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KR100818601B1 - Red phosphor, manufacturing method thereof and white light emitting device comprising the same - Google Patents

Red phosphor, manufacturing method thereof and white light emitting device comprising the same Download PDF

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KR100818601B1
KR100818601B1 KR1020070120149A KR20070120149A KR100818601B1 KR 100818601 B1 KR100818601 B1 KR 100818601B1 KR 1020070120149 A KR1020070120149 A KR 1020070120149A KR 20070120149 A KR20070120149 A KR 20070120149A KR 100818601 B1 KR100818601 B1 KR 100818601B1
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red
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박화경
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(주)율진이엔지
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 적색형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백색 발광소자에 관한 것으로, 상기 적색형광체는 청색 및 UV광원에 여기 되어 높은 발광효율을 갖을 뿐만 아니라, 이를 사용하여 백색 발광소자를 제조할 경우 천연색에 가까운 백색을 구현할 수 있다.The present invention relates to a novel red phosphor represented by the following Chemical Formula 1, a method for manufacturing the same, and a white light emitting device including the same, wherein the red phosphor is excited by blue and UV light sources and has a high luminous efficiency. When the white light emitting device is manufactured, a white color close to natural colors can be realized.

<화학식 1><Formula 1>

(Ca1-xMx)AaBbSs:Eu2+,Q(Ca 1 - x M x ) A a B b S s : Eu 2+ , Q

상기 식에서, M은 Mg, Sr, Ba, Zn로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가의 양이온인 것을 특징으로 하고, A는 Si, Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가의 양이온인 것을 특징으로 하고, B는 Al, Ga, Sc, Y, La 및 Gd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가의 양이온인 것을 특징으로 하고, Q는 할로겐 원소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하며, x는 0 내지 0.2 이고, a는 0<a≤0.5 이고, b는 0<b≤1.0, s는 1+2a+3b/2 이다.Wherein M is a divalent cation selected from the group consisting of Mg, Sr, Ba, and Zn, A is a tetravalent cation selected from the group consisting of Si, Ge, and B is Al, Ga , Sc, Y, La and Gd is characterized in that the trivalent cation selected from the group consisting of, Q is characterized in that at least one member selected from the group consisting of halogen elements, x is 0 to 0.2, a is 0 < a <0.5>, b is 0 <b <1.0 and s is 1 + 2a + 3b / 2.

Description

적색형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백색 발광소자 {Red Phospher, method of preparation thereof, and White Ligth Emitting Device comprising the same}Red phosphor, method for manufacturing the same, and white light emitting device comprising the same {Red Phospher, method of preparation, and White Ligth Emitting Device comprising the same}

본 발명은 신규한 적색형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백색 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a novel red phosphor, a manufacturing method thereof and a white light emitting device comprising the same.

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 주목받는 연구 분야중 하나로 알려져 있다. 이러한 LED는 그 주위에 전기장을 가했을 때, 음극에서 투입된 전자와 양극에서 형성된 정공이 발광층에서 결합하여 소위 “단일 여기자(single exciton)"가 형성되며 이것이 바닥 상태로 전이될 때 여러 가지 빛을 내게 된다. 이런 원리의 발광체는 발광효율이 높고, 사용 소비전력이 작으며 열적 안정성이 좋은 반도체 소자로서 수명이 길고 응답성이 좋은 우수한 특성을 갖는다.Light Emitting Diode (LED) is a futuristic display device that is one of the most recent research fields due to its application to flat panel displays as well as various instrument panels and TVs. Known. When an electric field is applied around these LEDs, electrons injected from the cathode and holes formed in the anode combine in the light emitting layer to form a so-called “single exciton”, which emits a variety of light when it transitions to the ground state. The light emitting device of this principle is a semiconductor device with high luminous efficiency, low power consumption and good thermal stability, and has long life and good responsiveness.

이러한 LED 중 특히, 백색 발광 다이오드 (White LED)는 가전용 조명, 액정 디스플레이(LCD) 패널의 백라이트용, 자동차의 실내등과 같은 다양한 응용성과 시장성을 가지고 있어 최근 활발히 연구되고 있는 분야이다. Among these LEDs, white LEDs have various applicability and marketability, such as lighting for home appliances, backlights for liquid crystal display (LCD) panels, interior lights of automobiles, and are actively researched in recent years.

백색 LED을 구현하는 주요한 방법으로 다음의 3가지가 있다. There are three main ways to implement white LED.

첫째로 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법이다. 이는 하나의 백색광원을 만들기 위해 3개의 LED를 사용해야 하며, 각각의 LED가 열적 또는 시간적 특성이 상이하여 사용 환경에 따라 색조가 변하고 균일한 혼색을 구현하지 못하며, 휘도가 높지 못하다는 단점이 있다. 더욱이 연색성에 있어서 40정도에 지나지 않기 때문에 일반 조명이나 플레쉬 광원에 사용하기에 적절치 못하다는 단점이 있다.First, a combination of three LEDs emitting red, green, and blue colors is used to realize white color. This means that three LEDs must be used to make one white light source, and each LED has a different thermal or temporal characteristic, and thus the color tone is changed according to the use environment, and a uniform color mixture is not realized, and the luminance is not high. Moreover, since the color rendering property is only about 40, it is not suitable for use in general lighting or flash light sources.

둘째는 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색형광체를 여기시킴으로써 백색을 구현하는 방법이다. 이러한 황색형광체로 YAG 또는 GAG계 형광체(니치아, 미국특허 제6069440), TAG계 형광체(오스람, 미국특허 제6504179호)가 있는데 상기 방법들은 발광색조가 한정되어 백색의 재현범위가 좁고 형광체 자체에 황색이 강한 채색이 있어 청색발광의 일부를 백색으로 흡수한다는 결점이 있다. 또한 이 방법은 발광 효율은 우수하지만, 색표시지수(color rendering index, CRI)가 낮고, 전류 밀도에 따라 색표시지수가 변하는 특징이 있기 때문에 태양광에 가까운 백색광을 얻지 못한다는 단점이 있다. The second method is to implement white by exciting a yellow phosphor using a blue LED as a light source. Such yellow phosphors include YAG or GAG-based phosphors (Nichia, U. S. Patent No. 6069440), and TAG-based phosphors (Osram, U.S. Patent No. 6504179). This strong coloring has the drawback of absorbing a part of blue light emission as white. In addition, this method is excellent in luminous efficiency, but the color rendering index (CRI) is low, the color display index is changed according to the current density, there is a disadvantage that can not obtain white light close to the sunlight.

