KR102167629B1 - Mn 도핑된 플루오르화물 인광체의 제조 방법 - Google Patents

Mn 도핑된 플루오르화물 인광체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 합성하기 위한 방법은 하기 화학식 (I), (II), (III) 또는 (IV)의 전구체를 상승된 온도에서 기체 형태의 불소 함유 산화제와 접촉시켜 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 생성하는 접촉 단계를 포함한다:
AaBbCcDdXx:Mn4+ (I)
AaiBbiCciDdXxYd:Mn4+ (II)
A1 3 G 2-m- nMnmMgnLi3F12Op (III)
AZF4:Mn4+ (IV)
상기 식 중에서,
A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고;
B는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 이들의 조합이며;
C는 Sc, Y, B, Al, Ga, In, Tl, 또는 이들의 조합이고;
D는 Ti, Zr, Hf, Rf, Si, Ge, Sn, Pb, 또는 이들의 조합이며;
X는 F이거나, 또는 F와 Br, Cl 및 I 중 하나 이상과의 조합이고;
Y는 O이거나, 또는 O와 S 및 Se 중 하나 이상과의 조합이며;
A1은 Na 또는 K, 또는 이들의 조합이고;
G는 Al, B, Sc, Fe, Cr, Ti, In, 또는 이들의 조합이며;
Z는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y, In, 또는 이들의 조합이고;
0 ≤ a < 2;
0 ≤ b < 1;
0 ≤ c < 1;
0 ≤ d ≤ 1;
0.8 ≤ ai ≤ 1.2;
0.8 ≤ bi ≤ 1.2;
0 ≤ ci ≤ 1.2;
5.0 ≤ x ≤ 7;
0.8 ≤ c + d ≤ 1.2;
a + 2b + 3c + 4d = x;
0.8 ≤ ci + d ≤ 1;
5.0 ≤ x + d ≤ 7.0;
ai + 2bi + 3ci + 4d = x + 2d;
0.02 ≤ m ≤ 0.2;
0≤ n ≤ 0.4; 및
0 ≤ p < 1.

Description

Mn 도핑된 플루오르화물 인광체의 제조 방법
본 발명은 Mn 도핑된 플루오르화물 인광체의 제조 방법에 관한 것이다.
Mn4 +-착물 플루오르화물 인광체는 고 효율을 갖는 고 연색/색영역(color rendering/gamut) 광원에 대한 잠재적인 이점을 제공한다. 그러나, 가수분해 또는 광열화에 대한 그 물질의 감도는 상업적인 제품에서 그 사용을 제한할 수 있다. 그러므로, 그 물질의 안정성에서의 개선이 필요하다.
요약하건대, 하나의 양태에서, 본 발명은 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 합성하기 위한 방법에 관한 것이다. 하기 화학식 (I), (II), (III) 또는 (IV)의 전구체가 상승된 온도에서 기체 형태의 불소 함유 산화제와 접촉되어 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 생성하게 된다:
AaBbCcDd Xx:Mn4+ (I)
AaiBbiCciDdXxYd:Mn4+ (II)
A1 3G2 -m- nMnmMgnLi3F12Op (III)
AZF4:Mn4+ (IV)
상기 식 중에서,
A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고;
B는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 이들의 조합이며;
C는 Sc, Y, B, Al, Ga, In, Tl, 또는 이들의 조합이고;
D는 Ti, Zr, Hf, Rf, Si, Ge, Sn, Pb, 또는 이들의 조합이며;
X는 F이거나, 또는 F와 Br, Cl 및 I 중 하나 이상과의 조합이고;
Y는 O이거나, 또는 O와 S 및 Se 중 하나 이상과의 조합이며;
A1은 Na 또는 K, 또는 이들의 조합이고;
G는 Al, B, Sc, Fe, Cr, Ti, In, 또는 이들의 조합이며;
Z는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y, In, 또는 이들의 조합이고;
0 ≤ a < 2;
0 ≤ b < 1;
0 ≤ c < 1;
0 ≤ d ≤ 1;
0.8 ≤ ai ≤ 1.2;
0.8 ≤ bi ≤ 1.2;
0 ≤ ci ≤ 1.2;
5.0 ≤ x ≤ 7;
0.8 ≤ c + d ≤ 1.2;
a + 2b + 3c + 4d = x;
0.8 ≤ ci + d ≤ 1;
5.0 ≤ x + d ≤ 7.0;
ai + 2bi + 3ci +4d = x + 2d;
0.02 ≤ m ≤ 0.2;
0≤ n ≤ 0.4; 및
0 ≤ p < 1.
또다른 양태에서, 본 발명은 그러한 방법에 의해 제조될 수 있는 색 안정성 Mn4+ 도핑된 인광체, 및 그 인광체를 이용하는 조명(lighting), 역광(backlighting) 광원 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 이러한 특색, 양태 및 이점, 및 다른 특색, 양태 및 이점은, 유사 문자가 첨부 도면 전반에 걸쳐 유사 부분을 나타내는 것인 그 도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명이 이해될 때, 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 상기 도면을 간단히 설명하면, 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 한 실시양태에 따른 조명 장치의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시양태에 따른 조명 장치의 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 조명 장치의 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시양태에 따른 조명 장치의 횡단 측사시도(cutaway side perspective view)이다.
도 5는 표면 실장 디바이스(SMD: surface-mounted device) 백라이트 LED의 개략적 사시도이다.
