에 의해 한정되지 않는다. 위에서 설명한 고상 반응뿐만 아니라 기상 반응 액상 반응에 따라 제조 가능하다.
The oxynitride of the present embodiment is not limited by this production method. It can be prepared according to the gas phase reaction liquid reaction as well as the solid phase reaction described above.
아래의 표 1은 아래에서 설명하는 각 실시예의 조성을 나타내고 있다.Table 1 below shows the composition of each example described below.
<실시예 1> ≪ Example 1 >
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 2> (Ca 고용 20%)≪ Example 2 > (
원료 CaCO3, SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials CaCO 3 , SrCO 3 , Si 3 N 4 , and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The mixture was molded into pellets and placed in a boron nitride crucible And fired in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 3> (Ca 고용 25%)≪ Example 3 > (Ca Emulsion 25%)
원료 CaCO3, SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials CaCO 3 , SrCO 3 , Si 3 N 4 , and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The mixture was molded into pellets and placed in a boron nitride crucible And fired in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 4> (Ca 고용 30%)≪ Example 4 > (
원료 CaCO3, SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials CaCO 3 , SrCO 3 , Si 3 N 4 , and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The mixture was molded into pellets and placed in a boron nitride crucible And fired in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 5> (Eu 0.03 조성)Example 5 (Composition of Eu 0.03)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 6> (Eu 0.04 조성)Example 6 (Composition of Eu 0.04)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 7> (Eu 0.06 조성)Example 7 (Composition of Eu 0.06)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 8> (Eu 0.08 조성)Example 8 (Composition of Eu 0.08)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 9> (Eu 0.10 조성)≪ Example 9 > (Eu 0.10 Composition)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Materials SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 10> (Eu 0.15 조성)≪ Example 10 > (Eu 0.15 Composition)
원료 SrCO3, Si3N4, 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. Material SrCO 3, Si 3 N 4, and Eu 2 O was then weighed in a value base 3 in Table 1 using a bowl formed into pellets and the mixture obtained by mixing for 30 minutes or more into a boron nitride crucible N 2 Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using a gas at about 1700 DEG C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<실시예 11> (La 10%, Al 첨가)Example 11 (
원료 SrCO3, La2O3, Si3N4, AlN 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials SrCO 3 , La 2 O 3 , Si 3 N 4 , AlN and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The mixture was molded into pellets, Baked in a boron crucible and fired in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<비교예 1> (Sr1 .02Si2O2N2 상)≪ Comparative Example 1 > (Sr 1 .02 Si 2 O 2 N 2 phase)
원료 SrCO3, Si3N4, SiO2 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 4% H2 가스를 이용한 환원 분위기 중, 약 1500 ℃에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials SrCO 3 , Si 3 N 4 , SiO 2 and Eu 2 O 3 were weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The resulting mixture was pelletized and placed in a boron nitride crucible Firing is carried out in a reducing atmosphere using N 2 4% H 2 gas at about 1500 ° C. for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<비교예 2> (O 투입량 많음)≪ Comparative Example 2 > (O amount is high)
원료 SrCO3, Si3N4, SiO2 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials SrCO 3 , Si 3 N 4 , SiO 2 and Eu 2 O 3 were weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or more. The resulting mixture was pelletized and placed in a boron nitride crucible Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<비교예 3> (Ca 40% 대체)≪ Comparative Example 3 > (Substituting
원료 SrCO3, CaCO3, Si3N4 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials SrCO 3 , CaCO 3 , Si 3 N 4 and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed in a bowl for 30 minutes or longer. The mixture was molded into pellets and placed in a boron nitride crucible Firing is carried out in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
<비교예 4> (La 10%, Al 무첨가)Comparative Example 4 (
원료 SrCO3, La2O3, Si3N4 및 Eu2O3를 표 1에 기재 한 수치의 무게를 잰 후 사발을 이용하여 30 분 이상 혼합하여 얻은 혼합물을 펠릿으로 성형 한 후 질화 붕소 도가니에 넣고 N2 가스를 이용한 가압 불활성 분위기 중, 약 1700 ℃ 약 0.9 MPa에서 약 4 시간 소성을 실시한다. The raw materials SrCO 3 , La 2 O 3 , Si 3 N 4 and Eu 2 O 3 were weighed and weighed to the values shown in Table 1, and then mixed by using a bowl for 30 minutes or longer. The mixture was molded into pellets, And fired in a pressurized inert atmosphere using N 2 gas at about 1700 ° C and about 0.9 MPa for about 4 hours.
