KR101774160B1 - 녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광장치 - Google Patents

녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광소자를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)

Description

녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광장치{GREENISH YELLOW PHOSPHOR, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND LIGHT EMITTING DEVICE COMPRISING THE YELLOW-GREEN PHOSPHOR}
본 발명은 녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근자외선 영역에서 여기되어 녹황색을 발광하는 형광체, 이의 제조방법 및 상기 녹황색 형광체를 포함하는 발광소자에 관한 것이다.
발광소자(발광다이오드; Light Emitting Diode; LED)는 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시키는 소자로서, 가전제품, 리모콘, 대형 전광판, 자동차 램프, 교통 신호등, 휴대폰 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 백색 발광소자(White Light Emitting Diode; WLED)는 기존 조명원을 대체할 수 있고 그 응용범위가 넓어서 최근 들어 많은 각광을 받고 있다.
현재 가장 광범위하게 상용화되어 있는 백색 발광소자(WLED)는 여기원으로 사용되는 InGaN계의 청색(460 ㎚) LED 칩(chip) 위에 황색 형광체 Y3Al5O12: Ce3+(YAG:Ce3+)를 도포하여 소자를 제조함으로써 백색을 구현하고 있다.
이러한 방법으로 얻어진 백색광은 높은 발광 효율을 보이지만, 적색 영역의 발광 부족으로 인한 낮은 연색 지수(연색 평가 지수)(Color Rendering Index; CRI)와 높은 상관 색온도(Correlated Color Temperature; CCT)를 가지는 차가운 백색광을 띠고 있으며, 주위 온도 변화에 따른 색상의 변환 현상이 발생하는 문제점이 있다.
최근에는 근자외선(Near Ultraviolet rays) LED 칩 위에 적색, 녹색 및 청색 형광체의 혼합화를 통하여 백색광을 얻는 방안이 제시되었다. 이 경우, 넓은 발광 스펙트럼을 가지게 되어 우수한 색 안정성을 확보할 수 있고 연색 지수(CRI)와 색온도(CCT)를 조절할 수 있기 때문에, LED 광원 구현을 위한 가장 우수한 방법으로 여겨지고 있다.
이 과정에서 형광체는 광원을 가시광선으로 전환하여 고휘도화 및 우수한 연색 지수(CRI)를 확보하는데 직접적인 영향을 미치는 핵심소재이기 때문에, 고효율의 형광체를 개발하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 형광체를 근자외선 LED에 이용하기 위해서는 근자외선 여기 조건에서 높은 발광효율을 가지는 형광체의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 희토류(Rare earth)는 원자번호 57에서 71에 배열되는 일련의 금속들로, 란탄(La), 세륨(Ce), 디스프로슘(Dy) 등의 원소를 일컬으며, 다색의 광을 생성하기 위해 다양한 모체(host)에 도핑되어 사용되고 있다. 그러나 희토류 물질을 채굴할 때에는 심각한 환경오염을 유발할 수 있고, 희토류 물질을 분리 및 정제할 때에는 많은 비용이 들어 공정 비용이 증가하는 단점이 있다. 따라서 희토류가 없는(Rare earth free) 저가이면서도 고효율인 형광체의 개발이 필요하다.
일본등록특허 제5,267,965호(2013.05.17, 바나듐 산화물 형광체)
본 발명의 실시예는 발광 특성이 우수한 신규의 조성을 갖는 근자외선 여기용 녹황색 형광체, 이의 제조방법 및 상기 녹황색 형광체를 포함하는 발광장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 200 ㎚ 내지 1,000 ㎚ 범위의 입경을 갖는 분말 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 파장에서 여기되어 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광장치는 발광소자; 상기 발광소자의 적어도 일부를 덮는 수지; 및 상기 수지 내에 분산된 녹황색 형광체를 포함하고, 상기 녹황색 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
본 발명의 실시예에 따른 발광장치는 상기 수지 내에 분산된 청색 형광체를 더 포함할 수 있다.
상기 청색 형광체는 LiCaPO4:Eu2 +, LiSrPO4:Eu2 +, LiBaPO4:Eu2 +, K2Al2B2O7:Eu2 + 및 BaCa2MgSi2O8:Eu2 +으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 발광장치는 87 내지 93 범위의 연색 지수(CRI)를 갖는 백색 광을 방출할 수 있다.
