KR102632137B1 - 산화물계 형광체와 이를 이용한 발광 장치 및 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조 안정성이 우수하고 적색에서 발광 휘도가 우수하며, 발광 휘도의 개선에 용이한 새로운 결정구조를 갖는 산화물계 형광체와 이를 이용한 발광 장치 및 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 산화물계 형광체는 적어도 Li, Rb, Ge, 및 O를 함유하는 모체와 모체에 고용된 부활제를 포함하며, 부활제는 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 희토류 원소를 가질 수 있다.
Description
본 발명은 산화물계 형광체와 이를 이용한 발광 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근, 백색 발광 다이오드 소자는 조명, 액정 표시 장치용 백라이트 및 자동차 조명의 광원으로서 각광을 받고 있다.
일반적으로, 백색 발광 다이오드 소자는 청색 발광 소자, 및 청색 발광 소자에서 방출하는 광을 여기원으로 하여 파장을 가시광선으로 변환시키는 형광체를 포함한다.
백색 발광 다이오드 소자에서, 청색 발광 소자는 파장이 450 ~ 550nm인 InGaN계 재료를 포함하고, 형광체는 (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12의 조성식으로 표현되는 황색 발광의 YAG계 형광체를 포함한다. 이러한 구성을 갖는 백색 발광 다이오드 소자는 청색 발광 소자로부터 방출된 청색 광이 형광체에 일부 흡수되어 형광체를 여기(excitation)시키고, 여기된 형광체에서 방출되는 황색 광이 형광체에 흡수되지 않은 청색 광과 혼합됨에 따라 백색 광을 방출하게 된다.
그러나, 종래의 백색 발광 다이오드 소자는 백색 광에서 적색 성분이 적고, 색 온도가 높으며, 적색 및 녹색 성분의 부족으로 인하여 연색성이 떨어지는 조명 광 밖에 얻지 못한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 종래의 백색 발광 다이오드 소자의 부족한 성분을 보완하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 구조 안정성이 우수하고 적색에서 발광 휘도가 우수하며, 발광 휘도의 개선에 용이한 새로운 결정구조를 갖는 산화물계 형광체와 이를 이용한 발광 장치 및 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 산화물계 형광체는 모체를 포함하고, 상기 모체는 상기 모체에 고용된 부활제를 포함하며 하기 조성식 1로 표현될 수 있다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
또한, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 장치는 여기 광을 방출하는 발광 소자와 여기 광을 흡수하여 가시 광을 방출하는 파장 변환부를 포함하며, 파장 변환부는 모체를 포함하고, 상기 모체는 상기 모체에 고용된 부활제를 포함하는 산화물계 형광체를 포함할 수 있다. 상기 모체는 하기 조성식 1로 표현될 수 있다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 발광 장치를 갖는 백라이트 유닛과 백라이트 유닛 상에 배치된 액정 디스플레이 패널을 포함하며, 발광 장치는 여기 광을 방출하는 발광 소자와 여기 광을 흡수하여 가시 광을 방출하는 파장 변환부를 포함하며, 파장 변환부는 모체를 포함하고, 상기 모체는 상기 모체에 고용된 부활제를 포함하는 산화물계 형광체를 포함할 수 있다. 상기 모체는 하기 조성식 1로 표현될 수 있다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
상기 조성식 1에서, A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고, 2≤a≤4이고, 7≤b≤9 이고, c=(1+a)/2+2b이고, 0.0001≤d≤0.2이다.
