KR102318233B1 - Composition for Manufacturing Ceramic Fluorescent Plate, Ceramic Fluorescent Plate and Light Emitting Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 평균입경(D50)이 30㎛ 이하인 글래스프릿(glass frit); 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit); 및 형광체를 포함하는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 글래스프릿(glass frit)들 간의 계면을 감소시켜 광 손실을 방지함으로써 광속이 증가되는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물에 의하여, 그 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을 이용하여 제조된 세라믹 형광체 플레이트 및 그 플레이트를 적용한 발광장치를 제공할 수 있다.The present invention provides a glass frit having an average particle diameter (D50) of 30 μm or less; Glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm or more; And it relates to a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate comprising a phosphor.
According to the present invention, a ceramic phosphor plate prepared by using the composition for producing a ceramic phosphor plate by a composition for producing a ceramic phosphor plate, in which the luminous flux is increased by preventing light loss by reducing the interface between glass frits, and the ceramic phosphor plate and the same A light emitting device to which a plate is applied can be provided.
Description
본 발명은 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물, 세라믹 형광체 플레이트 및 발광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Phosphor in Glass 타입의 형광체 플레이트 제조시 글래스프릿(glass frit)의 입도 크기의 조절에 의하여 광속을 증가시킬 수 있는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물, 세라믹 형광체 플레이트 및 발광장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate, a ceramic phosphor plate, and a light emitting device, and more particularly, it is possible to increase the luminous flux by adjusting the particle size of the glass frit when manufacturing the phosphor in glass type phosphor plate. It relates to a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate, a ceramic phosphor plate, and a light emitting device.
최근 유력한 차세대 광원으로 떠오르고 있는 발광 다이오드(LED)는 낮은 전기 소비, 높은 밝기, 긴 수명 및 환경친화적인 소자로서 기존의 조명 장치에 대한 잠재적인 대체 광원으로 간주되고 있다. 백색 LED는 일본의 S. Nakamura가 개발하였다. 먼저 청색 LED 칩이 개발되어 가시광선 영역 전체의 빛을 LED로 구현할 수 있게 되었으며, 황색 형광을 나타내는 형광체와 청색 LED를 조합하여 백색의 빛이 만들어 진다. 이 방식이 최초로 개발되어 현재 가장 일반적으로 사용되는 백색 LED이며, 그 밖에도 적, 녹, 청색의 LED를 조합하거나 2종류 이상의 형광체를 조합하는 방식도 있다. 형광체 도포를 위한 LED 봉지재는 주로 에폭시를 사용하여 왔으나, 최근에는 고굴절율, 고경도, 공정효율성을 가지는 실리콘 봉지재의 개발이 많이 이루어지고 있다. 그러나 실리콘소재도 유기물로서 내열성, 내자외선성에 한계를 가지고 있어 최근에는 세라믹 플레이트 형광체가 떠오르고 있다. 세라믹 플레이트 형광체에는 세라믹 소결 타입, 결정화유리 타입, 유리분말 소결 타입 등이 개발되고 있다. 그 중에서 유리분말 소결 타입은 형광체 함량을 자유롭게 조절할 수 있고, 색좌표, 연색지수 등 조절을 위해 이종의 형광체를 자유자재로 혼합하여 사용할 수 있어 가장 유망한 기술로 볼 수 있다. Light emitting diodes (LEDs), which have recently emerged as a promising next-generation light source, are considered as a potential replacement light source for conventional lighting devices due to their low electricity consumption, high brightness, long lifespan and environmentally friendly devices. White LED was developed by S. Nakamura of Japan. First, a blue LED chip was developed to realize the light of the entire visible ray region as an LED, and white light is produced by combining a yellow fluorescence phosphor and a blue LED. This method was first developed and is currently the most commonly used white LED. In addition, there is a method in which red, green, and blue LEDs are combined or two or more types of phosphors are combined. Epoxy has been mainly used as an LED encapsulant for phosphor application, but recently, a lot of development of a silicone encapsulant having a high refractive index, high hardness, and process efficiency has been made. However, since silicon material is an organic material and has limitations in heat resistance and UV resistance, ceramic plate phosphors are emerging recently. Ceramic plate phosphors include a ceramic sintered type, a crystallized glass type, and a glass powder sintered type. Among them, the glass powder sintered type can be viewed as the most promising technology because the content of phosphors can be freely adjusted and different kinds of phosphors can be freely mixed and used to control color coordinates and color rendering index.
