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KR20090036800A - Red phosphor and white light emitting device including the same - Google Patents

Red phosphor and white light emitting device including the same Download PDF

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KR20090036800A
KR20090036800A KR1020070102062A KR20070102062A KR20090036800A KR 20090036800 A KR20090036800 A KR 20090036800A KR 1020070102062 A KR1020070102062 A KR 1020070102062A KR 20070102062 A KR20070102062 A KR 20070102062A KR 20090036800 A KR20090036800 A KR 20090036800A
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phosphor
light emitting
caco
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김용규
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강준길
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Abstract

A red phospher is provided to show high brightness and excellent chromatic purity by substituting Ca contained as a parent with alkaline earth metal and containing halogen ion or oxygen ion. A red phosphor has a structure represented by any one of the chemical formula 1: (Ca_(1-x)M_x)S:Eu^(2+), the chemical formula 2: CaS:Eu^(2+),Q, and the chemical formula 3: (Ca_(1-x)M_x)S:Eu^(2+),Q. In the chemical formulae, M is one or more alkaline earth metal selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra; Q is one or more ions selected from the group consisting of F^(-), Cl^(-), O^(2-) and Se^(2-); Q is included in an amount of 0.01-0.05 mole per Ca ion 1 mole; and 0 < x <= 0.4.

Description

적색 형광체 및 이를 포함한 백색 발광 장치{Red Phospher and White Light Emitting Device Comprising It}Red phosphor and White Light Emitting Device Comprising It

본 발명은 적색 형광체와 이를 이용한 백색 발광 장치 및 이를 포함한 백색 발광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu 원소를 활성제로 포함하되, 알칼리 토금속이 상기 Ca 중 일부로 치환되고, 할로겐이온 또는 산소족이온이 포함되어 우수한 휘도와 색순도를 가지는 형광체 및 이를 포함하는 백색 발광장치에 관한 것이다.The present invention relates to a red phosphor, a white light emitting device using the same, and a white light emitting device including the same. More specifically, the Ca and S elements are used as a mother and the Eu element is included as an activator. The present invention relates to a phosphor containing halogen ions or oxygen group ions and having excellent brightness and color purity, and a white light emitting device including 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 주목 받는 연구분야 중 하나로 알려져 있다. 이러한 전기 발광은 빛을 낼 수 있는 발광 물질에 전기장을 가했을 때, 음극에서 투입된 전자와 양극에서 형성된 정공이 발광층에서 결합하여 소위 "단일 여기자(single excition)"가 형성된다. 이 단일 여기자는 여기 상태를 형성하 고 이것이 바닥 상태로 전이될 때 여러 가지 빛을 내게 된다. 이런 원리의 발광체는 기존의 것들보다 발광효율이 높고, 사용 소비전력이 작으며 열적 안전성이 좋은 반도체 소자로서 수명이 길고 응답성이 좋은 우수한 특성을 갖는다. Light Emitting Diode (LED) is a futuristic display device that is one of the most recently researched fields due to its application to flat panel displays as well as various instrument panels and TVs. Known. In the electroluminescence, when an electric field is applied to a light emitting material that emits light, electrons injected from the cathode and holes formed in the anode are combined in the light emitting layer to form a so-called "single excition". This single excitons form an excited state and emit a variety of light when it transitions to the ground state. The light emitting device of this principle is a semiconductor device having higher luminous efficiency, lower power consumption, and better thermal safety than the conventional ones, and has excellent characteristics with long life and good response.

이러한 LED 중 백색 발광 다이오드(white LED)는 가전용 조명, 액정 디스플레이(LCD) 패널의 백 라이트용, 자동차의 실내등과 같은 다양한 응용성과 시장성을 가지고 있어 최근 활발히 연구되는 분야이다. Among these LEDs, white LEDs have various applicability and marketability, such as home lighting, liquid crystal display (LCD) panel backlighting, and interior lighting of automobiles.

이러한 백색 LED에서 백색을 구현하는 방법으로는, 청색, 녹색, 적색 LED를 동시에 점등하여 LED의 밝기를 조정하여 가변혼색이 이루어져 백색을 나타내는 방법과, 청색과 황색 또는 주황색 LED의 밝기를 적절하게 하여 동시에 점등하는 방법이 있다. 또한 최근에는 UV 파장의 에너지원을 광원으로 하여 청색, 녹색, 적색을 발광하는 형광체를 사용하여 삼색의 가변혼색을 이용한 방법이나 청색 LED 칩 위에 황색 형광체를 도포하여 제작하는 방법도 사용되고 있다. 이에 관하여 청색 또는 자외선과 같은 단파장 영역의 발광 다이오드에 3가의 Y이온이 첨가된 이트륨-알루미늄-가넷(Y3Al5O12)계 형광물질을 결합시켜 백색 발광소자를 만드는 방법이 제안되었다(S. Nakamura, The Blue Laser Diode, Springer-Verlag, pp216-219(1997) 참조). 또 일반적으로 현재 실용화 된 백색계 발광 다이오드용 백색 발광 형광체로 (Re1-rSmr)3(Al1-sGas)5O12:Ce(단, 0≤r<1, 0≤s<1, Re:Y 또는 Gd)로 나타나는 YAG계 형광체 또는, 형광체에 Tb를 첨가하여 장파장의 시프트를 야기하여 적색 성분에 관하여 긍정적인 영향을 갖도록 한 Tb3(Al,Ga)5O12:Ce로 나타나는 TAG계 형광체 등이 있 으나, 이렇나 형광체들은 발광색조가 한정되어 백색 발광 다이오드로서의 백색의 재현범위가 좁고 형광체 자체에 황색이 강한 채색이 있어 청색 발광의 일부를 백색으로 흡수한다는 문제점이 있다. As a method of implementing white in such a white LED, the blue, green, and red LEDs are turned on at the same time to adjust the brightness of the LED to display a mixed mixed color, and the brightness of the blue and yellow or orange LEDs There is a way to turn on at the same time. Recently, a method using three-color variable mixed color using a phosphor emitting blue, green and red light using an energy source of UV wavelength as a light source or a method of applying a yellow phosphor on a blue LED chip is also used. In this regard, a method of manufacturing a white light emitting device by combining a yttrium-aluminum-garnet ( Y 3 Al 5 O 12 ) -based fluorescent material to which trivalent Y ions are added to a light emitting diode in a short wavelength region such as blue or ultraviolet light has been proposed (S Nakamura, The Blue Laser Diode, Springer-Verlag, pp 216-219 (1997). In general, white light-emitting phosphors for white light-emitting diodes that are currently practically used are (Re 1-r S m r ) 3 (Al 1-s Ga s ) 5 O 12 : Ce (where 0 ≦ r <1, 0 ≦ s < 1, a YAG-based phosphor represented by Re: Y or Gd), or Tb 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, in which Tb was added to the phosphor to cause a long wavelength shift, thereby having a positive effect on the red component. There are TAG-based phosphors, but the phosphors have a limited emission color, and thus have a narrow reproduction range of white as a white light emitting diode, and have a strong yellow color in the phosphor itself, thereby absorbing part of blue light emission as white.

