KR102523822B1 - Borate composition having luminescence properties similar to natural teeth and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 3가 양이온이 특정 비율로 도핑되어 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 보레이트 (borate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 희토류 금속 3가 도핑 농도 비율을 조절함으로써 형광체 조성물의 발광 특성을 조절할 수 있으므로, 피시술자의 치아 외관상 심미적 효과를 개선할 수 있다.The present invention is a borate-based phosphor composition having light emitting characteristics similar to natural teeth of a person to be treated by doping a host material with rare earth elements (REE) metal trivalent cations in a specific ratio, and Regarding the manufacturing method thereof, since the light emitting characteristics of the phosphor composition can be adjusted by adjusting the doping concentration ratio of rare earth metal trivalent, it is possible to improve the aesthetic effect on the tooth appearance of the person to be treated.

Description

자연치와 유사한 발광 특성을 갖는 보레이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법{BORATE COMPOSITION HAVING LUMINESCENCE PROPERTIES SIMILAR TO NATURAL TEETH AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Borate-based phosphor composition having luminescent properties similar to natural teeth and method for manufacturing the same

본 발명은 보레이트 (borate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 3가 양이온을 특정 비율로 도핑함으로써 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 보레이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a borate-based phosphor composition and a method for producing the same, and specifically, by doping a host material with rare earth elements (REE) metal trivalent cations in a specific ratio, the natural tooth of a person to be treated It relates to a borate-based phosphor composition having light emitting characteristics similar to those of natural teeth and a method for preparing the same.

일반적으로 치아가 우식이나 파절에 의한 손상 또는 결손 등으로 상실되면 발음, 저작, 심미성에 큰 장애가 발생한다. 또한, 치아가 없는 빈 공간으로 인접치아들이 이동함으로써, 치아의 정상적인 배열이 어긋나기 시작하면, 치아 사이에 음식물이 끼게 되어 충치나 풍치가 발생하고, 입 냄새가 나게 된다. 특히, 어금니의 손상 또는 결손은 식사를 제대로 하지 못하기 때문에 영양부족 현상이 발생할 수 있다. 또한, 앞니의 손상 또는 결손은 심미적인 문제를 야기할 뿐만 아니라, 손상 또는 결손된 부위에 2차 우식이 발생할 확률이 급격히 높아지게 된다.In general, when a tooth is lost due to damage or loss due to caries or fracture, a great obstacle occurs in pronunciation, chewing, and aesthetics. In addition, when adjacent teeth move into an empty space where there are no teeth, and the normal arrangement of the teeth starts to shift, food gets caught between the teeth, resulting in tooth decay or tooth decay and bad breath. In particular, damage or missing molars can cause malnutrition because they cannot eat properly. In addition, damage or deficiency of the front teeth not only causes aesthetic problems, but also increases the probability of secondary caries occurring in the damaged or missing area.

따라서, 이러한 치아의 손상 또는 결손이 발생된 환자에게는 치아 대체 치료인 치과용 수복 등의 저작 및 심미적 치료를 실시하고 있으며, 치과용 수복이란 치아의 우식이나 파절에 의한 부분적 손상 등의 원인으로 시술이 필요해진 치아에 환부를 도려내어 형성된 와동 (cavity)을 치아 대체 재료로 밀봉하는 것을 말하며, 이때 사용하는 치아 대체 재료가 치과용 수복재료이다.Therefore, for patients with such damage or loss of teeth, chewing and aesthetic treatment such as dental restoration, which is a replacement treatment for teeth, is performed. It refers to sealing the cavity formed by cutting out the affected tooth with a tooth replacement material, and the tooth replacement material used at this time is a dental restorative material.

치과용 수복재료는 구강 내의 특수한 환경으로 인해 일반 재료와는 다르게 교합압, 생체조직 친밀도, 과민 반응 유발 여부 등 여러 가지 특성들이 요구된다. 최근에는 대중 매체의 발달로 개인의 심미적 욕구 등이 높아짐을 반영하여, 치질과의 색 조화 등도 고려되어야 한다.Due to the special environment in the oral cavity, dental restorative materials require various properties, such as occlusal pressure, biological tissue intimacy, and hypersensitivity reactions, unlike general materials. In recent years, color harmony with hemorrhoids should also be considered, reflecting the increase in individual aesthetic desires due to the development of mass media.

1991년에 Studel이 자외선 빔의 조사하에 자연치가 강한 푸른 형광성 (strong blue fluorescence)이 나타냄을 확인하였다. 이러한 특성은 일광 (daylight)에서 자연치를 보다 하얗고 밝게 보이도록 한다. 또한, 이러한 특성은 구강 내부의 치아에 나타나는 형광성에 의한 것임이 Clark에 의해 확인된 바 있다. 이 후, 많은 연구자들에 의해 자연치의 형광스펙트럼 (fluorescence spectrum)이 블루 모브 (blue mauve)의 특성인 약 410 nm에서 420 nm의 파장에서 가장 큰 폭의 대역 (band)을 보이다가 점차 680 nm까지 감소되는 것을 관찰하였다.In 1991, Studel confirmed that natural teeth exhibit strong blue fluorescence under irradiation with an ultraviolet beam. These properties make natural teeth appear whiter and brighter in daylight. In addition, it was confirmed by Clark that this characteristic is due to fluorescence appearing on teeth in the oral cavity. After this, many researchers showed that the fluorescence spectrum of natural teeth shows the widest band in the wavelength of about 410 nm to 420 nm, which is characteristic of blue mauve, and then gradually extends to 680 nm. A decrease was observed.

이러한 자연치는 구강내 자외선 (ultraviolet radiation)을 노출시킬 때, 단일의 치아 또는 치아들 사이로부터 다양한 형광이 나타나는데, 사람마다 차이는 있으나 청백색 (bluish-white) 내지 옐로우위쉬 화이트 (yellowish-white) 색상을 보인다. 자연치의 형광은 치아의 길이와 면적에 많은 영향을 미치게 되는데, 서양인 치아는 길이와 면적에서 동양인보다 크기 때문에 청백색에 가까우며, 동양인의 경우에는 잇몸으로부터 오는 붉은색 (reddish)에 의해 옐로우위쉬 화이트 색 (yellowish-white)에 가깝다.When these natural teeth are exposed to ultraviolet radiation in the oral cavity, various fluorescences appear from a single tooth or between teeth. see. The fluorescence of natural teeth has a great effect on the length and area of teeth. Western teeth are larger than Asians in length and area, so they are close to bluish white, and in the case of Asians, they are yellowish white due to reddish coming from the gums ( close to yellowish-white).

따라서, 개개인의 자연치 (natural teeth) 발광 특성과 유사하여, 각기 다른 심미적 욕구를 만족시킬 수 있는 형광체 조성물의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a phosphor composition that is similar to the light emitting characteristics of individual natural teeth and can satisfy different aesthetic needs.

이에 본 발명자들은 희토류 금속의 3가 양이온을 포함하는 보레이트 (borate)계 형광체 조성물을 제조하였고, 본 발명에 따른 조성물은 희토류 금속의 3가 양이온의 도핑 농도를 조절함으로써, 개개인의 자연치 (natural teeth) 발광 특성과 유사한 발광 특성을 나타낼 수 있음을 확인하였다.Accordingly, the inventors of the present invention prepared a borate-based phosphor composition containing trivalent cations of rare earth metals, and the composition according to the present invention adjusts the doping concentration of trivalent cations of rare earth metals to improve natural teeth of individuals. It was confirmed that luminescence characteristics similar to luminescence characteristics could be exhibited.

이에, 본 발명의 목적은 보레이트계 형광체 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a borate-based phosphor composition.

본 발명의 다른 목적은 보레이트계 형광체 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a borate-based phosphor composition.

본 발명의 또 다른 목적은 보레이트계 형광체 조성물을 포함하는 치과용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dental composition comprising a borate-based phosphor composition.

본 발명의 또 다른 목적은 보레이트계 형광체 조성물의 도포 방법에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a method of applying a borate-based phosphor composition.

본 발명은 보레이트 (borate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 모체 결정 물질 (host material)에 희토류 (rare earth elements, REE) 금속 3가 양이온의 도핑 비율을 조절함으로써 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 보레이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a borate-based phosphor composition and a method for manufacturing the same, and specifically, by adjusting the doping ratio of rare earth elements (REE) metal trivalent cations to a host material, thereby adjusting the natural tooth of the person to be treated It relates to a borate-based phosphor composition having light emitting characteristics similar to those of natural teeth and a method for preparing the same.