본 발명에 따른 방법에서는, 비-색 안정성 전구체가, 불소 함유 산화제를 함유하는 분위기와 접촉 유지되면서, 어닐링되거나, 또는 상승된 온도에서 처리되어 색 안정성 인광체를 생성하게 된다. 그 비-색 안정성 전구체는 색 안정성 인광체와 동일하거나 매우 유사하지만, 최종 생성물의 색 안정성이 결여되어 있는 공칭 조성(nominal composition)을 갖는다.
하기 화학식 (I)의 전구체는 WO 2014/104143(Mitsubishi Chemical Corporation로 양도됨)에 기술되어 있다.
AaBbCcDdXx:Mn4+ (I)
상기 식 중에서,
A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고;
B는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 이들의 조합이며;
C는 Sc, Y, B, Al, Ga, In, Tl, 또는 이들의 조합이고;
D는 Ti, Zr, Hf, Rf, Si, Ge, Sn, Pb, 또는 이들의 조합이며;
X는 F이거나, 또는 F와 Br, Cl 및 I 중 하나 이상과의 조합이고;
0 ≤ a < 2;
0 ≤ b < 1;
0 ≤ c < 1;
0 ≤ d ≤ 1;
0.8 ≤ c + d ≤ 1.2;
5.0 ≤ x ≤ 7; 및
a + 2b + 3c + 4d = x.
화학식 (I)의 전구체의 예로는 화학식 NaBaAlF6:Mn4 +, K2SrAlF6:Mn4 +, 및 Na2SrGaF6:Mn4+의 화합물이 포함되지만, 이에 국한되는 것이 아니다. 그 화합물의 추가 예 및 제법이 WO　2014/104143에 개시되어 있다.
하기 화학식 (II)의 전구체는 또한 WO 2014/104143에도 기술되어 있다.
AaiBbiCciDdXxYd:Mn4+ (II)
상기 식 중에서,
Y는 O이거나, 또는 O과 S 및 Se 중 하나 이상과의 조합이고;
0.8 ≤ ai ≤ 1.2;
0.8 ≤ bi ≤ 1.2;
0≤ ci ≤ 1.2;
0.8 ≤ ci + d ≤ 1;
5.0 ≤ x + d ≤ 7.0;
ai + 2bi + 3ci + 4d = x + 2d; 및
Y는 O이거나, 또는 O와 S 및 Se 중 하나 이상과의 조합이다.
화학식 (II)의 전구체의 예로는 화학식 NaBaTiF5O 및 KCaAl0 . 5Ti0 .5F5. 5O0 .5의 화합물이 포함되지만, 이에 국한되는 것이 아니다. 그 화합물의 추가 예 및 제법이 WO　2014/104143에 개시되어 있다.
화학식 (I) 및 (II)의 전구체는 경시적으로 개선된 내수성 및 감소된 열화를 갖는 것으로서 WO 2014/104143에 기술되어 있다. 그러나, 본 발명의 방법에 따라 그 물질을 어닐링하는 것은 내수성 및 장기간 안정성과 같은 특성을 훨씬 더 크게 개선할 수 있다.
하기 화학식 (III)의 전구체는 US 2012/0305972(Koninklijke Philips Electronics N.V.로 양도됨)에 기술되어 있다.
A1 3G2 -m- nMnmMgnLi3F12Op (III)
상기 식 중에서,
A1은 Na 또는 K, 또는 이들의 조합이고;
G는 Al, B, Sc, Fe, Cr, Ti, In, 또는 이들의 조합이며;
0.02 ≤ m ≤ 0.2;
0 ≤ n ≤ 0.4; 및
0 ≤ p < 1.
화학식 (III)의 전구체의 예로는 화학식 Na3Al1 . 94Mn0 . 03Mg0 . 03Li3F12의 화합물이 있다. 그 전구체의 제법이 US　2012/0305972에 개시되어 있다.
하기 화학식 (IV)의 전구체는 CN 102827601(Fujian Institute of Structure of Matter로 양도됨)에 기술되어 있다.
AZF4:Mn4+ (IV)
상기 식 중에서,
Z는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y, In, 또는 이들의 조합이다.
하기 화학식 (IV)의 전구체의 예로는 화학식 NaYF4:Mn4 +의 화합물이 있다. 그 전구체의 제법이 CN 102827601에 개시되어 있다.
본 발명자들이 본 발명에 따른 방법으로 전구체를 처리하는 것으로부터 결과로 얻어질 수 있는 색 안정성에서의 개선을 설명하는데 임의의 특정 이론에 의해 구속되길 원하는 것은 아니지만, 그 전구체는 결함, 예컨대 변위(dislocation), F- 결원(vacancy), 양이온 결원, Mn3 + 이온, Mn2 + 이온, F-의 OH- 치환, 또는 비-방사성 재조합 경로를 제공하는 표면 또는 간극 H+/OH- 기를 함유할 수 있으며, 그리고 그 결함은 상승된 온도에서 산화제에 대한 노출에 의해 치유 또는 제거되는 것으로 상정된다.
