KR101503797B1 - 염소-함유 실리케이트계 형광체의 알칼리 처리를 이용하여 제조된 형광체 분말 및 그의 제조 방법 - Google Patents

염소-함유 실리케이트계 형광체의 알칼리 처리를 이용하여 제조된 형광체 분말 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본원은 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질로 처리하는 것을 포함하는, 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말에 관한 것으로서, 염화물을 이용한 강력한 산화 또는 환원시키는 것을 통해 희토류 금속이 첨가된 형광체의 발광강도를 증가시키고 상대적으로 낮은 온도에서 보다 안정하게 환원된 형광체 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

염소-함유 실리케이트계 형광체의 알칼리 처리를 이용하여 제조된 형광체 분말 및 그의 제조 방법{PHOSPHOR POWDER PREPARED BY ALKALI TREATMENT OF SILICATE PHOSPHOR CONTAINING CHLORINE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본원은 염소-함유 실리케이트계 형광체의 알칼리 처리를 이용하여 제조된 형광체 분말 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
희토류 금속이 첨가된 형광체는 희토류 금속의 전자가 상태에 따라 발광에 크게 기여를 한다. 예를 들어, Eu3 +7D07F 에너지 전위 차이의 내부 전위차를 통해 날카로운 발광을 하며 대체로 적색 발광이다. 반면, Eu2 +는 5d→4f 에너지 전위 차이로 인해 넓은 영역의 발광을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성을 이용하여 근래 CCFL, 백색 LED 및 다양한 조명기구에 응용하고 있으나, 본질적으로 전자가 상태가 안정하지 않기 때문에 그 발광이 안정하지 않으며 발광강도에서 큰 차이가 발생한다. 이러한 기술적인 문제를 해결하기 위해 강력한 환원제 및 산화제 역할을 유도하며, 이것을 통해 얻어진 형광체는 발광 다이오드(light emitting diode, LED). 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP) 및 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display, FED) 및 음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)에 사용될 수 있다.
희토류 금속을 함유하는 형광체는 희토류 금속의 전자가에 따라 그 발광과 강도가 달라지며, 크게 산화 또는 환원 분위기로 상기 희토류 금속의 전자가를 조절한다. 희토류 금속을 함유하는 형광체를 산소를 포함하는 분위기에서 소성을 하는 것을 통해 산화시켰고 산소가 배제된 분위기에서 수소가 포함된 분위기에서 소성하는 것으로 환원시켜왔다(대한민국 등록특허 제10-0687417호). 그러나, 수소 분위기를 통해 희토류 금속의 환원을 유도하는 기존의 방법은 그 환원 정도가 미흡하여 이 후 발광 강도에도 큰 차이를 보인다.
이에, 희토류 금속을 함유하는 형광체에 포함된 희토류 금속의 환원에 대한 많은 연구가 진행되어 있으며, 상기 희토류 금속의 환원 조절에 의하여 상기 형광체의 발광 특성을 향상시키는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이에 본원은 염화물을 이용한 강력한 산화 또는 환원시키는 것을 통해 희토류 금속이 첨가된 형광체의 발광강도를 증가시키고 보다 안정한 형광체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본원은, 기존의 염화물계 실리케이트 형광체 또는 의도적으로 염화물계를 첨가시킨 실리케이트 형광체에 사용 가능한 기술을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 일 측면은, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질로 처리하는 것을 포함하는, 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말의 제조 방법을 제공한다. 본원에 의하여, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질과 반응시켜 고휘도 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말을 얻을 수 있다.
본원의 다른 측면은, 상기 본원의 제조 방법에 의하여 제조되는 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말 및 그의 용도를 제공한다.
