KR101376334B1 - Transition metal nitride phosphors and its manufacturing method and light emitting device comprising such a phosphor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a transition metal nitride phosphor and a manufacturing method thereof and more specifically, to a transition metal nitride phosphor which exhibits a wide light emission region from green to red, is able to control the particle size of phosphor powders with a self-propagating high-temperature synthesis, has high purity, simplifies processes, is able to reduce process time and is able to reduce manufacturing costs by exhibiting excellent thermal efficiency and productivity, and a manufacturing method thereof.

Description

전이금속 질화물 형광체와 이의 제조방법 및 상기 형광체를 포함하는 발광소자{Transition metal nitride phosphors and its manufacturing method and light emitting device comprising such a phosphor}Transition metal nitride phosphors and its manufacturing method and light emitting device comprising such a phosphor

본 발명은 전이금속 질화물 형광체 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a transition metal nitride phosphor and a method for producing the same.

형광체는, 형광표시관(VFD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 음극선관(CRT), 백색 발광다이오드(LED) 등에 이용되고 있다. 이러한 형광체는 진공자외선, 자외선, 전자선, 청색광 등의 높은 에너지를 가진 여기원에 의하여 여기되어서 가시광선을 발한다. The phosphor is used for a fluorescent display tube (VFD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), a cathode ray tube (CRT), a white light emitting diode (LED), and the like. Such phosphors are excited by a high energy excitation source such as vacuum ultraviolet ray, ultraviolet ray, electron beam, blue light and the like to emit visible light.

한편 여러 조명소자 중, 백색광을 방출하는 발광 변환 발광다이오드(LED)는 미국등록특허 제5,998,925호에 제안된 바와 같이 대략 450㎚ 영역의 파장을 가지는 청색 Ga(In)N 발광다이오드와 황색광을 방출하는 YAG:Ce3 +인광물질의 결합으로 만들어진다. On the other hand, among the various lighting elements, the light emitting conversion light emitting diode (LED) emitting white light emits a blue Ga (In) N light emitting diode having a wavelength of approximately 450 nm and yellow light as proposed in US Patent No. 5,998,925. YAG that: Ce + 3 made of a combination of phosphors.

그러나, 백색광 발광다이오드는 색 성분의 부재(주로 적색광 성분)로 인해 연색성(color rendering)이 나빠지기 때문에 범용 조명용만 사용되고 있는 실정이다. However, white light emitting diodes are used only for general purpose lighting because color rendering is degraded due to the absence of color components (mainly red light components).

이러한 문제를 극복하기 위해 국제특허공개공보 WO98/39805에서는 적색, 녹색, 청색 삼색을 섞어서 백색광이 나오게 하는 방법으로 청색 LED위에 녹색, 적색형광체를 섞어서 백색광이 나오게 하는 방법과 황색 형광체-청색LED에 녹색과 적색형광체를 조금씩 혼합하는 방법을 제안하고 있다.In order to overcome this problem, WO98 / 39805 discloses a method of mixing white, red, green, and blue colors to produce white light, and a method of mixing white and green phosphors on a blue LED to produce white light, and a yellow phosphor-blue LED on green. And a method of mixing the red phosphor little by little.

이처럼 가시광선영역(450~470nm)의 빛을 흡수해서 녹색, 황색, 적색영역 (490~540nm)의 광자를 방출하는 형광체의 수요가 세계적으로 급증하고 있으며, 이에 따라 고효율의 형광체 개발도 증가하고 있다.As such, the demand for phosphors absorbing light in the visible region (450 to 470 nm) and emitting photons in the green, yellow and red regions (490 to 540 nm) is rapidly increasing worldwide. Accordingly, development of highly efficient phosphors is also increasing. .

한편 이러한 형광체 중 하나인 질화물계 및 산질화물계 형광체는 활성이온을 둘러싼 임자결정의 공유결합정도가 높아, 여기 및 발광 스펙트럼이 낮은 에너지(red-shift)쪽으로의 전이가 발생하여 고체발광소자의 제작에 크게 기여할 수 있다. 이 때 발광 스펙트럼은 사용된 활성제의 농도에 의존하기 때문에 색재현의 응용성이 뛰어나다.On the other hand, nitride and oxynitride-based phosphors, which are one of the phosphors, have a high degree of covalent bonding of the crystals surrounding the active ions, and thus the excitation and emission spectra are shifted toward the red-shift, thus producing a solid light emitting device. Can contribute significantly. At this time, since the emission spectrum depends on the concentration of the active agent used, the application of color reproduction is excellent.

일본공개특허공보 제2003-515665호에는 MxSiyNz:Eu2 + (M은 Ca, Sr, and Ba, 로부터 선택된 알카리 토금속, z=2/3x+4/3y)의 조성을 갖는 형광체를 개시하고 있다. 상기 적색광의 질화물 형광체는 알카리 토금속의 질화(nitridation)반응 이후에 이를 질화실리콘과 혼합하여 제조하거나, 알카리 토금속 이미드와 실리콘 이미드를 원료물질로 사용하여 질소 또는 아르곤 분위기하에서 가열에 의해 제조함을 개시하고 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-515665 discloses a M x Si y N z: Eu a phosphor having a composition of 2 + (M is Ca, Sr, and Ba, alkaline earth metal, z = 2 / 3x + 4 / 3y selected from a) It is starting. The nitride phosphor of red light is prepared by nitriding an alkali earth metal and mixing it with silicon nitride, or by heating under nitrogen or argon atmosphere using alkaline earth metal imide and silicon imide as raw materials. It is starting.