한편, 소결 유리는 Melting glass에 비해 투과율이 낮다는 단점이 있다. 즉 PiG(Phosphor in Glass) 타입의 세라믹 형광체 플레이트는 글래스프릿(Glass frit)와 형광체의 혼합물을 press성형 후 소결하여 제작하는데, 소결 유리의 경우, 글래스프릿들(glass frits) 간의 계면이 존재하며 이 계면에 의해 투과율이 낮아지고, 광 손실이 발생하게 되는 것이다.On the other hand, sintered glass has a disadvantage in that the transmittance is lower than that of melting glass. That is, the PiG (Phosphor in Glass) type ceramic phosphor plate is produced by press-molding a mixture of glass frit and phosphor and then sintering. In the case of sintered glass, an interface between glass frits exists and this The transmittance is lowered by the interface, and light loss occurs.
종래의 글래스프릿(Glass frit)의 제조공정에서는 글래스프릿(glass frits) 하나의 투과율은 높지만, 글래스프릿들을소결 유리로 제작하면 프릿들(frits) 간의 계면이 완전히 사라지지 않아 투과율이 낮아지는 문제점이 발생하게 된다.
In the conventional manufacturing process of glass frit, the transmittance of one glass frit is high, but when the glass frits are made of sintered glass, the interface between the frits does not disappear completely, so the transmittance is lowered. will occur
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 글래스프릿(glass frit)들 간의 계면을 감소시켜 광 손실을 방지함으로써 광속이 증가되는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을제공할 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention have been devised to solve the above problems, and it is possible to provide a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate in which the luminous flux is increased by preventing light loss by reducing the interface between glass frits. .
또한, 본 발명의 실시예들은세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을 이용하여 제조된 세라믹 형광체 플레이트 및 그 플레이트를 적용한 발광장치를 제공할 수 있도록 한다.
In addition, embodiments of the present invention can provide a ceramic phosphor plate manufactured using a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate and a light emitting device to which the plate is applied.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 평균입경(D50)이 30㎛ 이하인 글래스프릿(glass frit); 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit); 및 형광체를 포함하는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을 제공한다.The present invention is to achieve the above object, the average particle diameter (D50) of 30㎛ or less glass frit (glass frit); Glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm or more; And it provides a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate comprising a phosphor.
또한, 상기 글래스프릿은 각각 평균입경(D50)이 5 내지 30㎛인 글래스프릿(glass frit); 및 평균입경(D50)이 80 내지200㎛인글래스프릿(glass frit)인 것을 특징으로 한다.In addition, the glass frit each has an average particle diameter (D50) of 5 to 30㎛ glass frit (glass frit); and a glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 to 200 μm.
또한, 상기 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit)의 함량은 15부피% 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the content of the glass frit (glass frit) having an average particle diameter (D50) of 80㎛ or more is characterized in that 15% by volume or less.
또한, 상기 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit)의 함량은 5 내지 15부피% 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the content of the glass frit (glass frit) having an average particle diameter (D50) of 80㎛ or more is characterized in that 5 to 15% by volume or less.
또한, 상기 글래스프릿은 SiO2-B2O3-ZnO계인 것을 특징으로 한다.In addition, the glass frit is characterized in that SiO 2 -B 2 O 3 -ZnO-based.
또한, 상기 글래스프릿은 SiO2, B2O3 및 ZnO3의 총합이 40 내지 80 중량% 포함된 것을 특징으로 한다.In addition, the glass frit is characterized in that 40 to 80% by weight of the total of SiO 2 , B 2 O 3 and ZnO 3 is included.
