KR102352808B1 - 소수화 처리 형광체 및 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

봉지 수지와의 계면에서 박리를 발생하기 어려운 소수화 처리 형광체 및 이 소수화 처리 형광체를 이용함으로써 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작고 장기 안정성이 우수한 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 소수화 처리 형광체는 일반식 Si6 - zAlzOzN8 - z:Eu2 +(z는 0보다 크고 4.2 이하임)로 나타나는 형광체 입자와, 형광체 입자의 표면에 부착시킨 소수화 물질로 이루어지는 표면층을 가지며, 소수화 물질이 탄소수 12 이상의 장쇄 지방산, 점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일 또는 이들 모두로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 관한 발광 장치는 상기 소수화 처리 형광체와 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

소수화 처리 형광체 및 발광 장치{Hydrophobized phosphor, and light-emitting device}
본 발명은 봉지 수지와의 계면에서 박리를 발생하기 어려운 소수화 처리 형광체 및 이 소수화 처리 형광체를 이용함으로써 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작고 장기 안정성이 우수한 발광 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 β형 사이알론 형광체 입자의 표면에 특정의 소수화 물질을 부착시킴으로써 소수성의 표면층을 형성한 소수화 처리 형광체 및 이 소수화 처리 형광체를 봉지 수지에 분산시킨 것을 발광 소자를 탑재한 발광면에 도포하여 경화시킨 발광 장치에 관한 것이다.
Eu2 +를 고용(固溶)한 β형 사이알론은 일반식: Si6 - zAlzOzN8 -z(z는 0보다 크고 4.2 이하)로 나타나는 β형 사이알론을 호스트 결정으로 하고 발광 중심으로서 Eu2 +를 고용한 산질화물 형광체로서, 자외로부터 청색광으로 여기되어 520~560nm의 녹색 발광을 나타낸다(특허문헌 1). Eu2 +로 부활(付活)한 β형 사이알론 형광체는 온도 상승에 동반하는 휘도 저하가 작고 내구성이 우수하기 때문에 발광 장치에서의 발광 다이오드(이하, LED라고 함)용 녹색 발광 형광체로서 널리 이용되고 있다.
이러한 형광체를 발광 장치에 실장하는 경우, 일반적으로 형광체를 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 실리콘 고무 등의 투광인 봉지 수지에 분산시켜 슬러리로 하고, 이 슬러리를 발광면의 발광 소자를 둘러싸도록 도포하여 경화시키는 것이 이루어지고 있다.
그러나, 종래의 β형 사이알론 형광체는 봉지 수지와의 젖음성이 충분하지 않기 때문에 봉지 수지와의 밀착성이 낮아 형광체와 봉지 수지의 계면에서 박리를 발생하는 경우가 있었다. 계면에 발생한 박리는 광의 굴절이나 산란을 야기하기 때문에 경시적으로 봉지 수지와의 계면에 박리가 축적되어 감에 따라 휘도 저하나 색 어긋남이 발생하게 된다. 이 때문에 β형 사이알론 형광체 자체는 내열성이나 내구성이 우수해도 그 특성을 충분히 이끌어내는 것이 어려워 장기 안정성을 실현할 수 없다는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 일본공개특허 2008-303331호 공보
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 면밀히 검토한 결과, β형 사이알론 형광체 입자의 표면에 특정의 소수화 물질을 부착시켜 소수화 물질로 이루어지는 박막 형상의 표면층을 설치함으로써 봉지 수지와의 계면에서 박리를 발생하기 어려워지는 것을 발견하였다. 또한, 이 소수화 물질에 의한 표면층을 갖는 형광체(이하, 「소수화 처리 형광체」라고 부름)를 이용함으로써 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작고 장기 안정성이 우수한 발광 장치가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은
일반식 Si6 - zAlzOzN8 - z:Eu2 +(z는 0보다 크고 4.2 이하임)로 나타나는 형광체 입자와,
형광체 입자의 표면에 부착시킨 소수화 물질로 이루어지는 표면층을 가지며,
소수화 물질이 탄소수 12 이상의 장쇄 지방산, 점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일 또는 이들 모두로 이루어지는 소수화 처리 형광체를 요지로 한다.
또한, 본 발명은 상기 소수화 처리 형광체와 발광 소자를 구비하는 발광 장치를 요지로 한다.