전구체가 불소 함유 산화제와 접촉되는 온도는 접촉 동안 약 200℃ 내지 약 700℃, 구체적으로 약 350℃ 내지 약 600℃의 범위일 수 있으며, 일부 실시양태에서 약 200℃ 내지 약 700℃의 범위일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시양태에서, 온도는 100℃ 이상, 구체적으로 225℃ 이상, 보다 구체적으로 350℃ 이상이다. 인광체 전구체는 이것을 색 안정성 인광체로 전환시키기에 충분한 시간 동안 그 산화제와 접촉하게 된다. 시간 및 온도는 상호 관련되어 있으며, 함께 조정할 수 있는데, 예를 들면 온도를 감소시키면서 시간을 증가시키거나, 시간을 감소시키면서 온도를 증가시킴으로써, 조정할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 시간은 1 시간 이상, 구체적으로 4 시간 이상, 보다 구체적으로 6 시간 이상, 가장 구체적으로 8 시간 이상이다. 특정 실시양태에서, 전구체는 8 시간 이상 동안 250℃ 이상에서, 예를 들면 약 4 시간 동안 약 250℃에서, 이어서 약 4 시간 동안 약 350℃의 온도에서 그 산화제와 접촉하게 된다.
불소 함유 산화제는 F2, HF, SF6, BrF5, NH4HF2, NH4F, KF, AlF3, SbF5, ClF3, BrF3, KrF, XeF2, XeF4, NF3, SiF4, PbF2, ZnF2, SnF2, CdF2 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 불소 함유 산화제는 F2이다. 분위기에서의 산화제의 양은, 색 안정성 인광체를 얻기 위해서, 구체적으로 시간 및 온도의 변동과 결부하여, 다양하게 할 수 있다. 불소 함유 산화제가 F2인 경우, 분위기는, 보다 낮은 농도가 일부 실시양태에서 효과적일 수 있긴 하지만, 0.5% 이상의 F2를 포함할 수 있다. 그 분위기는 구체적으로 5% 이상의 F2, 보다 구체적으로 20% 이상의 F2를 포함할 수 있다. 분위기는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논을 불소 함유 산화제와의 임의의 조합으로 추가로 포함할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 분위기는 약 20%의 F2 및 약 80%의 질소로 구성된다.
전구체를 불소 함유 산화제와 접촉시키는 방식은 결정적인 것이 아니며, 전구체를 소정의 특성을 갖는 색 안정성 전구체로 전환시키는데 충분한 임의의 방식으로 달성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 전구체를 함유하는 챔버는 그 챔버가 가열됨에 따라 과압이 발생하도록 투입되고 이어서 밀봉될 수 있으며, 다른 실시양태에서, 불소 및 질소 함유물은 보다 균일한 압력을 보장하는 어닐링 공정 내내 유동하게 된다. 일부 실시양태에서, 불소 함유 산화제의 추가 투입량이 일정 시간 후에 도입될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따른 조명 장치 또는 발광 어셈블리 또는 램프(10)가 도 1에 도시되어 있다. 조명 장치(10)는 발광 다이오드(LED) 칩(12)으로서 도시된 반도체 방사선 공급원, 및 그 LED 칩에 전기적으로 부착된 리드(14)를 포함한다. 그 리드(14)는 보다 두꺼운 리드 프레임(들)(16)에 의해 지지된 얇은 와이어일 수 있거나, 그 리드는 자체 지지된 전극일 수 있으며, 리드 프레임은 생략될 수 있다. 그 리드(14)는 LED 칩(12)에 전류를 제공하며, 이로써 그 LED 칩이 방사선을 방출하게 해준다.
램프는 이의 발광된 방사선이 인광체로 나아갈 때 백색 광을 생성할 수 있는 임의의 반도체 청색 또는 UV 광원을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 반도체 광원은 다양한 불순물이 도핑된 청색 발광 LED이다. 따라서, LED는 임의의 적합한 III-V, II-VI 또는 IV-IV 반도체 층을 기초로 하고 약 250~550 nm의 방출 파장을 갖는 반도체 다이오드를 포함할 수 있다. 구체적으로, LED는 GaN, ZnSe 또는 SiC를 포함하는 하나 이상의 반도체 층을 함유할 수 있다. 예를 들어, LED는 약 250 nm 초과 내지 약 550 nm 미만의 방출 파장을 갖고 있는, 화학식 IniGajAlkN(식 중, 0≤i; 0≤j; 0≤k; 및 I + j + k = 1)에 의해 표현된 질화물 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 칩은 약 400 nm 내지 약 500 nm의 피크 방출 파장을 갖는 NUV 또는 청색 발광 LED이다. 그러한 LED 반도체는 해당 기술 분야에 공지되어 있다. 방사선 공급원은 본원에서 편리함을 위해 LED로서 기술되어 있다. 그러나, 본원에서 사용된 바와 같이, 그 용어는 예를 들어 반도체 레이저 다이오드를 비롯한 모든 반도체 방사선 공급원을 포괄하는 것으로 의도된다. 추가로, 본원에서 논의된 본 발명의 예시적인 구조에 대한 일반적인 논의가 무기 LED계 광원에 관한 것이긴 하지만, LED 칩은 달리 언급되어 있지 않은 한 다른 방사선 공급원에 의해 대체될 수 있다는 점, 및 반도체, 반도체 LED 또는 LED 칩이라고 임의로 언급하는 것은 유기 발광 다이오드(이에 국한되는 것은 아님)를 비롯한 임의의 적당한 방사선 공급원을 단지 대표한다는 점을 이해해야 한다.
