KR102471078B1 - Glass composite comprising light emitting nanoparticle and LED device comprinsing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광특성을 가지는 나노입자를 포함한 유리 및 이와 상이한 연화점을 가지는 유리를 포함하고, 나노입자를 포함한 유리가 다른 유리에 분말 또는 입자 형태로 담지된 유리복합체에 관한 것으로 기존의 백색 LED 소자에 사용하는 유·무기 색변환 소재가 가지는 여러 특성의 한계를 극복할 수 있는 기술을 제공할 수 있다. The present invention relates to a glass composite comprising glass containing nanoparticles having light-emitting properties and glass having a different softening point, and wherein the glass containing nanoparticles is supported in the form of powder or particles on another glass. It is possible to provide a technology capable of overcoming the limitations of various characteristics of the organic/inorganic color conversion materials used.

Description

발광 나노입자를 포함하는 유리복합체 및 이를 이용한 LED 소자{Glass composite comprising light emitting nanoparticle and LED device comprinsing the same}Glass composite comprising light emitting nanoparticle and LED device comprinsing the same}

본 발명은 서로 다른 2종 이상의 유리를 포함하고 적어도 하나 이상의 유리에 발광 나노입자가 함유된 유리복합체, 이를 이용한 LED 소자 및 디스플레이에 관한 것이다. The present invention relates to a glass composite comprising two or more different types of glass and at least one glass containing luminescent nanoparticles, and an LED device and display using the same.

다양한 조명 장치와 LCD 백라이트(backlight) 등에 사용하는 전통적인 백색 LED(White LED)는 실리콘(Silicone)이나 에폭시(Epoxy)계열의 유기바인더와 형광체(Phosphor)를 섞어 청색 LED(Blue LED) 상에 도포하여 제조한다. 보다 대중화된 실리콘 수지는 열적·화학적 안정성이 낮아 장시간 운용 시 효율 저하 및 수명 단축 문제가 있다. 그리고 유리나 세라믹 등을 포함하는 무기 색변환 소재(inorganic color converter)에 비해 고열과 습기 등에 대한 내구성이 좋지 못하며 특히 고출력 LED에는 무기 색변환 소재가 더 적합할 수 있다. The traditional white LED used in various lighting devices and LCD backlights is coated on the blue LED by mixing a silicone or epoxy-based organic binder and phosphor. manufacture The more popular silicone resin has low thermal and chemical stability, so there is a problem of reduced efficiency and shortened lifespan during long-term operation. In addition, durability against high heat and moisture is not good compared to inorganic color converters including glass or ceramics. In particular, inorganic color converters may be more suitable for high-power LEDs.

LED 제조에 사용하는 대표적인 무기 색변환 소재는 PC(Phosphor Ceramic), PGC(Phosphor Glass Ceramic), PiG(Phosphor in Glass), BGP(Bulk Glass Phosphor)가 있고 한국 공개특허 제10-2019-0043346호 및 제10-2020-0018839호 등에서 이와 관련된 발명을 공개하고 있다. Representative inorganic color conversion materials used in LED manufacturing include PC (Phosphor Ceramic), PGC (Phosphor Glass Ceramic), PiG (Phosphor in Glass), and BGP (Bulk Glass Phosphor), and Korean Patent Publication No. 10-2019-0043346 and A related invention is disclosed in No. 10-2020-0018839 and the like.

그러나 무기 색변환 소재도 해결해야할 기술적 한계가 존재한다. PC는 광변환 높으나 사용할 수 있는 형광체가 제한적이고 고도화된 소결공정이 요구되고, PGC는 별도의 형광체가 필요하지 않으나 결정화되는 형광체의 양과 그 정도의 조절이 어려워 효율이 낮은 문제가 있다. 또한 PiG는 간단한 제조 공정으로 쉽게 빛의 색도를 조절할 수 있고 고효율을 가지는 형광체를 쉽게 적용할 수 있으나 형광체가 손상되지 않는 낮은 온도에서 소성이 가능하면서 형광체가 반응하지 않는 프릿(frit) 소재가 필요하고, BGP는 발광 가능한 유리 소재 내 활성 이온이나 양자점(quantum dots) 등을 발광체로 활용하여 간단한 공정으로 자유로운 성형이 가능한 반면 낮은 효율로 인해 상용화가 어려운 문제가 있다.However, inorganic color conversion materials also have technical limitations that need to be addressed. PC has high light conversion, but the usable phosphor is limited and requires an advanced sintering process, and PGC does not require a separate phosphor, but has a problem of low efficiency because it is difficult to control the amount and degree of crystallized phosphor. In addition, PiG can easily adjust the chromaticity of light with a simple manufacturing process and can easily apply high-efficiency phosphors, but requires a frit material that does not react with phosphors while being fired at a low temperature that does not damage the phosphors. , BGP uses active ions or quantum dots in a light-emitting glass material as a light emitting body, and can be molded freely with a simple process, but commercialization is difficult due to low efficiency.

한국 공개특허 제10-2019-0043346호Korean Patent Publication No. 10-2019-0043346 한국 공개특허 제10-2020-0018839호Korean Patent Publication No. 10-2020-0018839

본 발명은 여러 무기 색변환 소재가 가지는 다양하고 넓은 범위의 색변환, 고효율의 광변환, 장시간 유지되는 발광, 광속 저하의 개선, 쉬운 제조 공정 등의 장점을 가지는 동시에 단점을 최소화 할 수 있는 유리복합체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. The present invention is a glass composite that can minimize the disadvantages while having the advantages of various inorganic color conversion materials such as color conversion in a wide range, high efficiency light conversion, long-lasting light emission, improvement in luminous flux reduction, and easy manufacturing process. And to provide a manufacturing method thereof.

