KR20060087301A - Low temperature synthesis method of phosphor - Google Patents

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KR20060087301A KR1020050008271A KR20050008271A KR20060087301A KR 20060087301 A KR20060087301 A KR 20060087301A KR 1020050008271 A KR1020050008271 A KR 1020050008271A KR 20050008271 A KR20050008271 A KR 20050008271A KR 20060087301 A KR20060087301 A KR 20060087301A
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Abstract

본 발명은 여러 가지 화합물을 구성하는 원소중에 있어서 알루미늄(Al)이 함유되어 있는 형광체, 더욱 상세하게는 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열 형광체 및 TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열 형광체등과 같이 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체의 합성온도를 저하시킬 수 있는 방법에 관한 것으로, 상기 알루미늄 함유 화합물의 종류를 제조공정 중에 바람직하게 선택함으로써 상기 형광체들의 형광체의 합성온도를 낮출 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention is a phosphor containing aluminum (Al) among the elements constituting various compounds, more specifically strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) series phosphor, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor and TAG A method of reducing the synthesis temperature of a multi-component metal oxide phosphor in which aluminum (Al) is a component of a metal oxide, such as a (Terbium Aluminum Garnet) -based phosphor, is used. By selecting preferably, the synthesis temperature of the phosphors of the phosphors can be lowered.

따라서 본 발명은 기존의 알루미늄(Al)이 함유되어 있는 형광체들의 여러 가지 제 특성, 특히 빛발광특성에 영향을 미치지 않으면서 상기 알루미늄 함유 화합물의 종류만을 바람직하게 선택하여 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 상기 형광체들의 합성온도를 저하시킴으로써 형광체의 제조비용 및 투자비용을 절감할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.Therefore, the present invention preferably selects only the type of the aluminum-containing compound without affecting the various properties of the existing phosphors containing aluminum (Al), in particular the light emission characteristics, so that aluminum (Al) is a metal oxide It relates to a manufacturing method that can reduce the manufacturing cost and investment cost of the phosphor by lowering the synthesis temperature of the phosphor of some constituents.

형광체(Phosphor), 알루미늄 함유 산화물, 다성분계 금속산화물, 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열, TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열, 알루미늄 산화물(Al2O3), 알루미늄 수산화물(Al(OH)3), 합성온도Phosphor, aluminum-containing oxide, multicomponent metal oxide, strontium aluminate (SrAl2O4) series, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) series, Terbium Aluminum Garnet (TAG) series, aluminum oxide (Al2O3), aluminum hydroxide (Al (OH) 3), synthesis temperature

Description

형광체의 저온 합성 방법{omitted}Low Temperature Synthesis of Phosphors

도 1a는 본 발명에 있어서 SrAl2O4:Eu+2계 형광체를 합성하기 위하여 일정한 조성비로 스트론튬(Sr) 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물과 부활제(Activator)로서 유로피움(Eu) 함유 화합물의 혼합 분말을 제조한 다음, 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 상기 혼합분말의 온도변화에 따른 중량변화율(TG)을 나타낸 도면으로, 이 때 사용한 알루미늄(Al) 함유 화합물은 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3) 분말이었다.FIG. 1A illustrates a strontium (Sr) compound, an aluminum (Al) -containing compound, and an europium (Eu) -containing compound as an activator in order to synthesize SrAl 2 O 4 : Eu + 2- based phosphors according to the present invention. After preparing a mixed powder of the present invention, a diagram showing the weight change rate (TG) according to the temperature change of the mixed powder in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas, wherein the aluminum (Al) -containing compound is amorphous- It was an aluminum oxide (amorphous-Al 2 O 3 ) powder.

도 1b는 본 발명에 있어서 SrAl2O4:Eu+2계 형광체를 합성하기 위하여 일정한 조성비로 스트론튬(Sr) 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물과 부활제(Activator)로서 유로피움(Eu) 함유 화합물의 혼합 분말을 제조한 다음, 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 상기 혼합분말의 온도변화에 따른 중량변화율(TG)을 나타낸 도면으로, 이 때 사용한 알루미늄(Al) 함유 화합물은 알파-알루미늄옥사이드(α-Al2O3) 분말이었다.1B is a strontium (Sr) compound, an aluminum (Al) -containing compound, and an europium (Eu) -containing compound as an activator in order to synthesize SrAl 2 O 4 : Eu + 2- based phosphors according to the present invention. After preparing a mixed powder of the present invention, a diagram showing the weight change rate (TG) according to the temperature change of the mixed powder in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas, wherein the aluminum (Al) -containing compound is alpha- It was an aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ) powder.

