KR101755283B1 - 형광체 제조 방법 및 이에 제조되는 형광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법을 제공한다.
<화학식 1>
Lu3 - xAl5 + yO12:xCe3 +
(상기 화학식 1에서, x는 0.05 ≤ x ≤ 0.5이고, y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다.)
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법은 루테튬 및 세륨에 대한 알루미늄의 비율을 비화학양론적으로 변화시킴으로써, 입도가 제어된 형광체는 고출력의 조명 소자에 적용 가능하고, 향상된 내열성을 갖는 장점이 있다. 또한, 융제의 종류 및 함량 조절을 통해 입도를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

형광체 제조 방법 및 이에 제조되는 형광체{Preparation method of phosphor and phosphor prepared thereby}
본 발명은 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법 및 이에 제조되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 융제의 함량 및 루테튬에 대한 알루미늄의 비율을 비화학양론적으로 변화시켜 13 ㎛ 내지 20 ㎛의 입도를 갖는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 제조 방법 및 이에 제조되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에 관한 것입니다.
종래부터, 가넷 구조라고 불리는 결정 구조를 가지는 화합물이 알려져 있다(화인 세라믹스의 결정 화학, F. S. 가랏소 저, 가토 마코토·우에마츠 게이조 역, 아그네 기술 센터, 277∼284p).
그 중의 하나가, Y3Al3O12의 화학식으로 표시되는 화합물이다. 이 Y3Al3O12은, 이트륨 알루미늄 가넷의 호칭인 YAG(야그)라고 하는 약칭으로 널리 알려져, 고체 레이저, 투광성 세라믹스, 그리고, 형광체 등에 있어서 이용되고 있다. 또한, 이트륨(Y)의 격자 위치를 다른 금속 원소, 특히 희토류로 치환한 화합물이나, 알루미늄(Al)의 격자 위치를 다른 금속, 특히 갈륨(Ga)로 치환한 화합물이 존재하는 것도 알려져 있다(형광체 핸드북, 형광체 동학회 편, 옴 사, 237∼238p, 268∼278p, 332p).
이들 Y3Al3O12의 화학식으로 표시되는 화합물을 베이스로 하여 이루어지는 화합물에, 발광 중심으로서 기능하는 이온, 예를 들면, Ce3 ＋, Tb3 ＋, Eu3 ＋, Mn2 ＋, Mn4 ＋, Fe3 ＋, Cr3 ＋로 대표되는 희토류 이온이나 전이 금속 이온 등을 첨가하여 이루어지는 무기 형광 물질을, YAG계 형광체(이트륨 알루미늄 가넷계 형광체)로 정의하고, 이트륨(Y)을 루테튬(Lu)으로 치환한 화합물을 베이스로 하여 이루어지는 화합물에, 상기 발광 중심으로서 기능하는 이온을 첨가하여 이루어지는 무기 형광 물질을, LuAG계 형광체(루테튬 알루미늄 가넷계 형광체)로 정의한다.
그리고, 상기 LuAG계 형광체는, 가넷 타입의 결정 구조를 가지고, 또한, 결정 격자를 구성하는 원소로서, 적어도 루테튬과 알루미늄과 산소를 포함하는 무기 화합물에, 상기의 발광 중심으로서 기능하는 이온을 첨가하여 이루어지는 형광체이다.
또한, 편의상, 적어도 Ce3 ＋로 도핑한 LuAG계 형광체를 LuAG:Ce계 형광체로 정의한다.
최근 발광다이오드(LED)용 형광체의 개발 방향이 저출력 발광다이오드에서 고출력 발광다이오드로 전환됨에 따라, 형광체의 내열성 개선을 위하여 조성을 최적화하고 입자 크기를 증가시킬 필요가 있다. 현재 고상반응 공정을 기반으로 하여 생산되는 Ce3 ＋ 를 도핑한 LuAG계 형광체인 Lu3Al5O12:Ce3 + 형광체의 입자 크기는 13 ㎛ 미만이거나 입자크기가 증대되더라도 불규칙한 크기의 입자가 생성된다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 고휘도 발현과 내열성 향상을 위해 세륨 몰 비에 따른 알루미늄 몰 농도를 조절한 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 내열성이 향상되고, 고휘도를 갖는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법 및 이에 제조되는 녹색 형광체를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법을 제공한다.