미국특허공개공보 제2007/0040152에서는 M2Si5N8, MSi7N10, MSiN2 및 MeAlSiN3, (M 은 Mg, Ca, Sr, Ba 등)의 조성을 가지며 실질적으로 산소를 가지지 않는 형광체에 관해 기재되어 있다. 이는 출발물질로서 알카리 토금속 및 희토류 금속의 질화물을 사용하였고, 상기 질화물의 제조공정의 곤란함과 비싼 제조비용, 다루기 어려운 점 등의 단점을 가진다.US Patent Publication No. 2007/0040152 discloses a phosphor having a composition of M 2 Si 5 N 8 , MSi 7 N 10 , MSiN 2, and MeAlSiN 3 , where M is Mg, Ca, Sr, Ba, etc., and which is substantially free of oxygen. Is described. This method uses nitrides of alkaline earth metals and rare earth metals as starting materials, and has disadvantages such as difficulty in manufacturing the nitride, expensive manufacturing cost, and difficulty in handling.

또한 현재 개발된 산질화물계 형광체는 MSi2O2N2(M= Ca, Sr, Ba, Zn)의 기본 구조에 발광 활성제로 희토류 금속이 첨가된 실리콘 산질화물계 형광체가 있다(Y. Q. Li, A. C. A. Delsing, G. de With, and H. T. Hintzen, Chem. Mater. 2005, 17, 3242-3248) 일반적으로 산질화물 및 질화물 형광체는 고상반응법에 의해 제조되는데 고상반응법은 먼저, 질화규소(Si3N4), 산화규소(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 질화칼슘(Ca3N2) 산화 유로퓸(europium)(Eu2O3)등을 을 소정의 몰비로 혼합하여, 1기압(0.1㎫)이상의 질소 및 수소 분위기하에서 높은 온도에서 오랜 시간동안 유지하여 핫 프레스(hot press)법에 의하여 소성(燒成)하여 제조한다. In addition, currently developed oxynitride-based phosphors include silicon oxynitride-based phosphors in which rare earth metal is added as a luminescent activator to the basic structure of MSi 2 O 2 N 2 (M = Ca, Sr, Ba, Zn) (YQ Li, ACA Delsing, G. de with, and HT Hintzen, Chem. Mater. 2005, 17, 3242-3248) in general, an oxynitride and a nitride phosphor is prepared by the solid phase reaction method is a solid phase reaction method, first, a silicon nitride (Si 3 N 4 ), Silicon oxide (SiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium nitride (Ca 3 N 2 ) europium oxide (europium) (Eu 2 O 3 ), etc., are mixed at a predetermined molar ratio to obtain 1 atmosphere (0.1 MPa). In the above nitrogen and hydrogen atmosphere, it is maintained at a high temperature for a long time and manufactured by firing by hot press method.

그러나 고상반응법은 고온에서 장시간 동안 반응시켜야하는 단점으로 인해 제조단가가 매우 높으며 제조되는 형광체는 구형의 분말로서 LED 패키지시 중량대비 광효율이 낮고 침강이 잘되는 문제가 있다. However, the solid-state reaction method has a high manufacturing cost due to the disadvantage of having to react for a long time at high temperature, and the manufactured phosphor is a spherical powder, there is a problem that the light efficiency compared to the weight in the LED package and settle well.

따라서 보다 순도가 높고 광효율도 높일 수 있으며 공정에서의 단점을 극복하기 위한 연구가 요구되는 실정이다.Therefore, the purity is higher, the light efficiency can be increased, and research to overcome the shortcomings in the process is required.

미국등록특허 제5,998,925호(1999.12.07)US Patent No. 5,998,925 (1999.12.07) 미국공개특허 제7,537,710호(2009.05.26)United States Patent Publication No. 7,537,710 (2009.05.26) 일본공개특허 제2003-515665호(2003.05.07)Japanese Laid-Open Patent No. 2003-515665 (2003.05.07)

본 발명은 전이금속, 희토류 금속 및 알칼리 토금속의 종류와 농도에 따라 녹색에서 적색에 이르기까지 넓은 발광영역을 나타낼 수 있으며, 자전 연소반응에 의해 형광체 분말의 입자크기를 서브마이크론에서 마이크로 단위로 제어할 수 있는 전이금속 질화물 형광체를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention can exhibit a wide light emitting region from green to red depending on the type and concentration of transition metals, rare earth metals and alkaline earth metals, and can control the particle size of the phosphor powder from submicrons to micro units by a rotating combustion reaction. It is an object to provide a transition metal nitride phosphor that can be.

또한, 본 발명은 순도가 매우 높고 제조공정이 단순하며, 공정 시간이 짧아 생산성이 뛰어나 제조원가를 절감할 수 있으며 열효율이 우수한 전이금속 질화물 형광체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a transition metal nitride phosphor and a method for producing the same, which has a high purity, a simple manufacturing process, a short process time, excellent productivity, and a low manufacturing cost.

또한, 본 발명은 발광영역이 녹색에서 적색까지 분포하며 발광효율이 높은 발광소자 또는 LED 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a light emitting device or a LED package with a light emitting area is distributed from green to red and high luminous efficiency.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 질화물 형광체를 제공할 수 있다. The present invention can provide a transition metal nitride phosphor represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

M2-x Rx Ty S5-y N8-y D2y M 2-x R x T y S 5-y N 8-y D 2y

(상기 화학식 1에서, M은 알칼리토금속, R은 희토류금속, T는 전이금속, S는 준금속, N은 질소, D는 할로겐원소이며, x 및 y는 0<x≤2와 0≤y≤5를 만족하는 실수이다.)(In Formula 1, M is alkaline earth metal, R is rare earth metal, T is transition metal, S is metalloid, N is nitrogen, D is halogen element, x and y are 0 <x≤2 and 0≤y≤ It's a mistake that satisfies 5.)

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, x는 0<x<2 인 것일 수 있다.In the transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, x may be 0 <x <2.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, y는 0<y≤4 인 것일 수 있다.In the transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, y may be 0 <y≤4.