본원에 의하여, 염화물을 이용한 강력한 산화 또는 환원시키는 것을 통해 희토류 금속이 첨가된 형광체의 발광강도를 증가시키고 보다 안정한 형광체를 제조할 수 있다. 또한, 기존의 염화물계 실리케이트 형광체 또는 의도적으로 염화물을 첨가시킨 실리케이트계 형광체에 사용 가능한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (1)에 의해 향상된 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2+ 형광체의 PL 특성을 나타낸 것이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (1)에 의해 향상된 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2+ 형광체의 X-ray 패턴을 나타낸 것이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 사용되는 환원분위기 도가니 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 의해 700℃, 3 시간 환원 처리에 의해 합성된 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2 + 형광체의 PL 특성을 나타낸 것이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (2)에 의해 향상된 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2+ 형광체의 PL 특성을 나타낸 것이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 의해 향상된 고온상의 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2 + 형광체의 PL 특성을 나타낸 것이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 의해 향상된 고온상의 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2 + 형광체의 X-ray 패턴 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 의해 향상된 나노 크기의 Na1 .49Al1 .55Si0 .45O4:0.06Eu2 + 형광체의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 대표 환원반응 (3)에 의해 향상된 나노 크기의 Na1 .49Al1 .55Si0 .45O4:0.06Eu2 + 형광체의 PL특성을 나타낸 것이다.
이하, 필요한 경우 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서,"~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원의 일 측면은, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질로 처리하는 것을 포함하는, 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말의 제조 방법을 제공한다. 본원에 의하여, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질과 반응시켜 고휘도 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말을 얻을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 염화물계 또는 산화물계 형광체는 상기 알칼리성 물질로 처리하는 것에 의하여 휘도가 향상되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알칼리성 물질은 -OH기, -NH2, 또는 NH3 기를 포함하는 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 -OH기를 포함하는 알칼리성 화합물은 LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 -NH2기를 포함하는 알칼리성 화합물은 프로필아민(propylamine)계, 부틸아민(buthylamine)계, 펜틸아민(penthylamine)계, 헥실아민(hexylamine)계, 헵틸아민(heptylamine)계, 아미노벤젠(aminobenzene)계, 리튬아미드(lithium amide)계, 나트륨아미드(sodium amide)계, 칼륨아미드(potassium amide)계, 세슘아미드(cesium amide)계, 또는, 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알칼리성 물질로 처리는, 약 -100℃ 내지 약 1500℃, 예를 들어, 약 -80℃ 내지 약 1500℃, 약 -60℃ 내지 약 1500℃, 약 -40℃ 내지 약 1500℃, 약 -20℃ 내지 약 1500℃, 약 0℃ 내지 약 1500℃, 약 10℃ 내지 약 1500℃, 약 50℃ 내지 약 1500℃, 약 100℃ 내지 약 1500℃, 약 200℃ 내지 약 1500℃, 약 300℃ 내지 약 1500℃, 약 400℃ 내지 약 1500℃, 약 500℃ 내지 약 1500℃, 약 -100℃ 내지 약 1200℃, 약 -100℃ 내지 약 1000℃, 약 -100℃ 내지 약 800℃, 약 -100℃ 내지 약 600℃, 약 -100℃ 내지 약 400℃, 약 -100℃ 내지 약 200℃, 또는 약 -100℃ 내지 약 100℃ 온도에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체는 희토류 금속을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 희토류 금속은 Eu을 포함하며, 상기 알칼리성 물질로 처리함으로써, Eu이 2+ 또는 3+로 환원 또는 산화되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 희토류 물질이 포함된 염화물계 실리케이트 형광체 또는 의도적으로 염화물질을 실리케이트 물질 형광체에 첨가시켜 알칼리성 물질의 처리를 통해 고효율 형광체를 수득할 수 있으며, 상기 알칼리성 물질로서 -OH, 또는 -NH2 가 포함된 알칼리성 물질 또는 NH2를 포함하는 물질이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 -OH기-함유 알칼리성 물질은 LiOH, NaOH, KOH, RbOH 또는 CsOH를 포함할 수 있으며, 형광체의 염소와 알칼리성 물질간에 이온 반경비를 통한 반응성 차이로 염소를 제거하고, 형광체의 염소 자리를 대신하여 -OH 기가 치환되면서 부활제의 전자가가 증가되어 그 기능을 향상시킨다.