소성 후 사발에서 분쇄하고, 1 규정의 질산 수용액을 이용하여 실온에서 15 분 세척 후 침강 회수한다. 이후 산을 제거하기 위하여 2 회 세척하여 형광체를 얻을 수 있다.
After sintering, it is pulverized in a bowl, washed with 1 N nitric acid aqueous solution at room temperature for 15 minutes, then sedimented and recovered. Thereafter, the phosphor may be washed twice to remove the acid.
각 실시예 및 비교예에 대한 결정상의 평가를 실시하였다. 결정상의 평가는 X 선 회절 장치 (XRD) (주식회사 RIGAKU 사의 "SmartLab")을 사용하였다. X 선으로 CuKa 선을 이용하여 2θ= 10 ~ 40°범위에 대해 측정을 실시하였다.Evaluation of the crystal phase was carried out for each of the Examples and Comparative Examples. X-ray diffraction (XRD) ("SmartLab" of RIGAKU Co., Ltd.) was used to evaluate the crystal phase. The measurement was carried out in a range of 2? = 10 to 40 占 using a CuKa line with an X-ray.
얻어진 XRD 패턴을 분석 한 결과, 비교예 1은 ICDD 데이터베이스 No. 01-076-3141에 기재되어있는 Sr1 .02Si2O2N2 상에 귀속되었다. 실시예 1은 ICDD 데이터베이스에 해당하는 결정상은 존재하지 않는다.As a result of the analysis of the obtained XRD pattern, Described in 01-076-3141 has been attributed to the Sr 1 .02 Si 2 O 2 N 2. In Example 1, there is no crystalline phase corresponding to the ICDD database.
실시예 1의 XRD 결과에 대해 상세하게 분석을 실시하고 패턴에 지수를 매긴 결과를 아래의 표 3에 나타내고 있다. 이와 같이, 표 2에 표시된 공간 군 P 1 21 / n 1 (No.14 setting 2) a = 4.8259Å, b = 24.2157Å, c = 10.566Å, β = 90.634도(degree)로 표시되는 단사정(monoclinic)에 의해 각 지수가 지정되었다.
The XRD results of Example 1 were analyzed in detail and the results of indexing the pattern are shown in Table 3 below. In this way, the
아래의 표 4는 실시예 1에서 얻어진 결정을 단결정 X 선 산란에 의한 구조 해석을 실시하여 얻어진 결정 구조 파라미터를 나타낸다. 이 결정은 조성식이 Sr3Si8O4N10로 표시되는 것으로 밝혀졌다. 이 성분에서 얻은 책 결정상은 알 수 없는 결정이며, 본 검토에서 처음 발견된 것이다. 이 결정은 Si(N, O) 4 사면체가 N 원자의 정점 공유를 통해 연결된 층 사이에 Sr이 침입한 구조를 가진다. Table 4 below shows the crystal structure parameters obtained by performing the structural analysis by the single crystal X-ray scattering of the crystals obtained in Example 1. This crystal was found to be represented by the composition formula Sr 3 Si 8 O 4 N 10 . The crystalline phase of the book obtained from this component is an unknown crystal and was first discovered in this review. This crystal has a structure in which Sr penetrates between layers of Si (N, O) 4 tetrahedrons connected via vertex sharing of N atoms.
또한 Sr의 일부가 불규칙한(Disorder) 분포를 나타내고 있다. 이 결정 구조의 Sr 자리(site)에 R 원소가 고용함으로써 형광체로 발광을 나타낸다. 이후, 이 결정 조성을 Sr3Si8O4N10 상이라고 부른다.In addition, a part of Sr shows an irregular distribution. When the R element is occupied at the Sr site of the crystal structure, the phosphor emits light. Hereinafter, this crystal composition is referred to as Sr 3 Si 8 O 4 N 10 phase.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 결정 구조에 대하여 시뮬레이션 한 XRD 패턴을 나타내는 도이다. 이와 같이, 공지의 형광체인 Sr1 .02Si2O2N2:Eu는 분명히 다른 XRD 패턴을 나타내고 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing an XRD pattern simulated for crystal structures of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. FIG. As described above, Sr 1 .02 Si 2 O 2 N 2 : Eu, which is a known phosphor, clearly shows a different XRD pattern.
실시예 1의 결정 구조에 의한 시뮬레이션 한 XRD 패턴과 각 실시예의 XRD 패턴을 비교한 결과, 그 피크 위치는 정확히 일치함을 나타내고, 각 실시예의 XRD 패턴에 Sr3Si8O4N10 상에 귀속할 수 없는 피크는 보고되지 않았다. 따라서 각 실시예는 단일 화합물인 것으로 볼 수 있다.