따라서, 총 천연색 구현이 용이한 LED 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 특히 백색 LED의 적색 형광체 개발이 요구되고 있다. Therefore, the development of LEDs that are easy to implement a total natural color is being actively made, in particular, the development of a red phosphor of a white LED is required.

본 발명은 Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu 원소를 활성제로 포함하되, 알칼리 토금속 원소가 Ca 중 일부로 치환되고, 할로겐이온 또는 산소족이온이 포함되는 우수한 휘도와 색순도를 가지는 적색 형광체를 제공한다. The present invention provides a red phosphor having excellent luminance and purity with Ca and S elements as a mother and an Eu element as an activator, wherein an alkaline earth metal element is substituted with a portion of Ca, and halogen ions or oxygen group ions are included.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, In order to solve the above technical problem, in the present invention,

하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나인 적색 형광체를 제공한다:Provided is a red phosphor of any one of the following Formulas 1-3:

<화학식 1><Formula 1>

(Ca1-xMx)S:Eu2+ (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+

<화학식 2><Formula 2>

CaS:Eu2 +,QCaS: Eu 2 +, Q

<화학식 3><Formula 3>

(Ca1-xMx)S:Eu2+, Q (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+ , Q

(여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 알칼리 토금속이고, 상기 Q는 F-, Cl-, O2 - 및 Se2 -로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 이온이고, 상기 Q는 상기 Ca 이온 1몰당 0.01 내지 0.05몰로 포함되며, 상기 Eu2+는 상기 Ca 이온 1몰당 0.002 내지 0.02몰로 포함되고, 0< x≤ 0.4임). (Where, M is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra, wherein Q is F -, Cl -, O 2 - and Se 2 -, at least, selected from the group consisting of One ion, wherein Q is included in an amount of 0.01 to 0.05 moles per mole of Ca ions, and Eu 2+ is included in an amount of 0.002 to 0.02 moles per mole of Ca ions, and 0 <x ≦ 0.4.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적색 형광체는 SiO2로 표면이 코팅된 적색 형광체일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the red phosphor may be a red phosphor coated with a surface of SiO 2 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적색 형광체는 400 내지 650nm에서 여기띠를 나타내고, 580 내지 750nm에서 발광띠를 나타내는 형광체일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the red phosphor may be an phosphor exhibiting an excitation band at 400 to 650 nm and an emission band at 580 to 750 nm.

또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 적색 형광체 및 450 내지 470nm에서 발광하는 발광다이오드를 포함하는 적색 또는 백색 발광 장치를 제공한다. In still another aspect, the present invention provides a red or white light emitting device including the red phosphor and a light emitting diode emitting light at 450 to 470 nm.

또 다른 측면에서, 본 발명은, In another aspect, the present invention,

MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 각각 혼합하는 단계 (여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리 토금속);Mixing each one selected from the group consisting of MCl 2 , MCO 3 , MO and MF 2 , CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 , where M consists of Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra At least one alkaline earth metal selected from the group);

상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간 동안 1차 소성 하는 단계; 및First calcining the mixture at 750-950 ° C. for 1-15 hours under H 2 / N 2 gas conditions; And

상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 2차 소성하는 단계를 포함하는, And calcining the first calcined calcined product at 750˜950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas conditions.

상기 화학식 1 또는 화학식 3을 가지는 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a red phosphor having the formula (1) or (3).

또 다른 측면에서, 본 발명은, In another aspect, the present invention,

AlF3, NH4F 및 이들의 혼합물 중 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 각각 혼합하는 단계; Mixing any one of AlF 3 , NH 4 F and mixtures thereof, CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 , respectively;

상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 1차 소성하는 단계; 및First calcining the mixture at 750-950 ° C. for 1-15 hours under H 2 / N 2 gas conditions; And

상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 2차 소성하는 단계를 포함하는,And calcining the first calcined calcined product at 750˜950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas conditions.

상기 화학식 2를 가지는 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a red phosphor having the formula (2).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Eu2O3는 CaCO3에 대하여 0.1 내지 1.0몰%로 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Eu 2 O 3 may include 0.1 to 1.0 mol% with respect to CaCO 3 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나는 CaCO3에 대하여 0.8 내지 8몰%로 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, any one selected from the group consisting of MCl 2 , MCO 3 , MO and MF 2 may include 0.8 to 8 mol% based on CaCO 3 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 AlF3, NH4F 및 이들의 혼합물 중 어느 하나는 CaCO3에 대하여 1 내지 5몰%로 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, any one of the AlF 3 , NH 4 F and mixtures thereof may be included in 1 to 5 mol% based on CaCO 3 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, According to one embodiment of the invention,

상기 2차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 3차 소성하는 단계를 포함할 수 있다.The second calcined calcined product may include a third calcined process for 1 to 15 hours at 750 to 950 ° C. under H 2 / N 2 gas conditions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형광체의 제조방법은According to an embodiment of the present invention, the method of manufacturing the phosphor

80~90℃에서 테트라에톡시실란이 함유된 물 및 에탄올 혼합용매를 30분 내지 2시간동안 리플럭스하는 단계;Refluxing the mixed solvent of water and ethanol containing tetraethoxysilane at 80-90 ° C. for 30 minutes to 2 hours;

상기 혼합용액에 NH4OH 및 아세트산을 혼합하여 가수분해하는 단계;Hydrolyzing the mixed solution by mixing NH 4 OH and acetic acid;

상기 혼합용액에 상기 제조된 형광체를 첨가하고 10분 내지 1시간동안 리플럭스 하는 단계; 및Adding the prepared phosphor to the mixed solution and refluxing for 10 minutes to 1 hour; And

상기 혼합용액을 필터링하고 건조시킨 다음, 300~500℃에서 30분내지 2시간동안 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.After filtering and drying the mixed solution, the method may further include heat treatment at 300 to 500 ° C. for 30 minutes to 2 hours.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 적색 형광체는 모체로 포함되는 Ca를 알칼리 토금속으로 일부 치환하고, 할로겐 이온 또는 산소족 이온을 포함하고 있어, 우수한 고휘도 및 색순도를 나타내어 이를 이용한 백색 발광 장치의 제조가 가능하다. As described above, the red phosphor according to the present invention partially replaces Ca as a mother with an alkaline earth metal and contains halogen ions or oxygen group ions, and thus exhibits excellent high brightness and color purity, thereby making it possible to manufacture a white light emitting device using the same. .