일 구현예에 있어서, 대표전인 -NH2 가 포함된 알칼리성 물질은, 금속계 아마이드 물질인 리튬아미드(lithium amide)계, 나트륨아미드(sodium amide)계, 칼륨아미드(potassium amide)계, 또는 세슘아미드(cesium amide)를 사용할 수 있으며, 형광체의 염소와 산소가 배제된 알칼리성 물질과 반응하여 염소를 제거시키는 것으로 강력한 환원 역할을 한다. 바람직한 물질로는 Cs-함유 화합물을 들 수 있으며, 이는 Cs과 Cl의 이온반경비가 비슷하기 때문이다. 또한, 유기물계 염기성 물질로서 물질로서 NH4OH, NH2NH2, C6H5NH2, C3H6NH2 등에서도 유사한 반응이 일어나며, 탄소고리가 안정할수록 치환반응이 빠르며 바람직한 것은 아미노벤젠과 하이드라진이다.
일 구현예에 있어서, 상기 알칼리성 물질 처리 반응을 더 효과적으로 할 수 있도록 용매에 녹여 반응할 수 있으며 알칼리성 물질 그 자체의 녹는점 이상에서 반응시킬 수 있다. 일 구현예에 있어서, 상기 알칼리성 물질 처리는 약 -100℃ 내지 약 1500℃, 예를 들어, 약 -80℃ 내지 약 1500℃, 약 -60℃ 내지 약 1500℃, 약 -40℃ 내지 약 1500℃, 약 -20℃ 내지 약 1500℃, 약 0℃ 내지 약 1500℃, 약 10℃ 내지 약 1500℃, 약 50℃ 내지 약 1500℃, 약 100℃ 내지 약 1500℃, 약 200℃ 내지 약 1500℃, 약 300℃ 내지 약 1500℃, 약 400℃ 내지 약 1500℃, 약 500℃ 내지 약 1500℃, 약 -100℃ 내지 약 1200℃, 약 -100℃ 내지 약 1000℃, 약 -100℃ 내지 약 800℃, 약 -100℃ 내지 약 600℃, 약 -100℃ 내지 약 400℃, 약 -100℃ 내지 약 200℃, 또는 약 -100℃ 내지 약 100℃ 사이에서 실시하며, -100℃ 이하에서는 알칼리성 물질이 고체로 존재하기 때문에 반응성이 낮아 반응이 어려우며 400℃ 이상에서는 알칼리성 첨가물이 형광체의 염소와 반응 후에도 형광체 자체의 모체와 반응하여 제 이차상이 합성될 수 있다. 일반적으로 Li, Na, K, Rb, Cs 물질 중 Cs이 연금속이고 염소와의 반응성이 좋기 때문에 바람직하며, 관련된 반응식은 다음과 같다:
대표적인 염기성 용액 물질에 의한 환원 반응 과정
1) Ca3SiO4Cl2 + 2KOH(aq), 2NaOH(aq) or NH4OH(aq) → Ca3SiO4(OH)2 + 2NaNH2, 2NH3 (기체 또는 액체) or 2NH2NH2 (aq) (NH2NH2 용액 또는 C6H5NH2 중) → Ca3SiO4(NH2)2 (N2 기체 중에서 50℃ 초과, 불활성 기체, H2 기체 또는 진공) → Ca3SiO4 + NH2↑ 또는 NH3
2) Ca3SiO4Cl2 + 2NaNH2 (NH2NH2 용액 또는 C6H5NH2 중) → Ca3SiO4(NH2)2 (N2 기체 중에서 50℃ 초과, 불활성 기체, H2 기체 또는 진공) → Ca3SiO4 + NH2↑ 또는 NH3
3) Ca3SiO4Cl2 + 2NH2NH2 (aq) (N2 기체 중에서 50℃ 초과 또는 NH3 기체) → Ca3SiO4(NH2)2 + 2NH4Cl → Ca3SiO4(NH2)2 2NH3 + 2HCl↑ → Ca3SiO4 + NH2↑ 또는 NH3
4) Ca3SiO4Cl2 + 2NH3 (aq) (H2 기체 중 -30℃ 미만, NH3 기체, N2 기체 또는 불활성 기체) → Ca3SiO4(NH2)2 + 2NH4Cl → Ca3SiO4(NH2)2 2NH3 + 2HCl↑ → Ca3SiO4 + NH2↑ 또는 NH3
5) Ca3SiO4(OH)2 + 2NH3 (aq) or NH2NH2 (aq) (H2 기체 중 -30℃ 미만 또는 50℃ 초과, NH3 기체, N2 기체 또는 불활성 기체) → Ca3SiO4(NH2)2 + 2NH4OH → Ca3SiO4(NH2)2 2NH3 + 2H2O↑ → Ca3SiO4 + NH2↑ 또는 NH3