본 발명은 (a) 알칼리 토금속 할로겐화물; 희토류 금속 산화물; 전이금속 할로겐화물; 준금속 및 준금속 화합물; 환원제;를 혼합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계; The present invention (a) alkaline earth metal halides; Rare earth metal oxides; Transition metal halides; Metalloids and metalloids; Mixing a reducing agent; to provide a reaction mixture;

(b) 상기 반응 혼합물을 고압반응기내에서 비활성기체분위기하에 자전 연소반응하는 단계; 및(b) rotating the reaction mixture in a high pressure reactor under an inert gas atmosphere; And

(c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척 및 침출하는 단계;를 포함하는 전이금속 질화물 형광체의 제조방법을 제공할 수 있다.It may provide a method for producing a transition metal nitride phosphor comprising a; (c) washing and leaching the product of step (b).

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 제조되는 형광체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the phosphor to be prepared may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

M2 -x Rx Ty S5 -y N8 -y D2y M 2 -x R x T y S 5 -y N 8 -y D 2y

(상기 화학식 1에서, M은 알칼리토금속, R은 희토류금속, T는 전이금속, S는 준금속, N은 질소, D는 할로겐원소이며, x 및 y는 0<x≤2와 0≤y≤5를 만족하는 실수이다.)(In Formula 1, M is alkaline earth metal, R is rare earth metal, T is transition metal, S is metalloid, N is nitrogen, D is halogen element, x and y are 0 <x≤2 and 0≤y≤ It's a mistake that satisfies 5.)

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 알칼리토금속 할로겐화물은 MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, BaBr2, MgI2, CaI2, SrI2 및 BaI2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the alkaline earth metal halide is MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , MgCl 2 , CaCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 , MgBr 2 , It may be any one or a mixture of two or more selected from CaBr 2 , SrBr 2 , BaBr 2 , MgI 2 , CaI 2 , SrI 2 and BaI 2 .

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 희토류 금속 산화물은 La2O3, CeO2, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3 및 Lu2O3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the rare earth metal oxide is La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 It may be any one or a mixture of two or more selected from.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 전이금속 할로겐화물은 ScF3, YF3, ZrF4, VF3, ScCl3, YCl3, ZrCl4, 및 VCl3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the transition metal halide is ScF 3 , YF 3 , ZrF 4 , VF 3 , ScCl 3 , YCl 3 , ZrCl 4 , and VCl 3 It may be any one or a mixture of two or more selected from.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 준금속 및 준금속 화합물은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 및 소듐실리콘불화물(Na2SiF4) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함할 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the metalloid and metalloid compound are any one selected from silicon (Si), germanium (Ge) and sodium silicon fluoride (Na 2 SiF 4 ) or It may comprise two or more mixtures.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 환원제는 아지드화 리튬(LiN3), 아지드화 나트륨(NaN3) 및 아지드화 칼륨(KN3) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the reducing agent is any one selected from lithium azide (LiN 3 ), sodium azide (NaN 3 ) and potassium azide (KN 3 ) It may be one or a mixture of two or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 환원제는 알칼리토금속 할로겐화물 1몰에 대하여 1 내지 20몰 포함될 수 있다.In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the reducing agent may be included in 1 to 20 moles with respect to 1 mole of alkaline earth metal halides.

본 발명은 상기 전이금속 질화물 형광체를 포함하는 발광소자를 제공할 수 있다.The present invention can provide a light emitting device comprising the transition metal nitride phosphor.

본 발명은 상기 전이금속 질화물 형광체를 포함하는 LED 패키지를 제공할 수 있다. The present invention can provide an LED package including the transition metal nitride phosphor.

본 발명에 따른 전이금속 질화물 형광체는 전이금속, 희토류 금속 및 알칼리 토금속의 종류와 농도에 따라 녹색에서 적색에 이르기까지 넓은 발광영역을 나타낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 자전 연소반응에 의해 제조되어 형광체 분말의 입자크기를 서브마이크론에서 마이크로 단위로 제어할 수 있는 전이금속 질화물 형광체를 제공할 수 있다.The transition metal nitride phosphor according to the present invention has an advantage of showing a wide light emitting area from green to red depending on the type and concentration of the transition metal, the rare earth metal and the alkaline earth metal. In addition, the present invention can provide a transition metal nitride phosphor that can be produced by the autogenous combustion reaction to control the particle size of the phosphor powder in submicrons to micro units.

또한, 본 발명에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법은 순도가 매우 높고 공정이 간단하고, 공정시간을 단축시킬 수 있으며, 열효율 및 생산성이 우수하여 제조 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다. In addition, the manufacturing method of the transition metal nitride phosphor according to the present invention has the advantage of very high purity, simple process, shorten the processing time, excellent thermal efficiency and productivity can reduce the manufacturing cost.

또한, 본 발명은 발광영역이 녹색에서 적색에까지 분포하며 발광효율이 우수한 전이금속 질화물 형광체를 포함하는 발광 소자 및 LED패키지를 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a light emitting device and an LED package including a transition metal nitride phosphor having a light emitting area is distributed from green to red and excellent in luminous efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 주사전자현미경사진이며,
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 주사전자현미경사진이며,
도 3은 본 발명의 실시예 3에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 주사전자현미경사진이며,
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 4에서 제조된 산질화물 형광체 분말의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 것이며,
도 5은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이며,
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이며,
도 7은 본 발명의 실시예 3에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
1 is a scanning electron micrograph of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 1 of the present invention,
Figure 2 is a scanning electron micrograph of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 2 of the present invention,
3 is a scanning electron micrograph of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 3 of the present invention,
Figure 4 shows the results of the X-ray diffraction analysis of the oxynitride phosphor powder prepared in Examples 1 to 4 of the present invention,
Figure 5 shows the emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 1 of the present invention,
Figure 6 shows the emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 2 of the present invention,
7 is a view showing an emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 3 of the present invention.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 질화물 형광체를 제공할 수 있다. The present invention can provide a transition metal nitride phosphor represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

M2-x Rx Ty S5-y N8-y D2y M 2-x R x T y S 5-y N 8-y D 2y

이때, 상기 화학식 1에서 M은 알칼리토금속, R은 희토류금속, T는 전이금속, S는 준금속, N은 질소, D는 할로겐원소이며, x 및 y는 0<x≤2와 0≤y≤5를 만족하는 실수이다.
At this time, in Formula 1, M is an alkaline earth metal, R is a rare earth metal, T is a transition metal, S is a metalloid, N is nitrogen, D is a halogen element, and x and y are 0 <x≤2 and 0≤y≤ 5 is a mistake.

