KR100681110B1 - 고휘도 발광 재료의 제조 방법 및 그 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
금속 이온 함유 용액을, 산화 조건하에서 1000℃ 이상으로 유지한 분위기 중에, 안개화 상태에서 도입하여 건조 및 소성을 동시에 행함으로써 금속 산화물 구상 결정 미립자를 제조한다. 또한, 이 미립자를 제조하는 장치로서, (A) 금속 이온 함유 용액을 안개화하고, 안개화된 입자의 사이즈를 선별하는 기능을 갖는 멀티 마이크로 채널 분무기(3)를 부설한 안개화 입자의 건조와 소성을 동시에 행하기 위한 가열기(4)와, (B) 상기 (A)에서 생성된 소정 사이즈의 미립자를 정전적으로 포집하는 정전 입자 수집기(5)를 연설한 장치를 이용한다. 이렇게 함으로써, 안전하고 용이하게 금속 산화물의 고결정성 구상 미립자를 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 금속 산화물의 구상(球狀) 결정 미립자를 간단한 조작으로 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속 이온 함유 용액을 미세화하여 고온에서 건조와 소성을 동시에 실행함으로써 종래 방법에서는 순결정상으로서 얻기가 곤란했던 금속 산화물의 나노 사이즈의 구상 결정 미립자를 효율적으로 제조하는 방법 및 그것에 이용하기에 적합한 제조 장치에 관한 것이다.
금속 산화물의 결정 미립자는 고유전 세라믹스, 압전 세라믹스, 반도체 세라믹스, 강자성 세라믹스 등의 기능성 세라믹스나 광촉매, 합성반응촉매 등의 촉매의 원료로서 널리 이용되고 있다.
그런데, 지금까지 금속 산화물의 미립자는 분무 건조법, 동결 건조법, 응집법, 공침법, 졸겔법 등의 방법에 의해 제조되고 있는데, 조건의 제어가 어렵고, 조작도 번잡한 데다, 고결정성을 갖는 구상 미립자를 얻기가 곤란하다는 결점이 있었다.
다른 한편, 최근에 이르러 응력 여기, 자외선 여기, 플라즈마 여기, 전자선 여기, 전장 여기 등에 의해 발광하는 각종 발광체가 개발되어, 형광 램프용, 플라 즈마 디스플레이용, 형광 표시관용, 고체 신티레이터용, 축광용 등의 고휘도 발광 재료로서 주목받게 되었다.
또한, 본 발명자들은, 앞서 기계적 외력에 의해 발광하는, 비화학량론적 조성을 갖는 알루민산염의 적어도 1종류로 이루어지며, 또한 기계적 에너지에 의해서 여기된 캐리어가 기저 상태로 되돌아갈 때에 발광하는 격자 결함을 갖는 물질, 또는 이것을 모체 물질로 하여, 그 속에 희토류 금속 이온 및 천이 금속 이온 중에서 선택된 적어도 1종의 금속 이온을 발광 중심으로서 포함하는 물질로 이루어지는 고휘도 응력 발광 재료를 제안했다(일본 특허 공개 2001-49251호 공보(공개일 2001년 2월 20일).
그리고, 이들 발광 재료는 일반적으로 고상(固相) 반응법, 즉 소정의 조성을 얻을 수 있는 양으로 각 원료를 분말상으로 혼합하고, 고온에서 소성하여 고상 반응시키는 방법에 의해 제조되는데, 이러한 고상 반응법에서는 입자가 조대화(粗大化)되는 경향이 있기 때문에 입자경(입자의 지름)이 작은 구상 입자를 얻기가 곤란하다.
그 밖에, 유기 용매 중에서 반응시켜 미립자를 형성시키는 방법도 알려져 있는데, 이 방법에 의해 생성되는 미립자는 결정성이 낮고, 충분한 발광 휘도를 보이지 않는다고 하는 결점이 있다.
본 발명은 이러한 사정하에서, 종래의 방법이 갖는 결점을 극복하여, 안전하면서도 용이하게 금속 산화물의 고결정성 구상 미립자를 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.
본 발명자들은, 금속 산화물의 구상 결정 미립자를 제조하는 방법에 대해서 여러 가지 연구를 거듭한 결과, 금속 산화물의 용액을 산화 조건하에서 안개화하여 고온 분위기 속에 도입하면 순간적으로 건조, 소성되는 동시에, 용액의 작은 방울이 표면 장력에 의해 구상화(球狀化)되어, 진구상(眞球狀)의 금속 산화물 결정 미립자를 얻을 수 있음을 알아내어, 그 발견에 기초하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 금속 이온 함유 용액을 산화 조건하에서 1000℃ 이상으로 유지한 분위기 속에 안개화 상태로 도입하여, 건조 및 소성을 동시에 실행하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 구상 결정 미립자의 제조 방법, 및 (A) 금속 이온 함유 용액을 안개화하고, 안개화된 입자의 사이즈를 선별하는 기능을 갖는 멀티 마이크로 채널 분무 수단을 부설한 안개화 입자의 건조와 소성을 동시에 행하기 위한 가열기와, (B) (A)에서 생성된 소정 사이즈의 미립자를 정전적으로 포집하는 정전 입자 수집기를 연설하여 이루어지는 구상 결정 미립자 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하의 기재 내용에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 제조 방법은 고휘도 발광 재료를 제조하는 경우에 특히 적합하다. 본 발명의 제조 방법을 이용하여 고휘도 발광 재료를 제조하려면, 제조되는 구상 결정 미립자를 연속적으로 고효율로 취득할 수 있는 장치가 필요하다.