이하, 본 발명에 따른 적색 형광체에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the red phosphor according to the present invention will be described in more detail.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에서 사용되는 용어에 대해서 먼저 설명하기로 한다.In addition, prior to describing in detail the preferred embodiments of the present invention will be described the terms used in the present invention.

여기서 모체(host)는 형광체의 결정체를 구성하는 구성요소를 말하며, 본 발명에서는 Ca 및 S 원소로 이루어져 있으며, 본 발명의 일 측면에서는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra와 같은 알칼리 토금속을 더 포함하여 이루어진다. Here, the host refers to the constituent elements constituting the crystals of the phosphor. In the present invention, the host is composed of Ca and S elements. In one aspect of the present invention, an alkaline earth metal such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra may be used. It is made to include more.

또한 여기서 활성제(activator)는 결정체를 구성하지 않고 활성화 되어 있어 실제 발광에 관여하는 원소로, 본 발명에서는 Eu2+가 된다. 또한 여기서 부활성제(co-dopant)는 활성제의 활성화를 도와 발광 효율을 높이는 원소를 말하고, 본 발명의 일 측면에서는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra와 같은 알칼리 토금속, 할로겐족 및 산소족 같은 음이온이 부활성제가 된다. In addition, an activator is an element which is activated without forming a crystal | crystallization and is actually involved in light emission, and becomes Eu <2+> in this invention. In addition, a co-dopant refers to an element that increases the luminous efficiency by activating the active agent, and in one aspect of the present invention, an anion such as alkaline earth metals such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra, halogens, and oxygen groups This deactivator becomes.

본 발명의 형광체는 Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu2+를 활성제로 포함하되, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra와 같은 알칼리 토금속 원소가 Ca 중 일부로 치환되는 형광체이다. The phosphor of the present invention is a phosphor containing Ca and S elements as a parent and Eu 2+ as an activator, wherein alkaline earth metal elements such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra are substituted with some of Ca.

구체적으로, 본 발명에서는, Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu2+를 활성제로 포함하되, 상기 Ca원소 중 일부가 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra와 같은 알칼리 토금속 원소로 치환되는 형광체를 제공하는 것으로, 그 구체적인 화학식은 화학식 1의 (Ca1-xMx)S:Eu2+이다. 여기서, 유로피움(Eu2+)은 Ca 이온 1몰당 0.002 내지 0.02몰 포함된다. 또한, M은 알칼리토금속이고, 0 <x≤0.4 이다. Ca 원소자리에 치환된 M은 전체 형광체의 발광세기를 증가시키는데 기여하고, 이 때 0.01몰 미만 또는 0.4몰을 초과하는 경우, 발광효율이 우수하지 않아 바람직하지 않다. Specifically, in the present invention, a phosphor containing Ca and S elements as a parent and Eu 2+ as an activator, wherein some of the Ca elements are replaced with alkaline earth metal elements such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra. To provide, the specific formula is (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+ of the formula (1). Here, the europium (Eu 2+ ) is contained from 0.002 to 0.02 mol per mol of Ca ions. In addition, M is an alkaline earth metal, and 0 <x≤0.4. M substituted at the Ca element site contributes to increasing the luminescence intensity of the entire phosphor, and when less than 0.01 mol or more than 0.4 mol, it is not preferable because the luminous efficiency is not good.

또한, 본 발명에서는, Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu2+를 활성제로 포함하되, 할로겐족이온 또는 산소족이온을 포함하는 형광체를 제공하는 것으로, 그 구체적인 화학식은 화학식 2의 CaS:Eu2+,Q이다. 여기서, 유로피움(Eu2+)은 Ca 이온 1몰당 0.002 내지 0.02몰 포함된다. Q는 F-, Cl-와 같은 할로겐이온, 또는, O2 -, Se2 -와 같은 산소족이온이고, Ca 이온 1몰당 0.01 내지 0.05몰로 포함되는 것이 발광효율을 증가시키는데 바람직하다.In addition, in the present invention, a phosphor containing Ca and S elements as a parent and Eu 2+ as an activator and containing a halogen ion or an oxygen group ion is provided. The specific chemical formulas include CaS: Eu 2+ , Q. Here, the europium (Eu 2+ ) is contained from 0.002 to 0.02 mol per mol of Ca ions. Q is a halogen ion such as F , Cl , or an oxygen group ion such as O 2 , Se 2 −, and it is preferable that Q is contained in an amount of 0.01 to 0.05 mole per mole of Ca ion to increase luminous efficiency.

또한, 본 발명에서는, Ca 및 S 원소를 모체로 하고 Eu2+를 활성제로 포함하되, 상기 Ca원소 중 일부가 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra와 같은 알칼리 토금속 원소로 치환되고, 할로겐이온 또는 산소족이온을 포함하는 형광체로, 그 구체적인 화학식은 화학식 3의 (Ca1-xMx)S:Eu2+,Q이다. 여기서, 유로피움(Eu2+)은 Ca 이온 1몰당 0.002 내지 0.02몰 포함된다. 또한, 여기서 M은 알칼리토금속이고, 0 < x ≤0.4 이며, 전체 형광체의 발광세기를 증가시키는데 기여하고, 발광 피크점을 변화시킨다. 또한, Q는 F-, Cl-와 같은 할로겐이온, 또는, O2 -, Se2 -와 같은 산소족이온이고, Ca 이온 1몰당 0.01 내지 0.05몰로 포함되는 것이 발광효율을 증가시키는데 바람직하다. Further, in the present invention, Ca and S elements as a parent and Eu 2+ as an activator, some of the Ca element is substituted with alkaline earth metal elements such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra, halogen Phosphor containing ions or oxygen group ions, the specific formula is (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+ , Q of the formula (3). Here, the europium (Eu 2+ ) is contained from 0.002 to 0.02 mol per mol of Ca ions. In addition, M is an alkaline earth metal, and 0 < x &lt; 0.4, which contributes to increasing the luminescence intensity of the entire phosphor and changes the luminescence peak point. In addition, Q is halogen ions such as F , Cl , or oxygen group ions such as O 2 , Se 2 −, and it is preferable to include 0.01 to 0.05 mol per mole of Ca ions to increase luminous efficiency.