상기 전이금속 질화물 형광체는 전이금속을 함유하고, 전이금속과 알칼리토금속 및 희토류 금속에 따라 발광영역을 녹색에서 적색에까지 분포시킬 수 있으면서 형광체의 순도 및 발광효율을 극대화할 수 있다.The transition metal nitride phosphor contains a transition metal and can maximize the purity and luminous efficiency of the phosphor while distributing a light emitting region from green to red according to the transition metal, alkaline earth metal and rare earth metal.

상기 M은 마그네슘(Ma), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba)을 포함하는 알칼리 토금속에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소일 수 있다.The M may be any one or more elements selected from alkaline earth metals including magnesium (Ma), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba).

상기 R은 전이금속 질화물 결정구조에 활성제(activator)로 들어갈 수 있는 란탄(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 루테튬(Lu)을 포함하는 희토류(Lanthanide) 계열에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소일 수 있다.The R is lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd) which can enter the activator to the transition metal nitride crystal structure ), At least one selected from the group consisting of terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) It can be an element.

상기 S는 준금속 규소(Si), 게르마늄(Ge) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소일 수 있으며, N은 질소(N), D는 플루오르(F) 및 염소(Cl )를 포함하는 할로겐 원소 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소일 수 있다.The S may be any one or more elements selected from metalloids (Si) and germanium (Ge), N is selected from halogen elements including nitrogen (N), D is fluorine (F) and chlorine (Cl) It may be any one or more elements.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, x는 0<x<2 인 것일 수 있다. 알칼리토금속은 본 발명에 따른 형광체를 자전연소 합성법으로 제조하기 위해서 포함되는 것이 바람직하며, 알칼리토금속을 포함함으로써 발광효율을 극대화할 수 있다. 이때, 형광체의 합성 방법이 자전연소 합성법이 아닌 통상의 방법이라면 반드시 알칼리토금속을 포함하여야 하는 것은 아니다. In the transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, x may be 0 <x <2. Alkaline earth metal is preferably included to prepare the phosphor according to the present invention by a self-burning synthesis method, it is possible to maximize the luminous efficiency by including the alkaline earth metal. In this case, if the method of synthesizing the phosphor is a conventional method other than the autocombustion synthesis method, the alkaline earth metal is not necessarily included.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, y는 0<y≤4 인 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 준금속 및 준금속 화합물은 자전연소 합성시 참여하여 반응성을 높일 수 있으나 포함되지 않을 수 있다. 하지만, 발광효율 및 넓은 발광영역을 발현하기 위하여 상기 범위를 갖는 것이 바람직하다. In the transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, y may be 0 <y≤4. According to one embodiment of the present invention, the metalloid and metalloid compound may participate in the self-burning synthesis to increase reactivity, but may not be included. However, it is preferable to have the above range in order to express luminous efficiency and a wide luminous area.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, x 및 y는 각각 0<x<2 및 0<y≤4 일 수 있다. 상기 범위에 따른 전이금속 질화물 형광체는 보다 화학적으로 안정하며 우수한 발광효율을 나타낼 수 있다. In the transition metal nitride phosphor according to the embodiment of the present invention, x and y may be 0 <x <2 and 0 <y ≦ 4, respectively. The transition metal nitride phosphor according to the above range is more chemically stable and may exhibit excellent luminous efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체에 있어서, 형광체의 분말 입경크기는 20㎛이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 12㎛ 이하인 것이 좋다.In the transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the powder particle size of the phosphor may be 20 μm or less, and more preferably 12 μm or less.

본 발명에 따른 전이금속 질화물 형광체는 우수한 발광효율을 가지며 여기파장의 영역이 길고 여러 영역의 발광파장을 가지고 있어 여러 종류의 파장을 발광하는 LED 소자에 적용할 수 있는 이점이 있다.
The transition metal nitride phosphor according to the present invention has an excellent luminous efficiency, has a long excitation wavelength region, and has a light emission wavelength of several regions, which is advantageous in that it can be applied to LED devices emitting various kinds of wavelengths.

본 발명은 순도가 높고 광효율이 우수하며, 제조공정이 간단하고, 저비용으로 대량생산이 가능한 전이금속 질화물 형광체의 제조방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a method for producing a transition metal nitride phosphor having high purity, excellent light efficiency, simple manufacturing process, and low mass production.

본 발명의 전이금속 질화물 형광체의 제조방법은,Method for producing a transition metal nitride phosphor of the present invention,

(a) 알칼리 토금속 할로겐화물; 희토류 금속 산화물; 전이금속 할로겐화물; 준금속 및 준금속 화합물; 환원제;를 혼합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계; (a) alkaline earth metal halides; Rare earth metal oxides; Transition metal halides; Metalloids and metalloids; Mixing a reducing agent; to provide a reaction mixture;

(b) 상기 반응 혼합물을 고압반응기내에서 비활성기체분위기하에 자전 연소반응하는 단계; 및(b) rotating the reaction mixture in a high pressure reactor under an inert gas atmosphere; And

(c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척 및 침출하는 단계;를 포함할 수 있다.(c) washing and leaching the product of step (b).

