KR19980059076A - Red phosphor for active light emitting liquid crystal display - Google Patents

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KR19980059076A
KR19980059076A KR1019960078412A KR19960078412A KR19980059076A KR 19980059076 A KR19980059076 A KR 19980059076A KR 1019960078412 A KR1019960078412 A KR 1019960078412A KR 19960078412 A KR19960078412 A KR 19960078412A KR 19980059076 A KR19980059076 A KR 19980059076A
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phosphor
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Inventor
박도형
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손욱
삼성전관 주식회사
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Abstract

능동 발광형 액정 디스플레이의 구조를 실현할 수 있는 새로운 고휘도 적색 발광 형광체를 제공하기 위하여 포태슘(potassium), 유로피움(europium) 그리고 텅스텐 산화물(tungsten oxide)을 적절한 비율로 조합하고 포태슘 자리에 소디움(sodium) 이온을 적당량 치환하고 고체화학반응을 통하여 합성한 (K5-xNax)Eu2.5(WO4)6.25(x = 0.5 ∼ 1.5)와 같은 조성의 형광체는 380 ∼ 420㎚에서 여기되는 고휘도의 적색 발광 형광체로 기존의 형광체와 비하여 휘도가 20%이상 증가되며 형광체의 휘도 향상을 통하여 능동 발광형 액정 디스플레이의 디바이스화를 실현할 수 있게 한다.Potassium, europium and tungsten oxide are combined in an appropriate ratio and sodium is placed in place of potassium to provide a new high-brightness red-emitting phosphor that can realize the structure of an active light-emitting liquid crystal display. Phosphors with a composition such as (K 5-x Na x ) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 (x = 0.5 to 1.5) synthesized by a solid chemical reaction with an appropriate amount of sodium) ion are excited at a high luminance of 380 to 420 nm. It is a red light emitting phosphor of which the brightness is increased by more than 20% compared with the conventional phosphor, and it is possible to realize the device of an active light emitting liquid crystal display by improving the brightness of the phosphor.

Description

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

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광체를 사용한 능동 발광형 액정디스플레이에 사용할 수 있는 근자외선 영역에서 발광하는 새로운 적색 형광체를 개발 및 최적화하여 신규의 소디움 유로피움 텅스텐염을 상으로 하는 모체 발광형 형광체를 제공하여 목적하는 디바이스화에 사용되며 적절한 입자 크기의 조절을 통하여 막 형성시에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 휘도를 향상시키는 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, a novel sodium europium by developing and optimizing a new red phosphor that emits light in the near ultraviolet region that can be used for an active light emitting liquid crystal display. It is used in forming a desired device by providing a mother light emitting phosphor with tungsten salt as a phase, and can be used to form a film by controlling the appropriate particle size as well as red phosphor for an active light emitting liquid crystal display which improves luminance. It is about.

[종래 기술][Prior art]

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 불리며 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 that 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 랩탑 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 devices 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 화소가 각각 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 an active driving method in which liquid crystal display pixels are actively driven and a passive driving method in which a liquid crystal display pixel is driven individually, which is a reaction speed of liquid crystal molecules and interference between neighboring pixels ( 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 되어있는 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 which is put into practical use is a red, green on a lower substrate, which is 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 블랙매트릭스층이 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(Indium Tin Oxide: ITO) 투명전극막을 500 ∼ 1800Å정도의 두께로 형성하면 상부기판인 칼라 필터 기판이 완성된다.First, a light blocking black matrix layer for preventing deterioration 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 GPa. 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 for a predetermined time on a hot plate at 60 to 120 ° C. After soft bake, the solution is developed for 2 to 3 minutes with a developer and then rinsed with deionized water for 1 to 2 minutes to form a red pattern, which is a first color filter layer having optimized red spectroscopic characteristics. . 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, when the indium tin oxide (ITO) transparent electrode film having a thickness of about 500 to 1800 kPa is applied on the black matrix and the color filter layer, a color filter substrate as an upper substrate is completed.

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 시야각을 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 viewing angle of the conventional liquid crystal display.