조명 장치(10)에서, 인광체 조성물(22)은 LED 칩(12)에 방사선으로 커플링된다. "방사선으로 커플링된"이란 부재들이 서로 결합되어 하나로부터의 방사선이 나머지 다른 하나의 부재로 전달된다는 것을 의미한다. 인광체 조성물(22)은 임의의 적합한 방법에 의해 LED 칩(12) 상에 침착된다. 예를 들면, 인광체(들)의 수계 현탁액이 형성될 수 있으며, LED 표면 상에 인광체 층으로서 도포될 수 있다. 하나의 그러한 방법에서, 인광체 입자가 불규칙하게 현탁되어 있는 실리콘 슬러리가 LED 주위에 위치하게 된다. 이 방법은 인광체 조성물(22) 및 LED(12)의 가능한 위치들의 단지 예시적인 것일 뿐이다. 따라서, 인관체 조성물(22)은 LED 칩(12) 위에 인광체 조성물을 코팅하고 건조시킴으로써 LED 칩(12)의 발광 표면 위로 코팅될 수 있거나 또는 그 표면 상에 직접 코팅될 수 있다. 실리콘계 현탁액의 경우, 그 현탁액은 적당한 온도에서 경화된다. 쉘(18) 및 캡슐화제(20) 둘 다는 이들 부재를 통해 백색 광(24)이 투과될 수 있도록 투명해야 한다. 제한하고자 하는 것은 아니지만, 일부 실시양태에서, 인광체 조성물의 중앙 입자 크기는 약 1 내지 약 50 마이크론, 특히 약 15 ~ 약 35 마이크론의 범위일 수 있다.
다른 실시양태에서, 인광체 조성물(22)은 LED 칩(120) 상에 직접 형성되는 것 대신에 캡슐화제 물질(20) 내로 산재된다. (분말의 형태) 인광체는 캡슐화제 물질(20)의 단일 영역 내에 산재될 수 있거나, 그 캡슐화제 물질의 전체 용적 전반에 걸쳐 산재될 수 있다. LED 칩(12)에 의해 발광된 청색 광은 인광체 조성물(22)에 의해 발광된 광과 혼합되고, 그 혼합된 광은 백색 광으로서 나타난다. 인광체가 캡슐화제 물질(20) 내에 산재되어야 한다면, 인광체 분말이 LED 칩(12) 둘레에 로딩된 중합체 또는 실리콘 전구체에 첨가될 수 있으며, 이어서 그 중합체 전구체가 중합체 또는 실리콘 물질을 고화하도록 경화될 수 있다. 다른 공지된 인광체 산재 방법, 예컨대 전사 로딩이 또한 이용될 수도 있다.
일부 실시양태에서, 캡슐화제 물질(20)은 굴절율 R을 갖는 실리콘 매트릭스이고, 인광체 조성물(22) 이외에도, 약 5% 미만의 흡광도 및 굴절율 R ± 1을 갖는 희석제 물질을 함유한다. 그 희석제 물질은 ≤1.7, 구체적으로 ≤1.6, 보다 구체적으로 ≤1.5의 굴절율을 갖는다. 구체적인 실시양태에서, 희석제 물질은 화학식 II을 가지며, 약 1.4의 굴절율을 갖는다. 인광체/실리콘 혼합물에 광학 불활성 물질을 첨가하는 것은 그 인광체/캡슐화제 혼합물을 통한 광 플럭스의 보다 완만한 분배를 생성할 수 있으며, 결과적으로 인광체에 대한 보다 덜 한 손상이 얻어질 수 있다. 희석제에 적합한 물질로는 약 1.38(AlF3 및 K2NaAlF6) 내지 약 1.43(CaF2)의 범위인 굴절율을 갖는 플루오르화물 화합물, 예컨대 LiF, MgF2, CaF2, SrF2, AlF3, K2NaAlF6, KMgF3, CaLiAlF6, K2LiAlF6, 및 K2SiF6, 그리고 약 1.254 내지 약 1.7의 범위인 굴절율을 갖는 중합체가 포함된다. 희석제로서 사용하기에 적합한 중합체의 비제한적인 예로는 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 및 (할로겐화 또는 비할로겐화 유도체를 비롯한) 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 비닐 아세테이트, 에틸렌, 프로필렌 옥사이드, 및 에틸렌 옥사이드 단량체로부터 유도된 중합체 및 이의 공중합체가 포함된다. 이러한 중합체 분말은 실리콘 경화 전에 실리콘 캡슐화제 내로 직접 혼입될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 인광체 조성물(22)은 LED 칩(12) 위에 형성되는 대신에 쉘(18)의 표면 상에 코팅된다. 인광체 조성물은, 필요하다면, 그 인광체가 쉘(18)의 외면 상에 코팅될 수 있긴 하지만, 쉘(18)의 내면 상에 코팅되는 것이 바람직하다. 인광체 조성물(22)은 쉘의 전체 표면 상에 코팅될 수 있거나, 쉘의 표면의 정상부만 코팅될 수 있다. LED 칩(12)에 의해 방출된 UV/청색 광은 인광체 조성물(22)에 의해 방출된 광과 혼합되고, 그 혼합된 광은 백색 광으로서 나타난다. 물론, 인광체는 임의의 2개 또는 모든 3개 위치에 또는 임의의 다른 적합한 위치, 예컨대 쉘로부터 떨어져 있는 위치 또는 LED 내로 통합된 위치에 위치하게 될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 제2 구조를 예시한 것이다. 도 1-4으로부터의 상응하는 숫자(예를 들면, 도 1에서 12와 도 2에서 112)는 달리 언급되어 있지 않은 한 각 도면에서 상응하는 구조에 관한 것이다. 