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 제조되는 형광체는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the phosphor to be prepared may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

M2 -x Rx Ty S5 -y N8 -y D2y M 2 -x R x T y S 5 -y N 8 -y D 2y

상기 화학식 1에서, M은 알칼리토금속, R은 희토류금속, T는 전이금속, S는 준금속, N은 질소, D는 할로겐원소이며, x 및 y는 0<x≤2와 0≤y≤5를 만족하는 실수이다.In Formula 1, M is an alkaline earth metal, R is a rare earth metal, T is a transition metal, S is a metalloid, N is nitrogen, D is a halogen element, and x and y are 0 <x≤2 and 0≤y≤5 It is a mistake to satisfy.

이때, 상기 화학식 1에서 x 및 y는 화학적으로 안정한 화합물로서 우수한 광효율을 가지기 위해서 0<x<2, 0<y≤4인 것이 바람직하다.At this time, x and y in the general formula (1) is preferably a chemically stable compound 0 <x <2, 0 <y ≤ 4 in order to have excellent light efficiency.

본 발명에 따른 전이금속 질화물 형광체는 상기 화학식 1을 만족하면서 분말상으로 20㎛이하, 보다 바람직하게는 12㎛ 이하인 것이 좋다. The transition metal nitride phosphor according to the present invention satisfies the above formula (1) and is preferably 20 μm or less, more preferably 12 μm or less in powder form.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 알칼리토금속 할로겐화물은 마그네슘할로겐화물, 칼슘할로겐화물, 스트론튬할로겐화물 및 바륨할로겐화물 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, BaBr2, MgI2, CaI2, SrI2 및 BaI2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the alkaline earth metal halide may be any one or more selected from magnesium halide, calcium halide, strontium halide and barium halide, and specifically, MgF 2, CaF 2, SrF 2 , BaF 2, MgCl 2, CaCl 2, SrCl 2, BaCl 2, MgBr 2, CaBr 2, SrBr 2, BaBr 2, MgI 2, CaI 2, SrI 2 , and BaI 2 It may be any one or a mixture of two or more selected from.

상기 알칼리토금속 할로겐화물은 (b)단계에서 환원제와 반응하여 발열반응을 일으키며 환원질화 반응 중 생성된 열로 인해 전이금속 질화물 형광체를 형성할 수 있게 된다.The alkaline earth metal halide reacts with the reducing agent in step (b) to cause an exothermic reaction and to form a transition metal nitride phosphor due to the heat generated during the reduction nitridation reaction.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 희토류 금속 산화물은 La2O3, CeO2, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3 및 Lu2O3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다. 상기 희토류 금속 산화물은 La2O3, CeO2, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Er2O3 및 Yb2O3 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 보다 바람직할 수 있다.In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the rare earth metal oxide is La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 It may be any one or a mixture of two or more selected from. The rare earth metal oxide is selected from La 2 O 3 , CeO 2 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Er 2 O 3 and Yb 2 O 3 Any one or more may be more preferable.

상기 희토류 금속 산화물은 전이금속 질화물 형광체에 활성제로 첨가되어 외부로부터 전이금속 질화물 형광체가 에너지를 받았을 때 여기되어 발광할 수 있도록 한다.The rare earth metal oxide is added to the transition metal nitride phosphor as an activator so that when the transition metal nitride phosphor receives energy from the outside, it can be excited and emit light.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 전이금속 할로겐화물은 ScF3, YF3, ZrF4, VF3, ScCl3, YCl3, ZrCl4, 및 VCl3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the transition metal halide is ScF 3 , YF 3 , ZrF 4 , VF 3 , ScCl 3 , YCl 3 , ZrCl 4 , and VCl 3 It may be any one or a mixture of two or more selected from.

상기 전이금속 할로겐화물은 (b)단계에서 알칼리 토금속 할로겐화물과 같이 환원제와 반응하여 발열반응을 일으키며 환원질화 반응 중 생성된 열로 인해 전이금속 질화물 형광체를 형성할 수 있도록 한다. 이때, 전이금속 질화물 격자 내에서 준금속 자리에 위치함으로써 에너지 전달에 관여하여 여기 및 발광 파장을 변화시키고 에너지 손실을 줄여 발광효율을 보다 높일 수 있다.The transition metal halide reacts with a reducing agent such as an alkaline earth metal halide in step (b) to cause an exothermic reaction and to form a transition metal nitride phosphor due to heat generated during the reduction nitridation reaction. At this time, by being located in the metalloid position in the transition metal nitride lattice it is involved in the energy transfer to change the excitation and emission wavelength and to reduce the energy loss to increase the luminous efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 준금속 및 준금속 화합물은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 및 소듐실리콘불화물(Na2SiF4) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함할 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the metalloid and metalloid compound are any one selected from silicon (Si), germanium (Ge) and sodium silicon fluoride (Na 2 SiF 4 ) or It may comprise two or more mixtures.

상기 준금속 및 준금속 화합물은 자전 연소 반응에서 필요한 발열 반응을 일으키기 위한 것으로서, 준금속은 활발한 연소반응을 일으키기 위하여 분말상 입자로 입경크기가 0.1 내지 15㎛일 수 있다. 또한, 상기 화학식 1에서 전체 준금속의 몰수는 1 내지 5인 것일 수 있다. The metalloid and metalloid compound are intended to cause an exothermic reaction required in the autogenous combustion reaction, and the metalloid may have a particle size of 0.1 to 15 μm in powder form in order to cause an active combustion reaction. In addition, the number of moles of the entire metalloid in the general formula (1) may be 1 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 환원제는 아지드화 리튬(LiN3), 아지드화 나트륨(NaN3) 및 아지드화 칼륨(KN3) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물일 수 있다. 상기 환원제는 알칼리 토금속 할로겐화물, 희토류 금속 산화물 및 전이금속 할로겐화물을 환원시킬 수 있으며, 자전 연소반응 후 LiF, LiCl, NaF, NaCl, KF, KCl 로 변환되며, 이는 (c)단계의 침출로 제거될 수 있다.In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the reducing agent is any one selected from lithium azide (LiN 3 ), sodium azide (NaN 3 ) and potassium azide (KN 3 ) It may be one or a mixture of two or more. The reducing agent may reduce alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides and transition metal halides, and are converted to LiF, LiCl, NaF, NaCl, KF, KCl after the autogenous combustion reaction, which is removed by leaching in step (c). Can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 환원제는 알칼리토금속 할로겐화물 1몰에 대하여 1 내지 20몰 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 환원반응 또는 침출이 잘 이루어지지 않을 수 있다. In the method for preparing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, the reducing agent may be included in 1 to 20 moles with respect to 1 mole of alkaline earth metal halides. Outside the above range, the reduction reaction or leaching may not be made well.