본 발명에 의한 유리복합체는 열처리 후 발광특성을 가지는 나노입자를 포함하는 제1종 유리 및;The glass composite according to the present invention includes first-class glass including nanoparticles having light-emitting properties after heat treatment;

상기 제1종 유리 대비 연화점이 낮은 제2종 유리를 포함하고,Including a second type glass having a lower softening point than the first type glass,

상기 제1종 유리는 상기 제2종 유리에 입자상으로 분산된 것을 특징으로 한다.The first type glass is characterized in that it is dispersed in the form of particles in the second type glass.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 나노입자는 양자점(Quantum dot) 또는 나노결정(nanocrystal)일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be quantum dots or nanocrystals.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 제1종 유리는 상기 제2종 유리에 입자상으로 분산된 것일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the first type glass may be dispersed in the second type glass in the form of particles.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 나노입자는 10nm이하일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be 10 nm or less.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 나노입자는 CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP 및 CsPbX3(X=Cl, Br 또는 I)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the nanoparticles are selected from the group consisting of CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP and CsPbX 3 (X = Cl, Br or I) It may be one or more.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 제1종 유리는 저머네이트(germanate), 보로저머네이트(boro-germanate), 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the first type of glass is germanate, boro-germanate, silicate, boro-silicate, and aluminosilicate. -silicate), borate, phosphate, tellurite, oxyfluoride, and oxynitride.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 제2종 유리는 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the second type of glass is silicate, boro-silicate, alumino-silicate, borate, phosphate, and tellurium. It may be at least one selected from the group consisting of tellurite, oxyfluoride, and oxynitride.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 제1종 유리 : 제2종 유리의 중량비는 1:9 내지 5:5일 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the first type glass to the second type glass may be 1:9 to 5:5.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 제1종 유리 및 제2종 유리 프릿(frit)은 600℃ 이하에서 열처리 및 소성될 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the first type glass and the second type glass frit may be heat treated and fired at 600° C. or less.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체는 형광체를 더 포함할 수 있다.The glass composite according to an embodiment of the present invention may further include a phosphor.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 형광체는 YAG계 형광체, 실리케이트(silicate)계 형광체, 나이트라이드(nitride)계 형광체, 플로우라이드(fluoride)계 형광체, 설파이드(sulfide)계 형광체, 옥시설파이드(oxysulfide)계 형광체, 옥시나이트라이드(oxynitride)계 형광체, 및 옥시플루오라이드(oxyfluoride)계 형광체 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the phosphor is a YAG-based phosphor, a silicate-based phosphor, a nitride-based phosphor, a fluoride-based phosphor, a sulfide-based phosphor, and an oxysulfide phosphor. It may include at least one selected from an oxysulfide-based phosphor, an oxynitride-based phosphor, and an oxyfluoride-based phosphor.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체에서 상기 형광체는 상기 유리복합체의 일면에 도포된 것을 특징으로 할 수 있다. In the glass composite according to an embodiment of the present invention, the phosphor may be coated on one surface of the glass composite.

본 발명은 또한 본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체를 포함하는 색변환 소재를 제공한다. The present invention also provides a color conversion material comprising the glass composite according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 또한 상기 색변환소재를 포함하는 LED소자 및 이러한 LED 소자를 포함하는 디스플레이를 제공한다. The present invention also provides an LED device including the color conversion material and a display including the LED device.

본 발명의 유리복합체는 다양한 색의 빛 방출이 가능하면서 동시에 넓은 범위의 색 영역을 구현할 수 있다. 그리고 본 발명의 유리복합체는 오랜 시간 동안 사용하여도 일정한 발광세기(Light Intensity, Luminous Intensity)를 유지할 수 있고, 광속 저하특성(Luminous flux loss) 특성이 획기적으로 개선된 LED 제조에 활용할 수 있다. 또한 형광체(phosphor)에 제한받지 않고 비교적 간단한 제조공정을 통해 제조가능하며, 나아가 균일하고 높은 효율의 광변환 특성을 가지는 유리복합체를 제공할 수 있다. The glass composite of the present invention can emit light of various colors and at the same time realize a wide range of color gamut. In addition, the glass composite of the present invention can maintain a constant light intensity (Light Intensity, Luminous Intensity) even when used for a long time, and can be used for manufacturing LEDs with significantly improved luminous flux loss characteristics. In addition, it can be manufactured through a relatively simple manufacturing process without being limited to phosphors, and furthermore, it is possible to provide a glass composite having uniform and high-efficiency light conversion characteristics.

도 1은 본 발명의 제1종 유리(Glass-1) 및 제2종 유리(Glass-2)를 포함한 유리복합체를 색변환 소재로 활용한 LED 소자를 보여준다.
도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 유리복합체 제조에서 특성 측정까지의 순서를 보여준다.
도 3은 제조예 1 및 제조예 2의 제조순서를 대략적으로 도시한 것이다.
도 4는 제조예 1의 유리 복합체를 FE-SEM 및 EDS로 관찰하고 이를 도시한 것이다.
도 5는 QiG 타입과 QDEG 타입의 LED 소자 각각의 청색광 투과 여부와 녹색과 강도를 보여준다(EL: Electro Luminescence, PL: photo luminescence).
도 6은 QiG 타입과 QDEG 타입의 LED 소자 각각의 시간에 따른 발광 세기 정도(A)와 광속 저하 변화(B)를 보여준다.
도 7은 제 1종 유리 및 제 2종 유리의 혼합비에 따른 투과 강도 및 색변환 특성을 도시한 것이다.
도 8은 적색 형광체를 내부에 포함하는 QiG 타입의 LED 소자에서 색변환 특성을 보여준다.
도 9는 적색 형광체층을 포함하는 LED 소자의 구조를 간략히 도시한 것이다.
도 10은 적색 형광체층을 포함하는 LED 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 11은 적색 형광체층을 포함하는 LED 소자의 색재현 범위를 도시한 것이다.
1 shows an LED device using a glass composite including a first type glass (Glass-1) and a second type glass (Glass-2) of the present invention as a color conversion material.
Figure 2 shows a sequence from manufacturing the glass composite of the present invention to measuring properties according to an embodiment.
Figure 3 schematically shows the manufacturing sequence of Preparation Example 1 and Preparation Example 2.
4 is a view showing the observation of the glass composite of Preparation Example 1 with FE-SEM and EDS.
FIG. 5 shows whether blue light is transmitted through each of the QiG-type and QDEG-type LED elements, and the intensity of green light (EL: Electro Luminescence, PL: photo luminescence).
6 shows the luminous intensity level (A) and the luminous flux reduction change (B) of each of the QiG type and QDEG type LED elements over time.
7 shows transmission intensity and color conversion characteristics according to the mixing ratio of the first type glass and the second type glass.
8 shows color conversion characteristics in a QiG type LED device including a red phosphor therein.
9 schematically illustrates the structure of an LED device including a red phosphor layer.
10 shows an emission spectrum of an LED device including a red phosphor layer.
11 illustrates a color reproduction range of an LED device including a red phosphor layer.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and characteristics of the embodiments of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명에 의한 유리복합체는 열처리 후 발광특성을 가지는 나노입자를 포함하는 제1종 유리 및; The glass composite according to the present invention includes first-class glass including nanoparticles having light-emitting properties after heat treatment;

상기 제1종 유리 대비 연화점이 낮은 제2종 유리를 포함하고,Including a second type glass having a lower softening point than the first type glass,

상기 제1종 유리는 상기 제2종 유리에 입자상으로 분산된 것을 특징으로 한다.The first type glass is characterized in that it is dispersed in the form of particles in the second type glass.