본 발명의 소수화 처리 형광체는 형광체 입자의 표면에 특정의 소수화 물질로 이루어지는 표면층이 설치되어 있음으로써 종전의 β형 사이알론 형광체보다 봉지 수지와의 밀착성이 우수하여 봉지 수지와의 계면에서 박리를 발생하기 어렵다. 또한, 이 소수화 처리 형광체를 이용함으로써 본 발명의 발광 장치는 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작고 장기 안정성이 우수하다. 구체적으로 기온 85℃, 상대 습도 85%의 환경 하에서 150mA로 1000시간 통전시킨 후의 JIS Z8701에 기초한 색도 좌표 CIEy값의 어긋남을 통전 전의 값에 대해 ±5%의 범위 내로 억제할 수 있다.
<소수화 처리 형광체>
본 발명의 소수화 처리 형광체는 일반식 Si6 - zAlzOzN8 - z:Eu2 +(z는 0보다 크고 4.2 이하임)로 나타나는 β형 사이알론의 형광체 입자의 표면에 소수화 물질을 박막 형상으로 부착시킨 것이다.
<형광체 입자>
본 발명의 소수화 처리 형광체에 이용되는 형광체 입자는 일반식 Si6 - zAlzOzN8 -z(z는 0보다 크고 4.2 이하임)로 나타나는 β형 사이알론의 모체 결정에 발광 중심인 Eu2 +가 고용된 것으로, 상기 특허문헌 1 등에 기재되는 주지의 β형 사이알론 형광체를 이용할 수 있다.
발광 효율의 관점에서 형광체 입자가 β형 사이알론 결정상을 고순도로 최대한 많이 포함하고 있는 것, 가능하면 β형 사이알론 결정의 단상으로 구성되어 있는 것이 바람직하지만, 특성이 저하되지 않는 범위이면 약간량의 불가피한 비정질상 및 다른 결정상을 포함하고 있어도 상관없다.
형광체 입자의 평균 입경은 너무 작으면 발광 강도가 낮고 광을 산란하기 쉬운 경향이 있으며 봉지 수지에의 균일 분산도 어려워지는 경향이 있다. 한편, 형광체 입자의 평균 입경이 너무 크면 발광 강도 및 색조의 불균일을 일으키는 경향이 있다. 이 때문에 형광체 입자의 부피 기준의 적산분율에서 50% 지름(D50)은 1μm 이상 30μm 이하인 것이 바람직하다.
<소수화 물질>
소수화 물질은 형광체 입자의 표면에 부착되어 박막 형상의 표면층을 형성함으로써 형광체 입자의 소수성 물질에 대한 친화성의 척도인 「소수화도」를 향상시킨다. 소수화도를 향상시킴으로써 봉지 수지와의 젖음성이 개선되고 봉지 수지와의 계면에서 박리의 발생이 억제된다.
본 발명에서의 「소수화도」는 이하의 방법에 따라 측정된다.
(1) 500ml의 삼각 플라스크에 측정 대상의 소수화 처리 형광체 0.2g을 칭량한다.
(2) 이온 교환수 50ml를 (1)에 더하고 스터러로 교반한다.
(3) 교반을 한 채로 뷰렛으로부터 메탄올을 적하시키고, 소수화 처리 형광체의 전체량이 이온 교환수에 현탁되었을 때의 적하량을 측정한다.
(4) 다음 식에 의해 소수화도를 구한다.
소수화도(%)=[메탄올 적하량(ml)]×100/[메탄올 적하량(ml)+이온 교환수량(ml)]
본 발명의 소수화 처리 형광체의 소수화도는 10% 이상이고, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 75% 이상이다. 소수화도가 10% 이상이면 봉지 수지와의 계면에서 박리의 발생을 충분히 감소시킬 수 있다.
소수화도를 10% 이상으로 할 수 있는 소수화 물질로서는 탄소수 12 이상의 장쇄 지방산, 점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일 중 어느 하나 또는 모두를 사용할 수 있다.
탄소수 12 이상의 장쇄 지방산으로서는 전형적으로 탄소수가 12~30, 보다 바람직하게는 탄소수가 12~22의 포화 또는 불포화의 고급 지방산을 이용할 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 탄소수 12 이상의 장쇄 지방산으로서는 예를 들어 라우린산(C12), 미리스틴산(C14), 올레인산(C18), 스테아린산(C18), 리놀산(C18) 및 베헨산(C22)을 들 수 있다.
