KR100967272B1 - 청색 발광 실리케이트계 형광체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 청색발광 형광체를 사용하고, 여기파장으로 Eu^{2 +} ion을 직접 여기할 수 있는 파장을 사용하는 것이 특징인 발광장치 및 상기 발광장치를 구비한 디스플레이 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 2로 나타내어지는 실리케이트계 형광체 및 상기 실리케이트계 형광체를 구비한 발광장치 또는 디스플레이 장치를 제공한다.

254nm에서 여기할 때, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y <1)의 형광체는 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y >1)의 형광체 보다 높은 휘도를 발휘한다. 또, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y <1)의 형광체는 종래 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z와 Eu 농도에 대한 trend가 달라 훨씬 높은 Eu 농도에서도 높은 휘도를 발휘한다.

Description

청색 발광 실리케이트계 형광체{Blue emitting silicate phosphor}

본 발명은 우수한 발광 특성 및 색 순도를 갖는 청색 발광 형광체, 이를 포함하는 발광 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치는 화소 자체가 스스로 광을 방출하는 자발광형 디스플레이와 별도의 램프와 조합되어 화상을 구현하는 비자발광형 디스플레이로 구별된다. 상기 자발광형 디스플레이의 예로서 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 음극선관(CRT), 유기 또는 무기 발광 디스플레이 장치(OLED) 등이 있으며, 비자발광형 디스플레이의 예로는 액정 디스플레이 장치(LCD)가 대표적이다. 일반적으로, 이들 디스플레이 장치에는 색상 구현을 위해 특정 파장의 가시 광선을 방출하는 형광체가 사용된다.

예를 들면, 디스플레이 장치 중 액정 디스플레이 장치의 경우, 특히 투과형 액정 디스플레이 장치에서는, 광스위치 역할을 하는 액정층에 광을 제공하는 백라이트에 상기 형광체가 사용된다. 상기 백라이트로서 형광 벌브(bulb) 또는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL)와 같은 형광 램프형 백라이트, 또는 적색, 녹색 또는 청색 발광 다이오드의 조합으로 형성된 백색 발광 다이오드 형 백라이트 등이 응용되고 있다.

액정 디스플레이 장치의 경우, 전술한 백라이트용 형광 램프에 적용되는 적색, 녹색 또는 청색 발광 형광체의 특성에 의해 휘도 및 색재현성과 같은 화질이 결정된다. 현재 액정 디스플레이 장치의 형광 램프로서 상용화된 청색 발광 형광체로는 주로 알루미네이트(aluminate)계 형광체, 예를 들면 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 과 같은 소위 BAM 형광체가 있다.

일반적으로, BAM 형광체를 사용하는 형광 램프는 액정 디스플레이의 색재현성을 고려하여 개발된 것이 아니고 조명용으로서 제안되어, 색온도, 휘도, 수명 및 효율의 관점에서 연구되어 왔다. 이로 인하여, BAM 형광체를 적용한 형광 램프의 경우, 칼라 TV 또는 칼라 모니터 등에 적용시 색 순도와 휘도 특성이 우수하지만, 색재현 능력이 충분치 않은 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점으로 인하여 액정 표시 소자의 백라이트용으로 새로운 청색 발광 형광체와 이를 이용한 다양한 디스플레이 장치가 요구된다.

본 발명의 목적은 종래의 BAM 형광체를 대체하기 위하여 색순도의 개선을 통해 디스플레이의 색 재현 능력을 향상시킬 수 있는 청색 발광 형광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 형광체를 이용하여 우수한 색 재현 능력을 제 공할 수 있는 발광 장치 및 상기 형광체를 이용한 다양한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 하기 화학식 1의 청색발광 형광체를 사용하고, Eu^{2 +} ion을 직접 여기할 수 있는 파장을 사용하는 것이 특징인 발광장치 및 상기 발광장치를 구비한 디스플레이 장치를 제공한다.

[화학식 1]

(Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z

(상기 식에서,

0.5≤x≤1.5이고, 1.5≤y≤2.5이며,

2.9≤x + y≤3.4이고, x < y이며,

z 는 0.01 < z < 0.23이고,

a 는 0.99 ≤ a ≤ 1.1 이며,

b 는 1.9 ≤ b ≤ 2.1 이다.)

또한, 본 발명은 하기 화학식 2로 나타내어지는 실리케이트계 형광체 및 상기 실리케이트계 형광체를 구비한 발광장치 또는 디스플레이 장치를 제공한다.

[화학식 2]

(Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z

(상기 식에서,

0.5≤x≤1.5이고, 1.5≤y≤2.5이며,

2.9≤x + y≤3.4이고, x < y이며,

z 는 0.12 ≤ z < 0.23이고,

a 는 0.99 ≤ a ≤ 1.1 이며,

b 는 1.9 ≤ b ≤ 2.1 이다.)

화학식 1의 형광체를 사용하는 발광장치는 여기파장이 240 내지 300 nm 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 250 내지 300 nm 이다.

한편, 화학식 1 또는 화학식 2의 형광체는 발광 파장의 중심이 420 nm 내지 450 nm의 범위 내에 존재한다.

특히, 화학식 2의 형광체는 254nm 여기 파장에서의 발광스펙트럼 최대 휘도에서의 파장(중심파장)이 BAM의 그것보다 더 단파장인 것이 바람직하다. 또한, 254nm 여기 파장에서의 발광 휘도가 BAM의 휘도보다 높은 것이 바람직하다.

또한, 화학식 2의 형광체는 host lattice에 의해 흡수되는 여기 파장이 주로 100 내지 200 nm 영역이고, 직접 Eu^{2 +} ion에 의해 흡수되는 여기파장이 주로 240 내지 300 nm 영역인 것이 바람직하다.