마지막으로 형광체를 발광 다이오드 칩에 배치시켜, 발광 다이오드 칩의 1차 발광의 일부와 형광체에 의해 파장 변환된 2차 발광을 혼색시켜 백색을 구현하는 방법이 있다. 청색 발광 다이오드 칩과 청색광에 의해 여기되어 녹색 및 적색 발광하는 형광체를 사용하여 백색 발광 소자를 제조한다. 즉, 청색광과 청색 광에 의해 여기되어 나오는 녹색광 및 적색광의 혼색으로 85 이상의 높은 연색성을 갖는 백색광을 구현할 수 있다. 이 때 녹색 발광 형광체로는 청색광에 의해 여기되어 녹색부터 황색 대역까지의 광을 발광할 수 있는 티오갈라이트(thiogallate)그룹이 사용된다. 대표적인 티오갈라이트 그룹의 조성은 (Ca, Sr, Ba)(Al, Ga, In)2S4:Eu(혹은 Ce)으로 표현된다. 이 중에서 SrGa2S4:Eu 형광체는 높은 발광 강도를 갖는 녹색 발광 형광체이다. 한편, 적색 발광형광체로는 청색광에 의해 여기되어 적색 대역의 광을 발광할 수 있는 SrS:Eu, (Sr,Ca)S:Eu, CaS:Eu 또는 Y2O3:Eu로 표시되는 황화물계나 인화물계 형광체등이 사용된다. 그러나 (Sr,Ca)S:Eu로 표현되는 적색 발광형광체는 발광 강도가 낮고 수분에 대한 화학적 안정성이 떨어지는 심각한 문제점을 안고 있다. 또한 황화물계나 인화물계 적색 형광체의 경우 발광 효율이 극히 낮을 뿐만 아니라, 그 자체가 갖는 높은 반응성으로 인하여 제조 공정이 까다롭고 자외선 LED칩에 도포되면 LED칩과 반응하여 제품의 내구성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 그에 따라 일반 조명과 LCD 배면 조명 장치에의 적용에 제약을 받고 있는 실정이다. 따라서 발광 효율이 우수한 제조공정이 비교적 단순하며 화학적으로 안정한 신규한 적색발광체의 개발이 절실히 요구되고 있다.Finally, there is a method of disposing a phosphor on a light emitting diode chip, and mixing a part of the primary light emission of the light emitting diode chip with the secondary light emission wavelength-converted by the phosphor to implement white. A white light emitting device is manufactured by using a blue light emitting diode chip and phosphors excited by blue light to emit green and red light. That is, white light having a high color rendering property of 85 or more may be realized by mixing a mixture of green light and red light excited by blue light and blue light. In this case, a thiogallate group capable of being excited by blue light and emitting light from the green to the yellow band is used as the green light emitting phosphor. The composition of a representative thiogolite group is represented by (Ca, Sr, Ba) (Al, Ga, In) 2 S 4 : Eu (or Ce). Among these, the SrGa 2 S 4: Eu phosphor is a green light emitting phosphor having a high light emission intensity. On the other hand, as the red light-emitting phosphor, sulfides or phosphides represented by SrS: Eu, (Sr, Ca) S: Eu, CaS: Eu or Y 2 O 3 : Eu, which are excited by blue light and can emit light in a red band System phosphors are used. However, the red light-emitting phosphor represented by (Sr, Ca) S: Eu has a serious problem of low emission intensity and poor chemical stability to moisture. In addition, in the case of sulfide-based or phosphide-based red phosphors, the luminous efficiency is extremely low, and due to the high reactivity of the sulfide-based or phosphorus-based red phosphors, the manufacturing process is difficult, and when applied to an ultraviolet LED chip, there is a problem of reducing the durability of the product by reacting with the LED chip. . Accordingly, the situation is limited to the application to general lighting and LCD backlighting device. Therefore, there is an urgent need for the development of a novel red light-emitting body that is relatively simple and chemically stable with a high luminous efficiency.

그러므로 본 발명에서는 신규한 적색 발광형광체 및 이의 제조방법을 제공하여 기존의 적색 발광형광체의 문제점을 해결하고자 한다. 또한 본 발명의 신규한 적색 발광형광체를 이용하여 보다 우수한 색 재현성과 광 특성을 갖는 백색 발광소자를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention provides a novel red light emitting phosphor and a method of manufacturing the same to solve the problems of the existing red light emitting phosphor. Another object of the present invention is to provide a white light emitting device having better color reproducibility and optical characteristics by using the novel red light emitting phosphor of the present invention.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 적색 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the red phosphor of the present invention is characterized by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

(Ca1-xMx)AaBbSs:Eu2 +,Q(Ca 1 - x M x ) A a B b S s : Eu 2 + , Q

상기 식에서, M은 Mg, Sr, Ba, Zn로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가의 양이온인 것을 특징으로 하고, A는 Si, Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가의 양이온인 것을 특징으로 하고, B는 Al, Ga, Sc, Y, La 및 Gd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가의 양이온인 것을 특징으로 하고, Q는 할로겐 원소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하며, x는 0 내지 0.2 이고, a는 0<a≤0.5 이고, b는 0<b≤1.0, s는 1+2a+3b/2 이다.Wherein M is a divalent cation selected from the group consisting of Mg, Sr, Ba, and Zn, A is a tetravalent cation selected from the group consisting of Si, Ge, and B is Al, Ga , Sc, Y, La and Gd is characterized in that the trivalent cation selected from the group consisting of, Q is characterized in that at least one member selected from the group consisting of halogen elements, x is 0 to 0.2, a is 0 < a <0.5>, b is 0 <b <1.0 and s is 1 + 2a + 3b / 2.

상기 Eu는 실제 발광을 일으키는 역할을 하는 활성제로서, 그 함량은 상기 화학식 1의 Ca의 몰 대비 0.001 내지 0.01의 몰비로 포함된다. Eu is an active agent that actually plays a role of causing luminescence, and its content is included in a molar ratio of 0.001 to 0.01 with respect to mole of Ca of Chemical Formula 1.

또한 상기 Q는 상기 활성제와 함께 선택적으로 사용되는 공부활제로서, 할로겐 원소로부터 선택된 음이온이며 전체 형광체 화합물 중 1 내지 10 중량 %로 포함되는 것이 바람직하다. In addition, Q is an active agent that is optionally used with the active agent, it is preferably an anion selected from a halogen element and is contained in 1 to 10% by weight of the total phosphor compound.

본 발명의 적색형광체는 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다. 상기 각각의 화합물을 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 1차 소성시키는 단계; 상기 1차 소성된 시료를 분쇄시키고 황을 첨가하여 2차 소성시키는 단계; 상기 2차 소성단계를 반복하여 3차 소성시키는 단계로 구성된다. The red phosphor of the present invention is manufactured through the following process. Mixing each of the compounds; First calcining the mixture; Pulverizing the first calcined sample and secondary calcining by adding sulfur; The second firing step is repeated to consist of a third firing step.