점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일로서는 전형적으로 점도가 0.01~1.5 Pa·s의 범위, 보다 바람직하게는 점도가 0.04~0.8 Pa·s의 범위의 실리콘 오일을 사용할 수 있다. 실리콘 오일의 점도가 너무 높으면 표면층의 두께를 균일하게 형성할 수 없는 경우가 있고, 실리콘 오일의 점도가 너무 낮으면 형광체 입자 표면에의 부착성이 저하되어 충분한 소수화도를 달성할 수 없는 경우가 있다. 점도의 측정은 25℃에서 행한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일로서는 예를 들어 히드록시 말단 디메틸 폴리실록산, 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, 메틸하이드로젠실리콘 오일, 알킬 변성 실리콘 오일, 폴리에테르 변성 실리콘 오일, 아미노 변성 실리콘 오일, 에폭시 변성 실리콘 오일, 에폭시·폴리에테르 변성 실리콘 오일, 카르복실 변성 실리콘 오일, 메르캅토 변성 실리콘 오일 등을 들 수 있다.
<표면층의 형성>
형광체 입자의 표면에 소수화 물질을 박막 형상으로 부착시키는 방법은 형광체 입자와 소수화 물질을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 소수화 물질은 단독으로 사용해도 되지만, 형광체 입자와의 균일한 혼합을 도와주기 위해 소수화 물질을 용해할 수 있는 용매에 혼합하여 사용해도 된다. 이러한 용매로서는 예를 들어 에탄올 등을 들 수 있다.
형광체 입자에 대한 소수화 물질의 첨가량은 형성되는 표면층의 두께가 0.02μm 이상 0.5μm 이하, 보다 바람직하게는 0.04μm 이상 0.2μm 이하가 되는 양이 바람직하다. 표면층의 두께는 형광체 입자와 소수화 물질의 혼합 비율을 바꿈으로써 조절할 수 있다. 전형적으로 소수화 물질은 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량% 이상 5.0질량% 이하가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다. 소수화 물질의 부착량 또는 표면층의 두께가 너무 작으면 봉지 수지에 분산시켰을 때에 봉지 수지와의 계면에서 박리 방지 효과가 불충분해지는 경향이 있고, 소수화 물질의 양이 너무 많으면 계면 근방에서 봉지 수지의 경화가 저해되어 경시적인 색 어긋남이 발생하는 경우가 있다.
<발광 장치>
본 발명의 발광 장치는 적어도 상기 소수화 처리 형광체를 포함하는 형광체와 발광 소자를 구비한다. 발광 장치로서는 조명 장치, 백라이트 장치, 화상 표시 장치 및 신호 장치 등이 있다.
발광 소자는 240~500nm의 파장의 광을 발하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 420nm 이상 500nm 이하의 청색 LED 발광 소자가 바람직하다.
발광 장치에 사용하는 형광체로서는 본 발명의 소수화 처리 형광체에 더하여 다른 형광체를 병용할 수 있다. 본 발명의 소수화 처리 형광체와 병용할 수 있는 다른 형광체는 특별히 한정되는 것은 아니고, 발광 장치에 요구되는 휘도나 연색성 등에 따라 적절히 선택 가능하다. 본 발명의 소수화 처리 형광체와 다른 발광색의 형광체를 혼재시킴으로써 주백색~전구색의 다양한 색 온도의 백색을 실현할 수 있다.
본 발명의 소수화 처리 형광체를 포함하는 형광체는 봉지 수지에 분산시켜 슬러리로 하고, 이 슬러리를 발광면의 발광 소자를 둘러싸도록 성형함으로써 발광 장치에 실장된다.
봉지 수지로서는 상온에서 유동성을 갖는 실리콘 수지 등의 열경화성 수지를 이용할 수 있고, 예를 들어 토레 다우코닝 주식회사 제품 JCR6175를 들 수 있다.
본 발명의 소수화 처리 형광체를 포함하는 형광체는 봉지 수지에 대해 30질량% 이상 50질량% 이하가 되도록 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 장치는 소수화 처리 형광체를 이용하기 때문에 봉지 수지와의 계면에서 박리가 발생하기 어렵다. 이 때문에 경시적인 휘도 저하 및 색 어긋남이 작고 장기 안정성이 우수하다.
실시예
본 발명을 이하에 나타내는 실시예에 의해 더욱 자세하게 설명한다.