상기 발광장치는 4,500 K 내지 7,500 K 범위의 상관 색온도(CCT)를 갖는 백색 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 제조방법은 Ca 소스 화합물, K 소스 화합물, Zn 소스 화합물, V 소스 화합물 및 Nb 소스 화합물을 포함하는 반응 혼합액을 준비하고, 상기 반응 혼합액에 착화제를 첨가하는 단계; 상기 반응 혼합액을 졸-겔 반응시켜 겔을 제조하는 단계; 상기 겔을 건조하여 겔 분말을 제조하는 단계; 및 상기 겔 분말을 600℃ 내지 800℃의 온도에서 소성하여 형광체를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
본 발명의 실시예에 따른 형광체의 제조방법에 있어서, 상기 착화제는 시트르산일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체의 제조방법에 있어서, 상기 졸-겔 반응은 70℃ 내지 90℃의 온도에서 1시간 내지 12시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 형광체의 제조방법에 있어서, 상기 건조는 110℃ 내지 130℃의 온도에서 4시간 내지 6시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 희토류 물질을 포함하지 않기 때문에 저가이면서도 높은 발광 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 Nb(니오븀)을 포함함으로써 양자효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 청록색 영역에서의 발광강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 여기 효율이 높은 근자외선 파장 영역인 350 ㎚ 내지 420 ㎚의 광을 흡수하여 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 녹황색 광을 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 600℃ 내지 800℃의 낮은 온도에서 소성함으로써 저비용으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 근자외선 여기용 발광소자의 형광체로서 유용하게 사용될 수 있고, 특히 청색 형광체와 함께 사용되어 87 내지 93 의 높은 연색지수(CRI) 및 4,500 K 내지 7,500 K의 상관 색온도(CCT)를 갖는 백색 발광장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 결정 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 제조방법을 나타내는 흐름도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 주사 전자 현미경(FE-SEM) 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체들의 X-선 회절(X-ray diffraction; XRD) 패턴을 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 비교예에 따른 녹황색 형광체(CKZV2)의 여기 스펙트럼(도 9) 및 발광 스펙트럼(도 10)을 도시한 것이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 여기 스펙트럼(도 11) 및 발광 스펙트럼(도 12)을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치의 전기발광(Electroluminescence; EL) 스펙트럼을 도시한 것이다.
이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 당업계의 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
형광체
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
상기 화학식 1에서, Ca는 칼슘(Calcium), K는 칼륨(포타슘; potassium), Zn는 아연(Zinc), V는 바나듐(Vanadium), Nb는 니오븀(Niobium) 그리고 O는 산소(Oxygen)이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 결정 구조를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 1의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 전체적인 결정구조이고, 도 1의 (b)는 모든 ZnO6 8면체(octahedra)를 강조한 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 전체 결정구조이며, 도 1의 (c)는 모든 VO4 4면체(tetrahedral)를 강조한 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 전체 결정구조이다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 바나듐산염(Vanadate)을 모체로 하고 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 Ca(칼슘), K(칼륨) 및 Zn(아연)을 포함하는 바나듐산염(Vanadate)계 형광체로서, 자가활성(self-activated) 형광체 특성을 보이고, 기존의 형광체보다 소성온도가 낮으며, 넓은 범위의 여기 파장과 발광 파장을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 희토류 물질을 포함하지 않기 때문에, 희토류 물질을 포함하는 형광체와 동등한 특성을 가지면서도 저가인 장점이 있다. 또한, 희토류 물질 채굴시 발생하는 환경오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체에 있어서, 상기 화학식 1에서, x는 0 < x ≤ 0.020이다. 바람직하게는, x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이고, 보다 바람직하게는, x는 0.015이다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 Nb(니오븀)을 포함하는데, 이때 바람직하게 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020의 범위가 되도록 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 Nb을 포함하고 있어, 양자효율(quantum efficiency)을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 청록색(blue-green) 영역에서의 발광강도(emission intensity)를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 분말(입자) 형태일 수 있고, 바람직하게는 구형의 분말(입자) 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체의 입경은 200 ㎚ 내지 1,000 ㎚일 수 있고, 바람직하게는 200 ㎚ 내지 500 ㎚일 수 있으며, 보다 바람직하게는 200 ㎚ 내지 300 ㎚일 수 있다. 여기서, 입경은 입자(particle)의 직경(dimeter)을 의미하고, 평균입경일 수 있다. 입자의 직경이 작아질수록 균일도가 증가하고 구(spherical) 형태를 갖기 때문에, 형광체의 양자효율 및 발광특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 근자외선에 의해 여기되어 발광할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 근자외선 영역에서 여기되어 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 녹황색 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 근자외선 여기용 발광소자에 의해 여기되어 고효율 및 고휘도 특성을 나타낸다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 Nb(니오븀)을 포함함으로써 양자효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 청록색 영역에서의 발광강도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 형광체에 Nb(니오븀)을 첨가하여 V-O 결합길이(bond length) 변화를 통해 결정격자를 조절함으로써, 여기 스펙트럼 및 발광 스펙트럼의 여기강도 및 발광강도를 증가시키는데 기여하여 연색지수(CRI)를 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 청색 형광체와 함께 사용될 경우, 근자외선에 의해 여기되어 87 내지 93 의 높은 연색지수(CRI) 및 4,500 K 내지 7,500 K의 상관 색온도(CCT)를 갖는 백색 광을 방출할 수 있다.