254nm에서 여기할 때, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y <1)의 형광체는 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y >1)의 형광체 보다 높은 휘도를 발휘한다. 또, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z (x/y <1)의 형광체는 종래 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z와 Eu 농도에 대한 trend가 달라 훨씬 높은 Eu 농도에서도 높은 휘도를 발휘한다.

본 명세서에서, "청색 발광"이라 함은 청색 파장 대역에 속하는 광만이 발광되는 경우뿐만 아니라, 다른 색상의 형광체 또는 다른 색상의 광원과 함께 사용되는 경우 방출되는 광 중 본 발명의 형광체로 인한 청색 파장 대역이 포함된 경우도 지칭한다. 예를 들면, 본 발명에 따른 형광체와 함께 다른 색상의 발광 특성을 갖는 형광체를 함께 사용하여 백색 광을 방출하는 디스플레이 장치에 있어서, 이러한 디스플레이 장치도 청색 발광 특성을 가지는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 가시광선의 파장은 720㎚에서 380㎚의 범위이므로, 380㎚보다 짧은 파장의 빛이 자외선이다. 또한 200㎚보다 짧은 파장의 빛은 공기에 의해 강하게 흡수되기 때문에 진공 속에서만 취급할 수가 있어서 진공자외선이라고 한다.

통상 형광체는 조성이 상이하면 휘도, 중심파장과 같은 광특성, 결정성이 달라진다.

종래 SrO-BaO-MgO-SiO₂를 모체로하는 형광체 연구에서는 147nm의 여기파장을 사용하는 PDP 디스플레이 응용에 대한 것이 주를 이루었다. 진공자외선인 147nm을 여기 파장으로 사용하는 경우 발광 원리는 형광체의 bandgap 흡수가 우선적으로 일어나고 이어서 흡수된 에너지 일부가 활성제(activator)로 전달되어 발광을 하게 된다. 147nm을 여기 파장으로 사용하는 경우 형광체의 조성, 결정성, 표면 상태 등의 다양한 물성에 따라 다른 광학적 특성을 보이며, Eu²⁺를 직접 여기시키는 것과는 발광 원리가 다르다.

본 발명은 주된 발광 원리로 Eu^{2 +}를 직접 여기시키면서, 예컨대 254nm를 여기 파장으로 사용하면서, 147nm 여기 파장과 대조함으로써, 우수한 청색 형광체를 개발하고자 하였다.

본 발명자는 실험을 통해, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 의 형광체는 147nm에서 여기했을 때 BAM 보다 낮은 휘도를 가지나(도 4 및 도 10), 254nm에서 여기했을 때는 특정 조성에서 BAM 보다 높은 휘도를 갖는 것(도 7 및 도 13)을 발견하였다.

또, 본 발명자는 실험을 통해, 254nm에서 여기할 때, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 는 [Sr]/[Ba] <1인 경우가 [Sr]/[Ba] >1인 경우 보다 높은 휘도를 발휘한다는 것을 발견하였다(도 13).

또한, 본 발명과 같이 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z에서 [Sr]/[Ba] <1인 경우는, 종래 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z와 Eu 농도에 대한 trend가 달라, 훨씬 높은 Eu 농도에서도 높은 휘도를 발휘한다는 것을 발견하였다. 즉, Eu의 농도가 0.1이상이어도 적어도 0.22까지는 높은 휘도를 보인다.

본 발명은 상기 발견에 기초한 것으로, 상기와 같은 결과는 다음과 같이 해석할 수 있다.

여기파장이 254nm인 경우에는, host lattice 자체가 흡광하고 나서 band gap energy transition이 Eu ²⁺으로 일어나는 것이 아니고, 여기파장에 해당하는 에너지 를 직접 Eu²⁺ 가 흡광하여 발광되는 원리가 주로 작용하기 때문에 Eu의 농도가 높을수록 발광강도가 강해지는 경향을 보인다. 그러나, 일반적으로 Eu²⁺ 의 농도가 일정 값 이상이 되면 농도 소광(concentration quenching) 현상이 발생하기 때문에, Eu²⁺ 의 농도를 임의로 높일 수는 없다. 그런데, Sr²⁺ ion 자리에 원자 반경이 더 큰 Ba²⁺ 가 치환됨에 따라 결정 격자의 팽창 (lattice expansion)이 일어난다. 이로 인해 확장된 lattice내에 존재하는 Eu²⁺ ion들 사이의 거리가 늘어난다. Eu²⁺ ion들 사이의 거리가 늘어남에 따라 농도 소광이 시작되는 농도가 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명은 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 의 형광체에서 [Sr]/[Ba] <1로 조절함으로써, 254nm 여기시, 종래 형광체 보다 높은 Eu 농도범위 까지도, 예컨대 Eu 농도가 0.22까지도, 발광 강도를 증가시킬 수 있다. 즉, 종전의 동일한 형광체의 경우에는 다다르지 못한 높은 Eu²⁺ 이온 농도에서도 높은 발광 강도를 얻을 수 있다. 또 증가된 Eu 농도로 인해 254nm 여기시 BAM 보다도 높은 휘도를 발휘할 수 있다(도 7).

한편, 여기파장이 147nm인 경우는, host lattice 자체가 우선적으로 여기 파장의 에너지를 흡수하고 host lattice에서 흡수된 에너지가 Eu^{2 +} 으로 전달되어 여기되는 원리가 주가 된다. 이온반경이 큰 Ba가 상대적으로 작은 Sr을 치환하는 비율이 높아지면, host lattice를 변화시키고, 이에 따른 crystal field를 왜곡시켜 host에서 흡수된 에너지가 Eu²⁺ ion으로 전달되는데 장애가 되므로, 147nm 여기에서는 상대적으로 [Sr]/[Ba]>1 영역에서 높은 휘도를 보인다.