The XRD patterns simulated by the crystal structure of Example 1 were compared with the XRD patterns of the respective examples. As a result, the peak positions of the XRD patterns were exactly the same, and the XRD pattern of each example showed that the Sr 3 Si 8 O 4 N 10 Peaks that could not be reported were not reported. Thus, each example can be viewed as a single compound.
각 실시예의 XRD 패턴에서 추출한 XRD 피크의 목록을 하기의 표 5에 나타내고 있다. 각 실시예에서 구성 원소의 비율이 다르기 때문에 약간의 변동이 보인다. 이것은 구성 원소의 이온 반경이 다르기 때문이며, 예를 들어 Sr에 원자 반경이 작은 Ca의 고용이 증가한다면 결정 격자는 작아지고, 그 결과 XRD 피크는 광각으로 이동한다. 각 면지수에 대한 피크의 위치는 각 실시 예의 평균치에서 ±0.5 °범위에 있다. 따라서, 본 발명의 XRD 피크가 각각의 피크 위치의 평균값에서 ±0.5 ° 범위에 존재하는 경우 Sr3Si8O4N10 결정상이라고 판단할 수 있다.
A list of XRD peaks extracted from the XRD pattern of each example is shown in Table 5 below. Since the proportions of the constituent elements are different in each embodiment, slight variations are seen. This is because the ionic radius of the constituent elements is different. For example, if the solubility of Ca with a small atomic radius is increased in Sr, the crystal lattice becomes small, and as a result, the XRD peak shifts to a wide angle. The positions of the peaks with respect to the respective surface indices are in the range of +/- 0.5 degrees from the mean value of each example. Therefore, when the XRD peak of the present invention exists in the range of ± 0.5 ° from the average value of each peak position, it can be judged that it is a Sr 3 Si 8 O 4 N 10 crystal phase.
각 실시예 및 비교예의 형광체 특성을 평가하기 위해 광 여기 발광 특성의 측정을 실시하였다. 여기 광원으로 Xe 램프를 이용하여 회절 격자에 의해 단색화한 450 nm의 청색 광을 입사했을 때 얻은 발광 스펙트럼을 측정했다. 이때 청색 광으로 여기시킨 청색 LED에 의한 자극을 상정한 것이다.
To evaluate the phosphor characteristics of each of the examples and comparative examples, the photoexcitation luminescence characteristics were measured. The luminescence spectrum obtained when 450 nm of blue light, monochromated by a diffraction grating, was incident using an Xe lamp as the excitation light source was measured. At this time, stimulation by a blue LED excited by blue light is assumed.
아래의 표 6에 각 실시예의 발광 피크 파장, 반치폭 상대 강도의 목록을 나타내고 있다. 또한 XRD 측정 결과 확인된 위상에 대해서도 목록으로 기재한다. 상대 강도는 실시예 1의 발광 피크의 적분 강도를 기준으로 한 어떤 강도이며, 절대값이 아니다.Table 6 below shows a list of the luminescence peak wavelength and the half width relative intensity of each example. Also, the phase confirmed by XRD measurement is also listed. The relative intensity is a certain intensity based on the integral intensity of the emission peak of Example 1, and is not an absolute value.
Sr3Si8O4N10 상에서는 조성에 의해 발광 스펙트럼이 변화하고 발광 피크 파장이 589 내지 620 nm, 반치폭이 120 내지 127 nm이다. 비교예 3 및 4에서는 반치폭이 132, 135 nm로 커지고 있지만, 이것은 얻어진 형광체 동안 여러 단계가 포함되어 있으며, 여러 단계에서의 발광이 겹치는 것으로 반치폭이 크게 되어있는 것이며 본질적인 것은 아니다. 비교예 1의 Sr1 .02Si2O2N2 형광체의 반치폭은 74 nm이며, 그것보다 매우 큰 반치폭을 가지고 연색성을 향상시키는 것이 가능하게 되는 형광체이다.On the Sr 3 Si 8 O 4 N 10 phase, the luminescence spectrum changes according to the composition, the luminescence peak wavelength is 589 to 620 nm, and the half width is 120 to 127 nm. In Comparative Examples 3 and 4, the half width is as large as 132 nm and 135 nm. However, this involves several steps during the obtained phosphor, and the half-width is large due to overlapping of the luminescence at various stages. Half width in Comparative Example 1 Sr 1 .02 Si 2 O 2 N 2 fluorescent material of 74 nm is, it is a phosphor which enables to have a very large half-value width than that improving the color rendering property.