형광체의 제조방법
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 제조방법을 나타내는 흐름도를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 제조방법은 Ca 소스 화합물, K 소스 화합물, Zn 소스 화합물, V 소스 화합물 및 Nb 소스 화합물을 포함하는 반응 혼합액을 준비하고, 상기 반응 혼합액에 착화제를 첨가하는 단계(S210), 상기 반응 혼합액을 졸-겔 반응시켜 겔을 제조하는 단계(S220), 상기 겔을 건조하여 겔 분말을 제조하는 단계(S230) 및 상기 겔 분말을 600℃ 내지 800℃의 온도에서 소성하여 형광체를 제조하는 단계(S240)를 포함하고, 상기 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
단계 S110은, 상기 화학식 1의 조성을 갖는 녹황색 형광체의 제조를 위한 소스 화합물 및 첨가제(착화제)의 혼합단계이다.
상기 소스 화합물들은 구체적으로, Ca 소스 화합물, K 소스 화합물, Zn 소스 화합물 및 V 소스 화합물을 의미하고, 상기 소스 화합물들은 예를 들어, 탈이온수(증류수)에 첨가 및 혼합되어 반응 혼합액을 형성할 수 있다.
상기 소스 화합물들은 예를 들어, 칼슘 나이트레이트 테트라하이드레이트(Ca(NO3)24H2O), 포타슘 나이트레이트(KNO3), 징크 나이트레이트 헥사하이드레이트(Zn(NO3)26H2O) 및 암모늄 메타바나데이트(NH4VO3)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 소스 화합물들의 첨가 비율은 다양하게 조절될 수 있으나, 최종적으로 제조되는 형광체가 상기 화학식 1에 나타난 몰비가 되도록 첨가될 수 있다.
단계 S110에서, 상기 소스 화합물들을 포함하는 상기 반응 혼합액에 착화제(complexing agent)를 더 첨가 및 혼합한다. 상기 착화제는 상기 반응 혼합액 내에서 상기 소스 화합물들의 가수분해 및 축합 반응을 촉진시키는 역할을 할 수 있다.
상기 착화제는 소스 화합물:착화제의 몰비가 1:2가 되도록 첨가할 수 있다.
상기 착화제는 예를 들어, 시트르산(구연산), 옥살산 또는 타르타르산일 수 있고, 바람직하게는 시트르산일 수 있다.
단계 S120은, 단계 S110에서 소스 화합물들 및 착화제가 혼합된 반응 혼합액을 졸-겔 반응(Sol-gel reaction)시켜 젤(Gel)을 제조하는 단계이다.
단계 S120에서, 상기 졸-겔 반응은 예를 들어, 핫 플레이트를 이용하여 약 70℃ 내지 90℃의 온도에서 약 1시간 내지 12시간 동안 교반(Stirring) 및 가열(Heating)함으로써 수행할 수 있다. 이를 통해 용매를 증발시켜 제거할 경우, 겔 형태의 혼합물을 수득할 수 있다.
단계 S130은, 단계 S120에서 제조된 겔을 건조하여 겔 분말(Gel Powders)을 제조하는 단계이다.
단계 S130에서, 상기 겔의 건조는 예를 들어, 머플 로(muffle furnace) 또는 오븐(oven)을 이용하여 약 110℃ 내지 130℃의 온도에서 약 4시간 내지 6시간 동안 수행할 수 있다. 이를 통해, 겔 분말을 수득할 수 있다.
단계 S130 후(단계 S140 전)에, 단계 S130에서 제조된 겔 분말을 밝은 황색(light yellow) 분말로 얻기 위하여, 상기 겔 분말을 약 300 내지 500에서 약 2시간 내지 4시간 동안 중간 가열할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
단계 S140은, 단계 S130에서 제조된 겔 분말을 소성하여 상기 화학식 1의 조성을 갖는 형광체를 제조하는 단계이다.