본 발명에 따르면, Rb, Li, Ge, O을 기반으로 하는 새로운 결정 구조를 갖는 형광체 조성물은 이제까지 보고된 바가 없으며, 이 조성물은 Mn 도핑시 협반치폭의 적색 형광체로 사용될 수 있으며, 광 효율이 우수하여 발광 다이오드용 형광체 및 디스플레이용 형광체로 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구성 원소의 몰비 조절을 통해, Rb, Li, 또는 Ge 자리에 산화수가 같은 물질을 치환하였을 시 발광 효율 또한 변화시킬 수 있고, Mn 도핑 농도에 따라서도 광효율 변화가 가능하여, 튜닝용 형광체로도 유용하게 사용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 형광체는 CASN 형광체의 대체 또는 보완용으로 적합하게 사용될 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 및 제 5 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴의 브래그 각도(θ)가 21.2°~ 22.2°, 26.3°~ 27.3°, 28.3°~ 29.3°, 34.2°~ 35.4°, 37.5°~ 38.5° 인 부분을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 6 내지 제 8 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 6 내지 제 8 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 9 내지 제 13 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 9 내지 제 13 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 6 내지 제 8 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 6 내지 제 8 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 9 내지 제 13 실시 예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 9 내지 제 13 실시 예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
발명자들은 산화물로 이루어져 있고, 특히 협반치폭의 적색 형광체로써 발광 휘도가 우수하며, 기존의 적색 형광체의 조성 영역을 벗어나고, 협반치폭을 가지는 것을 특징으로 하며, 발광 휘도의 개선에 용이한 새로운 결정구조를 가져 발광 다이오드 분야와 발광 장치 및 디스플레이 분야에 적합하게 사용될 수 있는 형광체를 제공하는 것을 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 일 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 산화물계 형광체와 이를 이용한 발광 장치 및 디스플레이 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 형광체에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 예에 따른 산화물계 형광체는 적어도 Li, Rb, Ge, O, N, Cl, F 및 C를 함유하는 모체(host lattice), 및 모체에 고용된 희토류 원소를 갖는 부활제(activator)를 포함하며, 부활제는 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 희토류 원소를 포함한다. 여기서, 형광체에서, 모체는 부활제를 수용하는 공간, 부활제와 상호작용하여 형광체의 색도, 휘도, 및 효율을 결정하는 역할을 하며, 부활제는 모체에 대하여 불순물로 첨가되어 발광 빛의 스펙트럼을 결정하는 역할을 한다.
일 예에 따른 형광체의 모체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 21.2°~22.2°, 26.3°~27.3°, 28.3°~29.3°, 34.2°~35.4°, 37.5°~ 38.5°인 범위에서 상대 강도 10% 이상의 회절 피크를 나타내는 상을 주상으로 포함한다.
일 예에 따른 형광체의 모체는 조성식 (A)1(B)a(C)b-REd(X)c로 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 모체의 조성식에서, A는 Rb 및 K 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함하고, B는 Li 및 Na 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함하고, C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함하고, X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, RE는 부활제로서, Mn를 필수 원소로 하되 Eu, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Yb 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 포함한다. 상기 모체의 조성식에서, a, b 및 c는 2≤a≤4, 7≤b≤9, c=(1+a)/2+2b일 수 있으며, 1≤b/a≤3 일 수 있다.
일 예에 따른 형광체의 모체는 육방정계(Hexagonal) 결정구조일 수 있다.
일 예에 따른 형광체에서, 모체의 격자 상수는 a = b = 9.44549Å, c= 4.66191Å 이며, 상기 격자 상수는 10% 이하로, 바람직하게는 5% 이하로 변동될 수 있으며, 이 경우에도 본 발명에 따른 형광체의 특성을 나타낼 수 있다.
일 예에 따른 형광체에 있어서, 모체의 조성식에서, C가 Ge, Ti, Mo, Zr 또는 Si을 포함할 경우, Ge, Ti, Mo, Zr 또는 Si은 그 일부가 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Yb 중에서 선택된 1종 이상의 원소가 20mol% 이하로 대체되는 것이 바람직하고, 10mol% 이하로 대체되는 것이 보다 더 바람직하다.
일 예에 따른 형광체에 있어서, 모체의 조성식에서, X는 O 및 N을 포함할 수 있으며, 이 경우, O 및 N은 Cl, F, C, S 및 Se 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 대체될 수 있다.
이와 같은, 형광체는 300~480nm의 피크 파장을 갖는 자외선 여기광에 대하여 600~700nm의 발광 피크 파장을 나타낼 수 있다.