이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 예는 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물에 관한 것이다:An example of the present invention relates to a borate-based phosphor composition represented by Formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

AE3(REE11-x-yREE2xREE3y)2(BO3)4 AE 3 (REE1 1-xy REE2 x REE3 y ) 2 (BO 3 ) 4

본 발명에 있어서 용어 “모체 결정 물질”은 AE3(REE1)2(BO3)4를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term “maternal crystal material” may mean AE 3 (REE1) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명에 있어서 AE는 바륨 (Ba), 스트론튬 (Sr), 및 칼슘 (Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 알칼리 토금속 (Alkali earth elements)을 의미하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 바륨일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, AE may mean an alkaline earth element selected from the group consisting of barium (Ba), strontium (Sr), and calcium (Ca), and for example, may be barium However, it is not limited thereto.

본 발명에 있어서 알칼리 토금속은 원소 주기율표상 2족 원소 군을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the alkaline earth metal may mean a Group 2 element group on the periodic table of elements.

본 발명에 있어서 REE1은 란타넘 (La), 및 이트륨 (Y), 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 희토류 금속 (rare earth elements, REE)일 수 있으며, 예를 들어, 란타넘일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, REE1 is lanthanum (La), yttrium (Y), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium ( It may be a rare earth element (REE) selected from the group consisting of Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er) and thulium (Tm), for example, it may be lanthanum However, it is not limited thereto.

본 발명에 있어서 REE2는 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 희토류 금속 (rare earth elements, REE)일 수 있으며, 예를 들어, 세륨일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, REE2 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho) , erbium (Er) and thulium (Tm), and may be one type of rare earth metal (rare earth elements, REE) selected from the group consisting of, for example, it may be cerium, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 용어 “희토류 금속 (rare earth elements, REE)”은 원소주기율표상 원자 번호 57번부터 71번까지의 군에 속하는 금속을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term “rare earth elements (REE)” may mean a metal belonging to the group of atomic numbers 57 to 71 on the periodic table of elements.

본 발명에 있어서 x는 0<x≤0.15인 것일 수 있고, 이는 x가 0은 포함하지 않고 0.15를 포함하되, 0과 0.15의 사이의 값을 가짐을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, x may be 0<x≤0.15, which means that x does not include 0 and includes 0.15, but has a value between 0 and 0.15.

본 발명에 있어서 화학식의 원소비는 일반적으로 정수로 기재하는 것이나, 합금 또는 특수광물 등 하나의 분자에 포함되는 원소의 비율이 복잡하여 소수로 기재하는 것이 정수로 기재하는 것보다 더 간단한 경우에는 소수로 기재할 수도 있다.In the present invention, the element ratio of the chemical formula is generally described as an integer, but when the ratio of elements included in one molecule such as alloys or special minerals is complicated, it is simpler to describe as a decimal than to describe as an integer. can also be written as

본 발명에 있어서 x는 화학식에서 모체결정의 희토류 금속 REE1 자리에 도핑되는 희토류 금속 REE2의 비율이며, 고상법 및 액상법 등 합성법에 따라 wt% 또는 mol%로 표기할 수 있다. 예를 들어, REE2의 wt%가 5 wt% 또는 5 mol%인 경우 x는 0.05인 것일 수 있다.In the present invention, x is the ratio of the rare earth metal REE2 doped at the site of the rare earth metal REE1 of the parent crystal in the chemical formula, and can be expressed as wt% or mol% depending on the synthesis method such as the solid phase method and the liquid phase method. For example, when the wt% of REE2 is 5 wt% or 5 mol%, x may be 0.05.

본 발명에 있어서 x는 0.01 내지 0.15, 0.01 내지 0.14, 0.01 내지 0.13, 0.03 내지 0.15, 0.03 내지 0.14, 0.03 내지 0.13, 0.05 내지 0.15, 0.05 내지 0.14 또는 0.05 내지 0.13일 수 있으며, 예를 들어, 0.05 내지 0.13일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, x may be 0.01 to 0.15, 0.01 to 0.14, 0.01 to 0.13, 0.03 to 0.15, 0.03 to 0.14, 0.03 to 0.13, 0.05 to 0.15, 0.05 to 0.14, or 0.05 to 0.13, for example, 0.05 to 0.13, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 용어 “도핑 (dopping)”은 금속공학 분야에서 모체 결정 물질에 미량의 다른 물질을 첨가하여 모체 결정 물질의 성질을 개선 또는 개질 (reforming)하는 행위를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term "doping" may refer to an act of improving or reforming the properties of a parent crystal material by adding a small amount of another material to the parent crystal material in the field of metallurgy.

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.99Ce0.01)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.99 Ce 0.01 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.97Ce0.03)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.97 Ce 0.03 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.95Ce0.05)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.95 Ce 0.05 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.93Ce0.07)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.93 Ce 0.07 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.90Ce0.10)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.90 Ce 0.10 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.87Ce0.13)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.87 Ce 0.13 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.85Ce0.15)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.85 Ce 0.15 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.99Tb0.01)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.99 Tb 0.01 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.97Tb0.03)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.97 Tb 0.03 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.95Tb 0.05)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.95 Tb 0.05 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.93Tb 0.07)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.93 Tb 0.07 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.90Tb 0.10)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.90 Tb 0.10 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.87Tb 0.13)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.87 Tb 0.13 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.85Tb 0.15)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.85 Tb 0.15 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명에 있어서 REE3은 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 희토류 금속 (rare earth elements, REE)일 수 있으며, 예를 들어, 터븀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, REE3 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho) , erbium (Er) and thulium (Tm), and may be one type of rare earth metal (rare earth elements, REE) selected from the group consisting of, for example, terbium, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 y는 화학식에서 모체결정의 희토류 금속 REE1 자리에 도핑되는 희토류 금속 REE3의 비율이며, 고상법 및 액상법 등 합성법에 따라 wt% 또는 mol%로 표기할 수 있다. 예를 들어, REE3의 wt% 또는 mol%가 10 wt% 또는 10 mol%인 경우 y는 0.07인 것일 수 있다.In the present invention, y is the ratio of the rare earth metal REE3 doped at the site of the rare earth metal REE1 of the parent crystal in the chemical formula, and can be expressed in wt% or mol% depending on the synthesis method such as the solid phase method and the liquid phase method. For example, when the wt% or mol% of REE3 is 10 wt% or 10 mol%, y may be 0.07.

본 발명에 있어서 y는 0≤y≤0.15인 것일 수 있고, 이는 y가 0 및 0.15를 포함하고, 0과 0.15의 사이의 값을 가짐을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, y may be 0≤y≤0.15, which means that y includes 0 and 0.15 and has a value between 0 and 0.15.

본 발명에 있어서 y는 0.01 내지 0.15, 0.01 내지 0.14, 0.01 내지 0.13, 0.03 내지 0.15, 0.03 내지 0.14, 0.03 내지 0.13, 0.05 내지 0.15, 0.05 내지 0.14, 0.05 내지 0.13, 0.07 내지 0.15, 0.07 내지 0.14 또는 0.07 내지 0.13일 수 있으며, 예를 들어, 0.07 내지 0.13일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, y is 0.01 to 0.15, 0.01 to 0.14, 0.01 to 0.13, 0.03 to 0.15, 0.03 to 0.14, 0.03 to 0.13, 0.05 to 0.15, 0.05 to 0.14, 0.05 to 0.13, 0.07 to 0.17, or 0.15 It may be 0.07 to 0.13, for example, 0.07 to 0.13, but is not limited thereto.

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.92Ce0.07Tb0.01)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.92 Ce 0.07 Tb 0.01 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.90Ce0.07Tb0.03)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.90 Ce 0.07 Tb 0.03 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.88Ce0.07Tb0.05)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Formula 1 may be Ba 3 (La 0.88 Ce 0.07 Tb 0.05 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.86Ce0.07Tb0.07)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.86 Ce 0.07 Tb 0.07 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.83Ce0.07Tb0.10)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.83 Ce 0.07 Tb 0.10 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.80Ce0.07Tb0.13)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.80 Ce 0.07 Tb 0.13 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물은 Ba3(La0.78Ce0.07Tb0.15)2(BO3)4인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the borate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1 may be Ba 3 (La 0.78 Ce 0.07 Tb 0.15 ) 2 (BO 3 ) 4 .