또한, 본 발명의 추가의 다른 목적을 달성하기 위한 백색 발광소자는 상기 적색형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a white light emitting device for achieving another object of the present invention is characterized in that it comprises the red phosphor.

본 발명의 신규한 적색형광체는 기존의 (Sr,Ca)S:Eu 및 황화물계나 인화물계 적색 형광체에 비하여 발광 효율이 우수하고, 그 자체가 갖는 화학적으로 안정하며 자외선 LED칩에 도포되어도 LED칩과 반응이 미미하여 제품의 효율을 감소시키지 않는다. 그러므로 이를 이용한 백색 LED를 제조할 경우 일반 조명과 LCD 배면 조명 장치 등 광범위한 분야의 적용이 가능하다.The novel red phosphor of the present invention has better luminous efficiency than the conventional (Sr, Ca) S: Eu and sulfide- or phosphide-based red phosphors, and is chemically stable and has an LED chip even when applied to an ultraviolet LED chip. The reaction is insignificant and does not reduce the efficiency of the product. Therefore, when manufacturing white LED using this, it can be applied to a wide range of fields such as general lighting and LCD backlighting device.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 신규한 적색형광체는 하기 화학식 1과 같다.The novel red phosphor of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1.

<화학식 1><Formula 1>

(Ca1-xMx)AaBbSs:Eu2 +,Q(Ca 1 - x M x ) A a B b S s : Eu 2 + , Q

상기 식에서, M은 Mg, Sr, Ba, Zn로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가의 양이온인 것을 특징으로 하고, A는 Si, Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가의 양이온인 것을 특징으로 하고, B는 Al, Ga, Sc, Y, La 및 Gd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가의 양이온인 것을 특징으로 하고, Q는 할로겐 원소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하며, x는 0 내지 0.2 이고, a는 0<a≤0.5 이고, b는 0<b≤1.0, s는 1+2a+3b/2 이다.Wherein M is a divalent cation selected from the group consisting of Mg, Sr, Ba, and Zn, A is a tetravalent cation selected from the group consisting of Si, Ge, and B is Al, Ga , Sc, Y, La and Gd is characterized in that the trivalent cation selected from the group consisting of, Q is characterized in that at least one member selected from the group consisting of halogen elements, x is 0 to 0.2, a is 0 < a <0.5>, b is 0 <b <1.0 and s is 1 + 2a + 3b / 2.

본 발명에 따른 신규한 적색형광체를 제조하는 방법은 Ca 함유 화합물, Eu 함유 화합물, S 함유 화합물, Q 함유 화합물, A 함유 화합물, B 함유 화합물 및 M 함유 화합물을 혼합하는 단계(제 1단계); 상기 혼합물을 700~1000℃의 온도에서 1 시간 내지 3 시간 동안 1차 소성시키는 단계(제 2단계); 상기 1차 소성된 시료를 분쇄시키고, 황을 첨가하여 2700~1000℃의 온도에서 1 시간 내지 3 시간 동안 2차 소성시키는 단계(제 3단계); 및 상기 2차 소성단계를 반복하는 3차 소성단계(제 4단계)를 포함한다. The method for producing a novel red phosphor according to the present invention comprises the steps of mixing a Ca-containing compound, Eu-containing compound, S-containing compound, Q-containing compound, A-containing compound, B-containing compound and M-containing compound (first step); First baking the mixture at a temperature of 700 to 1000 ° C. for 1 to 3 hours (second step); Pulverizing the first calcined sample, and adding sulfur to secondary calcining at a temperature of 2700 to 1000 ° C. for 1 hour to 3 hours (third step); And a third firing step (fourth step) of repeating the second firing step.

상기 제 1단계는 본 발명의 적색형광체를 구성하는 여러 가지 화합물을 혼합하는 단계로서, 상기 화합물의 구체적인 예를 들면 다음과 같다.The first step is a step of mixing various compounds constituting the red phosphor of the present invention, specific examples of the compound are as follows.

먼저, 상기 Ca 함유 화합물은 Ca-함유 산화물, Ca-함유 탄산염, Ca-함유 염화물, Ca-함유 수산화물, Ca-함유 황산염, Ca-함유 불화물, Ca-함유 질산염, Ca-함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 CaO, CaCO3, Ca(OH)2, 및 CaSO4를 사용한다. First, the Ca-containing compounds include Ca-containing oxides, Ca-containing carbonates, Ca-containing chlorides, Ca-containing hydroxides, Ca-containing sulfates, Ca-containing fluorides, Ca-containing nitrates, Ca-containing acetates and mixtures thereof Etc. may be used, specifically CaO, CaCO 3 , Ca (OH) 2 , and CaSO 4 are used.

또한, 상기 Eu 함유 화합물은 Eu2O3, Eu(CO3)3, Eu(OH)3, Eu(NO3)3 및 Eu 금속으로부터 공침화합물을 형성한 화합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니며 이 중에서 Eu2O3가 바람직하다. In addition, the Eu-containing compound may be selected from Eu 2 O 3 , Eu (CO 3 ) 3 , Eu (OH) 3 , Eu (NO 3 ) 3 and a compound in which a coprecipitation compound is formed from Eu metal, but is not limited thereto. Of these, Eu 2 O 3 is preferred.

또한, 본 발명의 S는 분말을 사용함이 바람직하다.In addition, it is preferable that S of this invention uses powder.

또한, 상기 Q 함유 화합물은 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 할로겐 원소를 포함하는 화합물로서, NH4F, BaF2, AlF3, NH4Cl 및 BaCl2 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이다. In addition, the Q-containing compound is a compound containing at least one halogen element selected from the group consisting of F, Cl and Br, selected from the group consisting of NH 4 F, BaF 2 , AlF 3 , NH 4 Cl and BaCl 2 . .

또한, 상기 A 함유 화합물은 Si 함유 화합물, Ge 함유 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것으로서, 여기서 상기 Si 함유 화합물은 Si-함유 산화물, Si-함유 탄산염, Si-함유 염화물, Si-함유 수산화물, Si-함유 황산염, Si-함유 불화물, Si-함유 질산염, Si-함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 SiO2 및 Si3N4 이다.Further, the A-containing compound is selected from the group consisting of Si-containing compounds and Ge-containing compounds, wherein the Si-containing compounds are Si-containing oxides, Si-containing carbonates, Si-containing chlorides, Si-containing hydroxides, Si-containing Sulfates, Si-containing fluorides, Si-containing nitrates, Si-containing acetates and mixtures thereof and the like can be used, specifically SiO 2 and Si 3 N 4 .