단계 S140에서, 상기 겔 분말의 소성은 약 600℃ 내지 800℃의 낮은 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 약 600℃ 내지 800℃의 저온에서 소성을 수행하여 형광체 분말을 제조하더라도, 제조된 형광체 분말은 대부분 구형으로 잘 이루어지고, 단결정 특성을 나타낸다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같이 저온으로 소성을 수행할 경우, 예를 들어, 1,000℃ 이상의 고온으로 온도를 상승시킬 필요가 없기 때문에 열 에너지를 저감시켜 저비용으로 형광체를 제조할 수 있다.
형광체의 응용
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 근지외선 발광소자의 색변환(파장변환) 형광체로서 사용될 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광장치에 대하여 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 발광장치(100A)는 패키지 본체(150), 패키지 본체(150)의 바닥부에 실장된 발광소자(110), 발광소자(110)의 적어도 일부를 덮는 수지(120) 및 수지(120) 내에 분산된 녹황색 형광체(130)를 포함한다.
발광소자(110)는 패키지 본체(150)의 바닥부에 실장되어 있으며, 와이어(미도시)를 이용하여 패키지 본체(150) 상의 리드프레임(미도시)과 전기적 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(110)는 근자외선 발광소자로 이루어져, 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 근자외선을 발광할 수 있다.
수지(120)는 발광소자(110)로부터의 광을 색변환(파장변환)하는 녹황색 형광체(130)를 함유하고 있고, 발광소자(110)를 피복하도록 형성되어 있다.
수지(120)는 투광성 수지로 이루어지는 것이 바람직하고, 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 에폭시 변성 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
녹황색 형광체(130)는 수지(120) 내에 균일하게 분산되어 있다.
녹황색 형광체(130)는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
패키지 본체(150)는 바닥부와 측면부를 갖는 오목부를 형성하고 있으며, 오목부의 바닥부에 발광소자(110)가 실장되어 있다. 패키지 본체(150)는 리드프레임(미도시)을 더 포함할 수 있고, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 일체적으로 성형되어 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 발광장치(100B)는 패키지 본체(150), 패키지 본체(150)의 바닥부에 실장된 발광소자(110), 발광소자(110)의 적어도 일부를 덮는 수지(120) 및 수지(120) 내에 분산된 녹황색 형광체(130)와 청색 형광체(140)를 포함한다.
발광소자(110)는 패키지 본체(150)의 바닥부에 실장되어 있으며, 와이어(미도시)를 이용하여 패키지 본체(150) 상의 리드프레임(미도시)과 전기적 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(110)는 근자외선 발광소자로 이루어져, 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 근자외선을 발광할 수 있다.
수지(120)는 발광소자(110)로부터의 광을 색변환(파장변환)하는 녹황색 형광체(130)를 함유하고 있고, 발광소자(110)를 피복하도록 형성되어 있다.
수지(120)는 투광성 수지로 이루어지는 것이 바람직하고, 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 에폭시 변성 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
녹황색 형광체(130)는 수지(120) 내에 균일하게 분산되어 있다.
녹황색 형광체(130)는 하기 화학식 1의 조성을 갖는다.
[화학식 1]
Ca2KZn2V3 - xNbxO12
(상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
청색 형광체(140)는 녹황색 형광체(130)와 함께 수지(120) 내에 균일하게 분산되어 있다.
청색 형광체(140)는 LiCaPO4:Eu2 +, LiSrPO4:Eu2 +, LiBaPO4:Eu2 +, K2Al2B2O7:Eu2 + 및 BaCa2MgSi2O8:Eu2 +으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 LiCaPO4:Eu2 +일 수 있다. 특히, LiCaPO4:Eu2 +는 넓은 여기파장을 가지기 때문에 다른 형광체와 섞어 사용할 경우, 용이하게 여기파장을 매칭(matching)할 수 있다.
일 실시예에 따라, 녹황색 형광체(130)와 청색 형광체(140)를 형광체로서 함께 사용함으로써 발광장치(100B)의 백색광 특성을 개선할 수 있다.
패키지 본체(150)는 바닥부와 측면부를 갖는 오목부를 형성하고 있으며, 오목부의 바닥부에 발광소자(110)가 실장되어 있다. 패키지 본체(150)는 리드프레임(미도시)을 더 포함할 수 있고, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지가 일체적으로 성형되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광장치(100B)는 녹황색 형광체(130) 및 청색 형광체(140)를 포함하고 있어, 87 내지 93 의 높은 연색지수(CRI) 및 4,500 K 내지 7,500 K의 상관 색온도(CCT)를 갖는 백색 광을 방출(발광)할 수 있다. 즉, 발광장치(100B)는 백색 발광장치일 수 있다.