본 발명의 형광체는 400 내지 650nm의 파장을 흡수하여 580 내지 750nm에서 발광되어, 청색 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광 장치 또는 적색 발광 장치에 사용하는 형광체로 바람직한 발광특성을 나타낸다. 또한 본 발명의 형광체는 발광효율도 높아서 휘도와 색순도가 높은 백색 또는 적색 발광 장치를 제조할 수 있다.The phosphor of the present invention absorbs a wavelength of 400 to 650 nm and emits light at 580 to 750 nm, and exhibits desirable luminescence properties as a phosphor used in a white light emitting device or a red light emitting device including a blue light emitting diode. In addition, the phosphor of the present invention has a high luminous efficiency, it is possible to manufacture a white or red light emitting device having high brightness and color purity.

이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 적색 형광체는 하기의 방법에 따라 제조가능하다.Although not limited thereto, the red phosphor of the present invention can be prepared according to the following method.

MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 혼합하고, 바람직하게는, 각각 0.001~0.4 : 1 : 1~3 : 0.001~0.01의 몰비로 혼합하고, (여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리 토금속) 상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에서 750~950℃에서 1~15 시간동안 1차 소성한 다음, 상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 2차 소성하여 형광체를 제조한다. Any one selected from the group consisting of MCl 2 , MCO 3 , MO and MF 2 , CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 is mixed, preferably 0.001 to 0.4: 1: 1: 1 to 0.001 to 0.01, respectively. Mix in molar ratio (wherein M is at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra); and mix the mixture at 750-950 ° C. under H 2 / N 2 gas conditions. After the first firing for 15 hours, the first fired calcined product is secondary baked at 750 to 950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas to prepare a phosphor.

또 다른 방법으로, AlF3, NH4F 및 이들의 혼합물 중 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 혼합하고, 바람직하게는, 각각 0.01~0.05 : 1 : 1~3 : 0.001~0.01의 몰비로 혼합하고, 상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에서 750~950℃에서 1~10 시간동안 1차 소성한 다음, 상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~10 시간동안 2차 소성하여 형광체를 제조한다.In another method, any one of AlF 3 , NH 4 F and mixtures thereof, CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 is mixed, preferably 0.01 to 0.05: 1: 1 to 3: 0.001-0.01, respectively. And the mixture was first calcined at 750 to 950 ° C for 1 to 10 hours under H 2 / N 2 gas conditions, and then the first calcined calcined product was calcined at 750 under H 2 / N 2 gas conditions. Secondary firing at ˜950 ° C. for 1 to 10 hours to prepare a phosphor.

또한, 이에 제한되는 것은 아니지만, Also, but not limited to

상기 적색 형광체의 제조방법에 있어서, 상기 Eu2O3는 CaCO3에 대하여 0.1 내지 1.0몰%로 포함되고, 상기 MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나는 CaCO3에 대하여 0.8 내지 8몰%로 포함되며, 상기 AlF3 또는 NH4F는 CaCO3에 대하여 1 내지 5몰%로 포함될 때에 발광세기가 우수한 적색 형광체의 제조가 가능하다. In the method of manufacturing the red phosphor, the Eu 2 O 3 is contained by 0.1 to 1.0% by moles, based on CaCO 3, the MCl 2, MCO 3, any one selected from the group consisting of MO and MF 2 is a CaCO 3 It is contained in 0.8 to 8 mol%, and when the AlF 3 or NH 4 F is included in 1 to 5 mol% with respect to CaCO 3 it is possible to manufacture a red phosphor excellent in luminous intensity.

형광체는 물리적 힘이나 형광체 표면에서 일어나는 화학적 반응 때문에 발광세기가 감소하거나 LED와 같은 발광 장치나 소자를 손상시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 형광체의 표면을 코팅하는 것이 바람직하다. 상기 형광체를 SiO2로 코팅하기 위하여, 이에 제한되는 것은 아니지만, Phosphors may reduce light intensity or damage light emitting devices or devices, such as LEDs, due to physical forces or chemical reactions occurring on the phosphor surface. In order to prevent this, it is preferable to coat the surface of the phosphor. In order to coat the phosphor with SiO 2 , but is not limited thereto,

80 내지 90℃ 에서 물 및 에탄올 혼합용매를 30분 내지 2시간동안 리플럭스하고, 상기 혼합용액에 TEOS (tetraethyl orthosilicate), NH4OH 및 아세트산을 혼합하여 가수분해한 다음, 상기 혼합용액에 상기 제조된 형광체를 첨가하고 10분 내지 1시간동안 리플럭스 한 후 상기 혼합용액을 필터링하고 건조시킨 다음, 300 내지 500℃에서 30분내지 2시간동안 열처리하여 코팅된다. 이러한 단계를 통하여 형광체 표면에 SiO2 코팅이 형성되어 안전성과 지속성을 향상시킬 수 있다. Water and ethanol mixed solvent was refluxed at 80 to 90 ° C. for 30 minutes to 2 hours, and the mixture was hydrolyzed by mixing TEOS (tetraethyl orthosilicate), NH 4 OH and acetic acid, and then preparing the mixed solution. The phosphor was added and refluxed for 10 minutes to 1 hour, and then the mixed solution was filtered and dried, and then coated by heat treatment at 300 to 500 ° C. for 30 minutes to 2 hours. Through this step, a SiO 2 coating may be formed on the surface of the phosphor to improve safety and durability.

상기 용매는 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올이 적용가능하다.The solvent is applicable to alcohol, such as ethanol, isopropanol.

본 발명에서, 상기 TEOS (tetraethyl orthosilicate) 또는 소디움실리케이트 (sodium silicate)가 적용가능하다. In the present invention, the tetraethyl orthosilicate (TEOS) or sodium silicate is applicable.

상기 제조방법에서, 리플럭스, 필터링 또는 열처리 방법은 당해 기술분야에 통상적으로 수행되는 방법들로 수행가능하다. In the above production method, the reflux, filtering or heat treatment method may be performed by methods conventionally performed in the art.

상술한 형광체의 제조방법, 및 SiO2로 표면을 코팅하는 단계들을 더 포함하는 형광체의 제조방법에 있어서, 당해 기술분야의 통상적인 범위 내에서 제조단계 중 일부의 생략이나 부가를 할 수 있다.In the method of manufacturing the above-described phosphor, and the method of manufacturing the phosphor further comprising the step of coating the surface with SiO 2 , it is possible to omit or add some of the manufacturing steps within a conventional range in the art.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 예시하기로 하되, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be illustrated by the following examples, but the protection scope of the present invention is not limited only to the following examples.