Ge 함유 화합물은 Ge-함유 산화물, Ge-함유 탄산염, Ge-함유 염화물, Ge-함유 수산화물, Ge-함유 황산염, Ge-함유 불화물, Ge-함유 질산염, Ge-함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 GeO2이다.Ge-containing compounds include Ge-containing oxides, Ge-containing carbonates, Ge-containing chlorides, Ge-containing hydroxides, Ge-containing sulfates, Ge-containing fluorides, Ge-containing nitrates, Ge-containing acetates, mixtures thereof, and the like. And specifically GeO 2 .

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또한 상기 B 함유 화합물은 Al 함유 화합물, Ga 함유 화합물, Sc 함유 화합물, Y 함유 화합물, Sb 함유 화합물, La 함유 화합물 및 Gd 함유 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것으로서, 여기서 상기 Al 함유 화합물은 Al 함유 산화물, Al 함유 탄산염, Al 함유 염화물, Al 함유 수산화물, Al 함유 황산염, Al 함유 불화물, Al 함유 질산염, Al 함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Al2O3 이다.In addition, the B-containing compound is selected from the group consisting of Al-containing compounds, Ga-containing compounds, Sc-containing compounds, Y-containing compounds, Sb-containing compounds, La-containing compounds and Gd-containing compounds, wherein the Al-containing compounds are Al-containing oxides, Al-containing carbonates, Al-containing chlorides, Al-containing hydroxides, Al-containing sulfates, Al-containing fluorides, Al-containing nitrates, Al-containing acetates and mixtures thereof and the like can be used, specifically Al 2 O 3 .

Ga 함유 화합물은 Ga 함유 산화물, Ga함유 탄산염, Ga 함유 염화물, Ga 함유 수산화물, Ga 함유 황산염, Ga 함유 불화물, Ga 함유 질산염, Ga 함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Ga2O3 이다.Ga-containing compound is Ga-containing oxide, Ga-containing carbonate, Ga-containing chloride, Ga-containing hydroxide, Ga-containing sulfate, Ga-containing fluorides, Ga-containing nitrate, Ga-containing nitrate and mixtures thereof and the like may be used, specifically, the Ga 2 O 3 to be.

Sc 함유 화합물은 Sc 함유 산화물, Sc 함유 탄산염, Sc 함유 염화물, Sc 함유 수산화물, Sc 함유 황산염, Sc 함유 불화물, Sc 함유 질산염, Sc 함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Sc2O3 이다.Sc-containing compounds, Sc-containing oxides, Sc-containing carbonates, Sc-containing chlorides, Sc-containing hydroxides, Sc-containing sulfates, Sc-containing fluorides, Sc-containing nitrates, Sc-containing acetates and mixtures thereof, and the like, specifically Sc 2 O 3 to be.

Y 함유 화합물은 Y 함유 산화물, Y 함유 탄산염, Y 함유 염화물, Y 함유 수산화물, Y 함유 황산염, Y 함유 불화물, Y 함유 질산염, Y 함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Y2O3 이다.Y-containing compounds, Y-containing oxides, Y-containing carbonates, Y-containing chlorides, Y-containing hydroxides, Y-containing sulfates, Y-containing fluorides, Y-containing nitrates, Y-containing acetates and mixtures thereof, and the like, specifically Y 2 O 3 to be.

Sb 함유 화합물은 Sb 함유 산화물, Sb 함유 탄산염, Sb 함유 염화물, Sb 함유 수산화물, Sb 함유 황산염, Sb 함유 불화물, Sb 함유 질산염, Sb 함유 초산염 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Sb2O3 이다.Sb-containing compounds, Sb-containing carbonates, Sb-containing chlorides, Sb-containing hydroxides, Sb-containing sulfates, Sb-containing fluorides, Sb-containing nitrates, Sb-containing acetates and mixtures thereof, and the like, specifically Sb 2 O 3 to be.

La 함유 화합물은 La 함유 산화물, La 함유 탄산염, La 함유 염화물, La 함유 수산화물, La 함유 황산염, La 함유 불화물, La 함유 질산염, La 함유 초산염, 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 La2O3 이다.La-containing compound is La containing oxides, La-containing carbonate, La-containing chloride, La-containing hydroxide, La-containing sulfate, La-containing fluorides, La-containing nitrate, La-containing nitrate, can be used and a mixture thereof, and, specifically, La 2 O 3 to be.

Gd 함유 화합물은 Gd 함유 산화물, Gd 함유 탄산염, Gd 함유 염화물, Gd 함유 수산화물, Gd 함유 황산염, Gd 함유 불화물, Gd 함유 질산염, Gd 함유 초산염, 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 Gd2O3로부터 선택된 것이다. Gd-containing oxides, Gd-containing carbonates, Gd-containing chlorides, Gd-containing hydroxides, Gd-containing sulfates, Gd-containing fluorides, Gd-containing nitrates, Gd-containing acetates, mixtures thereof, and the like, specifically, Gd 2 Selected from O 3 .

한편, 상기 M함유 화합물은 Mg, Sr, Ba, Zn 함유 화합물로부터 선택된 것으로서 구체적으로 Mg 함유 화합물의 예를 들면 Mg 함유 산화물, Mg 함유 탄산염, Mg 함유 염화물, Mg 함유 수산화물, Mg 함유 황산염, Mg 함유 불화물, Mg 함유 질산염, Mg 함유 초산염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 MgCO3이다.Meanwhile, the M-containing compound is selected from Mg, Sr, Ba, and Zn-containing compounds, and specifically Mg-containing compounds, for example, Mg-containing oxides, Mg-containing carbonates, Mg-containing chlorides, Mg-containing hydroxides, Mg-containing sulfates, and Mg-containing compounds. Fluoride, Mg-containing nitrates, Mg-containing acetates or mixtures thereof can be used, preferably MgCO 3 .

Sr 함유 화합물의 예를 들면, Sr 함유 산화물, Sr 함유 탄산염, Sr 함유 염화물, Sr 함유 수산화물, Sr 함유 황산염, Sr 함유 불화물, Sr 함유 질산염, Sr 함유 초산염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 SrCO3이다. Examples of Sr-containing compounds include Sr-containing oxides, Sr-containing carbonates, Sr-containing chlorides, Sr-containing hydroxides, Sr-containing sulfates, Sr-containing fluorides, Sr-containing nitrates, Sr-containing acetates, or mixtures thereof, preferably Is SrCO 3 .

Ba 함유 화합물의 예를 들면 Ba 함유 산화물, Ba 함유 탄산염, Ba 함유 염화물, Ba 함유 수산화물, Ba 함유 황산염, Ba 함유 불화물, Ba 함유 질산염, Ba 함유 초산염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있고 바람직하기로는 BaCO3이다. Examples of Ba-containing compounds include Ba-containing oxides, Ba-containing carbonates, Ba-containing chlorides, Ba-containing hydroxides, Ba-containing sulfates, Ba-containing fluorides, Ba-containing nitrates, Ba-containing acetates or mixtures thereof, and preferably BaCO3to be.