실시예
<시약들>
Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0, 0.015) 형광체의 제조를 위하여, 칼슘 나이트레이트 테트라하이드레이트(Calcium nitrate tetrahydrate; Ca(NO3)24H2O), 포타슘 나이트레이트(Potassium nitrate; KNO3), 징크 나이트레이트 헥사하이드레이트(Zinc nitrate hexahydrate; Zn(NO3)26H2O), 암모늄 메타바나데이트(Ammonium metavanadate; NH4VO3), 니오븀 클로라이드(Niobium chloride; NbCl5) 및 시트르산(citric acid; HCO(COOH)(CH2COOH)2)을 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)에서 구매한 후 추가 정제 없이 사용하였다. 또한, 실시예에서 사용된 탈이온수는 밀리-Q 합성계(Milli-Q synthesis system)(저항 18.2 MΩ-cm)로부터 획득하였다.
<형광체의 합성>
( 비교예 1: 600℃에서 소성된 Ca 2 KZn 2 V 3 - x Nb x O 12 (x=0) 형광체( 이하, "CKZV1 "이라 함)의 합성)
Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0) 형광체는 졸-겔법(sol-gel method)에 의하여 합성되었다.
먼저, 칼슘 나이트레이트 테트라하이드레이트(Ca(NO3)24H2O) 2 mol, 포타슘 나이트레이트(KNO3) 1 mol, 징크 나이트레이트 헥사하이드레이트(Zn(NO3)26H2O) 2 mol 및 암모늄 메타바나데이트(NH4VO3) 3 mol를 비커 내에서 탈이온수 200 ㎖의 중에 첨가하여 약 20분간 교반하였다. 이어서 착화제로서 시트르산 16 mol을 상기 반응 혼합액에 천천히 첨가한 후 뚜껑을 덮고, 약 30분간 더 교반하였다.
상기 반응 혼합액을 핫 플레이트를 이용하여 80℃의 온도에서 1시간 동안 교반 및 가열함으로써 졸-겔 반응시킨 후, 상기 비커의 뚜껑을 제거하고 용매를 증발시켜 겔을 수득할 수 있도록 하였다.
상기 수득된 겔을 머플 로(muffle furnace)를 이용하여 120℃에서 5시간 동안 건조하여 겔 분말을 수득하였다.
밝은 황색(light yellow) 분말을 얻기 위하여 상기 건조된 겔 분말을 400℃에서 3시간 동안 중간 가열한 후, 600℃에서 5시간 동안 소성하여 CKZV1 형광체를 제조하였다.
( 비교예 2: 650℃에서 소성된 Ca 2 KZn 2 V 3 - x Nb x O 12 (x=0) 형광체( 이하, "CKZV2 "이라 함)의 합성)
소성 온도를 650℃로 수행한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 CKZV2 형광체를 제조하였다.
( 비교예 3: 700℃에서 소성된 Ca 2 KZn 2 V 3 - x Nb x O 12 (x=0) 형광체( 이하, "CKZV3 "이라 함)의 합성)
소성 온도를 700℃로 수행한 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 CKZV3 형광체를 제조하였다.
( 실시예 1 내지 4: Ca 2 KZn 2 V 3 - x Nb x O 12 (x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020) 형광체(이하, " CKZVN1 내지 4"라 함)의 합성)
Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020) 형광체는 졸-겔법(sol-gel method)에 의하여 합성되었다.
먼저, 칼슘 나이트레이트 테트라하이드레이트(Ca(NO3)24H2O) 2 mol, 포타슘 나이트레이트(KNO3) 1 mol, 징크 나이트레이트 헥사하이드레이트(Zn(NO3)26H2O) 2 mol, 암모늄 메타바나데이트(NH4VO3) (3-x) mol 및 니오븀 클로라이드(NbCl5) x(x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020) mol를 각각 비커 내에서 탈이온수 200 ㎖의 중에 첨가하여 약 20분간 교반하였다. 이어서 착화제로서 시트르산 16 mol을 상기 반응 혼합액에 천천히 첨가한 후 뚜껑을 덮고, 약 30분간 더 교반하였다.
상기 반응 혼합액을 핫 플레이트를 이용하여 80℃의 온도에서 1시간 동안 교반 및 가열함으로써 졸-겔 반응시킨 후, 상기 비커의 뚜껑을 제거하고 용매를 증발시켜 겔을 수득할 수 있도록 하였다.
상기 수득된 겔을 머플 로(muffle furnace)를 이용하여 120℃에서 5시간 동안 건조하여 겔 분말을 수득하였다.