도 2의 실시양태의 구조는 도 1의 구조와 유사한데, 단 인광체 조성물(122)이 LED 칩(112) 상에 직접 형성되는 대신에 캡슐화제 물질(120) 내로 산재된다는 점을 예외로 한다. (분말 형태) 인광체는 캡슐화제 물질의 단일 영역 내에 산재될 수 있거나, 캡슐화제 물질의 전체 용적 전반에 걸쳐 산재될 수 있다. LED 칩(112)에 의해 방출된 (화살표(126)에 의해 지시된) 방사선은 인광체(122)에 의해 방출된 광과 혼합되고, 그 혼합된 광은 백색 광(124)으로서 나타난다. 인광체가 캡슐화제 물질(120) 내로 산재되어야 한다면, 인광체 분말이 중합체 전구체에 첨가될 수 있고, LED 칩(112) 둘레에 로딩될 수 있다. 이어서, 중합체 또는 실리콘 전구체는 중합체 또는 실리콘을 고화하도록 경화될 수 있다. 다른 공지된 인광체 산재 방법, 예컨대 전사 몰딩이 또한 이용될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 제3 가능한 구조를 예시한 것이다. 도 3에 도시된 실시양태의 구조는 도 1의 구조와 상이한데, 단 인광체 조성물(222)이 LED 칩(212) 위에 형성되는 대신에 인벨로프(envelope)(218)의 표면 상에 코팅된다는 점을 예외로 한다. 인광체 조성물(222)은, 필요한 경우, 그 인광체가 인벨로프(218)의 외면 상에 코팅될 수 있긴 하지만, 인벨로프(218)의 내면 상에 코팅되는 것이 바람직하다. 인광체 조성물(222)은 인벨로프의 전체 표면 상에 코팅될 수 있거나, 또는 인벨로프의 표면의 정상부에만 코팅될 수 있다. LED 칩(212)에 의해 방출된 방사선(226)은 인광체 조성물(222)에 의해 방출된 광과 혼합되고, 그 혼합된 광은 백색 광(224)으로서 나타난다. 물론, 도 1-3의 구조는 조합될 수 있으며, 인광체는 임의의 2개 또는 모든 3개 위치에, 또는 임의의 다른 적합한 위치, 예컨대 인벨로프로부터 떨어져 있는 위치 또는 LED 내로 일체화된 위치에 위치하게 될 수 있다.
상기 구조 중 임의의 구조에서, 램프는 또한 복수의 산란 입자(도시되어 있지 않음)를 포함할 수 있으며, 그 산란 입자는 캡슐화제 물질 내에 매립되어 있다. 산란 입자는, 예를 들면 알루미나 또는 티타니아를 포함할 수 있다. 산란 입자는 LED 칩으로부터 방출된 방향성 광을 효과적으로 산란시키는데, 바람직하게는 미미한 양의 흡수가 발생한다.
도 4에서 제4 구조에 도시되어 있는 바와 같이, LED 칩(412)은 반사성 컵(430) 내에 실장될 수 있다. 컵(430)은 유전체 물질, 예컨대 알루미나, 티타니아, 또는 해당 기술 분야에 공지된 다른 유전체 분말로부터 제조 또는 코팅될 수 있거나, 또는 반사성 금속, 예컨대 알루미늄 또는 은에 의해 코팅될 수 있다. 도 4의 실시양태의 구조의 나머지는 이전 도면의 구조 중 임의의 구조와 동일하며, 2개의 리드(416), 전도성 와이어(432) 및 캡슐화제 물질(420)을 포함할 수 있다. 반사성 컵(430)은 제1 리드(416)에 의해 지지되고, 전도성 와이어(432)는 LED 칩(412)을 제2 리드(416)와 전기적으로 접속시키는데 사용된다.
(특히 백라이트 적용에 있어서) 또 다른 구조는, 예를 들어, 도 5에 예시되어 있는 바와 같이, 표면 실장 디바이스("SMD") 유형 발광 다이오드(550)이다. 이 SMD는 "사이드-발광 유형"이고, 광 가이드 부재(554)의 돌출부 상에 발광 윈도우(552)를 갖는다. SMD 패키지는 상기 정의된 바와 같은 LED 칩, 및 LED 칩으로부터 방출된 광에 의해 여기되는 인광체 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 도 1-4의 LED 램프는 액정 패널의 후면 상에 배치된 역광 광원 장치로서 사용될 수 있다. 반도체 광원 및 본 발명에 따른 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 포함하는 디스플레이를 갖고 있는 디바이스로는 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 및 다른 휴대용 디바이스가 포함되지만, 이들에 국한되는 것이 아니다.
350 내지 550 nm에서 발광하는 LED 및 하나 이상의 다른 적당한 인광체에 의해 사용될 때, 결과로 얻어지는 조명 시스템은 백색 색상을 갖는 광을 생성할 것이다. 램프(10)는 또한 (도시되어 있지 않은) 산란성 입자를 포함할 수 있으며, 그 산란성 입자는 캡슐화제 물질 내에 매립되어 있다. 그 산란성 입자는, 예를 들면 알루미나 또는 티타니아를 포함할 수 있다. 산란성 입자는 LED 칩으로부터 방출된 방향성 광을 효과적으로 산란시키는데, 미미한 양의 흡수가 발생한다.