Zn 함유 화합물의 예를 들면 Zn 함유 산화물, Zn 함유 탄산염, Zn 함유 염화물, Zn 함유 수산화물, Zn 함유 황산염, Zn 함유 불화물, Zn 함유 질산염, Zn 함유 초산염 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 ZnCO3이다. Examples of Zn-containing compounds include Zn-containing oxides, Zn-containing carbonates, Zn-containing chlorides, Zn-containing hydroxides, Zn-containing sulfates, Zn-containing fluorides, Zn-containing nitrates, Zn-containing acetates or mixtures thereof, and the like. ZnCO3to be.

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다음으로 상기 제2단계에서는 상기 화합물들을 혼합시킨 후 700~1000℃의 온도에서 1 시간 내지 3 시간 동안 1차 소성시킨다. 그 후, 상기 제3단계에서는 상기 1차 소성된 시료를 막자사발 등으로 분쇄시켜 황(S)을 첨가하여 1차 소성과 동일한 온도와 시간으로 2차 소성시킨다. 마지막 제4단계는 3차 소성 단계로서 2차 소성 단계를 반복한다. Next, in the second step, the compounds are mixed and then first baked at a temperature of 700 to 1000 ° C. for 1 hour to 3 hours. Thereafter, in the third step, the first calcined sample is ground with a mortar and the like, and sulfur (S) is added to secondary calcining at the same temperature and time as the first calcining. The final fourth step is the third firing step and the second firing step is repeated.

상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 적색형광체는 460 내지 490 nm 영역에서 들뜸 스펙트럼을 나타낸다. 또한, 상기 적색형광체는 600 내지 740 nm 범위에서 발광 스펙트럼을 나타내는 것으로 보고되었다. The red phosphor of the present invention manufactured by the above method exhibits an excitation spectrum in the region of 460 to 490 nm. In addition, the red phosphor has been reported to exhibit an emission spectrum in the range of 600 to 740 nm.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실시예Example 1:  One: CaSiCaSi aa GaGa 00 .4.4 SS ss :: EuEu 22 ++ ,F, F -- 적색 형광체 제조 Red phosphor manufacturing

CaCO3, SiO2, Ga2O3 및 S를 1: a: 0.2: 2 의 몰비로 혼합하고,( 0<a≤0.5) 여 기에 Eu2O3는 상기 CaCO3 대비 0.001 내지 0.01몰로 첨가하였다. 상기 혼합물에 지르코니아 볼과 용제로서 불화암모늄(NH4F)을 상기 전체 혼합물 중 3 중량 %가 되도록 첨가하여 아세톤 또는 에탄올 중에서 밀폐된 테프론 용기에 넣고, 10시간 동안 혼합한 후 지르코니아 볼과 혼합물을 체로 분리하여 90℃의 전기 오븐에서 12시간 동안 건조시켰다. CaCO 3 , SiO 2 , Ga 2 O 3 and S were mixed in a molar ratio of 1: a: 0.2: 2 (0 <a ≦ 0.5), where Eu 2 O 3 was added in an amount of 0.001 to 0.01 mole relative to CaCO 3 . . Zirconia ball and ammonium fluoride (NH 4 F) as a solvent are added to the mixture to 3% by weight of the total mixture and placed in a sealed teflon container in acetone or ethanol, mixed for 10 hours, and the zirconia ball and the mixture are sieved. Separated and dried in an electric oven at 90 ° C. for 12 hours.

상기 건조물을 튜브 로를 사용하여 H2/N2 환원분위기 하의 900℃에서 3시간 동안 1차 소성시켰다. 또한, 상기 1차 소성시킨 결과물을 막자사발에서 분쇄시켰다. 분쇄된 상기 결과물에 황을 추가로 소량 첨가한 후, 1차 소성과 동일한 조건에서 2차 소성시켰다. 또한, 상기 2차 소성 결과물을 한 차례 더 소성시키는 3차 소성단계를 거쳐 최종 결과물을 얻었다. The dried material was first calcined for 3 hours at 900 ° C. under a H 2 / N 2 reducing atmosphere using a tube furnace. In addition, the first calcined product was ground in a mortar and pestle. Further small amounts of sulfur were added to the pulverized product, followed by secondary firing under the same conditions as the primary firing. In addition, the final product was obtained through a third firing step of firing the secondary firing product once more.

상기 제조된 적색형광체의 루미네센스 및 들뜸 스펙트럼을 루미네센스 분광장치를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 도 1과 2에 나타내었다. 도 1은 460 nm 광을 조사하여 측정한 Si 값 a가 각각 0 과 0.05인 두 형광체의 루미네센스 스펙특럼이다. 640 nm에서 피크점을 갖는 적색광 루미네센스를 방출하며, Si 이온이 첨가됨에 따라 루미네센스 크기는 크게 증가하였다. The luminescence and excitation spectra of the prepared red phosphor were measured using a luminescence spectrometer, and the results are shown in FIGS. 1 and 2. 1 is a luminescence specification of two phosphors having Si values a of 0 and 0.05, respectively, measured by irradiation with 460 nm light. It emits red light luminescence having a peak point at 640 nm, and the luminescence size increases greatly as Si ions are added.

또한, 도 2는 피크 점 640 nm의 들뜸 스펙트럼으로서, 상기 적색형광체는 파장범위 420 내지 600 nm 사이에 빛을 흡수하여 적색 루미네센스를 방출하며, 들뜸 스펙트럼의 피크점은 460 nm 내지 490 nm 영역에서 나타났다. In addition, Figure 2 is an excitation spectrum of the peak point 640 nm, the red phosphor absorbs light in the wavelength range of 420 to 600 nm to emit red luminescence, the peak point of the excitation spectrum is 460 nm to 490 nm region Appeared in.