<화학식 1>
Lu3 - xAl5 + yO12:xCe3 +
(상기 화학식 1에서,
x는 0.05 ≤ x ≤ 0.5이고,
y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다)
또한 본 발명은
루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 상기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 형광체의 내열성을 향상시키는 방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은
상기 화학식 1로 표시되고, 입자 크기가 12 ㎛ 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 루테튬 알루미늄 가넷계(LuAG) 형광체를 제공한다.
또한, 본 발명은
상기의 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체로 제조된 발광 소자를 제공하다.
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법은 루테튬 및 세륨에 대한 알루미늄의 비율을 비화학양론적으로 변화시킴으로써, 입도가 제어된 형광체는 고출력의 조명 소자에 적용 가능하고, 향상된 내열성을 갖는 장점이 있다. 또한, 융제의 종류 및 함량 조절을 통해 입도를 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체는 향상된 내열성으로 인해 고온에서도 우수한 신뢰성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비교예 7 및 비교예 8에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 형상을 나타낸 SEM 사진이고;
도 2는 본 발명에 따른 비교예 1 및 비교예 5에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 형상을 나타낸 SEM 사진이고;
도 3은 본 발명에 따른 비교예 2 내지 비교예 4에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 형상을 나타낸 SEM 사진이고;
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 형상을 나타낸 SEM 사진이고;
도 5는 본 발명에 따른 실시예 4 내지 실시예 6에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 형상을 나타낸 SEM 사진이고;
도 6은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 8 내지 비교예 11에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 알루미늄 몰 비에 따른 상대 휘도를 나타낸 그래프이고;
도 7은 본 발명에 따른 실시예 2 및 비교예 7에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 및 비교예 13인 이트륨 알루미늄 가넷계 형광체의 온도에 따른 상대 발광 강도를 나타낸 그래프이다.
본 발명은
루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법을 제공한다.
<화학식 1>
Lu3-xAl5+yO12:xCe3+
(상기 화학식 1에서,
x는 0.05 ≤ x ≤ 0.5이고,
y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다)
먼저, 본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법에 있어서, 단계 1은 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계이다.
상기 단계 1에서는 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체 및 융제를 일정 조성비로 혼합하여, 혼합물을 준비한다. 상기 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에 있어서, 세륨 및 루테튬의 조성비 조절을 통해 중심발광 파장을 변경시킬 수 있다. 세륨이 일정 비율 이상 첨가될 시, 중심발광 파장이 510 nm 내지 540 nm인 녹색 발광하는 형광체를 제조할 수 있으며, 이때 하기 후술할 알루미늄의 함량을 비화학양론적으로 더 추가하여, 형성되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 크기를 조절할 수 있도록 한다.
상기 가넷계 형광체란, 가넷(A3B5O12)으로 대표되는 결정구조와 동형(同形)의 결정구조를 갖는 형광체를 말한다. 본 발명에서 A는 루테튬(Lu), B는 알루미늄(Al)인 루테튬 알루미늄 가넷(LuAG)계 형광체의 제조 방법 및 이에 따라 제조되는 형광체를 제공한다.
상기 단계 1에서 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체는 각각의 산화물을 사용하는 것이 바람직하며, 알루미늄은 감마(γ)상인 것이 바람직하지만, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 단계 1에서 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있고, 2.55 내지 2.90 : 5.4 내지 6.0 : 0.15 내지 0.45가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있으며, 2.6 내지 2.85 : 5.5 내지 5.9 : 0.2 내지 0.4가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있다.
이때, 세륨의 몰 비가 상기 범위보다 높을 시 농도 소광(concentration quenching)의 문제가 있고, 상기 범위보다 낮을 시 발광강도가 낮고 발광중심 파장이 적색 편이하는 문제가 있다.
또한, 알루미늄의 몰 비가 상기 범위보다 높을 시 알루미나가 미 반응물로 남아 불순물로 작용하는 문제가 있고, 상기 범위보다 낮을 시, 낮은 세륨 몰 비를 갖는 루테튬 알루미늄 가넷 형광체의 입자 크기를 조절하기 어려운 문제가 있다.