본 발명의 일 실시예에 따른 전이금속 질화물 형광체의 제조방법에 있어서, 알칼리 토금속 할로겐화물, 희토류 금속 산화물, 전이금속 할로겐화물, 준금속 및 준금속 화합물, 환원제를 혼합하여 이루어질 수 있으며, 상기 혼합의 방법은 한정되지 않으나, 신속한 공정과 균일한 혼합을 위하여 볼밀에 의한 혼합이 바람직할 수 있다. In the method for producing a transition metal nitride phosphor according to an embodiment of the present invention, it may be made by mixing alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides, transition metal halides, metalloids and metalloids, reducing agents, The method is not limited, but mixing by ball mill may be preferred for rapid processing and uniform mixing.

상기 혼합에 의해 얻어진 반응 혼합물은 용기에 채워져 펠렛 형태로 만들 수 있으며, 용기는 컵일 수 있고, 컵은 실린더형 또는 직육면체일 수 있다.The reaction mixture obtained by the mixing can be filled into a container to form pellets, the container can be a cup, and the cup can be cylindrical or cuboid.

상기 컵은 종이, 금속 또는 석영 등의 다양한 종류의 성분으로부터 제조될 수 있으며, 얻어진 펠렛의 밀도는 0.7 내지 2.0 g/cm3, 바람직하게는 0.9 내지 1.2 g/cm3를 갖는 것이 자전 연소반응 시 착화 및 연소반응이 원활하게 이루어져 좋으며, 반드시 이에 한정되지 않는다. The cup can be made from various kinds of components such as paper, metal or quartz, and the density of the obtained pellets has a density of 0.7 to 2.0 g / cm 3 , preferably 0.9 to 1.2 g / cm 3 during the autogenous combustion reaction. The ignition and combustion reaction may be made smoothly, but is not necessarily limited thereto.

상기 펠렛화된 반응 혼합물은 열원으로부터 착화되어 연소반응이 개시될 수 있으며, 열원은 금속선 저항에 의한 열원을 사용할 수 있다.The pelletized reaction mixture may be complexed from a heat source to initiate a combustion reaction, and the heat source may use a heat source due to metal wire resistance.

본 발명에서 사용되는 연소공정은 고압 조건하에서 실시되는 것이 바람직하며, 질소분위기 하 고압반응기에서 실시할 수 있다. 이때, 질소의 반응압력은 0.5 내지 5MPa, 바람직하게는 1 내지 3MPa일 수 있다. The combustion process used in the present invention is preferably carried out under high pressure conditions, it can be carried out in a high pressure reactor under a nitrogen atmosphere. At this time, the reaction pressure of nitrogen may be 0.5 to 5MPa, preferably 1 to 3MPa.

상기 자전 연소반응은 자체 유지(self-sustaining) 반응으로서 착화반응에 의해 반응이 시작되면 이후에는 외부의 열원 공급이 필요하지 않고 0.1 내지 0.5 cm/sec의 속도로 반응원료를 따라 신속하게 반응시킬 수 있다. The self-sustaining reaction is a self-sustaining reaction, and when the reaction is initiated by the ignition reaction, there is no need for supplying an external heat source thereafter. have.

본 발명의 전이금속 질화물 형광체는 자전 연소반응을 실시한 후 생성물을 세척하고 침출하여 얻을 수 있다.The transition metal nitride phosphor of the present invention can be obtained by washing and leaching the product after the autogenous combustion reaction.

상기 세척은 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 증류수를 사용하는 것이 바람직하며, 1회 이상 세척할 수 있다.The washing may use a conventional method, it is preferred to use distilled water, it can be washed one or more times.

상기 침출은 통상적인 방법을 사용할 수 있으며 불순물로 인해 제조된 전이금속 질화물 형광체의 광효율 저하를 막기 위해서 염산용액 또는 황산용액을 사용하는 것이 바람직하다.The leaching may use a conventional method, it is preferable to use a hydrochloric acid solution or sulfuric acid solution in order to prevent the light efficiency of the transition metal nitride phosphor prepared due to impurities.

본 발명은 앞서 기술한 전이금속 질화물 형광체를 포함하는 발광소자 또는 LED패키지를 제공할 수 있다.
The present invention can provide a light emitting device or LED package including the transition metal nitride phosphor described above.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 바탕으로 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, it will be described in detail based on the embodiment according to the present invention.