실시예Example 2: ( 2: ( CaCa 00 .92.92 BaBa 00 .08.08 )) SiSi 00 .225.225 GaGa bb SS ss :: EuEu 22 ++ ,, ClCl -- 적색형광체 제조 Manufacture of red phosphor

CaCO3, BaCl2, SiO2, Ga2O3 및 S를 1: 0.08: 0.05: b( 0<b≤0.5 ): 2 의 몰비로 혼합하고, 여기에 Eu2O3는 상기 CaCO3 대비 0.001 내지 0.01몰로 첨가하였다. 상기 혼합물에 지르코니아 볼과 용제로서 염화암모늄(NH4Cl)을 상기 전체 혼합물 중 3 중량 %가 되도록 첨가하여 아세톤 또는 에탄올 중에서 밀폐된 테프론 용기에 넣고, 10시간 동안 혼합한 후 지르코니아 볼과 혼합물을 체로 분리하여 90℃의 전기 오븐에서 12시간 동안 건조시켰다. 각 단계의 소성 조건을 1000℃ 튜브 로의 H2/N2 환원분위기 하에서 3시간 동안 수행하여 (Ca0 .92Ba0 .08)Si0 .225GabSs:Eu2 +,Cl- 적색형광체를 제조하였다. CaCO3, BaCl2, SiO2, Ga2O3 And S in a molar ratio of 1: 0.08: 0.05: b (0 <b≤0.5): 2, wherein Eu2O3Is the CaCO3 Contrast was added at 0.001 to 0.01 mole. The mixture contains zirconia balls and ammonium chloride (NH) as a solvent.4Cl) was added to 3% by weight of the total mixture and placed in a sealed Teflon container in acetone or ethanol, mixed for 10 hours, the zirconia ball and the mixture were sieved and dried in an electric oven at 90 ° C. for 12 hours. . The firing conditions of each step were changed to 1000 ° C tube furnace.2/ N2 3 hours under reduced atmosphere (Ca0 .92Ba0 .08Si0 .225GabSs: Eu2 +, Cl-A red phosphor was prepared.

도 3은 Ga 함량 b가 0, 0.1, 0.2, 0.8, 1.0 으로 변화시킴에 따른 루미네센스 스펙트럼을 보여주고 있다. Ga 함량이 증가할수록 피크 점의 위치가 점점 단파장 쪽으로 이동함을 알 수 있다. 즉, Ga 이온이 첨가되지 않았을 때인 그래프 1의 피크 점의 위치는 659 nm이었으며, b=1.0(그래프 5)일 때는 643 nm 이었다.Figure 3 shows the luminescence spectrum as the Ga content b is changed to 0, 0.1, 0.2, 0.8, 1.0. It can be seen that as the Ga content increases, the position of the peak point gradually moves toward the shorter wavelength. That is, the position of the peak point of the graph 1 when no Ga ions were added was 659 nm, and was 643 nm when b = 1.0 (graph 5).

실시예Example 3:  3: CaSiCaSi 00 .05.05 GaGa 00 .1.One SS ss :: EuEu 22 ++ ,, xFxF -- 적색형광체 제조 Manufacture of red phosphor

CaCO3, SiO2, Ga2O3 및 S를 1: 0.05: 0.1: 2의 몰비로 혼합하고 여기에 Eu2O3는 상기 CaCO3 대비 0.001 내지 0.01몰로 첨가하였다. 또한, 여기에 불화암모늄의 함량 x는 전체 혼합물 중 각각 3, 5 및 8 wt %로 변화시키면서 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 CaSi0 .05Ga0 .1Ss:Eu2 +,xF- 적색형광체를 제조하였다. CaCO3, SiO2, Ga2O3 And S in a molar ratio of 1: 0.05: 0.1: 2 and here Eu2O3Is the CaCO3 Contrast was added at 0.001 to 0.01 mole. In addition, the content of ammonium fluoride x is added to the CaSi in the same manner as in Example 1, except that it is added while changing to 3, 5 and 8 wt% of the total mixture, respectively.0 .05Ga0 .OneSs: Eu2 +, xF- A red phosphor was prepared.

다음 도 4는 상기 제조된 형광체의 루미네센스 스펙트럼으로서, NH4F을 3 wt % 넣었을 때(그래프 1)보다 5 내지 8 wt % (각각 그래프 2, 3) 넣었을 때 루미네센스의 세기는 크게 증가하였음을 알 수 있고, 피크 점도 단파장 쪽으로 이동함을 알 수 있다. Next, Figure 4 shows the luminescence spectrum of the prepared phosphor, the intensity of the luminescence is greater when 5 to 8 wt% (graphs 2 and 3, respectively) than 3 wt% of NH 4 F (graph 1). It can be seen that the increase, and the peak viscosity is moved toward the short wavelength.

실시예Example 4:  4: CaCa (( SiGeSiGe )) 0.050.05 GaGa 00 .4.4 SS ss :: EuEu 22 ++ ,F, F -- 적색형광체 제조 Manufacture of red phosphor

CaCO3, SiO2, GeO2, Ga2O3 및 S를 1: 0.05: 0.05: 0.4: 2 의 몰비로 혼합하고, 여기에 Eu2O3는 상기 CaCO3 대비 0.001 내지 0.01몰로 첨가하였다. 또한 NH4F는 전체 혼합물 중 약 8 wt %가 되도록 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 Ca(SiGe)0.05Ga0 .4Ss:Eu2 +,F- 적색형광체를 제조하였다. CaCO3, SiO2, GeO2, Ga2O3 And S in a molar ratio of 1: 0.05: 0.05: 0.4: 2, wherein Eu2O3Is the CaCO3 Contrast was added at 0.001 to 0.01 mole. NH4F is added to Ca (SiGe) in the same manner as in Example 1, except that F is added to about 8 wt% of the total mixture.0.05Ga0 .4Ss: Eu2 +, F- A red phosphor was prepared.

다음 도 5는 4가 양이온 Ge이 추가로 첨가되어 제조된 상기 적색형광체(그래프 2)와 Ge이 첨가되지 않은 CaSi0 .05Ga0 .4Ss:Eu2 +,F- (그래프 1)의 루미네센스 스펙트 럼으로서, Ge 이온이 추가로 첨가되면 루미네센스의 세기는 변화가 없지만, 피크 점의 위치가 단파장 쪽으로 이동함을 알 수 있다.Next 5 is tetravalent cation Ge CaSi 0 .05 Ga is not added is prepared the red phosphor (graph 2) and the addition of Ge was added in 0 .4 S s: Eu 2 + , F - in the (graph 1) As a luminescence spectrum, when the Ge ion is further added, the intensity of the luminescence does not change, but it can be seen that the position of the peak point moves toward the short wavelength.

실시예Example 5: 5: EuEu 22 ++ 양에 따른 (According to the quantity CaCa 00 .92.92 BaBa 00 .08.08 )) SiSi 00 .225.225 GaGa bb SS ss :: eEueEu 22 ++ ,, ClCl -- 적색형광체 제조 Manufacture of red phosphor

CaCO3, BaCl2, SiO2, Ga2O3 및 S를 1: 0.08: 0.05: 0.4: 2의 몰비로 혼합하고, Eu2O3의 함량 e를 상기 CaCO3 몰 대비 각각 0.2. 0.5, 1.0, 2, 5 몰로 변화시키면서 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 (Ca0 .92Ba0 .08)Si0 .225GabSs:eEu2 +,Cl- 적색형광체를 제조하였다. CaCO3, BaCl2, SiO2, Ga2O3 And S in a molar ratio of 1: 0.08: 0.05: 0.4: 2, and Eu2O3The content of e CaCO30.2 to molar, respectively. (Ca) in the same manner as in Example 1, except for adding while changing to 0.5, 1.0, 2, and 5 mol0 .92Ba0 .08Si0 .225GabSseEu2 +, Cl- A red phosphor was prepared.

