KR100668794B1 - Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode - Google Patents

Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode Download PDF

Info

Publication number
KR100668794B1
KR100668794B1 KR1020050049194A KR20050049194A KR100668794B1 KR 100668794 B1 KR100668794 B1 KR 100668794B1 KR 1020050049194 A KR1020050049194 A KR 1020050049194A KR 20050049194 A KR20050049194 A KR 20050049194A KR 100668794 B1 KR100668794 B1 KR 100668794B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tppo
iii
light emitting
tfpb
emitting diode
Prior art date
Application number
KR1020050049194A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060130884A (en
Inventor
강준길
조형국
Original Assignee
알티전자 주식회사
강준길
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알티전자 주식회사, 강준길 filed Critical 알티전자 주식회사
Priority to KR1020050049194A priority Critical patent/KR100668794B1/en
Publication of KR20060130884A publication Critical patent/KR20060130884A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100668794B1 publication Critical patent/KR100668794B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7729Chalcogenides
    • C09K11/7731Chalcogenides with alkaline earth metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

화학식 1의 Eu(III) 착물은 β-diketone계인 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione(tfpb) 또는 4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedione(tfnb)와 triphenylphosphine oxide(tppo)으로 구성된 삼성분계(ternary) 착물이다. 상기 Eu(III) 착물은 리간드에서 Eu(III)으로의 에너지전달이 UV 영역인 350 - 440nm에서 강하게 일어날 뿐 만 아니라, 7F05D2 전자전이에 해당하는 460 - 470nm 영역에서 강한 여기 전이가 일어나서 초과민성 적색 형광을 유발한다. 따라서 청색 또는 자외선 발광다이오드로부터 발생되는 광원에 의해 여기되며 발광휘도가 우수한 적색 발광다이오드용으로 적합하다.Eu (III) complexes of formula (1) are β-diketone-based 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione (tfpb) or 4,4,4-trifluoro-1- (2-naphthyl)- Ternary complex consisting of 1,3-butanedione (tfnb) and triphenylphosphine oxide (tppo). The Eu (III) complex not only has strong energy transfer from the ligand to Eu (III) at 350-440 nm UV region, but also strong excitation at 460-470 nm region corresponding to 7 F 05 D 2 electron transfer. Metastasis occurs, causing supersensitive red fluorescence. Therefore, it is excited by a light source generated from a blue or ultraviolet light emitting diode and is suitable for a red light emitting diode having excellent luminous luminance.

<화학식 1><Formula 1>

M[Eu(β-diketonato)4(tppo)]M [Eu (β-diketonato) 4 (tppo)]

여기서, M = Na+, Cs+ 또는 K+ 이다. Where M = Na + , Cs + or K + .

발광다이오드, Eu(III)착물 적색형광체, β-diketone, triphenylphosphine oxide. Light emitting diode, Eu (III) complex red phosphor, β-diketone, triphenylphosphine oxide.

Description

발광 다이오드용 초과민성 Eu(III)착물 적색형광체{Hypersensitive Eu(III) Red Complexes for Light Emitting Diode} Hypersensitive Eu (III) Red Complexes for Light Emitting Diode}

도 1은 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 착물의 TGA/DT 스펙트럼.1 is a TGA / DT spectrum of a Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] complex according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 착물의 TGA/DT 스펙트럼.2 is a TGA / DT spectrum of a Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] complex according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 IR 스펙트럼.3 is an IR spectrum of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 IR 스펙트럼.4 is an IR spectrum of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] according to the present invention.

도 5는 분말 형태의 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 루미네센스 스펙트럼(λexc = 466.5 nm).FIG. 5 shows the luminescence spectrum (λ exc = 466.5 nm) of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] in powder form.

도 6은 분말 형태의 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 들뜸 스펙트럼(λems = 618 nm).FIG. 6 is an excited spectrum (λ ems = 618 nm) of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] in powder form.

도 7은 결정성 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 들뜸 스펙트럼(λems = 618 nm).FIG. 7 is an excited spectrum of crystalline Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] (λ ems = 618 nm).

도 8은 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 루미네센스 스펙트럼(λexc = 466.5 nm).8 shows luminescence spectra of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] (λ exc = 466.5 nm).

도 9는 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 들뜸 스펙트럼(λems = 613 nm).9 is an excited spectrum (λ ems = 613 nm) of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)].

도 10은 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 시 분해 스펙트럼(λexc = 337 nm).10 is a time resolved spectrum of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] (λ exc = 337 nm).

도 11은 본 발명에 따른 적색 형광체를 이용한 적색 발광 다이오드의 발광스 펙트럼.11 is a light emission spectrum of a red light emitting diode using the red phosphor according to the present invention.

본 발명은 발광 다이오드용 적색 형광체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 청색 또는 자외선 발광다이오드로부터 발생되는 광원에 의해 여기되며 발광휘도가 우수한 적색 발광다이오드용으로 적합한 적색 형광체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a red phosphor for a light emitting diode and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a red phosphor suitable for a red light emitting diode which is excited by a light source generated from a blue or ultraviolet light emitting diode and has excellent luminous luminance. It is about.

전기발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 미래형의 천연색 표시소자(Display device)로서 각종 계기판과 TV는 물론 평판 패널화 표시기능 소자(flat panel display)에의 응용성으로 인해 최근 가장 주목받는 연구분야로 알려져 있다. 이러한 전기 발광은 빛을 낼 수 있는 발광물질에 전기장을 가했을 때, 음극에서 투입된 전자와 양극에서 형성된 정공이 발광층에서 결합하여 소위 "단일 여기자(single excition)"란 여기 상태를 형성하고 이것이 바닥상태로 전이될 때, 여러 가지 빛을 내는 현상이다. 이는 기존의 발광체에 비해 발광효율이 높고, 사용 소비 전력이 작으며 열적 안정성이 좋은 반도체 소자로서 수명이 길고 응답성이 좋은 우수한 특성을 갖는다.Light Emitting Diodes (LEDs) are futuristic color display devices, and are known as the research fields of recent interest due to their application to flat panel displays as well as various instrument panels and TVs. have. When the electroluminescence is applied to a light emitting material that emits light, electrons injected from the cathode and holes formed in the anode combine in the light emitting layer to form a so-called "single excition", which is a ground state. When transitioned, it is a phenomenon that emits various light. This is a semiconductor device having high luminous efficiency, low power consumption and good thermal stability as compared to the conventional light emitter, which has long life and good responsiveness.

