KR102580962B1 - 적색광 및 근적외선 발광재료, 제조 방법 및 발광소자 - Google Patents
적색광 및 근적외선 발광재료, 제조 방법 및 발광소자 Download PDFInfo
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Abstract
적색광 및 근적외선 발광 재료 및 그 제조 방법, 및 상기 발광 재료를 포함하는 발광 소자에 있어서, 상기 적색광 및 근적외선 발광 재료는 분자식이 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3인 화합물을 포함하고, 그 중, R원소는 Cr, Ni, Fe, Yb, Nd 또는 Er원소 중의 한가지 또는 두가지를 포함하고, 0.001≤a≤0.6，0.001≤b≤0.1이다. 상기 발광 재료는 파장 범위가 풍부한(자외선 또는 자색광 또는 블루 레이) 스펙트럼에 의해 여기되여650nm-1700nm의 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼 발광을 발생하고, 비교적 높은 발광 강도를 구비한다.
Description
본 발명은 발광재료 분야에 관한 것이고, 구체적으로는 적색광 및 근적외선 발광재료, 제조 방법 및 발광소자에 관한 것이다.
최근 몇 년간, 근적외선이 보안 모니터링, 생체 인식, 3D센서, 식품/의료 검사 분야에서의 응용이 국내외의 초점이 되였다. 특히는 650nm~1050nm의 광역 스펙트럼이 수소 함유기(O-H,N-H,C-H)진동의 배음과 결합음 특징 정보를 포함한다. 근적외선 광역 스펙트럼을 통해 샘플을 스캔하여, 샘플 중의 유기 분자 수소 함유기의 특징 정보를 얻어서, 식품 검사 분야에 광범위하게 사용할수 있다. 850nm-1000nm 및1400nm-1700nm의 광역 스펙트럼 또는 멀티 스펙트럼은 의료 검사, 생체 인식 및 안전 보호 감시 분야에 사용할 수 있다.
2016년 오스람이 전 세계에서 최초로 블루 레이 칩 복합 근적외선 형광 분말을 출시하여, 650nm-1050nm광역 스펨트럼 근적외선 광원이 식품 검사 분야에 사용되는 것을 실현하였고, 형광 전환형 근적외선 기술이 급속도로 발전하였고, 근적외선 발광재료가 연구의 핫 이슈가 되였다.적색광 및 근적외선 발광재료로 말하자면, 현재 공개된 기사인《LaAlO3:Mn4+ as Near-Infrared Emitting Persistent Luminescence Phosphor for Medical Imaging:A Charge Compensation Study》(Materials 2017，10，1422)에서 화학 성분이 LaAlO3:Mn4+인 형광분말을 공개하였고, 자외선의 여기하에 600nm-800nm사이의 적색광을 발생할 수 있고, 발광 스펙트럼 범위가 비교적 좁고 또한 블루 레이에 의해 여기 될수 없다. 특허《Near infrared doped phosphors having an alkaline gallate matrix》(EP2480626A2)에서 LiGaO2:0.001Cr3+，0.001Ni2+의 성분을 공개하였고, 자외선의 여기하에1000nm-1500nm사이의 근적외선을 발생할 수 있고, 발광 스펙트럼 범위가 비교적 좁고, 발광 강도가 낮으며, 상기 형광분말이 장잔광성 효과를 구비하여, 발광 시간이 몇분간 지속되여, 발광 소자로 하기에는 적합하지 않다. 《희토류 이온이 CaWO4 형광분말을 혼합한 근적외선 양자 커팅 연구》(태원 이공 대학 석사 논문, 이운청, 2015년)에서 화학 성분이CaWO4:1%Yb3+인 형광 분말을 공개하였고, 자외선의 여기하에 900nm-1100nm의 근적외선을 발생할 수 있고, 발광 스펙트럼 범위가 비교적 좁고 또한 블루 레이에 의해 여기 될수 없고, 동시에 발광 강도가 비교적 낮다. 《Ca3Sc2Si3O12:Ce3+，Nd3+근적외선 형광분말의 제조와 발광 성질》(규산염 학보, 2010년 제38권 제10기)에서 생각하는 것은 블루 레이의 여기하에 형광분말 Ca3Sc2Si3O12:Ce3+，Nd3+ 은800nm-1100nm사이의 근적외선을 발생할 수 있고, 발광 강도가 비교적 낮다.