도 2는 본 발명의 실시예 1과 비교예 1의 450 nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다. 스펙트럼 형상을 비교하기 위해 발광 강도의 최대치로 규격화를 실시하고 있다. 이와 같이, 본 발명의 형광체는 600 nm 부근을 정점으로 한 매우 넓은 반치폭을 가지는 발광 스펙트럼을 나타내는 것이 특징이다. 비교예 1은 Sr1 .02Si2O2N2 상이며, 540 nm 부근을 정점으로 한 발광을 나타낸다.2 is a diagram showing an emission spectrum by 450 nm excitation light of Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention. In order to compare the spectrum shape, standardization is performed with the maximum value of the light emission intensity. As described above, the phosphor of the present invention is characterized in that it exhibits a luminescence spectrum having a very wide half width at a peak around 600 nm. Comparative Example 1 shows a Sr 1 .02 Si 2 O 2 N 2 phase, which shows luminescence at a peak around 540 nm.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4, 및 비교예 3의 발광 스펙트럼을 나타내는 도로서, Ca 0%의 실시예 1, Ca를 첨가 한 실시예 2 내지 4, 비교예 3의 450 nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타낸다. 실시예 1 내지 4에서는 모든 Sr3Si8O4N10 결정상인 것이 확인되었다. 3 is a graph showing the emission spectra of Examples 1 to 4 and Comparative Example 3 of the present invention, showing Example 1 of Ca 0%, Examples 2 to 4 containing Ca, and 450 nm of Comparative Example 3 And shows the emission spectrum by the excitation light. In Examples 1 to 4, it was confirmed that all Sr 3 Si 8 O 4 N 10 crystal phases.
또한, 발광 피크 파장은 589 내지 620 nm를 나타내고 있다. 조성에 따라 발광 파장을 제어할 수 있는 것을 알 수 있다. 또 다른 결정상이 된 비교예 3에서는 발광 강도가 크게 저하된 것을 알 수 있다.Further, the peak emission wavelength is from 589 nm to 620 nm. It can be seen that the emission wavelength can be controlled according to the composition. In Comparative Example 3, which became another crystal phase, it was found that the light emission intensity was greatly lowered.
도 4는 Eu의 첨가량을 변경한 본 발명의 실시예 1, 실시예 5 내지 10의 450 nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다. 이러한 도 4의 모든 실시예에 있어서 Sr3Si8O4N10 상임이 확인되었다. Eu의 첨가량이 증가함에 따라 발광 피크가 장파장 쪽으로 이동하고, 피크 파장이 600 내지 615 nm인 발광을 나타내고 있다.Fig. 4 is a diagram showing emission spectra by 450 nm excitation light of Examples 1 and 5 to 10 of the present invention in which the addition amount of Eu is changed. Fig. In all of the examples of FIG. 4, the Sr 3 Si 8 O 4 N 10 phase was confirmed. As the amount of Eu to be added increases, the emission peak shifts to the longer wavelength side, and the emission shows a peak wavelength of 600 to 615 nm.
도 5는 La을 첨가한 본 발명의 실시예 11과 비교예 4의 450nm 여기 광에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다. 위의 표 4에서 나타낸 바와 같이, 비교예 4의 La 단체 첨가는 Sr3Si8O4N10 상에 고용되지 않고, La는 LaSi3N5 상을 형성하여 크게 다른 발광 스펙트럼을 보여주고 있다. Fig. 5 is a diagram showing luminescence spectra by 450 nm excitation light of Example 11 and Comparative Example 4 of the present invention in which La is added. Fig. As shown in the above Table 4, the addition of La alone in Comparative Example 4 is not solved in the Sr 3 Si 8 O 4 N 10 phase, and La forms a LaSi 3 N 5 phase, showing a largely different luminescence spectrum.
La는 희토류 원소이며, 성격이 유사한 알칼리 토금속 원소인 Sr을 대체할 수 있을 것으로 예상되지만 3 가 이온이 되는 La는 2 가의 이온인 Sr과 대체하기 위해 전하를 보상하기 위해 Si 자리(site)에 3 가의 금속을 동시에 첨가하는 것이 필요하며, 실시예 11과 같이 Al을 첨가함으로써 Sr과 원자가 다른 La를 고용시켜 Sr3Si8O4N10 상에서 발광을 얻을 수 있다.
La is a rare earth element and is expected to replace Sr, an alkaline earth metal element of similar character. However, La, which is a trivalent ion, is substituted with Sr, which is a divalent ion, to compensate the charge. It is necessary to add a metal at the same time. By adding Al as in the case of Example 11, light emission can be obtained on Sr 3 Si 8 O 4 N 10 by solving La having a different atom from Sr.