도 1은 본 발명의 금속 산화물 구상 결정 미립자의 제조 방법을 실시하기에 적합한 장치의 설명도이다. 원료 탱크(1)에 수용되어 있는 금속 이온 함유 용액은 공급 펌프에 의해 온도 및 공급량 제어기구(2)를 거쳐 멀티 마이크로 채널 분무 선별기(3)로 보내져, 여기서 산화성 가스, 예컨대 산소 가스를 이용하여 산화 조건하에서 안개화된 후, 가열기(4) 예컨대 전기로에 도입된다. 이 가열기(4)는 500℃ 이상, 바람직하게는 1000℃∼1500℃로 유지되며, 산화 조건하에서 안개화된 금속 함유 용액은 여기서 건조와 동시에 소성되어 금속 산화물 미립자를 생성한다.
한편, 가열기(4)의 온도가 1000℃ 미만으로 유지된 경우는 결정성이 낮고, 1500℃보다 높은 온도이면 불순물상이 생성되기 쉽다. 이와 같이 하여 얻어진 금속 산화물 미립자는 이어서 정전 입자 수집기(5)로 보내져 정전적으로 포집 회수되고, 또한 원하는 바에 따라 온도 조정 수집기나 용매에 의한 수집기를 이용하여 입자 사이즈별로 분별할 수 있다.
본 발명의 제조 장치에 의하면, 재소성(再燒成)을 필요로 하지 않는 구상 결정 미립자의 발광 재료를 순간적으로 제조할 수 있다. 또한, 얻어진 발광 재료는 조성의 편석(偏析)이 없고 발광 효율이 높다. 더욱이, 결정 초미립자의 수집 효율이 매우 높아서 그 수율은 99% 이상에 달한다. 본 발명의 제조 장치의 상세한 점에 대해서는 후술한다.
본 발명의 제조 방법은 고휘도 발광 재료를 제조하는 경우에 특히 적합하다. 이 고휘도 발광 재료는 모체 물질에 발광 중심을 도입함으로써 형성된다.
이 발광 중심으로서는, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등의 희토류 금속, 바람직하게는 Eu, Ce, Tb, Sm이나 Sb, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, Ta, W 등의 천이 금속, 더욱 바람직하게는 Mn, Cu, Fe가 이용된다. 이 모체 물질로서는,
아래의 일반식 (1)
M1
xM2
yAlzO(2x+2y+3z)/2 ··· (1)
(이 일반식에서, M1 및 M2는 Ca, Mg, Ba, Sr와 같은 알칼리 토류 금속, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu와 같은 희토류 금속, Sb, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, Ta, W와 같은 천이 금속, Li, Na, K, Rb, Cs와 같은 알칼리 금속, 및 Si, Al, In, Ga, Ge 중에서 선택된 적어도 1종류의 금속으로 부분적으로 치환 가능한 것이며, x, y 및 z는 정수임)로 나타내어지는 알루민산이나,
아래의 일반식 (2)∼(6)
M3Al8O13 ··· (2)
M3
4Al14O25 ··· (3)
M3MgAl10O17 ··· (4)
M3
4Al2SiO7 ··· (5)
M3
4Mg2Al16O27 ··· (6)
(이 일반식에서, M3은 Ca, Ba, Sr 및 Mg 중에서 선택된 적어도 1종의 금속임)
으로 나타내어지는 화합물이나, Al2O3, SrO, MgO, ZrO2, TiO2
, Y3Al5O12, ZnO, LiAlO2, CeMgAl11O19 등의 금속 산화물이 이용된다.
일반식 (2)∼(6)으로 나타내어지는 화합물은,
이하의 일반식 (7)∼(11)
xM3O·yM4
2O3·zM5O2 ··· (7)
xM3O·yM4
2O3 ··· (8)
xM3O·yM5O2 ··· (9)
xM3O·yM6
2O5 ··· (10)
(이 일반식에서, M3은 Ca, Ba, Sr 및 Mg 등의 2가의 양이온을 발생하는 금속 중에서 선택된 적어도 1종의 금속이며, M4는 Al, In, Ga, La, Y 등의 3가의 양이온을 발생하는 금속 중에서 선택된 적어도 1종의 금속이며, M5는 Si, Ge, Zr, Ti 등의 4가의 양이온을 발생하는 금속 중에서 선택된 적어도 1종의 금속임)
으로 나타낼 수도 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서의 공급 원료로서는, 이들 금속 화합물을 구성하는 금속의 가용성 화합물, 예컨대 질산염, 황산염, 염화물 등의 무기염이나 초산염, 알코올라이트(alcoholate), 사과산염, 시트르산염 등의 유기 화합물이 이용된다.
또한, 고휘도 발광 재료를 목적으로 하는 경우의 희토류 금속의 공급 원료로서는, 유로퓸, 이트륨, 세륨, 트리븀, 가돌리늄 등의 염화물, 질산염 및 황산염이 이용된다. 또, 천이 금속의 공급 원료로서는, 안티몬, 망간, 탈륨, 철 등의 염화물, 수산화물, 초산염, 알코올라이트, 황산염, 질산염 등이 이용된다.
본 발명의 제조 방법에서는, 이들 금속 산화물을 용액으로서 이용할 필요가 있는데, 이 때의 용매로서는 물 또는 물과 수혼화성 용매, 예컨대 에틸알코올 등의 알코올계 용매, 아세톤 등의 케톤계 용매와의 혼합물이 이용된다.