실시예 1 : BaClExample 1 BaCl 22 를 이용한 본 발명의 적색 형광체의 제조Preparation of Red Phosphor of the Present Invention

(1) Eu2+의 농도에 따른 적색 형광체의 형광세기(1) Fluorescence intensity of red phosphor according to the concentration of Eu 2+

이온농도를 0.60g의 CaCO3, 0.34g의 S 및 CaCO3대비2.4몰%의 BaCl2를 혼합후, Eu2O3를 사용하여 Ca 이온 1몰 대비 Eu2+의 이온농도를 0.2 내지 2.0몰%로 변화시키면서 혼합하였다. 상기 혼합물을 막자사발로 잘 갈은 다음, 알루미나 도가니 (crucible)에 넣고 뚜껑을 닫은 후 튜브 전기로에서 800℃ (3℃/min)에서 15시간동안 H2/N2 가스 35mL/min 조건에서 1차 소성을 하였다. 그 다음, 800℃(3℃/min)에서 10시간동안 H2/N2 가스 35mL/min 조건에서 2차 소성을 하여 본 발명에 따른 형광체를 제조하였다. Of the ion density 0.60g CaCO 3, BaCl 2 After mixing of the S and CaCO 3 2.4%, compared to moles of 0.34g, Eu 2 O 3 with a Ca ion 1 mole contrast Eu 2+ ion concentration of 0.2 to 2.0 moles of Mix with varying percent. Grind the mixture well with a mortar and pestle, place it in an alumina crucible, close the lid, and then H 2 / N 2 gas for 15 hours at 800 ° C (3 ° C / min) in a tube furnace. Primary firing was carried out at 35 mL / min. Thereafter, secondary phosphorous firing was performed at 800 ° C. (3 ° C./min) for 10 hours at 35 mL / min in H 2 / N 2 gas to prepare a phosphor according to the present invention.

도1은 상기 방법으로 제조된 적색 형광체의 Eu2+ 농도에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이다. 상기 도 1에 나타난 바와 같이, Eu2+ 이온이 Ca 이온 대비 0.5 몰%가 첨가되었을 때, 가장 강한 강도(intensity)가 측정되었다. 이때 발광 피크는 650 nm이었으며, 스펙트럼 영역은 580 내지 750 nm의 적색 영역이다. Figure 1 is a graph showing the emission spectrum according to the concentration of Eu 2+ of the red phosphor prepared by the above method. As shown in FIG. 1, when 0.5 mol% of Eu 2+ ions were added to Ca ions, the strongest intensity was measured. In this case, the emission peak was 650 nm, and the spectral region was a red region of 580 to 750 nm.

도 2는 Eu2+가 0.5 몰% 첨가된 적색형광체의 650 nm에 대한 여기 스펙트럼을 보여주고 있다. 여기 스펙트럼은 400 내지 650 nm 영역에서 나타나고 있으며, 뾰족 한 선들은 사용한 Xe 램프의 산란된 빛이다.FIG. 2 shows an excitation spectrum for 650 nm of a red phosphor having Eu 2+ added 0.5 mol%. The excitation spectrum is in the 400 to 650 nm range, with the sharp lines being the scattered light of the used Xe lamp.

(2) BaCl2 첨가량에 따른 적색 형광체의 형광 세기(2) Fluorescence intensity of red phosphor according to the amount of BaCl 2 added

Eu2O3 의 첨가량은 상기에서와 같이 0.5mol%를 고정시켜 놓고, 하기 표 1에 나타난 조성비로 적색 형광체를 제조하였다. BaCl2는 CaCO3 대비 1, 2, 3, 5, 7, 10 wt% 별로 1차 소성 (900℃(3℃/min) 10시간 H2/N2 gas 35cc/min)한 후, 다시 2차 소성 (800℃(3℃/min) 15시간 H2/N2 gas 35cc/min)를 실시하였다. The amount of Eu 2 O 3 added was fixed to 0.5 mol% as described above, to prepare a red phosphor in the composition ratio shown in Table 1 below. BaCl 2 was calcined at 1, 2, 3, 5, 7, 10 wt% compared to CaCO 3 (900 ℃ (3 ℃ / min) for 10 hours H 2 / N 2 gas 35cc / min), and then again Firing (800 ° C. (3 ° C./min) 15 hours H 2 / N 2 gas 35 cc / min) was performed.

[표 1]TABLE 1

CaCO3 CaCO 3 SS Eu2O3 Eu 2 O 3 BaCl2 wt% (몰 %)BaCl 2 wt% (mol%) AA 0.8007g   0.8007 g 0.5130g   0.5130 g 0.5mol%   0.5mol% 1 (0.8) 1 (0.8) BB 2 (1.6) 2 (1.6) CC 3 (2.4) 3 (2.4) DD 5 (4.0) 5 (4.0) EE 7 (5.6) 7 (5.6) FF 10 (8) 10 (8)

도 3은 468 nm 여기광에 의하여 방출된, 제조한 적색 형광체의 발광 스펙트럼을 보여주고 있다. 피크점은 649.7 nm 이었으며, 그 세기는 첨가한BaCl2의 양에 따라 크게 달랐다. 도 3에 나타난 바와 같이, Ca2+ 대비 4.0 몰%의 Ba2+ 이온이 첨가 될 때 가장 센 발광강도를 나타내었고, 이는 BaCl2를 첨가하지 않은 경우에 비하여 강도가 50%이상 증가한 것이다. Figure 3 shows the emission spectrum of the prepared red phosphor, emitted by 468 nm excitation light. The peak point was 649.7 nm, and the intensity varied greatly depending on the amount of BaCl 2 added. As shown in FIG. 3, the highest luminescence intensity was shown when 4.0 mol% of Ba 2+ ions were added to Ca 2+ , which is increased by more than 50% compared to the case where BaCl 2 was not added.

실시예 2: F 이온을 포함한 본 발명의 적색 형광체의 제조Example 2 Preparation of Red Phosphor of the Invention Containing F Ions

(1) F 이온이 형광체의 발광에 미치는 영향을 알아보기 위해, NH4F 및/또는 AlF3 을 첨가하여 할로겐 이온이 포함되는 화학식 2의 CaS:Eu2 +,Q 형광체를 제조하였다. 조성비는 하기 표 2와 같이 혼합하였으며, 1차 소성 및 2차 소성은 실시예 1과 유사한 과정이나 다만 1차 소성은 (900℃(3℃/min) 2시간 H2/N2 gas 35cc/min)한 후, 다시 2차 소성 (900℃(3℃/min) 2시간 H2/N2 gas 35cc/min)를 실시하였다. (1) F ion is to investigate the effect on the light emission of the phosphor, NH 4 F was added to and / or AlF 3 and CaS contained in the formula (2) is a halogen ion: Eu 2 +, Q A phosphor was prepared. The composition ratio was mixed as shown in Table 2 below, and the first and second firings were similar to those of Example 1, but the first firing was performed at (900 ° C. (3 ° C./min) for 2 hours H 2 / N 2 gas 35 cc / min). ), And then calcined again (900 ° C. (3 ° C./min) for 2 hours H 2 / N 2 gas 35 cc / min).