본 발명에 있어서 형광체 조성물의 평균 입자경은 0.01 내지 10 um, 0.01 내지 8 um, 0.01 내지 6 um, 0.01 내지 4 um, 0.1 내지 10 um, 0.1 내지 8 um, 0.1 내지 6 um, 0.1 내지 4 um, 1 내지 10 um, 1 내지 8 um, 1 내지 6 um, 1 내지 4 um, 2 내지 10 um, 2 내지 8 um, 2 내지 6 um, 2 내지 4 um, 3 내지 10 um, 3 내지 8 um, 3 내지 6 um 또는 3 내지 4 um일 수 있으며, 예를 들어, 3 um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the average particle diameter of the phosphor composition is 0.01 to 10 um, 0.01 to 8 um, 0.01 to 6 um, 0.01 to 4 um, 0.1 to 10 um, 0.1 to 8 um, 0.1 to 6 um, 0.1 to 4 um, 1 to 10 um, 1 to 8 um, 1 to 6 um, 1 to 4 um, 2 to 10 um, 2 to 8 um, 2 to 6 um, 2 to 4 um, 3 to 10 um, 3 to 8 um, It may be 3 to 6 um or 3 to 4 um, for example, 3 um, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 형광체 조성물의 발광 파장은 410 내지 600 nm, 410 내지 590 nm, 410 내지 580 nm, 410 내지 570 nm, 410 내지 560 nm, 410 내지 550 nm, 410 내지 540 nm, 410 내지 530 nm, 410 내지 520 nm, 420 내지 600 nm, 420 내지 590 nm, 420 내지 580 nm, 420 내지 570 nm, 420 내지 560 nm, 420 내지 550 nm, 420 내지 540 nm, 420 내지 530 nm, 420 내지 520 nm, 430 내지 600 nm, 430 내지 590 nm, 430 내지 580 nm, 430 내지 570 nm, 430 내지 560 nm, 430 내지 550 nm, 430 내지 540 nm, 430 내지 530 nm, 430 내지 520 nm, 440 내지 600 nm, 440 내지 590 nm, 440 내지 580 nm, 440 내지 570 nm, 440 내지 560 nm, 440 내지 550 nm, 440 내지 540 nm, 440 내지 530 nm, 440 내지 520 nm, 450 내지 600 nm, 450 내지 590 nm, 450 내지 580 nm, 450 내지 570 nm, 450 내지 560 nm, 450 내지 550 nm, 450 내지 540 nm, 450 내지 530 nm, 450 내지 520 nm, 460 내지 600 nm, 460 내지 590 nm, 460 내지 580 nm, 460 내지 570 nm, 460 내지 560 nm, 460 내지 550 nm, 460 내지 540 nm, 460 내지 530 nm, 460 내지 520 nm, 470 내지 600 nm, 470 내지 590 nm, 470 내지 580 nm, 470 내지 570 nm, 470 내지 560 nm, 470 내지 550 nm, 470 내지 540 nm, 470 내지 530 nm, 470 내지 520 nm, 480 내지 600 nm, 480 내지 590 nm, 480 내지 580 nm, 480 내지 570 nm, 480 내지 560 nm, 480 내지 550 nm, 480 내지 540 nm, 480 내지 530 nm 또는 480 내지 520 nm 일 수 있으며, 예를 들어, 480 내지 510 nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the emission wavelength of the phosphor composition is 410 to 600 nm, 410 to 590 nm, 410 to 580 nm, 410 to 570 nm, 410 to 560 nm, 410 to 550 nm, 410 to 540 nm, 410 to 530 nm, 410 to 520 nm, 420 to 600 nm, 420 to 590 nm, 420 to 580 nm, 420 to 570 nm, 420 to 560 nm, 420 to 550 nm, 420 to 540 nm, 420 to 530 nm, 420 to 520 nm, 430 to 600 nm, 430 to 590 nm, 430 to 580 nm, 430 to 570 nm, 430 to 560 nm, 430 to 550 nm, 430 to 540 nm, 430 to 530 nm, 430 to 520 nm, 440 to 600 nm, 440 to 590 nm, 440 to 580 nm, 440 to 570 nm, 440 to 560 nm, 440 to 550 nm, 440 to 540 nm, 440 to 530 nm, 440 to 520 nm, 450 to 600 nm, 450 to 590 nm, 450 to 580 nm, 450 to 570 nm, 450 to 560 nm, 450 to 550 nm, 450 to 540 nm, 450 to 530 nm, 450 to 520 nm, 460 to 600 nm, 460 to 590 nm, 460 to 580 nm, 460 to 570 nm, 460 to 560 nm, 460 to 550 nm, 460 to 540 nm, 460 to 530 nm, 460 to 520 nm, 470 to 600 nm, 470 to 590 nm, 470 to 580 nm, 470 to 570 nm, 470 to 560 nm, 470 to 550 nm, 470 to 540 nm, 470 to 530 nm, 470 to 520 nm, 480 to 600 nm, 480 to 590 nm, 480 to 580 nm, 480 to 570 nm, 480 to 560 nm, It may be 480 to 550 nm, 480 to 540 nm, 480 to 530 nm, or 480 to 520 nm, for example, 480 to 510 nm, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 일 예는 다음의 단계를 포함하는 보레이트계 형광체 조성물의 제조 방법에 관한 것이다:Another example of the present invention relates to a method for producing a borate-based phosphor composition comprising the following steps:

질산바륨 [Barium nitrate, Ba(NO3)2], 질산란타넘 [Lanthanum nitrate, La(NO3)3], 질산세륨 [Cerium nitrate, Ce(NO3)3] 및 붕산 (Hydrogen borate, HBO3)을 용매에 용해하여 용해물을 준비하는 준비 단계;Barium nitrate, Ba(NO 3 ) 2 ], lanthanum nitrate, La(NO 3 ) 3 ], cerium nitrate, Ce(NO 3 ) 3 ] and boric acid (Hydrogen borate, HBO 3 ) in a solvent to prepare a lysate;

용해물을 건조하여 건조 혼합물을 수득하는 건조 단계; 및a drying step of drying the lysate to obtain a dry mixture; and

건조된 혼합물을, H2 및 N2 가스를 포함하는 혼합 가스 조건 하에서 열 처리하여 하소 혼합물을 수득하는 하소 단계.A calcination step of subjecting the dried mixture to heat treatment under a mixed gas condition containing H 2 and N 2 gas to obtain a calcination mixture.

본 발명에 있어서 준비 단계는 질산바륨 [Barium nitrate, Ba(NO3)2], 질산란타넘 [Lanthanum nitrate, La(NO3)3], 질산세륨 [Cerium nitrate, Ce(NO3)3] 및 붕산 (Hydrogen borate, HBO3)를 용매에 용해하여 용해물을 준비하는 것일 수 있다.In the present invention, the preparation step is barium nitrate [Barium nitrate, Ba (NO 3 ) 2 ], lanthanum nitrate [Lanthanum nitrate, La (NO 3 ) 3 ], cerium nitrate [Cerium nitrate, Ce (NO 3 ) 3 ] and Boric acid (Hydrogen borate, HBO 3 ) may be dissolved in a solvent to prepare a lysate.

본 발명에 있어서 준비 단계는 질산터븀 [Terbium nitrate, Tb(NO3)3]를 용매에 추가로 용해하여 용해물을 준비하는 것일 수 있다.In the present invention, the preparation step may be to prepare a lysate by dissolving terbium nitrate [Terbium nitrate, Tb(NO 3 ) 3 ] in a solvent.

본 발명에 있어서 용매는 증류수, 질산 수용액, 염산 수용액, 아세톤 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것일 수 있으며, 예를 들어, 증류수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the solvent may be one selected from the group consisting of distilled water, nitric acid aqueous solution, hydrochloric acid aqueous solution, acetone and ethanol, for example, distilled water, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 용해물의 상 (phase)은 수용액상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the phase of the lysate may be an aqueous solution, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 건조 단계는 80 내지 150 ℃, 80 내지 140 ℃, 80 내지 130 ℃, 80 내지 120 ℃, 80 내지 110 ℃, 80 내지 100 ℃ 또는 80 내지 90 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 80 내지 90 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the drying step may be carried out under temperature conditions of 80 to 150 ° C, 80 to 140 ° C, 80 to 130 ° C, 80 to 120 ° C, 80 to 110 ° C, 80 to 100 ° C or 80 to 90 ° C, , For example, it may be performed under a temperature condition of 80 to 90 ℃, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 건조 단계는 12 내지 72시간, 12 내지 60시간, 12 내지 48시간, 12 내지 36시간 또는 12 내지 24시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 12시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the drying step may be performed for 12 to 72 hours, 12 to 60 hours, 12 to 48 hours, 12 to 36 hours, or 12 to 24 hours, for example, it may be performed for 12 hours. , but is not limited thereto.

건조 단계가 12시간 보다 적게 수행되는 경우, 용해물에 포함되는 용매가 충분히 증발되지 못하고, 용매가 잔류하여 형광체 조성물이 오염될 수 있다.If the drying step is performed for less than 12 hours, the solvent included in the melt may not be sufficiently evaporated, and the solvent may remain, contaminating the phosphor composition.

본 발명에 있어서 하소 단계는 건조 단계를 수행한 건조 혼합물을 열 처리하여 하소 혼합물을 수득하는 것일 수 있다.In the present invention, the calcination step may be to heat-treat the dry mixture subjected to the drying step to obtain a calcination mixture.