본 발명의 제조 방법에 의해, 복수의 금속 산화물을 제조하는 경우에는 상기한 금속 산화물을 목적으로 하는 금속 산화물 중의 각 금속 성분의 구성 원자비에 상당하는 비율로 혼합한다. 이 때의 전체의 금속 이온 농도는 통상 0.0001∼1.0 몰/L 범위내에서 선택된다.
이 금속 이온 함유 용액은 안개화 상태로 할 때에 고압 분무기나 초음파 분무기(안개화 수단, 분무 수단)를 이용한다. 고압 분무기를 이용한 경우, 노즐로부터 분무시키지 않으면 안되기 때문에, 그것을 원활하게 하기 위해 필요에 따라 계 면활성제나 산, 염기를 0.01∼1 질량%의 비율로 첨가할 수 있다. 또, 이 금속 이온 함유 용액의 점도는 사용하는 용매의 종류를 바꿈으로서도 조정할 수 있다.
또, 결정성을 향상시키기 위해서는 플럭스제로서의 역할을 하는 융점이 낮은 할로겐 화합물, 예컨대 NaCl, KI나 NaOH 등의 수산화 알칼리 등을 가하는 것이 바람직하다.
그런데, 금속 화합물의 용액을 마이크로 채널로부터 분무함으로써 생성되는 안개화 상태에 있는 용액 입자의 사이즈는 마이크로 채널의 구멍 지름 및 길이에 좌우되는 동시에, 용액의 표면 장력, 압력, 분무 속도 및 분무 가스의 종류, 압력 유량에 관계되는 것 외에, 사용하는 용액의 농도에도 의존하며, 동일 조건하에서는 농도가 낮은 쪽이 입자경이 작게 된다.
도 2는 도 1에 있어서의 멀티 마이크로 채널 분무 선별기(3)의 단면도이며, 도입구(9)로부터 가압 가스와 함께 공급된 금속 화합물 용액은 멀티 채널(10)의 세공(細孔)을 지나 안개화 상태로 되어, 배출구(11)를 거쳐, 가열기(4)에 공급되며 여기서 증기 입자로 된다. 이 멀티 채널의 구멍 지름은 10∼1000 μm의 범위에서 조정된다. 이 증기 입자의 사이즈는 필요에 따라서 공간 분포를 이용함으로써 선별 제어할 수 있다. 이 멀티 마이크로 채널 분무 선별기(3)에 있어서는, 산소, 질소, 아르곤, 희석 수소, 공기와 같은 가스를 용액과 함께 압입하여 용액을 안개화 상태로 바꾼다. 이 때의 가스압은 10∼500 kPa의 범위가 이용된다.
이 경우의 안개화 수단으로서는, 관용되고 있는 분사 노즐을 이용할 수 있지만, 상기한 바와 같이 원료 용액의 안개화와 이것에 의해 생긴 안개상 입자의 선별 기능을 갖는 멀티 마이크로 채널 분무기를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 멀티 마이크로 채널 분부기에 있어서의 마이크로 채널의 구멍 지름을 10∼1000 μm 범위에서 조정함으로써, 생성되는 안개상 입자의 입자경을 0.1∼500 μm 범위 내에서 제어할 수 있다. 그러나, 고결정성 구상 미립자를 효율적으로 생성시키기 위해서는, 300 μm 이하의 구멍 지름의 마이크로 채널을 이용하는 것이 유리하다.
일반적으로, 안개상 입자의 입자경을 작게 하려면, 저점도의 원료액을 유량 및 압력이 높은 가스로 분출시킬 필요가 있는데, 상기한 멀티 마이크로 채널 분무기를 이용함으로써, 종래의 방법에서는 얻기가 곤란했던 20 μm 이하 입자경의 안개상 입자를 110 kPa 이하의 낮은 가스압으로 발생시킬 수 있다.
또, 미세 안개상 입자의 발생에 필요한 가스 유량을 감소시킴으로써, 안개의 기류를 제어할 수 있어, 후속의 가열 단계에서 생성된 미분체가 가열관의 벽에 부착되는 현상을 억제할 수 있어, 목적으로 하는 구상 결정 미립자의 수율을 현저히 향상시킬 수 있다. 이 때, 보다 미세한 안개상 입자를 발생시키기 위해서는, 원료액을 실온 이상 내지 용매의 증발 온도 범위 내의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
한편, 분무하는 방법으로서 초음파 분무 장치를 이용하면, 기류의 제어는 간편하게 된다.
여기서, 본 발명의 제조 방법에 적합하게 이용할 수 있는 초음파 분무 장치에 대해 설명한다. 도 10은 초음파 분무 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 이 초음파 분무 장치는 가열할 수 있는 소재, 예컨대 테프론(등 록상표) 등으로 이루어지는 용기(12)와, 초음파에 의해 원료 용액을 안개화시키는 초음파 진동자(13)와, 액면(液面) 센서(14)로 이루어지는 간단한 구성이다.
이 초음파 분무 장치는 원료 주입구(15)로부터 일정한 속도로 수송되어 온 원료 용액을 초음파에 의해 안개화한다. 그와 동시에, 가스 유입구(16)로부터 캐리어 가스를 용기(12) 내에 주입함으로써, 안개화된 원료 용액을 안개 출구(17)로부터 후단의 가열기(4)로 수송한다.