[표 2]TABLE 2

CaCO3 CaCO 3 SS Eu2O3 Eu 2 O 3 NH4FNH 4 F AlF3AlF3 GG 1몰 1 mole 과량 Overdose 0.5몰% 0.5 mol% 3 몰%3 mol% - - HH -- 3몰% 3 mol% II 5 몰%5 mol% - - JJ -- 5 몰% 5 mol% KK 1.5 몰%1.5 mol% 1.5 몰% 1.5 mol% LL 2.5 몰%2.5 mol% 2.5 몰% 2.5 mol%

도 4은 상기 방법에 따라 제조한 적색 형광체의 F- 이온의 첨가에 따른 발광 스펙트럼을 보여주고 있다. CaCO3 대비 3 몰%의 NH4F가 첨가될 때 가장 강한 루미네센스 세기를 보여주고 있다.Figure 4 shows the emission spectrum of the addition of F - ions of the red phosphor prepared according to the above method. The strongest luminescence intensity is shown when 3 mol% NH 4 F is added to CaCO 3 .

(2) 상기 표 2의 샘플G의 조성 조건에서 소성회수를 조절하여 O2 - 이온이 존재하도록 적색 형광체를 제조하였다. XRD 스펙트럼을 측정하여 CaS 구조를 나타내는 가장 강한 2θ= 31.38°에서, 그리고 CaO 구조를 나타내는 가장 강한 2θ=37.36°에서의 측정되는 세기를 모니터링하였다. (2) A red phosphor was prepared such that O 2 ions were present by adjusting the firing frequency under the composition conditions of Sample G of Table 2. XRD spectra were measured to monitor the measured intensities at the strongest 2θ = 31.38 ° representing the CaS structure and at the strongest 2θ = 37.36 ° representing the CaO structure.

도 5는 O2 - 이온의 양이 루미네센스 세기에 미치는 영향을 나타낸 그래프로, x축은 I (2θ=37.36°)/I (2θ= 31.38°)를 나타낸다. 도 5에서 나타난 바와 같이, O2- 이온의 양이 환원가스의 흐름율(flow rate)을 증가시키거나, 소성횟수를 증가시키는 등의 소성 조건에 따라 감소할수록 발광강도의 세기는 증가하다가 CaS의 XRD 피크 대비 30 %에서 최대 세기의 루미네센스가 방출되었다. 그러나 이 이하의 O2 - 농도 조건에서는 다시 루미네센스가 감소하기 시작하였다. 이것은 O2- 이온이 도판트 (dopant) 정도로 존재할 경우에는 루미네센스의 세기가 더 세다는 것을 보여주고 있다.5 is a graph showing the effect of the amount of O 2 ions on the luminescence intensity, the x-axis shows I (2θ = 37.36 °) / I (2θ = 31.38 °). As shown in FIG. 5, the intensity of luminescence intensity increases as the amount of O 2- ion decreases according to the firing conditions such as increasing the flow rate of the reducing gas or increasing the firing frequency. The maximum intensity luminescence was emitted at 30% relative to the XRD peak. However, O 2 in the following - the concentrations started to decrease again, the luminescence. This shows that the intensity of luminescence is stronger when O 2 ions are present in the degree of dopant.

또한, 이온농도를 0.60g의 CaCO3, 0.34g의 S 및 CaCO3대비2.4몰%의 BaCl2를 혼합 후, Eu2O3를 사용하여 Ca 이온 1몰 대비 Eu2+의 이온농도를 0.5몰%로 변화시키면서 혼합하였다. 상기 혼합물을 막자사발로 잘 갈은 다음, 알루미나 도가니 (crucible)에 넣고 뚜껑을 닫은 후 튜브 전기로에서 800℃ (3℃/min)에서 15시간동안 H2/N2 가스 35mL/min 조건에서 1차 소성을 하였다. 그 다음, 800℃(3℃/min)에서 10시간동안 H2/N2 가스 35mL/min 조건에서 2차 소성을 하여 본 발명에 따른 형광체를 제조하였다. 또한, 상기 제조된 형광체와 동일한 형광체이나 상기와 같이 소성조건에 따라 산소이온이 존재하지 않는 경우의 형광체의 발광스펙트럼을 비교한 그래프는 도 6과 같다. 이에 따라, 산소이온이 전혀 존재하지 아니한 경우에는 낮은 루미네센스를 갖는 것으로 나타났다. Further, the ion concentration of CaCO 3, and S of CaCO 3 0.60g 0.34g of preparation after mixing BaCl 2 2.4% by mol, Eu 2 O 3 0.5 to a concentration of Eu 2+ ions than Ca ion one mole of using molar Mix with varying percent. Grind the mixture well with a mortar and pestle, place it in an alumina crucible, close the lid, and then H 2 / N 2 gas for 15 hours at 800 ° C (3 ° C / min) in a tube furnace. Primary firing was carried out at 35 mL / min. Thereafter, secondary phosphorous firing was performed at 800 ° C. (3 ° C./min) for 10 hours at 35 mL / min in H 2 / N 2 gas to prepare a phosphor according to the present invention. In addition, a graph comparing the emission spectrum of the phosphors prepared in the same phosphor as above, or phosphors when oxygen ions do not exist according to the firing conditions as described above is shown in FIG. 6. Accordingly, it was found to have low luminescence when no oxygen ions were present.