밝은 황색(light yellow) 분말을 얻기 위하여 상기 건조된 겔 분말을 400℃에서 3시간 동안 중간 가열한 후, 650℃에서 5시간 동안 소성하여 CKZVN 형광체를 제조하였다.
이하, 제조된 CKZVN1 내지 4 형광체의 화학식을 하기 표 1에 나타내었다.
화학식 x
실시예 1 CKZVN1 Ca2KZn2V2.995Nb0.005O12 0.005
실시예 2 CKZVN2 Ca2KZn2V2.990Nb0.010O12 0.010
실시예 3 CKZVN3 Ca2KZn2V2.985Nb0.015O12 0.015
실시예 4 CKZVN4 Ca2KZn2V2.980Nb0.020O12 0.020
<형광체의 특성 분석>
상기 합성된 형광체의 특성은 주사 전자 현미경(FE-SEM: LEO SUPRA 55, 칼 자이스(Carl Zeiss)), 투과 전자 현미경(TEM: JEM-2100F, JEOL), X-선 회절분석기(M18XHF-SRA, 맥 사이언스(Mac Science)), 푸리에 변환 적외선 분광기(FTIR) 및 25℃ 내지 250℃의 범위로 온도가 조절되는 가열 홀더가 부착된 형광 분석기(FluoroMate FS-2, 신코(Scinco))를 이용하여 측정되었다.
상기 합성된 형광체의 수명은 제논 플래시 램프(25w 전력)를 가진 phosphorimeter가 부착된 Photon Technology International(PTI, USA) 형광분석기를 이용하여 측정하였고, 양자 효율은 fluoromasx-4 spectroflourometer(호리바(Horiba), Jobin Yvon))의 도움과 적분구(integrating sphere)를 이용하여 측정하였다.
이하, 도 5 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체의 특성을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다.
구체적으로, 도 5는 Nb(니오븀)의 농도를 달리하여 실시예 1 내지 4에 의하여 제조된 CKZVN1 내지 4(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020) 형광체의 발광 특성을 나타낸 것이다. 도 5에서 'x=0.000'으로 표시된 검정색 그래프는 비교예 2에 의하여 제조된 CKZV2(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0), 소성온도 650℃) 형광체의 경우이다.
도 5를 참조하면, 약 386 ㎚에서 여기된 비교예 2의 CKZV2 형광체에 비하여 실시예 1 내지 4의 CKZVN1 내지 4 형광체가 더 우수한 발광 특성을 나타내고, 그 중 실시예 3의 CKZVN3(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0.015) 형광체가 가장 우수한 발광 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 주사 전자 현미경(FE-SEM) 이미지이다.
구체적으로, 도 6은 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체의 주사 전자 현미경(FE-SEM) 이미지이다.
도 6을 참조하면, 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3 형광체는 대부분 구형의 입자 형태로 잘 제조되어 솔리드 스태이트 라이팅(Solid-State Lighting application; SSL) 애플리케이션 물질로 적용하기에 유용함을 확인할 수 있었다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이다.
구체적으로, 도 7은 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이다.
도 7의 좌측 이미지를 참조하면, 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3 형광체는 수백 나노미터(㎚) 수준의 크기를 갖는 입자 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었고, 도 7의 우측 이미지를 참조하면, 자연 단결정으로 형성된 CKZVN3 형광체 입자가 선택적인 영역 전자 회절(Selective Area Electron Diffraction; SAED) 닷 패턴을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체들의 X-선 회절(X-ray diffraction; XRD) 패턴을 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 8은 비교예 1 내지 3 및 실시예 3에 의하여 제조된 CKZV1(Ca2KZn2V3-xNbxO12(x=0), 소성온도 600℃)(비교예 1), CKZV2(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0), 소성온도 650℃)(비교예 2), CKZV3(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0), 소성온도 700℃)(비교예 3) 및 CKZVN3(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃)(실시예 3) 형광체의 X-선 회절 패턴 그래프이다.
도 8을 참조하면, CKZV1, CKZV2, CKZV3 및 CKZVN3 형광체의 X-선 회절 패턴은 위상 형성을 의미하는 형광체의 가넷 구조(garnet structure)와 관련된 크고 작은 피크를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
도 8에 도시된 바와 같이, 형광체의 가넷 구조와 일치하는 주요 회절 피크는 2θ 32.136° 420), 28.656° (400), 35.305° (422), 52.976° (640) 및 55.137° (642) 방향에서 나타났다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 비교예에 따른 녹황색 형광체(CKZV2)의 여기 스펙트럼(도 9) 및 발광 스펙트럼(도 10)을 도시한 것이다.