본 발명에 있어서 하소 단계는 900 내지 1300 ℃900 내지 1200 ℃1000 내지 1300 ℃1000 내지 1200 ℃1100 내지 1300 ℃또는 1100 내지 1200 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 1100 내지 1200 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the calcination step may be performed at a temperature condition of 900 to 1300 °C 900 to 1200 °C 1000 to 1300 °C 1000 to 1200 °C 1100 to 1300 °C or 1100 to 1200 °C, for example, 1100 to 1200 °C It may be performed at a temperature condition of, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 하소 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 16시간, 6 내지 12시간 또는 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 6시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the calcination step may be performed for 6 to 24 hours, 6 to 20 hours, 6 to 16 hours, 6 to 12 hours, or 6 to 8 hours, for example, it may be performed for 6 hours. , but is not limited thereto.

하소 단계가 6시간 보다 적게 수행되는 경우, Ba(NO3)2, La(NO3)3, Tb(NO3)3, Ce(NO3)3 및 HBO3 중 일부가 형광체 조성물로 합성되지 못하므로, 불순물 또는 잔류물로 남아 보레이트계 형광체 조성물의 수율이 낮아질 수 있다.When the calcination step is performed for less than 6 hours, some of Ba(NO 3 ) 2 , La(NO 3 ) 3 , Tb(NO 3 ) 3 , Ce(NO 3 ) 3 and HBO 3 cannot be synthesized into the phosphor composition. Therefore, the yield of the borate-based phosphor composition may be reduced by remaining as impurities or residues.

본 발명의 일 구현예에서, 하소 단계는 도핑되는 희토류 금속 이온의 환원을 위해 H2 및 N2 가스를 포함하고, 이를 제외한 다른 종류의 가스를 포함하지 않는 혼합 가스 조건 하에서 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the calcination may be performed under a mixed gas condition including H 2 and N 2 gases for reducing doped rare earth metal ions and not including other types of gases.

본 발명에 있어서 혼합 가스는 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 H2 가스를 5 내지 10%, 5 내지 9%, 5 내지 8%, 5 내지 7% 또는 5 내지 6% 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 5% 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the mixed gas may contain 5 to 10%, 5 to 9%, 5 to 8%, 5 to 7%, or 5 to 6% of H 2 gas based on the molar gas fraction of the total gas, For example, it may contain 5%, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 혼합 가스는 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 N2 가스를 90 내지 95%, 91 내지 95%, 92 내지 95%, 93 내지 95% 또는 94 내지 95% 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 95% 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the mixed gas may contain 90 to 95%, 91 to 95%, 92 to 95%, 93 to 95%, or 94 to 95% of N 2 gas based on the molar gas fraction of the total gas, For example, it may contain 95%, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 하소 단계는 하소 혼합물을 분쇄하는 분쇄 단계를 추가로 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the calcination step may further include a pulverization step of pulverizing the calcination mixture.

본 발명에 있어서 분쇄 단계는 미분쇄기 또는 초분쇄기를 이용하여 하소 혼합물을 분쇄하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the pulverizing step may be pulverizing the calcined mixture using a pulverizer or an ultra pulverizer, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 미분쇄기는 볼 밀 (ball mill), 진동 밀 (vibration mill), 롤러 밀 (roller mill), 제트 밀 (jet mill) 및 유성 밀 (planetary mill)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 것일 수 있으며, 예를 들어, 볼 밀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the pulverizer is one selected from the group consisting of a ball mill, a vibration mill, a roller mill, a jet mill, and a planetary mill. It may be, for example, a ball mill, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분쇄 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 16시간, 6 내지 12시간 또는 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the crushing step may be performed for 6 to 24 hours, 6 to 20 hours, 6 to 16 hours, 6 to 12 hours, or 6 to 8 hours, for example, to be performed for 6 to 8 hours It may, but is not limited thereto.

분쇄 단계가 6시간 미만 수행되는 경우, 보레이트계 형광체 조성물이 충분하게 분쇄되지 않아, 분쇄된 조성물 분말의 균일도가 떨어지므로 치아에 적용 (도포) 시 매끈한 표면을 구현하는 것이 곤란할 수 있다.If the pulverization step is performed for less than 6 hours, the borate-based phosphor composition is not sufficiently pulverized, and the uniformity of the powder of the pulverized composition is lowered, so it may be difficult to implement a smooth surface when applied (applied) to teeth.

본 발명의 또 다른 일 예는 화학식 1로 표시되는 보레이트계 형광체 조성물을 포함하는 치과용 조성물을 제공하는 것이다:Another example of the present invention is to provide a dental composition comprising a borate-based phosphor composition represented by Formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

AE3(REE11-x-yREE2xREE3y)2(BO3)4 AE 3 (REE1 1-xy REE2 x REE3 y ) 2 (BO 3 ) 4

본 발명에 있어서 치과용 조성물은 치아 수복물, 치아 보철물 및 치아 보형물 표면처리제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the dental composition may be at least one selected from the group consisting of dental restorations, dental prostheses, and surface treatment agents for dental prostheses, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 치아는 자연치 및/또는 인공치를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, teeth may mean natural teeth and/or artificial teeth.

본 발명의 또 다른 일 예는 다음의 단계를 포함하는 형광체 조성물의 도포 방법에 관한 것이다:Another example of the present invention relates to a method of applying a phosphor composition comprising the following steps:

화학식 1로 표시되는 형광체 조성물 및 파우더를 포함하는 분말 혼합물, 및 바인더를 혼합하여 도포물을 준비하는 혼합 단계;A mixing step of preparing a coating material by mixing a powder mixture including the phosphor composition represented by Formula 1 and the powder, and a binder;

대상체에 상기 도포물을 도포하는 도포 단계; 및an application step of applying the application material to a target object; and

대상체에 도포된 도포물을 40 내지 60 ℃/분의 승온 속도로 650 내지 750 ℃의 온도 조건까지 승온시키고 20 내지 40분 동안 등온 상태로 유지하는 열 처리 단계.A heat treatment step of raising the temperature of the coating material applied to the object to a temperature condition of 650 to 750 ° C. at a heating rate of 40 to 60 ° C./min and maintaining the temperature in an isothermal state for 20 to 40 minutes.

[화학식 1][Formula 1]

AE3(REE11-x-yREE2xREE3y)2(BO3)4 AE 3 (REE1 1-xy REE2 x REE3 y ) 2 (BO 3 ) 4

본 발명에 있어서 파우더는 치과용 글레이즈 파우더로서, 인공 치아에 광택을 부여하여 심미감을 일으키게 하기 위한 치과 재료를 의미하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the powder is a dental glaze powder, which may mean a dental material for giving gloss to artificial teeth to cause aesthetics, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분말 혼합물은 화학식 1로 표시되는 형광체 조성물 및 파우더를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the powder mixture may include the phosphor composition represented by Formula 1 and the powder, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분말 혼합물에 포함되는 형광체 조성물 및 파우더의 중량비 (w/w%)는 1:9인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w/w%) of the phosphor composition and the powder included in the powder mixture may be 1:9, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 바인더는 부탄디올 (butanediol), 프로필렌 글리콜 (propylene glycol) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 보레이트계 형광체 조성물의 성형성을 용이하게 하기 위하여 적절한 것을 이용할 수 있다.In the present invention, the binder may be butanediol, propylene glycol, or a combination thereof, but is not limited thereto, and a suitable binder may be used to facilitate moldability of the borate-based phosphor composition.