현재 가장 많이 상용되는 LED는 청색광을 방출하는 GaN이다. 그러나 기존의 Eu(III) 형광체의 경우, GaN의 청색광을 흡수하는 7F05D2 전자전이에 의해서 Eu(III)로부터 휘도가 높은 적색 루미네센스를 유도할 수 없다. 따라서 현재까지 GaN에 의해서 루미네센스를 방출하는 Eu(III) 착물 형광체는 개발되지 않았다.Currently the most common LED is GaN, which emits blue light. However, in the case of the conventional Eu (III) phosphor, high luminance red luminescence cannot be induced from Eu (III) by 7 F 05 D 2 electron transition which absorbs GaN blue light. Therefore, up to now, no Eu (III) complex phosphor which emits luminescence by GaN has been developed.

본 발명은 초과민성을 유발하는 리간드 계를 선택하여 합성함으로써 GaN의 청색광 또는 자외선에 의하여 여기될 수 있는 고휘도의 Eu(III)의 적색 형광체를 제공한다.The present invention provides a high-luminance red phosphor of Eu (III) that can be excited by blue light or ultraviolet light of GaN by selecting and synthesizing a ligand system that causes excess sensitivity.

일반적으로 Eu(III) 형광체는 발광 에너지 준위 5D0로부터 바닥상태인 7FJ (J = 0 - 4)로의 전자 전이가 일어나면서 580 - 720 nm 영역의 빛을 발광한다. 특히, 610 - 630 nm에서 나타나는 5D07F2 방출전이는 Eu(III)의 배위환경에 따라 발광세기가 크게 좌우되는 초과민성이라는 특성을 갖고 있다. 그러나 Eu(III) 이온의 흡수 단면적이 매우 작아서 자외선 - 가시광선 영역의 빛을 잘 흡수하지를 않는다. Eu(III) 이온이 갖는 흡수 전이 중에서 390 - 400 nm 영역의 7F05L6 전이가 가장 큰 전이확률을 보여 주지만, 진동자세기는 단지 10-6 정도로 매우 작으며, 460 - 470 nm 영역에 7F05D2 전이의 진동자 세기는 10-8 정도로서 거의 무시할 정도다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위하여 흡수도가 큰 리간드를 사용하여 리간드로부터 Eu(III) 이온으로 에너지 전달 메커니즘이나 혹은 전하이동 메커니즘을 통하여 Eu(III) 이온의 적색 발광을 유발하고 있다. 에너지 전달 메커니즘을 위하여 π-conjugation 결합을 갖는 리간드들을 사용하는데 이들 리간드들은 UV영역에서 강한 흡수도를 가짐으로서 안테나 역할을 한다. 대표적인 리간드로써는 phenyl기나, naphthyl기가 치환된 dikentone계 리간드 및 phenanthroline 혹은 terpyridine 계의 리간드를 사용하거나 혹은 이들의 혼합리간드계를 사용한다. 그러나 이들 안테나 역할을 하는 리간드들의 흡수 영역은 UV 영역이기 때문에 가시광선의 여기에 의해서는 Eu(III)으로부터 강한 루미네센스를 유발 할 수 없다.In general, the Eu (III) phosphor emits light in the 580-720 nm region as an electron transition occurs from the emission energy level 5 D 0 to 7 F J (J = 0-4) in the ground state. In particular, the 5 D 07 F 2 emission transition at 610-630 nm is characterized by an excess sensitivity in which the luminescence intensity is greatly influenced by the coordination environment of Eu (III). However, the absorption cross section of Eu (III) ions is so small that it does not absorb light in the ultraviolet-visible region. Of the absorption transitions of Eu (III) ions, the 7 F 05 L 6 transition in the 390-400 nm region shows the largest transition probability, but the oscillator intensity is very small, only 10 -6 , and the 460-470 nm region. The oscillator strength of the transition 7 F 05 D 2 is about 10 -8 , which is almost negligible. Therefore, in order to make up for this drawback, a ligand having a high absorbance is used to induce red light emission of Eu (III) ions through an energy transfer mechanism or a charge transfer mechanism from the ligand to Eu (III) ions. For energy transfer mechanisms, ligands with π-conjugation bonds are used, which act as antennas by having strong absorption in the UV region. Representative ligands include diphenyltone ligands substituted with phenyl groups, naphthyl groups, phenanthroline or terpyridine ligands, or mixed ligands thereof. However, since the absorption region of the ligands acting as these antennas is the UV region, the excitation of visible light cannot induce strong luminescence from Eu (III).

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 적색 형광체에 그 특징이 있다.The present invention is characterized by the red phosphor represented by the following formula (1).

<화학식 1><Formula 1>

Ma[Eu(β-diketonato)b(tppo)c]M a [Eu (β-diketonato) b (tppo) c ]

여기서, M = Na+ , Cs+ 또는 K+ Where M = Na + , Cs + or K +

b = a + 3 및 2b + c = 9 (여기서 3 ≤ b ≤ 4이다)b = a + 3 and 2b + c = 9 (where 3 ≤ b ≤ 4)

β-diketone계로는 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione(tfpb) 또는 4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedione(tfnb)가 바람직하다. β-diketone is 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione (tfpb) or 4,4,4-trifluoro-1- (2-naphthyl) -1,3-butanedione (tfnb) Is preferred.

Eu(III) 착물은 배위수가 9일때 가장 안정한 착물을 형성한다. 여기서 β- diketone은 -1가의 전하를 가지며 2자리 리간드로 작용하며, tppo는 중성이며 1자리 리간드로 작용한다. 따라서 전체의 전하수가 0이 되기 위한 조건은 b = a + 3이며, Eu(III) 착물이 안정한 배위를 이루기 위한 조건은 2b + c = 9가 된다.Eu (III) complexes form the most stable complex when the coordination number is 9. Here, β-diketone has a monovalent charge and acts as a bidentate ligand, and tppo is neutral and acts as a monodentate ligand. Therefore, the condition for the total number of charges to be 0 is b = a + 3, and the condition for achieving stable coordination of the Eu (III) complex is 2b + c = 9.

상기 화학식에서 M은 Na, Cs 또는 K와 같은 알카리금속이 바람직하다.In the above formula, M is preferably an alkali metal such as Na, Cs or K.