본 발명은 발광 특성을 가지는 나노입자를 포함하는 유리복합체 및 이의 제조방법에 관한 발명으로, 본 발명의 유리복합체는 무기 색변환 소재(inorganic color converter)로 사용할 수 있고 나아가 LED(Light-Emitting Diode) 소자로 활용할 수 있다. The present invention relates to a glass composite containing nanoparticles having light-emitting properties and a method for manufacturing the glass composite. Can be used as a minor.

본 발명의 유리복합체는 2종 이상의 유리(glass)를 포함하는 유리복합체로서 유리복합체를 구성하는 각각의 유리들의 조성과 유리들에 포함된 입자나 결정들에 따라 특성이 변화될 수 있다. 그리고 유리복합체는 서로 다른 종류의 유리들이 형성하는 형태적 특징에 의해 기존의 무기 색변환 소재에 비해 우수한 특성을 나타낼 수 있다. The glass composite of the present invention is a glass composite including two or more types of glass, and characteristics may vary depending on the composition of each glass constituting the glass composite and the particles or crystals included in the glass. In addition, the glass composite can exhibit superior properties compared to conventional inorganic color conversion materials due to the morphological characteristics formed by different types of glasses.

본 발명의 유리복합체는 서로 다른 2종의 유리를 포함할 수 있다. 이 때 서로 다른 2종의 유리는 제1종 유리 및 제2종 유리로 구분한다. The glass composite of the present invention may include two different types of glass. At this time, the two different types of glass are classified as first type glass and second type glass.

제1종 유리와 제2종 유리는 서로 연화점이 상이한 유리로 제1종 유리의 연화점은 제2종 유리의 연화점보다 낮다. 상이한 연화점에 의해 유리복합체에서 제1종 유리는 제2종에 담지된 형태가 될 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Type 1 glass and Type 2 glass have different softening points, and the softening point of Type 1 glass is lower than that of Type 2 glass. In a glass composite due to different softening points, the first type glass can be supported on the second type glass. Specifically, it is as follows.

본 발명의 유리복합체 제조 과정에서 용융-담금질(melting-quencing) 후 분쇄(pulverizing)를 거쳐 제조한 제1종 유리 프릿(frit) 및 제2종 유리 프릿을 섞은 혼합물을 압착하고 열처리(heat treatment) 과정을 거치게 된다. 제1종 유리 및 제2종 유리는 상이한 연화점을 가지기 때문에 열처리 과정에서 연화점이 상대적으로 낮은 제2종 유리는 연화되면서 매트릭스 형태를 형성하고, 연화점이 상대적으로 높은 제1종 유리는 분말 혹은 입자 상태로 제2종 유리가 형성한 매트릭스에 고르게 분포하게 된다. In the process of manufacturing the glass composite of the present invention, a mixture of first-class glass frit and second-class glass frit prepared through pulverizing after melting-quenching is pressed and heat treated going through the process Since Type 1 glass and Type 2 glass have different softening points, Type 2 glass with a relatively low softening point forms a matrix form while softening during the heat treatment process, and Type 1 glass with a relatively high softening point is in the form of powder or particles. As a result, the second-class glass is evenly distributed in the formed matrix.

본 발명의 제1종 유리 및 제2종 유리를 포함한 유리복합체에서 제1종 유리에는 열처리 후 발광특성을 가지는 나노입자가 포함되어 있다. 제1종 유리에 포함된 나노입자는 바람직하게는 양자점(Quantum dot) 또는 나노결정(nanocrystal)이고, 제1종 유리의 열처리 과정에서 형성되는 발광특성 입자를 포함할 수 있다. 그리고 본 발명에서 발광특성 입자를 포함한 제1종 유리는 제2종 유리에 입자상으로 분산된 형태일 수 있다. 이와 관련하여 본 발명의 일 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. In the glass composite including the first type glass and the second type glass of the present invention, the first type glass includes nanoparticles having light emitting characteristics after heat treatment. The nanoparticles included in the first type glass are preferably quantum dots or nanocrystals, and may include light emitting particles formed during the heat treatment of the first type glass. And, in the present invention, the first type glass including the light-emitting particles may be dispersed in the form of particles in the second type glass. In this regard, a more detailed explanation through an embodiment of the present invention is as follows.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제1종 유리에 포함된 나노입자가 양자점인 유리복합체의 제1종 유리는 양자점을 함유한 유리(Quantum Dots Embedded Glasses, 이하 ‘QDEG’라 함)이고, 제2종 유리는 제1종 유리인 QDEG를 캡슐화(encapsulation) 하고 있는 형태라 할 수 있다. 즉 입자모양의 QDEG가 연화되어 매트릭스를 형성한 제2종 유리에 분산된 유리복합체가 된다. According to an embodiment of the present invention, the first type glass of the glass composite in which the nanoparticles included in the first type glass are quantum dots is glass containing quantum dots (Quantum Dots Embedded Glasses, hereinafter referred to as 'QDEG'), and the second type glass The type glass can be said to be a form encapsulating QDEG, which is a type 1 glass. In other words, the particulate QDEG is softened to become a glass composite dispersed in the second type glass forming the matrix.

본 발명의 일 실시예에 따른 이러한 유리복합체 구조는 PiG(Phosphor in Glass)와 유사하고 PiG의 제조에서 형광체(phosphor) 분말과 유리 분말을 혼합하여 섞고 일축 가압 후 소성하는 것처럼, QDEG를 유리 분말과 혼합하여 PiG 제조 방식과 유사한 공정을 따를 수 있다. 이러한 본 발명의 개념은 QiG(Quantum dot in-Glass)로 표현한다(도 1). This glass composite structure according to an embodiment of the present invention is similar to PiG (Phosphor in Glass), and in the manufacture of PiG, phosphor powder and glass powder are mixed and mixed, and QDEG is mixed with glass powder and fired after uniaxial pressing. By mixing, a process similar to that of PiG manufacturing can be followed. This concept of the present invention is expressed as QiG (Quantum dot in-glass) (FIG. 1).