가스 유입구(15)로부터 유입되는 가스의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 산화성 가스, 환원성 가스 등, 예컨대 전술한 멀티 마이크로 채널 분무 선별기(3)에서 이용한 것과 같은, 산소, 질소, 아르곤, 희석 수소, 공기와 같은 온갖 가스를 사용할 수 있다.
또, 원료 주입구(15) 및 가스 유입구(16)에서는 원료 용액 및 가스 유입시의 유량·압력 등도 특별히 한정되는 것은 아니며, 감압 상태, 가압 상태 등 적절히 설정할 수 있다.
초음파 진동자(13)는 초음파에 의해 진동하며, 원료 용액을 안개화 상태로 한다. 초음파 진동자(13)의 수는 특별히 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 초음파 진동자(직경 약 20 mm)(13)를 1개 이용한 경우라도, 분무 속도는 0-300 mL/h 범위로 조정할 수 있다. 그래서, 분무 효율이 좋게 원료 용액을 안개화할 수 있다. 또, 복수의 진동자를 이용함으로써, 분무량을 광범위하게 조정할 수 있다. 이와 같이, 사용하는 초음파 진동자의 개수를 조정함으로써, 생산 규모를 간단히 조정할 수 있다.
또, 초음파 진동자(13)의 공진 주파수를 선택하면, 원료 용액의 분무 사이즈를 100 nm∼10 μm까지 제어할 수 있다. 예컨대, 공진 주파수를 2.4 MHz로 했을 때의 안개화 상태의 원료 용액의 평균 사이즈는 약 3 μm이었다.
액면 센서(14)는 원료 용액의 양을 조정하는 동시에, 소부(燒付)에 의한 초음파 진동자(13)의 파손을 방지한다.
본 발명의 초음파 분무 장치에 의해서 안개화된 입자는, 원료 용액과의 조성 어긋남이나 편석은 없다. 또, 가열할 수 있기 때문에, 가열 이외의 조건이 일정하게 할 수 있다. 원료 용액을 가열하면, 용액의 표면 장력은 변화된다. 그 결과, 장치 내의 온도를 제어함으로써, 안개화되는 입자의 사이즈를 조정할 수 있다. 또한, 간단한 구성이며, 연속적 안정적으로 안개화 입자를 생성할 수 있다.
한편, 종래의 안개화 장치는 일류체(一流體)나 이류체(二流體)를 이용한 네브라이저나 분무 노즐에 의해 용액을 안개화하고 있었다. 안개화된 입자 사이즈는 용액의 종류, 가스의 압력, 유량에 강하게 의존한다. 또, 증기법에 의해 안개화하는 경우는, 가스의 유량에 의존하지 않지만, 용액 조성의 편석이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
본원 발명자들도, 매크로 미스트 분무기로서 분무 가스를 필요로 하는 네브라이저식과, 초음파식의 2종류를 비교했다. 그 결과, 전술한 바와 같이, 초음파 분무 장치는 간단한 구성으로 캐리어 가스의 종류, 압력, 유량 등에 상관 없이, nm에서 μm 사이즈의 안개상을 제어하면서, 안개화된 입자와 용액의 조성과의 어긋남 없이 연속적으로 분무할 수 있다.
이와 같은 식으로 안개화된 금속 이온 함유 용액은 후속 단계에서 산화하여 금속 산화물을 생성시킬 필요가 있기 때문에, 산화 조건하로 가져올 필요가 있다. 그러나, 금속 이온 함유 용액으로서, 소정의 금속염의 수용액을 이용하면, 환원성 가스를 사용하여, 산소를 이용하지 않고 실시할 수 있다. 따라서, 산화에 의해 열화될 우려가 있는 구상 결정 미립자의 제조에는 이 방법을 이용하는 것이 유리하다.
상기한 방식으로 안개화된 입자는 이어서 1000℃ 이상의 고온으로 유지된 가열기(4)로 도입되어, 순간적으로 건조와 소성을 동시에 실행하게 한다. 이와 같이, 고온에서 안개상 입자를 가열함으로써, 경우에 따라 혼합하는 큰 입자경의 안개상 입자를 미세하게 분해할 수 있어, 균일한 미분체(微粉體)를 제조할 수 있다.
한편, 가열기(4)는 마이크로 채널 분무 선별기(3)와 정전 입자 수집기(5)를 접속하고 있다. 양자의 접속은 예컨대 스테인레스제의 조인트로 접속함으로써, 고기밀성을 유지할 수 있다.
안개상 입자를 고온에서 가열할 때, 가연성 용액을 이용한 경우에는 분무 가스를 산화 분위기, 예컨대 공기중, 산소의 가스를 이용하여, 소성시킴으로써 직접 미분체를 얻을 수 있다. 한편, 불연성 용매를 이용한 경우에는 1000℃ 이상의 고온에서 건조와 소성을 동시에 진행시킨다. 이 가열 부분의 온도 제어는 매우 중요하며, 결정성과 입자 형태를 제어하는 포인트가 되고 있다. 이 때문에, 후자 쪽은 고결정성 구상 입자를 얻는 데에 보다 유리하다. 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 500℃에서 1500℃ 정도의 고온 구역을 제어함으로써, 1분 이내와 같은 빠른 속도로 고결정성의 구상 미립자를 얻을 수 있다.
이와 같은 방식으로 얻은 금속 산화물 구상 결정 미립자는 예컨대 온도차와 전장(電場)을 이용하여, 고체 상태 그대로 회수할 수 있다. 또, 이 방법으로 회수할 수 없었던 미립자는 용매에 분산함으로써 포집할 수 있다. 이 용매로서 미립자의 응집을 억제할 수 있는 용매를 선택하는데, 에틸알코올과 같은 유기 용매를 이용할 수 있으며, 그 배기 가스는 트랩을 거쳐 배기된다.