또한, 상기 조성물은 Na2O, Li2O 및 K2O로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the composition is characterized in that it further comprises at least one selected from the group consisting of Na 2 O, Li 2 O, and K 2 O.
또한, 상기 형광체는 발광 파장이 540 내지 570㎚인 LuAG, LuYAG, YAG 또는 Nitride 계 형광체인 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor is a LuAG, LuYAG, YAG, or nitride-based phosphor having an emission wavelength of 540 to 570 nm.
또한, 상기 형광체는 발광 파장이 540 내지 570㎚인 LuAG, LuYAG, YAG 또는 Nitride 계 형광체 및 발광 파장이 580 내지 630㎚인 SiAlON 계 형광체를 2종 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor is characterized by using a mixture of two types of a LuAG, LuYAG, YAG, or nitride-based phosphor having an emission wavelength of 540 to 570 nm and a SiAlON-based phosphor having an emission wavelength of 580 to 630 nm.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 평균입경(D50)이 30㎛ 이하인 글래스프릿(glass frit)과 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit)을 혼합한 글래스프릿에 형광체를 첨가하여 압축성형 후 소결하여 제조된 세라믹 형광체 플레이트를 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention is a glass frit in which a glass frit having an average particle diameter (D50) of 30 μm or less and a glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm or more are mixed. There is provided a ceramic phosphor plate prepared by adding phosphor to compression molding and then sintering.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 세라믹 형광체 플레이트를 포함하는 발광장치를 제공한다.
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting device including a ceramic phosphor plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 글래스프릿(glass frit)들 간의 계면을 감소시켜 광 손실을 방지함으로써 광속이 증가되는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물 및 그 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을 이용하여 제조된 세라믹 형광체 플레이트 및 그 플레이트를 적용한 발광장치를 제공할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a composition for producing a ceramic phosphor plate in which the luminous flux is increased by reducing the interface between glass frits to prevent light loss, and a ceramic phosphor plate produced using the composition for producing the ceramic phosphor plate, and A light emitting device to which the plate is applied can be provided.
도 1은 평균입경(D50)이 30㎛이하인 글래스프릿으로 소결된 형광체와 본 발명에 따른 평균입경(D50)이 80㎛인 글래스프릿을 혼합하여 소결된 형광체의 계면들의 차이점을 비교하여 도시한 것이다.
도 2는 Remote type의 형광체 플레이트 측정용 지그에 조립하여 광특성 측정하는 이미지 사진이다.
도 3은 입도가 큰 글래스프릿의 함량(부피%)에 따라 세라믹형광체 플레이트를 제작하여 비교한 광학현미경 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 형광체 플레이트의 PL 스펙트럼 비교 결과이다.1 is a comparison of the differences between the interfaces between a phosphor sintered with a glass frit having an average particle diameter (D50) of 30 μm or less and a phosphor sintered by mixing a glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm according to the present invention. .
2 is a photograph of an image for measuring optical properties by assembling a remote type phosphor plate measuring jig.
3 is an optical microscope image of a ceramic phosphor plate manufactured and compared according to the content (volume %) of glass frit having a large particle size.
4 is a PL spectrum comparison result of a ceramic phosphor plate according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment in which a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred embodiment of the present invention, and there may be various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of the present application. . In addition, in the detailed description of the principle of operation of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and the meaning of each term should be interpreted based on the content throughout this specification. The same reference numerals are used throughout the drawings to refer to parts having similar functions and functions.
본 발명의 실시예들은, 평균입경(D50)이 30㎛ 이하인 글래스프릿(glass frit); 평균입경(D50)이 80㎛ 이상인 글래스프릿(glass frit); 및 형광체를 포함하는 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention, the average particle diameter (D50) of 30㎛ or less glass frit (glass frit); Glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm or more; And it relates to a composition for manufacturing a ceramic phosphor plate comprising a phosphor.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예는 종래의 PIG 타입의 세라믹 형광체 플레이트의 소결체의 미세 계면간의 광 손실을 감소시켜 광 특성을 향상시키고자 하는 것이다.