[실시예 1~7 및 비교예 1~3]
실시예 1~7 및 비교예 1~3은 모두 Si6 - zAlzOzN8 - z:Eu2 +(z=0.04)로 나타나는 β형 사이알론 형광체에 기초한 것이다. 비교예 1은 형광체 입자의 표면에 소수화 물질로 이루어지는 표면층을 설치하지 않은 종래의 형광체이며, 비교예 2 및 3은 본 발명에 규정하는 소수화 물질과는 다른 물질로 표면 처리한 형광체이다. 한편, 실시예 1~7은 형광체 입자의 표면에 본 발명에서 규정하는 특정의 소수화 물질을 부착시켜 표면층을 형성한 소수화 처리 형광체이다.
<비교예 1>
비교예 1의 형광체를 이하에 기재하는 바와 같이 원료를 혼합하는 혼합 공정, 혼합 공정 후의 원료를 소성하는 소성 공정과 소성 공정 후의 소결체를 후처리하는 어닐 공정 및 산처리 공정을 거쳐 제조하였다.
<혼합 공정>
α형 질화 규소(우베코산 주식회사 제품 SN-E10그레이드, 산소 함유량 1.0질량%) 95.45질량%, 질화 알루미늄(주식회사 도쿠야마 제품 E그레이드, 산소 함유량 0.8질량%) 3.1질량%, 산화 알루미늄(다이메이 화학 주식회사 제품 TM-DAR그레이드) 0.66질량% 및 산화 유로퓸(신에츠 화학 공업 주식회사 제품 RU그레이드) 0.79질량%가 되도록 칭량하였다. 이러한 원료의 배합비는 β형 사이알론의 일반식: Si6 -zAlzOzN8-z에서 산화 유로퓸을 제외하고 z=0.04가 되도록 설계하였다. 이 원료 분말을 V형 혼합기(츠츠이 이화학 기계 주식회사 제품 S-3)로 10분간 건식 혼합하였다. 원료의 크기를 가지런히 하기 위해 혼합 후의 원료 중에서 눈크기 250μm의 나일론 제품 체를 통과한 것을 이하의 공정에 이용하였다.
<소성 공정>
분급 후의 혼합물을 덮개가 부착된 원통형 질화 붕소제 용기(덴키 화학 공업 주식회사 제품 N-1그레이드)에 충전하고, 카본 히터의 전기로에서 0.8MPa의 가압 질소 분위기 중에서 2000℃로 15시간 방치하여 소성을 행하였다. 소성 종료 후 용기를 꺼내고 실온이 될 때까지 방치하였다. 얻어진 덩어리 형상의 소성물을 형광체로서 요구되는 입자 크기 및 입자 형태로 하기 위해 롤 분쇄기로 해쇄하였다. 눈크기 150μm의 체를 통과한 분체를 이하의 공정에 이용하였다.
<어닐 공정>
소성 공정 후의 분급된 분체를 아르곤 가스 분위기 하에서 1450℃로 8시간 방치하였다.
<산처리 공정>
어닐 공정 후의 분체를 불화수소산과 질산의 혼산에 30분간 담금으로써 산처리를 행하였다. 산처리 후의 분체로부터 산을 분리하기 위해 분체를 혼산마다 합성 수지제 필터에 흘려보내고, 필터 상에 남은 분체를 물로 씻어 Si6 - zAlzOzN8 -z:Eu2+(z=0.04)로 나타나는 비교예 1의 형광체를 얻었다.
<실시예 1>
비교예 1의 형광체 입자와 올레인산(간토 화학 주식회사 제품, Cica 1급)을 형광체 입자 100질량%에 대해 올레인산 1.0질량%의 비율이 되도록 배합하여 10분간 혼합하였다. 혼합 후에 눈크기 75μm의 체를 이용하여 분급하고, 올레인산으로 이루어지는 두께 0.04μm의 표면층을 갖는 실시예 1의 소수화 처리 형광체를 얻었다.
<실시예 2~7 및 비교예 2~3>
실시예 2~7 및 비교예 2~3은 사용하는 소수화 물질 및 배합량을 각각 이하와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 제조하였다.
실시예 2, 3에서는 올레인산의 배합량을 형광체 입자 100질량%에 대해 각각 3.0질량%, 5.0질량%로 하였다.
실시예 4에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의 라우린산(간토 화학 주식회사 제품)을 에탄올에 희석한 것을 소수화 물질로서 이용하였다.
실시예 5에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의 스테아린산(도쿄 화성 공업 주식회사 제품)을 에탄올에 희석한 것을 소수화 물질로서 이용하였다.
실시예 6에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의 베헨산(간토 화학 주식회사 제품)을 에탄올에 희석한 것을 소수화 물질로서 이용하였다.