생성된 고체 미분체는 필요에 따라서 환원 분위기, 예컨대 수소 기류 중, 500∼1700℃에서 본소성함으로써, 고휘도 발광 재료 구상 입자 발광체를 제조할 수 있다. 이 때의 소성 시간은 재료의 조성, 소성 온도에 따라 다른데, 통상은 0.1∼10 시간이다. 종래에는 고온 소성함으로써, 결정성이 향상되는 동시에 입자가 조대화된다고 하는 문제가 있었다. 본 발명의 제조 방법에서 제조한 구상 미립자는 1700℃의 고온 소성에서도 입자 사이즈의 변화가 일어나지 않았으므로 열적으로도 매우 안정적이라는 것을 알 수 있다.
이어서, 도 3은 도 1과는 다른 형식을 갖는 장치의 설명도로, 안개화된 입자는 가열기(4)에서 건조 및 소성된 후, 정전 입자 수집기(수집 수단)(5)로 보내진다. 이 정전 입자 수집기(5)에서는, 생성된 금속 산화물 구상 결정 미립자를 고체 상태 그대로 정전기의 작용을 이용하여 포집한다. 이에 의해 포집되지 않은 미립자는 이어서 온도 조정 수집기(수집 수단(6))로 보내져, 더욱 용매를 이용한 습식 수집기(수집 수단(7))에 의해 완전히 포집된다. 습식 수집기(7)로부터의 배기 가스는 트랩(8)을 거쳐 용매를 제거한 후, 외부로 배기된다.
이와 같은 식으로 입자경 1 nm 내지 10 μm 범위의 금속 산화물의 구상 결정 미립자를 효율적으로 제조할 수 있다.
제조된 구상 결정 미립자 중에, 불순물이 혼입되는 일없이 효율적으로 수집하기 위해서는, 정전 입자 수집기(5)가 도 11에 도시한 바와 같은 구조인 것이 바람직하다. 이 장치를 이용하면, 99% 이상이라는 높은 수율로 구상 결정 미립자를 수집할 수 있다.
도 11은 정전 입자 수집기(5)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 12(a)는 정전 입자 수집기(5)의 상면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 정전 입자 수집기(5)는 기밀성 있는 수집기(5)의 내부에, 복수의 수집 전극(20)이 교대로 대향 배치된 구성이다.
수집 전극(20)은 예컨대, 도 13에 도시한 바와 같이, 2중 구조를 갖고 있으며 전원(23) 또는 스위치(SW1∼SW3)에 접속되어 있다. 수집 전극(20)에 전압을 인가하여, 각 전극 사이에 전계를 생성시킴으로써 구상 결정 미립자를 수집한다. 수집 전극(20)의 각 전극에 인가되는 직류 전압의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니며, 0∼1000 V/mm 정도의 고전압도 인가할 수 있다.
일반적으로, 입자경이 작은 입자를 수집할수록, 큰 전압이 필요하게 된다. 이 때문에, 스위치(SW1∼SW3)를 전환하여, 수집 전극(20)에 인가하는 전압을 제어함으로써, 수집하는 구상 결정 입자의 입자경의 사이즈를 nm에서 μm까지 폭넓게 수집할 수 있다.
또, 스위치(SW1∼SW3)를 전환함으로써, 각 수집 전극(20)에 인가하는 인가 전압과 인가 타이밍을 제어할 수 있다. 이 때문에, 구상 결정 미립자의 연속 생산에 대응할 수 있게 된다.
또한, 스위치(SW1∼SW3) 전부를 온으로 하여, 모든 수집 전극에 큰 전압을 인가하면 단시간에, 게다가 한 번에 구상 결정 미립자를 수집할 수 있다.
또, 복수의 수집 전극(20)을 구비하고 있기 때문에, 불량 수집 전극을 용이하게 교환하는 것만으로 다시 구상 결정 미립자를 수집할 수 있게 된다.
수집 전극(20)은 예컨대 도 12(b)에 도시한 바와 같이, 용기 내부의 대향하는 면에 요철부를 형성하여, 도 12(c)에 도시하는 수집 전극(20)을 요철부가 있는 정전 입자 수집기(5)의 내면에 교대로 집어 넣음으로써 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 정전 입자 수집기(5)를 간단하게 조립·분해할 수 있어, 세정 등의 유지보수도 용이하다.
수집 전극(20)의 폭은 정전 입자 수집기(5)의 폭보다도 짧게 설정한다. 그 결과, 유입구(21)로부터 용기 내에 구상 결정 미립자를 포함하는 가스는 도 12의 파선으로 나타내는 바와 같이, 용기의 내부를 사행(蛇行)하면서 진행한다. 따라서, 정전 입자 수집기(5)의 내부를 효율적으로 이용할 수 있다. 그 결과, 100%에 가까운 높은 수율로 구상 결정 입자를 수집할 수 있다.
수집 전극(20)의 수나 면적은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 수가 많을수록, 또 면적이 넓을수록 구상 결정 미립자를 확실하게 수집할 수 있다.
수집 전극(20)의 수를 많게 함으로써, 도 5에 도시한 바와 같은, 온도 조정 수집기(6), 습식 수집기(7)를 구비하지 않고서 구상 결정 미립자를 수집할 수 있 다. 구상 결정 미립자 이외의 불순물은 가스와 함께 출구로부터 배기 가스용 트랩에 흘려진다.