한편, 본 발명에 따른 형광체는 화학식 1 또는 화학식 2에서 제시된 조성을 사용하는 것을 제외하고는 소성에 의한 일반적인 금속산화물 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

예컨대, 상기 제조방법은 원료물질들을 준비하는 공정; 제 1 분쇄 및 혼합 공정; 하소 공정; 제 2 분쇄 및 혼합 공정; 소성 공정을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 다양한 조성비를 갖는 (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z의 화학식을 갖는 청색 발광 형광체를 제조하기 위하여, 예를 들면, 스트론튬, 바륨, 마그네슘 및 실리콘의 소스로서 스트론튬 카보네이트(SrCO₃), 바륨 카보네이트(BaCO₃), 마그네슘 산화물(MgO) 및 실리콘 산화물(SiO₂)이 사용될 수 있다. 그러나 이는 예시적일 뿐, 이들 원소의 소스로서 각 원소의 히드록사이드, 카보네이트, 나이트레이트(nitrate), 할라이드(halide), 옥살레이트(oxalate) 등의 고온에서 분해 가능한 재료들이 사용될 수도 있다. 상기 형광체의 활성제(activator)인 Eu의 소스로서 Eu₂O₃와 같은 산화물이 사용될 수 있다. 그러나, 상기 Eu 소스로서, 산화물 이외에 불화물(fluoride) 등이 사용될 수도 있다.

상기 금속화합물들의 제1분쇄 및 혼합 공정은 약 40 분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다.

상기 금속화합물들은, 예를 들면, ball mill, V형 혼합기, 교반기, 및 jet-mill등의 통상의 공업에서 사용되는 장치를 이용하여 분쇄 및/또는 혼합될 수 있으며, 건식 혼합법 또는 습식 혼합법 중 어느 쪽이라도 좋다.

또한, 상기 제 1 분쇄 및 혼합 공정을 용이하게 하기 위하여, 아세톤, 알코올 또는 증류수 등의 용매가 이용될 수 있다. 용매가 사용된 경우, 용매를 제거하기 위한 건조 공정을 유발 내에서 수행하면 분말의 손실이 방지될 수 있다.

후술하는 소성 공정에서 상기 각 원료 금속 화합물들의 혼합 및 상 형성을 돕기 위하여 융제(flux)가 전술한 제1분쇄 및 혼합 공정 이전에 원료 금속 화합물들에 첨가되거나, 또는, 후술하는 소성 공정 이전 단계에서 첨가될 수 있다.

상기 융제로서는, 예를 들면 LiF, NaF, KF, LiCl, NaCl, KCl, Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, NaHCO₃, NH₄FHF, NH₄Cl, NH₄I, MgF₂, CaF₂, SrF₂, BaF₂, MgCl₂, CaCl₂, SrCl₂, BaCl₂, MgI₂, CaI₂, SrI₂ 및 BaI₂ 중에서 선택되는 1종 이상의 물질, 대표적으로는 NH₄Cl 을 전체 원료 중에서 0.05 wt% 내지 20wt%로, 바람직하게는 약 1wt% 농도로 첨가될 수 있다.

상기 제 1 혼합 및 분쇄 공정을 거쳐, 건조된 혼합 분말에 대해 하소 공정이 수행된다. 하소 공정은 5 ℃/분 내지 10℃/분의 속도로 800 ℃ 내지 1000℃까지 승온시키고, 그 온도에서 2시간 내지 4시간 동안 산소 또는 공기 분위기에서 가열하고 이후 노냉시킴으로써 수행될 수 있다.

이후, 하소된 혼합 분말에 대하여, 제 2 분쇄 및 혼합 공정이 수행된다. 상 기 제 2 분쇄 및 혼합 공정은 별도의 용매가 사용되지 않고 건식으로 진행되는 것이 바람직하다. 약 10 ~ 20 분 동안 제 2 혼합 및 분쇄 공정이 진행된 후, 소성 공정을 수행한다.

상기 소성 공정은 결정화를 위하여 적어도 900 ℃ 내지 1600 ℃에서, 바람직하게는 1000 ℃ 내지 1300 ℃에서 수행될 수 있다. 소성 온도가 1600 ℃ 보다 큰 경우 형광체 분말의 구성 원소가 휘발하여 화학양론비로부터 과도하게 어긋나거나 결정성의 저하가 초래되어 휘도가 급격히 저하될 수 있다. 상기 소성 공정은 1시간 내지 8시간 동안 수행될 수도 있다. 또한, 상기 소성 공정은 적어도 1회 이상 수행될 수 있다.

상기 소성 공정은 질소 분위기 또는 약한 환원성 분위기 하에서 수행될 수 있다. 약한 환원성 분위기를 제공하기 위하여, 질소 가스 대신에 예를 들면 N₂:H₂ = 95:5(부피비)를 만족하도록 수소가 미량 첨가된 질소/수소의 혼합 가스가 사용될 수도 있다.

상술한 방법에 의해 얻어진 형광체를 볼 밀 (ball mill) 이나 제트 밀 (jet mill)등을 이용하여 분쇄할 수 있고, 분쇄와 소성은 2회 이상 반복될 수도 있다. 또한, 필요에 따라서 얻어진 형광체를 세척 또는 분급할 수 있다.

한편, 하기에서는 본 발명에 따른 형광체를 구비한 발광장치 또는 디스플레이를 제공하기 위한 형광체 페이스트의 제조방법을 예시한다.

본 발명에 따른 청색 발광 형광체 분말을 용제와 바인더 등의 유기물에 분산 시키고, 혼합함으로써 형광체 페이스트가 제조된다. 이때, 선택적으로 당해 기술 분야에서 잘 알려진 적색 및 녹색 발광 형광체 분말을 상기 형광체 페이스트에 첨가할 수 있다.