상기 내용을 종합하면, 현재 공개된 특허 또는 비 특허 문헌에서 알수 있는 것은, 1.아직 자외선, 블루 레이, 적색광에 여기되고, 특히는 기술이 성숙된 블루 레이 광원의 여기하에 고 강도 광역 스펙트럼 또는 멀티 스펙트럼이 발생하는 적색광 및 근적외선의 재료가 부족하다.2. 단일 여기 광원을 기초로 하고, 패키징 형식이 간단한 광역 스펙트럼 또는 멀티 스펙트럼의 적색광 및 근적외선을 발생할수 있는 소자가 부족하다. 따라서 여러가지 광원/파장대 특히는 블루 레이 여기하에 비교적 높은 발광 강도를 구비하고, 광역 스펙트럼 또는 멀티 스펙트럼을 발생할수 있는 적색광 및 근적외선 발광 재료의 개발이 아주 필요하고, 또 상기 재료를 사용하여 한가지 소자를 제작하여, 근적외선 탐측 기술에 응용하고, 보안 모니터링, 생체 인식, 3D센서, 식품/의료 검사 분야에 사용한다.
발명의 목적
본 발명에서 해결하려는 문제는 상기 발광재료의 부족점이고, 그 목적의 한가지는 적색광 및 근적외선 발광재료 및 그 제조 방법이고, 상기 재료는 기존의 적색광 및 근적외선 발광재료에 비해, 파장 범위가 풍부한(자외선 또는 자색광 또는 블루 레이) 스펙트럼에 의해 여기되여 발생하는 650nm-1700nm의 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼 발광을 구비한다. 더 나아가, 본 발명의 다른 한가지 목적은 단일 여기 광원을 제공하고, 본 발명의 발광재료를 사용하여 650nm-1700nm범위의 적색광 및 근적외선 발광소자를 발생한다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적색광 및 근적외선 발광재료 및 그 제조 방법, 및 상기 재료를 포함하는 발광소자를 제공한다.
기술 방안
본 발명의 첫번째로는 적색광 및 근적외선 발광재료를 제공하고, 상기 발광재료는 분자식이 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3인 화합물을 포함하고, 그 중 상기 R원소는 Cr, Ni, Fe, Yb, Nd 또는 Er원소 중의 한가지 또는 두가지 이고, 0.001≤a≤0.6，0.001≤b≤0.1이다.
더 나아가, 상기 화합물은β-Ga2O3와 동일한 결정체 구조를 구비한다.
더 나아가, 0.15≤a≤0.35, 0.02≤b≤0.05이다.
더 나아가, R원소는 Cr을 포함한다.
더 나아가, R원소는 Cr이다.
더 나아가, R원소는 Ce, Eu, Tb, Bi, Dy, Pr중의 한가지 또는 두가지를 더 포함한다.
본 발명의 두번째로는 상기 적색광 및 근적외선 발광재료의 제조 방법을 제공하고, 이하 단계를 포함한다.
분자식의 화학 계량 비율대로, 원료Sc2O3、Ga2O3와R2O3을 계측하고;
상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합한 후, 도가니에 넣고, 공기 또는 질소 보호 분위기하에서 1200-1600℃의 고온 로 내부에서 2-10시간 소결하고;
로와 함께 실온까지 냉각하고, 소결 후의 샘플을 얻고;
상기 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 상기 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는다.