본 발명에 있어서 도포물에 포함되는 분말 혼합물의 중량비 (w/w%)는 50 내지 70 중량%, 50 내지 65 중량%, 50 내지 60 중량%, 55 내지 70 중량%, 55 내지 65 중량% 또는 55 내지 60 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w/w%) of the powder mixture included in the coating is 50 to 70% by weight, 50 to 65% by weight, 50 to 60% by weight, 55 to 70% by weight, 55 to 65% by weight or It may be 55 to 60% by weight, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 도포물에 포함되는 바인더의 중량비 (w/w%)는 30 내지 50 중량%, 30 내지 45 중량%, 35 내지 50 중량%, 35 내지 45 중량%, 40 내지 50 중량% 또는 40 내지 45 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w/w%) of the binder included in the coating is 30 to 50% by weight, 30 to 45% by weight, 35 to 50% by weight, 35 to 45% by weight, 40 to 50% by weight or 40% by weight. to 45% by weight, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 대상체는 자연치, 인공치 또는 치과용 조성물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the subject may be a natural tooth, an artificial tooth, or a dental composition, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 도포물은 대상체에 적절히 도포되기 위한 점도를 갖도록 분말 혼합물 및 바인더를 혼합한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the coating material may be a mixture of a powder mixture and a binder so as to have a viscosity to be properly applied to the target object, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계의 승온 속도는 40 내지 60 ℃/분, 40 내지 58 ℃/분, 40 내지 56 ℃/분, 40 내지 54 ℃/분, 40 내지 52 ℃/분, 42 내지 60 ℃/분, 42 내지 58 ℃/분, 42 내지 56 ℃/분, 42 내지 54 ℃/분, 42 내지 52 ℃/분, 44 내지 60 ℃/분, 44 내지 58 ℃/분, 44 내지 56 ℃/분, 44 내지 54 ℃/분, 44 내지 52 ℃/분, 46 내지 60 ℃/분, 46 내지 58 ℃/분, 46 내지 56 ℃/분, 46 내지 54 ℃/분, 46 내지 52 ℃/분, 48 내지 60 ℃/분, 48 내지 58 ℃/분, 48 내지 56 ℃/분, 48 내지 54 ℃/분 또는 48 내지 52 ℃/분 일 수 있으며, 예를 들어, 48 내지 52 ℃/분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the heating rate of the heat treatment step is 40 to 60 °C/min, 40 to 58 °C/min, 40 to 56 °C/min, 40 to 54 °C/min, 40 to 52 °C/min, 42 to 60 °C /min, 42 to 58 °C/min, 42 to 56 °C/min, 42 to 54 °C/min, 42 to 52 °C/min, 44 to 60 °C/min, 44 to 58 °C/min, 44 to 56 °C/min min, 44-54 °C/min, 44-52 °C/min, 46-60 °C/min, 46-58 °C/min, 46-56 °C/min, 46-54 °C/min, 46-52 °C/min . However, it is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계는 250 내지 750 ℃ 250 내지 700 ℃, 250 내지 650 ℃, 250 내지 600 ℃, 250 내지 550 ℃, 250 내지 500 ℃, 300 내지 750 ℃, 300 내지 700 ℃, 300 내지 650 ℃, 300 내지 600 ℃, 300 내지 550 ℃, 300 내지 500 ℃, 350 내지 750 ℃, 350 내지 700 ℃, 350 내지 650 ℃, 350 내지 600 ℃, 350 내지 550 ℃, 350 내지 500 ℃, 400 내지 750 ℃, 400 내지 700 ℃, 400 내지 650 ℃, 400 내지 600 ℃, 400 내지 550 ℃ 또는 400 내지 500 ℃의 온도 조건까지 승온시키는 것일 수 있으며, 예를 들어 400 내지 500 ℃의 온도 조건까지 승온시키는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the heat treatment step is 250 to 750 ℃ 250 to 700 ℃, 250 to 650 ℃, 250 to 600 ℃, 250 to 550 ℃, 250 to 500 ℃, 300 to 750 ℃, 300 to 700 ℃, 300 to 650 ℃, 300 to 600 ℃, 300 to 550 ℃, 300 to 500 ℃, 350 to 750 ℃, 350 to 700 ℃, 350 to 650 ℃, 350 to 600 ℃, 350 to 550 ℃, 350 to 500 ℃, 400 to 750 °C, 400 to 700 °C, 400 to 650 °C, 400 to 600 °C, 400 to 550 °C or 400 to 500 °C may be raised to a temperature condition, for example, to be heated to a temperature condition of 400 to 500 °C It may, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계는 20 내지 40 분, 20 내지 35 분, 25 내지 40 분 또는 25 내지 30 분 동안 등온 상태를 유지하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 25 내지 30 분 동안 등온 상태를 유지하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the heat treatment step may be to maintain an isothermal state for 20 to 40 minutes, 20 to 35 minutes, 25 to 40 minutes, or 25 to 30 minutes, for example, maintain an isothermal state for 25 to 30 minutes It may be, but is not limited thereto.

본 발명은 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 3가 양이온을 특정 비율로 도핑하여 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 보레이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 희토류 금속 3가 도핑 농도 비율을 조절함으로써 형광체 조성물의 발광 특성을 조절할 수 있으므로, 피시술자의 치아 외관상 심미적 효과를 개선할 수 있다.The present invention is a borate-based phosphor composition having light emitting characteristics similar to natural teeth of a subject by doping Rare earth elements (REE) metal trivalent cations in a specific ratio in a host material and a method for manufacturing the same Regarding, since it is possible to adjust the light emitting characteristics of the phosphor composition by adjusting the doping concentration ratio of rare earth metal trivalent, it is possible to improve the aesthetic effect on the tooth appearance of the person to be treated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보레이트계 형광체 조성물의 입자경을 현미경으로 관찰한 사진이다. (Scale bar: 10 um)
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실험예에 따른 보레이트계 형광체 조성물의 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실험예에 따른 보레이트계 형광체 조성물 (란타넘-세륨-터븀)의 PL/PLE를 나타낸 그래프이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실험예에 따른 보레이트계 형광체 조성물 (란타넘-세륨)의 PL/PLE를 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실험예에 따른 보레이트계 형광체 조성물 (란타넘-터븀)의 PL/PLE를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실험예에 따라 보레이트계 형광체 조성물을 기판에 도포하여 300 ℃, 400 ℃, 500 ℃, 600 ℃ 및 700 ℃의 열 처리 과정을 거친 후의 외관과, 자외선 조사시 보레이트계 형광체 조성물이 발광하는 모습을 촬영한 사진이다.
도 7은 보레이트계 형광체 조성물이 기판에 도포되기 전의 발광 특성과 기판에 도포하여 열 처리 과정을 거친 후의 발광 특성을 비교 분석한 그래프이다.
1 is a photograph of a particle diameter of a borate-based phosphor composition according to an embodiment of the present invention observed under a microscope. (Scale bar: 10um)
2a to 2c are graphs showing XRD patterns of borate-based phosphor compositions according to an experimental example of the present invention.
3a and 3b are graphs showing PL/PLE of a borate-based phosphor composition (lanthanum-cerium-terbium) according to an experimental example of the present invention.
4a and 4b are graphs showing PL/PLE of a borate-based phosphor composition (lanthanum-cerium) according to an experimental example of the present invention.
5a and 5b are graphs showing PL/PLE of a borate-based phosphor composition (lanthanum-terbium) according to an experimental example of the present invention.
Figure 6 shows the appearance after a borate-based phosphor composition is applied to a substrate and subjected to heat treatment at 300 ° C, 400 ° C, 500 ° C, 600 ° C and 700 ° C according to an experimental example of the present invention, and a borate-based phosphor when irradiated with ultraviolet rays This is a photograph taken of the composition emitting light.
7 is a graph comparing and analyzing luminescence characteristics before a borate-based phosphor composition is applied to a substrate and luminescence characteristics after being applied to a substrate and subjected to a heat treatment process.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to designate that the features, components, etc. described in the specification exist, but one or more other features or components do not exist or cannot be added. does not mean

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

본 명세서에서 사용하는 정도의 용어 “약”, “실질적으로”등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서에서 “~하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~을 위한 단계”를 의미하지 않는다.As used herein, the terms "about", "substantially" and the like are used at or close to the value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and are intended to convey an understanding of the present invention. Accurate or absolute figures are used to help prevent exploitation by unscrupulous infringers of the disclosed disclosure. Also, in the present specification, “step of” or “step of” does not mean “step for”.

본 발명에 있어서 용어 “여기 파장 (excitation wavelength)”은 형광체 조성물의 전자를 높은 에너지 준위를 갖도록 여기시키는 (excitation) 빛의 파장을 의미하는 것일 수 있으며, 일반적으로 여기 스펙트럼은 흡수 스펙트럼과 일치하는 것일 수 있다.In the present invention, the term "excitation wavelength" may mean a wavelength of light that excites electrons of a phosphor composition to have a high energy level, and in general, the excitation spectrum coincides with the absorption spectrum. can

본 발명에 있어서 용어 “발광 파장 (emission wavelength)”은 형광체 조성물의 높은 에너지 준위를 갖도록 여기된 전자가 에너지를 잃고 여기 전 에너지 준위로 돌아갈 때, 형광체 조성물이 방출하는 빛의 파장을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term "emission wavelength" may mean the wavelength of light emitted by the phosphor composition when electrons excited to have a high energy level lose energy and return to the energy level before excitation. there is.

이하, 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 제조예 및 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 제조예 및 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through preparation examples and examples. These Preparation Examples and Examples are only for explaining the present invention in more detail, and it is common knowledge in the art that the scope of the present invention is not limited by these Preparation Examples and Examples according to the gist of the present invention. It will be self-evident in the chair.