실시예 1에서 화학식 MaAbOcNd:Re에서 M = Sr, A = Si, R = Eu, a = 2.94, b = 8, c = 4, d = 10, e = 0.06의 경우를 설명하였다. 하지만 기본적으로 조성식 M3A8O4N10로 표시되는 화합물을 주체로 되는 것을 특징으로 하는 산 질화물이면 되고, 위의 M, A, R의 구성 원소 매개 변수 등에 대해서는 기재 내용을 벗어나지 않는 범위에서 특별히 한정되는 것은 아니다.The case where M = Sr, A = Si, R = Eu, a = 2.94, b = 8, c = 4, d = 10, e = 0.06 in the formula MaAbOcNd: Re was described in Example 1. However, it is basically required to be an oxynitride characteristically consisting of a compound represented by the composition formula M3A8O4N10, and the constituent element parameters of M, A, and R above are not particularly limited within the scope of the description.
일반식의 실시예 1에서 매개 변수는 결정 구조에서 도출된 구성을 나타내고 있지만 실제 결정에 빈 구멍 교대 적층 결함 등의 격자 결함이 포함된 것이 일반적이다. 이러한 결함이 포함되는 것으로 결정 구조를 유지 범위에서 파라미터가 일정한 범위를 가질 예측할 수 있다.Although the parameters in Example 1 of the general formula show the structure derived from the crystal structure, it is general that the crystal contains lattice defects such as vacancy alternating lamination defects. By including these defects, the crystal structure can be predicted to have a certain range of parameters in the holding range.
M 원소는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 상기 M 원소가 Sr 이외의 원소인 경우에도 알칼리 토금속 원소, 희토류 원소 등의 화학적 성질의 유사성에서 본 실시예 1과 동일한 형광체를 구성하는 것은 예측할 수 있다. The M element is one or more elements selected from divalent rare earth elements other than Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and R elements, and even when the M element is an element other than Sr, the alkaline earth metal element, It can be predicted that the same fluorescent material as that of the first embodiment is formed.
또한, Zn은 12 족 원소이지만, 전자 배치가 2 족의 알칼리 토금속 원소와 유사한 것으로부터, 본 실시예 1과 동일한 형광체를 구성하는 것은 예측할 수 있다.Although Zn is a Group 12 element, it is predictable that the phosphor is the same as that of
또한, A 원소는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, A 원소가 Si 이외의 4 가의 원소인 경우에도 과학적 성질의 유사 성에서 본 실시예 1과 동일한 형광체를 구성하는 것은 예측할 수 있다.The element A is one or two or more elements selected from the group consisting of tetravalent metal elements. Even when the element A is a tetravalent element other than Si, the same fluorescent material as that of
또한, R 원소는 발광 중심으로 작용하는 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 지금까지 공지의 사실에 의해 이러한 군의 원소는 발광 중심으로 일하는 것은 분명하고, 이들이 Eu 대신 고용하여도 본 실시예 1과 마찬가지로 형광체로 작용하는 것은 예측할 수 있다.
The R element is one or more elements selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb serving as a luminescent center. It is obvious that these elements act as luminescent centers and that even if they are employed in place of Eu, they act as phosphors as in the first embodiment.
마찬가지로, 실시예 11에 있어서, 화학식 MaBfAbCgOcNd : Re에서 M = Sr, A = Si, B = La, C = Al, R = Eu, a = 2.4, b = 7.7, c = 4, d = 10, e = 0.3 , f = 0.3, g = 0.3의 경우를 설명했지만, 기본적으로 조성식 (M + B)3(A + C)8O4N10로 표시되는 화합물을 주체로 되는 것을 특징으로 하는 산 질화물이면 본 발명의 특성을 발휘할 수 있고, M, A, B, C, R의 구성 원소 매개 변수 등에 대해서는 기재 내용을 벗어나지 않는 범위에서 특별히 한정되는 것은 아니다.In the same manner as in Example 11 except that in the formula MaBfAbCgOcNd: Re, M = Sr, A = Si, B = La, C = Al, R = Eu, a = 2.4, b = 7.7, c = (M + B) 3 (A + C) 8 O 4 N 10 in the case of the oxynitride, which is mainly characterized by a compound represented by the formula (M + B) 3 And the constituent element parameters of M, A, B, C, and R are not particularly limited within the scope not deviating from the description of the present invention.
이러한 실시예 11의 매개 변수는 결정 구조에서 도출된 구성을 나타내고 있지만 실제 결정에 빈 구멍 교대 적층 결함 등의 격자 결함이 포함된 것이 일반적이다. 이러한 결함이 포함되는 것으로 결정 구조를 유지 범위에서 파라미터가 일정한 범위를 가질 것을 예측할 수 있다.Although the parameters of this Embodiment 11 show the structure derived from the crystal structure, it is general that the crystal actually contains lattice defects such as vacancy hole alternating lamination defects. By including such defects, it can be predicted that the parameter has a certain range in the range of maintaining the crystal structure.