상기 용제의 비제한적인 예로는, 1가 알코올(alcohol) 중 고비등점을 갖는 알코올, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 또는 글리세린(glycerin)과 같은 디올(diol) 또는 트리올(triol)등의 다가 알코올, 알코올(alcohol)을 에테르(ether)화 및/또는 에스테르(ester)화한 화합물(예를 들면, 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르(ethylene glycol mono-alkyl ether), 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르(ethylene glycol dialkyl ether), 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트(ethylene glycol alkyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 모노 알킬 에테르 아세테이트 (diethylene glycol mono alkyl ether acetate), 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르(dielthyleneglycol dialkyl ether), 프로필렌 글리콜 모노 알킬 에테르 (alkyl ether), 프로필렌 글리콜 디알킬 에테르(propylene glycol dialkyl ether), 프로필렌 글리콜 알킬아세테이트(propylene glycol alkyl acetate))등을 들 수 있다.

상기 바인더의 비제한적인 예로는, 셀룰로오스(cellulose)계 수지(에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), 산성 섬유소(acetylcellulose), 셀룰로오스 프로피오네이트(cellulose propionate), 히드록시 프로필 셀룰로오스(hydroxyl propyl cellulose), 부틸 셀룰로오스(butyl cellulose), 벤질 셀룰로오스(benzyl cellulose), 변성 셀룰로오스(modified cellulose)등), 아크릴(acryl)계 수지(아크 릴산, 메타크릴산, 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 프로필 아크릴레이트(propyl acrylate), 프로필 메타크릴레이트(propyl methacrylate), 이소프로필 아크릴레이트(isopropyl acrylate), 이소프로필 메타크릴레이트(isopropyl methacrylate), n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyl ethyl acrylate), 2-히드록시 프로필 메타크릴레이트(hydroxyl propyl methacrylate), 벤질 아크릴레이트(benzyl acrylate), 벤질 메타크릴레이트(benzyl methacryate), 페녹시 아크릴레이트(phenoxy acrylate), 페녹시 메타크릴레이트(phenoxy methacrylate), 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 이소보닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 스틸렌(stylene), α-메틸 스틸렌 아크릴아미드, 메타 아크릴아미드, 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 메타 아크릴로니트릴(meta acrylonitrile)등의 단량체 중의 적어도 1종의 중합체, 에틸렌(ethylene)-초산비닐공중합체 수지, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 우레탄(urethane)계 수지, 멜라민(melamine)계 수지, 페놀(phenol)수지 등을 들 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 화학식 1 또는 화학식 2의 청색 발광 형광체를 사용하는 발광장치의 예로, 조명 장치가 있다.

일례로, 조명 장치는 밀봉체 내부에 형광체 및 상기 밀봉체 내부에 봉입된 방전 가스를 포함한다. 상기 조명 장치는 냉음극 또는 필라멘트에 의해 상기 방전 가스가 방전되는 형광 램프일 수 있다. 또한, 상기 방전 가스는 수은 혹은 수은과 아르곤의 혼합 가스를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리케이트 형광체를 사용하는 냉음극 형광 램프(100)의 단면도이다. 상술한 형광체 페이스트를 유리 튜브와 같은 밀봉체(envelope; 101) 내벽에 도포하고, 건조 공정을 수행한 후, 약 300 ℃ 내지 600 ℃의 온도 범위에서 열처리를 하여 형광체 층(102)을 형성한다. 이 후, 밀봉체(101)의 양단부에 전극(103 및 104)을 배치하고 밀봉체 내에 소정 압력의 아르곤(Ar)등의 희가스 또는 수은(Hg) 또는 이들의 혼합된 혼합 가스(105)를 봉입하여 냉음극 형광 램프(100)를 제조한다. 전극(103 및 104) 대신에 필라멘트(미도시)가 배치되면 통상의 형광 벌브가 제공될 수 있다.

냉음극 형광 램프(100)는 전극(103 및 104) 사이의 강한 전계에 의해 일어나는 전자 방출에 의해 봉입된 가스(105)를 방전시킨다. 상기 방전된 가스로부터 방출되는 254nm의 UV에 의해서 형광체 층(102)이 여기될 수 있다.

본 발명에 따른 화학식 1 또는 화학식 2의 청색 발광 형광체는 상술한 바와 같이 단독으로 사용되어 청색 발광 장치를 제공할 수도 있으며, 다른 색상의 형광체, 예를 들면 적색 및 녹색 발광 형광체와 혼합 사용되어 백색 기타 다른 색상의 광을 발광하는 장치를 제공할 수도 있다. 또한, 상기 발광 장치에 필요에 따라서 본 발명의 실시예에 따른 청색 발광 형광체와 함께 다른 종류의 청색 발광 형광체 가 사용될 수도 있다.

본 발명의 발광 장치에 사용될 수 있는 청색 발광 형광체의 비제한적인 예로는, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 및 (Sr, Ba, Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu등이 있으며, 적색 형광체의 비제한적인 예로는 CaAlSiN₃:Eu, Sr₂Si₅N₈:Eu, (Ba, Mg)SiO₄:Eu, Y₂O₃:Eu, YVO₄:Eu 등이 있다. 또한, 녹색 형광체의 비제한적인 예로는 Ba₂MgSi₂O₇:Eu, BaAl₂O₄:Eu, BaMg₂Al1₆O₂₇:Eu, LaPO₄:Ce,Tb 및 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn 등이 있다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 액정층에 상술한 형광 램프와 같은 발광 장치가 결합된 LCD 등일 수 있다. 상기 LCD 등은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지된 구조이며 형광 램프를 이용하는 방법 등도 이미 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 이들 디스플레이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

<실시예 1>

SrCO₃, BaCO₃, MgO, SiO₂ 및 Eu₂O₃의 원료 분말을 Sr, Ba, Mg, Si 및 Eu이 각각 0.8, 2.1, 1, 2 및 0.1 몰비가 되도록 각각 0.498g /1.749g /0.170g /0.507g /0.074g을 칭량하고, 이들 원료들에 약 1 wt%의 농도를 갖도록 NH₄Cl 0.024g을 첨가 하고, 약 1시간 동안 볼밀기를 이용하여 제 1 분쇄 및 혼합 공정을 수행했다.