제조예 1. 보레이트계 형광체 조성물의 제조 (란타넘-세륨-터븀)Preparation Example 1. Preparation of borate-based phosphor composition (lanthanum-cerium-terbium)

출발 물질로서 질산바륨 [Barium nitrate, Ba(NO3)2], 질산란타넘 [Lanthanum nitrate, La(NO3)3], 질산터븀 [Terbium nitrate, Tb(NO3)3], 질산세륨 [Cerium nitrate, Ce(NO3)3] 및 붕산 (Hydrogen borate, HBO3)을 건식 혼합하고, 혼합물 총 중량 대비 10 중량%의 물과 혼합하여 혼합물을 준비하였다. 혼합물에 암모니아수 (NH4OH)를 추가로 첨가하여 pH를 9로 제어하였다.as starting material Barium nitrate, Ba(NO 3 ) 2 ], Lanthanum nitrate, La(NO 3 ) 3 ], Terbium nitrate, Tb(NO 3 ) 3 ], Cerium nitrate, Ce (NO 3 ) 3 ] and boric acid (Hydrogen borate, HBO 3 ) were dry mixed and mixed with 10% by weight of water based on the total weight of the mixture to prepare a mixture. Ammonia water (NH 4 OH) was further added to the mixture to control the pH to 9.

실시예 1 내지 실시예 7의 혼합물에 포함되는 La, Ce3+ 및 Tb3+의 mol%는 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the mol% of La, Ce 3+ and Tb 3+ contained in the mixtures of Examples 1 to 7.

원소 (mol%)Element (mol%) 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 La (mol%)La (mol %) 9292 9090 8888 8686 8383 8080 7878 Ce (mol%)Ce (mol %) 77 77 77 77 77 77 77 Tb (mol%)Tb (mol %) 1One 33 55 77 1010 1313 1515 합계Sum 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100

pH를 9로 제어한 혼합물을 교반기를 이용하여 60 ℃에서 2시간 동안 교반하였다. 원심분리기를 이용하여 교반된 혼합물을 80 ℃의 온도 조건 하에서 12시간 동안 건조시켜 건조물을 수득하였다. 수득된 건조물을 1200 ℃의 온도 조건에서 6시간 동안, 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 95% N2 및 5% H2를 포함하는 혼합 가스 조건하에서 열 처리함으로써 하소 혼합물을 수득하였다.The mixture whose pH was controlled to 9 was stirred at 60 °C for 2 hours using a stirrer. The stirred mixture was dried for 12 hours under a temperature condition of 80 °C using a centrifugal separator to obtain a dried product. A calcined mixture was obtained by heat-treating the obtained dried material at a temperature of 1200° C. for 6 hours under a mixed gas condition containing 95% N 2 and 5% H 2 based on the molar gas fraction of the total gas.

하소 혼합물의 평균 입자경이 3 um 이하가 되도록 볼 밀 (ball mill)을 이용하여 6시간 동안 분쇄하여, 실시예 1 내지 7의 보레이트계 형광체 조성물을 제조하였고, 보레이트계 형광체 조성물의 입자경을 확인하여 도 1에 나타내었다.The borate-based phosphor compositions of Examples 1 to 7 were prepared by grinding for 6 hours using a ball mill so that the calcined mixture had an average particle diameter of 3 μm or less, and the particle diameter of the borate-based phosphor composition was confirmed. 1.

제조예 2. 보레이트계 형광체 조성물의 제조 (란타넘-세륨)Preparation Example 2. Preparation of borate-based phosphor composition (lanthanum-cerium)

출발 물질로써 질산바륨 [Barium nitrate, Ba(NO3)2], 질산란타넘 [Lanthanum nitrate, La(NO3)3], 질산세륨 [Cerium nitrate, Ce(NO3)3] 및 붕산 (Hydrogen borate, HBO3)을 건식 혼합하고, 혼합물 총 중량 대비 10 중량%의 물과 혼합하여 혼합물을 준비하였다. 혼합물에 암모니아수 (NH4OH)를 추가로 첨가하여 pH를 9로 제어하였다.As starting materials, barium nitrate [Barium nitrate, Ba(NO 3 ) 2 ], lanthanum nitrate [Lanthanum nitrate, La(NO 3 ) 3 ], A mixture was prepared by dry mixing cerium nitrate (Ce(NO 3 ) 3 ) and boric acid (Hydrogen borate, HBO 3 ) and mixing with 10% by weight of water based on the total weight of the mixture. Ammonia water (NH 4 OH) was further added to the mixture to control the pH to 9.

실시예 8 내지 실시예 14의 혼합물에 포함되는 La 및 Ce의 mol% 비율은 표 2에 나타내었다.The mol% ratios of La and Ce included in the mixtures of Examples 8 to 14 are shown in Table 2.

원소 (mol%)Element (mol%) 실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 La (mol%)La (mol%) 9999 9797 9595 9393 9090 8787 8585 Ce (mol%)Ce (mol %) 1One 33 55 77 1010 1313 1515 합계Sum 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100

제조예 3. 보레이트계 형광체 조성물의 제조 (란타넘-터븀)Preparation Example 3. Preparation of borate-based phosphor composition (lanthanum-terbium)

출발 물질로써 질산바륨 [Barium nitrate, Ba(NO3)2], 질산란타넘 [Lanthanum nitrate, La(NO3)3], 질산터븀 [Terbium nitrate, Tb(NO3)3] 및 붕산 (Hydrogen borate, HBO3)을 건식 혼합하고, 혼합물 총 중량 대비 10 중량%의 물과 혼합하여 혼합물을 준비하였다. 혼합물에 암모니아수 (NH4OH)를 추가로 첨가하여 pH를 9로 제어하였다.As starting materials, barium nitrate, Ba(NO 3 ) 2 ], lanthanum nitrate, La(NO 3 ) 3 ], terbium nitrate, Tb(NO 3 ) 3 ] and boric acid (Hydrogen borate , HBO 3 ) was dry mixed and mixed with 10% by weight of water based on the total weight of the mixture to prepare a mixture. Ammonia water (NH 4 OH) was further added to the mixture to control the pH to 9.

실시예 15 내지 실시예 21의 혼합물에 포함되는 La 및 Tb의 mol% 비율은 표 3에 나타내었다.The mol% ratios of La and Tb included in the mixtures of Examples 15 to 21 are shown in Table 3.

원소 (mol%)Element (mol%) 실시예 15Example 15 실시예 16Example 16 실시예 17Example 17 실시예 18Example 18 실시예 19Example 19 실시예 20Example 20 실시예 21Example 21 La (mol%)La (mol%) 9999 9797 9595 9393 9090 8787 8585 Tb (mol%)Tb (mol%) 1One 33 55 77 1010 1313 1515 합계Sum 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100

실험예 1. 보레이트계 형광체 조성물의 XRD 패턴 분석Experimental Example 1. XRD pattern analysis of borate-based phosphor composition

실시예 1 내지 실시예 21의 보레이트계 형광체 조성물에 대하여 X-레이 회절분석법 (X-ray diffraction, XRD)을 이용하여, XRD 패턴을 분석한 결과, 실시예 1 내지 실시예 7은 도 2a에 실시예 8 내지 실시예 14은 도 2b에, 실시예 15 내지 실시예 21은 도 2c에 나타내었다.As a result of analyzing the XRD patterns of the borate-based phosphor compositions of Examples 1 to 21 using X-ray diffraction (XRD), Examples 1 to 7 are shown in FIG. 2A. Examples 8 to 14 are shown in FIG. 2B and Examples 15 to 21 are shown in FIG. 2C.

도 2a 내지 2c에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 21의 보레이트계 형광체 조성물은 Tb3+ 이온과 Ce3+ 이온의 농도가 증가하여도 불순물이나 미반응물이 검출되지 않았고, Peak는 단일상으로 측정되었다.As can be seen in FIGS. 2a to 2c, in the borate-based phosphor compositions of Examples 1 to 21, no impurities or unreacted substances were detected even when the concentrations of Tb 3+ ions and Ce 3+ ions increased, and the peaks were single phase. was measured as

또한, Tb3+ 이온 및 Ce3+ 이온의 농도가 증가함에 따라 Ba3La2(BO3)4 결정 격자가 수축하기 때문에, XRD 피크의 위치가 고각으로 이동하는 것을 확인하였으며, 이를 통해 Tb3+ 이온과 Ce3+ 이온이 Ba3La2(BO3)4 결정 격자 내의 La3+ 이온 자리에 성공적으로 치환된 것이라 판단하였다.In addition, since the Ba 3 La 2 (BO 3 ) 4 crystal lattice contracted as the concentrations of Tb 3+ and Ce 3+ ions increased, it was confirmed that the position of the XRD peak shifted to a higher angle. Through this, it was confirmed that the Tb 3 It was determined that + ions and Ce 3+ ions were successfully substituted for La 3+ ions in the Ba 3 La 2 (BO 3 ) 4 crystal lattice.