QiG는 QDEG와 달리 청색광 투과가 가능하고 다른 색의 형광체를 추가하였을 때 다양한 색으로 발광이 쉽게 가능할 뿐만 아니라 색의 조절도 용이할 수 있다. 또한 완전 무기물 색변환 소재로 청색 LED 칩(Chip)으로부터 발생되는 열에 대한 안정성을 보다 개선할 수 있고 색 재현 영역을 넓게 고화질로 구현할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 유리복합체는 페로브스카이트(perovskite) 구조의 CsPbX3(X=Cl, Br, I) 양자점을 함유한 유리(QDEG)가 가지는 단점인 유리 내 한 가지 종류의 양자점 생성에 의한 단일 색 발광(CsPbX3(X=Cl, Br, I) 단일 양자점 생성에 의한 녹색 발광) 및 매우 높은 효율에 의한 청색광 투과 불능의 문제를 해결할 수 있다. Unlike QDEG, QiG can transmit blue light, and when phosphors of different colors are added, it can easily emit light in various colors and can easily control the color. In addition, as a completely inorganic color conversion material, stability against heat generated from blue LED chips can be further improved, and a wide color reproduction range can be implemented in high definition. For example, the glass composite of the present invention produces one kind of quantum dots in the glass, which is a disadvantage of glass (QDEG) containing CsPbX 3 (X=Cl, Br, I) quantum dots of a perovskite structure It is possible to solve the problem of single color light emission (green light emission by generating single quantum dots of CsPbX 3 (X=Cl, Br, I)) and inability to transmit blue light due to very high efficiency.

본 발명의 유리복합체에서 제1종 유리에 포함된 나노입자의 크기는 25nm 이하, 20nm 이하, 15nm 이하, 바람직하게는 10nm이하이다. 나노 입자의 크기가 25 ㎚ 이상인 경우 양자 가둠효과에 의하여 발광특성을 기대하기 어려우며, 10 ㎚ 이하에서 우수한 가시광 발광특성을 갖는 장점이 있다. In the glass composite of the present invention, the size of the nanoparticles included in the first type glass is 25 nm or less, 20 nm or less, 15 nm or less, preferably 10 nm or less. When the size of nanoparticles is 25 nm or more, it is difficult to expect light emission characteristics due to the quantum confinement effect, and there is an advantage of having excellent visible light emission characteristics at 10 nm or less.

본 발명의 유리복합체에서, 제1종 유리 및 제2종 유리는 원하는 유리복합체의 특성 설계과 형태적 특징을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. In the glass composite of the present invention, the first type glass and the second type glass may be appropriately selected in consideration of desired characteristics and design of the glass composite and morphological characteristics.

본 발명의 유리복합체에서 제1종 유리는 저머네이트(germanate), 보로저머네이트(boro-germanate), 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 유리를 포함할 수 있다. In the glass composite of the present invention, the first type of glass is germanate, boro-germanate, silicate, boro-silicate, alumino-silicate, and borate. (borate), phosphate (phosphate), tellurite (tellurite), oxyfluoride (oxyfluoride) and oxynitride (oxynitride) may include one or more types of glass selected from the group consisting of.

본 발명의 유리복합체에서 제2종 유리는 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. In the glass composite of the present invention, the second type of glass is silicate, boro-silicate, alumino-silicate, borate, phosphate, tellurite, oxy It may include at least one selected from the group consisting of oxyfluoride and oxynitride.

좋게는 본 발명의 일 실시예에 의한 유리복합체에서 상기 제 1종유리는 저머네이트(germanate) 또는 보로저머네이트(boro-germanate) 유리일 수 있으며, 상기 제 2종유리는 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate) 및 알루미노실리케이트(alumino-silicate)에서 선택되는 1종 이상의 유리를 포함할 수 있다. 이러한 제 1종 유리 및 제 2종 유리의 조합을 이용하는 경우 상대적으로 열 및 화학물질에 대한 안정성이 우수한 제 2종 유리가 제 1종 유리를 보호하여 우수한 내구성을 확보할 수 있으며, 단가가 높은 제 1종 유리의 사용량이 낮음에도 우수한 광학적 특성을 나타내는 장점이 있다. Preferably, in the glass composite according to an embodiment of the present invention, the first type glass may be germanate or boro-germanate glass, and the second type glass may be silicate, It may include one or more types of glass selected from boro-silicate and alumino-silicate. In the case of using the combination of the first type glass and the second type glass, the second type glass, which has relatively excellent stability against heat and chemicals, protects the first type glass to secure excellent durability, and a high unit price product It has the advantage of showing excellent optical properties even though the amount of first-class glass used is low.

본 발명의 유리복합체에서 제1종 유리의 나노입자는 CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP 및 CsPbX3(X=Cl, Br 또는 I)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 중 페로브스카이트 구조의 CsPbX3(X=Cl, Br 또는 I) 양자점을 포함할 경우, 기존에 알려진 CsPbX3(X=Cl, Br 또는 I)를 포함한 QDEG의 단일 색 발광 문제 및 청색광 투과가 되지 않는 문제를 해결할 수 있다. In the glass composite of the present invention, the nanoparticles of the first type of glass are CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP and CsPbX 3 (X=Cl, Br or I ) may include one or more selected from the group consisting of. Among them, when the perovskite structured CsPbX 3 (X = Cl, Br or I) quantum dots are included, the single-color emission problem and blue light transmission of the QDEG including the previously known CsPbX 3 (X = Cl, Br or I) It can solve the problem that does not work.

본 발명의 제1종 유리 및 제2종 유리를 포함한 유리복합체에서 유리복합체에 포함된 제2종 유리의 중량은 제1종 유리의 중량 이상인 것이 바람직하다. 제1종 유리 프릿과 제2종 유리 프릿 혼합물에 일축 가압과 열처리를 하는 과정에서 제1종 유리에 비해 낮은 연화점을 가지는 제2종 유리는 매트릭스를 형성하게 되고, 제1종 유리가 제2종 유리가 형성한 매트릭스에 분말이나 입자 상태로 분포하게 되므로 제1종 유리의 중량이 제2종 유리를 초과할 경우 본 발명에서 목적하는 유리복합체의 형태를 구현하기 어려울 수 있다. 보다 구체적으로 제1종 유리 : 제2종 유리의 중량비는 1:9 내지 5:5, 좋게는 1:9 내지 3:7일 수 이다. In the glass composite including the first type glass and the second type glass according to the present invention, the weight of the second type glass included in the glass composite is preferably greater than or equal to the weight of the first type glass. In the process of uniaxially pressing and heat-treating the mixture of the first-class glass frit and the second-class glass frit, the second-class glass, which has a lower softening point than the first-class glass, forms a matrix, and the first-class glass forms a second-class glass. Since the glass is distributed in the form of powder or particles in the formed matrix, it may be difficult to realize the desired shape of the glass composite in the present invention when the weight of the first type glass exceeds the second type glass. More specifically, the weight ratio of the first type glass to the second type glass may be 1:9 to 5:5, preferably 1:9 to 3:7.