색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체 이외에도, 인광체 조성물(22)은 하나 이상의 다른 인광체를 포함할 수 있다. 약 250 내지 550 nm의 범위에 있는 방사선을 방출하는 청색 또는 NUV LED와 조합하여 조명 장치에서 사용될 때, 결과로 얻어지는, 그 어셈블리에 의해 방출된 광은 백색 광이 될 것이다. 다른 인광체, 예컨대 녹색, 청색, 황색, 적색, 오렌지색, 또는 다른 색상 인광체가 결과로 얻어지는 광의 백색 색상을 맞춤화하고 특정 스펙트럼 분말 분포를 생성하도록 블렌드 내에 사용될 수 있다. 임의의 원하는 색상의 양자 도트가 또한 인광체 조성물(22) 내에 사용될 수도 있거나, 인광체 조성물(22)로부터 떨어져 있는 층 내에 배치될 수 있다. 인광체 조성물(22)에서 사용하기에 적합한 다른 물질로는 전계발광 중합체, 예컨대 폴리플루오렌, 바람직하게는 폴리(9,9-디옥틸 플루오렌) 및 이의 공중합체, 예컨대 폴리(9,9'-디옥틸플루오렌-코-비스-N,N'-(4-부틸페닐)디페닐아민)(F8-TFB); 폴리(비닐카르바졸) 및 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체가 포함된다. 게다가, 발광층은 청색, 황색, 오렌지색, 녹색 또는 적색 인광성 염료 또는 금속 착물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 인광성 염료로서 사용하기에 적합한 물질로는 트리스(1-페닐이소퀴놀린) 이리듐(III)(적색 염료), 트리스(2-페닐피리딘) 이리듐(녹색 염료) 및 이리듐(III) 비스(2-(4,6-디플루오로페닐)피리디네이트-N,C2)(청색 염료)가 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다. ADS((American Dyes Source, Inc.)으로부터 상업적으로 이용가능한 형광성 및 인광성 금속 착물이 또한 사용될 수도 있다. ADS 녹색 염료로는 ADS060GE, ADS061GE, ADS063GE, 및 ADS066GE, ADS078GE, 그리고 ADS090GE가 포함된다. ADS 청색 염료로는 ADS064BE, ADS065BE, 및 ADS070BE가 포함된다. ADS 적색 염료로는 ADS067RE, ADS068RE, ADS069RE, ADS075RE, ADS076RE, ADS067RE, 및 ADS077RE가 포함된다.
인광체 조성물(22)에 사용하기에 적합한 인광체로는 하기의 것들이 포함되지만, 이에 국한되는 것이 아니다:
((Sr1-z(Ca,Ba,Mg,Zn) z)1-(x+w)(Li,Na,K,Rb)wCex)3(Al1-ySiy)O4 +y+3(x-w)F1-y-3(x-w), 0<x≤0.10, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤w≤x;
(Ca,Ce)3Sc2Si3O12(CaSiG);
(Sr,Ca,Ba)3Al1-xSixO4+xF1-x:Ce3+(SASOF));
(Ba,Sr,Ca)5(PO4)3(Cl,F,Br,OH):Eu2 +,Mn2 +;
(Ba,Sr,Ca)BPO5:Eu2 +,Mn2 +;
(Sr,Ca)10(PO4)6 *νB2O3:Eu2 +(여기서, 0<ν≤1);
Sr2Si3O8 *2SrCl2:Eu2 +;
(Ca,Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2 +,Mn2 +;
BaAl8O13:Eu2 +;
2SrO*0.84P2O5 *0.16B2O3:Eu2 +;
(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2 +,Mn2 +;
(Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu2 +;
(Y,Gd,Lu,Sc,La)BO3:Ce3 +,Tb3 +;
ZnS:Cu+,Cl-;
ZnS:Cu+,Al3 +;
ZnS:Ag+,Cl-;
ZnS:Ag+,Al3 +;
(Ba,Sr,Ca)2Si1 - ξO4 - 2ξ:Eu2 +(여기서, 0≤ξ≤0.2);
(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2 +;
(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu2 +;
(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5- αO12 - 3/2α:Ce3 +(여기서, 0≤α≤0.5);
(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(SiO4)4Cl2:Eu2 +,Mn2 +;
Na2Gd2B2O7:Ce3 +,Tb3 +;
(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)2P2O7:Eu2 +,Mn2 +;
(Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu3 +,Bi3 +;
(Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu3 +,Bi3 +;
(Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu3 +,Bi3 +;
(Ca,Sr)S:Eu2 +,Ce3 +;
SrY2S4:Eu2 +;
CaLa2S4:Ce3 +;
(Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu2 +,Mn2 +;
(Y,Lu)2WO6:Eu3 +,Mo6 +;
(Ba,Sr,Ca)βSiγNμ:Eu2 +(여기서, 2β+4γ=3μ);
Ca3(SiO4)Cl2:Eu2 +;
(Lu,Sc,Y,Tb)2-u- vCevCa1 + uLiwMg2 - wPw(Si,Ge)3 - wO12 -u/2(여기서, -0.5≤u≤1, 0<v≤0.1, 및 0≤w≤0.2);
(Y,Lu,Gd)2- φCaφSi4N6 + φC1 - φ:Ce3 +(여기서, 0≤φ≤0.5);
(Lu,Ca,Li,Mg,Y), Eu2 + 및/또는 Ce3 +로 도핑된α-SiAlON;
(Ca,Sr,Ba)SiO2N2:Eu2 +,Ce3 +;
β-SiAlON:Eu2 +, 3.5MgO*0.5MgF2 *GeO2:Mn4 +;
Ca1 -c- fCecEufAl1 + cSi1 - cN3,(여기서, 0≤c≤0.2, 0≤f≤0.2);
Ca1 -h- rCehEurAl1 - h(Mg,Zn)hSiN3(여기서, 0≤h≤0.2, 0≤r≤0.2);
Ca1 -2s- tCes(Li,Na)sEutAlSiN3(여기서, 0≤s≤0.2, 0≤t≤0.2, s+t>0);
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2 +; 및
Ca1 -α-χ- φCeα(Li,Na)χEuφAl1 +α- χSi1 -α+ χN3(여기서, 0≤α≤0.2, 0≤χ≤0.4, 0≤φ≤0.2).