[실시예 1]Example 1

염화스트론튬(SrCl2, 대정화금), 산화유로븀(Eu2O3, Alfa Aesar), 염화이트륨(YCl3, KANTO, Y0030), 실리콘(Si, 삼전화학, S2381), 아지드화나트륨(NaN3, 대정화금, 255S0074) 분말을 1.97 : 0.03 : 1.0 : 4.0 : 7.0의 몰비로 칭량 후, 지르코니아 볼을 원료의 1/2 무게비로 혼합하여 볼밀기로 24시간 동안 혼합하였다. 혼합물을 고순도 알루미나 내화물 용기에 넣어 5Mpa로 가압하여 적층한 후, 반응기에 넣고, 질소 가스를 충전-진공 배출하는 퍼지 공정을 3회 반복한 후, 반응기 내부를 50 atm의 질소 가스로 충진하여 유지시켰다. 적층된 원료는 열선을 이용하여 점화시켜 자전 연소반응이 일어나도록 함으로써 분말을 합성하였다. 합성된 분말을 2회 수세한 후, pH 1의 HCl 용액과 혼합하여 2시간 동안 교반한 다음, 분말을 분리 회수하여 수세하였다. 회수된 분말을 100℃에서 2시간 동안 건조하여 전이금속 질화물 형광체 분말을 제조하였다.
Strontium chloride (SrCl 2 , large gold), urobium oxide (Eu 2 O 3 , Alfa Aesar), yttrium chloride (YCl 3 , KANTO, Y0030), silicon (Si, trielectric chemistry, S2381), sodium azide ( NaN 3 , large purified gold, 255S0074) powders were weighed in a molar ratio of 1.97: 0.03: 1.0: 4.0: 7.0, and zirconia balls were mixed at a 1/2 weight ratio of the raw materials and mixed with a ball mill for 24 hours. The mixture was placed in a high-purity alumina refractory container, laminated at 5 Mpa, pressurized to 5 Mpa, and then placed in a reactor, followed by a purge process of charging and evacuating nitrogen gas three times, followed by maintaining the inside of the reactor by filling with 50 atm of nitrogen gas. . The laminated raw materials were synthesized by ignition using a hot wire to cause the autogenous combustion reaction to occur. The synthesized powder was washed twice, mixed with HCl solution at pH 1, stirred for 2 hours, and then separated and recovered to wash the powder. The recovered powder was dried at 100 ° C. for 2 hours to prepare a transition metal nitride phosphor powder.

수득된 전이금속 질화물 형광체 분말에 대해서, X-ray 회절분석에 의한 화학조성의 분석, 전자현미경에 의한 입자형상 및 크기를 평가하였다.The obtained transition metal nitride phosphor powder was evaluated for chemical composition analysis by X-ray diffraction analysis, particle shape and size by electron microscope.

또한, 얻어진 전이금속 질화물 형광체 분말의 광 특성을 평가하기 위해서, 형광측정장치(JASCO사 제 FP-6500)를 이용하여, 검출 파장 470~700nm에 있어서의 여기스펙트럼과 여기파장 450nm에 있어서의 발광스펙트럼을 측정하였다.In addition, in order to evaluate the optical properties of the obtained transition metal nitride phosphor powder, an excitation spectrum at a detection wavelength of 470 to 700 nm and a light emission spectrum at an excitation wavelength of 450 nm using a fluorescence measuring apparatus (FP-6500 manufactured by JASCO Corporation). Was measured.

도 1에 주사전자현미경 사진을 나타내었으며, 도 1에 보이는 바와 같이 분말의 평균입자크기가 10.0㎛이하임을 알 수 있으며 더불어 입자간 뭉침이 적고 분산이 잘 되어 있음을 확인할 수 있었다.A scanning electron microscope photograph is shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 1, it can be seen that the average particle size of the powder is 10.0 μm or less, and the aggregation between particles is small and well dispersed.

도 4는 실시예 1에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 X-선회절 결과를 도시한 도면으로 보이는 바와 같이 다른 불순물을 함유하지 않는 결정질의 순수한 전이금속 질화물 형광체가 제조됨을 확인할 수 있었다. 4 shows that the X-ray diffraction results of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 1 were prepared as pure crystalline transition metal nitride phosphors containing no other impurities.

도 5는 실시예 1에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 631nm을 peak로 하여 550 내지 800nm의 발광스펙트럼을 가진 것을 알 수 있다.
Figure 5 shows the emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 1, it can be seen that the emission spectrum of 550 to 800nm with 631nm as a peak.

[실시예 2][Example 2]

염화스트론튬(SrCl2, 대정화금), 산화유로븀(Eu2O3, Alfa Aesar), 염화이트륨(YCl3, KANTO, Y0030), 실리콘(Si, 삼전화학, S2381), 아지드화나트륨(NaN3, 대정화금, 255S0074) 분말을 1.97 : 0.03 : 0.5 : 4.5 : 5.5의 몰비로 칭량하여 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전이금속 질화물 형광체 분말을 제조하였다.Strontium chloride (SrCl 2 , large gold), urobium oxide (Eu 2 O 3 , Alfa Aesar), yttrium chloride (YCl 3 , KANTO, Y0030), silicon (Si, trielectric chemistry, S2381), sodium azide ( A transition metal nitride phosphor powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that NaN 3 , large purified gold, and 255S0074) powder were weighed and mixed in a molar ratio of 1.97: 0.03: 0.5: 4.5: 5.5.

상기의 공정에서 얻어진 전이금속 질화물 형광체 분말의 입자형상, 크기 및 발광스펙트럼을 실시예 1과 같은 방법으로 측정, 관찰하였다.The particle shape, size and emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder obtained in the above process were measured and observed in the same manner as in Example 1.

도 2는 실시예 2에 따른 형광체의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것으로서, 보이는 바와 같이 분말의 평균입자크기가 10.0㎛이하이며, 입자간 뭉침이 적고 분산이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었다. Figure 2 shows a scanning electron micrograph of the phosphor according to Example 2, as can be seen that the average particle size of the powder is less than 10.0㎛, it was confirmed that the aggregation between the particles is small and well achieved.

도 4는 실시예 2에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 X-선회절 결과를 나타낸 것으로서, 보이는 바와 같이 다른 불순물을 함유하지 않는 결정질의 순수한 전이금속 질화물 형광체가 제조되었음을 확인할 수 있었다. Figure 4 shows the X-ray diffraction results of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 2, it can be seen that a pure crystalline transition metal nitride phosphor containing no other impurities as shown.