본 발명의 적색 형광체는 GaN의 460 - 470 nm 영역의 빛을 흡수하는 Eu(III)의 7F05D2 전자전이의 경우, 초과민성 전이의 선택율인 ΔJ = ±2를 만족한다. 따라서 GaN LED를 사용하는 적색발광다이오드에 이용될 수 있다. 또한, 청색광에 의하여 공지의 녹색 형광체와 함께 여기되거나 자외선광에 의하여 공지의 녹색 및 청색 형광체와 함께 여기되어 백색을 방출할 수 있으므로 백색발광다이오드의 제조에도 이용될 수 있다.The red phosphor of the invention 460 of GaN - 7 F 0 → of the Eu (III), which absorbs light at 470 nm when D region 5 of the second electron transfer, and satisfy the selectivity of ΔJ = ± 2 in the second sensitization transition. Therefore, it can be used for red light emitting diodes using GaN LEDs. In addition, it can be used in the manufacture of a white light emitting diode because it can be excited with a known green phosphor by blue light or with a known green and blue phosphor by ultraviolet light to emit white.

이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바 본 발명이 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and drawings, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfpb)Example 1 Cs [Eu (tfpb) According to the Present Invention 44 (tppo)] 형광체의 제조(tppo)] Preparation of Phosphor

고순도 Eu2O3 1 mmol (0.352 g)을 1 mL의 물에 넣고 염산을 소량씩 가하면서 녹인다. 여기에 물을 가하여 2 mL Eu(III) 수용액을 만든다. 리간드 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione (tfpb) 4 mmol (0.865 g)과 triphenylphosphine oxide (tppo) 1 mmol (0.278 g)을 20 mL 메탄올에 녹인다. 여기에 상기에서 제조된 Eu(III) 수용액을 한 방울씩 가한다. 메탄올에 녹인 CsOH용 액을 사용하여 이 혼합용액의 pH가 6.5 - 7.5가 되도록 조절한다. 침전물은 여과한다. 여과한 침전물은 물로 여러 번 세척한 후 전기오븐에서 건조한다.1 mmol (0.352 g) of high purity Eu 2 O 3 is dissolved in 1 mL of water, and dissolved in a small amount of hydrochloric acid. To this was added water to make a 2 mL aqueous solution of Eu (III). Dissolve 4 mmol (0.865 g) of ligand 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione (tfpb) and 1 mmol (0.278 g) of triphenylphosphine oxide (tppo) in 20 mL methanol. To this was added dropwise the aqueous solution of Eu (III) prepared above. The pH of this mixed solution is adjusted to 6.5-7.5 using CsOH solution dissolved in methanol. The precipitate is filtered off. The filtered precipitate is washed several times with water and dried in an electric oven.

이와 같이 합성한 착물의 분자식은 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]임을 원소분석에 의하여 확인하였다. 대표적인 원소의 질량%에 대한 이론 값 및 실험값은 다음과 같다.The molecular formula of the complex thus synthesized was confirmed by elemental analysis that Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)]. Theoretical and experimental values for the mass% of representative elements are as follows.

·이론치; Eu 11.7 %, C 53.8 %, H 3.4 %, P 2.4 %.Theory; Eu 11.7%, C 53.8%, H 3.4%, P 2.4%.

·실험치; Eu 11.1 %, C 55.3 %, H 3.0 %, P 3.5 %.Experimental value; Eu 11.1%, C 55.3%, H 3.0%, P 3.5%.

합성한 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 형광체에서 tfpb는 2배위 리간드로써, tppo는 1배위 리간드로 작용함으로써 Eu(III) 이온은 가장 안정적인 9배위수를 만족한다.In the synthesized Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] phosphor, tfpb acts as a coordination ligand and tppo acts as a coordination ligand, so Eu (III) ions satisfy the most stable 9 coordination number.

실시예 2: 본 발명에 따른 Na[Eu(tfpb)Example 2: Na [Eu (tfpb) according to the invention 33 (tppo)(tppo) 33 ] 형광체의 제조] Preparation of Phosphor

실시예 1과 같이 고순도 Eu2O3 1 mmol (0.352 g)을 1 mL의 물에 넣고 염산을 가하여 녹인 후 물을 가하여 2 mL Eu(III) 수용액을 만든다. 리간드 tfpb 3 mmol (0.649 g)과 tppo 3 mmol (0.834 g)을 20 mL 메탄올에 녹인다. 여기에 Eu(III) 수용액을 한 방울씩 가한다. NaOH 수용액을 사용하여 이 혼합용액의 pH가 6.5 - 7.5가 되도록 조절한다. 여과한 침전물은 물로 여러 번 세척한 후 전기오븐에서 건조한다.As in Example 1, 1 mmol (0.352 g) of high purity Eu 2 O 3 was added to 1 mL of water, dissolved with hydrochloric acid, and then water was added to form a 2 mL solution of Eu (III). Dissolve 3 mmol (0.649 g) of ligand tfpb (0.834 g) in 20 mL methanol. To this was added dropwise aqueous solution of Eu (III). The pH of this mixed solution is adjusted to 6.5-7.5 using aqueous NaOH solution. The filtered precipitate is washed several times with water and dried in an electric oven.

이와 같이 합성한 착물의 분자식은 Na[Eu(tfpb)3(tppo)3]임을 원소분석에 의 하여 확인하였다. 대표적인 원소의 질량%에 대한 이론 값 및 실험값은 다음과 같다.The molecular formula of the complex thus synthesized was confirmed by elemental analysis that Na [Eu (tfpb) 3 (tppo) 3 ]. Theoretical and experimental values for the mass% of representative elements are as follows.

·이론치: Eu 9.3 %, C 61.7 %, H 4.1 %, P 5.7 %.Theoretical values: Eu 9.3%, C 61.7%, H 4.1%, P 5.7%.

·실험치: Eu 10.0 %, C 59.5 %, H 3.1 %, P 5.0 %.Experimental Value: Eu 10.0%, C 59.5%, H 3.1%, P 5.0%.

합성한 Na[Eu(tfpb)3(tppo)3] 형광체에서 tfpb는 2배위 리간드로써, tppo는 1배위 리간드로 작용함으로써 Eu(III) 이온은 가장 안정적인 9배위수를 만족한다.In the synthesized Na [Eu (tfpb) 3 (tppo) 3 ] phosphor, tfpb acts as a coordination ligand and tppo acts as a coordination ligand so that Eu (III) ions satisfy the most stable 9 coordination number.