본 발명 유리복합체의 제1종 유리 및 제2종 유리 프릿은 900℃ 이하, 800℃ 이하, 700℃ 이하, 바람직하게는 600℃ 이하에서 열처리 및 소성된다. 제1종 유리 및 제2종 유리의 열처리 및 소성은 일축 가압(uniaxially pressing) 후 진행될 수 있다. 열처리 및 소성온도가 900 ℃ 보다 높은 경우 양자점이 열화되어 발광효율이 급격히 저하되거나, 이차 결정상이 석출되는 문제가 발생할 수 있으며, 400 ℃ 이하로 낮은 경우 유리 내 양자점이 잘 형성되지 않고 제 2종 유리의 유동성이 충분하지 않아 유리복합체의 구현이 어려운 문제점이 있다. The first type glass and the second type glass frit of the glass composite of the present invention are heat-treated and fired at 900°C or less, 800°C or less, 700°C or less, preferably 600°C or less. Heat treatment and firing of the first type glass and the second type glass may be performed after uniaxially pressing. If the heat treatment and sintering temperature is higher than 900 ℃, the quantum dots deteriorate and the luminous efficiency rapidly decreases, or the secondary crystal phase may precipitate. There is a problem in that it is difficult to implement a glass composite due to insufficient fluidity.

본 발명의 일 실시예에 의한 유리 복합체는 형광체를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 유리 복합체는 내부에 형광체를 더 포함하거나, 혹은 유리 복합체의 일면 또는 양면에 형광체 코팅층을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The glass composite according to an embodiment of the present invention may further include a phosphor. Specifically, the glass composite may further include a phosphor therein, or may include a phosphor coating layer on one or both surfaces of the glass composite, but the present invention is not limited thereto.

상기 형광체는 LED 소자에 적용 가능한 형광체인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 형광체는 YAG계 형광체, 실리케이트(silicate)계 형광체, 나이트라이드(nitride)계 형광체, 플로우라이드(fluoride)계 형광체, 설파이드(sulfide)계 형광체, 옥시설파이드(oxysulfide)계 형광체, 옥시나이트라이드(oxynitride)계 형광체, 및 옥시플루오라이드(oxyfluoride)계 형광체에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. The phosphor can be used without limitation if it is a phosphor applicable to an LED device, and the present invention is not limited thereto. As a specific and non-limiting example, the phosphor is a YAG-based phosphor, a silicate-based phosphor, a nitride-based phosphor, a fluoride-based phosphor, a sulfide-based phosphor, and an oxysulfide-based phosphor. It may include one or two or more selected from phosphors, oxynitride-based phosphors, and oxyfluoride-based phosphors.

나아가, 상기 형광체를 코팅하여 형광체층을 제조하는 경우 실리콘 등과 혼합하여 도포할 수 있음이 자명하며, 광투과율 저하를 예방하기 위한 관점에서 상기 형광체층은 두께가 60 내지 100 ㎛일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Furthermore, when the phosphor layer is prepared by coating the phosphor, it is obvious that it can be applied by mixing with silicon, etc., and the phosphor layer may have a thickness of 60 to 100 μm from the viewpoint of preventing a decrease in light transmittance, but the present invention This is not limited to this.

본 발명의 유리복합체는 색변환 물질로서 다양한 색변환 소재로 활용할 수 있다. The glass composite of the present invention can be used as a color conversion material for various color conversion materials.

본 발명의 유리복합체를 포함하는 색변환 소재는 LED 소자에 적합하나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 유리복합체를 포함한 색변환 소재를 LED 소자에 적용하는 경우, 유기 바인더를 사용한 LED나 무기 색변환 소재를 사용한 LED가 가지는 기존의 내재적 한계 특성을 극복할 수 있어 특히 고출력 백색 LED 제조에 유용할 수 있다. The color conversion material comprising the glass composite of the present invention is suitable for an LED device, but is not limited thereto. When the color conversion material including the glass composite of the present invention is applied to an LED device, it is particularly useful for manufacturing high-output white LEDs because it can overcome the inherent limitations of LEDs using organic binders or LEDs using inorganic color conversion materials. can do.

본 발명의 유리복합체를 활용한 색변환 소재가 포함된 LED 소자는 LCD 디스플레이에 특히 최적화될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. An LED device including a color conversion material using the glass composite of the present invention may be particularly optimized for an LCD display, but is not limited thereto.

본 발명의 유리복합체는 제조방법은 다음과 같으며, 제1종 유리 및 제2종 유리를 포함한 유리복합체를 기준으로 설명한다. The manufacturing method of the glass composite of the present invention is as follows, and will be described based on the glass composite including the first type glass and the second type glass.

제1종 유리 및 제2종 유리 조성물을 준비하여 용융(melting) 후 담금질(quenching)하여 목적하는 조성을 가진 제1종 유리 및 제2종 유리를 제조하는 단계; 제1종 유리 및 제2종 유리를 분쇄(pulverizing)하여 제1종 유리 프릿(frit) 및 제2종 유리 프릿을 준비하고 혼합하는 단계; 제1종 유리 프릿 및 제2종 유리 프릿 혼합물을 일축(uniaxially)으로 가압하는 단계; 일축 가압한 제1종 유리 프릿 및 제2종 유리 프릿 혼합물에 열처리 및 소성하는 단계; 및 광학연마(optically polishing)하는 단계를 포함한다(도 2, 도 3). preparing a first-type glass and a second-type glass composition, melting and then quenching to prepare a first-type glass and a second-type glass having a desired composition; pulverizing the first type glass and the second type glass to prepare and mix a first type glass frit and a second type glass frit; uniaxially pressing the mixture of the first type glass frit and the second type glass frit; heat-treating and firing a mixture of a first-class glass frit and a second-class glass frit that are uniaxially pressed; and optically polishing (Figs. 2 and 3).