이와 같이 정전 입자 수집기(5)를 이용하면 목적으로 하는 구상 결정 미립자만을 효율적으로 수집할 수 있다.
종래에는 가스 중에 포함되는 구상 결정 미립자를 수집하는 경우에는 필터를 이용하는 것이 일반적이었다. 그런데, 필터에 의한 구상 결정 미립자의 수집의 경우에는 불순물이 섞여 들어간다고 하는 문제가 생긴다.
정전 입자 수집기(5)에 의하면, 종래와 같은 문제가 생기지 않고, 간단한 구성이기 때문에 저렴하게 제조할 수 있으며, 게다가 효율적으로 구상 결정 미립자를 수집할 수 있다. 즉, 수집 전극(20)에 전압을 인가한다고 하는 간단한 작업으로 연속적으로 가스 중의 구상 결정 미립자의 수집이 가능하다. 또, 생산 규모에 따라서, 수집 전극(20)의 면적이나 수를 바꿈으로써 정전 입자 수집기(5)의 규모를 용이하게 조정할 수 있다. 한편, 수집 전극(20)에 의해 수집되는 구상 결정 미립자의 종류에 관계없이, 폭넓게 적용할 수 있다.
그런데, 종래에는 가스 중에 수분이 다량으로 함유되어 있으면, 필터가 막히기 쉽다고 하는 문제가 생긴다. 이들 결과, 가스 유통계나 제조한 구상 결정 미립자의 성질에 영향을 주고 있다.
이것을 방지하기 위해서, 정전 입자 수집기(5)는 용기 내의 온도를 제어하는 온도 제어부(온도 제어 수단)를 함께 구비하고 있어도 좋다. 이로써, 수집한 구상 결정 미립자를 가열하여 결정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 용기 내로 유입하는 가 스 중에 수증기가 함유되어 있더라도 용기 내부를, 예컨대 100℃ 정도로 가열하여 수증기를 제거한다. 그 결과, 수집 전극(20)이 수증기의 영향으로 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수집한 구상 결정 미립자로부터 수분을 제거하여 편석 등의 영향을 피할 수 있다.
한편, 정전 입자 수집기(5)의 내층은, 온도 제어부에 의해 정전 입자 수집기(5)의 내부를 가열하는 경우에는 예컨대 테프론(등록상표), 질화알루미늄과 같은 내열 고온 전기 절연 재료로 형성하고, 외층은 알루미늄, 스테인레스 등의 비교적 가볍고, 강도가 있는 열전도 재료로 구성하면 된다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에서 이용하는 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있어서의 마이크로 채널 분무 선별기의 단면도이다.
도 3은 도 1과는 다른 형식의 장치를 설명하는 도면이다.
도 4는 실시예 1에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 5는 실시예 2에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 6은 실시예 3에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 7은 실시예 4에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 8은 실시예 5에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 9는 실시예 6에서 얻은 구상 입자의 전자현미경도이다.
도 10은 본 발명의 제조 방법에 이용하는 초음파 분무 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제조 방법에 이용하는 정전 입자 수집기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 12(a)는 도 11의 정전 입자 수집기의 상면도이며, 도 12(b)는 도 11의 정전 입자 수집기의 정면도이며, 도 12(c)는 도 11의 정전 입자 수집기의 수집 전극의 도면이다.
도 13은 도 11의 정전 입자 수집기의 수집 전극의 회로도이다.
이하에서는 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예에서 이용한 계면활성제는 닛신가가쿠사 제조의 「올핀E1010」이다.
[실시예 1]
질산스트론튬(Sr(NO3)2) 0.0046 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3
·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3)3·2.4H2O) 0.0004 몰을 증류수 100 mL에 가하여, 교반하면서 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 1에 도시하는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 30℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.2 mm)에 공급하면서, 압축 5 체적% 수소 함유 아르곤 가스를 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성했다. 생성된 분체의 X선에 의한 분석 결과, 얻은 입자는 유로퓸 함유 알루민산 스트론튬(Eu0.08Sr0.92)Al2O4의 단일 결정이며, 불순물상은 발견되지 않았다.
이와 같은 식으로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 4에 나타내었다. 이것의 평균 입자경은 2 μm이었다.
[실시예 2]
질산스트론튬(Sr(NO3)2) 0.00475 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3
·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3)3·2.4H2O) 0.00025 몰을 증류수 75 mL와 에틸알코올 25 mL과의 혼합물에 가하여, 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 3에 도시한 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.1 mm)에 공급하면서, 압축 산소를 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 생성된 분체를 우선 정전 입자 수집기로 포집하여, 온도 조정 수집기, 용매에 의한 수집기로 2차 포집, 3차 포집을 하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. X선에 의한 해석 결과, 얻어진 입자는 유로퓸 함유 알루민산스트론튬(Eu0.05Sr0.95)Al2O4
의 단일 결정상이며, 불순물상은 인정되지 않았다.
이와 같은 식으로 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 5에 나타낸다. 이것의 평균 입자경은 0.5 μm이었다.
[실시예 3]
질산스트론튬(Sr(NO3)2) 0.00495 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3
·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3)3·2.4H2O) 0.00005 몰을 증류수 75 mL와 에틸알코올 25 mL과의 혼합물에 가하고, 계면활성제 0.5 g을 혼합하여 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.1 mm)에 공급하면서, 압축 산소를 매분 1 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성한 후, 생성된 분체를 우선 정전 입자 수집기로 포집하고, 이어서 온도 조정 수집기, 용매에 의한 수집기로 2차 포집, 3차 포집을 하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. X선에 의한 해석 결과, 얻어진 입자는 유로퓸 함유 알루민산스트론튬(Eu0.01Sr0.99)Al2O4의 단일 결정상이며, 불순물상은 인정되지 않았다.