상기 화학식 1의 x는 형광체 모체에서 루테튬을 대체하는 활성제인 세륨(Ce)의 몰 비를 표시한 것이며, 그 범위는 0.05 ≤ x ≤ 0.5일 수 있고, 0.10 ≤ x ≤ 0.45일 수 있으며, 0.15 ≤ x ≤ 0.40일 수 있다.
상기 화학식 1의 y는 루테툼 알루미늄 가넷계 형광체 모체에서 알루미늄의 추가적인 몰 비를 표시한 것이며, 그 범위는 0.3 ≤ y ≤ 2.0일 수 있고, 0.4 ≤ y ≤ 1.0일 수 있고, 0.5 ≤ y ≤ 0.9일 수 있다.
구체적으로는, 상기 단계 1에서 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 상기 화학식 1로 표시되는 조성 범위를 만족할 수 있도록 필요한 비화학양론비에 따라 칭량하여 혼합물을 제조한다.
또한, 상기 단계 1의 융제는 낮은 온도에서 용융되어 액상을 형성하므로, 반응물인 상기 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 혼합물의 계면 확산을 도와, 고상 반응을 촉진시키는 역할을 한다.
상기 융제로 붕산과 불화 바륨을 각각 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 세륨의 첨가 비율에 따라 융제를 취사 선택 및 그 첨가량을 조절하여, 형광체의 원하는 입자 크기를 얻도록 한다.
세륨의 몰 비인 x가 0.05 내지 0.1 일 때, 붕산의 단독 첨가만으로 원하는 입자 크기(13 ㎛ 내지 25 ㎛)를 형성하기 어려운 문제가 있다. 이때, 불화 바륨을 일정 비율로 추가하여 첨가할 시 원하는 형광체의 입자 크기를 얻을 수 있다.
따라서 세륨의 몰 비인 x가 0.05 내지 0.1일 때, 융제는 붕산과 불화 바륨을 혼합하여 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 붕산은 상기 단계 1의 혼합물의 5 중량% 내지 15 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 7 중량% 내지 11 중량%로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
상기 불화 바륨은 상기 단계 1의 혼합물의 0.5 중량% 내지 6 중량 %로 혼합되는 것이 바람직하고, 1 중량% 내지 5 중량%로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 세륨의 몰 비인 x가 0.1 내지 0.5일 때, 붕산의 단독 첨가만으로 원하는 입자 크기(13 ㎛ 내지 25 ㎛)를 형성하기 어려운 문제가 있다. 이때, 알루미늄을 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 화학양론적인 양보다 추가적으로 첨가하면, 원하는 형광체의 입자 크기를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 붕산은 상기 단계 1의 혼합물의 8 중량% 내지 15 중량%로 혼합하되, 이때 추가적으로 알루미늄 전구체를 화학양론적인 양보다 과량을 사용하여, 상기 화학식 1에서 y가 0.3 내지 2.0이 되도록 알루미늄 전구체를 첨가하여 원하는 입자 크기를 얻도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 상기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계이다.
상기 단계 2에서는 상기 단계 1에서 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체 및 융제를 혼합한 혼합물을 환원 열처리하여, 입자 크기가 제어된 상기 화학식 1의 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조한다.
상기 단계 2의 환원 열처리는 1200 ℃ 내지 1800 ℃의 온도에서 수행될 수 있고, 1400 ℃ 내지 1600 ℃의 온도에서 수행될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 다만, 상기 열처리 온도가 1200 ℃ 미만이면 안정한 루테튬 알루미늄 가넷 구조를 형성하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 열처리 온도가 1800 ℃를 초과할 시 표면과 격자의 결함으로 인해 발광강도가 감소하는 문제가 발생할 수 있으며, 산업현장에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 상기 열처리 시간은 2 시간 내지 7 시간 동안 수행될 수 있고, 3 시간 내지 6 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 단계 2의 환원 열처리는 환원 분위기를 조성하기 위한 환원가스의 일례로 수소와 질소의 혼합가스가 사용될 수 있다. 이때, 혼합가스 전체 부피를 기준으로 수소는 5 부피% 내지 20 부피%의 부피분율을 가질 수 있고, 7 부피% 내지 18 부피%의 부피분율을 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 수소 부피분율이 5 부피% 미만인 경우, 활성원소의 원자가 상태를 조절하지 못하여 원하는 발광 특성을 얻지 못하는 문제가 있고, 20 부피%를 초과하는 경우, 발광 강도에 별 다른 영향을 주지 않으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 단계 2가 수행되어 형성된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 크기는 12 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있고, 13 ㎛ 내지 22 ㎛일 수 있으며 13 ㎛ 내지 19 ㎛인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은
루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 형광체의 내열성을 향상시키는 방법을 제공한다.