M 원소는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, M 원소가 Sr 이외의 원소인 경우에도 알칼리 토금속 원소, 희토류 원소 등의 화학적 성질의 유사성에서 본 실시예 11과 동일한 형광체를 구성하는 것은 예측할 수 있다. The element M is at least one element selected from divalent rare earth elements other than Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and R elements, and even if the element M is an element other than Sr, the element of alkaline earth metal, rare earth element, It can be predicted that the phosphor similar to that of Example 11 is constituted.
또한, Zn은 12 족 원소이지만, 전자 배치가 2 족의 알칼리 토금속 원소와 유사한 것으로부터, 본 실시예 11과 동일한 형광체를 구성하는 것을 예측할 수 있다.Although Zn is a Group 12 element, it can be predicted that the phosphor is the same as that of Embodiment 11, since the electron arrangement is similar to that of the Group 2 alkaline earth metal element.
또한, A 원소는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, A 원소가 Si 이외의 4 가의 원소인 경우, 4 가의 원소는 14 족이며 그 동족 원소의 과학적 성질의 유사성에 의하여 본 실시예 11과 동일한 형광체를 구성하는 것을 예측할 수 있다.When the element A is one or more elements selected from the group consisting of tetravalent metal elements and the element A is a tetravalent element other than Si, the tetravalent element is a group 14, and the element It can be predicted that the same phosphor as Example 11 is constituted by similarity.
또한, B 원소는 3 가의 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이다. 이들 원소는 모두 3 족 원소이며, B 원소가 La 이외의 3가 원소인 경우에도 동족 원소의 화학적 유사성에 의하여 본 실시예 11과 동일한 형광체를 구성할 것을 예측할 수 있다.The element B is one or more elements selected from trivalent Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. Even if these elements are all Group 3 elements and the B element is a trivalent element other than La, it can be predicted that the phosphor similar to that of Embodiment 11 is constituted by the chemical similarity of the group element.
또한, C 원소는 Al, Ga, In으로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 이들은 모두 13 족 원소이고, C 원소가 Al 이외의 Ga, In 인 경우에도 이러한 13 족 원소의 화학적 유사성에 의하여 본 실시예 11과 동일한 형광체를 구성하는 것은 예측할 수 있다.The C element is one or more elements selected from Al, Ga, and In, and all of them are a group 13 element. Even if the C element is Ga or In other than Al, the chemical similarity of the group 13 element It can be predicted that the same phosphor as that of Embodiment 11 is constructed.
또한, R 원소는 발광 중심으로 작용하는 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며, 지금까지 공지의 사실에 의해 이들 군의 원소는 발광 중심으로 작용하는 것은 분명하고, 이들이 Eu 대신 고용하여도 본 실시예 11과 마찬가지로 형광체로 작용하는 것을 예측할 수 있다.
The R element is one or more elements selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb serving as a luminescent center. It is clear that these elements act as luminescent centers and that even if they are employed in place of Eu, they act as phosphors as in the case of Example 11. [
<발광장치>≪ Light emitting device &
도 6은 본 발명의 산 질화물 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 일례를 나타내는 단면도이다. 이러한 도 6은 표면 실장 형 발광 소자 패키지를 나타내고 있다.6 is a cross-sectional view showing an example of a light emitting device package using the oxynitride fluorescent material of the present invention. 6 shows a surface mount type light emitting device package.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장 형 발광 소자 패키지(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 양극 및 음극의 리드 프레임(110)이 구비되고, 이 양극 및 음극의 리드 프레임(110) 중 어느 하나의 위에 위치하여 전압의 인가에 따라 빛을 발생시키는 발광 소자(120)를 포함한다. 이러한 발광 소자(120)는 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 6, the surface mount type light emitting
이러한 발광 소자(120)는 리드 프레임(110)과 와이어(130)에 의하여 전기적으로 연결되고, 발광 소자(120) 상에는 광 투과 수지(140)가 몰딩된다.The
또한, 이러한 광 투과 수지(140)에 분산하는 형광체(141)를 포함하여 구성된다.And a
여기에 사용되는 형광체(141)는 위에서 설명한 산 질화물 형광체 이외에 다른 형광체가 함께 분산되어 구비될 수 있다. 예를 들어, YAG, β-SiAlON 등의 다른 형광체와 함께 분산될 수 있다. 이때, 이러한 다른 분산 형광체는 두 종류 이상이 이용될 수 있다. The
발광 소자(120)는 전압을 인가하면 400 내지 480 nm의 파장 영역에서 발광 스펙트럼의 주 피크를 갖는 광을 발생시키는 근 자외선 또는 청색 발광 소자를 사용할 수 있다. The
또한, 근 자외선 발광 소자 대신 동일한 파장 영역에 주 발광 피크를 가지는 발광 소자로서, 레이저 다이오드, 면 발광 레이저 다이오드, 무기 전계 발광 소자, 유기 전계 발광 소자 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 바람직한 응용 예로서 질화물 반도체 발광 다이오드가 이용되는 예를 나타내고 있다.Further, a laser diode, a surface-emission laser diode, an inorganic electroluminescent element, an organic electroluminescent element, or the like may be used as a light emitting element having a main emission peak in the same wavelength region instead of the near ultraviolet light emitting element. In the present invention, as a preferred application example, a nitride semiconductor light emitting diode is used.