본 발명의 세번째로는 발광소자를 제공하고, 적어도 여기광원과 발광재료를 포함하고, 상기 발광재료는 적어도 전술한 바와 같은 적색광 및 근적외선 발광재료를 포함한다.
더 나아가, 여기 광원 발광 피크 파장 범위는 250-320nm, 400-500nm과 550-700nm이다.
더 나아가, 상기 여기 광원 발광 피크 파장 범위는 440-470nm이다.
본 발명의 상기 기술 방안은 이하 유익한 기술 효과를 구비한다.
1.본 발명은 고 강도 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼을 발생할 수 있는 적색광 및 근적외선의 발광 재료 및 발광소자를 제공한다.
2.상기 발광재료는 자외선, 블루 레이, 적색광 광원에 여기되여 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼을 발생할 수 있다.
3.상기 발광재료는 기술이 성숙한 블루 레이 광원에 여기되여 고 강도 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼이 발생하고 발광하며, 기존의 재료에 비해 더 높은 발광 강도를 구비한다.
도1은 본 발명의 실시예1에서 얻은 발광재료의 XRD회절도이고;
도2는 본 발명의 실시예1에서 얻은 발광재료의 여기 방출 스펙트럼도이고;
도3은 본 발명의 실시예2에서 얻은 발광재료의 여기 방출 스펙트럼도이다.
도2는 본 발명의 실시예1에서 얻은 발광재료의 여기 방출 스펙트럼도이고;
도3은 본 발명의 실시예2에서 얻은 발광재료의 여기 방출 스펙트럼도이다.
본 발명의 목적, 기술방안과 장점을 더 명확하게 하기 위하여, 이하 구체적인 실시방식 및 도면을 결합하여 본 발명에 대해 더 상세하게 설명을 진행하겠다. 응당 이해해야 하는 것은, 이러한 서술은 단지 예시성이고 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 이밖에, 이하 설명 중 공지의 구조와 기술에 대해 생략하여, 본 발명의 개념 에 대한 불필요한 혼동을 피한다.
본 발명의 첫번째로는 적색광 및 근적외선 발광재료를 제공하고, 상기 발광재료는 분자식이 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3인 화합물을 포함하고, 그 중 상기 R원소는 Cr, Ni, Fe, Yb, Nd 또는 Er원소 중의 한가지 또는 두가지 이고, 0.001≤a≤0.6，0.001≤b≤0.1이다.
바람직하게, 상기 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3의 화합물은β-Ga2O3와 동일한 결정체 구조를 구비한다. Ga2O3 .은 α、β、γ등 5가지 동소체를 구비하고, 그 중에서 가장 안정적인 것은β-Ga2O3이고, 그는 단사정계 구조를 구비하고, 화학성질이 안정하며, 쉽게 양이온을 혼합시키는 특징을 구비한다. 본 발명의β-Ga2O3는 전이 금속 또는 희토류 금속 이온을 인입하는 것을 통해 적색광과 근적외선의 발광을 실현한다. 이밖에, 기타 동족원소의 치환을 통해 스펙트럼의 조절이나 제어를 실현할 수 있다.
바람직하게, 상기 적색광 및 근적외선 발광재료, a,b의 진일보한 값의 범위는: 0.15≤a≤0.35, 0.02≤b≤0.05이다.