An embodiment of the present invention is to improve optical properties by reducing light loss between microinterfaces of a sintered body of a conventional PIG-type ceramic phosphor plate.
도 2는 평균입경(D50)이 30㎛이하인 글래스프릿으로 소결된 형광체와 본 발명에 따른 평균입경(D50)이 80㎛인 글래스프릿을 혼합하여 소결된 형광체의 계면들의 차이점을 비교하여 도시한 것이다.FIG. 2 shows the difference between the interfaces of the phosphor sintered with a glass frit having an average particle diameter (D50) of 30 μm or less and a phosphor sintered by mixing a glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm according to the present invention. .
도 2에서 도시된 바와 같이, 입도가 D50기준 30㎛ 이하인 glass frits와 80㎛이상인 글래스프릿(glass frit)을 혼합하여 사용함으로써, 글래스프릿들 간의 계면이 감소되어, 광손실 감소됨으로써, 세라믹 형광체 플레이트의 광속 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 즉, D50이 80㎛인 글래스프릿 내부에는 계면이 없기 때문에, 계면을 거치면서 광속이 떨어지는 것이 그만큼 방지되는 것이다.
As shown in FIG. 2, by using a mixture of glass frits having a particle size of 30 μm or less and glass frit having a particle size of 80 μm or more based on D50, the interface between the glass frits is reduced and light loss is reduced, so that the ceramic phosphor plate The effect of improving the luminous flux of That is, since there is no interface inside the glass frit having a D50 of 80 μm, the luminous flux falling through the interface is prevented as much as possible.
본 발명에 따른 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물은 SiO2-B2O3-ZnO 계 조성의 glass frits을 사용하여, 주요 글래스 조성은 SiO2, B2O3, ZnO3 종이며 3종의 총합이 40 내지80 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 40중량% 미만이 포함되는 경우 글래스의 기본 골격이 치밀하지 않아 생기는 신뢰성문제(물리적 강도저하, 글래스 성분이온의 용출 등)가 발생하므로 바람직하지 않으며, 80중량% 보다 많은 양이 포함되는 경우는 글래스의 투과율 및 백색도를 높이는 등의 역할을 하는 성분들의 함량이 부족해져 바람직하지 않다.
The composition for manufacturing a ceramic phosphor plate according to the present invention uses SiO 2 -B 2 O 3 -ZnO-based glass frits, and the main glass composition is SiO 2 , B 2 O 3 , and ZnO 3 types, with a total of 40 It is preferably included in the range of to 80% by weight. When less than 40% by weight is included, it is not preferable because reliability problems (physical strength reduction, elution of glass component ions, etc.) occur because the basic skeleton of the glass is not dense. It is undesirable because the content of components that play a role, such as increasing the transmittance and whiteness of , is insufficient.
또한 본 발명에 따른 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물을 650℃이하 소성을 위해 alkali(Na2O, Li2O, K2O) 원소를 첨가할 수 있으며, 첨가되는 함량은 10내지 20 중량%가 포함될 수 있다.
In addition, an alkali (Na 2 O, Li 2 O, K 2 O) element may be added to the composition for producing a ceramic phosphor plate according to the present invention for sintering at 650° C. or less, and the content to be added may include 10 to 20% by weight. have.