실시예 3 : 적색 형광체의 SiOExample 3 SiO of Red Phosphor 22 로의 코팅Furnace coating

상기 실시예 1및 2에서 제조한 적색 형광체의 표면을 SiO2로 코팅하였다. 실험조건은 하기 표 3에 나타난 바와 같다. 선구물질은 TEOS(tetraethyl orthosilicate)이며, 샘플M은 5 %의 TEOS로 코팅하였고, 샘플 N은 3 %로 코팅을 실시하였다. TEOS가 가수분해 반응이 일어나기 시작할 때 샘플을 넣고 축합반응을 시키는 방법으로, 먼저 물 및 에탄올 혼합된 용매를 80℃ 실리콘 오일 바스(bath)에서 1시간동안 리플럭스(reflux) 시킨 다음, 상기 혼합용액에 TEOS, NH4OH, 아세트산을 혼합하여 가수분해한 후, 샘플을 넣고, 30분간 다시 리플럭스를 시켰다. 시료를 필터한 후 전기오븐에서 건조시켰고, 건조한 시료를 400 ℃에서 1시간 동안 열처리하였다. 이와 같이 코팅한 시료의 SEM 사진을 측정하였다.The surfaces of the red phosphors prepared in Examples 1 and 2 were coated with SiO 2 . Experimental conditions are as shown in Table 3 below. The precursor was tetraethyl orthosilicate (TEOS), sample M was coated with 5% TEOS, and sample N was coated with 3%. When TEOS starts to undergo hydrolysis reaction, a sample is added and condensation reaction is performed. First, the solvent mixed with water and ethanol is refluxed for 1 hour in an 80 ° C. silicon oil bath, and then the mixed solution. TEOS, NH 4 OH, and acetic acid were mixed and hydrolyzed, and the sample was put therein and refluxed again for 30 minutes. The sample was filtered and dried in an electric oven, and the dried sample was heat treated at 400 ° C. for 1 hour. The SEM photograph of the sample coated in this way was measured.

[표 3] TABLE 3

샘플Sample 용매menstruum TEOSTEOS NH4OHNH 4 OH 아세트산Acetic acid MM 2.0060 g2.0060 g 6 mL6 mL 5 %5% 240μL240 μL pH 10pH 10 NN 2.0770 g2.0770 g 6 mL6 mL 3 %3% 240μL240 μL

도 7은 SiO2로 코팅 전 및 후의 적색형광체의 SEM 사진으로, 각각 (a) 및 (b)는 코팅전 3000배 및 40000배 확대, (c) 및 (d)는 코팅 후 3000배 및 40000배 확대한 것이다. 상기 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같이, 코팅 전에는 형광체의 표면이 매끄러운 것에 비하여 코팅 후에는 SiO2의 아이스 랜드 (ice land)들이 표면 위에 생성되어 매끄럽지 못함을 알 수 있다.7 is a SEM photograph of the red phosphor before and after coating with SiO 2 , wherein (a) and (b) are 3000x and 40000x magnification before coating, and (c) and (d) are 3000x and 40000x after coating, respectively. It is enlarged. As shown in (a) and (b), it can be seen that ice lands of SiO 2 are formed on the surface and are not smooth after the coating, as compared with the surface of the phosphor before the coating.

실시예 4 : SiOExample 4 SiO 22 코팅된 적색 형광체를 이용한 발광 다이오드의 제조 및 그 발광스펙트럼 Fabrication of Light Emitting Diode Using Coated Red Phosphor and Its Light Emission Spectrum

상기 실시예 3의 SiO2로 코팅된 적색 형광체를 이용하여 백색 발광 다이오드를 제조하였다.A white light emitting diode was manufactured using the red phosphor coated with SiO 2 of Example 3.

사파이어 기판상에, GaN 핵생성층 25nm, n-GaN 층(금속:Ti/Al) 1.2μm, 5층의 InGaN/GaN 다중양자우물층, InGaN 층 4nm, GaN 층 7nm 및 p-GaN 층(금속:Ni/Au) 0.11μm를 각각 차례로 형성시켜 청색광 LED를 제조하였다. 이어서 상기 청색광 LED 표면에 제조한 적색 형광체를 에폭시에 분산시켜 백색 발광 소자를 제조하였다. 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 p-GaN layer (metal (Ni / Au) 0.11 μm was formed in order to prepare a blue light LED. Subsequently, a red phosphor prepared on the surface of the blue light LED was dispersed in an epoxy to prepare a white light emitting device.

상기 제조된 백색 발광 다이오드의 발광스펙트럼을 도 8에 도시하였다. 본 발명에 따른 적색형광체를 도포한 발광 다이오드는 GaN 청색 LED의 발광띠에 해당하는 452 nm에서 피크점을 가진 청색 루미네센스 띠와 적색 형광체에서 방출되는 600 내지740nm 범위에서 주 발광 피크를 보여주고 있으며, 색좌표는 (0.30, 0.11)이었다. The emission spectrum of the manufactured white light emitting diode is shown in FIG. 8. The light emitting diode coated with the red phosphor according to the present invention shows a blue luminescence band having a peak point at 452 nm corresponding to a light emitting band of a GaN blue LED and a main emission peak in the range of 600 to 740 nm emitted from a red phosphor. , The color coordinates were (0.30, 0.11).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 적색 형광체의 Eu2+ 농도에 따른 발광 스펙트럼(λems = 470nm) (1: 0.25몰%; 2: 0.5몰%; 3: 0.75몰%; 4: 1.0몰% ; 및 5: 2.0몰% ) ;1 is a light emission spectrum (λ ems = 470 nm) (1: 0.25 mol%; 2: 0.5 mol%; 3: 0.75 mol%; 4: according to the Eu 2+ concentration of the red phosphor prepared in Example 1 of the present invention) 1.0 mol% and 5: 2.0 mol%);

도 2는 본 발명의 실시예 1에서 Eu2+ 가 0.5몰%가 첨가된 적색 형광체의 650nm에 대한 여기 스펙트럼;FIG. 2 is an excitation spectrum of 650 nm of a red phosphor added with 0.5 mol% of Eu 2+ in Example 1 of the present invention; FIG.

도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 적색 형광체의 BaCl2 첨가량에 따른 발광 스펙트럼(λexn = 470nm) (A: 0.8몰%; B: 1.6몰%; C: 2.4몰%; D: 4.0몰%; E: 5.6몰%; 및 F: 8몰%); Figure 3 is the first embodiment the light emission spectrum of the BaCl 2 addition amount of the red phosphor manufactured by (λ exn = 470nm) (A of the present invention: 0.8 mol%; B: 1.6 mol%; C: 2.4% by mol; D: 4.0 Mole%, E: 5.6 mole%, and F: 8 mole%);

도 4는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 적색 형광체의 발광 스펙트럼(λexn = 470nm) 4 is an emission spectrum of the red phosphor prepared in Example 2 of the present invention (λ exn = 470 nm)

도 5는 본 발명의 적색 형광체를 소성회수를 달리하여, O2-이온의 영향에 따른 루미네센스 세기를 나타낸 그래프;5 is a graph showing the luminescence intensity according to the influence of O 2- ions with different firing times for the red phosphor of the present invention;

도 6은 본 발명의 적색 형광체를 O2-이온이 함유된 경우와 그렇지 않은 경우의 루미네센스 세기를 나타낸 스펙트럼 (실선: O2-이온이 함유된 경우; 점선: O2-이온이 함유되지 않은 경우);6 is a luminescence spectrum (a solid line shows the intensity of with and without the red phosphor containing the the O 2- ions in the invention if the O 2- ions contained; broken line: O 2- ions are not contained If not);

도 7은 본 발명에 따른 SiO2 코팅된 적색 형광체의 SEM 사진 ((a) 및 (b): 코팅전 3000배 및 40000배 확대, (c) 및 (d): 코팅 후 3000배 및 40000배 확대한 사진); 및7 is a SEM image of the SiO 2 coated red phosphor according to the present invention ((a) and (b): 3000 times and 40000 times magnification before coating, (c) and (d): 3000 times and 40000 times magnification after coating One picture); And

도 8은 본 발명의 적색 형광체가 도포된 백색 발광 장치의 발광스펙트럼이다.8 is a light emission spectrum of a white light emitting device to which the red phosphor of the present invention is applied.