본 발명의 유리복합체 제조방법에서 용융(melting)은 제조하고자 하는 유리 조성에 따라 상이할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 열처리 후 발광특성을 가지는 나노입자를 포함하는 제1종 유리의 용융온도는 1000℃ 내지 1400℃, 1050℃ 내지 1350℃, 1100℃ 내지 1300℃, 바람직하게는 1150℃ 내지 1250℃일 수 있다. 용융온도가 너무 높으면 할로겐화물(Br, I)과 같은 반응성이 큰 물질이 빠르게 기화하는 문제가 있고, 너무 낮으면 용융이 원활히 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 용융시간은 바람직하게는 15분 내지 55분, 20분 내지 50분, 20분 내지 45분, 20분 내지 40분, 바람직하게는 25분 내지 35분일 수 있다. 용융시간이 너무 길면 할로겐화물(Br, I)과 같은 반응성이 큰 물질이 빠르게 기화하는 문제가 있고, 너무 짧으면 생성된 유리의 균질도에 문제가 발생하여 재현성 있는 소재의 획득이 어려운 문제가 있다. Melting in the glass composite manufacturing method of the present invention may be different depending on the glass composition to be manufactured. According to an embodiment of the present invention, the melting temperature of the first type glass including nanoparticles having light emitting characteristics after heat treatment is 1000 ° C to 1400 ° C, 1050 ° C to 1350 ° C, 1100 ° C to 1300 ° C, preferably 1150 ° C to 1250 °C. If the melting temperature is too high, there is a problem in that highly reactive substances such as halides (Br, I) vaporize quickly, and if the melting temperature is too low, a problem in which the melting is not performed smoothly may occur. The melting time may be preferably 15 minutes to 55 minutes, 20 minutes to 50 minutes, 20 minutes to 45 minutes, 20 minutes to 40 minutes, preferably 25 minutes to 35 minutes. If the melting time is too long, there is a problem in that highly reactive substances such as halides (Br, I) vaporize quickly, and if it is too short, a problem occurs in the homogeneity of the produced glass, making it difficult to obtain a reproducible material.

본 발명의 유리복합체 제조방법의 분쇄 단계에서 생성하는 유리 프릿 입자크기는 150㎛이하, 140㎛이하, 130㎛이하, 120㎛이하, 110㎛, 바람직하게는 100㎛이하 일 수 있다. 제 1종 유리 프릿 입자가 150㎛를 초과하면 소성 후 많은 공공 또는 공극을 유발하여 산란의 원인을 제공하며 이에 따른 효율 저하를 가져올 수 있다. The particle size of the glass frit produced in the grinding step of the glass composite manufacturing method of the present invention may be 150 μm or less, 140 μm or less, 130 μm or less, 120 μm or less, 110 μm or less, preferably 100 μm or less. If the size of the first type glass frit particle exceeds 150 μm, many pores or voids may be generated after firing, which may cause scattering and result in a decrease in efficiency.

본 발명의 유리복합체 제조방법의 가압 단계에서 가압은 일축(uniaxial) 방향으로 이루어지고, 압력은 혼합물의 양이나 혼합된 유리 프릿에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 압력의 정도는 3 내지 4 MPa 수준으로 가해주는 것이 이후 소성 공정에서의 시료 유지에 유리하다. In the pressing step of the glass composite manufacturing method of the present invention, the pressing is performed in a uniaxial direction, and the pressure may be appropriately adjusted according to the amount of the mixture or the mixed glass frit. Applying the pressure at a level of 3 to 4 MPa is advantageous for maintaining the sample in the subsequent firing process.

본 발명의 유리복합체 제조방법의 열처리 및 소성 단계에서 가압된 제1종 유리 및 제2종 유리 프릿 혼합물은 900℃ 이하, 800℃ 이하, 700℃ 이하, 바람직하게는 600℃ 이하에서 열처리 및 소성된다. 열처리 및 소성 온도가 900 ℃ 이상으로 너무 높으면 양자점이 열화와 제 2종 유리의 결정화를 유발할 수 있고, 너무 낮으면 제 2종 유리의 유동성이 적어 충분한 매트릭스의 제공이 어렵고 효율에 영향을 미치는 공극(Void)이 생길 수 있다. 열처리 및 소성 시간은 바람직하게는 500 내지 700분, 500 내지 650분, 550 내지 700분, 바람직하게는 550 내지 650분일 수 있다. 열처리 및 소성이 너무 길면 양자점이 열화와 제 2종 유리의 결정화를 유발할 수 있고, 너무 짧으면 제 2종 유리의 유동성이 적어 충분한 매트릭스의 제공이 어렵고 효율에 영향을 미치는 공극(Void)이 생길 수 있다.In the heat treatment and firing steps of the glass composite manufacturing method of the present invention, the pressurized first-class glass and second-class glass frit mixture is heat-treated and fired at 900°C or less, 800°C or less, 700°C or less, preferably 600°C or less. . If the heat treatment and sintering temperature is too high, such as 900 ° C. or higher, the quantum dots may deteriorate and crystallize the second type glass, and if it is too low, the flowability of the second type glass is low, making it difficult to provide sufficient matrix and voids affecting efficiency ( void) may occur. The heat treatment and firing times may be preferably 500 to 700 minutes, 500 to 650 minutes, 550 to 700 minutes, and preferably 550 to 650 minutes. If the heat treatment and firing are too long, the quantum dots may deteriorate and crystallize the second type glass, and if the second type glass has low fluidity, it is difficult to provide a sufficient matrix and voids may occur that affect the efficiency. .

본 발명의 유리복합체 제조방법의 광학연마 단계에서 유리복합체의 두께를 바람직하게는 200㎛ 내지 280㎛, 210㎛ 내지 270㎛, 220㎛ 내지 270㎛, 230㎛ 내지 270㎛, 235㎛ 내지 265㎛, 바람직하게는 240㎛ 내지 260㎛로 연마할 수 있다. 유리복합체가 500 ㎛ 이상으로 너무 두꺼우면 청색광의 투과가 어려우며 광 효율이 떨어진다. 유리복합체가 두께는 유리내 함유된 제 1종 유리의 함량에 비례하여 조절이 가능하며, 청색광의 투과가 가능한 두께 이하로 조절되는 것이 바람직하다. In the optical polishing step of the glass composite manufacturing method of the present invention, the thickness of the glass composite is preferably 200 μm to 280 μm, 210 μm to 270 μm, 220 μm to 270 μm, 230 μm to 270 μm, 235 μm to 265 μm, Preferably, it can be polished to 240 μm to 260 μm . If the glass composite is too thick, more than 500 μm, it is difficult to transmit blue light and the light efficiency decreases. The thickness of the glass composite can be adjusted in proportion to the content of the first type glass contained in the glass, and is preferably adjusted to a thickness below which blue light can be transmitted.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be specifically described by Examples and Comparative Examples. The following examples are only for helping understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[제조예 1] QDEG(Quantum Dots Embedded Glasses)를 포함하는 제1종 유리 입자가 제2종 유리 매트릭스에 포함된 형태의 유리복합체(Quantum dots in Glass, QiG)의 제조 [Manufacture Example 1] Manufacturing of a glass composite (Quantum dots in Glass, QiG) in which type 1 glass particles including QDEG (Quantum Dots Embedded Glasses) are included in a type 2 glass matrix