본 발명에 따른 세라믹 형광체 플레이트 제조용 조성물은글래스프릿(Glass frit)을 2가지 수준의 입도로 분쇄한다. 입도가 작은 수준은 D50(S) 30㎛이하이고, 입도가 큰 수준은 D50(L) 80㎛이상인 것으로 조절하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 입도가 작은 수준은 D50(S) 5 내지 30㎛이고, 입도가 큰 수준은 D50(L) 80 내지 200㎛인 것으로 조절할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 입도의 글래스프릿을 포함하는 경우 너무 큰 입도로 인해 LED광원의 청색광이 형광체 플레이트를 그대로 통과할 수 있으며, 5um이하로 입도가 작아질 경우, 내부 산란이 불필요하게 많이 일어나 광효율을 저하시키므로 바람직하지 못하다.In the composition for manufacturing a ceramic phosphor plate according to the present invention, glass frit is pulverized to two levels of particle size. The level with a small particle size is D50(S) 30 μm or less, and the level with a large particle size is preferably controlled to be D50(L) 80 μm or more, and more preferably, the level with a small particle size is D50(S) 5 to 30 μm. and the level with a large particle size can be adjusted to be D50 (L) 80 to 200 μm. When a glass frit having a particle size outside the above range is included, the blue light from the LED light source can pass through the phosphor plate as it is due to the too large particle size. It is not advisable because
두 가지 입도 수준의 글래스프릿(Glass frit)을 일정 부피 비로 혼합하여 사용하는데, 입도가 큰 글래스프릿의 함량은 15부피% 이하로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 15부피% 인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 입도가 큰 글래스프릿을 15부피% 보다 많은 농도로 혼합하게 되면, 형광체를 거치지 않고 투과되는 블루(blue)광이 증가하여 색좌표가 blue shift하고 광속이 낮아지게 되므로 바람직하지 못하다.
Glass frit of two particle size levels is mixed and used in a certain volume ratio, and the content of glass frit having a large particle size is preferably 15% by volume or less, and more preferably 5 to 15% by volume. It is preferable to do If the glass frit having a large particle size is mixed at a concentration greater than 15% by volume, it is not preferable because the blue light transmitted without passing through the phosphor increases, so that the color coordinates are blue shifted and the luminous flux is lowered.
본 발명의 일실시예는 상기 글래스프릿(Glass frit)에 형광체를 혼합 및 소결하여 제작된 세라믹 형광체 플레이트에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a ceramic phosphor plate manufactured by mixing and sintering phosphor with the glass frit.
사용될 수 있는 형광체는 1종 내지 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있는데, 1종 혼합 시 발광 파장이 540~570nm인 LuAG, LuYAG, YAG, Nitride 계열의 형광체를 사용할 수 있으며, 2종 혼합 시 상기 1종 혼합시 사용되는 형광체에 발광파장이 580~630nm인 SiAlON 계열의 형광체를 추가하여 사용할 수 있다.
The phosphors that can be used can be used by mixing one or more kinds, and when one kind is mixed, LuAG, LuYAG, YAG, Nitride-based phosphors having an emission wavelength of 540 to 570 nm can be used, and when two kinds are mixed, the above 1 A SiAlON-based phosphor having an emission wavelength of 580 to 630 nm can be added to the phosphor used for species mixing.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .
[실시예][Example]
1. Glass 제조 공정1. Glass manufacturing process
1) 산화물 원재료 칙량1) Oxide raw material
2) 볼밀(Ball Mill)을 통해 혼합(48hr)2) Mixing through Ball Mill (48hr)
3) 혼합된 분말을 백금 도가니에 넣고 용융(1300℃, 30분)3) Put the mixed powder in a platinum crucible and melt (1300℃, 30 minutes)
4) Glass 용융물을 Twin Roller에 부어 냉각(Quenching) 진행 (Glass Cullet 제조)4) Pour the glass melt into the twin roller and proceed with quenching (Glass Cullet manufacturing)
5) 제조된 Glass Cullet을 원하는 입도가 되도록 볼밀(Ball Mill), 제트밀(Zet Mill) 등을 이용하여 분쇄하여 글래스프릿 제조5) Manufacture of glass frit by pulverizing the manufactured glass cullet using a ball mill or a jet mill to achieve a desired particle size
- 분쇄 후 sieving시, D50(L)=80㎛, D50(S)=10㎛으로 2가지 수준으로 분리함.
- During sieving after pulverization, it is separated into two levels: D50(L)=80㎛, D50(S)=10㎛.