도 1에 도시되어 잇는 능동 발광형 액정 디스플레이를 실현하기 위해서는 고휘도의 적색 형광체가 필요함으로써 근자외선 영역에서 발광하는 적색 형광체의 개발이 하나의 관건으로 대두되고 있다. 그러나 일반적으로 녹색 및 청색 형광체의 경우는 여기원이 장파장으로 이동하여도 여기 스펙트럼이 긴 쪽으로 어느 정도 이동할 수 있으나 적색 형광체의 경우 그러한 물질을 찾기가 용이하지 않는 문제점이 있다.In order to realize an active light emitting liquid crystal display illustrated in FIG. 1, a red phosphor having high luminance is required, and development of a red phosphor emitting light in the near ultraviolet region has emerged as a key issue. In general, however, in the case of green and blue phosphors, even if the excitation source moves to a longer wavelength, the excitation spectrum may move to a longer side, but in the case of the red phosphors, there is a problem that such a substance is not easy to find.

상기의 능동 발광형 액정 디스플레이에 사용되고 있는 형광체는 후면광의 여기 영역인 380 ∼ 420㎚에서 발광할 수 있는 상용 형광체가 현재 많이 사용되고 있다. 그러나 근자외선 여기 영역에서 여기되는 상용 형광체의 종류는 그리 많지 않다. 녹색 및 청색 형광체의 경우 여기 영역이 어느 정도 장파장 영역까지 연장이 되나 적색 형광체의 경우 특히 그 제한이 심하다. 마그네슘 계열이 적색 발광을 하나 이것은 원하는 파장보다 긴 영역 즉 심적색을 나타내므로 목적에 적합하지 않다. 그 예로서 5파장 램프용으로 개발된 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 심적색 형광체가 있다. 이 형광체는 650㎚에서 심적색(deep red) 발광을 하기 때문에 색순도는 우수하나 휘도가 낮은 단점을 가지고 있다.As the phosphor used in the active light-emitting liquid crystal display, commercial phosphors capable of emitting light at 380 nm to 420 nm, which are the excitation region of the back light, are now widely used. However, there are not many kinds of commercial phosphors excited in the near ultraviolet excitation region. In the case of green and blue phosphors, the excitation region extends to a longer wavelength region, but in the case of red phosphors, the limitation is particularly severe. Magnesium series emits red light, but it is not suitable for the purpose because it shows a region longer than a desired wavelength, that is, deep red. An example is a 3.5MgO0.5MgF 2 GeO 2 : Mn deep red phosphor developed for a five wavelength lamp. Since the phosphor emits deep red light at 650 nm, the phosphor has excellent color purity but low luminance.

그러던 중에 발명된 것이 텅스텐 계열로 유로피움 3가 이온에서 자체 발광하는 형광체로서 이 형광체는 현 목적에 적합한 여기원이 394㎚영역에서 발광하므로 원하는 조건에 부합되나 휘도 상의 문제가 있어 개선할 여지가 있다.In the meantime, the invention is a tungsten-based phosphor that emits light from europium trivalent ions. The phosphor is suitable for the present purpose and emits light in the 394 nm region, so it meets the desired conditions, but there is room for improvement in luminance. .

즉, 자기 발광형 형광체인 Na5Eu(Wo4)4는 380 ∼ 420㎚ 영역에서는 충분한 발광을 일으키지 못하여 저휘도를 갖는다는 문제점을 가지고 있으며 K5Eu2.5(WO4)6.25적색 형광체는 입자 크기가 커서 막 형성 조건에 부합하지 않으며 휘도가 상대적으로 약한 취약점을 가지고 있다.That is, Na 5 Eu (Wo 4 ) 4 , a self-luminous phosphor, has a problem of low luminance due to insufficient light emission in the region of 380 to 420 nm, and K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 red phosphor has a particle size. It has a large size, which does not meet the film forming conditions, and has a weak weakness in luminance.