실시예 3: 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfnb)Example 3: Cs [Eu (tfnb) according to the present invention 44 (tppo)] 형광체의 제조(tppo)] Preparation of Phosphor

실시예1과 같이 1 mmol Eu(III) 수용액 2 mL를 만든다. 4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedione(tfnb) 4 mmol (1.065 g)과 tppo 1 mmol (0.278 g)을 20 mL 메탄올에 녹인다. 실시예1과 같은 방법으로, Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 형광체를 합성하였으며, 착물의 분자식을 원소분석에 의하여 확인하였다. 대표적인 원소의 질량%에 대한 이론 값 및 실험값은 다음과 같다.Make 2 mL of 1 mmol Eu (III) aqueous solution as in Example 1. Dissolve 4 mmol (1.065 g) of 4,4,4-trifluoro-1- (2-naphthyl) -1,3-butanedione (tfnb) and 1 mmol (0.278 g) of tppo in 20 mL methanol. In the same manner as in Example 1, Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] Phosphor was synthesized and the molecular formula of the complex was confirmed by elemental analysis. Theoretical and experimental values for the mass% of representative elements are as follows.

·이론치: Eu 10.2 %, C 59.5 %, H 3.4 %, P 2.1 %.Theoretical values: Eu 10.2%, C 59.5%, H 3.4%, P 2.1%.

·실험치: Eu 10.2 %, C 57.7 %, H 3.2 %, P 2.2 %.Experimental Value: Eu 10.2%, C 57.7%, H 3.2%, P 2.2%.

형광체에서 tfnb는 2배위 리간드로써, tppo는 1배위 리간드로 작용함으로써 Eu(III) 이온은 가장 안정적인 9배위수를 만족한다.In the phosphor, tfnb acts as a coordination ligand, tppo acts as a coordination ligand, and Eu (III) ions satisfy the most stable ninth coordination number.

실시예 4 MExample 4 M aa [Eu(β-diketonato)Eu (β-diketonato) bb (tppo)(tppo) cc ] 착물의 TGA/DT 스펙트럼TGA / DT Spectrum of Complex

실시예 1에서 제조한 건조한 분말 형태의 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 형광체의 열적 안정성 및 용매 분자의 배위성을 조사하기 위하여 온도에 따른 중량변화(TGA/DT)를 측정하여 도 1에 도시하였다. 도 1에 따르면 250 ℃까지는 상기 형광체의 질량감소가 일어나지 않았다. 이것은 용매로 사용한 물 분자나 메탄올 분자가 상기 제조된 Eu(III) 착물에 포함되지 않았음을 보여주고 있으며, 또한 상기 착물이 250 ℃까지 열적으로 안정함을 보여주고 있다. 대부분의 질량 감소는 275 - 325 ℃ 온도 범위에서 급격하게 일어나며 최종적으로 약 50 %의 질량 감소가 일어났다. 이 질량감소는 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 분자의 열분해에 의하여 C 및 H 원자들의 해리에 기인된다. Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 분자량은 1427.81이며, 1 몰의 분자에 58 몰의 C, 43몰의 H 원자가 포함 되어 있다. Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 분자에서 이들 C 및 H 원소들의 질량 분율은 52 %이다. 이 값이 상기 질량 손실과 정확히 일치함을 볼 수 있다.In order to investigate the thermal stability and the coordination of solvent molecules in the dry powder form of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] phosphor prepared in Example 1 by measuring the weight change (TGA / DT) with temperature Shown in According to FIG. 1, mass reduction of the phosphor did not occur until 250 ° C. FIG. This shows that no water molecules or methanol molecules used as the solvent were included in the prepared Eu (III) complex, and the complex was thermally stable up to 250 ° C. Most of the mass loss occurred sharply in the temperature range of 275-325 ° C, with a final mass loss of about 50%. This mass loss is due to the dissociation of C and H atoms by pyrolysis of the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] molecule. The molecular weight of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] is 1427.81, and 58 moles of C and 43 moles of H atoms are contained in 1 mole of molecules. The mass fraction of these C and H elements in the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] molecule is 52%. It can be seen that this value exactly matches the mass loss.

같은 방법으로, 실시예 3에서 제조한 건조한 분말 형태의 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 TGA/DT도 측정하여 도 2에 도시하였다. 도 2에서 보여 주듯이, Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 경우와 마찬가지로 250 ℃까지 질량감소가 일어나지 않았다. 이것은 용매로 사용한 물 분자나 메탄올 분자가 착물에 포함되지 않았음을 보여주고 있으며, 또한 합성된 착물이 250 ℃까지 열적으로 안정함을 보여주고 있다. 대부분의 질량 감소는 275 - 325 ℃ 온도 범위에서 급격하게 일어나며 최종적으로 약 35 %의 질량 감소가 일어났다. 이 질량감소는 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 경우 보다 적은 양이다. Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 분자량은 1628.06이고 35 %의 질량 감소는 약 570 g에 해당된다. 이것은 4몰이 결합된 tfnp 중에서 2몰의 tfnp와 tppo에 포함된 탄소와 수소의 질량에 해당된다. 따라서 이 결과로부터 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]는 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 보다 열적으로 더 안정하다는 것을 알 수 있다.In the same manner, the TGA / DT of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] in dry powder form prepared in Example 3 was also measured and shown in FIG. 2. As shown in Figure 2, the mass loss did not occur to 250 ℃ as in the case of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)]. This shows that no water or methanol molecules used as the solvent are included in the complex, and the synthesized complex is thermally stable up to 250 ° C. Most of the mass loss occurred sharply in the temperature range of 275-325 ° C, with a final mass loss of about 35%. This mass loss is less than that of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)]. The molecular weight of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] is 1628.06 and a mass loss of 35% corresponds to about 570 g. This corresponds to the mass of carbon and hydrogen contained in 2 moles of tfnp and tppo of the 4-mole bond tfnp. Therefore, it can be seen from this result that Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] is more thermally stable than Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)].

Na , K 혹은 Cs이온은 단지 전하 균형을 맞추기 위하여 결정 내 공간 속에 존재하므로, 상기 Eu(III) 착물에서 Cs 대신 Na 또는 K가 사용되더라도 열적 안정성 및 분광학적 특성이 거의 유사하다. Since Na, K or Cs ions are present in the crystal space only to balance charges, the thermal stability and spectroscopic properties are almost similar even if Na or K is used in place of Cs in the Eu (III) complex.