2. 세라믹 형광체 플레이트(phosphor plate)의 제조 2. Preparation of ceramic phosphor plate
1) 재료혼합(material mixing)1) material mixing
- 3000K 색온도 구현 시 : 550nm LuAG:Ce 형광체 7중량%, 620nm Nitride 형광체 2중량% 혼합(두께 1000μm기준의 함량, 플레이트의 두께 및 Glass matrix의 투과율에 형광체 함량은 미량 변경될 수 있음) - When 3000K color temperature is realized: 550nm LuAG:Ce phosphor 7% by weight, 620nm Nitride phosphor 2% by weight mixed
- 5700K 색온도 구현 시 : 550nm LuAG:Ce 형광체 15중량%, 590nm Nitride 형광체 1.5중량% 혼합 (두께 190μm기준의 함량, 플레이트의 두께 및 Glass matrix의 투과율에 형광체 함량은 미량 변경될 수 있음) - When 5700K color temperature is realized: 15% by weight of 550nm LuAG:Ce phosphor, 1.5% by weight of 590nm Nitride phosphor mixed
2) 압축성형(press)2) Compression molding (press)
- Sus몰드에 혼합된 분말을 실온에서 일축성 프레스(Press) 진행 (5 Ton, 3 분) - The powder mixed in the Sus mold is uniaxially pressed at room temperature (5 Ton, 3 minutes)
3) 소결(sintering)3) sintering
- 프레스 공정을 거친 성형물(green body)을 소결로에 넣고 단계적으로 소결 (1차 소결: ~250℃, 1hr / 2차 소결: Glass Tg에 따라 소결 조건 상이) - Put the green body that has undergone the press process into the sintering furnace and sinter step by step (1st sintering: ~250℃, 1hr / 2nd sintering: sintering conditions vary depending on Glass Tg)
4) 연마(Polishing)4) Polishing
- 폴리싱(Polishing)을 통해 플레이트의 표면 연마 진행 (두께 가공) : 두께 100 ~ 200㎛ - Polishing the surface of the plate through polishing (thickness processing): thickness of 100 ~ 200㎛
- 표면 조도 0.2 ~ 7㎛ 로 경면 가공
- Mirror finish with surface roughness 0.2 ~ 7㎛
3. 형광체 플레이트(phosphor plate) 광속 측정(remote type)3. Phosphor plate luminous flux measurement (remote type)
1) 세라믹 형광체 플레이트를 직경 24mm, 두께 120㎛로 가공 1) Process the ceramic phosphor plate to a diameter of 24mm and a thickness of 120㎛
2) 도 2과 같이 Remote type의 형광체 플레이트 측정용 지그에 조립하여 광특성 측정하였다.
2) As shown in FIG. 2, it was assembled on a jig for measuring a remote type phosphor plate and optical properties were measured.
[실험결과][Experiment result]
1. 광학 현미경 이미지 비교1. Comparison of Optical Microscopy Images
도 3은 입도가 큰 글래스프릿의 함량(부피%)에 따라 세라믹형광체 플레이트를 제작하여 비교한 광학현미경 이미지이다.3 is an optical microscope image of a ceramic phosphor plate manufactured and compared according to the content (volume %) of glass frit having a large particle size.
입도가 큰 글래스프릿을 혼합하여 사용하지 않는 경우(0 부피%), 형광체 간의 간격을 통해 사용한 글래스프릿의 입도를 추정할 수 있다.In the case where glass frit having a large particle size is not mixed and used (0% by volume), the particle size of the used glass frit can be estimated based on the distance between the phosphors.
입도가 큰 글래스프릿을 혼합한 경우, 형광체가 혼합되지 않은 투명한 부분이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
When glass frit having a large particle size is mixed, it can be confirmed that there is a transparent portion in which the phosphor is not mixed.
2. 세라믹 형광체 플레이트의 광특성 평가2. Evaluation of optical properties of ceramic phosphor plates
1) Remote type1) Remote type
Sample Size: 24Φ, 두께 120μmSample Size: 24Φ, thickness 120μm
Chip : 443~446nm, 500~510mW(@350mA)Chip: 443~446nm, 500~510mW (@350mA)
인가 전류: 1,200 mA Applied current: 1,200 mA
Chip & Plate간 이격 거리: 4mmSeparation distance between Chip & Plate: 4mm
입도가 큰 Glass frits의 함량(vol.%)에 따라 광속 및 색좌표를 측정Measure the luminous flux and color coordinates according to the content (vol.%) of glass frits with a large particle size
입도가 큰 Glass frits를 혼합할 경우, 광속이 상승하는 효과를 볼 수 있음.When glass frits with a large particle size are mixed, the effect of increasing the luminous flux can be seen.