Claims (11)

하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 적색 형광체:Red phosphor represented by any one of the following formula 1 to 3: <화학식 1><Formula 1> (Ca1-xMx)S:Eu2+ (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+ <화학식 2><Formula 2> CaS:Eu2+,QCaS: Eu 2+ , Q <화학식 3><Formula 3> (Ca1-xMx)S:Eu2+, Q (Ca 1-x M x ) S: Eu 2+ , Q (여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 알칼리 토금속이고, Q는 F-, Cl-, O2 - 및 Se2 -로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 이온이며, 상기 Eu2 +는 상기 Ca 이온 1몰당 0.002 내지 0.02몰로 포함되고, 상기 Q는 상기 Ca 이온 1몰당 0.01 내지 0.05몰로 포함되며, 0 < x ≤ 0.4임). (Wherein, M represents Be, Mg, Ca, Sr, and at least one alkaline earth metal selected from the group consisting of Ba and Ra, Q is F -, Cl -, O 2 - and Se 2 -, at least one selected from the group consisting of and the ions, and the Eu 2 + Im is the Ca ion, 0.002 to 0.02 mol per mol of contained, and said Q comprises said Ca ion per mole of 0.01 to 0.05 mol, 0 <x ≤ 0.4). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적색 형광체가 SiO2로 표면이 코팅된 것인 적색 형광체.The red phosphor is the surface is coated with SiO 2 red phosphor. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 적색 형광체는 400 내지 650nm에서 여기 띠를 나타내고, 580 내지 750nm에서 발광띠를 나타내는 적색 형광체.The red phosphor exhibits an excitation band at 400 to 650 nm and a light emitting band at 580 to 750 nm. 제1항의 적색 형광체 및 450 내지 470nm 에서 발광하는 발광다이오드를 포함하는 적색 또는 백색발광 장치. A red or white light emitting device comprising the red phosphor of claim 1 and a light emitting diode emitting light at 450 to 470 nm. MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 혼합하는 단계 (여기서, M은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Ra로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 알칼리 토금속);Mixing any one selected from the group consisting of MCl 2 , MCO 3 , MO and MF 2 , CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 , where M is Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra At least one alkaline earth metal selected from; 상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 1차 소성하는 단계; 및First calcining the mixture at 750-950 ° C. for 1-15 hours under H 2 / N 2 gas conditions; And 상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 2차 소성하는 단계를 포함하는,And calcining the first calcined calcined product at 750˜950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas conditions. 상기 화학식 1 또는 화학식 3을 가지는 적색 형광체의 제조방법.Method for producing a red phosphor having the formula (1) or (3). AlF3, NH4F 및 이들의 혼합물 중 어느 하나, CaCO3, S 및 Eu2O3를 혼합하는 단계; Mixing any one of AlF 3 , NH 4 F and mixtures thereof, CaCO 3 , S and Eu 2 O 3 ; 상기 혼합물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 1차 소성하는 단계; 및First calcining the mixture at 750-950 ° C. for 1-15 hours under H 2 / N 2 gas conditions; And 상기 1차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 2차 소성하는 단계를 포함하는, And calcining the first calcined calcined product at 750˜950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas conditions. 상기 화학식 2을 가지는 적색 형광체의 제조방법.Method for producing a red phosphor having the formula (2). 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 Eu2O3는 CaCO3에 대하여 0.1 내지 1.0몰%로 포함하는 적색 형광체의 제조방법.Eu 2 O 3 is a method of producing a red phosphor containing 0.1 to 1.0 mol% based on CaCO 3 . 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 MCl2, MCO3, MO 및 MF2로 구성된 군에서 선택된 어느 하나는 CaCO3에 대하여 0.8 내지 8몰%로 포함하는 적색 형광체의 제조방법.MCl 2 , MCO 3 , MO and MF 2 any one selected from the group consisting of 0.8 to 8 mol% of the CaCO 3 method for producing a red phosphor. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 AlF3, NH4F 및 이들의 혼합물 중 어느 하나는 CaCO3에 대하여 1 내지 5몰%로 포함하는 적색 형광체의 제조방법.Any one of the AlF 3 , NH 4 F and mixtures thereof are produced in 1 to 5 mol% based on CaCO 3 red phosphor. 제5항 또는 제6항에 있어서, The method according to claim 5 or 6, 상기 2차 소성된 소성물을 H2/N2 가스 조건하에 750~950℃에서 1~15 시간동안 3차 소성하는 단계를 더 포함하는 적색 형광체의 제조방법.And calcining the secondary calcined product for 3 hours at 750 to 950 ° C. for 1 to 15 hours under H 2 / N 2 gas conditions. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 80~90℃에서 물 및 에탄올이 혼합된 용매를 30분 내지 2시간 동안 리플럭스하는 단계; Refluxing the solvent mixed with water and ethanol at 80-90 ° C. for 30 minutes to 2 hours; 상기 혼합용액에 TEOS, NH4OH 및 아세트산을 혼합하여 가수분해하는 단계;Hydrolyzing TEOS, NH 4 OH, and acetic acid in the mixed solution; 상기 혼합용액에 상기 제조된 형광체를 첨가하고 10분 내지 1시간 동안 리플럭스 하는 단계; 및Adding the prepared phosphor to the mixed solution and refluxing for 10 minutes to 1 hour; And 상기 혼합용액을 필터링하고 건조시킨 다음, 300~500℃에서 30분내지 2시간 동안 열처리하는 단계를 더 포함하는 형광체의 제조방법.After filtering and drying the mixed solution, the method of manufacturing a phosphor further comprising the step of heat treatment for 30 minutes to 2 hours at 300 ~ 500 ℃.
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