일 예에 따른 형광체의 모체에 있어서, 원료에 LiF, LiCl, RbF, RbCl, NH4Cl, NH4F 및 C 중에서 선택된 1종 이상의 원소가 강화제를 혼합함으로써 음이온 자리에 Cl, F, C 등이 치환될 수 있다.
일 예에 따른 형광체의 모체에 있어서, 상기 모체에 함유된 Rb(K), Li(Na), Ge(Ti, Mo, Zr, Si), O의 비율((Rb):(Li):(Ge):(O))을 1:a:b:c라 가정할 때, 상기 비율은 바람직하게 1:3:8:18일 수 있다.
일 예에 따른 형광체의 모체에 있어서, 상기 부활제(RE)의 고용량(d)이 0.001mol%보다 작을 경우, 발광 원소의 부족으로 인해 휘도가 충분하지 않고, 0.2mol%를 초과할 경우, 이른바 농도 소광(消光)의 효과로 인해 오히려 휘도가 감소하기 때문에, 상기 부활제(RE)의 고용량(d)은 높은 휘도를 얻기 위하여, 0.001~0.2mol%의 범위로 고용되는 것이 바람직하고, 0.005~0.03mol% 범위로 고용되는 것이 보다 더 바람직하다. 또한, 부활제(RE)는 망간(Mn)이 사용되는 것이 가장 바람직하며, 망간(Mn)에 Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm 및 Yb 중에서 선택된 1종 이상의 원소가 코도핑(co-doping)될 수 있다.
또한, 본 예에 따른 조성의 형광체는 단상(single phase)으로 이루어지는 것이 이상적이지만, 제조 과정에서 소량의 불가피한 비정질상이나 육방정계(Hexagonal)가 아닌 기타 결정상이 포함될 수 있으며, 이러한 비정질상이나 기타 결정상을 포함하는 혼합물이라도 특성에 영향이 없는 한 일부 포함될 수 있다.
또한, 본 예에 따른 형광체의 평균 입도는 1~20㎛의 범위가 바람직한데, 평균 입도가 1㎛보다 작으면 산란에 의한 광 흡수율이 저하되고, 발광 다이오드(LED)를 밀봉하는 수지로의 균일한 분산이 용이하지 않을 수도 있고, 평균 입도가 20㎛를 초과하면 발광 강도 및 색조의 불균일이 발생될 수도 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 형광체의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저, 형광체 제조 원료로는 주요 성분인 Li, Rb, Ge, Mn의 경우, 탄산리튬(Li2CO3), 탄산류비듐(Rb2CO3), 이산화저마늄(GeO2) 및 아세트산망간(Mn(CH3COO)2) 분말을 사용하였다. 이러한 원료물질들은 소정의 조성이 되도록 Li2CO3, Rb2CO3, GeO2, Mn(CH3COO)2을 칭량하여 혼합하였는데, 이때 샘플당 혼합물의 양은 1g(gram)이 되도록 하였다. 이상과 같은 원료물질의 혼합작업은 대기 분위기에서 수작업으로 10분 동안 혼합하였다.
이와 같이 얻어진 혼합물 샘플들을 대기압 이상 20기압 이하의 산소 및 질소 가스를 주성분으로 하여 O2가 0~25% 이루어지는 산소 및 질소 가스 분위기에서 소성을 수행한다. 이러한 산소 및 질소 가스 분위기에서 소성을 하게 되면, 소성 중에 합성되는 산화물의 분해를 방지 또는 억제할 수 있고, 사용되는 Mn의 산화수를 2가에서 4가로 산화시킬 수 있으며, 생성되는 산화물의 조성 편차를 줄일 수 있기 때문에 성능이 우수한 형광체 조성물을 제조할 수 있게 된다.