실시예 5 MExample 5 M aa [Eu(β-diketonato)Eu (β-diketonato) bb (tppo)(tppo) cc ] 착물의 IR 스펙트럼IR spectrum of the complex

실시예 1에서 제조된 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 형광체 소량을 KBr 분말과 혼합한 후 펠렛을 만들었다. 이 펠렛의 IR 스펙트럼을 도 3에 도시하였다. 파수 2000 cm-1이상에서는 어떠한 띠도 측정되지 않았다. 용매인 물분자 및 메탄올 분자의 OH 기의 흡수띠가 보통 3000 cm-1에서 매우 강하게 나타나는데 반해 도 3에서는 OH 기의 흡수띠가 단지 흔적만이 나타나 있다. 이것은 KBr에 흡착된 수분에 기인되는 것으로 판단된다. 주요 피크들을 다음과 같이 할당할 수 있다.A small amount of the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] phosphor prepared in Example 1 was mixed with KBr powder to make pellets. The IR spectrum of this pellet is shown in FIG. No band was measured at a frequency above 2000 cm −1 . Absorption bands of OH groups of water and methanol molecules, which are solvents, are usually very strong at 3000 cm −1 , whereas only absorption traces of the absorption bands of OH groups are shown in FIG. 3. This is considered to be due to the water adsorbed on KBr. The main peaks can be assigned as follows.

파수(cm-1) : 1626 (C=O); 1580, 1535, 1489 (방향족); 1438 (CH2); 1288 (C-C(=O)-C); 1173, 1122 (Ar3P=O); 724, 693 (CF3)Wavenumber (cm −1 ): 1626 (C═O); 1580, 1535, 1489 (aromatic); 1438 (CH 2 ); 1288 (CC (= 0) -C); 1173, 1122 (Ar 3 P═O); 724, 693 (CF 3 )

이상의 결과로부터 Eu 이온은 리간드 tfpb 및 tppo와 배위결합을 형성하고 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that Eu ions form coordination bonds with ligands tfpb and tppo.

실시예 3에서 제조된 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 형광체 소량을 KBr 분말과 혼합한 후 펠렛을 만들었다. 도 4는 이 펠렛의 IR 스펙트럼을 보여주고 있다. 파수 2000 cm-1이상에서는 어떠한 띠도 측정되지 않았으므로 용매로 사용한 물분자 및 메탄올분자가 착물에 포함되지 않았음을 알 수 있다. 주요 피크들을 다음과 같이 할당할 수 있다.A small amount of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] phosphor prepared in Example 3 was mixed with KBr powder and pellets were prepared. 4 shows the IR spectrum of this pellet. Since no band was measured at a wavenumber of 2000 cm −1 or more, it can be seen that the water and methanol molecules used as solvents were not included in the complex. The main peaks can be assigned as follows.

파수(cm-1) : 1612 (C=O); 1532 (방향족); 1296 (C-C(=O)-C); 1202, 1135 (Ar3P=O); 792 (CF3)Wavenumber (cm -1 ): 1612 (C = O); 1532 (aromatic); 1296 (CC (= 0) -C); 1202, 1135 (Ar 3 P═O); 792 (CF 3 )

이상의 결과로부터 Eu 이온은 리간드 tfnb 및 tppo와 배위결합을 형성하고 있음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that Eu ions form coordination bonds with ligands tfnb and tppo.

실시예 6 MExample 6 M aa [Eu(β-diketonato)Eu (β-diketonato) bb (tppo)(tppo) cc ] 착물의 루미네센스 및 들뜸 스펙트럼Luminescence and excitation spectra of complexes

실시예 1에서 제조한 분말 형태의 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 착물의 루미네센스 및 들뜸 스펙트럼을 측정하였다. 도 5는 7F05D2 들뜸 전이에 해당하는 466.5 nm 여기광에 의하여 방출된 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 루미네센스 스펙트럼이다. 측정된 스펙트럼을 표 1에 요약한 바와 같이 4가지 방출전이로 분류할 수 있다.The luminescence and excitation spectra of the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] complexes in powder form prepared in Example 1 were measured. FIG. 5 is a luminescence spectrum of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] emitted by 466.5 nm excitation light corresponding to 7 F 05 D 2 excitation transition. FIG. The measured spectra can be classified into four emission transitions as summarized in Table 1.

표 1. Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 루미네센스의 특성Table 1. Properties of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] luminescence

No.No. 피크 위치(nm)Peak position (nm) 할당Assignment 세기 상대비Century relative ratio 1 2 3 41 2 3 4 590, 595.5 618 654 694.5, 703.8    590, 595.5 618 654 694.5, 703.8 5D07F1 5D07F2 5D07F3 5D07F4 5 D 07 F 1 5 D 07 F 2 5 D 07 F 3 5 D 07 F 4 0.05, 0.06 1 0.03 0.03, 0.03    0.05, 0.06 1 0.03 0.03, 0.03

일반적으로 5D07F1 전이는 자기 모멘트에 의해서 허용되는 방출전이이기 때문에 리간드의 배위환경에 영향을 크게 받지 않는다. 반면, 5D07F2 전이는 ΔJ = ±2라는 초과민성 선택율에 따르므로 이 전이의 세기는 배위환경에 크게 영향을 받는다. EuCl3의 경우, 단지 5D07F1 방출전이만이 관측되어진다. Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 경우, 5D07F2 전이의 세기는 5D07F1 전이 세기에 비하여 무려 20배 정도 더 크게 나타났다.In general, the 5 D 07 F 1 transition is not affected by the ligand coordination environment because it is an emission transition that is allowed by the magnetic moment. On the other hand, the 5 D 07 F 2 transition depends on the excess sensitive selectivity of ΔJ = ± 2, so the intensity of this transition is strongly influenced by the coordination environment. For EuCl 3 , only 5 D 07 F 1 emission transitions are observed. In the case of Cs [Eu (tfpb) 4 ( tppo)], 5 D 0 → 7 F 2 transition intensity of the 5 D 07 F 1 transition was greater by 20 times as much as the intensity.