도 2a는 본 발명에 있어서 3종류의 알루미늄옥사이드(알파-알루미늄옥사이드[α-Al2O3], 감마-알루미늄옥사이드[γ-Al2O3], 무정형-알루미늄옥사이드[amorphous-Al2O3]) 분말과 알루미늄하이드록사이드[Al(OH)3] 분말이 각각 첨가된 일정조성비의 혼합분말을 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 800℃, 3시간동안 고상반응시켜 제조한 SrAl2O4:Eu+2계 형광체의 XRD 분석 결과도이다.Figure 2a shows three kinds of aluminum oxide (alpha-aluminum oxide [α-Al 2 O 3 ], gamma-aluminum oxide [γ-Al 2 O 3 ], amorphous-aluminum oxide [amorphous-Al 2 O 3] in the present invention ]) SrAl prepared by solid phase reaction of mixed powder of aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] powder with a certain composition ratio, respectively at 800 ℃ for 3 hours in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas. 2 O 4: Eu +2 is an XRD analysis result of the base phosphor.

도 2b는 본 발명에 있어서 3종류의 알루미늄옥사이드(알파-알루미늄옥사이드[α-Al2O3], 감마-알루미늄옥사이드[γ-Al2O3], 무정형-알루미늄옥사이드[amorphous-Al2O3]) 분말과 알루미늄하이드록사이드[Al(OH)3] 분말이 각각 첨가된 일정조성비의 혼합분말을 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 1300℃, 3시간동안 고상반응시켜 제조한 SrAl2O4:Eu+2계 형광체의 XRD 분석 결과도이다.2b shows three types of aluminum oxide (alpha-aluminum oxide [α-Al 2 O 3 ], gamma-aluminum oxide [γ-Al 2 O 3 ], amorphous-aluminum oxide [amorphous-Al 2 O 3] in the present invention. ]) SrAl prepared by solid phase reaction of mixed powder of powder and aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] powder at 1300 ℃ for 3 hours in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas. 2 O 4: Eu +2 is an XRD analysis result of the base phosphor.

도 3은 본 발명에 있어서 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)를 사용하여 합성된 SrAl2O4:Eu+2계 형광체의 대표적인 여기 및 발광스펙트럼을 나타낸 도면이다.FIG. 3 shows representative excitation and emission spectra of SrAl 2 O 4 : Eu +2 -based phosphors synthesized using amorphous-Al 2 O 3 according to the present invention.

도 4는 본 발명에 있어서 3종류의 알루미늄옥사이드(알파-알루미늄옥사이드[ α-Al2O3], 감마-알루미늄옥사이드[γ-Al2O3], 무정형-알루미늄옥사이드[amorphous-Al2O3]) 분말과 알루미늄하이드록사이드[Al(OH)3] 분말이 각각 첨가된 일정조성비의 혼합분말을 1300℃에서 3시간 고상반응시켜 제조한 형광체의 시간변화에 따른 잔광 강도 변화를 측정한 결과도이다.Figure 4 shows three kinds of aluminum oxide (alpha-aluminum oxide [α-Al 2 O 3 ], gamma-aluminum oxide [γ-Al 2 O 3 ], amorphous-aluminum oxide [amorphous-Al 2 O 3] in the present invention ]) The result of measuring the afterglow intensity change according to the time variation of the phosphor prepared by solid-phase reaction of powder and aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] powder with a constant composition ratio, respectively, at 1300 ° C. for 3 hours. to be.