<화학식 1>
Lu3 - xAl5 + yO12:xCe3 +
(상기 화학식 1에서,
x는 0.05 ≤ x ≤ 0.5이고,
y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다.)
먼저, 본 발명에 따른 형광체의 내열성을 향상시키는 방법에 있어서, 단계 1은 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 융제와 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계이다. 이때, 세륨의 몰 비에 따라 융제의 종류와 함량 조절을 및 알루미늄 첨가를 통해 형광체의 입자 크기를 조절할 수 있으며, 융제를 미 첨가하거나 특정 조건에서는 비교적 불균일한 수십 마이크로의 입자 형상이 나타나 원하는 특성을 얻기 힘들 수 있다.
상기 단계 1에서 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.5 내지 2.95 : 5.3 내지 7.0 : 0.05 내지 0.5가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있고, 2.55 내지 2.90 : 5.4 내지 6.0 : 0.15 내지 0.45가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있으며, 2.6 내지 2.85 : 5.5 내지 5.9 : 0.2 내지 0.4가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 첨가할 수 있다.
이때, 세륨의 몰 비가 상기 범위보다 높을 시 농도 소광(concentration quenching)의 문제가 있고, 상기 범위보다 낮을 시 발광강도가 낮고 발광중심 파장이 적색 편이하는 문제가 있다.
또한, 알루미늄의 몰 비가 상기 범위보다 높을 시 알루미나가 미 반응물로 남아 불순물로 작용하는 문제가 있고, 상귀 범위보다 낮을 시, 낮은 세륨 몰 비를 갖는 루테튬 알루미늄 가넷 형광체의 입자 크기를 조절하기 어려운 문제가 있다.
상기 화학식 1의 x는 형광체 모체에서 루테튬을 대체하는 활성제인 세륨(Ce)의 몰 비를 표시한 것이며, 그 범위는 0.05 ≤ x ≤ 0.5일 수 있고, 0.10 ≤ x ≤ 0.45일 수 있으며, 0.15 ≤ x ≤ 0.40일 수 있다.
상기 화학식 1의 y는 루테툼 알루미늄 가넷계 형광체 모체에서 알루미늄의 추가적인 몰 비를 표시한 것이며, 그 범위는 0.3 ≤ y ≤ 2.0일 수 있고, 0.4 ≤ y ≤ 1.0일 수 있고, 0.5 ≤ y ≤ 0.9일 수 있다.
따라서 상기 화학식 1에서 세륨의 몰 비인 x가 0.05 내지 0.1일 때, 붕산의 단독 첨가만으로 원하는 입자 크기(13 ㎛ 내지 25 ㎛) 및 내열성을 형성하기 어려운 문제가 있어, 융제는 붕산과 불화 바륨을 혼합하여 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 붕산은 상기 단계 1의 혼합물의 5 중량% 내지 15 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 7 중량% 내지 11 중량%로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 불화 바륨은 상기 단계 1의 혼합물의 0.5 중량% 내지 6 중량%로 혼합되는 것이 바람직하고, 1 중량% 내지 5 중량%로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 화학식 1에서 세륨의 몰 비인 x가 0.1 내지 0.5일 때, 붕산의 단독 첨가만으로 원하는 입자 크기(13 ㎛ 내지 25 ㎛) 및 내열성을 형성하기 어려운 문제가 있어, 알루미늄을 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 화학양론적인 양보다 추가적으로 첨가하는 것이 바람직하며, 이때 원하는 입자 크기를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 붕산은 상기 단계 1의 혼합물의 8 중량% 내지 15 중량%로 혼합하되, 이때 추가적으로 알루미늄 전구체를 화학양론적인 양보다 과량을 사용하여, 상기 화학식 1에서 y가 0.3 내지 2.0이 되도록 알루미늄 전구체를 첨가하여 원하는 입자 크기를 얻도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 형광체의 내열성을 향상시키는 방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 상기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계이다.