본 발명의 적색광 및 근적외선 발광재료의 특징은 β-Ga2O3중에 Sc원소를 혼합하는 것이고, 그는 더 큰 원자반경을 구비하고, Ga양이온을 치환하여, β-Ga2O3의 결정격자가 팽창하고, 발광중심 이온과 0음이온의 결합 길이가 늘어나게 하여, 이로써 결정장의 강도가 약해지거나 결정장이 분할되는 것을 촉진하고, Cr이온의 광대역 또는 멀티 스펙트럼 방출을 실현하였고, 또 Sc이온의 함량이 증가함에 따라, 스펙트럼의 장파이동을 실현하고, Sc2O3의 함량이0.15≤a≤0.35일 시, 본 발명의 발광재료는β-Ga2O3구조이고, 더 높은 발광강도를 구비하며, a가0.15보다 작을 시, 발광강도는 좀 낮고, a가0.35를 넘을 시, 잡상이 발생할 수 있다. R2O3중의 R원소가 발광중심으로 하고, 성분이0.02≤b≤0.05일 시, 본 발명의 발광재료가 가장 우수한 발광강도를 구비하고, b<0.02일 시, 발광중심이 너무 적기 때문에, 발광강도가 낮고, b>0.05일 시, 발광중심의 농도가 너무 높아 농도 소광이 발생하게 하여, 따라서 동일하게 발광강도를 낮춘다. 바람직하게, 상기 적색광 및 근적외선 발광재료는 R원소가 Cr을 포함한다.
바람직하게, 상기 적색광 및 근적외선 발광재료의 R원소는 Cr이다. 전이 금속 이온Cr3+은 Ga3+과 비슷한 반경을 구비하고, Ga3+의 비틀림 팔면체 구조에 쉽게 혼합되여 진입하고, 또한 Cr3+의 에너지 준위는 결정장 강도가 약해짐에 따라 감소하게 되고, 스펙트럼의 장파 이동과 피크 폭에서의 방출을 얻는 것을 실현하고, 이로써 근적외선 스펙트럼의 발광을 생성한다.
바람직하게, 상기 적색광 및 근적외선 발광재료는 Ce,Eu,Tb,Bi,Dy,Pr중의 한가지 또는 두가지이다. Ce,Eu,Tb,Bi,Dy,Pr원소 중의 한가지 또는 두가지의 인입은, 상기 부류 원소가 발광 중심 원소R로의 에너지 전송이 더 강한 적색광 및 근적외선 발광을 얻게 한다.
본 발명의 두번째로는 상기 적색광 및 근적외선 발광 재료의 제조 방법은 이하 단계를 포함한다:
분자식의 화학 계량 비율대로, 원료Sc2O3、Ga2O3와R2O3을 계측하고;
상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합한 후, 도가니에 넣고, 공기 또는 질소 보호 분위기하에서 1300-1500℃의 고온 로 내부에서 2-10시간 소결하고;
로와 함께 실온까지 냉각하고, 소결 후의 샘플을 얻고;
상기 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 상기 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는다.
본 발명의 세번째로는 발광소자를 제공하고, 전술한 적색광 및 근적외선 발광 재료를 이용하여, 여기광원과 결합하여 발광소자를 제조한다. 바람직하게, 상기 발광소자의 여기 광원 발광 피크 파장 범위는 250-320nm, 400-500nm,550-700nm이고, 바람직하게는 440-470nm이다.
본 발명을 더 설명하기 위하여, 이하 실시예를 결합하여, 본 발명이 제공하는 적색광 및 근적외선 발광재료 및 그 제조 방법에 대해 상세한 서술을 진행하고, 응당 이해해야 하는 것은, 이런 실시예는 본 발명의 기술방안을 전제로 실시하여, 상세한 실시 방식과 구체적인 조작 과정을 제시하였고, 이것은 본 발명의 특징과 장점을 더 설명하기 위할 뿐이지, 본 발명의 청구항에 대해 제한하려는 것은 아니고, 본 발명의 보호범위도 하기 실시예에 한하지 않는다.
이하 실시예 중에서 사용하는 소자와 시제는 전부 시판이다.
비교예
화학식Sc0.98BO3:0.02Cr의 화학 계량비대로, 정확하게Sc2O3、H3BO3와 Cr2O3를 취하고, 균일하게 혼합하여 혼합물을 얻고; 상기 혼합물을 공기 분위기하에서 1300℃로 8h하소하고, 냉각후 배소 산물을 얻고; 상기 배소 산물에 대해 사분 워싱 등 후처리를 진행 후, 근적외선 발광재료 샘플을 얻는다.