이후, 5 ℃/분 의 속도로 900 ℃까지 승온시키고, 3시간 동안 공기 분위기에서 가열하고 이후 노냉시킴으로써 하소 공정을 수행하였다. 이후, 하소된 혼합 분말에 대하여, 별도의 용매를 사용하지 않고 약 20분 동안 볼밀기를 이용하여 제 2 분쇄 및 혼합 공정을 수행하였다. 그 후, N₂:H₂ = 95: 5의 부피비로 혼합된 질소/수소 혼합 가스를 약 0.25 l/분의 유량으로 제공하면서, 3℃/분의 속도로 약 1200 ℃까지 승온시키고, 1200 ℃에서 3시간 동안 가열하고, 이후 5 ℃/분의 속도로 노냉시켜 상기 소성 공정을 수행하였다.

본 발명자들은 Sr_{0 .8}Ba_{2 .1}Mg₁Si₂O₈:Eu_{0 .1}의 조성식을 갖는 샘플 1과 동일한 조성식을 갖는 재현성 실험 샘플 2를 제조하였다.

Professional Scientific Instrument Co. Korea 社의 DARSA PRO 5100 PL System을 이용하여 상기 제조한 형광체 분말의 광(PL) 스펙트럼 및 중심 파장, 휘도 및 CIE 색좌표를 측정하였으며, 여기 파장은 254 nm 이었다.

도 2에 본 실시예에 따른 조성식 Sr_{0 .8}Ba_{2 .1}Mg₁Si₂O₈:Eu_{0 .1}을 갖는 샘플 1과 2의 광(photoluminescent emission; PL) 스펙트럼을 상용 시판 BAM 형광체(Nichia社)의 광 스펙트럼과 함께 도시하였다.

도 2를 참조하면, 곡선 (R)로 나타난 바와 같이 종래의 상용화된 BAM 계 형광체는 중심 파장(최대 피크를 나타내는 파장)이 450nm에서 나타난다. 그러나, 실시예 1에 따른 샘플 1 및 2의 Sr_0.8Ba_2.1Mg₁Si₂O₈:Eu_0.1 인 청색 발광 형광체는, 각각 곡선 (a) 및 (b)로 나타낸 바와 같이, 437nm에서 중심 파장을 갖는다. 즉, 실시예 1에 따른 Sr_0.8Ba_2.1Mg₁Si₂O₈:Eu_0.1 의 조성식을 갖는 청색 발광 형광체의 중심 파장은 상용의 BAM 형광체의 중심 파장으로부터 Δ13nm 만큼 단파장쪽으로 이동함으로써 더 우수한 청색 순도를 가짐을 알 수 있으며, 중심파장에서의 휘도도 높았다.

<실시예 2> Eu 함량에 따른 휘도 변화

실시예 1에 기재된 동일한 제조 방법에 따라, (Sr_{0 .8},Ba_{2 .1})MgSi₂O₈:Eu_z (z=0.005, 0.01, 0.06, 0.1, 0.15, 0.17, 0.2, 0.22, 0.23, 0.25, 0.4)를 제조하였으며, 여기 파장으로 각각 147nm 및 254 nm를 사용하고, Professional Scientific Instrument Co. Korea 社의 DARSA PRO 5100 PL System을 이용하여 상기 제조한 형광체 분말의 광(PL) 스펙트럼, 중심 파장 및 휘도를 측정하였다. 여기파장 147nm에서의 스펙트럼, 휘도 및 중심 파장은 각각 도 3 내지 5에 도시되어 있으며, 여기파장 254nm에서의 스펙트럼, 휘도 및 중심 파장은 각각 도 6 내지 8에 도시되어 있다.

실시예 2에서 제조된 (Sr_{0 .8},Ba_{2 .1})MgSi₂O₈:Eu_z 는 [Sr]/[Ba] <1인 경우로, 147nm 여기했을 때 0.1<Eu<0.23 에서 높은 휘도를 나타냈으며, 중심파장 = 440nm이었다(도 4 및 5).

또, 254nm 여기했을 때 0.01<Eu<0.23에서 높은 휘도를 나타냈으며, 중심파장 = 439nm이었다(도 7 및 8).

종래에는 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 형광체에서는 147nm로 여기시 Eu의 농도가 0.1 이상이 되면 휘도가 급격히 감소하는 것으로 보고되었다.

그러나, 본 발명과 같이 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 에서 [Sr]/[Ba] <1인 경우는 종래 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z 형광체의 Eu 농도에 대한 trend가 달라 훨씬 높은 Eu 농도에서도 높은 휘도를 발휘하였다. 즉, Eu의 농도가 0.1이상이어도 적어도 0.22까지는 높은 휘도를 보였다.

본 발명에 따라 (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z에서 [Sr]/[Ba] <1 인 경우 종전의 동일한 형광체의 경우에는 다다르지 못한 높은 Eu^{2 +} 이온 농도, 예컨대 254nm 여기용으로 Eu 최적 농도가 0.22로 높은 농도에서 이루어지는 이유는 하기와 같이 유추할 수 있다.