이때, 상기 단계 2의 환원 열처리는 1200 ℃ 내지 1800 ℃의 온도에서 수행될 수 있고, 1400 ℃ 내지 1600 ℃의 온도에서 수행될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 다만, 상기 열처리 온도가 1200 ℃ 미만이면 안정한 루테튬 알루미늄 가넷 구조를 형성하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 열처리 온도가 1800 ℃를 초과할 시 표면과 격자의 결함으로 인해 발광강도가 감소하는 문제가 발생할 수 있으며, 산업현장에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 상기 열처리 시간은 2 시간 내지 7 시간 동안 수행될 수 있고, 3 시간 내지 6 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 단계 2의 환원 열처리는 환원 분위기를 조성하기 위한 환원가스의 일례로 수소와 질소의 혼합가스가 사용될 수 있다. 이때, 혼합가스 전체 부피를 기준으로 수소는 5 부피% 내지 20 부피%의 부피분율을 가질 수 있고, 7 부피% 내지 18 부피%의 부피분율을 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 수소 부피분율이 5 부피% 미만인 경우, 활성원소의 원자가 상태를 조절하지 못하여 원하는 내열성 및 발광 특성을 얻지 못하는 문제가 있고, 20 부피%를 초과하는 경우, 발광 강도에 별 다른 영향을 주지 않으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 단계 2가 수행되어 형성된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체는 입자 크기가 13 ㎛ 내지 25 ㎛으로 제어되어, 개선된 발광 강도 및 내열성을 갖는다. 따라서 고출력의 조명 소자에 사용될 수 있고, 높은 신뢰성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은
상기의 방법으로 제조되고, 하기 화학식 1로 표시되는 입자 크기가 12 ㎛ 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 루테튬 알루미늄 가넷계(LuAG) 형광체를 제공한다.
<화학식 1>
Lu3-xAl5+yO12:xCe3+
(상기 화학식 1에서,
x는 0.05 ≤ x ≤ 0.5이고,
y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다)
구체적으로, 상기 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 크기는 12 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있고, 13 ㎛ 내지 22 ㎛인 일 수 있으며, 13 ㎛ 내지 19 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체는 청색광 영역인 450 nm 내지 480 nm 여기 하에서 460 nm 내지 800 nm의 가시광 영역에서 발광을 나타내고, 530 nm 내지 550 nm의 중심발광 파장을 가져 녹색을 나타낼 수 있다.
다만, 상기 화학식 1에서 세륨의 몰 비인 x가 0.05일 경우 중심발광 파장은 500 nm 내지 515 nm 일 수 있고, x가 0.25인 경우 청색 편이(blue-shift)로 인해 중심발광 파장은 녹색 파장대인 525 nm 내지 540nm 일 수 있다.
상기 식 및 상기 조건 범위를 만족하는 것에 의해, 상기 화학식 1의 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체는 우수한 휘도 및 열적 안정성을 나타낼 수 있게 된다.
또한, 상기 화학식 1의 형광체는 향상된 내열성으로 인해 고출력의 조명 소자에 적용할 수 있고, 고온에서도 우수한 신뢰성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은
상기의 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체로 제조된 발광 소자를 제공한다.
상기 발광 소자는 발광다이오드, 플라즈마 디스플레이 패널 등에 사용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 발광 소자의 발광 파장 대역은 420 nm 내지 830 nm일 수 있고 450 nm 내지 800 nm일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 1
단계 1 : 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.75 : 5.5 : 0.25의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량하고, 융제로 붕산을 전체 혼합물의 10 중량%가 되도록 칭량하였다. 여기에 아세톤을 첨가한 후 마노 유발을 사용하여 충분히 고르게 혼합된 혼합물을 제조하였다.