상기 근적외선 발광재료 샘플에 대해460nm여기 테스트를 진행하고, 얻은 비교예의 방출 피크는 810nm이고, 반치폭은133nm이고, 그 상대 발광 강도는 100으로 설정한다.
실시예1
화학식0.22Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3의 화학 계량 비율대로, 원료Sc2O3, Ga2O3 와 Cr2O3을 계측하여 취하고, 상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합하여 도가니에 넣고, 공기 분위기하에서 고온 로 내부에서 1450℃로 8시간 소결하고, 로와 함께 실온까지 냉각하고, 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 실시예1의 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는다. X선 회절을 사용하여, 실시예1에서 얻은 발광재료에 대해 분석을 진행하여, 그의 X선 회절도를 얻고, 도1과 같이, 그 회절도와 PDF카드11-0370호β-Ga2O3는 동일하고, 다만 전체 회절 피크가 작은 각도를 향해 약간의 이동이 발생하고, 실시예1의 구조가β-Ga2O3구조인 것을 표명하고, Sc 원소의 인입을 통해β-Ga2O3가 Sc 원소를 섞은 고용체를 얻고, 그 결정 격자가 팽창이 발생하여, 결정 격자 면의 간격이 커진다.
형광 분광계를 사용하여 실시예1에서 얻은 발광 재료에 대해 분석을 진행하고, 블루 레이460nm의 여기하에 그 발광 스펙트럼을 얻고, 상기 재료는 블루 레이의 여기하에 적색광 및 근적외선 스펙트럼의 광역 스펙트럼 발광을 구비하고, 650nm-1050nm에 달하고, 그 피크 파장은 798nm이고, 반치폭은 141nm이고, 그 798nm발광을 모니터링하여 그 여기 스펙트럼을 얻고, 도2와 같다. 알수 있는 것은 상기 발광재료는 자외선, 자색광, 블루 레이 및 적색광에 의해 효과적으로 여기될 수 있고, 적색광 및 근적외선의 광역 스펙트럼을 방출한다. 그 상대적인 발광 강도는 309이다.
실시예2
화학식0.001Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3의 화학 계량 비율대로, 원료 Sc2O3, Ga2O3 와 Cr2O3을 계측하여 취하고, 상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합하여 도가니에 넣고, 공기 분위기하에서 고온 로 내부에서 1490℃로 8시간 소결하고, 로와 함께 실온까지 냉각하고, 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 실시예2의 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는다.
형광 분광계를 사용하여 실시예2에서 얻은 발광재료에 대해 분석을 진행하고, 블루 레이460nm의 여기하에 그 발광 스펙트럼을 얻고, 상기 재료는 블루 레이의 여기하에 적색광 및 근적외선 스펙트럼의 광역 스펙트럼 발광을 구비하고, 650nm-900nm에 달하고, 그 피크 파장은 734nm이고, 반치폭은 121nm이고, 그 734nm발광을 모니터링하여 그 여기 스펙트럼을 얻고, 도3과 같다. 알수 있는 것은 상기 발광재료는 자외선, 자색광, 블루 레이 및 적색광에 의해 효과적으로 여기될 수 있고, 적색광 및 근적외선의 광역 스펙트럼을 방출한다. 그 상대적인 발광 강도는 245이다.
실시예3
화학식 0.6Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3의 화학 계량 비율대로, 원료 Sc2O3, Ga2O3 와 Cr2O3을 계측하여 취하고, 상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합하여 도가니에 넣고, 공기 분위기하에서 고온 로 내부에서 1600℃로 8시간 소결하고, 로와 함께 실온까지 냉각하고, 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 실시예3의 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는다.
형광 분광계를 사용하여 실시예3에서 얻은 발광재료에 대해 분석을 진행하고, 블루 레이460nm의 여기하에 그 발광 스펙트럼을 얻고, 상기 재료는 블루 레이의 여기하에 적색광 및 근적외선 스펙트럼의 광역 스펙트럼 발광을 구비하고, 700nm-10500nm에 달하고, 그 피크 파장은 830nm이고, 반치폭은 143nm이고, 그 상대적인 발광 강도는 258이다.