여기파장이 254nm인 경우에는 host lattice의 band gap energy transition을 하지 않고 직접 Eu²⁺ excitation이 되기 때문에 Eu의 농도가 높게 되면 발광강도가 강해지나, Eu²⁺ 의 농도를 임의로 높일 수는 없으며, 이는 Eu 농도를 추가로 많이 넣을 경우 농도 소광 (concentration quenching) 현상이 발생하기 때문이다. Sr²⁺ ion 자리에 원자 반경이 더 큰 Ba²⁺ 가 치환됨에 따라 lattice expansion이 일어나는데, 확장된 lattice내에 존재하는 Eu²⁺ ion들 사이의 거리가 늘어난다. Eu²⁺ ion들 사이의 거리가 늘어남에 따라 농도 소광이 시작되는 농도가 높아지고, 그에 따라 발광 강도의 증가가 나타난 것이다.

< 실시예 3> Ba / Sr 비에 따른 휘도 변화

실시예 1에 기재된 동일한 제조 방법에 따라, (Sr_xBa_y)MgSi₂O₈:Eu_z(z=0.01, 0.17) (x=0.6 y=2.3, x=0.8 y=2.1, x=1.6 y=1.3, x=1.9, y=1.0)를 제조하였으며, 다. 여기 파장으로 각각 147nm 및 254 nm를 사용하고, Professional Scientific Instrument Co. Korea 社의 DARSA PRO 5100 PL System을 이용하여 상기 제조한 형광체 분말의 광(PL) 스펙트럼, 중심 파장 및 휘도를 측정하였다. 여기파장 147nm에서의 스펙트럼, 휘도 및 중심 파장은 각각 도 9 내지 11에 도시되어 있으며, 여기파장 254nm에서의 스펙트럼, 휘도 및 중심 파장은 각각 도 12 내지 14에 도시되어 있다.

실시예 3에서 제조된 (Sr_0x,Ba_y)MgSi₂O₈:Eu_z 는 254nm에서 여기했을 때 [Sr]/[Ba] < 1 경우가 높은 휘도를 나타냈으나, 147nm에서 여기했을 때에는 [Sr]/[Ba] <1 경우가 낮은 휘도를 나타내었다.

한편, 147nm 여기시 상대적으로 높은 [Sr]/[Ba] 에서 최적 Eu 농도를 보이는 이유는 다음과 같다.

147nm 여기시에는 주로 host interband transition이 일어나고 254nm 여기시에는 Eu^{2 +} ion이 직접 여기되는 direct excitation transition이 일어나므로, 여기파장에 따라 광흡수 작용기작이 상이하다. 147nm 여기시에는 host lattice에서 흡수된 에너지가 Eu²⁺ 으로 전달되어 여기되는데, 이온반경이 큰 Ba가 상대적으로 작은 Sr을 치환하는 비율이 높아지면, host에서 흡수된 에너지가 Eu²⁺ ion으로 전달되는데 장애가 되기 때문이다.

<실시예 4>

Sr과 Ba의 상대적 조성 변화에 따른 광특성의 변화를 평가하기 위하여, (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z 의 조성식에 따른 Sr 및 Ba의 조성비가 표 1에 나타낸 바와 같이 제어된 형광체 분말을 제조하였다. 즉, Sr의 몰비 x가 1.9, 1.7, 1.4, 1.1, 0.8 및 0.5로 감소하고, Ba의 몰비 y 가 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.1 및 2.4로 증가하는 조성을 각각 갖는 청색 발광 형광체를 제조하였다. 단, z는 0.1 이고, a는 1, 그리고 b는 2이다.

[표 1]

실시예	조성	BAM대비 보정휘도 (%)	중심파장 (nm)	CIE 색좌표
형광체 1	(Sr1.9Ba1.0)MgSi2O8:Eu0.1	68%	438	(0.1541, 0.0291)
형광체 2	(Sr1.7Ba1.2)MgSi2O8:Eu0.1	65%	432	(0.1582, 0.0209)
형광체 3	(Sr1.4Ba1.5)MgSi2O8:Eu0.1	67%	431	(0.1590, 0.0193)
형광체 4	(Sr1.1Ba1.8)MgSi2O8:Eu0.1	73%	436	(0.1586, 0.0197)
형광체 5	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.1	73%	438	(0.1573, 0.0215)
형광체 6	(Sr0.5Ba2.4)MgSi2O8:Eu0.1	75%	436	(0.1579, 0.0203)
비교예 1	BaMgAl10O17:Eu (상용 BAM)	100%	451	(0.1461, 0.0525)

도 15에는, 실시예 1과 같은 방법으로 254 nm 여기했을 때 형광체 1(y = 1.0) 내지 형광체 4(y = 1.8) 의 광스펙트럼이 각각 곡선 (a) 내지 (d)로 도시되어 있으며(도 15에서 (e)는 BAM임), 도 16에서는 실시예 1과 같은 방법으로 254 nm 여기했을 때 형광체 5(y = 2.1) 및 형광체 6(y = 2.4)의 광스펙트럼이 각각 곡선 (a) 및 (b)로 도시되어 있다(도 16에서(c)는 BAM임). 그리고, 형광체 1 내지 형광체 6 에 따른 형광체의 휘도, 중심 파장 및 CIE 색좌표를 요약하여 표 1에 나타내었다. 여기서, 휘도(BAM 대비 보정 휘도 %)는 [(형광체 휘도/형광체 CIE y값)/(BAM휘도/BAM CIE y값)]x100 을 의미한다.

도 15 및 표 1를 참조하면, 형광체 1 내지 형광체 3의 중심 파장은 각각 438 nm, 432 nm 및 431 nm이다. 이에 따르면, Ba의 몰비 y가 1.0에서 1.5로 증가할수록, 중심 파장이 단파장쪽으로 이동하는 거동을 확인할 수 있다.

도 16 및 표 1를 참조하면, 형광체 4 내지 형광체 6의 중심 파장은 각각 436 nm, 438 nm, 및 436 nm이다. Ba의 몰비 y가 1.5이상으로 증가할수록 중심 파장은 장파장쪽으로 이동하는 거동을 갖는다.