단계 2 : 상기 혼합물을 알루미나 도가니에 장입하고 전기로를 사용하여 1550 ℃에서 4시간 동안 5 부피%의 수소와 95% 부피%의 질소가 포함된 혼합 가스를 200 cc/분의 유량으로 유입시키면서 열처리하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 실시예 2> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 2
상기 실시예 1의 단계 1에서 알루미늄의 몰 비가 5.75가 되도록 알루미늄 전구체를 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 실시예 3> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 3
상기 실시예 1의 단계 1에서 알루미늄의 몰 비가 6.0이 되도록 알루미늄 전구체를 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 실시예 4> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 4
상기 실시예 1의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 12 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 실시예 5> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 5
상기 실시예 2의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 12 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 실시예 6> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 6
상기 실시예 3의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 12 중량%가 되도록 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 1> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 7
상기 실시예 1의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.95 : 5 : 0.05의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량하고, 융제로 붕산과 불화 바륨을 전체 혼합물의 8 중량% 및 2 중량%가 되도록 각각 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 2> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 8
상기 비교예 1의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.85 : 5 : 0.15의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 3> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 9
상기 비교예 1의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.70 : 5 : 0.30의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 4> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 10
상기 비교예 1의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.50 : 5 : 0.50의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 5> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 11
상기 비교예 1의 단계 1에서, 융제로 붕산과 불화 바륨을 전체 혼합물의 10 중량% 및 4 중량%가 되도록 각각 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 6> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 12
상기 비교예 5의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.75 : 5 : 0.25의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 5와 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 7> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 13
상기 비교예 1의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 7 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 8> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 14
상기 비교예 1의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 10 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 9> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 15
상기 실시예 1의 단계 1에서 루테튬 : 알루미늄 : 세륨 원소의 몰 비가 2.75 : 5 : 0.25의 혼합비가 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체, 세륨 전구체를 비율대로 칭량한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 10> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 16
상기 비교예 9의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 12 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 9와 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 11> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 17
상기 비교예 9의 단계 1에서 알루미늄의 몰 비가 5.25가 되도록 알루미늄 전구체를 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 9와 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 12> 루테튬 알루미눔 가넷계 형광체 제조 18
상기 비교예 11의 단계 1에서 융제로 붕산을 전체 혼합물의 12 중량%가 되도록 칭량한 것 이외에는 상기 비교예 11과 동일하게 수행하여 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하였다.
< 비교예 13> 이트륨 알루미눔 가넷계 형광체
이트륨 알루미늄 가넷계 형광체(Y3Al5O12:Ce3 +, YAG:Ce)를 구비하였다.
< 실험예 1> Lu 2 . 95 Al 5 O 12 :0.05Ce의 붕산 농도에 따른 입자 크기 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서, 몰 비가 Lu2.95Al5O12:0.05Ce 일 때 융제인 붕산 농도에 따른 형광체의 입자 크기를 확인하기 위하여, 상기 비교예 7 및 비교예 8에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 입자 형상을 관찰하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, Lu2 . 95Al5O12:0.05Ce의 입자 크기는 붕산의 함량이 증가할 수록 입자 크기가 증대되는 것을 확인하였고, 붕산이 전체 혼합물 대비 7 중량% 첨가된 비교예 7 및 10 중량% 첨가된 비교예 8 모두 30 ㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 입자가 형성되어, 세륨의 몰 비인 x가 0.05일 경우에는 붕산과 같은 단독 융제만으로는 원하는 범위의 입자를 얻을 수 없는 것을 확인하였다.
< 실험예 2> Lu 2 . 95 Al 5 O 12 :0.05Ce의 융제의 혼합에 따른 입자 크기 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서, 몰 비가 Lu2.95Al5O12:0.05Ce 일 때 융제의 혼합에 따른 형광체의 입자 크기를 확인하기 위하여, 상기 비교예 1 및 비교예 5에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 입자 형상을 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 융제로 붕산과 불화 바륨이 8 중량% 및 2 중량%로 혼합된 비교예 1과, 10 중량% 및 4 중량%로 혼합된 비교예 5의 Lu2 . 95Al5O12:0.05Ce의 입자 크기가 제어되는 것을 확인하였고, 12 ㎛ 내지 25 ㎛의 입자 크기를 갖는 입자가 형성되어, 세륨의 몰 비인 x가 0.05일 경우에는 붕산과 불화 바륨을 일정 중량비로 첨가할 시 원하는 범위의 입자를 얻을 수 있는 것을 확인하였다.