구체적으로, 도 9는 비교예 2에 의하여 제조된 CKZV2(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0), 소성온도 650℃) 형광체의 여기 스펙트럼이고, 도 10은 비교예 2에 의하여 제조된 CKZV2 형광체의 발광 스펙트럼이다.
도 9를 참조하면, CKZV2 형광체는 근자외선 영역인 약 200 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 광을 흡수할 수 있으며, 상기와 같이 약 200 ㎚ 내지 420 ㎚에서 여기된 CKZV2 형광체는 약 593 ㎚의 최대 방출 피크를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
도 10을 참조하면, 약 386 ㎚에서 여기된 CKZV2 형광체는 약 400 ㎚ 내지 750 ㎚ 범위의 가시광을 방출하는 것을 확인할 수 있었고, 특히 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 녹황색 광을 방출하는 것을 확인할 수 있었다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체(CKZVN3)의 여기 스펙트럼(도 11) 및 발광 스펙트럼(도 12)을 도시한 것이다.
구체적으로, 도 11은 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체의 여기 스펙트럼이고, 도 12는 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3 형광체의 발광 스펙트럼이다.
도 11을 참조하면, CKZVN 형광체는 근자외선 영역인 약 200 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 광을 흡수할 수 있으며, 상기와 같이 약 200 ㎚ 내지 420 ㎚에서 여기된 CKZVN3 형광체는 약 593 ㎚의 최대 방출 피크를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, CKZV2 형광체에 비하여 Nb(니오븀)이 첨가된 CKZVN3 형광체는 CKZV2 형광체의 여기 스펙트럼(도 9 참조)과 비교시, 여기 스펙트럼의 여기강도가 증가하였고, 397 ㎚ 파장 부근에서의 불순물 피크(impurity peak)가 감소하였다.
도 12를 참조하면, 약 386 ㎚에서 여기된 CKZVN 형광체는 약 400 ㎚ 내지 750 ㎚ 범위의 가시광을 방출하는 것을 확인할 수 있었고, 특히 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 녹황색 광을 방출하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, CKZVN3 형광체는 CKZV2 형광체의 발광 스펙트럼(도 10 참조)과 비교시, 발광 스펙트럼 발광강도가 증가하였고, 특히 청록색(blue-green) 영역에서의 발광강도가 확연히 증가하였다.
<발광장치의 제조 및 특성 분석>
본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 근자외선 발광소자 상에 색변환(파장변환) 형광체로서 도포함으로써 발광장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 녹황색 형광체는 청색 형광체와 함께 근자외선 발광소자 상에 도포함으로써 백색 발광장치를 구현할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 근자외선 발광소자의 적어도 일부를 덮는 수지 내에 분산된 형태로 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 비교예 2에 의하여 제조된 CKZV2(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0), 소성온도 650℃) 형광체를 근자외선 발광소자 상에 도포하여 제1 발광장치(LED 1)을 제조하였고, 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 - xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체를 근자외선 발광소자 상에 도포하여 제2 발광장치(LED 2)을 제조하였다.
제1 발광장치(LED 1) 및 제2 발광장치(LED 2)에 대하여 동작 전류를 50 mA 내지 200 mA로 다르게 적용한 후, 연색 지수(CRI)와 상관 색온도(CCT) 값을 구하여 하기 표 2에 나타내었다.
전류 CRI CCT(K)
LED 1 LED 2 LED 1 LED 2
50 mA 81.6 82.1 4509 4612
200mA 84.3 85.6 5349 5610
표 2를 참조하면, LED 1 및 LED 2는 50 mA 내지 200 mA 범위 내에서 전류가 증가함에 따라 CRI와 CCT 값 모두 증가하는 경향을 보였고, 상기 CRI와 CCT 값을 통하여 LED 1 및 LED 2는 녹황색 광을 방출하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, LED 2는 Nb(니오븀)을 첨가에 의한 V-O 결합길이 변화를 통해 결정격자가 조절되어 LED 1 보다 발광 스펙트럼이 개선되었고, 이를 통해 CRI 값이 개선되었으며, 색좌표(CIE) 값의 변화로 CCT 값이 변하였다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백색 발광장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 근자외선 발광소자의 적어도 일부를 덮는 수지 내에 분산된 형태로 본 발명의 일 실시예에 따른 녹황색 형광체와 청색 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체와 LiCaPO4:Eu2 +의 청색 형광체를 근자외선 발광소자 상에 도포하여 제3 발광장치(LED 3)을 제조하였다.