따라서 색순도를 유지하면서 휘도가 저하되지 않는 발광 위치가 3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn보다 단파장 쪽으로 이동하여 380 ∼ 420㎚의 파장범위에서 여기되는 적색 형광체의 개발이 필수적이다.Therefore, it is essential to develop a red phosphor in which the emission position where the luminance is not reduced 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 가지며 적절한 입자 크기의 조절을 통하여 막 형성시에 도움을 주는 능동 발광형 액정 디스플레이의 디바이스화의 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 having a color CRT-level image quality and to control the appropriate particle size Through this, it is possible to realize deviceization of an active light-emitting liquid crystal display which helps in forming a film.

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 여기원 394㎚에서의 파장에 따른 발광 스펙트럼.2 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 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 (K5-xNax)Eu2.5(WO4)6.25형광체의 여기원 394㎚에서의 파장에 따른 발광 스펙트럼.Figure 3 is an emission spectrum of the (K 5-x Na x ) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 phosphor prepared in Example 1 of the present invention according to the wavelength at an excitation source of 394 nm.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

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

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

19 : 블랙 매트릭스막19: black matrix film

R, G, B : 자외선 여기 RGB 형광체R, 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, 하기의 화학식 1로 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 represented by the following formula (1).

(K5-xNax)Eu2.5(WO4)6.25 (K 5-x Na x ) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25

상기식에서 x는 0.5 ∼ 1.5 범위의 값이다.Wherein x is a value ranging from 0.5 to 1.5.

상기의 형광체는 고체화학 반응을 통하여 제조되는 것이 바람직하다.The phosphor is preferably prepared through a solid chemical reaction.

또한 본 발명에 있어서, K2CO3, Eu2O3, WO3그리고 Na2CO3형광체 원료를 혼합하고 혼합한 형광체 원료를 800 ∼ 1100℃의 온도에서 2 ∼ 6시간동안 소성하고 포태슘 자리에 소디움 이온을 치환하기 위하여 자체 플럭스(flux)를 조절하여 형광체를 제조하고 형광체를 세정하는 공정을 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the phosphor raw material mixed with K 2 CO 3 , Eu 2 O 3 , WO 3 and Na 2 CO 3 phosphor raw materials is mixed and calcined at a temperature of 800 to 1100 ° C. for 2 to 6 hours, followed by potassium site. The present invention provides a method of manufacturing a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display, including a process of preparing a phosphor by controlling a flux thereof to replace sodium ions, and cleaning the phosphor.

K2CO3은 10 ∼ 25중량%, Eu2O3은 10 ∼ 25중량%, WO3은 60 ∼ 70중량% 그리고 Na2CO3는 1 ∼ 5중량%인 것이 바람직하다.It is preferred that K 2 CO 3 is 10 to 25% by weight, Eu 2 O 3 is 10 to 25% by weight, WO 3 is 60 to 70% by weight and Na 2 CO 3 is 1 to 5% by weight.

본 발명은 기존의 텅스텐염 시스템(tungstate system)에서 적합한 형광체를 최적화하고 디바이스화에 이용함으로써 형광체를 제조하고 능동 발광 액정 디스플레이 소자의 형성에 용이하게 하기 위한 것이다.The present invention is intended to facilitate the formation of an active light emitting liquid crystal display device by manufacturing a phosphor by optimizing a phosphor suitable for use in a conventional tungstate system and using it for device formation.

동일한 유로피움 3가의 이온을 통하여 자체 흡수 스펙트럼을 가지게 하면서 적절한 조성의 변화를 통하여 특성을 향상시키면서 이를 통하여 도 1의 디바이스화를 실현할 경우 휘도 향상의 효과를 얻을 수 있다.While having the self-absorption spectrum through the same europium trivalent ions, the characteristics are improved by changing the appropriate composition, and the device of FIG.

또한 새로운 조성의 채택을 통한 입자의 크기를 조절하며 이를 통한 막의 형성에 도움이 되는 입자를 형성한다. 변화되는 조성은 자체 융제의 역할을 하는 칼륨의 양의 변화가 중요함으로 이러한 요소를 변화시킴에 따라 특성을 개선한다.It also controls the size of the particles through the adoption of a new composition, thereby forming particles to help form the film. The changing composition improves its properties as it changes these factors, as it is important to change the amount of potassium that acts as a self flux.