< 실험예 3> Lu 3 - x Al 5 O 12 :xCe의 세륨 몰 비에 따른 입자 크기 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서, 류테튬과 세륨의 몰 비에 따른 형광체의 입자 크기를 확인하기 위하여, 상기 비교예 2 내지 비교예 4에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 입자 형상을 관찰하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, Lu3 - xAl5O12:xCe와 같은 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서 세륨의 몰 비인 x가 증가할수록 입자 크기가 불규칙해지는 경향을 확인할 수 있었다. 세륨의 몰 비인 x가 0.15인 비교예 2, x가 0.30인 비교예 3 및 x가 0.50인 비교예 4 모두 입자 크기가 불규칙해져, 세륨의 몰 비인 x가 0.15 보다 과량 첨가될 시 붕산과 불화 바륨이 일정 중량비로 혼합된 융제로도 원하는 입자 크기를 얻을 수 없는 것을 확인하였다.
< 실험예 4> Lu 2 . 75 Al 5 + y O 12 :0.25Ce의 알루미늄 몰 비에 따른 입자 크기 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서, 세륨이 0.25 몰 비를 갖는 Lu2 . 75Al5 + yO12:0.25Ce의 알루미늄 몰 비에 따른 형광체의 입자 크기를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 6에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 입자 형상을 관찰하였으며, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 세륨이 0.25 몰 비를 갖는 Lu2.75Al5+yO12:0.25Ce에서 알루미늄의 몰 비가 변할수록 입자 크기도 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 융제로 붕산이 전체 혼합물 대비 10 중량% 첨가되고, 알루미늄의 추가적인 몰 비인 y가 0.5인 실시예 1 및 y가 0.75인 실시예 2가 입자 크기가 12 ㎛ 내지 25 ㎛로 나타난 것을 확인하였고, 융제로 붕산이 전체 혼합물 대비 12 중량% 첨가되고, 알루미늄의 추가적인 몰 비인 y가 0.5인 실시예 4, y가 0.75인 실시예 5 및 y가 1.0인 실시예 6의 입자 크기가 12 ㎛ 내지 25 ㎛로 나타난 것을 확인하였고, 이를 통해 세륨의 몰 비인 x가 0.25인 Lu2 . 75Al5 + yO12:0.25Ce에서 알루미늄 몰 비 조절을 통해 원하는 입자 크기로 제어 가능함을 확인하였다.
< 실험예 5> Lu 2 . 75 Al 5 + y O 12 :0.25Ce의 알루미늄 몰 비에 따른 상대 휘도 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체에서, 세륨이 0.25 몰 비를 갖는 Lu2 . 75Al5 + yO12:0.25Ce의 알루미늄 몰 비에 따른 형광체의 상대 휘도를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 9 내지 비교예 12에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 상대 휘도를 PSI사의 UV2501을 사용하고, 가시광을 여기 에너지원으로 하여 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타난 바와 같이, 세륨이 0.25 몰 비를 갖는 Lu2 . 75Al5 + yO12:0.25Ce에서 알루미늄의 몰 비가 변할수록 상대 휘도도 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 알루미늄이 5.75의 몰 비를 갖고 융제가 전체 혼합물 대비 10 중량% 첨가된 실시예 2는 상대 발광강도가 94이고, 알루미늄이 5.75의 몰 비를 갖고 융제가 전체 혼합물 대비 12 중량% 첨가된 실시예 5는 상대 발광강도가 97이며, 알루미늄이 5.5의 몰 비를 갖고 융제가 전체 혼합물 대비 12 중량% 첨가된 실시예 4는 상대 발광강도가 100인 것을 확인하였다.
< 실험예 6> 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 고온 열화 특성 분석
본 발명에 따른 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 열적 안정성을 확인하기 위하여, 상기 실시예 2와 비교예 7에서 제조된 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체와, 비교예 13의 이트륨 알루미늄 가넷계 형광체를 25 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 승온시키면서 청색광을 조사하였을 때 발광강도를 상온(25 ℃, 100 %) 기준으로 PSI사의 UV2501을 사용하고, 가시광을 여기 에너지원으로 하여 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에 나타난 바와 같이, 이트륨 알루미늄 가넷계 형광체인 비교예 13은 180 ℃의 온도에서 86 %의 발광 강도를 유지하였으며, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체인 실시예 2는 180 ℃에서 98 %의 발광 강도를 나타내었고, 비교예 7은 180 ℃에서 92 %의 발광 강도를 유지하는 것을 확인하였다.
따라서, 세륨 첨가량에 따른 융제의 함량 및 루테튬에 대한 알루미늄의 함량비를 특정 범위로 조절하여, 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입도를 제어할 수 있으며, 고온 발광 강도도 개선시킬 수 있는 것을 확인하였다.