도 6은 실시예 2에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 630nm을 peak로 하여 530 내지 800nm의 발광스펙트럼을 가진 것을 확인할 수 있었다.
Figure 6 shows the emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 2, it was confirmed that the emission spectrum of 530 to 800nm with a peak of 630nm.

[실시예 3][Example 3]

염화스트론튬(SrCl2, 대정화금), 산화세륨(CeO2, Alfa Aesar), 염화스칸듐(ScCl3, ALDRICH, 451274), 실리콘(Si, 삼전화학, S2381), 아지드화나트륨(NaN3, 대정화금, 255S0074) 분말을 1.97 : 0.03 : 0.5 : 4.5 : 5.5의 몰비로 칭량하여 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전이금속 질화물 형광체 분말을 제조하였다.
Strontium chloride (SrCl 2 , large gold), cerium oxide (CeO 2 , Alfa Aesar), scandium chloride (ScCl 3 , ALDRICH, 451274), silicon (Si, trielectric chemistry, S2381), sodium azide (NaN 3 , Large crystal gold, 255S0074) The transition metal nitride phosphor powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the powder was weighed and mixed at a molar ratio of 1.97: 0.03: 0.5: 4.5: 5.5.

수득된 전이금속 질화물 형광체 분말의 입자형상, 크기 및 발광스펙트럼을 실시예 1과 같은 방법으로 측정 및 관찰하였다. The particle shape, size and emission spectrum of the obtained transition metal nitride phosphor powder were measured and observed in the same manner as in Example 1.

도 3는 실시예 3에 따른 형광체의 주사전자현미경 사진을 나타내었으며, 보이는 바와 같이 분말의 평균입자크기가 10.0㎛이하이며, 입자간 뭉침이 적고 분산이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 3 shows a scanning electron micrograph of the phosphor according to Example 3, and as shown, the average particle size of the powder was 10.0 μm or less, and it was confirmed that the aggregation between the particles was small and well achieved.

도 4는 실시예 3에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 X-선회절 결과를 나타낸 것으로서, 보이는 바와 같이 다른 불순물을 함유하지 않는 결정질의 순수한 전이금속 질화물 형광체가 제조되었음을 확인할 수 있었다. Figure 4 shows the X-ray diffraction results of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 3, it can be seen that a pure crystalline transition metal nitride phosphor containing no other impurities as shown.

도 7은 실시예 3에서 제조된 전이금속 질화물 형광체 분말의 발광 스펙트럼을 나타낸 나타낸 것으로서, 489nm와 530nm을 peak로 하여 470 내지 700nm의 발광스펙트럼을 가진 것을 확인할 수 있었다.
Figure 7 shows the emission spectrum of the transition metal nitride phosphor powder prepared in Example 3, it was confirmed that the emission spectrum of 470 to 700nm with a peak of 489nm and 530nm.

이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (8)

(a) 알칼리 토금속 할로겐화물; La2O3, CeO2, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3 및 Lu2O3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물인 희토류 금속 산화물; ScF3, YF3, ZrF4, VF3, ScCl3, YCl3, ZrCl4, 및 VCl3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물인 전이금속 할로겐화물; 실리콘 및 게르마늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 원소인 준금속; 아지드화 리튬, 아지드화 나트륨 및 아지드화 칼륨 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물의 환원제;를 혼합하여 반응 혼합물을 제공하는 단계;
(b) 상기 반응 혼합물을 고압반응기내에서 비활성기체분위기하에 자전 연소반응하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척 및 침출하는 단계;를 포함하는 전이금속 질화물 형광체의 제조방법.
(a) alkaline earth metal halides; La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 Rare earth metal oxides which are any one or a mixture of two or more selected from O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 ; Transition metal halides which are any one or a mixture of two or more selected from ScF 3 , YF 3 , ZrF 4 , VF 3 , ScCl 3 , YCl 3 , ZrCl 4 , and VCl 3 ; A metalloid which is at least one element selected from silicon and germanium; Mixing a reducing agent of any one or two or more selected from lithium azide, sodium azide and potassium azide; providing a reaction mixture;
(b) rotating the reaction mixture in a high pressure reactor under an inert gas atmosphere;
(c) washing and leaching the product of step (b).
제1항에 있어서,
상기 형광체는 하기 화학식 1로 표시되는 전이금속 질화물 형광체의 제조방법.
[화학식 1]
M2 -x Rx Ty S5 -y N8 -y D2y
(상기 화학식 1에서, M은 알칼리토금속, R은 희토류금속, T는 전이금속, S는 준금속, N은 질소, D는 할로겐원소이며, x 및 y는 0<x≤2와 0≤y≤5를 만족하는 실수이다.)
The method of claim 1,
The phosphor is a method for producing a transition metal nitride phosphor represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
M 2 -x R x T y S 5 -y N 8 -y D 2y
(In Formula 1, M is alkaline earth metal, R is rare earth metal, T is transition metal, S is metalloid, N is nitrogen, D is halogen element, x and y are 0 <x≤2 and 0≤y≤ It's a mistake that satisfies 5.)
제1항에 있어서,
상기 알칼리토금속 할로겐화물은 MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, BaBr2, MgI2, CaI2, SrI2 및 BaI2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 혼합물인 전이금속 질화물 형광체의 제조방법.
The method of claim 1,
The alkaline earth metal halide is MgF 2, CaF 2, SrF 2 , BaF 2, MgCl 2, CaCl 2, SrCl 2, BaCl 2, MgBr 2, CaBr 2, SrBr 2, BaBr 2, MgI 2, CaI 2, SrI 2 And BaI 2 Method of producing a transition metal nitride phosphor which is any one or a mixture of two or more selected from.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 환원제는 알칼리토금속 할로겐화물 1몰에 대하여 1 내지 20몰 포함되는 전이금속 질화물 형광체의 제조방법.
The method of claim 1,
The reducing agent is a method for producing a transition metal nitride phosphor containing 1 to 20 moles per 1 mole of alkaline earth metal halide.
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