다음 도 6은 활성제 Eu2 +양을 다양하게 변화시키면서 측정한 루미네센스 스펙트럼을 보여주고 있다. Eu2+양이 증가할수록 피크 점의 위치는 단파장 쪽으로 이동함을 알 수 있다. The following Fig. 6 shows the luminescence spectrum was measured while variously changing the activator Eu + 2 positive. It can be seen that as the Eu 2+ amount increases, the position of the peak point moves toward the shorter wavelength.

실시예Example 6: 적색형광체를 이용한 발광 다이오드의 제조 및 그 발광스펙트럼 6: Fabrication of Light Emitting Diode Using Red Phosphor and Its Light Emission Spectrum

상기 실시예 3의 적색형광체를 이용하여 백색 발광 다이오드를 제조하였다. 구체적으로는 사파이어 기판 상에, GaN 핵생성층 25 nm, n-GaN 층(금속:Ti/Al) 1.2μm, 5층의 InGaN/GaN 다중양자우물층, InGaN 층 4 nm, GaN 층 7 nm 및 p-GaN 층(금속:Ni/Au) 0.11μm를 각각 차례로 형성시켜 청색광 LED를 제조하였다. 이어서 상기 청색광 LED 표면에 적색형광체를 에폭시 분산시켜 청적색 내지 적색 발광 소자를 제조하였다.A white light emitting diode was manufactured using the red phosphor of Example 3. Specifically, on the sapphire substrate, a GaN nucleation layer 25 nm, n-GaN layer (metal: Ti / Al) 1.2 μm, five InGaN / GaN multiquantum well layers, InGaN layer 4 nm, GaN layer 7 nm and Blue light LEDs were manufactured by sequentially forming 0.11 μm of p-GaN layers (metal: Ni / Au), respectively. Subsequently, a red phosphor was epoxy-dispersed on the surface of the blue light LED to prepare a blue-red light emitting device.

도 7은 상기 제조된 에폭시 대비 10 중량 %가 도포된 발광 다이오드의 발광 스펙트럼으로서, 본 발명에 따른 적색형광체를 도포한 발광 다이오드는 GaN 청색 LED의 발광 띠에 해당하는 458 nm에서 피크 점을 가진 청색 루미네센스 띠와 적색 형광체에서 방출되는 600 내지 740 nm 범위에서 주 발광 피크를 보여주고 있으며, 색좌표는 각각 0.38, 0.12 이었다. 20 중량 %가 도포될 경우 색좌표는 각각 0.64, 0.24 이었으며 이는 적색 발광 영역에 해당된다. 색좌표는 에폭시 대비 형광체의 중량 %에 따라 purpulish red에서 red 영역까지 변화하였다.FIG. 7 is a light emission spectrum of a light emitting diode coated with 10 wt% of the prepared epoxy, and the light emitting diode coated with a red phosphor according to the present invention has a blue luminescence having a peak point at 458 nm corresponding to a light emission band of a GaN blue LED. The main emission peak was shown in the range of 600 to 740 nm emitted from the necessity band and the red phosphor, and the color coordinates were 0.38 and 0.12, respectively. When 20% by weight was applied, the color coordinates were 0.64 and 0.24, respectively, corresponding to the red light emitting region. The color coordinates were changed from purpulish red to red according to the weight% of the phosphors relative to the epoxy.

본 발명의 신규한 적색형광체는 기존의 적색형광체에 비하여 발광효율이 우수하고 화학적으로 매우 안정할 뿐만 아니라 자외선 칩의 제조 또한 용이하여 다양한 분야에 응용될 수 있다. 특히 가전용 조명, 액정 디스플레이(LCD) 패널의 백라이트용, 자동차의 실내등의 분야에 적용될 것이 기대된다.The novel red phosphor of the present invention is excellent in luminous efficiency and chemically very stable as compared to the existing red phosphor, and also can be easily applied to various fields in the manufacture of ultraviolet chips. In particular, it is expected to be applied to the fields of home lighting, liquid crystal display (LCD) panel backlight, automobile interior, and the like.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 CaSiaGa0 .4Ss:Eu2 +,F- 적색형광체의 루미네센스 스펙트럼이다. (그래프 1 과 2는 각각 a가 0. 0.05일 때임 (λexn=460 nm))Figure 1 is a CaSi Ga 0 .4 S s of the first embodiment of the present invention: Eu 2 +, F - is the luminous spectrum of the red phosphor. (Graphs 1 and 2 are each when a is 0.05 (λ exn = 460 nm))

도 2는 본 발명 실시예 1의 CaSiaGa0 .4Ss:Eu2 +,F- 적색형광체의 들뜸 스펙트럼이다.(λems=640 nm)It is the excitation spectrum of the red phosphor (λ ems = 640 nm) - Eu 2 +, F: 2 is the first embodiment of the present invention CaSi a Ga 0 .4 S s.

도 3은 본 발명 실시예 2의 (Ca0 .92Ba0 .08)Si0 .225GabSs:Eu2 +,Cl- 적색형광체의 루미네센스 스펙트럼이다. (그래프 1,2,3,4,5 는 각각 b가 0,0.1,0.2,0.8,1.0 일때임(λexn=460 nm))The luminous spectrum of the red phosphor - Eu 2 +, Cl: Figure 3 is a second embodiment of the present invention (Ba Ca 0 .92 0 .08) 0 .225 Si Ga b S s. (Graphs 1,2,3,4,5 are when b is 0,0.1,0.2,0.8,1.0 (λ exn = 460 nm))

도 4는 본 발명 실시예 3의 CaSi0 .05Ga0 .1Ss:Eu2 +,xF- 적색형광체의 루미네센스 스펙트럼으로서, (그래프 1,2,3은 x의 함량이 각각 3,5,8 wt% 임 (λexn=460 nm))3 as a luminous spectrum of the red phosphor, (1, 2, and 3 are graphs each of the content of x, - Eu 2 +, xF: Figure 4 is a third embodiment of the present invention CaSi 0 .05 Ga 0 .1 S s 5,8 wt% (λ exn = 460 nm))

도 5는 본 발명 실시예 4의 CaSi0 .05Ga0 .4Ss:Eu2 +,F- (1) 및 Ca(SiGe)0.05Ga0.4Ss:Eu2+,F- (2) 적색 형광체의 루미네센스 스펙트럼이다.(λexn=460 nm)5 is CaSi 0 .05 Ga 0 of the present invention in Example 4 .4 S s: Eu 2 + , F - (1) and Ca (SiGe) 0.05 Ga 0.4 S s: Eu 2+, F - (2) Red Luminescence spectrum of the phosphor. (Λ exn = 460 nm)