도 15와 함께 도 16을 참조하면, (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z 조성식을 갖는 형광체에서, Ba의 몰비 y가 증가하면, y = 1.5 까지는 단파장쪽으로 중심 파장이 이동하며, y=1.8 이후부터는 장파장쪽으로 다시 중심 파장이 이동한다. 또한, 형광체 3보다 중심파장이 장파장쪽으로 이동된 형광체 4, 5, 6의 경우에도, 중심 파장이 450 nm 미만이어서, 우수한 색 순도를 얻을 수 있다. 특히, Ba의 몰비 y가 1.0 ≤ y < 2.5 인 청색 발광 형광체의 경우, 중심 파장은 430 nm 내지 440 nm 범위에 존재하여 우수한 색재현력을 갖는다.

도 18는 상기 실시예에서 제조된 다양한 형광체들 중 형광체 1(y = 1.0), 형광체 3(y = 1.5), 형광체 4(y = 1.8), 형광체 5(y = 2.1) 및 형광체 6(y = 2.4)를 선택하여 X선 회절 (XRD) 특성 평가를 수행한 결과를 도시한 그래프이다. 도 18에 서, 곡선 (a) 내지 (e)는 각각 형광체 6, 5, 4, 3 및 1의 X선 회절 특성을 나타낸다. 도 18을 참조하면, 상기 청색 발광 형광체들은 2θ가 20^o의 낮은 각도에서도 백그라운드 강도가 낮게 유지되고, 각 회절 피크가 날카로운 것으로 보아 우수한 결정성을 가짐을 알 수 있다.

<실시예 5>

Ba과 Eu의 상대적인 조성 변화에 따른 광특성의 변화를 평가하기 위하여, (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z 의 조성식에 따른 Eu의 조성 z가 표 2에 나타낸 바와 같이 제어된 형광체 분말을 제조하였다. 즉, z를 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 및 0.25로 증가시켰다. 단, x는 0.8이고, y는 2.1이고, a는 1이며, b는 2이다.

[표 2]

실시예	조성	중심파장 (nm)	CIE 색좌표
형광체 7	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.05	437	(0.1574, 0.0215)
형광체 8	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.1	438	(0.1579, 0.0209)
형광체 9	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.15	440	(0.1569, 0.0225)
형광체 10	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.2	440	(0.1567, 0.0231)
형광체 11	(Sr0.8Ba2.1)MgSi2O8:Eu0.25	440	(0.1574, 0.0725)

도 17에서는 실시예 1과 같은 방법으로 254 nm 여기했을 때 형광체 7(z = 0.05) 내지 형광체 11(z = 0.25)의 광스펙트럼이 각각 곡선 (a) 내지 (e)로 도시되어 있으며, 표 2에서는 형광체 7 내지 형광체 11의 중심 파장 및 CIE 색좌표를 요약하였다.

도 17 및 표 2을 참조하면, 형광체 7 내지 형광체 11의 중심 파장은 각각 437 nm, 438 nm, 440 nm, 440 nm 및 440 nm이다. 이에 따르면, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2 및 0.25(= Eu의 몰비 z)를 포함하는 0.03 내지 0.25의 범위 내에서는 청색 발광 형광체의 중심 파장이 440 nm 이하이고 CIE의 y 좌표값이 0.03 이하여서 우수한 색순도를 확보할 수 있다. Eu의 몰비 z의 변화에 따라, 휘도의 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 즉, Eu의 몰비 z가 바람직하게는, 0.1 내지 0.2의 범위 내에서 청색 발광 형광체는 우수한 휘도를 가지며, Eu의 몰비 z가 0.25를 초과하는 경우 휘도가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

<실시예 6>

Mg의 조성 변화에 따른 광특성의 변화를 평가하기 위하여, (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z 의 조성식에 따른 Mg의 조성 a가 표 3에 나타낸 바와 같이 제어된 형광체 분말을 제조하였다. 즉, a를 0.99, 1.00 및 1.1로 증가시켰다. 단, x는 0.8이고, y는 2.1이고, z는 0.1이며, b는 2이다.

[표 3]

	조성	중심파장(nm)	CIE 색좌표
형광체 12	(Sr0.8Ba2.1)Mg0.99Si2O8:Eu0.1	440	(0.1577, 0.0853)
형광체 13	(Sr0.8Ba2.1)Mg1.0Si2O8:Eu0.1	437	(0.1579, 0.0198)
형광체 14	(Sr0.8Ba2.1)Mg1.1Si2O8:Eu0.1	437	(0.1580, 0.0195)

표 3에는 실시예 1과 같은 방법으로 254 nm 여기했을 때 Mg의 조성 a가 0.99, 1.00 및 1.1에서 중심 파장이 각각 440nm, 437nm, 437nm이고, CIE의 y 좌표값은 0.0853, 0.0198, 0.0195이다. 따라서, 0.99 ≤ a ≤ 1.1를 만족하는 형광체들은 우수한 색순도를 확보할 수 있다. 다만, 휘도 측면에서, 형광체 12에 비하여, 형광체 13 및 형광체 14가 더 우수한 휘도 특성을 가지므로, 바람직하게는 Mg 조성 a는 1.0 내지 1.1의 범위일 수 있다.

<실시예 7>

Si의 조성 변화에 따른 광특성의 변화를 평가하기 위하여, (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z 의 조성식에 따른 Si의 조성 b가 표 4에 나타낸 바와 같이 제어된 형광체 분말을 제조하였다. 즉, b를 1.9, 2.0 및 2.1로 증가시켰다. 단, x는 0.8이고, y는 2.1이고, z는 0.1이며, a는 1이다.