일 구현예에 있어서, 상기 알칼리성 물질 처리를 통해 얻어진 형광체는 H2O, 알코올류 또는 무극성용매를 이용하여 잔여물인 알칼리 금속 염화물질을 제거해준다. 이 후 얻어진 물질을 무산소 분위기 50℃ 이상에서 건조시킨다. 건조 시 잔여 알칼리 금속이 형광체와 반응하여 발광 저하에 영향을 줄 수 있어 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 환원 반응식에서 전구체로서의 형광체는 활제(activator)를 포함한 물질이다. 환원의 역할로 알칼리성 물질을 사용하였을 경우 얻은 물질의 건조 시 진공오븐을 사용하거나 질소 또는, 불활성기체로 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 알칼리금속과 염화물질이 포함된 형광체의 양을 조절하여 염화물을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 잔량을 제어할 수 있다. 또한, 상기 모든 반응은 자외선 하에서 진행시켜 반응 속도 및 반응성을 높일 수 있다. 상기 반응은 형광체 입자의 표면에서 극소로 진행되는 것이지만 형광체의 활제량(activator)에 대해서 표면의 Eu3 +에서 Eu2 +로 환원될 수 있는 조건을 갖는다. 또한, 합성된 형광체 뿐만 아닌 형광체의 환원소성 시 또는 형광체의 환원 처리 시 NH2NH2와 같은 염기성 용액 물질을 함께 소성하여 합성할 수 있다. 또한, 상기 반응에서 발생되는 부반응 물질은 원심분리 또는 기체화 반응을 통해 제거 및 분리할 수 있다. 또한, -OH기 또는 -OH기를 합성하는 반응 통해 반응성을 높일 수 있다.
상기 반응은 나노 크기의 입자 분말을 환원시키는 것에 특히 효과적이다.
또한, 염화물계 형광체 및 염화물이 극소 포함된 형광체 화합물의 환원 처리시에 사용될 수 있다.
본원의 다른 측면은, 상기 본원의 제조 방법에 의하여 제조되는 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말 및 그의 용도를 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말은 디스플레이 또는 램프용으로 사용되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 디스플레이는 브라운관, 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display, FED) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구현예에 있어서, 상기 염화물계 또는 산화물계 형광체 분말은 초장잔광 형광체 특성을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본원의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본원의 범위가 제한되는 것은 아니다.
[ 실시예1 ]
Ca 3 SiO 4 Cl 2 :0.03 Eu 2 + 의 알칼리성 물질 반응
대표적인 염기성 용액물질의 환원반응 (1)과 같은 반응의 예로, Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2+형광체와 10 wt% NaOH 용액을 1:2 mol로 혼합 (Na:Cl=1:1 mol) 한 후 24시간 상온에서 반응시켰다. 반응 후 얻은 물질의 용액 층과 분말 층을 분리 후 분말 층에 H2O을 처음 넣어준 분말의 70 wt % 중량비로 넣고 두 차례 같은 방법으로 세정하였다. 이 후 분말 층을 80℃에서 6시간 건조하여 알칼리 처리된 형광체 분말을 얻었다. 알칼리 처리된 1g 의 형광체 분말은 10 ml의 NH2NH2 용액과 함께 자외선 하에서 교반하면서 상온 반응시켜 형광체 분말을 환원처리 하였다. 이렇게 얻은 분말을 200℃ 하에서 N2/H2 (95/5) 분위기에서 반응 건조시켜 NH2NH2를 NH3로 반응시켜 안전하게 제거한 후 향상된 형광체 분말을 얻었다. XRD 및 PL은 도 1 및 2에 표시하였다.
[ 실시예 2]
염기성 용액을 통해 향상된 Ca 3 SiO 4 Cl 2 :0.03 Eu 2 + 형광체
대표적인 염기성 용액물질의 환원반응 (3)과 같은 반응의 예로, Ca3SiO4Cl2:0.03Eu2+ 형광체와 NH2NH2 용액을 1:4 mol로 혼합한 후 뚜껑이 있는 알루미늄 도가니 안에 넣어 도 3과 같은 효과를 보기 위해 N2/H2(95/5) 환원 분위기를 통해 700℃에서 3 시간 환원시켜 얻은 형광체의 PL 특성의 도 4에 표시하였다.