실험예 2. 보레이트계 형광체 조성물의 PL/PLE 분석Experimental Example 2. PL/PLE analysis of borate-based phosphor composition

2-1. 란타넘-터븀-세륨 형광체 조성물2-1. Lanthanum-terbium-cerium phosphor composition

실시예 1 내지 실시예 7의 보레이트계 형광체 조성물에 대하여 분광형광계 (spectrofluorometer)를 이용하여, 상온의 온도 조건 하에서 발광 특성 (photoluminescence) 및 여기 파장 (excitation wavelength)을 분석하였다.The borate-based phosphor compositions of Examples 1 to 7 were analyzed for photoluminescence and excitation wavelength using a spectrofluorometer at room temperature.

실시예 1 내지 실시예 7의 보레이트계 형광체 조성물에 광원 파장 (λex)이 365 내지 405 nm인 광원을 조사할 경우, 발광 특성을 도 3a, 3b및 표 4에 나타내었다.When the borate-based phosphor compositions of Examples 1 to 7 were irradiated with a light source having a light source wavelength (λ ex ) of 365 to 405 nm, emission characteristics are shown in FIGS. 3a and 3b and Table 4.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 발광 파장 (λem)Emission wavelength (λ em ) 546546 546546 546546 546546 546546 546546 546546 여기 파장 (λex)Excitation wavelength (λ ex ) 329329 324324 320320 324324 320320 324324 330330 발광 세기 (a.u.)Luminous intensity (a.u.) 360360 1,2471,247 1,6281,628 2,2202,220 4,5204,520 3,8703,870 3,1343,134

도 3a 및 표 4에서 확인할 수 있듯이, 광원 파장이 365 내지 405 nm인 경우, Ce 7%, Tb 10%의 실시예 5 형광체 조성물이 가장 강한 세기 (intensity)의 발광 (luminescence)을 나타내었다. 도 3a에서 각 피크는 Ex365 nm = 490 nm, 545 nm, 585 nm, 623 nm인 것으로 측정되었다.As can be seen in FIG. 3a and Table 4, when the wavelength of the light source is 365 to 405 nm, the phosphor composition of Example 5 containing 7% Ce and 10% Tb exhibited the strongest intensity of luminescence. In Figure 3a, each peak was measured to be Ex 365 nm = 490 nm, 545 nm, 585 nm, 623 nm.

Ce 7 mol% 및 Tb 10 mol%를 포함하는 형광체 조성물은 발광 세기 (PL intensity)가 가장 강한 것으로 측정되었으며, Ce 7 mol%에 Tb 10 mol%를 초과 포함하는 경우에는 오히려 발광 세기가 감소되는 것을 확인하였다.The phosphor composition containing 7 mol% of Ce and 10 mol% of Tb was measured to have the strongest luminescence intensity (PL intensity), and when the 7 mol% of Ce and 10 mol% of Tb were included, the luminescence intensity rather decreased. Confirmed.

도 3b 및 표 4에서 확인할 수 있듯이, 최소 여기 파장은 320 nm이고, 최대 여기 파장은 329 nm 인 것으로 측정되었다. 형광체 조성물은 광원 파장이 405 nm인 경우 여기되지 않아, 여기 파장이 거의 측정되지 않았다.As can be seen in Figure 3b and Table 4, the minimum excitation wavelength was measured to be 320 nm and the maximum excitation wavelength to be 329 nm. The phosphor composition was not excited when the light source wavelength was 405 nm, so the excitation wavelength was hardly measured.

2-2. 란타넘-세륨 형광체 조성물2-2. Lanthanum-cerium phosphor composition

실시예 8 내지 실시예 14의 보레이트계 형광체 조성물에 대하여 분광형광계를 이용하여, 상온의 온도 조건 하에서 발광 특성 (photoluminescence) 및 여기 파장 (excitation wavelength)을 분석하였다.The borate-based phosphor compositions of Examples 8 to 14 were analyzed for photoluminescence and excitation wavelength using a spectrofluorometer at room temperature.

실시예 8 내지 실시예 14의 형광체 조성물에 광원 파장 (λex)이 365 내지 405 nm인 광원을 조사할 경우, 발광 특성을 도 4a, 4b 및 표 5에 나타내었다.When the phosphor compositions of Examples 8 to 14 were irradiated with a light source having a light source wavelength (λ ex ) of 365 to 405 nm, emission characteristics are shown in FIGS. 4a and 4b and Table 5.

실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 실시예 12Example 12 실시예 13Example 13 실시예 14Example 14 발광 파장(λem)Emission wavelength (λ em ) 473473 473473 473473 472472 482482 475475 489489 여기 파장(λex)Excitation wavelength (λ ex ) 323323 320320 320320 320320 329329 324324 323323 발광 세기(a.u.)Luminous intensity (a.u.) 404404 495495 466466 652652 421421 515515 447447

도 4a, 4b 및 표 5에서 확인할 수 있듯이, 광원 파장이 365 nm인 경우, Ce3+ 7 mol%의 실시예 11 형광체 조성물이 652 a.u.로 가장 강한 세기 (intensity)의 발광 (luminescence)을 나타내었다. 형광체 조성물은 Ce3+를 10 mol% 이상 포함하면 농도 소광 (concentration quenching)이 발생하였다. 최소 여기 파장은 320 nm이고, 최대 여기 파장은 329 nm 인 것으로 측정되었다.As can be seen in Figures 4a, 4b and Table 5, when the light source wavelength is 365 nm, the phosphor composition of Example 11 with Ce 3 + 7 mol% showed the strongest intensity of luminescence with 652 au. . When the phosphor composition contained 10 mol% or more of Ce 3+ , concentration quenching occurred. It was determined that the minimum excitation wavelength was 320 nm and the maximum excitation wavelength was 329 nm.

2-3. 란타넘-터븀 형광체 조성물2-3. Lanthanum-terbium phosphor composition

실시예 15 내지 실시예 21의 보레이트계 형광체 조성물에 대하여 분광형광계를 이용하여, 상온의 온도 조건 하에서 발광 특성 (photoluminescence) 및 여기 파장 (excitation wavelength)을 분석하였다.The borate-based phosphor compositions of Examples 15 to 21 were analyzed for photoluminescence and excitation wavelength using a spectrofluorometer at room temperature.

실시예 15 내지 실시예 21의 형광체 조성물에 광원 파장 (λex)이 365 내지 405 nm인 광원을 조사할 경우, 발광 특성을 도 5a, 5b 및 표 6에 나타내었다.When the phosphor compositions of Examples 15 to 21 were irradiated with a light source having a light source wavelength (λ ex ) of 365 to 405 nm, emission characteristics are shown in FIGS. 5a and 5b and Table 6.

실시예 15Example 15 실시예 16Example 16 실시예 17Example 17 실시예 18Example 18 실시예 19Example 19 실시예 20Example 20 실시예 21Example 21 발광 파장(λem)Emission wavelength (λ em ) 546546 546546 546546 546546 546546 546546 546546 여기 파장(λex)Excitation wavelength (λ ex ) 245245 245245 246246 250250 251251 251251 251251 발광 세기(a.u.)Luminous intensity (a.u.) 403403 498498 733733 1,2721,272 1,3241,324 1,2701,270 669669

도 5a, 5b 및 표 6에서 확인할 수 있듯이, 광원 파장이 365 nm인 경우, Tb3+ 10 mol%의 실시예 19 형광체 조성물이 1,324 a.u.로 가장 강한 세기 (intensity)의 발광 (luminescence)을 나타내었다. 형광체 조성물은 Tb3+를 13 mol% 이상 포함하면 오히려 발광 세기가 감소하여 농도 소광 (concentration quenching)이 나타나는 것을 확인하였다. 최소 여기 파장은 245 nm이고 최대 여기 파장은 251 nm인 것으로 측정되었다.As can be seen in Figures 5a, 5b and Table 6, when the light source wavelength is 365 nm, the phosphor composition of Example 19 with Tb 3 + 10 mol% showed the strongest intensity of luminescence with 1,324 au. . When the phosphor composition contained 13 mol% or more of Tb 3+ , it was confirmed that concentration quenching appeared due to a decrease in emission intensity. The minimum excitation wavelength was determined to be 245 nm and the maximum excitation wavelength to be 251 nm.