구분
Lu:Al:Ce 혼합비
융제의 종류		 전체 혼합물 대비 융제의 중량% 상대
발광강도		 중심
파장
(nm)		 입도
(㎛)
실시예1 2.75:5.5:0.25 붕산
 10 93 536 4 내지 30
실시예2 2.75:5.75:0.25 붕산
 10 94 536 13 내지 19
실시예3 2.75:6:0.25 붕산
 10 72 532 10 내지 35
실시예4 2.75:5.5:0.25 붕산
 12 100 532 15 내지 25
실시예5 2.75:5.75:0.25 붕산
 12 97 536 13 내지 15
실시예6 2.75:6:0.25 붕산
 12 98 536 10 내지 25
비교예1 2.95:5:0.05 붕산
불화바륨		 붕산 8
불화바륨 2		 97 512 19 내지 20
비교예2
 2.85:5:0.15
 붕산
불화바륨		 붕산 8
불화바륨 2		 51
 515
 1 내지 30
비교예5 2.95:5:0.05 붕산
불화바륨		 붕산 10
불화바륨 4		 84 512 16 내지 19
비교예6 2.75:5:0.25 붕산
불화바륨		 붕산 10
불화바륨 4		 78 525 1 내지 20
비교예7 2.95:5:0.05 붕산
 7 90 523 30 이상
비교예8 2.95:5:0.05 붕산
 10 - - 5 내지 50
비교예9 2.75:5:0.25 붕산
 10 73 532 1 내지 25
비교예10 2.75:5:0.25 붕산
 12 65 532 30 이상
비교예11 2.75:5.25:0.25 붕산
 10 75 534 30 이상
비교예12 2.75:5.25:0.25 붕산
 12 94 536 30 이상

Claims (10)

  1. 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.60 내지 2.85 : 5.3 내지 7.0 : 0.15 내지 0.40이 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 전체 혼합물 대비 8 내지 12 중량%의 붕산과 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
    상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법:
    <화학식 1>
    Lu3-xAl5+yO12:xCe3+
    (상기 화학식 1에서,
    x는 0.15 ≤ x ≤ 0.40 이고,
    y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2에서 형성되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체의 입자 크기는 12 ㎛ 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 환원 열처리는 환원 가스로 수소 및 질소의 혼합 가스를 사용하고, 1200 ℃ 내지 1800 ℃의 온도에서 2 시간 내지 7 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체 제조 방법.
  6. 루테튬, 알루미늄 및 세륨 원소의 몰 비가 2.60 내지 2.85 : 5.3 내지 7.0 : 0.15 내지 0.40이 되도록 루테튬 전구체, 알루미늄 전구체 및 세륨 전구체를 전체 혼합물 대비 8 내지 12 중량%의 붕산과 혼합하여 혼합물을 준비하는 단계(단계 1); 및
    상기 단계 1에서 준비된 혼합물을 환원 열처리하여 하기 화학식 1로 표시되는 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 제조하는 단계(단계 2);를 포함하는 형광체의 내열성을 향상시키는 방법:
    <화학식 1>
    Lu3-xAl5+yO12:xCe3+
    (상기 화학식 1에서,
    x는 0.15 ≤ x ≤ 0.40이고,
    y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다).
  7. 제1항의 방법으로 제조되고, 하기의 화학식 1로 표시되는 입자 크기가 12 ㎛ 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 루테튬 알루미늄 가넷계(LuAG) 형광체:
    <화학식 1>
    Lu3-xAl5+yO12:xCe3+
    (상기 화학식 1에서,
    x는 0.15 ≤ x ≤ 0.40이고,
    y는 0.3 ≤ y ≤ 2.0이다).
  8. 제7항의 루테튬 알루미늄 가넷계 형광체를 포함하는 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광 소자는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 발광 소자의 발광 파장은 450 nm 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
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KR101487040B1 (ko) 2007-03-06 2015-01-28 메르크 파텐트 게엠베하 Ｐｃｌｅｄ용 도핑된 가넷으로 형성된 인광체
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JP2015113358A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 三菱化学株式会社 蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、照明装置、画像表示装置、及び蛍光体の製造方法

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