본 발명은 고휘도의 적색 형광체로서 자기 발광형 유로피움 이온을 포함한 새로운 구조의 형광체를 개발하기 위하여 기본적으로 사용되는 포태슘, 유로피움 및 텅스텐 산화물을 기본적으로 사용하였으며, 그러한 조성으로는 전체적인 문제를 해결할 수 없으므로 자체 융제의 역할을 하는 포태슘의 자리를 치환할 수 있는 물질로서 가능하게 생각되는 알칼리 금속 계열 중에서 소디움 이온을 치환하여 특성을 향상시킨다.The present invention basically used potassium, europium, and tungsten oxide, which are basically used to develop a phosphor having a new structure including self-emitting europium ions as a high-brightness red phosphor, and such a composition solves the overall problem. Since it can not replace the site of potassium, which acts as a self-flux, it is possible to replace the sodium ions among the alkali metal series, which is thought to be possible, to improve properties.

텅스텐계는 포태슘 카보네이트(potassium carbonate)가 자체 융제 역할을 하는 것으로 이것에 대한 적절한 조성의 변화를 시도하는 것을 통하여 특성을 향상시킨다.Tungsten-based potassium carbonate (potassium carbonate) acts as a self-flux to improve the characteristics by trying to change the appropriate composition for this.

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

실시예Example

(K5-xNax)Eu2.5(WO4)6.25(x=0.5∼1.5) 조성의 형광체 중 x=1인 경우, 즉 (K4Na)Eu2.5(WO4)6.25인 상태의 형광체 합성 방법은 고체 화학의 고상 반응법(solid state reaction)을 사용하여 제조하였다. 화학량론(stoichiometry)에 적합한 각각의 조성비로 하여 K2CO312.46g, Eu2O319.83g, WO365.32g 그리고 포태슘 자리를 소디움 이온으로 치환하기 위한 Na2CO32.39g을 유발이나 막자 사발을 이용하여 충분히 혼합하였다. 이 혼합물을 알루미나 용기에 담은 후 800∼1100℃에서 2∼6시간 정도 소성하는 공정을 실시하였다. 얻어진 형광체를 온수에 2∼3회 세정하고 걸러 형광체 완제품을 제조하였다.(K 5-x Na x ) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 (x = 0.5 to 1.5) Phosphor synthesis in the case of x = 1, that is, (K 4 Na) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 The method was prepared using solid state reaction of solid chemistry. Each composition ratio suitable for stoichiometry results in 12.46 g K 2 CO 3, 19.83 g Eu 2 O 3, 65.32 g WO 3 and 2.39 g Na 2 CO 3 to replace the potassium site with sodium ions. Mix well using a mortar and pestle. After putting this mixture in an alumina container, the process of baking at 800-1100 degreeC for about 2 to 6 hours was implemented. The obtained phosphor was washed 2 to 3 times with warm water, and filtered to prepare a finished phosphor.

비교예Comparative example

K2CO312.76g, Eu2O320.32g, WO366.92g을 유발이나 막자 사발을 이용하여 충분히 혼합하였다. 이 혼합물을 알루미나 용기에 담은 후 800∼1100℃에서 2∼6시간 정도 소성하였다. 소성 후 얻어진 형광체를 온수에 2∼3회 세정하고 걸러 K5Eu2.5(WO4)6.25적색 형광체 완제품을 제조하였다.12.76 g K 2 CO 3, 20.32 g Eu 2 O 3 and 66.92 g WO 3 were mixed well using mortar or mortar. The mixture was placed in an alumina container and calcined at 800 to 1100 ° C. for 2 to 6 hours. The phosphor obtained after firing was washed 2 to 3 times with warm water, and filtered to prepare a finished product of K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 red phosphor.