51GeO2-21B2O3-5ZnO-3CaO-3PbO-5Cs2O-12NaBr mol% 조성 (유리전이 온도 (Tg): 460 ℃, 연화점 (Tds): 560 ℃)을 가지는 제1종 유리 및 65SiO2-15Na2O-5BaO-5ZnO-10Li2O (유리 전이 온도 (Tg): 430 ℃, 연화점 (Tds): 500 ℃) 조성을 가지는 제2종 유리를 다음의 방법에 따라 준비하였다. 51GeO 2 -21B 2 O 3 -5ZnO-3CaO-3PbO-5Cs 2 O-12NaBr mol% composition (glass transition temperature (T g ): 460 ℃, softening point (T ds ): 560 ℃) having a first class glass and A second type glass having a composition of 65SiO 2 -15Na 2 O-5BaO-5ZnO-10Li 2 O (glass transition temperature (T g ): 430 °C, softening point (T ds ): 500 °C) was prepared according to the following method.

제 1종 유리 및 제 2종 유리를 각각 유리 조성물에 따라 원료를 칭량하고 혼합한 뒤, 볼 밀링 공정을 통하여 균일하게 혼합한 후 배합된 원료들을 알루미나 도가니에 장입한다. 이들을 각각 용융로에서 1200 ℃ 및 1400 ℃에서 30분 동안 용융하고 용융물을 brass 몰드에 부어 급냉시킨 후 유리를 제조하였다. After weighing and mixing the raw materials of the first type glass and the second type glass according to the glass composition, they are uniformly mixed through a ball milling process, and then the blended materials are charged into an alumina crucible. They were melted at 1200 °C and 1400 °C for 30 minutes in a melting furnace, respectively, and the melt was poured into a brass mold and rapidly cooled, and then glass was manufactured.

제1종 유리 및 제2종 유리를 입경 100㎛ 정도로 분쇄하여 유리 프릿을 제조하였으며, 제 2종 유리 : 제 1유리의 중량비가 9:1이 되도록 유리 프릿을 혼합하고, 일축으로 가압하여 일정한 형태가 유지될 수 있도록 성형하였다. 이 후 일축 가압한 혼합물을 480℃에서 10시간 동안 열처리하였다. 도 4를 참고하면, 열처리 과정에서 혼합물에 포함된 제2종 유리는 연화되어 매트릭스를 형성하였고, 제1종 유리는 입자(분말) 상태로 제2종 유리 매트릭스에 균일하게 분포함을 확인할 수 있다. A glass frit was prepared by pulverizing Type 1 glass and Type 2 glass to a particle diameter of about 100 μm. The glass frit was mixed so that the weight ratio of Type 2 glass to the first glass was 9:1, and was pressed uniaxially to form a certain shape. It was molded so that it could be maintained. Thereafter, the uniaxially pressed mixture was heat treated at 480° C. for 10 hours. Referring to FIG. 4 , during the heat treatment process, the second type glass included in the mixture was softened to form a matrix, and the first type glass was uniformly distributed in the second type glass matrix in a particle (powder) state. .

[제조예 2] QDEG(Quantum Dots Embedded Glasses)의 제조 [Production Example 2] Manufacturing of QDEG (Quantum Dots Embedded Glasses)

상기 제조예 1의 제 1종 유리와 동일한 조성으로 유리 원료를 배합하고 혼합한 뒤 일반적인 용융-급냉법으로 유리를 제조하였다. 제조된 유리를 480 ℃에서 10시간 동안 열처리한 후 250 ㎛ 두께로 연마 가공하였다. Glass raw materials were blended and mixed in the same composition as the first type glass of Preparation Example 1, and then glass was manufactured by a general melting-quenching method. The prepared glass was heat-treated at 480° C. for 10 hours and then polished to a thickness of 250 μm.

[실시예 1] 유리 복합체의 타입에 따른 광학특성 확인 [Example 1] Confirmation of optical properties according to the type of glass composite

적분구 안에 설치되어 있는 청색 LED chip 제조예 1의 유리복합체 및 제조예 2의 QDEG를 색변환 소재를 각각 올려 LED 소자를 제작하였고, 각각의 LED 소자에 대한 특성을 측정하였다.The blue LED chip installed in the integrating sphere, the glass composite of Preparation Example 1 and the QDEG of Preparation Example 2, respectively, were fabricated with color conversion materials to manufacture LED devices, and the characteristics of each LED device were measured.

제조예 1의 유리복합체를 포함한 LED 소자(이하 ‘QiG 타입’이라 함)에서는 제조예 2의 QDEG를 포함한 LED 소자(이하 ‘QDEG 타입'이라 함)와 달리 청색광 투과가 가능하고, 녹색 광의 강도(intensity)도 증가함을 확인할 수 있었다(도 5).Unlike the LED device including the QDEG of Preparation Example 2 (hereinafter referred to as 'QDEG type'), the LED device including the glass composite of Preparation Example 1 (hereinafter referred to as 'QiG type') can transmit blue light, and the intensity of green light ( intensity) was also confirmed to increase (FIG. 5).

그리고 QiG 타입은 QDEG 타입에 비해 시간에 따른 발광 세기가 높게 유지되었고, 광속 저하 특성도 매우 개선됨을 확인할 수 있었다(도 6). In addition, it was confirmed that the QiG type maintained a high emission intensity over time compared to the QDEG type, and the luminous flux reduction characteristic was also greatly improved (FIG. 6).

또한 제 1종 유리 (G1) 및 제 2종 유리(G2)의 혼합비에 따른 투과 강도(intensity) 및 색변환 특성을 관찰하였다. 제 2종 유리 : 제 1종 유리의 혼합비가 9:1인 경우 강도(intensity)가 가장 높으며 제 1종 유리 및 제 2종 유리의 혼합비에 따라 청색광과 녹색광의 발광광도 조절이 용이하며, 이에 따라 색좌표 조절이 용이한 장점이 있다(도 7).In addition, transmittance intensity and color conversion characteristics according to the mixing ratio of the first type glass (G1) and the second type glass (G2) were observed. Class 2 glass: The intensity is the highest when the mixing ratio of Class 1 glass is 9:1, and it is easy to control the luminous intensity of blue light and green light according to the mixing ratio of Class 1 glass and Class 2 glass. There is an advantage in that color coordinates can be easily adjusted (FIG. 7).