실시예 7에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의, 점도가 0.08 Pa·s인 실리콘 오일(모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 저팬 합동회사 제품 YF3800)을 소수화 물질로서 이용하였다.
비교예 2에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의 헥산산(간토 화학 주식회사 제품)을 에탄올에 희석한 것을 소수화 물질로서 이용하였다. 헥산산은 탄소수 6의 중쇄 지방산이다.
비교예 3에서는 형광체 입자 100질량%에 대해 1.0질량%의, 점도가 3.0 Pa·s인 실리콘 오일(신에츠 화학 공업 주식회사 제품 KF-96-3000cs)을 소수화 물질로서 이용하였다.
<형광체의 평가>
다음으로 얻어진 소수화 처리 형광체(또는 형광체)를 이하의 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112016104759412-pct00001
<표면층의 막두께>
표면층의 막두께(μm)는 형광체 입자의 표면에 부착시킨 소수화 물질에 의해 형성된 표면층의 두께로서 다음 식에 의해 산출하였다.
막두께(μm)=[표면층의 부피(㎥)/형광체의 표면적(㎡)]×106
표면층의 부피(㎥)=표면층의 질량(g)/[표면층의 밀도(g/㎤)×106]
형광체의 표면적(㎡)=형광체의 비표면적(㎡/g)×형광체 전체의 질량(g)
<소수화도>
소수화도(%)는 상술한 바와 같이 이하의 방법에 따라 측정하였다.
(1) 500ml의 삼각 플라스크에 측정 대상의 소수화 처리 형광체 0.2g을 칭량한다.
(2) 이온 교환수 50ml를 (1)에 더하고 스터러로 교반한다.
(3) 교반을 한 채로 뷰렛으로부터 메탄올을 적하시키고, 상기 소수화 처리 형광체의 전체량이 이온 교환수에 현탁되었을 때의 적하량을 측정한다.
(4) 다음 식에 의해 소수화도를 구한다.
소수화도(%)=[메탄올 적하량(ml)]×100/[메탄올 적하량(ml)+이온 교환수량(ml)]
<내부 양자 효율 및 외부 양자 효율>
소수화 처리 형광체의 양자 효율을 다음 방법에 의해 상온에서 평가하였다.
적분구(Φ60mm)의 측면 개구부(Φ10mm)에 반사율이 99%인 표준 반사판(Labsphere사 제품 스펙트라론)을 세트하였다. 이 적분구에 발광 광원으로서의 Xe 램프로부터 455nm의 파장으로 분광한 단색광을 광파이버에 의해 도입하고, 반사광의 스펙트럼을 분광 광도계(오츠카 전자 주식회사 제품 MCPD-7000)에 의해 측정하였다. 그 때, 450~465nm의 파장 범위의 스펙트럼으로부터 여기광 포톤수(Qex)를 산출하였다.
다음으로 오목형 셀에 표면이 평활해지도록 소수화 처리 형광체를 충전한 것을 적분구의 개구부에 세트하고, 파장 455nm의 단색광을 조사하여 여기의 반사광 및 형광의 스펙트럼을 분광 광도계에 의해 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 데이터로부터 여기 반사광 포톤수(Qref) 및 형광 포톤수(Qem)를 산출하였다.
여기 반사광 포톤수는 여기광 포톤수와 동일한 파장 범위에서, 형광 포톤수는 465~800nm의 범위에서 산출하였다.
얻어진 3종류의 포톤수로부터 외부 양자 효율(%)=Qem/Qex×100, 내부 양자 효율(%)=Qem/(Qex-Qref)×100을 구하였다.
<색도 CIEx 및 색도 CIEy>
색도 좌표를 분광 광도계(오츠카 전자사 제품 MCPD-7000)를 이용하여 측정하였다. 여기광으로서 파장 455nm의 청색광을 이용하였다.
분광 광도계의 시료부에 측정 대상의 형광체를 충전하고 표면을 평활하게 하여 적분구를 장착하였다. 이 적분구에 발광 광원으로서의 Xe 램프로부터의 광으로부터 파장 455nm의 청색광으로 분광한 단색광을 광파이버를 이용하여 도입하였다. 이 단색광을 형광체에 조사하여 측정하였다. 측정 결과 중 465~780nm의 파장 범위의 데이터로부터 JIS Z8724에 준하여 JIS Z8701로 규정되는 XYZ 표색계에서의 색도 좌표 CIEx와 CIEy를 산출하였다.