실시예4-22의 상기 적색광 및 근적외선 발광 재료는, 그 화합물 조성식은 각각 하기 표1에서 열거하였고, 각 실시예 중의 재료의 제조 방법은 실시예1과 동일하고, 다만 각 실시예 중의 목표 화합물의 화학식 조성에 근거하여, 적당한 계량의 화합물을 선택하여 혼합, 연마하고 적당한 소결 조건을 선택하여, 필요한 근적외선 발광 재료를 얻는다.
각 실시예와 비교예 중에서 제조하여 얻은 발광 재료의 성능에 대해 측정을 진행하고, 비교예와 실시예1-22의 460nm 여기 테스트 결과의 발광 성능은 표1과 같다.
| 번호 | 분자식/재료 | 피크 위치(nm) | 반치폭(nm) | 상대 발광강도 |
| 비교예 | Sc0.98BO3:0.02Cr | 810 | 133 | 100 |
| 실시예1 | 0.22Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 798 | 141 | 309 |
| 실시예2 | 0.001Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 734 | 121 | 245 |
| 실시예3 | 0.6Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 830 | 143 | 258 |
| 실시예4 | 0.3Sc2O3 .Ga2O3 .0.001Cr2O3 | 816 | 130 | 167 |
| 실시예5 | 0.3Sc2O3 .Ga2O3 .0.1Cr2O3 | 816 | 130 | 186 |
| 실시예6 | 0.15Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 775 | 140 | 264 |
| 실시예7 | 0.35Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 808 | 139 | 278 |
| 실시예8 | 0.23Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 0.04Yb2O3 | 802，1000 | 33 (1000nm) |
112(1000nm) |
| 실시예9 | 0.23Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 0.04Nd2O3 | 802，1000 | 35 (1000nm) |
114(1000nm) |
| 실시예10 | 0.23Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 0.04Er2O3 | 803, 1550 |
33(1550nm) | 116(1550nm) |
| 실시예11 | 0.25Sc2O3 .Ga2O3 .0.01Cr2O3 | 809 | 142 | 305 |
| 실시예12 | 0.22Sc2O3 .Ga2O3 .0.02Cr2O3 | 805 | 143 | 303 |
| 실시예13 | 0.22Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 805 | 141 | 300 |
| 실시예14 | 0.4Sc2O3 .Ga2O3 .0.04Cr2O3 | 826 | 140 | 256 |
| 실시예15 | 0.5Sc2O3 .Ga2O3 .0.03Cr2O3 | 826 | 142 | 286 |
| 실시예16 | 0.1Sc2O3 .Ga2O3 .0.03Cr2O3 | 792 | 143 | 306 |
| 실시예17 | 0.2Sc2O3 .Ga2O3 .0.06Cr2O3 | 796 | 143 | 305 |
| 실시예18 | 0.2Sc2O3 .Ga2O3 .0.08Cr2O3 | 796 | 139 | 304 |
| 실시예19 | 0.01Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 740 | 143 | 305 |
| 실시예20 | 0.04Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 746 | 142 | 304 |
| 실시예21 | 0.08Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 750 | 143 | 304 |
| 실시예21 | 0.12Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 758 | 142 | 304 |
| 실시예22 | 0.16Sc2O3 .Ga2O3 .0.05Cr2O3 | 775 | 143 | 304 |
위 표에서 알수 있는 것은, 본 발명의 발광 재료는 블루 레이 여기하에 적색광 및 근적외선 광역 스펙트럼 또는 멀티 스펙트럼을 방출하는 특징을 구비하고, 기존의 근적외선 발광 재료에 비해, 비교예로 비교를 하면, 본 발명의 적색광 및 근적외선 발광 재료는 더 높은 발광 강도를 구비한다.