이와 같은 식으로 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 6에 나타낸다. 이것의 평균 입자경은 0.1 μm이었다.
[실시예 4]
질산바륨(Ba(NO3)2) 0.009 몰, 질산마그네슘(Mg(NO3)9·6H
2O) 0.01 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O) 0.1 몰, 질산유로퓸(Eu(No3)
3·2.4H2O) 0.001 몰을 증류수 300 mL와 에틸알코올 50 mL과의 혼합물에 가하여, 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.2 mm)에 공급하면서, 5%H2-Ar을 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1500℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성한 후, 생성된 분체를 우선 정전 입자 수집기로 포집하고, 이어서, 온도 조정 수집기, 용매에 의한 수집기로 2차 포집, 3차 포집을 하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. X선에 의한 해석 결과, 얻은 입자는 (Eu0.1Ba0.9)MgAl10O17
의 단일 결정상이며, 불순물상은 인정되지 않았다.
이와 같은 식으로 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 7에 나타낸다. 이것의 평균 입자경은 1 μm이었다.
[실시예 5]
질산바륨(Ba(CH3COO)2) 0.0095 몰, 질산마그네슘(Mg(NO3)9·6H
2O) 0.01 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O) 0.1 몰, 질산유로퓸(Eu(No3)
3·2.4H2O) 0.0005 몰을 증류수 300 mL와 에틸알코올 50 mL과의 혼합물에 가하고, 또한 계면활성제 1.0 g을 첨가하여 혼합함으로써, 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.1 mm)에 공급하면서, 압축 산소를 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1500℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성한 후, 생성된 분체를 우선 정전 입자 수집기로 포집하고, 이어서, 온도 조정 수집기, 용매에 의한 수집기로 2차 포집, 3차 포집을 하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. X선에 의한 해석 결과, 얻어진 입자는 (Eu0.05Ba0.95)MgAl10
O17의 단일 결정상이며, 불순물상은 인정되지 않았다.
이와 같은 식으로 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 8에 나타낸다. 이것의 평균 입자경은 0.3 μm이었다.
[실시예 6]
질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O) 0.04 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3
)3·2.4H2O) 0.0004 몰을 증류수 400 mL에 가하고, 교반하여 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 30℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.2 mm)에 공급하면서, 압축 아르곤 가스를 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성하여, 평균 입자경 2 μm의 유로퓸 함유 알루미나 단일 결정상의 구상 입자를 얻었다.
이것의 전자현미경 화상을 도 9에 나타낸다. 이와 같이 종래 결정화가 곤란하다고 여겨졌던 알루미나 단일 결정상을 얻을 수 있었다.
[실시예 7]
질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3
)3·2.4H2O) 0.0001 몰을 증류수 75 mL와 프로필알코올 25 mL과의 혼합물에 가하고, 또한 계면활성제 0.5 g을 첨가하고, 교반하여 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 30℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.2 mm)에 공급하면서, 압축 산소를 매분 1 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성하여, 평균 입자경 0.2 μm의 유로퓸 함유 알루미나 단일 결정상의 구상 입자를 얻었다.
[실시예 8]
질산스트론튬(Sr(NO3)2) 0.00495 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3
·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3)3·2.4H2O) 0.00005 몰을 증류수 75 mL와 에틸알코올 25 mL과의 혼합물에 가하고, 또한 계면활성제 0.5 g을 첨가하여 혼합함으로써 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 1에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 마이크로 사이즈 분무 선별기(구멍 지름 사이즈 0.05 mm)에 공급하면서, 압축 산소를 매분 3 리터의 속도로 흘려 안개화시켰다. 생성된 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 건조, 소성하여, 얻어진 분체를 우선 통상의 수집기에 이르게 한 후, 정전 입자 수집기로 포집하고, 온도 조정 수집기, 용매에 의한 수집기로 2차 포집, 3차 포집을 하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. X선에 의한 해석 결과, 이것은 유로퓸 함유 알루민산스트론튬의 단일 결정상으로 이루어지며, 불순물상은 포함하지 않는 구상 입 자임이 확인되었다.
또, 최초의 수집기로 얻은 구상 입자의 평균 입자경은 100 nm, 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 평균 입자경은 50 nm, 온도 조정 수집기로 얻은 구상 입자의 평균 입자경은 20 nm, 용매에 의한 수집기로 얻은 구상 입자의 평균 입자경은 10 nm 이하였다.
이 점에서, 본 발명 방법에 의하면, nm에서 μm까지의 범위로 제어된 입자경을 갖는 구상 입자를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
[실시예 9]
상기한 각 실시예에서 얻은 입자의 결정성을 더욱 향상시키기 위해서, 1300℃에서 4시간 소성했다. X선 회절에 의해, 어느 분체에 있어서도 결정성이 대폭으로 향상된다. 그럼에도 불구하고, 현미경 관찰 결과, 입자 형상과 입자 사이즈의 변화가 인정되지 않았다. 이 점에서, 얻어진 구상 미립자는 열적으로 매우 안정적임을 알 수 있었다.