도 6은 본 발명 실시예 5의 (Ca0 .92Ba0 .08)Si0 .225GabSs:eEu2 +,Cl- 적색형광체의 루미네센스 스펙트럼이다. (그래프 1,2,3,4,5는 각각 e의 함량이 Ca 이온 대비 0.2, 0.5, 1.0, 2, 5 mol % 임(λexn=460 ))The luminous spectrum of the red phosphor - eEu 2 +, Cl: Figure 6 is a fifth embodiment of the present invention (Ba Ca 0 .92 0 .08) 0 .225 Si Ga b S s. (Graphs 1, 2, 3, 4, and 5 are 0.2, 0.5, 1.0, 2, and 5 mol% of the e content of Ca ions, respectively (λ exn = 460))

도 7은 본 발명 실시예 6의 적색형광체가 도포된 백색 발광장치의 발광스펙트럼을 나타낸다.Fig. 7 shows light emission spectra of the white light emitting device to which the red phosphor of Example 6 of the present invention is applied.

Claims (5)

하기 화학식 1을 갖는 적색형광체:Red phosphor having the general formula <화학식 1><Formula 1> (Ca1-xMx)AaBbSs:Eu2+,Q(Ca 1 - x M x ) A a B b S s : Eu 2+ , Q (상기 식에서, M은 Mg, Sr, Ba, Zn로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2가의 양이온인 것을 특징으로 하고, A는 Si, Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 4가의 양이온인 것을 특징으로 하고, B는 Al, Ga, Sc, Y, La 및 Gd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 3가의 양이온인 것을 특징으로 하고, Q는 할로겐 원소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하며, x는 0 내지 0.2 이고, a는 0<a≤0.5 이고, b는 0<b≤1.0, s는 1+2a+3b/2 이다. )Wherein M is a divalent cation selected from the group consisting of Mg, Sr, Ba, and Zn, A is a tetravalent cation selected from the group consisting of Si, Ge, and B is Al, It is characterized in that the trivalent cation selected from the group consisting of Ga, Sc, Y, La and Gd, Q is characterized in that at least one member selected from the group consisting of halogen elements, x is 0 to 0.2, a is 0 <a≤0.5, b is 0 <b≤1.0, and s is 1 + 2a + 3b / 2.) 제 1항에 있어서, 상기 Q의 함량은 화학식 1의 전체 조성 중 1 내지 10 중량%의 범위로 포함됨을 특징으로 한 적색형광체.The red phosphor according to claim 1, wherein the content of Q is in the range of 1 to 10% by weight of the total composition of Chemical Formula 1. 제1항에 있어서, 상기 적색형광체는 460 내지 490 nm 범위에서 들뜸 스펙트럼을 나타내고, 600 내지 740 nm 범위에서 발광 스펙트럼을 나타내는 것을 특징으로 한 적색형광체.The red phosphor according to claim 1, wherein the red phosphor exhibits an excitation spectrum in the range of 460 to 490 nm and an emission spectrum in the range of 600 to 740 nm. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 적색형광체를 포함하는 백색 발광소자.A white light emitting device comprising the red phosphor according to any one of claims 1 to 3. Ca 함유 화합물, M 함유 화합물, A 함유 화합물, B 함유 화합물, Eu 함유 화합물, S 및 할로겐 원소 함유 화합물을 혼합하는 단계;Mixing Ca-containing compound, M-containing compound, A-containing compound, B-containing compound, Eu-containing compound, S and halogen element-containing compound; 상기 혼합물을 700 내지 1000℃에서 1 시간 내지 3시간 동안 1차 소성시키는 단계;First calcining the mixture at 700 to 1000 ° C. for 1 to 3 hours; 상기 1차 소성된 시료를 분쇄시키고, 여기에 황을 첨가하여 700 내지 1000℃에서 1 시간 내지 3시간 동안 2차 소성시키는 단계;Pulverizing the first calcined sample, and adding sulfur to the second calcined sample for 1 hour to 3 hours at 700 to 1000 ° C .; 상기 2차 소성단계를 반복하는 3차 소성단계로 이루어진 것을 특징으로 한 적색형광체의 제조방법.Method for producing a red phosphor, characterized in that consisting of a third firing step of repeating the second firing step. ( 여기서 Ca, M, A, B 함유 화합물은 각 원소가 함유된 산화물, 탄산염, 염화물, 수산화물, 황산염, 불화물, 질산염, 초산염 및 이들의 혼합물을 나타내고, M은 Mg, Sr, Ba, Zn에서 선택된 원소, A는 Si, Ge에서 선택된 원소, B는 Al, Ga, Sc, Y, Sb, La 및 Gd에서 선택된 원소이며, Eu 함유 화합물은 Eu2O3, Eu2(CO3)3,Eu(OH)3,Eu(NO3)3및 Eu 금속으로부터 공침화합물을 형성한 화합물로부터 선택된 1종 이상의 화합물임을 특징으로 한다. )(Ca, M, A, B containing compounds refer to oxides, carbonates, chlorides, hydroxides, sulfates, fluorides, nitrates, acetates and mixtures thereof containing M, M is selected from Mg, Sr, Ba, Zn Element, A is an element selected from Si, Ge, B is an element selected from Al, Ga, Sc, Y, Sb, La and Gd, Eu-containing compounds are Eu 2 O 3 , Eu 2 (CO 3 ) 3 , Eu ( OH) 3 , Eu (NO 3 ) 3 and at least one compound selected from compounds in which coprecipitation compounds are formed from Eu metal.)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101050504B1 (en) * 2010-07-29 2011-07-20 (주)율진이엔지 LED device expresses white light useful for plant cultivation
KR101251609B1 (en) * 2010-12-27 2013-04-08 네이셔널 치아오 텅 유니버시티 Yellow Fluorosulfide Phosphors for Light-Emitting Diode And Preparation Method Thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0533922A (en) * 1991-07-25 1993-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air-supplying device for combustion apparatus using slack coal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0533922A (en) * 1991-07-25 1993-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air-supplying device for combustion apparatus using slack coal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101050504B1 (en) * 2010-07-29 2011-07-20 (주)율진이엔지 LED device expresses white light useful for plant cultivation
KR101251609B1 (en) * 2010-12-27 2013-04-08 네이셔널 치아오 텅 유니버시티 Yellow Fluorosulfide Phosphors for Light-Emitting Diode And Preparation Method Thereof
US8703015B2 (en) 2010-12-27 2014-04-22 National Chiao Tung University Yellow fluorosulfide phosphors for light-emitting diode and preparation method thereof

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