몰딩 부재로 사용되는 광 투과 수지(140)는 광 투과 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 광 투과 에폭시 수지 또는 광 투과 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.As the
이러한 광 투명 수지(140)는 발광 소자(120) 주위를 전체적으로 몰딩할 수도 있지만 필요에 따라 발광 부위에 부분적으로 몰딩하는 것도 가능하다. 즉, 소용량 발광 소자의 경우 전체적으로 몰딩하는 것이 바람직하지만, 고출력 발광 소자의 경우에는 발광 소자(120)의 대형화로 인해 전체적으로 몰딩할 경우, 광 투과 수지(140)에 분산되는 형광체(141)의 균일 분산에 불리할 수 있기 때문이다. 이 경우 발광 부위에 부분적으로 몰딩하는 것이 바람직 것이다.The optically
도 7은 본 발명의 산 질화물 형광체가 이용된 발광 소자 패키지의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 램프형의 발광 소자 패키지(200)의 예를 나타내고 있다. 7 is a cross-sectional view showing another example of the light emitting device package using the oxynitride fluorescent material of the present invention. 7 shows an example of a lamp-type light emitting
이러한 램프형의 발광 소자 패키지(200)는 한 쌍의 리드 프레임(210)과, 전압의 인가에 따라 빛을 발생시키는 발광 소자(220)를 포함한다.The lamp-type light emitting
발광 소자(220)는 리드 프레임(210)과 와이어(230)에 의하여 전기적으로 연결되고, 발광 소자(220) 상에는 광 투과 수지(240)가 몰딩된다.The
이러한 광 투과성 수지(240)에는 형광체(241)가 분산되어 구비될 수 있고, 광 투과성 수지(240) 상에는 소자 전체의 외부 공간을 마감하는 외장재(250)가 구비될 수 있다.The
여기서 사용되는 형광체(241)는 위에서 설명한 산 질화물 형광체 이외에 다른 형광체, 예를 들면 YAG, β-SiAlON 등의 형광체와 함께 분산되어 구비될 수 있다. 이러한 분산 형광체(241)는 두 종류 이상이 구비될 수 있다.The
본 실시예의 광 투과성 수지(240)도 발광 소자(220) 주위를 전체적으로 몰딩 할 수도 있지만 필요에 따라 발광 부위에 부분적으로 몰딩되어 구비될 수도 있다. 이러한 이유는 앞에서 언급된 바와 같다.The
위에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 표면 실장형 발광 소자 패키지(100) 또는 램프형의 발광 소자 패키지(200)는 백색 발광 패키지로 구현될 수 있다. 이러한 백색광이 구현되는 과정을 설명하면 다음과 같다.The surface mount type light emitting
발광 소자(120, 220)에서 출사되는 근 자외선에 해당하는 400 내지 480 nm 파장 영역의 푸른 빛이 형광체(141, 241)를 통과하게 된다. 여기에 일부 빛은 형광체(141, 241)를 구동시켜 발광 파장 중심이 500 내지 600 nm 범위의 주요 피크를 갖는 광을 발생시키고, 나머지 빛은 푸른 빛으로 그대로 투과시킨다.Blue light having a wavelength range of 400 to 480 nm corresponding to the near ultraviolet ray emitted from the
그 결과, 400 내지 700 nm의 넓은 파장의 스펙트럼을 갖는 백색광을 발광하게 된다.As a result, white light having a spectrum of a wide wavelength of 400 to 700 nm is emitted.