또, 얻은 고결정성 구상 미립자의 자외선 발광 강도를 측정한 바, 어느 미립자계도 종래의 고상 반응법으로 얻은 재료보다도 고휘도임을 알 수 있었다. 응력 발광, 전장 발광, 전자선 여기 발광에 대해서도 같은 효과를 얻었다. 표 1에 그 결 과의 일부를 나타낸다.
표의 수치는 모두 종래의 고상 반응법으로 제조한 대응하는 조성인 것을 100으로 했을 때의, 상대적인 값을 나타낸 것이다.
[실시예 10]
질산스트론튬(Sr(NO3)2) 0.00475 몰, 질산알루미늄(Al(NO3)3
·9H2O) 0.01 몰, 질산유로퓸(Eu(NO3)3·2.4H2O) 0.00025 몰을 증류수 75 mL와 에틸알코올 25 mL과의 혼합물에 가하여, 균일한 원료 용액을 조제했다.
이어서, 도 3에 나타내는 장치를 이용하여, 자동 용액 수송 펌프에 의해 40℃로 유지한 원료 용액을 초음파 분무 장치를 이용하여 2.4 MHz로 분무하면서, 압축 산소를 매분 1 리터의 속도로 흘리고, 안개상 입자를 최고 온도 1300℃의 전기로에 이르게 하여, 생성된 분체를 우선 정전 입자 수집기로 포집하고, 배기 가스는 트랩을 통과시킨 후, 외부로 배기했다. 그 결과 99%의 수율로 유로퓸 함유 알루민 산스트론튬(Eu0.05Sr0.95)Al2O4을 얻었다. X선에 의한 해석 결과, 얻어진 입자는 유로퓸 함유 알루민산스트론튬(Eu0.05Sr0.95)Al2O4의 단일 결정상이며, 불순물상은 인정되지 않았다.
이와 같은 방식으로 정전 입자 수집기로 얻은 구상 입자의 전자현미경 화상을 도 5에 나타낸다. 이것의 평균 입자경은 0.5 μm이었다.
이상에서는 본 발명의 최선 실시예에 대해서 설명하였지만, 이상의 본 발명의 구체적인 실시형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로, 본 발명은 그러한 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 청구범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 종래의 방법으로 제조할 수 없는 복잡 계의 단일 결정상을 갖는 구상 입자의 제조, 특히 다성분으로 불순물상이 형성되기 쉬운 복잡 계의 조제가 가능하다.
또, 본 발명에 따르면, 높은 발광 강도를 갖는 발광 재료 구상의 미립자를 간단한 조작으로 응축하지 않고서 다량으로 제조할 수 있으며, 게다가 종래의 방법에 의해 얻어지는 것보다도 작은 입자경인 것을 얻을 수 있다. 이 때문에, 디스플레이, 조명 기구, 센서 등의 에너지 절약, 고분해능화, 고효율화 등에 유리하다.
Claims (20)
- 금속 이온 함유 용액을, 산소가 존재하지 않는 산화 조건하에서 1000℃ 이상으로 유지한 분위기 중에 안개화 상태로 도입하여 건조 및 소성을 동시에 실행하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액은 복수 종류의 금속 이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액 중의 금속 이온 농도는 0.0001∼1.0 몰/L인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 고휘도 발광 재료는 1 nm 내지 10 μm 범위의 입자경을 갖는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액은 수용액 또는 물과 수혼화성 용매와의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액에 계면활성제, 산 또는 염기 중의 적어도 하나가 0.001∼10 질량%의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액은 소정의 금속의 질산염 용액인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액에 가압 가스가 압입됨으로써 상기 금속 이온 함유 용액을 안개화 상태로 하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액을 실온 이상 내지 상기 금속 이온 함유 용액의 용매의 증발 온도 범위 내로 가열하면서, 상기 가압 가스를 압입하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 기재한 제조 방법에 의해 생성된 고휘도 발광 재료를, 또한 500℃∼1700℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 이온 함유 용액의 금속 이온은 알루미늄 이온을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 방법.
- 삭제
- 금속 이온 함유 용액을 안개화하는 안개화 수단과, 상기 안개화 수단에 의해 생긴 안개화 입자를 가열하여 구상 미립자를 생성하게 하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 생성된 구상 미립자를 포집하는 수집 수단을 구비하고,상기 가열기는 산소가 존재하지 않는 산화 조건하에서 1000℃ 이상으로 유지된 상태에서 상기 안개화 입자의 건조 및 소성을 동시에 행하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- (A) 금속 이온 함유 용액을 안개화하고, 안개화된 입자의 사이즈를 선별하는 기능을 갖는 멀티 채널 분무 수단을 부설한, 산소가 존재하지 않는 산화 조건하에서 1000℃ 이상으로 유지되어 안개화 입자의 건조와 소성을 동시에 행하기 위한 가열기와,(B) 상기 (A)에서 생성된 소정 사이즈의 미립자를 정전적으로 포집하는 정전 입자 수집기를 연설하여 이루어지는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- 삭제
- 제14항에 있어서, 상기 멀티 마이크로 채널 분무 수단의 마이크로 채널의 구멍 지름은 300 μm 이하인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 안개화 수단은 초음파에 의해 금속 이온 함유 용액을 안개화하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 수집 수단은 수집 용기 내에 전압을 인가하여 구상 결정 미립자를 수집하는 복수의 수집 전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- 제18항에 있어서, 상기 복수의 수집 전극의 전체에 대해 동시에 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
- 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 수집 수단은 상기 수집 용기 내의 온도를 제어하는 온도 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광 재료의 제조 장치.
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