한편, 산소 및 질소 가스를 주성분으로 한다는 것은, 전체 가스 대비 21%의 산소 가스와 78% 이상의 질소 가스를 포함하는 것을 의미한다. 또한, 소성 온도는 700~800℃가 바람직하며, 고품질의 형광체를 얻기 위해서는 700℃ 이상이 보다 더 바람직하다. 그리고, 소성 시간은 30분~100시간의 범위 내로 할 수 있는데, 품질과 생산성 등을 고려할 때 2시간~24시간이 바람직하다. 본 예에서는 상압 고순도 Air(99.99%) 가스 분위기 하에서 800℃의 소성 온도로 4시간 동안 소성을 실시한 후 파쇄하여 형광체를 제조하였다.
이하, 본 예에 따른 산화물계 형광체를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제 1 내지 제 5 실시 예 각각은 Ge 농도에 따른 XRD(x-ray diffractometer) 및 PL(photoluminescence) 패턴을 분석한 것이고, 제 6 내지 제 8 실시 예 각각은 Li 조성 범위에 따른 XRD 패턴 차이와 PL를 확인하기 위한 것이고, 제 9 내지 제 13 실시 예 각각은 Mn 조성 범위에 따른 XRD 패턴 차이와 PL를 확인하기 위한 것이다.
제 1 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1204g의 Rb2CO3, 0.1156g의 Li2CO3, 0.7637g의 GeO2, 및 0.000256g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성 처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 2 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1142g의 Rb2CO3, 0.1096g 의 Li2CO3, 0.7759g의 GeO2, 및 0.000242g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성 처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 3 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1086g의 Rb2CO3, 0.1042g의 Li2CO3, 0.7869g의 GeO2, 및 0.000230g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 4 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1035g의 Rb2CO3, 0.0993g의 Li2CO3, 0.7969g의 GeO2, 및 0.000220g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 5 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.0946g의 Rb2CO3, 0.0908g의 Li2CO3, 0.8143g의 GeO2, 및 0.000201g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 6 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1109g의 Rb2CO3, 0.1100g의 Li2CO3, 0.7788g의 GeO2, 및 0.000235g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 7 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1098g의 Rb2CO3, 0.1194g의 Li2CO3, 0.7706g의 GeO2, 및 0.000233g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 8 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1086g의 Rb2CO3, 0.1286g의 Li2CO3, 0.7626g의 GeO2, 및 0.000231g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 9 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1113g의 Rb2CO3, 0.1068g의 Li2CO3, 0.7814g의 GeO2, 및 0.0005g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 10 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1113g의 Rb2CO3, 0.1068g의 Li2CO3, 0.7809g의 GeO2, 및 0.0009g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 11 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1113g의 Rb2CO3, 0.1068g의 Li2CO3, 0.7805g의 GeO2, 및 0.0014g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 12 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1112g의 Rb2CO3, 0.1068g의 Li2CO3, 0.7801g의 GeO2, 및 0.0019g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
제 13 실시 예의 형광체 조성물의 원료분말은, 0.1112g의 Rb2CO3, 0.1067g의 Li2CO3, 0.7797g의 GeO2, 및 0.0024g의 Mn(CH3COO)2을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다. 이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 소성로 내부에 배치된 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소/질소 가스를 분당 500cc 흘러주어 800℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이러한 형광체 조성물을 450nm 광원으로 여기시켰을 때 적색 발광이 이루어지는 것을 확인되었다.
이와 같이 제조된 제 1 내지 제 13 실시 예에서 형광체 조성물을 정리하면 아래의 표 1과 같다.
이상과 같이 제조된 각 실시 예의 형광체 조성물에 대해, 도 3 및 도 5와 같이, PL 장치를 이용하여 발광특성을 분석하고, 도 2 및 도 4와 같이, XRD를 통하여 결정 구조를 분석하였다.
도 2는 제 1 내지 제 5 실시 예 각각에 대한 X선 회절 결과를 나타낸 것으로, 도 3의 PL 측정 결과도 이를 뒷받침한다. 제 1 실시 예와 같이, Rb, Li, Ge, 및 O를 기초로 하는 형광체 조성물로써 이러한 결정 구조를 갖는 것은 알려진 바가 없다.