인광체 블렌드 내의 개별 인광체 각각의 비율은 원하는 광 출력의 특징에 따라 달라질 수 있다. 다양한 실시양태에서 인광체 블렌드 내의 개별 인광체의 상대 비율은, 이들의 방출이 블렌딩되어 LED 조명 디바이스에 사용될 때, CIE 색도도 상에서의 선결정된 x 및 y 값의 가시광이 생성되도록 조정될 수 있다. 진술되어 있는 바와 같이, 백색 광이 생성되는 것이 바람직하다. 이 백색 광은, 예를 들면 약 0.20 내지 약 0.55의 범위에 있는 x 값, 및 약 0.20 내지 약 0.55의 범위에 있는 y 값을 보유할 수 있다. 그러나, 진술되어 있는 바와 같이, 인광체 조성물 내의 각 인광체의 정확한 동일성 및 양은 최종 사용자의 수요에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 그 물질은 액정 디스플레이(LCD) 역광으로 의도된 LED에 사용될 수 있다. 이러한 적용에서, LED 색상 포인트는 LCD/색상 필터 조합을 통해 통과한 후 소정의 백색, 적색, 녹색 및 청색 색상을 기초로 하여 적당히 조정된다.
본 발명의 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체는 상기 기술된 것을 제외한 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 그 물질은 형광성 램프에서, 음극선관에서, 플라즈마 디스플레이 디바이스에서 또는 액정 디스플레이(LCD)에서 인광체로서 사용될 수 있다. 그 물질은 또한 전자기 색도계에서, 감마선 카메라에서, 컴퓨터화 토모그래피 스캐너에서 또는 레이저에서 신틸레이터로서 사용될 수도 있다. 이들 용도는 단지 예시적인 것이지만, 한정되는 것이 아니다.
실시예
실시예 1
Na2Ba0 . 5AlF6:Mn4 +의 샘플을 퍼니스 챔버 내에 배치하였다. 그 퍼니스 챔버는 기계적 펌프를 사용하여 진공 처리하고, 질소 및 질소 불소 혼합물로 복수 퍼지하였다. 수회 펌프 및 퍼지 사이클 후, 퍼니스 챔버는 20% 불소 가스 및 80% 질소 가스를 함유하는 분위기로 약 1 대기압의 압력 하에 충전하였다. 이어서, 그 챔버를 약 540℃로 가열하였다. 약 12 시간 동안 유지한 후, 챔버를 실온으로 냉각하였다. 그 불소 질소 혼합물을 배기하고, 그 챔버는 질소로 충전 및 수회 퍼지하여, 챔버를 개방하기 전에 불소 가스의 완전 제거를 보장하도록 하였다.
실시예 2
NaBaTiF5O:Mn4 +의 샘플을 퍼니스 챔버 내에 배치하였다. 그 퍼니스 챔버는 기계적 펌프를 사용하여 진공 처리하고, 질소 및 질소 불소 혼합물로 복수 퍼지하였다. 수회 펌프 및 퍼지 사이클 후, 퍼니스 챔버는 20% 불소 가스 및 80% 질소 가스를 함유하는 분위기로 약 1 대기압의 압력 하에 충전하였다. 이어서, 그 챔버를 약 500℃로 가열하였다. 약 4 시간 동안 유지한 후, 챔버를 실온으로 냉각하였다. 그 불소 질소 혼합물을 배기하하고, 그 챔버는 질소로 충전 및 수회 퍼지하여, 챔버를 개방하기 전에 불소 가스의 완전 제거를 보장하도록 하였다.
본 발명의 특정한 특색만이 본원에서 예시 및 기술되어 있긴 하지만, 수 많은 변형예 및 변경예가 해당 기술 분야의 당업자에게 일어날 수 있을 것이다. 그러므로, 부가된 청구범위는 본 발명의 실제 기술사상 내에 속하는 바와 같이 모든 그러한 변형예 및 변경예를 포괄하는 것으로 의도된다는 점을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 색 안정성 Mn4+ 도핑된 인광체를 합성하는 방법으로서, 하기 화학식 (I)의 전구체를 상승된 온도에서 기체 형태의 불소 함유 산화제와 접촉시켜 색 안정성 Mn4+ 도핑된 인광체를 생성하는 접촉 단계를 포함하는 합성 방법:
    AaBbCcDdXx:Mn4+ (I)
    상기 식 중에서,
    A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고;
    B는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 이들의 조합이며;
    C는 Sc, Y, B, Al, Ga, In, Tl, 또는 이들의 조합이고;
    D는 Ti, Zr, Hf, Rf, Si, Ge, Sn, Pb, 또는 이들의 조합이며;
    X는 F이거나, 또는 F와 Br, Cl 및 I 중 하나 이상과의 조합이고;
    0 ≤ a < 2;
    0.5 ≤ b < 1;
    0 ≤ c < 1;
    0 ≤ d ≤ 1;
    5.0 ≤ x ≤ 7;
    0.8 ≤ c + d ≤ 1.2; 및
    a + 2b + 3c + 4d = x.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, X는 F인 합성 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, B는 Ca, Sr, Ba 또는 이들의 조합인 합성 방법.