형광체(141, 241)는 위에서 설명한 산 질화물 형광체 이외에 다른 형광체가 함께 분산되어 구비될 수 있다. The
예를 들어, 이들 형광체(141, 241)는 위에서 설명한 산 질화물 형광체(이하, 제1형광체)와 다른 발광 피크를 가지는 제2형광체가 혼합되어 함께 이용될 수 있다.For example, these
이러한, 발광 소자 패키지(100, 200)는, 적어도 430 내지 500 nm 및 500 내지 730 nm 파장 대역 중 적어도 어느 하나에서 하나 이상의 발광 피크를 가지는 발광 스펙트럼을 가질 수 있다.
The light emitting
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
100, 200: 발광 소자 패키지
110, 210: 리드 프레임
120, 220: 발광 소자
130, 230: 와이어
140, 240: 광 투과 수지
141, 241: 형광체100, 200: light emitting
120, 220: light emitting
140, 240:
Claims (16)
X 선 회절에 의한 회절각 2θ가 10.7 ~ 11.7 °, 14.2 ~ 15.2 °, 16.3 ~ 17.3 °, 21.6 ~ 22.6 °, 23.2 ~ 24.2 °, 27.4 ~ 28.4 °, 30.3 ~ 30.8 °, 30.8 ~ 31.8 °, 31.0 ~ 32.0 °, 31.4 ~ 32.4 °, 31.7 ~ 32.7 °, 32.6 ~ 33.6 °, 33.1 ~ 34.1 °, 33.3 ~ 34.3 °, 33.7 ~ 34.7 °, 36.8 ~ 37.8 °, 37.0 ~ 38.0 °, 37.7 ~ 38.7 °, 38.4 ~ 39.4 ° 및 38.8 ~ 39.8 °의 각 범위에 명료한 피크를 갖는 산 질화물 형광체.In the oxynitride phosphors,
X-ray diffraction diffraction angles 2? Of from 10.7 to 11.7, from 14.2 to 15.2, from 16.3 to 17.3, from 21.6 to 22.6, from 23.2 to 24.2, from 27.4 to 28.4, from 30.3 to 30.8, from 30.8 to 31.8, 32.0 °, 31.4 to 32.4 °, 31.7 to 32.7 °, 32.6 to 33.6 °, 33.1 to 34.1 °, 33.3 to 34.3 °, 33.7 to 34.7 °, 36.8 to 37.8 °, 37.0 to 38.0 °, 37.7 to 38.7 °, 38.4 To 39.4 [deg.] And 38.8 to 39.8 [deg.].
상기 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 O는 산소, 상기 N은 질소, 및 상기 R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며,
상기 M 원소, A 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e) ≤ 3.5, 7.5 ≤ b ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 및 0.0001 ≤ e ≤ 0.2의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 산 질화물 형광체.The composition according to claim 1, wherein the oxynitride phosphor is a composition comprising at least an M element, an A element, an N element, an O element, and an R element and is represented by a general formula MaAbOcNd: Re,
Wherein M is at least one element selected from divalent rare earth elements other than Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and R, and A is at least one element selected from the group consisting of tetravalent metal elements Wherein R is at least one element selected from Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lt;
(A + e)? 3.5, 7.5? B? 8.5, 3? C? 5, 9? D? 11, 13? d)? 15, and 0.0001? e? 0.2.
상기 M은 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 R 원소 이외의 2 가의 희토류 원소로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 A는 4 가의 금속 원소로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 B는 3 가의 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd , Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 C는 Al, Ga, In으로부터 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소, 상기 O는 산소, 상기 N은 질소, 상기 R은 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소이며,
상기 M 원소, A 원소, B 원소, C 원소, N 원소, O 원소, R 원소는, 2.5 ≤ (a + e + f) ≤ 3.5, 7.5 ≤ (b + g) ≤ 8.5, 3 ≤ c ≤ 5, 9 ≤ d ≤ 11, 13 ≤ (c + d) ≤ 15, 0.0001 ≤ e ≤ 0.2, f = g의 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 산 질화물 형광체.The oxynitride phosphor according to claim 1, wherein the oxynitride phosphor is a composition containing at least M element, A element, B element, C element, N element, O element and R element and expressed by the general formula MaBfAbCgOcNd: Re,
Wherein M is at least one element selected from divalent rare earth elements other than Mg, Ca, Sr, Ba, Zn and R, and A is at least one element selected from the group consisting of tetravalent metal elements And B is at least one element selected from trivalent Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, N is nitrogen, and R is at least one element selected from the group consisting of Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb,
(A + e + f)? 3.5, 7.5? (B + g)? 8.5, 3? C? 5 wherein the elements M, A, B, C, N, , 9? D? 11, 13? C + d? 15, 0.0001? E? 0.2, and f = g.
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