본 발명의 비교예에서 합성한 (K4Na)Eu2.5(WO4)6.25조성의 형광체의 300 ∼ 750㎚의 파장에 따른 발광 스펙트럼은 도 2에 그리고 실시예에서 합성한 (K4Na)Eu2.5(WO4)6.25조성의 형광체의 발광 스펙트럼은 도 3에 나타내었다. 도 2 및 도 3을 보면 612㎚ 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.The emission spectrum according to the wavelength of 300 to 750 nm of the phosphor of (K 4 Na) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 synthesized in the comparative example of the present invention is shown in FIG. 2 and the (K 4 Na) Eu synthesized in Examples. The emission spectrum of the phosphor having a composition of 2.5 (WO 4 ) 6.25 is shown in FIG. 3. 2 and 3 it can be confirmed that the red light emitting phosphor by observing that there is a very strong light emitting band at a wavelength near 612nm. 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.

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 형광체의 색좌표 값을 측정하여 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the color coordinate values of the phosphors prepared in Examples and Comparative Examples.

1: 최고 피크의 파장1: wavelength of highest peak

상기와 같이 본 발명의 형광체는 적색을 발광하며 비교예의 종래의 형광체에 비하여 우수한 밝기를 가지고 있어서 원하는 디스플레이 색상을 얻을 수 있다.As described above, the phosphor of the present invention emits red color and has excellent brightness as compared with the conventional phosphor of Comparative Example, thereby obtaining a desired display color.

본 적색 형광체는 원하는 디바이스의 구조를 실현될 수 있도록 근자외선 영역인 380∼420㎚에서 여기되는 텅스텐 계열의 고휘도 적색 형광체로서 포태슘 자리에 소디움 이온을 적당량 치환함으로써 기존의 것에 대비하여 약 20% 가량의 휘도 향상의 효과가 있는데, 이는 이온 반경이 유사한 동족 계열인 물질을 치환함으로써 특성이 변화한 것으로 상의 변화는 없이 동일한 상에서 그 특성이 바뀐 것으로 생각된다.This red phosphor is a tungsten-based high-brightness red phosphor that is excited in the near-ultraviolet region of 380 to 420 nm to realize the desired device structure, and is replaced by about 20% by replacing an appropriate amount of sodium ions in the place of potassium. There is an effect of improving the brightness of, which is because the properties were changed by substituting a homologous substance having a similar ionic radius, and it is thought that the properties were changed in the same phase without changing the phase.

Claims (4)

하기의 화학식 1로 표시되는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체.Red phosphor for an active light emitting liquid crystal display represented by the following formula (1). [화학식 1][Formula 1] (K5-xNax)Eu2.5(WO4)6.25 (K 5-x Na x ) Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 상기식에서 x는 0.5 ∼ 1.5 범위의 값이다.Wherein x is a value ranging from 0.5 to 1.5. 제 1항에 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, Eu2O3, WO3그리고 Na2CO3형광체 원료를 혼합하고 상기 혼합한 형광체 원료를 800 ∼ 1100℃의 온도에서 2 ∼ 6시간동안 소성하고 포태슘 자리에 소디움 이온을 치환하여 자체 플럭스를 조절하여 형광체를 제조하고 상기 형광체를 세정하는 공정을 포함하는 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법.K 2 CO 3 , Eu 2 O 3 , WO 3 and Na 2 CO 3 phosphor raw materials were mixed, and the mixed phosphor raw materials were calcined at a temperature of 800 to 1100 ° C. for 2 to 6 hours, and sodium ions were substituted in place of potassium. The method of manufacturing a red phosphor for an active light-emitting liquid crystal display comprising the step of adjusting the flux to produce a phosphor and cleaning the phosphor. 제 4항에 있어서, K2CO3은 10 ∼ 25중량%, Eu2O3은 10 ∼ 25중량%, WO3은 60 ∼ 70중량% 그리고 Na2CO3는 1 ∼ 5중량%인 능동 발광형 액정디스플레이용 적색 형광체의 제조방법.The active light emitting device according to claim 4, wherein K 2 CO 3 is 10-25 wt%, Eu 2 O 3 is 10-25 wt%, WO 3 is 60-70 wt% and Na 2 CO 3 is 1-5 wt%. The manufacturing method of the red fluorescent substance for type | mold liquid crystal display.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100443257B1 (en) * 2001-10-25 2004-08-04 한국화학연구원 Red phosphor for UV LED and active matrix LCD

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