도 6은 분말 형태의 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 618 nm 방출띠에 대한 들뜸 스펙트럼이다. 250 - 450 nm 영역에서 나타난 강하고 폭 넓은 띠는 리간드로부터 Eu(III) 이온으로의 에너지전달 띠에 해당된다. 특히 350 - 440nm 범위에서는 그 세기가 커서 이 범위의 자외선 영역에서 여기됨을 알 수 있다. 그리고 460 - 470 nm에 나타난 들뜸 띠는 Eu(III) 이온의 7F05D2 들뜸 전이에 해당된다. 일반적으로 대부분의 Eu(III) 형광체에서 이 들뜸 띠의 세기는 무시할 정도로 매우 작다. 그러나 도 6에서 보여주듯이, 본 발명에 따른 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 형광체의 들뜸 세기는 에너지전달 띠의 약 0.6배 정도 된다. 이것은 tfpb 및 tppo 혼합리간드들이 Eu(III) 이온에 미치는 배위환경이 다른 형광체에서는 나타나지 않는 초과민성 들뜸 전이를 유발하고 있기 때문이다. 따라서 이 초과민성 7F05D2 들뜸 전이에 의하여 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 착물은 자외선광 뿐 아니라 청색광의 GaN diode에 의하여 강한 적색 루미네센스를 유도할 수 있다. 추가로 537 nm 들뜸 띠는 7F15D1 전이에 해당된다.FIG. 6 is an excited spectrum of the 618 nm emission band of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] in powder form. The strong broad band in the 250-450 nm region corresponds to the band of energy transfer from the ligand to Eu (III) ions. In particular, in the 350-440 nm range, the intensity is large and it can be seen that it is excited in the ultraviolet range of this range. And the excitation band shown at 460-470 nm corresponds to the 7 F 05 D 2 excitation transition of Eu (III) ion. In general, for most Eu (III) phosphors, the intensity of this excitation band is negligibly small. However, as shown in Figure 6, the excitation intensity of the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] phosphor according to the present invention is about 0.6 times the energy transfer band. This is because the coordination environment of tfpb and tppo mixed ligands on Eu (III) ions causes an oversensitive excitation transfer that is not seen in other phosphors. Therefore, the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] complex can induce strong red luminescence by the GaN diode of blue light as well as ultraviolet light due to this supersensitive 7 F 05 D 2 excitation transition. In addition, the 537 nm excitation band corresponds to the transition from 7 F 1 to 5 D 1 .

도 7은 아세톤 용액에서 성장시킨 결정성 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 착물의 들뜸 스펙트럼이다. 분말 형태에 비하여 결정성 착물의 경우 초과민성 7F05D2 들뜸 전이의 세기가 분말에 비하여 더 증가하였다. 에너지전달에 비하여 이 전이의 상대적 세기는 0.86이다. 또한 350 - 440nm 범위에서의 들뜸띠의 세기가 커서 이 범위의 자외선 영역에서 여기됨을 알 수 있다.7 is an excited spectrum of the crystalline Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] complex grown in acetone solution. Compared to the powder form, the intensity of the oversensitive 7 F 05 D 2 excitation transition was increased more than the powder for the crystalline complex. Compared to energy transfer, the relative strength of this transition is 0.86. In addition, it can be seen that the intensity of the excitation band in the 350-440 nm range is large and is excited in the ultraviolet range of this range.

실시예 3에서 제조된 분말 형태의 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 착물의 루미네센스 스펙트럼과 들뜸 스펙트럼을 측정하였다. 도 8은 7F05D2 들뜸 전이에 해당하는 466.5 nm 여기광에 의하여 방출된 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 루미네센스 스펙트럼이다. 측정된 스펙트럼을 표 2에 요약한 바와 같이 5가지 방출전이로 분류할 수 있다.The luminescence spectrum and the excitation spectrum of the Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] complex in powder form prepared in Example 3 were measured. 8 is a luminescence spectrum of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] emitted by 466.5 nm excitation light corresponding to 7 F 05 D 2 excitation transition. The measured spectra can be classified into five emission transitions as summarized in Table 2.

표 2. Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 루미네센스의 특성Table 2. Properties of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] luminescence

No.No. 피크 위치(nm)Peak position (nm) 할당Assignment 세기 상대비Century relative ratio 1 2 3 4 51 2 3 4 5 580 585 - 600 605 - 635 645 - 660 690 - 715580 585-600 605-635 645-660 690-715 5D07F0 5D07F1 5D07F2 5D07F3 5D07F4 5 D 07 F 0 5 D 07 F 1 5 D 07 F 2 5 D 07 F 3 5 D 07 F 4 0.06 0.08 1 0.05 0.07     0.06 0.08 1 0.05 0.07

Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 경우에 나타나지 않았던 5D07F0 전이가 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 경우에는 580 nm에서 매우 약하게 측정되었다. 5D07F2 전이의 방출세기는 리간드에 크게 영향을 받지 않은 5D07F1 방출전이의 세기 보다 약 12배 이상 강하게 나타났다.The 5 D 07 F 0 transition, which was not seen for Cs [Eu (tf p b) 4 (tppo)], was measured very weak at 580 nm for Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)]. The emission intensity of the 5 D 07 F 2 transition was about 12 times stronger than that of the 5 D 07 F 1 release transition, which was not significantly affected by the ligand.

도 9는 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]의 613 nm 방출띠에 대한 들뜸 스펙트럼이다. 250 - 500 nm 영역에서 나타난 강하고 폭 넓은 띠는 리간드로부터 Eu(III) 이온으로의 에너지전달 띠에 해당된다. 특히 350 - 440nm 범위에서는 들뜸띠의 세기가 커서 자외선 영역에서도 여기됨을 알 수 있다.그리고 460 - 470 nm에 나타난 들뜸 띠는 7F05D2 들뜸 전이에 해당된다. 에너지전달 띠와 중첩이 일어나서 들뜸 전이의 세기가 에너지전달 띠의 세기보다 오히려 더 강하게 나타났다. Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]의 경우처럼, Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 착물도 7F05D2 전이에서 초과민성이 나타났다. 따라서 이 초과민성 7F05D2 들뜸 전이에 의하여 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] 착물은 자외선광 뿐 아니라 GaN diode에 의하여 강한 적색 루미네센스를 유도할 수 있다.Figure 9 is an excitation spectrum for the 613 nm emission band of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)]. The strong broad band in the 250-500 nm region corresponds to the band of energy transfer from the ligand to Eu (III) ions. In particular, the intensity of the excitation band in the 350-440 nm range shows that the excitation band is excited in the ultraviolet region, and the excitation band shown at 460-470 nm corresponds to the 7 F 05 D 2 excitation transition. Overlapping with the energy transfer band caused the intensity of the excitation transition to be stronger than that of the energy transfer band. As in the case of Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)], Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] complexes also exhibited hypersensitivity in the 7 F 05 D 2 transition. Therefore, the Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] complex can induce strong red luminescence by GaN diodes as well as ultraviolet light due to this supersensitive 7 F 05 D 2 excitation transition.