한편, 본 발명에서 제안하는 조성 범위에서 추가적인 실험으로 Mn4+의 농도가 발광 효율에 미치는 영향을 알아 보았다.
도 7은 Mn4+의 부활제(RE) 농도에 따른 PL값을 측정한 결과를 나타낸다.
도 7을 참조하면, Mn4+의 부활제(RE) 농도가 0.8mol%인 경우, 즉, 상기 조성식에서 d가 0.008인 조성물에 가장 우수한 PL 특성을 나타내었으며, Mn4+의 부활제(RE) 농도가 커질수록 특성의 저하가 일어나는 것을 볼 수 있다. 도 7의 PL 특성을 고려하였을 때, d는 0.0001 ≤ d ≤ 0.2의 범위를 갖는 것이 바람직하다 할 것이다.
이와 같은, 본 발명에 따른 산화물계 형광체는 적어도 Li, Rb, Ge, 및 O를 함유하는 모체와 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 희토류 원소를 갖는 부활제를 고용화함으로써 협반치폭의 적색 형광체로 사용될 수 있으며, 광 효율이 우수하여 발광 다이오드용 형광체 및 디스플레이용 형광체로 적합하게 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치(100)는 여기 광을 방출하는 발광 소자(130) 및 여기 광을 흡수하여 가시 광을 방출하는 파장 변환부(150)를 포함하는 발광 다이오드 패키지일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치(100)는 리드 프레임(110), 발광 소자(130), 및 파장 변환층(150)을 포함한다.
상기 리드 프레임(110)은 구동 전원 라인에 전기적으로 접속되는 제 1 및 제 2 리드 단자, 및 상면으로부터 경사면을 가지도록 오목하게 마련된 그루브(115)를 포함한다.
상기 발광 소자(130)는 리드 프레임(110)에 마련된 그루브(115)에 배치되고, 제 1 및 제 2 리드 단자와 전기적으로 연결된다. 이러한 발광 소자(130)는 제 1 및 제 2 리드 단자 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 여기 광을 방출한다. 일 예에 따른 발광 소자는 300 ~ 480㎚의 피크 파장 범위를 갖는 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 파장 변환층(150)은 발광 소자(130)를 덮도록 그루브(115)에 형성된다. 이러한 파장 변환층(150)은 발광 소자(130)로부터 방출되는 여기 광의 일부를 흡수하여 가시 광을 방출한다. 예를 들어, 파장 변환층(150)은 발광 소자(130)로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광과 녹색 광을 방출하거나 황색 광을 광을 방출한다.
일 예에 따른 파장 변환층(150)은 적색 광을 방출하는 적색 형광체와 수지의 혼합 물질로 이루어진 제 1 형광체층(151), 및 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체와 수지의 혼합 물질로 이루어져 제 1 형광체층(151) 상에 적층된 제 2 형광체층(153)을 포함한다.
상기 적색 형광체는 본 발명의 제 1 내지 제 13 실시 예에 따른 산화물계 형광체이므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 이러한 적색 형광체층은 300 ~ 480㎚의 피크 파장 범위를 갖는 여기 광에 대하여 600 ~ 700㎚의 발광 피크 파장을 갖는 적색 광을 방출한다.
상기 녹색 형광체는 300 ~ 480㎚의 피크 파장 범위를 갖는 여기 광에 대하여 490 내지 550nm의 피크 방출 파장을 갖는 녹색 광을 방출한다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치(100)는 발광 소자(130)로부터 방출되는 청색 광이 제 1 형광체층(151)의 적색 형광체를 여기시켜 적색 광을 방출시키고, 제 2 형광체층(153)의 녹색 형광체를 여기시켜 녹색 광 또는 황색 광을 방출시킴에 따라 형광체에 흡수되지 않은 청색 광과 녹색 광 또는 황색 광의 혼합에 의해 백색 광이 방출되게 된다.