종합하면, Ce3+ 7 mol% 및 Tb3+ 0 mol% 포함하는 형광체 조성물 (실시예 11)의 경우, 가장 짧은 발광 파장인 473 nm의 청록색 (cyan blue) 발광을 나타내었고, Ce3+ 7 mol% 및 Tb3+ 10 mol% 포함하는 형광체 조성물 (실시예 5)의 경우, 가장 긴 발광 파장인 547 nm의 옐로우위시-화이트 (yellowish-white) 발광을 나타내었다. 옐로우위시-화이트 발광이란, 가시광 영역의 전체 발광 파장들의 합한 발광을 의미한다.In summary, in the case of the phosphor composition (Example 11) containing Ce 3+ 7 mol% and Tb 3+ 0 mol%, cyan blue emission of 473 nm, which is the shortest emission wavelength, was exhibited, and Ce 3+ 7 In the case of the phosphor composition (Example 5) including mol% and Tb 3+ 10 mol%, yellowish-white emission of 547 nm, which is the longest emission wavelength, was exhibited. Yellow wish-white light emission means light emission obtained by summing all light emission wavelengths in the visible light region.

본 발명의 형광체 조성물은 자연치의 형광 특성을 참조하여, Ce3+ 및 Tb3+의 mol% 농도를 조절함으로써, 형광체 조성물의 발광 파장을 473 내지 547 nm 범위에서 조절할 수 있어, 자연치의 심미적 특성에 따라 발광 특성을 조절할 수 있다.In the phosphor composition of the present invention, the emission wavelength of the phosphor composition can be controlled in the range of 473 to 547 nm by adjusting the mol% concentrations of Ce 3+ and Tb 3+ with reference to the fluorescence characteristics of natural teeth, thereby improving aesthetic properties of natural teeth. The luminous properties can be adjusted accordingly.

실험예 3. 보레이트계 형광체 조성물의 도포시 발광 특성Experimental Example 3. Luminescence characteristics upon application of borate-based phosphor composition

실시예 5의 형광체 조성물 (Ce 7%, Tb 10%)과 IPS e.max Ceram Glaze powder를 2:8 (w/w%)로 혼합하여 분말 혼합물을 준비하였다. 분말 혼합물과 바인더 (propylene glycol)를 7:3 (w/w%)으로 혼합하여 페이스트 (도포물)를 제조한 후, 기판에 도포하여 상온에서부터 50 ℃/min 승온 속도로, 300 내지 700 ℃의 온도 조건까지 고속 가열 승온시키면서 총 30분 동안 열 처리를 수행하여, 그 외관을 도 6에 나타내었다.A powder mixture was prepared by mixing the phosphor composition of Example 5 (Ce 7%, Tb 10%) and IPS e.max Ceram Glaze powder at a ratio of 2:8 (w/w%). After preparing a paste (coating product) by mixing the powder mixture and a binder (propylene glycol) at a ratio of 7:3 (w/w%), it is applied to a substrate and heated from room temperature to 300 to 700 ℃ at a heating rate of 50 ℃/min. The heat treatment was performed for a total of 30 minutes while heating at high speed to the temperature condition, and the appearance is shown in FIG. 6 .

그리고, 기판에 도포한 형광체 조성물의 승온 온도별 발광 특성을 비교 분석한 PL/PLE 그래프를 도 7 및 표 7에 나타내었다.7 and Table 7 show PL/PLE graphs comparing and analyzing the emission characteristics of the phosphor composition applied to the substrate at each heating temperature.

PastePaste 300 ℃300 400 ℃400 500 ℃500 600 ℃600 700 ℃700℃ 발광 파장 (nm)Emission wavelength (nm) 545545 545545 545545 545545 545545 545545 발광 세기(a.u.)Luminous intensity (a.u.) 4,0004,000 2,2552,255 1,2101,210 792792 957957 683683

도 7 및 표 7에서 확인할 수 있듯이, 실시예 5의 형광체 조성물은 바인더와 혼합하여 열 처리하면 발광 세기는 감소하나 발광 파장이 유지되었다.As can be seen from FIG. 7 and Table 7, when the phosphor composition of Example 5 was mixed with a binder and subjected to heat treatment, the emission intensity decreased but the emission wavelength was maintained.

일반적으로 형광체 조성물을 고온 열 처리할 경우, 형광체 조성물은 바인더와 상호작용하여 발광이 소멸하는 것에 비하여, 형광체 조성물에 대한 아주 빠른 고속의 승온 열 처리를 통해 바인더와 형광체의 상호작용 및 데미지를 최소화하여 발광 파장을 유지시킬 수 있었다.In general, when a phosphor composition is subjected to high-temperature heat treatment, the phosphor composition interacts with the binder and the light emission disappears, whereas the phosphor composition is subjected to a very high-speed heating heat treatment to minimize the interaction and damage between the binder and the phosphor. The emission wavelength could be maintained.

삭제delete

Claims (15)

화학식 1로 표시되는 형광체를 포함하는 치과용 조성물:
[화학식 1]
AE3(REE11-x-yREE2xREE3y)2(BO3)4
여기서,
상기 x는 0<x≤0.15이고,
상기 y는 0≤y≤0.15이고,
상기 AE는 바륨 (Ba), 스트론튬 (Sr) 및 칼슘 (Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE1은 란타넘 (La), 가돌리늄 (Gd) 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE2는 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE3은 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이다.
A dental composition comprising a phosphor represented by Formula 1:
[Formula 1]
AE 3 (REE1 1-xy REE2 x REE3 y ) 2 (BO 3 ) 4
here,
Wherein x is 0<x≤0.15,
Wherein y is 0≤y≤0.15,
The AE is one selected from the group consisting of barium (Ba), strontium (Sr) and calcium (Ca),
The REE1 is one selected from the group consisting of lanthanum (La), gadolinium (Gd) and yttrium (Y),
The REE2 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium ( Er) and one selected from the group consisting of thulium (Tm),
The REE3 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium ( Er) and thulium (Tm).
제1항에 있어서, 상기 REE2는 세륨 (Ce)인 것인, 치과용 조성물.The dental composition according to claim 1, wherein REE2 is cerium (Ce). 제2항에 있어서, 상기 x는 0.05≤x≤0.13인 것인, 치과용 조성물.The dental composition according to claim 2, wherein x is 0.05≤x≤0.13. 제1항에 있어서, 상기 REE3은 터븀 (Tb)인 것인, 치과용 조성물.The dental composition according to claim 1, wherein REE3 is terbium (Tb). 제4항에 있어서, 상기 y는 0.07≤y≤0.13인 것인, 치과용 조성물.The dental composition according to claim 4, wherein y is 0.07≤y≤0.13. 제1항에 있어서, 상기 치과용 조성물의 평균 입자경은 0.01 내지 10 um인 것인, 치과용 조성물.The dental composition according to claim 1, wherein the dental composition has an average particle diameter of 0.01 to 10 um. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 치과용 조성물은 치아 수복물, 치아 보철물 및 치아 보형물 표면처리제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 치과용 조성물.According to claim 1, wherein the dental composition is at least one member selected from the group consisting of dental restorations, dental prosthesis and dental prosthesis surface treatment agent, the dental composition. 다음의 단계를 포함하는 치과용 조성물의 도포 방법:
화학식 1로 표시되는 형광체 조성물 및 파우더를 포함하는 분말 혼합물, 및 바인더를 혼합하여 도포물을 준비하는 혼합 단계;
대상체에 상기 도포물을 도포하는 도포 단계; 및
대상체에 도포된 도포물을 40 내지 60 ℃/분의 승온 속도로 250 내지 750 ℃의 온도 조건까지 승온시키고 20 내지 40분 동안 등온 상태로 유지하는 열 처리 단계.
[화학식 1]
AE3(REE11-x-yREE2xREE3y)2(BO3)4
여기서,
상기 x는 0<x≤0.15이고,
상기 y는 0≤y≤0.15이고,
상기 AE는 바륨 (Ba), 스트론튬 (Sr) 및 칼슘 (Ca)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE1은 란타넘 (La), 가돌리늄 (Gd) 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE2는 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이고,
상기 REE3은 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이다.
A method of applying a dental composition comprising the following steps:
A mixing step of preparing a coating material by mixing a powder mixture including the phosphor composition represented by Formula 1 and the powder, and a binder;
an application step of applying the application material to a target object; and
A heat treatment step of raising the temperature of the coating material applied to the object to a temperature condition of 250 to 750 ° C. at a heating rate of 40 to 60 ° C./min and maintaining it in an isothermal state for 20 to 40 minutes.
[Formula 1]
AE 3 (REE1 1-xy REE2 x REE3 y ) 2 (BO 3 ) 4
here,
Wherein x is 0<x≤0.15,
Wherein y is 0≤y≤0.15,
The AE is one selected from the group consisting of barium (Ba), strontium (Sr) and calcium (Ca),
The REE1 is one selected from the group consisting of lanthanum (La), gadolinium (Gd) and yttrium (Y),
The REE2 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium ( Er) and one selected from the group consisting of thulium (Tm),
The REE3 is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium ( Er) and thulium (Tm).
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