상기 제3 발광장치(LED 3)에 대하여 동작 전류를 50 mA 내지 200 mA로 다르게 적용한 후, 연색 지수(CRI)와 상관 색온도(CCT) 값을 구하여 하기 표 3에 나타내었다.
전류 CRI CCT(K)
LED 3
50 mA 87.7 5451
200mA 93.4 7119
표 3을 참조하면, LED 3는 50 mA 내지 200 mA 범위 내에서 전류가 증가함에 따라 CRI와 CCT 값 모두 증가하는 경향을 보였고, 상기 CRI와 CCT 값을 통하여 LED 3는 백색 광을 방출하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, LED 3는 200 mA의 순방향 바이어스 전류에서 93.4의 높은 CRI 값과 7,119 K의 CCT 값을 나타내었다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치의 전기발광(Electroluminescence; EL) 스펙트럼을 도시한 것이다.
구체적으로, 도 13은 근자외선 발광소자 상에 비교예 2에 의하여 제조된 CKZV2(Ca2KZn2V3-xNbxO12(x=0), 소성온도 650℃) 형광체가 도포된 제1 발광장치(LED 1), 근자외선 발광소자 상에 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3(Ca2KZn2V3 -xNbxO12(x=0.015), 소성온도 650℃) 형광체가 도포된 제2 발광장치(LED 2) 및 근자외선 발광소자 상에 실시예 3에 의하여 제조된 CKZVN3 형광체와 LiCaPO4:Eu2 +의 청색 형광체가 도포된 제3 발광장치(LED 3)의 EL 스펙트럼이다.
도 13을 참조하면, LED 1, LED 2 및 LED 3는 400 ㎚ 내지 750 ㎚ 범위의 가시광을 발광하는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 발광장치 110: 발광소자
120: 수지 130: 녹황색 형광체
140: 청색 형광체 150: 패키지 본체

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1의 조성을 갖고, 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 파장에서 여기되어 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 광을 방출하는 녹황색 형광체.
    [화학식 1]
    Ca2KZn2V3-xNbxO12
    (상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 녹황색 형광체는 200 ㎚ 내지 1,000 ㎚ 범위의 입경을 갖는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 녹황색 형광체.
  3. 삭제
  4. 발광소자;
    상기 발광소자의 적어도 일부를 덮는 수지; 및
    상기 수지 내에 분산된 녹황색 형광체 및 청색 형광체를 포함하고,
    상기 녹황색 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    [화학식 1]
    Ca2KZn2V3-xNbxO12
    (상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 청색 형광체는 LiCaPO4:Eu2+, LiSrPO4:Eu2+, LiBaPO4:Eu2+, K2Al2B2O7:Eu2+ 및 BaCa2MgSi2O8:Eu2+으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 발광장치는 87 내지 93 범위의 연색 지수(CRI)를 갖는 백색 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 발광장치는 4,500 K 내지 7,500 K 범위의 상관 색온도(CCT)를 갖는 백색 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. Ca 소스 화합물, K 소스 화합물, Zn 소스 화합물, V 소스 화합물 및 Nb 소스 화합물을 포함하는 반응 혼합액을 준비하고, 상기 반응 혼합액에 착화제를 첨가하는 단계;
    상기 반응 혼합액을 졸-겔 반응시켜 겔을 제조하는 단계;
    상기 겔을 건조하여 겔 분말을 제조하는 단계; 및
    상기 겔 분말을 600℃ 내지 800℃의 온도에서 소성하여 형광체를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 형광체는 하기 화학식 1의 조성을 가지며, 350 ㎚ 내지 420 ㎚ 범위의 파장에서 여기되어 460 ㎚ 내지 600 ㎚ 범위의 광을 방출하는 녹황색 형광체의 제조방법.
    [화학식 1]
    Ca2KZn2V3-xNbxO12
    (상기 화학식 1에서 x는 0.005 ≤ x ≤ 0.020이다.)
  10. 제9항에 있어서,
    상기 착화제는 시트르산인 것을 특징으로 하는 녹황색 형광체의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 졸-겔 반응은 70℃ 내지 90℃의 온도에서 1시간 내지 12시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 녹황색 형광체의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 건조는 110℃ 내지 130℃의 온도에서 4시간 내지 6시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 녹황색 형광체의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013087151A (ja) 2011-10-14 2013-05-13 Asahi Glass Co Ltd 赤外線吸収粒子とその製造方法
US20150291879A1 (en) 2012-12-26 2015-10-15 Mitsubishi Chemical Corporation Phosphor, phosphor-containing composition and light-emitting unit using phosphor, and image display device and lighting device using light-emitting unit

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