상기 내용을 종합하면, 본 발명은 적색광 및 근적외선 발광 재료 및 그 제조 방법, 및 상기 발광 재료를 포함한 발광 소자를 제공하고, 상기 적색광 및 근적외선 발광 재료는 분자식이 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3인 화합물을 포함하고, 그 중, R원소는 Cr, Ni, Fe, Yb, Nd 또는 Er원소 중의 한가지 또는 두가지를 포함하고, 0.001≤a≤0.6，0.001≤b≤0.1이다. 상기 발광 재료는 파장 범위가 풍부한(자외선 또는 자색광 또는 블루 레이) 스펙트럼에 의해 여기되여650nm-1700nm의 광역 스펙트럼 또는 여러 개의 스펙트럼 발광을 발생하고, 더 높은 발광 강도를 구비한다.
응당 이해해야 하는 것은 본 발명의 상기 구제적인 실시방식은 본 발명의 원리에 대해 예시적으로 설명 또는 해석하는 것뿐이고 본 발명에 대해 제한이 되지는 않는다. 따라서 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 조건하에서 진행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 전부 본 발명의 보호범위에 포함해야 한다. 이 밖에 본 발명의 청구항의 목적은 청구항 범위와 경계선 또는 이런 범위와 경계선의 동등한 형식내의 모든 변화와 수정한 예를 포함하는 것이다.
Claims (10)
- 적색광 및 근적외선 발광 재료에 있어서,
상기 발광 재료는 분자식이 aSc2O3 .Ga2O3 .bR2O3인 화합물을 포함하고, 그 중, R원소는 Cr, Ni, Fe, Yb, Nd 또는 Er원소 중의 한가지 또는 두가지를 포함하고, R원소는 Cr을 꼭 포함하며, 0.001≤a≤0.6，0.001≤b≤0.1이며;
상기 화합물은 β-Ga2O3과 동일한 결정체 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 적색광 및 근적외선 발광 재료.
- 제1항에 있어서,
0.15≤ａ≤0.35,0.02≤ｂ≤0.05인 것을 특징으로 하는 적색광 및 근적외선 발광 재료.
- 제2항에 있어서,
R원소는 Cr인 것을 특징으로 하는 적색광 및 근적외선 발광 재료.
- 제3항에 있어서,
R원소는 Ce, Eu, Tb, Bi, Dy, Pr중의 한가지 또는 두가지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적색광 및 근적외선 발광 재료.
- 적색광 및 근적외선 발광 재료의 제조 방법에 있어서,
상기 적색광 및 근적외선 발광 재료는 제1항 내지 제4항 중 임의의 한 항에 따른 적색광 및 근적외선 발광 재료이고,
상기 적색광 및 근적외선 발광 재료의 제조 방법은 이하 단계를 포함하되:
분자식의 화학 계량 비율대로, 원료 Sc2O3, Ga2O3 및 R2O3을 계측하고;
상기 원료를 연마하고 균일하게 혼합한 후, 도가니에 넣고, 공기 또는 질소 보호 분위기하에서 1200-1600℃의 고온 로 내부에서 2-10시간 소결하고;
로와 함께 실온까지 냉각하고, 소결 후의 샘플을 얻고;
상기 샘플에 대해 볼밀, 워싱과 사분을 진행하여 상기 적색광과 근적외선 발광재료를 얻는 것을 특징으로 하는 적색광 및 근적외선 발광 재료의 제조 방법.
- 발광 소자에 있어서,
적어도 여기 광원과 발광 재료를 포함하고,
상기 발광 재료는 적어도 제1항 내지 제4항 중 임의의 한 항의 적색광 및 근적외선 발광 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
- 제6항에 있어서,
여기 광원 발광 피크 파장 범위는 250-320nm, 400-500nm 및 550-700nm인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
- 제7항에 있어서,
상기 여기 광원 발광 피크 파장 범위는 440-470nm인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 삭제
- 삭제
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