[표 4]

실시예	조성	중심파장(nm)	CIE 색좌표
형광체 15	(Sr0.8Ba2.1)Mg0.99Si1.9O8:Eu0.1	441	(0.1756, 0.3189)
형광체 16	(Sr0.8Ba2.1)Mg0.99Si2O8:Eu0.1	437	(0.1579, 0.0198)
형광체 17	(Sr0.8Ba2.1)Mg0.99Si2.1O8:Eu0.1	442	(0.1687, 0.2692)

표 4를 참조하면, 실시예 1과 같은 방법으로 254 nm 여기했을 때 형광체 15 내지 형광체 17는 442nm 이하의 중심파장과 0.3189이하의 CIE의 y 좌표값을 가진다. 1.9 ≤ b ≤ 2.1를 만족하는 형광체들은 우수한 색순도와 휘도 특성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실리케이트 형광체를 사용하는 냉음극 형광 램프의 단면도이다.

도 2는 실시예 1에서 제조된 실리케이트계 형광체인 Sr_{0 .8}Ba_{2 .1}Mg₁Si₂O₈:Eu_{0 .1}의 254 nm 여기시 광(photoluminescent emission; PL) 스펙트럼을 도시한다.

도 3은 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 광 스펙트럼을 도시한다.

도 4는 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 휘도를 도시한다.

도 5는 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 중심파장을 도시한다.

도 6은 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 광 스펙트럼을 도시한다.

도 7은 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 휘도를 도시한다.

도 8은 실시예 2에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 중심파장을 도시한다.

도 9는 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 광 스펙트럼을 도시한다.

도 10은 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 휘도를 도시한다.

도 11은 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 147 nm 여기시 중심파장을 도시한다.

도 12는 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 광 스펙트럼을 도시한다.

도 13은 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 휘도를 도시한다.

도 14는 실시예 3에서 제조된 실리케이트계 형광체들의 254 nm 여기시 중심파장을 도시한다.

도 15는 실시예 4에서 제조된 형광체 1(y = 1.0) 내지 형광체 4(x = 1.95) 의 광스펙트럼을 도시한다.

도 16는 실시예 4에서 제조된 형광체 5(y = 2.1) 및 형광체 6(y = 2.4)의 광스펙트럼을 도시한다.

도 17은 실시예 5에서 제조된 형광체 7(z = 0.05) 내지 형광체 11(z = 0.25) 의 광스펙트럼을 도시한다.

도 18은 실시예 4에서 제조된 형광체 1(y = 1.0), 형광체 3(y = 1.5), 형광체 4(y = 1.8), 형광체 5(y = 2.1) 및 형광체 6(y = 2.4)를 선택하여 X선 회절 (XRD) 특성을 나타내는 그래프이다.

Claims (15)

1. 하기 화학식 1의 청색발광 형광체를 사용하고, 여기 파장으로 Eu^{2 +} ion을 직접 여기할 수 있는 파장 영역을 사용하는 것이 특징인 발광장치:

   [화학식 1]

   (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z

   (상기 식에서,

   0.5≤x≤1.5이고, 1.5≤y≤2.5이며,

   2.9≤x + y≤3.4이고, x < y이며,

   z 는 0.01 < z < 0.23이고,

   a 는 0.99 ≤ a ≤ 1.1 이며,

   b 는 1.9 ≤ b ≤ 2.1 이다.)
2. 제1항에 있어서, 여기파장은 240 내지 300 nm 것이 특징인 발광장치.
3. 제2항에 있어서, 여기파장은 254nm인 것이 특징인 발광장치.
4. 제1항에 있어서, 형광체의 발광 파장의 중심이 420 nm 내지 450 nm의 범위 내에 존재하는 것이 특징인 발광장치.
5. 제1항에 있어서, 발광장치는 밀봉체 내부에 도포된 화학식 1의 청색발광 형광체; 및 상기 밀봉체 내부에 봉입된 방전 가스를 포함하는 조명 장치인 것이 특징인 발광장치.
6. 제5항에 있어서, 냉음극 또는 필라멘트에 의해 상기 방전 가스가 방전되는 형광 램프인 것이 특징인 발광장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 방전 가스는 수은 혹은 수은과 아르곤의 혼합 가스를 포함하는 것이 특징인 발광장치.
8. 제1항에 있어서, 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 다른 종류의 청색 발광체 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 형광체를 더 포함하는 발광 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 발광장치를 구비한 디스플레이 장치.
10. 하기 화학식 2로 나타내어지는 실리케이트계 형광체:

    [화학식 2]

    (Sr_xBa_y)Mg_aSi_bO₈:Eu_z

    (상기 식에서,

    0.5≤x≤1.5이고, 1.5≤y≤2.5이며,

    2.9≤x + y≤3.4이고, x < y이며,

    z 는 0.12 ≤ z < 0.23이고,

    a 는 0.99 ≤ a ≤ 1.1 이며,

    b 는 1.9 ≤ b ≤ 2.1 이다.)
11. 제10항에 있어서, 모체(host lattice)에 의해 흡수되는 여기 파장은 100 내지 200 nm 영역이고, 직접 Eu²⁺ ion에 의해 흡수되는 여기파장은 240 내지 300 nm 영역인 것이 특징인 실리케이트계 형광체.
12. 제10항에 있어서, 254nm 여기 파장에서 중심파장이 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM)의 중심파장 보다 더 단파장인 것이 특징인 실리케이트계 형광체.
13. 제10항에 있어서, 254nm 여기파장에서의 휘도가 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM)의 휘도 보다 더 큰 것이 특징인 실리케이트계 형광체.
14. 제10항에 있어서, 발광 파장의 중심이 420 nm 내지 450 nm의 범위 내에 존재 하는 것이 특징인 실리케이트계 형광체.
15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 실리케이트계 형광체를 구비한 디스플레이 장치.

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