실시예 7 MExample 7 M aa [Eu(β-diketonato)Eu (β-diketonato) bb (tppo)(tppo) cc ] 착물의 루미네센스 시 분해 스펙트럼] Luminescence Decomposition Spectrum of Complexes

N2 레이저(337 nm)를 이용하여 본 발명에 따른 Eu(III) 착물의 시간분해 스펙트럼을 측정하였다. 도 10은 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] 착물의 시 분해 스펙트럼을 보여주고 있다. 337 nm의 들뜸은 리간드로부터 Eu(III) 이온으로의 에너지 전달 과정에 의하여 루미네센스를 유도하게 된다. 도 10에서 보여주듯이, 루미네센스는 펌핑 N2 레이저 광이 점멸한 후부터 0.2 ms까지 증가하다가 2.5 ms에서 최대 세기가 되었으며, 이 후부터는 지수함수적으로 감소하였다. 상승 부분은 에너지 전달 과정에 해당된다. 지수함수를 사용하여 계산한 상승 및 감쇠시간들을 하기 표 3에 요약하였 다. 합성한 Eu(III) 착물들은 0.6 - 1 ms 정도의 감쇠시간을 가지며, 대부분의 Eu(III) 형광체들이 갖는 전형적으로 감쇠시간에 해당된다.The time resolution spectrum of the Eu (III) complex according to the present invention was measured using an N 2 laser (337 nm). 10 shows the time resolved spectra of Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] complexes. Excitation of 337 nm induces luminescence by energy transfer process from ligand to Eu (III) ion. As shown in FIG. 10, the luminescence increased from 0.2 ms after the pumping N 2 laser light flickered to maximum intensity at 2.5 ms, and decreased exponentially thereafter. The rising part corresponds to the energy transfer process. The rise and decay times calculated using the exponential function are summarized in Table 3 below. The synthesized Eu (III) complexes have a decay time of 0.6-1 ms, which is typically the decay time of most Eu (III) phosphors.

표 3. Cs[Eu(β-diketonato)b(tppo)c]의 상승시간 및 감쇠시간(펌핑광원은 337 nm의 N2 레이저).Table 3. Rise time and decay time of Cs [Eu (β-diketonato) b (tppo) c ] (p373 N 2 laser with light source).

SampleSample λems (nm)λ ems (nm) τ(ms)τ (ms) Cs[Eu(tfnb)4(tppo)]Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] powderpowder 613.6613.6 감쇠시간Decay time 0.640.64 상승시간Rise time 0.080.08 crystalcrystal 613.6613.6 감쇠시간Decay time 0.660.66 상승시간Rise time 0.090.09 Cs[Eu(tfpb)4(tppo)]Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] powderpowder 619     619 감쇠시간Decay time 0.940.94 상승시간Rise time 0.130.13

실시예 8 MExample 8 M aa [Eu(β-diketonato)Eu (β-diketonato) bb (tppo)(tppo) cc ] 착물의 광 수율Light yield of complexes

Labsphere 사의 적분구를 사용하여 Eu(III) 착물의 광효율을 측정하였다. 광효율은 흡수한 광자의 총수에 대한 방출한 광자의 총수의 상대적 비가 된다. 정확한 광자의 수를 산출하기 위하여 NIST에서 승인한 calibrated Halogen lamp를 사용하여 전체 광학 시스템을 교정하였다. 또한 좀 더 신뢰성 있는 결과를 얻기 위하여 시료에 의하여 반사되거나 또는 통과되는 입사광을 별도로 측정하여 보정하였다. 표 4에 측정한 광 수율을 요약하였다. 일반적으로 Eu(III) 이온을 직접 여기시켜 얻는 루미네센스 광효율은 1 % 미만으로 매우 낮다. 특히, 460 - 470 nm 영역의 7F05D2 전이에 의한 광효율은 거의 무시할 정도다. 그러나 본 발명의 적색 형광체의 경우 466 nm 여기에 의한 광효율은 5 % 이상이며, 이 광효율은 거의 에너지 전달의 광효율에 버금가는 수치이다.The light efficiency of Eu (III) complex was measured using the integrating sphere of Labsphere. The light efficiency is the ratio of the total number of photons emitted to the total number of photons absorbed. To calculate the correct number of photons, the whole optical system was calibrated using a calibrated halogen lamp approved by NIST. In addition, in order to obtain more reliable results, the incident light reflected or passed by the sample was separately measured and corrected. The light yields measured in Table 4 are summarized. In general, the luminescence light efficiency obtained by directly exciting Eu (III) ions is very low, less than 1%. In particular, the light efficiency due to the 7 F 05 D 2 transition in the 460-470 nm region is almost negligible. However, in the red phosphor of the present invention, the light efficiency due to 466 nm excitation is 5% or more, which is almost the same as the light efficiency of energy transfer.

표 4. Eu(III) 착물의 광 수율Table 4. Light yield of Eu (III) complexes

시 료sample λexc (nm)λexc (nm) 광 수율 (%)Light yield (%) Cs[Eu(tfpb)4(tppo)] (powder)Cs [Eu (tfpb) 4 (tppo)] (powder) 379379 18.818.8 466466 5.75.7 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] (powder)Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] (powder) 379379 7.57.5 466466 7.47.4 Cs[Eu(tfnb)4(tppo)] (crystal)Cs [Eu (tfnb) 4 (tppo)] (crystal) 379379 8.88.8 466466 11.411.4

실시예 9: 적색발광다이오드의 제조 및 그의 발광스펙트럼Example 9 Preparation of Red Light Emitting Diode and Its Luminescence Spectrum

실시예 1 내지 4에 제조된 Eu(III) 적색 형광체를 이용하여 발광 다이오드를 제조하였다. 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 실시예 3에서 제조한 형광체를 에폭시에 분산시켜 적색 발광 소자를 제조하였다. 상기 제조된 적색발광다이오드의 발광스펙트럼을 도 11에 도시하였다.A light emitting diode was manufactured using the Eu (III) red phosphor prepared in Examples 1 to 4. 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, the phosphor prepared in Example 3 on the surface of the blue light LED was dispersed in an epoxy to prepare a red light emitting device. The emission spectrum of the prepared red light emitting diode is illustrated in FIG. 11.