추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치(100)에서, 발광 소자(130)는 자외선 발광 다이오드 칩으로 대체될 수 있다. 이 경우, 파장 변환층(150)의 제 2 형광체층(153)은 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체와 청색 광을 방출하는 청색 형광체 및 수지의 혼합 물질로 이루어진다. 이에 따라, 자외선 발광 다이오드 칩에서 방출되는 자외선은 제 1 형광체층(151)의 적색 형광체를 여기시켜 적색 광을 방출시키고, 제 2 형광체층(153)의 녹색 형광체와 청색 형광체를 여기시켜 녹색 광 및 청색 광을 방출시킨다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치(100)는 적색 광과 녹색 광 및 청색 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하게 된다.
따라서, 본 발명의 일 예에 따른 발광 장치는 본 발명에 따른 적색 형광체를 포함함으로써 백색 광에서 적색 성분의 부족으로 인한 문제점이 개선될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치(100)는 발광 다이오드 패키지로서, 리드 프레임(110), 발광 소자(130), 수지층(140), 및 파장 변환층(170)을 포함한다.
상기 리드 프레임(110)은 구동 전원 라인에 전기적으로 접속되는 제 1 및 제 2 리드 단자, 및 상면으로부터 경사면을 가지도록 오목하게 마련된 그루브(115)를 포함한다.
상기 발광 소자(130)는 리드 프레임(110)에 마련된 그루브(115)에 배치되고, 제 1 및 제 2 리드 단자와 전기적으로 연결된다. 이러한 발광 소자(130)는 제 1 및 제 2 리드 단자 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 300 ~ 480㎚의 피크 파장 범위를 갖는 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 수지층(140)은 발광 소자(130)를 덮도록 그루브(115)에 충진된다.
상기 파장 변환층(150)은 수지층(140)의 상면을 덮도록 리드 프레임(110)의 상면에 마련된다. 이러한 파장 변환층(150)은 발광 소자(130)로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 황색 광을 방출한다.
제 1 예에 따른 파장 변환층(170)은 적색 광을 방출하는 적색 형광체와 수지의 혼합 물질로 이루어져 수지층(140)의 상면을 덮도록 리드 프레임(110)의 상면에 코팅된 제 1 형광체층(171), 및 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체와 수지의 혼합 물질로 이루어져 제 1 형광체층(171) 상에 코팅된 제 2 형광체층(153)을 포함한다. 이러한 구성을 갖는 제 1 예에 따른 파장 변환층(170)은 도 8에 도시된 파장 변환층(150)과 동일한 기능을 하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
제 2 예에 따른 파장 변환층(170)은 수지층(140)의 상면을 덮도록 리드 프레임(110)의 상면에 부착되고 적색 광을 방출하는 적색 형광체를 갖는 제 1 형광 시트(171), 및 제 1 형광 시트(171) 상에 적층되고 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체를 갖는 제 2 형광 시트(173)를 포함한다. 이러한 구성을 갖는 제 2 예에 따른 파장 변환층(170)은 시트 형태로 구성되는 것을 제외하고는 도 8에 도시된 파장 변환층(150)과 동일한 기능을 하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
추가적으로, 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치(100)에서, 발광 소자(130)는 자외선 발광 다이오드 칩으로 대체될 수 있다. 이 경우, 제 1 예에 따른 파장 변환층(170)의 제 2 형광체층(173)와 제 2 예에 따른 파장 변환층(170)의 제 2 형광시트(173)는 녹색 광을 방출하는 녹색 형광체와 청색 광을 방출하는 청색 형광체를 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 자외선 발광 다이오드 칩에서 방출되는 자외선은 적색 형광체를 여기시켜 적색 광을 방출시키고, 녹색 형광체와 청색 형광체를 여기시켜 녹색 광 및 청색 광을 방출시킨다. 이에 따라, 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치(100)는 적색 광과 녹색 광 및 청색 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하게 된다.
이와 같은, 본 발명의 다른 예에 따른 발광 장치(100)는 도 8에 도시된 발광 장치와 동일한 발광 원리에 따라 백색 광을 방출함으로써 도 8에 도시된 발광 장치와 동일한 효과를 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 도광판(200), 광원 모듈(210), 반사 시트(230), 광학 시트부(250), 및 액정 디스플레이 패널(270)을 포함한다.
상기 도광판(200)은 측면들 중 적어도 일측면에 마련된 입광부를 갖는다. 예를 들어, 도광판(200)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)과 같은 투명 플라스틱 재질 또는 플렉서블한 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 도광판(200)은 입광부를 통해 입사되는 광을 액정 디스플레이 패널(270)의 후면 쪽으로 진행시킨다. 이를 위해, 도광판(200)의 후면은 입사되는 광을 액정 디스플레이 패널(270)의 후면 쪽으로 진행시키기 위한 광학 패턴을 포함한다.
상기 광원 모듈(210)은 도광판(200)에 마련된 입광부에 광을 조사한다. 일 예에 따른 광원 모듈(210)은 인쇄 회로 기판(212) 및 복수의 발광 다이오드 패키지(214)를 포함한다
상기 인쇄 회로 기판(212)은 도광판(200)의 입광부와 마주보도록 배치된다. 이러한 인쇄 회로 기판(212)은 광원 구동 전원 라인과 광원 공통 전원 라인을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 패키지(214) 각각은 서로 이격되도록 인쇄 회로 기판(212) 상에 실장되어 도광판(200)의 입광부에 백색 광을 조사한다. 즉, 복수의 발광 다이오드 패키지(214) 각각은 광원 구동 전원 라인과 광원 공통 전원 라인에 전기적으로 연결되도록 인쇄 회로 기판(212) 상에 실장되고, 광원 구동 전원 라인으로부터 공급되는 광원 구동 전원에 의해 발광함으로써 도광판(200)의 입광부에 백색 광을 조사한다.
일 예에 따른 복수의 발광 다이오드 패키지(214) 각각은 도 8 또는 도 9에 도시된 발광 장치(100)와 동일하게 구성되어 도광판(200)의 입광부에 백색 광을 조사하기 때문에, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사 시트(230)는 도광판(200)의 아래에 배치됨으로써 도광판(200)의 하면으로 방출되는 광을 도광판(200)의 내부로 반사시킴으로써 광 손실을 최소화한다.
상기 광학 시트부(250)는 도광판(200)의 광 출사면 상에 배치되어 도광판(200)으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 역할을 한다. 일 예에 따른 광학 시트부(250)는 확산 시트, 프리즘 시트, 및 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같은, 도광판(200), 광원 모듈(210), 반사 시트(230), 및 광학 시트부(250)는 액정 디스플레이 패널(270)에 광을 조사하기 위한 에지형 백라이트 유닛을 구성한다.
상기 액정 디스플레이 패널(270)은 백 라이트 유닛, 즉 광학 시트부(250)의 광 출사측 상에 배치되어 광학 시트부(250)를 통과하여 입사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 일 예에 따른 액정 디스플레이 패널(270)는 박막 트랜지스터 어레이를 갖는 제 1 기판, 컬러필터 어레이를 갖는 제 2 기판, 제 1 및 제 2 기판 사이에 마련된 액정층을 포함할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 후면 커버를 더 포함한다. 상기 후면 커버는 백라이트 유닛을 수납하면서 액정 디스플레이 패널(270)의 후면 가장자리 부분을 지지한다.
한편, 도 10에서는 에지형 백라이트 유닛을 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 에지형 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 직하형 백라이트 유닛은 후면 커버, 광원 모듈(210), 확산판, 및 광학 시트부(250)를 포함할 수 있다.
상기 후면 커버는 광원 모듈(210)을 수납하고 액정 디스플레이 패널(270)의 후면 가장자리 부분을 지지한다. 이를 위해, 후면 커버는 광원 모듈(210)을 수납하기 위해, 오목하게 마련된 수납 공간을 포함한다.
상기 광원 모듈(210)은 액정 디스플레이 패널(270)의 후면과 중첩되도록 후면 커버에 마련된 수납 공간의 바닥면에 배치된다.
상기 확산판은 후면 커버의 수납 공간을 덮도록 배치되고, 광원 모듈(210)로부터 입사되는 광을 확산시킨다.
상기 광학 시트부(250)는 확산판의 광 출사면 상에 배치되어 확산판으로부터 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시키는 역할을 한다. 일 예에 따른 광학 시트부(250)는 확산 시트, 프리즘 시트, 및 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 확산 시트는 확산판으로 인하여 생략 가능하다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 본 발명에 따른 적색 형광체를 포함하는 광원 모듈(210)로부터 방출되는 백색 광을 이용하여 영상을 표시함으로써 백색 광에서 적색 성분의 부족으로 인한 문제점이 개선될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 발광 장치 110: 리드 프레임
130: 발광 소자 150, 170: 파장 변환층
200: 도광판 210: 광원 모듈
214: 발광 다이오드 패키지 270: 액정 디스플레이 패널
130: 발광 소자 150, 170: 파장 변환층
200: 도광판 210: 광원 모듈
214: 발광 다이오드 패키지 270: 액정 디스플레이 패널
Claims (13)
- 적어도 Li, Rb, Ge, 및 O를 함유하고 부활제를 포함하는 모체를 포함하고,
상기 부활제는 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 희토류 원소를 포함하는, 산화물계 형광체. - 제 1 항에 있어서,
상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 21.2°~22.2°, 26.3°~27.3°, 28.3°~29.3°, 34.2°~35.4°, 37.5°~ 38.5°인 범위에서 상대강도 10% 이상의 회절 피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하는, 산화물계 형광체. - 모체를 포함하고,
상기 모체는 상기 모체에 고용된 부활제를 포함하며 하기 조성식 1로 표현되는, 산화물계 형광체:
[조성식 1]
(A)1(B)a(C)b-REd(X)c
(상기 조성식 1에서,
A는 Rb 및 K로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고,
B는 Li 및 Na 로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고,
C는 Ge, Ti, Mo, Zr 및 Si 로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고,
X는 O, N, Cl, F, C, S 및 Se 로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고,
RE는 상기 부활제로서 Mn, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm 및 Yb 로 이루어지는 군에서 Mn을 포함하여 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하고,
2≤a≤4이고,
7≤b≤9이고,
c=(1+a)/2+2b이고,
0.0001≤d≤0.2임). - 제 3 항에 있어서,
상기 조성식 1에서,
A는 Rb을 포함하고, B는 Li를 포함하고, C는 Ge를 포함하고, X는 O를 포함하는, 산화물계 형광체. - 제 3 항에 있어서,
상기 조성식에서 1≤b/a≤3인, 산화물계 형광체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 모체에 함유된 Rb, Li 및 Ge의 비율이 1: 3: 8인, 산화물계 형광체. - 제 1 항에 있어서,
300㎚ ~ 480㎚의 피크 파장 범위를 갖는 여기 광에 대하여 600㎚ ~ 700㎚의 발광 피크 파장을 나타내는, 산화물계 형광체. - 제 1 항에 있어서,
평균 입도가 1㎛ ~ 20㎛인, 산화물계 형광체. - 제 1 항에 있어서,
상기 모체는 육방정계(Hexagonal) 결정 구조를 갖는, 산화물계 형광체. - 여기 광을 방출하는 발광 소자; 및
상기 여기 광을 흡수하여 가시 광을 방출하는 파장 변환부를 포함하며,
상기 파장 변환부는 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 산화물계 형광체를 갖는, 발광 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 발광 소자는 자외선 발광 다이오드 또는 청색 발광 다이오드인, 발광 장치. - 제 11 항에 따른 발광 장치를 갖는 백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛 상에 배치된 액정 디스플레이 패널을 포함하는, 디스플레이 장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012167147A (ja) | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Panasonic Corp | 蛍光体及び発光装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| norganic Chemistry, 2016, 55, pp10310-10319(2016.09.27.)* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180047146A (ko) | 2018-05-10 |
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