<상대 피크 강도>
상대 피크 강도(%)로서 YAG:Ce 형광체(화성 옵토닉스 주식회사 제품 P46Y3)의 발광 스펙트럼의 피크 높이를 100%로 하였을 때의 상대적인 강도를 구하였다.
<광속 유지율>
광속 유지율(%)은 광의 강도(휘도)의 경시적인 감쇠를 평가하는 값이다. 광속 유지율(%)은 측정 대상의 소수화 처리 형광체를 LED의 발광면 측에 탑재한 발광 장치를 제조하고, 이 발광 장치를 고온 고습도 환경 하에서 일정 시간 구동시키기 전후의 광속을 비교함으로써 평가하였다.
(발광 장치의 제조)
발광 장치는 측정 대상의 소수화 처리 형광체 50질량%와 실리콘 수지(토레 다우코닝 주식회사 제품 JCR6175) 50질량%를 교반 혼합한 슬러리 3.4μL을 LED 칩을 갖는 2개의 톱뷰 타입 패키지에 주입하고 150℃에서 2시간 가열하여 슬러리를 경화시킴으로써 제조하였다. LED 칩은 파장 460nm에 피크를 갖는 청색 발광의 것을 이용하였다.
(광속 유지율의 산출 방법)
광속의 측정은 LED 측정 장치(Instrument System사 제품 CAS140B)를 이용하였다.
측정 대상의 소수화 처리 형광체를 실장한 발광 장치를 온도 85℃, 습도 85%의 환경 하에서 통전(150mA)하고 500시간, 1000시간 구동시킨 후의 광속을 측정하였다. 고속 유지율은 500시간 경과 후의 LED의 광속, 1000시간 경과 후의 LED의 광속을 통전 개시 전(0시간 경과)의 광속으로 나눈 값에 100을 곱한 값이다. 1000시간 경과시의 합격값은 90% 이상이다.
<색도 CIEy 유지율>
색도 CIEy 유지율(%)은 경시적인 색 어긋남을 평가하는 값이다. 색도 CIEy 유지율(%)은 광속 유지율의 측정 방법과 동일한 발광 장치와 측정 조건을 이용하여 고온 고습도 환경 하에서 일정 시간 구동시키기 전후의 색도 CIEy를 비교함으로써 평가하였다. 구체적으로 500시간 경과 후의 색도 CIEy, 1000시간 경과 후의 색도 CIEy를 통전 개시 전(0시간 경과)의 색도 CIEy로 나눈 값에 100을 곱한 값이다. 500시간 경과시에서의 합격값은 90%이며, 1000시간 경과시에서의 합격값은 95%이다.
표 1에 나타나는 바와 같이 실시예 1~7의 소수화 처리 형광체는 내부 양자 효율, 외부 양자 효율, 색도 CIEx, 색도 CIEy 및 상대 피크 강도에 관해서는 비교예 1 및 2의 형광체와 큰 차이는 확인할 수 없었다. 그러나, 비교예 1 및 2의 형광체는 1000시간 경과시의 광속 유지율 및 색도 CIEy 유지율이 합격 기준에 도달하지 못한 것에 반해, 실시예 1~7의 소수화 처리 형광체는 모두 합격 기준을 만족시키며 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작은 것이 확인되었다.
또, 비교예 3은 소수화 물질로서 이용한 실리콘 오일이 고점도이며, 형광체 입자의 표면에 균일한 막두께의 표면층을 형성할 수 없었기 때문에 평가를 하지 않았다.
<실시예 8>
실시예 1의 소수화 처리 형광체를 발광 광원으로서의 청색 발광 LED의 발광 표면에 탑재한 발광 장치를 제조하였다. 이 발광 장치는 실시예 1의 소수화 처리 형광체를 이용하고 있으므로 비교예 1의 형광체를 이용한 발광 장치보다 휘도 및 발광색의 경시적 변화가 작고 장기 안정성이 우수하였다.

Claims (2)

  1. 일반식 Si6 - zAlzOzN8 - z:Eu2 +(z는 0보다 크고 4.2 이하임)로 나타나는 형광체 입자와,
    형광체 입자의 표면에 부착시킨 소수화 물질로 이루어지는 표면층을 가지며,
    소수화 물질이 탄소수 12 이상의 장쇄 지방산, 점도 1.5 Pa·s 이하의 실리콘 오일 또는 이들 모두로 이루어지는 소수화 처리 형광체.
  2. 청구항 1에 기재된 소수화 처리 형광체와 발광 소자를 구비하는 발광 장치.
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