  9. 제1항에 있어서, C는 Al, Ga 또는 이들의 조합인 합성 방법.
  10. 제1항에 있어서, D는 Si, Ge, Ti 또는 이들의 조합인 합성 방법.
  11. 제1항에 있어서, 불소 함유 산화제는 F2인 합성 방법.
  12. 제1항에 있어서, 온도는 200℃ 내지 700℃의 범위인 합성 방법.
  13. 제1항에 따른 합성 방법에 의해 제조된 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체.
  14. 반도체 광원; 및 제1항에 따른 합성 방법에 의해 제조된 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 포함하는 조명 장치.
  15. 반도체 광원; 및 제1항에 따른 합성 방법에 의해 제조된 색 안정성 Mn4 + 도핑된 인광체를 포함하는 역광 광원 장치.
  16. 액정 패널; 및 액정 패널의 후면 상에 배치된 제15항에 따른 역광 광원 장치를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10754081B2 (en) 2016-03-07 2020-08-25 Current Lighting Solutions, Llc Devices containing a remote phosphor package with red line emitting phosphors and green emitting quantum dots
US10193030B2 (en) 2016-08-08 2019-01-29 General Electric Company Composite materials having red emitting phosphors
WO2018190827A1 (en) * 2017-04-12 2018-10-18 General Electric Company Devices containing a remote phosphor package with red line emitting phosphors and green emitting quantum dots
DE102017123265B4 (de) * 2017-10-06 2023-05-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leuchtstoff und Konversions-LED
DE102017123269A1 (de) * 2017-10-06 2019-04-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leuchtstoff und Konversions-LED
CN107706403B (zh) * 2017-11-20 2020-09-25 中国科学院过程工程研究所 一种复合碳材料及采用其制备的改性电极材料和锂离子电池
CN109280551B (zh) * 2018-10-23 2019-07-12 旭宇光电（深圳）股份有限公司 高光效的氟氧化物荧光粉及其制备方法和半导体发光装置
CN109294566A (zh) * 2018-10-29 2019-02-01 温州大学 一种四价锰离子激活的氟铟酸钡红色荧光粉及其制备方法
CN110684527B (zh) * 2019-07-24 2022-07-12 云南民族大学 一种蓝光激发的掺Mn4+的六氟铁酸盐红色发光材料及其合成方法
CN112816467B (zh) * 2021-02-08 2023-08-29 杭州可靠护理用品股份有限公司 一种用于尿液检测的显色剂及其在纸尿裤上的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827601A (zh) 2012-09-17 2012-12-19 中国科学院福建物质结构研究所 氟化物荧光粉体材料及其半导体发光器件
WO2014104143A1 (ja) 2012-12-26 2014-07-03 三菱化学株式会社 蛍光体、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置
WO2014152787A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6621211B1 (en) 2000-05-15 2003-09-16 General Electric Company White light emitting phosphor blends for LED devices
TWI438262B (zh) 2008-02-07 2014-05-21 Mitsubishi Chem Corp A semiconductor light emitting device, a backlight, a color image display device, and a phosphor
US8703016B2 (en) 2008-10-22 2014-04-22 General Electric Company Phosphor materials and related devices
EP2513247B1 (en) * 2009-12-17 2013-09-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode device with luminescent material
US8057706B1 (en) * 2010-07-27 2011-11-15 General Electric Company Moisture-resistant phosphor and associated method
JP4974310B2 (ja) 2010-10-15 2012-07-11 三菱化学株式会社 白色発光装置及び照明器具
US8252613B1 (en) * 2011-03-23 2012-08-28 General Electric Company Color stable manganese-doped phosphors
US20150132585A1 (en) 2012-04-18 2015-05-14 Nitto Denko Corporation Phosphor Ceramics and Methods of Making the Same
US9580648B2 (en) * 2013-03-15 2017-02-28 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors
US9868898B2 (en) * 2013-03-15 2018-01-16 General Electric Company Processes for preparing color stable red-emitting phosphors
US9399732B2 (en) * 2013-08-22 2016-07-26 General Electric Company Processes for preparing color stable manganese-doped phosphors
US20150123153A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-07 General Electric Company Led package with red-emitting phosphors
US9512356B2 (en) * 2014-05-01 2016-12-06 General Electric Company Process for preparing red-emitting phosphors
US9385282B2 (en) * 2014-06-12 2016-07-05 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors
US9376615B2 (en) * 2014-06-12 2016-06-28 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors
US9567516B2 (en) * 2014-06-12 2017-02-14 General Electric Company Red-emitting phosphors and associated devices
US10174248B2 (en) 2015-05-18 2019-01-08 General Electric Company Process for improved halide materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827601A (zh) 2012-09-17 2012-12-19 中国科学院福建物质结构研究所 氟化物荧光粉体材料及其半导体发光器件
WO2014104143A1 (ja) 2012-12-26 2014-07-03 三菱化学株式会社 蛍光体、その蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに、その発光装置を用いた画像表示装置及び照明装置
WO2014152787A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 General Electric Company Color stable red-emitting phosphors

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