입도가 큰 Glass frits를 일정 농도 이상 혼합하게 되면, 형광체를 거치지 않고 투과되는 blue광이 증가하여 색좌표가 blue shift 하고, 광속이 낮아짐(PL spectrum 참고).
When glass frits with a large particle size are mixed over a certain concentration, the blue light transmitted without passing through the phosphor increases, causing a blue shift in color coordinates and a lower luminous flux (refer to PL spectrum).
3. PL spectrum 비교3. Comparison of PL spectrum
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 형광체 플레이트의 PL 스펙트럼 비교 결과이다.4 is a PL spectrum comparison result of a ceramic phosphor plate according to an embodiment of the present invention.
입도가 큰 글래스프릿을 10 부피% 혼합하였을 경우, 혼합하지 않았을 경우에 비해 글래스프릿 영역을 통해 투과되는 450nm 근방의 blue광이 증가하고, 형광체에 의해 변환된 560nm 근방의 빛 또한 손실이 줄어들어 광속이 증가한다. When 10% by volume of glass frit with a large particle size is mixed, the blue light near 450 nm transmitted through the glass frit area increases compared to the case without mixing, and the loss of light near 560 nm converted by the phosphor is also reduced. increases
입도가 큰 글래스프릿을 20 부피% 혼합하였을 경우, 글래스프릿 영역을 통해 투과되는 450nm 근방의 blue광의 양은 많아지지만, 형광체를 로딩(loading)할 수 있는 면적에 한계가 발생하여 560nm 근방의 빛을 더 추출하기가 힘들어진다.When 20% by volume of glass frit having a large particle size is mixed, the amount of blue light near 450 nm transmitted through the glass frit area increases, but there is a limit to the area that can be loaded with the phosphor, so that the light near 560 nm is more It becomes difficult to extract.
이로 인해, 20 부피% 이상 혼합 시, 광속에 부정적인 영향을 미치게 된다.
For this reason, when mixing 20% by volume or more, the luminous flux is negatively affected.
Claims (11)
평균입경(D50)이 80㎛ 내지 200㎛인 제2 글래스프릿(glass frit); 및
형광체를 포함하고,
상기 제2 글래스프릿(glass frit)의 함량은 상기 제1 글래스프릿(glass frit)과 상기 제2 글래스프릿(glass frit)의 부피 합의 5 내지 15%인 형광체 플레이트.
a first glass frit having an average particle diameter (D50) of 5 μm to 30 μm;
a second glass frit having an average particle diameter (D50) of 80 μm to 200 μm; and
comprising a phosphor;
The content of the second glass frit is 5 to 15% of the sum of the volumes of the first glass frit and the second glass frit.
상기 제1 글래스프릿 및 상기 제2 글래스프릿은 SiO2-B2O3-ZnO계인 것을 특징으로 하는 형광체 플레이트.
According to claim 1,
The first glass frit and the second glass frit are SiO2-B2O3-ZnO-based phosphor plate.
상기 제1 글래스프릿 및 상기 제2 글래스프릿은 SiO2, B2O3 및 ZnO3의 총합이 40중량%이상 포함된 것을 특징으로 하는 형광체 플레이트.
4. The method of claim 3,
The phosphor plate, wherein the first glass frit and the second glass frit contain at least 40 wt% of SiO2, B2O3 and ZnO3 in total.
상기 형광체는 발광 파장이 540 내지 570㎚인 LuAG, LuYAG, YAG 또는 Nitride 계 형광체인 것을 특징으로 하는 형광체 플레이트.
4. The method of claim 3,
The phosphor is LuAG, LuYAG, YAG, or a nitride-based phosphor having an emission wavelength of 540 to 570 nm.
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