도 11에서 보여 주듯이, 400 - 500 nm 파장범위에 나타난 폭이 넓은 띠는 GaN의 발광 스펙트럼이며, 580 - 740 nm 영역에 나타난 예리한 띠들은 Eu(III) 이온으로부터 방출된 루미네센스 띠들이다. 따라서 본 발명의 적색형광체는 GaN 다이오드로부터 방출된 청색광을 적색광으로 변환시킬 수 있는 분자 광전환 디바이스로 활용될 수 특징이 있다. 뿐만 아니라, 백색발광다이오드에도 이용될 수 있다.As shown in Fig. 11, the broad bands in the 400-500 nm wavelength range are the emission spectra of GaN, and the sharp bands in the 580-740 nm region are the luminescence bands emitted from Eu (III) ions. Accordingly, the red phosphor of the present invention can be utilized as a molecular light conversion device capable of converting blue light emitted from a GaN diode into red light. In addition, it can be used for white light emitting diodes.

본 발명에 의하면 초과민성을 유발하는 리간드 계를 선택하여 합성함으로써 GaN의 청색광에 의하여 여기될 수 있는 고휘도의 Eu(III)의 적색 형광체를 제공할 수 있다. 또한 상기 적색 형광체를 이용하면 자외선 및 가시광선영역의 빛으로 여기되어 적색광을 방출하는 적색발광다이오드를 제조할 수 있을 뿐 아니라 녹색 또는 황색 형광체와 함께 사용되어 백색발광다이오드에도 다양하게 응용될 수 있다.According to the present invention, by selecting and synthesizing a ligand system inducing excess sensitivity, a red phosphor of Eu (III) having high luminance that can be excited by blue light of GaN can be provided. In addition, the red phosphor may be used to produce a red light emitting diode that is excited with light in the ultraviolet and visible light region and emits red light, and may be used in combination with a green or yellow phosphor to be variously applied to a white light emitting diode.

Claims (7)

하기 화학식 1로 표시되는 적색 형광체:Red phosphor represented by the following formula (1): <화학식 1><Formula 1> M[Eu(β-diketonato)4(tppo)]M [Eu (β-diketonato) 4 (tppo)] 여기서, M = Na+, Cs+ 또는 K+ 이다. Where M = Na + , Cs + or K + . 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 M[Eu(β-diketonato)4(tppo)]는 M[Eu(4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedionato)4(tppo)] 또는 M[Eu(4,4,4-trifluoro-1-(2-naphthyl)-1,3-butanedionato)4(tppo)]인 적색 형광체.M [Eu (β-diketonato) 4 (tppo)] is M [Eu (4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedionato) 4 (tppo)] or M [Eu (4,4 , 4-trifluoro-1- (2-naphthyl) -1,3-butanedionato) 4 (tppo)]. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 적색 형광체는 분말 형태 또는 결정성인 적색 형광체.The red phosphor is in powder form or crystalline red phosphor. 제 1항 또는 제 2항의 적색 형광체를 포함하여 제조되는 발광 다이오드.A light emitting diode comprising the red phosphor of claim 1. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 적색 형광체는 460 - 470 nm 범위의 파장에 의하여 여기되는 발광 다이오드.Wherein the red phosphor is excited by a wavelength in the range of 460-470 nm. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 적색 형광체는 350 - 440 nm 범위의 파장에 의하여 여기되는 발광 다이오드.Wherein said red phosphor is excited by a wavelength in the range of 350-440 nm. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 적색 형광체는 GaN 다이오드로부터 방출되는 청색광에 의하여 여기되어 적색광을 방출하는 발광 다이오드.The red phosphor is excited by the blue light emitted from the GaN diode emits red light.
KR1020050049194A 2005-06-09 2005-06-09 Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode KR100668794B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050049194A KR100668794B1 (en) 2005-06-09 2005-06-09 Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050049194A KR100668794B1 (en) 2005-06-09 2005-06-09 Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060130884A KR20060130884A (en) 2006-12-20
KR100668794B1 true KR100668794B1 (en) 2007-01-12

Family

ID=37811026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050049194A KR100668794B1 (en) 2005-06-09 2005-06-09 Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100668794B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101879518B1 (en) * 2016-12-29 2018-07-19 주식회사 효성 Method for preparing ligand synthetic phosphor having improved brightness

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060130884A (en) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1492173B1 (en) Light emitting device containing a rare earth complex as luminescent medium
Kajjam et al. Triphenylamine-based donor–π–acceptor organic phosphors: synthesis, characterization and theoretical study
US20070132366A1 (en) Light emitting device and lighting device using it, image display unit
JP2005252250A (en) Light emitting device, and lighting device and image display unit using it
Taylor-Shaw et al. Cool to warm white light emission from hybrid inorganic/organic light-emitting diodes
CN113646407B (en) Nitride phosphor and light-emitting device
TW201700716A (en) Phosphor, manufacturing method therefor, and light emitting device using said phosphor
Lin et al. Strongly emissive white-light-emitting silver iodide based inorganic–organic hybrid structures with comparable quantum efficiency to commercial phosphors
Legentil et al. Sulforhodamine B-LDH composite as a rare-earth-free red-emitting phosphor for LED lighting
CN110878205A (en) Carbon dot-based fluorescent powder, and preparation method and application thereof
US11441070B2 (en) Red emitting luminescent material
JP6924097B2 (en) Fluorescent material, its manufacturing method, and a light emitting device using the fluorescent material.
KR100668794B1 (en) Hypersensitive EuIII Red Complexes for Light Emitting Diode
Wang et al. A europium (III) organic ternary complex applied in fabrication of near UV-based white light-emitting diodes
WO2014104917A1 (en) Rare earth metal ion complex, luminescent composite material, light emitting device, and use
Wang et al. A novel europium (III)–imidazol–diketonate–phenanthroline complex as a red phosphor applied in LED
Liu et al. Red Emission of Eu (III) Complex Based on 1-(7-(tert-butyl)-9-ethyl-9H-carbazol-2-yl)-4, 4, 4-trifluorobutane-1, 3-dione Excited by Blue Light
US9518220B2 (en) Red phosphor material and light-emitting device
JP2007291063A (en) 10-dentate rare earth complex and 9-dentate rare earth complex
TWI573856B (en) Inorganic red phosphor and light emitting devices comprising same
Liu et al. A highly luminescent dinuclear Eu (III) complex based on 4, 4′-bis (4 ″, 4 ″, 4 ″-trifluoro-1 ″, 3 ″-dioxobutyl)-o-terphenyl for light-emitting diodes
CN115073760B (en) Anti-quenching yellow light fluorescent material and preparation method thereof
US11959002B2 (en) Blue-emitting phosphors and methods of use thereof
TWI573855B (en) Inorganic phosphor and light emitting devices comprising same
KR20150045681A (en) Phophor emitting red-color band range, method for manufacturing the same and light emitting device package

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120102

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130403

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee