KR19980046669A - Red phosphor for active light emitting liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

능동 발광형 액정 디스플레이의 구조를 실현할 수 있는 새로운 고휘도 적색 발광 형광체를 제공하기 위하여 포태슘(K), 유로피움(Eu) 그리고 텅스텐(W)을 적절한 비율로 조합하여 고체화학반응을 통하여 합성한 K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x =1.5~3.0)와 같은 조성의 형광체는 x=2.0~2.5 근처의 조성에서 380~420nm의 여기되는 적색 발광 형광체로 기존의 자외선에 여기되는 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체에 비하여 휘도가 200% 이상 증가한 형광체이고 또한 이 텅스텐 형광체를 상기 심적색 형광체와 적절히 혼합함으로써 색좌표 및 휘도가 자유롭게 조절되며 색재현 범위를 확대할 수 있다.K was synthesized through solid chemical reaction by combining potassium (K), europium (Eu) and tungsten (W) in an appropriate ratio to provide a new high-brightness red light-emitting phosphor that can realize the structure of an active light-emitting liquid crystal display. 5 Eu x (WO 4 ) Phosphor having a composition of 2.5 + 1.5x (x = 1.5 ~ 3.0) is a red luminescent phosphor of 380 ~ 420nm which is excited at the composition near x = 2.0 ~ 2.5 and 3.5 excited MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn It is a phosphor whose brightness is increased by 200% or more compared with the deep red phosphor, and by appropriately mixing the tungsten phosphor with the deep red phosphor, the color coordinate and luminance can be freely adjusted and the range of color reproduction can be expanded.

Description

능동 발광형 액정 디스플레이용 적색 형광체Red phosphor for active light emitting liquid crystal display

본 발명은 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광체를 사용한 능동 발광형 액정디스플레이에 사용할 새로운 적색 형광체를 개발하여 신규의 포태슘 유로피움 텅스텐염을 상으로 하는 모체 발광형 형광체인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체에 관한 것이다.The present invention relates to a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display, and more particularly, to develop a new red phosphor for use in an active light-emitting liquid crystal display using a phosphor and to form a novel potassium europium tungsten salt as a matrix. A red phosphor for an active light emitting liquid crystal display which is a phosphor.

모든 정보 디스플레이는 빛을 조절할 수 있는 능력을 활용하여 그 기능을 수행한다. 디스플레이의 복잡성에 관계없이 디스플레이의 기본적인 동작 원리는 디스플레이의 화소에서 빛을 제어하는 데에 있다. 이것은 두 가지 방법에 의하여 행하여지는데, 한 형태는 각각의 화소에 빛을 발생할 수 있는 능력을 부여하는 것으로서 능동 디스플레이라 불리우며 좋은 예로서 음극선관이 있다. 음극선관의 화면은 전자빔이 충돌할 때 빛을 방출하는 형광체를 갖고 있다. 각 화소는 오직 전자빔에 충돌함으로써 빛을 발생시키도록 만들어진다.All information displays perform their functions by utilizing the ability to control the light. Regardless of the complexity of the display, the basic operating principle of the display is to control the light in the pixels of the display. This is done by two methods, one type which gives each pixel the ability to generate light, called an active display, and a good example is a cathode ray tube. The screen of the cathode ray tube has a phosphor that emits light when the electron beam collides. Each pixel is made to generate light only by impinging on an electron beam.

또한 디스플레이의 두 번째 형태는 빛을 발생하지는 않으나 디스플레이에 의해 반사되거나 투과되는 빛의 양을 조절하는 형태로서 수동 디스플레이라고 한다. 수동 디스플레이로서 대표적인 예로는 액정디스플레이가 있다. 액정 디스플레이는 극도로 경량화된 박형으로서, 빛을 발생시켜 주위에 존재하는 빛을 사용하는 데에 많은 전력을 소비하지 않아서 저가 저소비 전력으로도 구동되며 집적회로와 정합성이 우수하며 제작상에 있어 디스플레이의 크기를 임의로 할 수 있어 손목시계, 휴대용 라디오와 테이프 재생기, 휴대용 컴퓨터 등의 전지로 구동되는 장비들에 주로 이용되고 랩톱 컴퓨터나 포켓 컴퓨터의 표시관 및 차량 적재용, 칼라 TV 화상용으로 그 사용범위가 확대되고 있다. 이와 같은 액정 디스플레이는 2 내지 12.1인치 크기는 이미 실용화되어 있고 현재는 12.1인치 이상의 대형화에 대한 연구가 진행되고 있다.In addition, the second form of the display does not generate light, but controls the amount of light reflected or transmitted by the display, called a passive display. Representative examples of passive displays include liquid crystal displays. The liquid crystal display is extremely thin and thin. It does not consume much power to generate light and use the light that exists around it, so it is operated at low cost and low power consumption. It is also well integrated with integrated circuits. Its size can be arbitrarily used for battery-powered equipment such as wristwatches, portable radios and tape players, and portable computers. Is expanding. Such a liquid crystal display has already been put to practical use in the size of 2 to 12.1 inches and is currently being studied for the enlargement of 12.1 inches or more.

상기한 액정디스플레이는 일반적으로 두 장의 얇은 도전막을 코팅한 유리판 사이에 수㎛ 내지 수십㎛ 두께의 액정층을 만들어 외부에서 구동 집적회로를 통하여 전기장을 인가함으로써 액정 분자들의 배열을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 액정분자의 배열 상태는 전기장을 인가했을 때는 전기장에 나란하거나 수직방향으로 재배열되며, 전기장을 제거하거나 약하게 하면 도전막 위에 얇게 입힌 배향층에 의해 다시 원래 상태로 되돌아가게 된다.The liquid crystal display is generally configured to control the arrangement of liquid crystal molecules by applying an electric field through a driving integrated circuit by making a liquid crystal layer having a thickness of several micrometers to several tens of micrometers between glass plates coated with two thin conductive films. have. When the electric field is applied, the arrangement state of the liquid crystal molecules is parallel to the electric field or rearranged in the vertical direction. When the electric field is removed or weakened, the liquid crystal molecules are returned to the original state by the thinly oriented alignment layer on the conductive film.

액정층에 전기장을 인가하는 방법은 액정 디스플레이 화소 각기마다 능동적으로 구동하는 방법인 능동구동과 수동적으로 구동하는 방법인 수동구동으로 분류하는데, 이것은 액정분자의 반응속도, 이웃하는 화소끼리의 간섭현상(crosstalk), 콘트라스트(contrast), 화면의 깜박거림(flickering), 시야각(view angle), 대화면화 등 액정 디스플레이의 표시 특성과 밀접한 관계가 있다.The method of applying an electric field to the liquid crystal layer is classified into active driving, which is an active driving method for each liquid crystal display pixel, and passive driving, which is a passive driving method. It is closely related to the display characteristics of the liquid crystal display such as crosstalk, contrast, flickering of the screen, view angle, and large screen.

얇은 액정층이 전기적으로 빛의 투과량을 조절할 수 있는 이유는 액정분자가 광학적인 이방성 즉 굴절율이 빛의 진행 방향과 액정 분자의 방향과의 차이에 따라서 일정하지 않고 다른 값을 갖기 때문이다. 액정 디스플레이의 장점은 이러한 광학적인 특성을 단지 수 ㎛ 두께의 액정층으로 충분히 얻을 수 있다는 점과 이에 상응되는 전기장의 세기가 불과 수 볼트의 전압으로 매우 낮다는 점이다.The reason why the thin liquid crystal layer can electrically control the amount of light transmitted is that the liquid crystal molecules have optical anisotropy, that is, the refractive index is not constant or different depending on the difference between the light propagation direction and the liquid crystal molecule direction. The advantage of a liquid crystal display is that such optical properties can be obtained sufficiently with a liquid crystal layer only a few μm thick and the corresponding electric field strength is very low, with only a few volts of voltage.

현재 실용화 되어 있는 액정 디스플레이는 크게 개별 스위칭소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 형성된 하부기판 즉 TFT기판과 액정층과 소정의 반복적 패턴을 갖는 블랙 매트릭스 층위에 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)의 3가지 착색층이 반복 배열되어 칼라화를 시키는 상부기판, 즉 칼라 필터 기판으로 구성되어 있다.Currently, the liquid crystal display is a red and green on the lower substrate formed with a thin film transistor (TFT), which is an individual switching element, that is, a TFT substrate and a liquid crystal layer and a black matrix layer having a predetermined repetitive pattern. ), And a blue colored layer is composed of an upper substrate, that is, a color filter substrate, which is repeatedly arranged to colorize.

종래의 액정 디스플레이용 칼라 필터 기판을 제조할 때에는 일반적으로 다음과 같은 공정을 거친다.When manufacturing the conventional color filter substrate for liquid crystal displays, it generally goes through the following processes.

먼저, 유리기판 상에 1000~2000Å의 두께로 크롬(Cr)을 스퍼터링법(sputtering method)을 이용하여 박막트랜지스터의 열화방지를 위한 차광용 블랙매트릭스층을 형성한다. 그 후 블랙미트릭스층이 형성된 유리기판상에 최적화된 분광특성을 갖는 네가티브 포토레지스트(negative photoresist) 예컨대 안료를 분산시킨 착색 감광성 레지스트 수지를 도포하고 60~120℃의 핫플레이트(hot plate)에서 일정 시간동안 소프트 베이크(soft bake)한 다음 현상액으로 2~3분 동안 현상하고 그 후 탈이온수(deionized water)로 1~2분 동안 린스하여 최적화된 적색분광특성을 갖는 제1색 필터층인 적색 패턴을 형성한다. 상기 제1색 필터층과 동일한 방법으로 제2색 필터층인 녹색 및 제3색 필터층인 청색 패턴을 차례로 각 블랙 매트릭스의 사이에 블랙 매트릭스와 겹치는 부분이 있도록 패턴을 형성한다. 다음으로 상기 블랙매트릭스와 색필터층상에 액정구동을 위한 전압이 인가되는 산화인듐틴(Idium Tin Oxide: ITO) 투명전극막을 500~1800Å 정도의 두께로 형성하면 상부기판인 칼라 필터 기판이 완성된다.First, a light blocking black matrix layer for preventing degradation of a thin film transistor is formed on a glass substrate by using a sputtering method of chromium (Cr) to a thickness of 1000 to 2000 μs. Subsequently, a negative photoresist having optimized spectral characteristics such as pigmented photosensitive resist resin in which pigments were dispersed was applied onto a glass substrate on which a black matrix layer was formed, and then a predetermined time was applied on a hot plate at 60 to 120 ° C. Soft bake, followed by development for 2 to 3 minutes with developer, followed by rinsing with deionized water for 1 to 2 minutes to form a red pattern, which is the first color filter layer with optimized red spectral characteristics. do. In the same manner as the first color filter layer, the pattern is formed such that the green pattern, which is the second color filter layer, and the blue pattern, which is the third color filter layer, are sequentially overlapped with the black matrix between each black matrix. Next, an indium tin oxide (ITO) transparent electrode film having a thickness of about 500 to 1800 μs is formed on the black matrix and the color filter layer to complete the color filter substrate as the upper substrate.

그런데 상기한 바와 같이 제작된 종래의 칼라 필터 기판을 사용하여 액정 디스플레이를 제조할 때에는 칼라 필터 기판의 공통 전극을 박막트랜지스터 어레이 기판과 몇 개의 단락점에서 연결해야 한다. 이 때 공통 전극으로 사용되는 투명한 도전 물질은 면저항의 비저항이 보통 수백 옴(ohm)으로 매우 높기 때문에, 균일한 전압을 유지하기 어려울 뿐만 아니라 공통 신호가 왜곡되어 간섭현상이 발생하기도 한다. 이를 방지하기 위해서는 단락점을 4개 이상으로 해야 하므로 부가적인 공정을 필요로 할 뿐 아니라 복잡한 공정을 부가해야 한다는 문제점이 있다.However, when manufacturing a liquid crystal display using a conventional color filter substrate manufactured as described above, the common electrode of the color filter substrate should be connected to the thin film transistor array substrate at several short points. In this case, the transparent conductive material used as the common electrode has a high specific resistance of the sheet resistance of several hundred ohms, and thus it is difficult to maintain a uniform voltage, and the common signal may be distorted, thereby causing interference. In order to prevent this, four or more short-circuit points are required, and therefore, an additional process is required and a complicated process must be added.

상기한 칼라기판의 문제점을 해결하기 위하여 도 1과 같은 능동 발광형 액정 디스플레이가 개발되고 있다. 도 1에서 보듯이, 이 능동 발광형 액정 디스플레이는 배면광원에서 주사되는 자외선이 두 개의 편광판(13) 사이에 존재하는 액정(15)을 포함하는 전극으로 배면광원(11)에서 주사되는 자외선을 통과시키고 통과한 자외선이 전면유리(17)에 형성된 블랙매트릭스막(19)의 자외선 여기 형광체(R, G, B)에 충돌하면 형광체가 발광하여 색을 재현하게 된다. 이 능동 발광형 액정 디스플레이는 종래 액정 디스플레이의 좁은 시약각을 향상시켰다.In order to solve the problem of the color substrate described above, an active light emitting liquid crystal display as shown in FIG. 1 has been developed. As shown in FIG. 1, this active light-emitting liquid crystal display is an electrode including liquid crystals 15 in which ultraviolet rays scanned from the rear light source pass between two polarizing plates 13 and pass through ultraviolet rays scanned from the rear light source 11. When the ultraviolet rays passed through collide with the ultraviolet-excited phosphors R, G, and B of the black matrix film 19 formed on the windshield 17, the phosphors emit light to reproduce colors. This active light emitting liquid crystal display improves the narrow reagent angle of the conventional liquid crystal display.

상기의 능동 발광형 액정 디스플레이에 사용되고 있는 형광체는 후면광의 여기 영역인 380~420nm에서 발광할 수 있는 상용 형광체가 현재 많이 사용되고 있으며 5파장 램프용으로 개발된 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체가 상기의 여기 영역에서 발광하는 형광체 중의 하나이다. 그러나 이 형광체는 650nm에서 심적색(deep red) 발광을 하기 때문에 색순도는 우수하나 휘도가 낮은 단점을 가지고 있다. 또한 자기 발광형 형광체인 Na5Eu(Wo4)4는 380~420nm 영역에서는 충분한 발광을 일으키지 못하여 저휘도를 갖는다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 색순도를 유지하면서 휘도가 저하되지 않는 발광 위치가 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn보다 단파장 쪽으로 이동하여 380~420nm의 파장범위에서 여기되는 적색 형광체의 개발이 필수적이다.Phosphor which is used in the active light-emitting type liquid crystal display is a commercial fluorescent substance capable of emitting light from the back light 380 ~ 420nm excitation area has been widely used currently developed for the 5-wavelength lamp 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2: Mn red core The phosphor is one of the phosphors emitting light in the above excitation region. However, since the phosphor emits deep red light at 650 nm, the phosphor has excellent color purity but low luminance. In addition, Na 5 Eu (Wo 4 ) 4, which is a self-luminous phosphor, has a problem in that it has low luminance due to insufficient light emission in the 380 to 420 nm region. Therefore, it is essential to develop a red phosphor in which the emission position where the luminance is not lowered while maintaining the color purity moves toward the shorter wavelength than 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn and is excited in the wavelength range of 380 to 420 nm.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 새로운 능동 발광형 액정 디스플레이용 고휘도의 적색 발광 형광체를 제조하여 칼라 브라운관 수준의 화질을 갖는 능동 발광형 액정 디스플레이의 실현을 가능하게 하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to produce a new high-luminance red light-emitting phosphor for an active light-emitting liquid crystal display of an active light-emitting liquid crystal display having a color CRT-level image quality It is to enable the realization.

도 1은 능동 발광형 액정 디스플레이의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of an active light emitting liquid crystal display.

도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체의 612nm에서의 파장에 따른 PLE 상대 세기를 나타낸 여기스펙트럼.2 is an excitation spectrum showing the relative intensity of PLE according to the wavelength at 612 nm of the K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체의 여기원 394nm에서의 파장에 따른 발광 스펙트럼.3 is an emission spectrum of the K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 of the present invention at a wavelength of 394 nm in an excitation source.

도 4a 및 도 4b는 K5EuX(WO4)2.5+1.25x및 Na5Eux(WO4)2.5+1.25x에서 x의 조성비에 따른 형광체의 상대 밝기를 나타낸 그래프.4A and 4B are graphs showing the relative brightness of phosphors according to the composition ratio of x at K 5 Eu X (WO 4 ) 2.5 + 1.25x and Na 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.25x .

도 5은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체의 SEM 사진.5 is a SEM photograph of the K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

11:배면광원13:편광판11: back light source 13: polarizing plate

15:액정17:전면 유리(front glass)15: liquid crystal 17: front glass

19:블랙 매트릭스막R, G, B:자외선 여기 RGB 형광체19: Black matrix film R, G, B: UV-excited RGB phosphor

본 발명은 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 구성을 갖는다.The present invention has the following configuration to achieve the above object of the present invention.

본 발명에 있어서, x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체를 제공한다.In the present invention, there is provided a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display in which x is represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x having a value in the range of 1.5 to 3.0.

상기 x는 2.0~2.5이며 상기 형광체는 고체화학 반응을 통하여 제조되는 것이 바람직하다.The x is 2.0 ~ 2.5 and the phosphor is preferably prepared through a solid chemical reaction.

또한 본 발명에 있어서, K2CO3, Eu2O3및 WO3의 형광체 원료를 혼합하고 상기 혼합한 형광체 원료를 800~1000℃의 온도에서 3~6시간동안 소성하고 상기 소성한 형광체 원료를 세정하는 공정을 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the phosphor raw materials of K 2 CO 3 , Eu 2 O 3 and WO 3 are mixed, and the mixed phosphor raw materials are calcined at a temperature of 800 to 1000 ° C. for 3 to 6 hours, and the calcined phosphor raw materials are obtained. Provided is a method of manufacturing a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display, including the step of washing.

상기의 제조방법에 있어서, K2CO3는 10~25중량%, Eu2O3는 10~25중량%이고, WO3는 60~70중량%인 것이 바람직하다.In the above production method, it is preferable that K 2 CO 3 is 10 to 25% by weight, Eu 2 O 3 is 10 to 25% by weight, and WO 3 is 60 to 70% by weight.

그리고 본 발명에 있어서, x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 적색 발광 형광체와 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn로 표시되는 적색 발광 형광체를 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 혼합 형광체를 제공한다.In the present invention, a red light emitting phosphor represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x having a value in the range of 1.5 to 3.0 and a red light emitting phosphor represented by 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn. It provides a red mixed phosphor for an active emission type liquid crystal display comprising a.

상기 x는 2.0~2.5인 것이 바람직하고 상기 x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 적색 발광 형광체 1~100중량%이며 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn로 표시되는 적색 발광 형광체는 1~99중량%인 것이 바람직하다.The x is preferably from 2.0 to 2.5 and the red light emitting phosphor represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x having a value in the range of 1.5 to 3.0 x 1-100% by weight and 3.5MgO0.5MgF 2 The red light-emitting phosphor represented by GeO 2 : Mn is preferably 1 to 99% by weight.

능동 발광형 액정 디스플레이에서 사용되고 있는 형광체로서 후면광의 여기 영역인 380~420nm에서 발광할 수 있는 상용 형광체를 개발하는 과정에서 기존에 개발된 자기 발광형 형광체인 Na5Eu(Wo4)4가 380~420nm 영역에서는 충분한 발광을 일으키지는 못하나 Eu3+이온 자체의 흡수 스펙트럼 밴드가 380~420nm 근처에 존재하기 때문에 이러한 특성을 이용하여 Eu3+이온을 포함하는 호스트 발광 형광체를 개발하는 것이 매우 유용하다는 사실을 알 수 있다.As a phosphor used in an active light emitting liquid crystal display, Na 5 Eu (Wo 4 ) 4, which is a self-luminous phosphor developed in the process of developing a commercial phosphor capable of emitting light at an excitation region of 380 to 420 nm as a back light, is 380 ~. In the 420nm region, although it does not generate sufficient light emission, it is very useful to develop a host light-emitting phosphor containing Eu 3+ ions by using this property because the absorption spectral band of Eu 3+ ions itself is around 380 ~ 420nm. It can be seen.

본 발명은 상기와 같은 특성을 이용하여 개발한 고휘도 적색 형광체로서 자기 발광형 Eu3+이온을 포함하는 새로운 구조의 형광체로서 포태슘, 유로피움 그리고 텅스텐을 적절한 비율로 조합하여 K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.5~3.0)와 같은 조성의 형광체를 고체화학반응을 통하여 합성한 것이다.The present invention is a high-brightness red phosphor developed using the above characteristics, and has a new structure phosphor containing self-emissive Eu 3+ ions, and combines potassium, europium, and tungsten in an appropriate proportion to K 5 Eu x (WO 4 ) A phosphor having a composition of 2.5 + 1.5x (x = 1.5 ~ 3.0) is synthesized through solid chemical reaction.

또한 본 발명에 있어서, 상기와 같이 개발한 형광체와 램프용 형광체로서 상업적으로 개발된 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체를 적절히 혼합함으로써 밝기와 색순도를 양에 따라 적절히 조절하여 혼합 형광체를 제조한다. 따라서 본 발명에 의하여 개발된 적색 형광체로 슬러리를 제작한 후에 포토리토그래피법(photolithography)으로 막을 형성하여 능동 발광형 풀 칼라(full color) 액정 디스플레이의 실현을 가능하게 한다.In the present invention, by mixing appropriately the phosphor developed as described above and commercially developed 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor as a phosphor for the lamp by adjusting the brightness and color purity according to the amount appropriately mixed phosphor Manufacture. Therefore, after the slurry is prepared from the red phosphor developed according to the present invention, a film is formed by photolithography, thereby realizing an active light-emitting full color liquid crystal display.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.The following presents a preferred embodiment to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

[실시예 1]Example 1

K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.0~3.0) 조성의 형광체 중 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체의 합성은 고체화학의 고상 반응법을 사용하여 제조하였다. K2CO3102.7g, Eu2O3126.1g, WO3430.9g을 V-믹서나 막자사발을 이용하여 2~4시간동안 혼합하였다. 잘 혼합된 형광체 원료를 알루미나 반응 용기에 담고 800~1100℃에서 3~6시간동안 소성하였다. 소성후 형광체를 온수에 2~3회 세정하고 걸러 형광체 완제품을 제조하였다.The synthesis of the K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor in the phosphor having a composition of K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x (x = 1.0 to 3.0) was prepared using a solid phase reaction method of solid chemistry. 102.7 g K 2 CO 3 , 126.1 g Eu 2 O 3, and 430.9 g WO 3 were mixed for 2 to 4 hours using a V-mixer or mortar. The well mixed phosphor material was placed in an alumina reaction vessel and calcined at 800-1100 ° C. for 3-6 hours. After firing, the phosphor was washed 2 ~ 3 times with warm water, and the finished product was produced by filtration.

[실시예 2]Example 2

상기 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체 70중량%와 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체 30중량%을 혼합하여 혼합 형광체를 제조하였다.70 wt% of K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 and 30 wt% of 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor were mixed to prepare a mixed phosphor.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체 50중량%와 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체 50중량%을 혼합하여 혼합 형광체를 제조하였다.50 wt% of K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 and 50 wt% of 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor were mixed to prepare a mixed phosphor.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 1에서 제조한 K5Eu2.5(WO4)6.25형광체 30중량%와 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체 70중량%을 혼합하여 혼합 형광체를 제조하였다.30 wt% of K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 and 70 wt% of 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor were mixed to prepare a mixed phosphor.

[비교예][Comparative Example]

3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 램프용 형광체 100중량%만을 대조구로 사용하였다.Only 100% by weight of the phosphor for 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn lamp was used as a control.

상기의 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예에서 제조한 형광체 및 혼합 형광체의 조성비에 따른 상대휘도와 색좌표 값을 측정하여 표 1에 나타내었다. 본 발명의 형광체와 심적색 형광체를 적절히 혼합함으로써 우수한 상대휘도 및 색좌표를 얻었으며 이에 따라 원하는 디스플레이 색상을 얻을 수 있다.The relative luminance and color coordinate values according to the composition ratios of the phosphors and the mixed phosphors prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples were measured and shown in Table 1. By properly mixing the phosphor of the present invention and the deep red phosphor, excellent relative luminance and color coordinates are obtained, and thus a desired display color can be obtained.

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 형광체 및 혼합 형광체의 입형은 도 5의 SEM 사진에 의하여 입형 및 입자 크기가 형광막 형성에 적합함을 알 수 있다.The particles of the phosphors and the mixed phosphors prepared in Examples and Comparative Examples can be seen that the particle size and particle size are suitable for forming the fluorescent film by the SEM photograph of FIG. 5.

본 발명의 실시예 1에서 합성한 K5Eu2.5(WO4)6.25조성의 형광체의 340~500nm 파장에 따른 여기 스펙트럼을 도 2에 나타내었다. 본 발명에 의한 형광체는 도 2에는 나타나 있지 않으나 보통 300nm 이하에서 전하 전이 밴드(charge transfer band)를 가지고 있으며 380~420nm에서는 Eu3+이온의 자체 흡수 띠가 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서 본 형광체는 도 1의 구조를 가진 능동 발광형 액정디스플레이를 실현하기에 적합하다고 할 수 있다. 도 3은 여기광이 394nm일때 본 발명에 의한 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 3을 보면 612nm 근처의 파장에서 상당히 강한 발광밴드가 있는 것을 관찰함으로써 적색 발광 형광체임을 확인할 수 있다. 그러므로 본 발명에 의한 형광체는 발광 스펙트럼에서도 도 1의 능동 발광형 액정디스플레이를 실현시키기에 아주 적합한 형광체라고 할 수 있다. 또한 도 4a는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x의 조성에서 x의 조성비가 증가함에 따라 형광체의 상대휘도 값의 변화를 보여준다. x량이 증가함에 따라 휘도가 증가하며 x=2.0~2.5 근처에서 상대휘도의 최대값을 나타낸다. 이러한 결과는 Na5Eu(WO4)4에서 가장 높은 휘도를 나타내는 Na5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.0~2.5)의 도 4b의 결과와 아주 다른 양상을 보여준다.Excitation spectra of wavelengths of 340 to 500 nm of the phosphor having a composition of K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 synthesized in Example 1 of the present invention are shown in FIG. 2. Phosphor according to the present invention is not shown in Figure 2 but usually has a charge transfer band (charge transfer band) below 300nm, it can be seen that the self-absorption band of Eu 3+ ion is present at 380 ~ 420nm. Therefore, it can be said that this phosphor is suitable for realizing an active light emitting liquid crystal display having the structure of FIG. Figure 3 shows the emission spectrum of the phosphor according to the present invention when the excitation light is 394nm. 3, it can be confirmed that the red light-emitting phosphor is observed by observing that there is a considerably strong light emission band at a wavelength near 612 nm. Therefore, the phosphor according to the present invention can be said to be a phosphor suitable for realizing the active light emitting liquid crystal display of FIG. 1 even in the emission spectrum. In addition, Figure 4a shows the change in the relative luminance value of the phosphor as the composition ratio of x in the composition of K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x . As the amount of x increases, the luminance increases and shows the maximum value of relative luminance near x = 2.0 ~ 2.5. These results show that the Na 5 Eu x (WO 4) 2.5 + 1.5x (x = 1.0 ~ 2.5) with the result of very different aspects of Figure 4b represents the highest luminance in the Na 5 Eu (WO 4) 4 .

본 발명의 K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.0~3.0) 형광체는 새로운 형광체이고 x=2.0~2.5 근처의 조성에서 380~420nm의 여기원에서 가장 안정한 구조를 나타내는 형광체이다. Na5Eu(WO4)4형광체는 알려진 결정구조를 갖고 있는 반면 K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.0~3.0) 형광체는 그 구조가 알려져 있지 않다.The K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x (x = 1.0-3.0) phosphor of the present invention is a new phosphor and exhibits the most stable structure at an excitation source of 380-420 nm in a composition near x = 2.0-2.5. . Na 5 Eu (WO 4 ) 4 phosphors have a known crystal structure, whereas K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x (x = 1.0-3.0) phosphors have no known structure.

또한 본 형광체는 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 삼적색 형광체와 적절히 혼합함으로써 색좌표의 조절과 휘도의 조절이 가능하다.In addition, the present phosphor can be appropriately mixed with the 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn tri-red phosphor to adjust the color coordinates and the luminance.

본 발명의 K5Eux(WO4)2.5+1.5x(x=1.0~3.0) 형광체는 x=2.0~2.5 근처의 조성에서 380~420nm의 여기되는 새로운 고휘도 적색 발광 형광체로 기존의 자외선에 여기되는 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체에 비하여 휘도가 200% 이상 증가한 형광체이다.The K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x (x = 1.0-3.0) phosphor of the present invention is a new high-brightness red luminescent phosphor that is excited at 380-420 nm in a composition near x = 2.0-2.5 and is excited by existing ultraviolet rays. Compared with the 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor, the luminance is increased by 200% or more.

또한 본 발명에서는 이 텅스텐 형광체를 상기 삼적색 형광체와 적절히 혼합하여 색좌표의 조절과 휘도의 조절이 가능하게 하였으며 색재현 범위를 확대하여 능동 발광형 액정디스플레이의 구조를 실현할 수 있게 한다.In addition, in the present invention, the tungsten phosphor is properly mixed with the tri-red phosphor to enable color coordinate adjustment and luminance adjustment, and extend the color reproduction range to realize the structure of an active light emitting liquid crystal display.

Claims (8)

x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체.Red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display in which x is represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x having a value in the range of 1.5 to 3.0. 제1항에 있어서, 상기 x는 2.0~2.5인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체.The red phosphor of claim 1, wherein x is 2.0 to 2.5. 제1항에 있어서, 상기 형광체는 고체화학 반응을 통하여 제조된 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체.The red phosphor of claim 1, wherein the phosphor is prepared through a solid chemical reaction. K2CO3, Eu2O3및 WO3의 형광체 원료를 혼합하고;Mixing phosphor raw materials of K 2 CO 3 , Eu 2 O 3 and WO 3 ; 상기 혼합한 형광체 원료를 800~1000℃의 온도에서 3~6시간동안 소성하고;Firing the mixed phosphor material at a temperature of 800 to 1000 ° C. for 3 to 6 hours; 상기 소성한 형광체 원료를 세정하는;Washing the fired phosphor raw material; 공정을 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법.A method for producing a red phosphor for an active light emitting liquid crystal display comprising the step. 제4항에 있어서, K2CO3는 10~25중량%, Eu2O3는 10~25중량%이고, WO3는 60~70중량%인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법.The method of manufacturing a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display according to claim 4, wherein K 2 CO 3 is 10-25 wt%, Eu 2 O 3 is 10-25 wt%, and WO 3 is 60-70 wt%. x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 적색 발광 형광체와;a red light-emitting phosphor represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x in which x has a value ranging from 1.5 to 3.0; 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn로 표시되는 적색 발광 형광체를;A red light-emitting phosphor represented by 3.5 MgO 0.5 MgF 2 GeO 2 : Mn; 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 혼합 형광체.Red mixed phosphor for active light-emitting liquid crystal display containing. 제6항에 있어서, 상기 x는 2.0~2.5인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 혼합 형광체.7. The red mixed phosphor of claim 6, wherein x is 2.0 to 2.5. 제6항에 있어서, 상기 x가 1.5~3.0 범위의 값을 갖는 K5Eux(WO4)2.5+1.5x로 표시되는 적색 발광 형광체 1~100중량%이며 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn로 표시되는 적색 발광 형광체는 1~99중량%인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 혼합 형광체.The red light-emitting phosphor represented by K 5 Eu x (WO 4 ) 2.5 + 1.5x having a value in the range of 1.5-3.0, and 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn. The red light-emitting phosphor represented by 1 to 99% by weight of the red mixed phosphor for an active light-emitting liquid crystal display.
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