[ 실시예 3]
NaNH 2 통해 향상된 Ca 3 SiO 4 Cl 2 :0.03 Eu 2 + 형광체
대표적인 염기성 용액물질의 환원반응 (2)과 같은 반응의 예로, 고온상의 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu3+ 형광체와 NH2NH2용액에 NaNH2 분말을 1:2 mol 넣고 교반기를 통해 2 시간 고르게 혼합한 후 N2/H2 (95/5) 환원 분위기 하에서 400℃에서 반응시켰다. 이후 얻은 형광체 및 부반응 물을 H2O로 세정한 후 건조하였다. 수득한 형광체의 PL 특성을 도 5에 표시하였다.
[ 실시예 4]
NH 2 NH 2 통해 향상된 Ca 3 SiO 4 Cl 2 :0.03 Eu 2 + 형광체
대표적인 염기성 용액물질의 환원반응 (3)과 같은 반응의 다른 예로, 고온상의 Ca3SiO4Cl2:0.03Eu3 + 형광체와 NH2NH2 용액을 1:4 mol로 혼합 한 후 글라스 바이알에 넣어 UV (254 nm) 하에서 마그네틱 바로 교반해주면서 5 시간 유지시켰다. 이 후 100℃의 진공 오븐에 넣어 환원시킨 형광체 분말을 수득하고 이의 PL 특성 및 XRD 변화를 측정하여 도 6 및 도 7에 표시하였다.
[ 실시예 5]
NH 2 NH 2 통해 향상된 나노 크기의 Na 1 .49 Al 1 .55 Si 0 .45 O 4 :0.06 Eu 2 + 형광체
대표적인 염기성 용액물질의 환원반응 (3)과 같은 반응의 다른 예로, Cl이 0.06 mol% 포함된 나노 크기의 Na1 .49Al1 .55Si0 .45O4:0.06Eu3 + 형광체와 NH2NH2 용액을 1:4 mol로 혼합한 후 알루미나 도가니에 넣어 700℃ 하에서 5시간 유지시켰다. 얻어진 분말의 SEM 사진 및 PL 특성을 도 8 및 도 9에 표시하였다.
이상, 실시예를 들어 본원을 상세하게 설명하였으나, 본원은 상기 구현예 및 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본원의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.

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  9. 활제로서 희토류 금속을 포함하고,
    발광 강도가 증가된, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체 분말로서,
    상기 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체는 그 표면에서 염소가 제거된 것이며,
    상기 형광체 분말은,
    상기 희토류 금속을 함유하는, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체를 알칼리성 물질로 처리한 후 2 시간 이상 반응시켜 상기 형광체 내 표면에서 염소를 제거하는 것을 포함하는 방법에 의하여 제조된 것인,
    염화물을 포함한 실리케이트계 형광체 분말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체 분말은 디스플레이 또는 램프용으로 사용되는 것인, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체 분말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 브라운관, 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display, FED) 중 어느 하나인, 염화물을 포함한 실리케이트계 형광체 분말.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880002599B1 (ko) * 1981-09-30 1988-12-03 오오가 노리오 녹색형광체의 제조방법
KR20060114488A (ko) * 2005-05-02 2006-11-07 한국화학연구원 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드의 제조 방법
KR20080076993A (ko) * 2005-12-02 2008-08-20 사르노프 코포레이션 금속 실리케이트 할라이드 형광체 및 이를 이용한 led조명 장치
KR20100002649A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 서울반도체 주식회사 형광체 및 이의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880002599B1 (ko) * 1981-09-30 1988-12-03 오오가 노리오 녹색형광체의 제조방법
KR20060114488A (ko) * 2005-05-02 2006-11-07 한국화학연구원 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드의 제조 방법
KR20080076993A (ko) * 2005-12-02 2008-08-20 사르노프 코포레이션 금속 실리케이트 할라이드 형광체 및 이를 이용한 led조명 장치
KR20100002649A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 서울반도체 주식회사 형광체 및 이의 제조 방법

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