[실시예 2] 적색형광체 첨가에 따른 광학특성 확인 [Example 2] Confirmation of optical properties according to addition of red phosphor

제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 적색 형광체인 CASN:Eu2+를 미포함, 1 중량%, 2 중량% 및 3 중량% 혼합한 뒤 색좌표를 측정하고 그 결과를 도 8로 나타내었다. 도 8을 참고하면 형광체의 첨가로 색좌표의 제어가 가능한 것을 확인할 수 있다. It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, but the red phosphor, CASN: Eu 2+ was not included, and 1% by weight, 2% by weight and 3% by weight were mixed, and then the color coordinates were measured, and the results are shown in FIG. 8 . Referring to FIG. 8 , it can be confirmed that color coordinates can be controlled by adding a phosphor.

[실시예 3] 적색 형광체 코팅층 형성에 따른 광학특성 확인 [Example 3] Confirmation of optical characteristics according to formation of red phosphor coating layer

제조예 1에 제조된 유리 복합체의 일면에 실리콘 레진과 KSF:Mn4+ 적색 형광체를 1:2 중량%가 되도록 혼합한 뒤 80 ㎛ 두께로 코팅하고 광학특성을 확인하였다. 도 9는 적색 형광체 코팅층을 포함하는 유리 복합체를 포함하는 LED 소자의 구조를 도시한 것이고, 도 10은 이 LED 소자의 발광 스펙트럼, 도 11은 이 LED 소자의 색재현범위를 도시한 것이다. 도 10 내지 11을 참고하면 형광체를 일면에 코팅하는 공정으로도 발광 선폭이 좁은 청색, 녹색 및 적색 스펙트럼으로 넓은 색재현범위가 가능함을 확인할 수 있다. On one side of the glass composite prepared in Preparation Example 1, silicone resin and KSF:Mn 4+ red phosphor were mixed at a ratio of 1:2 by weight , coated to a thickness of 80 μm, and optical properties were confirmed. 9 shows the structure of an LED device including a glass composite including a red phosphor coating layer, FIG. 10 shows an emission spectrum of this LED device, and FIG. 11 shows a color reproduction range of this LED device. Referring to FIGS. 10 and 11 , it can be confirmed that a wide color reproduction range is possible with a blue, green, and red spectrum having a narrow emission line width even in a process of coating one surface with a phosphor.

Claims (14)

열처리 후 발광특성을 가지는 나노입자를 포함하는 제1종 유리 및;
상기 제1종 유리 대비 연화점이 낮은 제2종 유리를 포함하고,
상기 제1종 유리는 상기 제2종 유리에 입자상으로 분산된 색변환 유리복합체.
First-class glass containing nanoparticles having light-emitting properties after heat treatment;
Including a second type glass having a lower softening point than the first type glass,
The first type glass is a color conversion glass composite dispersed in the form of particles in the second type glass.
제1항에 있어서,
상기 나노입자는 양자점(Quantum dot) 또는 나노결정(nanocrystal)인 유리복합체.
According to claim 1,
The glass composite wherein the nanoparticles are quantum dots or nanocrystals.
제1항에 있어서,
상기 나노입자는 10nm이하인 유리복합체.
According to claim 1,
The nanoparticles are glass composites of 10 nm or less.
제1항에 있어서,
상기 나노입자는 CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP 및 CsPbX3(X=Cl, Br 또는 I)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 유리복합체.
According to claim 1,
The nanoparticle is one or more selected from the group consisting of CdS, CdSe, CdSSe, CdTe, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, PbS, PbSe, PbSSe, InP, InGaP and CsPbX 3 (X = Cl, Br or I) glass composite.
제1항에 있어서,
상기 제1종 유리는 저머네이트(germanate), 보로저머네이트(boro-germanate), 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 유리복합체.
According to claim 1,
The first type glass is germanate, boro-germanate, silicate, boro-silicate, alumino-silicate, borate, phosphate A glass composite comprising at least one member selected from the group consisting of phosphate, tellurite, oxyfluoride and oxynitride.
제1항에 있어서,
상기 제2종 유리는 실리케이트(silicate), 보로실리케이트(boro-silicate), 알루미노실리케이트(alumino-silicate), 보레이트(borate), 포스페이트(phosphate), 텔루라이트(tellurite), 옥시플루오라이드(oxyfluoride) 및 옥시니트라이드(oxynitride)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 유리복합체.
According to claim 1,
The second type glass is silicate, boro-silicate, alumino-silicate, borate, phosphate, tellurite, oxyfluoride and at least one glass composite selected from the group consisting of oxynitride.
제1항에 있어서,
상기 제1종 유리 : 제2종 유리의 중량비는 1:9 내지 5:5인 유리복합체.
According to claim 1,
The glass composite wherein the weight ratio of the first type glass to the second type glass is 1:9 to 5:5.
제1항에 있어서,
상기 제1종 유리 및 제2종 유리 프릿(frit)은 600℃ 이하에서 열처리 및 소성되는 유리복합체.
According to claim 1,
The glass composite wherein the first type glass and the second type glass frit are heat-treated and fired at 600° C. or less.
제1항에 있어서,
상기 유리 복합체는 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리복합체.
According to claim 1,
The glass composite according to claim 1 , wherein the glass composite further comprises a phosphor.
제 9항에 있어서,
상기 형광체는 YAG계 형광체, 실리케이트(silicate)계 형광체, 나이트라이드(nitride)계 형광체, 플로우라이드(fluoride)계 형광체, 설파이드(sulfide)계 형광체, 옥시설파이드(oxysulfide)계 형광체, 옥시나이트라이드(oxynitride)계 형광체, 및 옥시플루오라이드(oxyfluoride)계 형광체 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리복합체.
According to claim 9,
The phosphor is a YAG-based phosphor, a silicate-based phosphor, a nitride-based phosphor, a fluoride-based phosphor, a sulfide-based phosphor, an oxysulfide-based phosphor, and an oxynitride. A glass composite comprising at least one selected from a )-based phosphor and an oxyfluoride-based phosphor.
제 9항에 있어서,
상기 형광체는 상기 유리복합체의 일면에 도포된 것을 특징으로 하는 유리복합체.
According to claim 9,
The glass composite according to claim 1 , wherein the phosphor is coated on one surface of the glass composite.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 유리복합체를 포함하는 색변환 소재.A color conversion material comprising the glass composite of any one of claims 1 to 11. 제12항의 색변환 소재를 포함하는 LED 소자. An LED device comprising the color conversion material of claim 12. 제13항의 LED 소자를 포함하는 LCD 디스플레이.An LCD display comprising the LED element of claim 13.
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