본 발명은 여러 가지 화합물을 구성하는 원소중에 있어서 알루미늄(Al)이 함유되어 있는 형광체, 더욱 상세하게는 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열 형광체 및 TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열 형광체등과 같이 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체의 합성온도를 저하시킬 수 있는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 알루미늄(Al)이 함유되어 있는 형광체들의 합성에 있어서 알루미늄 함유 화합물의 종류만을 바람직하게 선택하여 상기 형광체들의 여러 가지 제 특성, 특히 빛발광특성에 영향을 미치지 않는 범위에서 상기 형광체들의 합성온도를 저하시킬 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is a phosphor containing aluminum (Al) among the elements constituting various compounds, more specifically strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) series phosphor, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor and TAG (Terbium Aluminum Garnet) is a method of reducing the synthesis temperature of a multi-component metal oxide phosphor, such as aluminum (Al) as part of the metal oxide, such as phosphors, and more specifically, the aluminum (Al) is In the production method that can reduce the synthesis temperature of the phosphors in a range that does not affect the various properties of the phosphors, in particular the light emission characteristics by selecting only the kind of the aluminum-containing compound in the synthesis of the phosphors contained therein It is about.

현재까지 디스플레이, 램프용 형광체 및 축광성 형광체로 사용되고 있는 황화물계 형광체는 CaS, ZnS, CdS, ZnCdS 등과 같은 모체(Host)에 부활제(Activator)가 도핑(doping)된 물질이다. 그러나 이러한 황화물계 형광체는 근본적으로 모체결 정이 화학적으로 불안정하여 더 이상의 효율증가가 어려운 것으로 알려져 있을 뿐만 아니라, 더욱이 디스플레이장치의 최근 추세가 고화질을 요구하면서도 가볍고 두께가 얇은 것을 요구하고 있기 때문에 기존의 음극선관(CRT) 디스플레이에서 사용하고 있는 황화물계 형광체는 고진공의 평판 디스플레이와 전계방출형 디스플레이(FED)에서 황화물이 분해됨에 따라 진공도 저하 및 성능저하를 초래할 수 있는 실용적인 측면에서 많은 문제점을 내포하고 있다. 그러나 산화물계 형광체는 자외선이나 전자빔의 발광 에너지원에서도 매우 안정하기 때문에 기존의 음극선관(CRT) 디스플레이나 형광램프뿐만 아니라 고진공의 평판 디스플레이와 전계방출형 디스플레이(FED)에 사용되고 있으며, 또한 일상생활에서 빛이 차단되었을 때의 안전대책, 안전확보를 위한 암흑속에서 밝고 장시간 빛을 발하는 물질, 즉 축광성 물질로도 사용할 수 있는 우수한 물질이다.Sulfide-based phosphors, which are used as phosphors for displays, lamps and phosphorescent phosphors to date, are materials doped with an activator to a host such as CaS, ZnS, CdS, ZnCdS, and the like. However, these sulfide-based phosphors are known to be difficult to further increase efficiency due to chemically unstable mother crystals. Furthermore, since the recent trend of display devices requires high quality and light weight and thinness, the conventional cathode ray is used. Sulfide-based phosphors used in CRT displays have many problems in terms of practicality, which can lead to a decrease in vacuum and performance as sulfides are decomposed in high vacuum flat panel displays and field emission displays (FEDs). However, since oxide-based phosphors are very stable in the emission energy source of ultraviolet rays or electron beams, they are used not only for conventional cathode ray tube (CRT) displays or fluorescent lamps, but also for high vacuum flat panel displays and field emission displays (FEDs). It is an excellent material that can be used as a photoluminescent material that emits bright and prolonged light in the dark for safety measures and safety when light is blocked.

특히 유로피움(Eu)을 부활제(Activator)로 한 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4)계열의 녹색 장잔광 형광체에 대한 연구는 F. C. Palilla, A. K. Levine와 M. R. Tomkus가 저널 오브 일렉트로케미컬 소사이어티(J. Electrochem. Soc.: SOLID STATE SCIENCE, vol. 115, p642 [1968])에 발표되었고, 또한 미국특허 5,376,303, 5,424,006 및 5,686,022에 개시되어 있다. 그러나 이들의 연구결과에 의하면 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체의 합성온도는 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 1400℃ 이상의 매우 높은 가열온도가 바람직하다고 하였다.In particular, the study of green long afterglow phosphors of the strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) family, which uses Europium (Eu) as an activator, was conducted by FC Palilla, AK Levine and MR Tomkus (Journal of Electrochemical Society). J. Electrochem. Soc . : SOLID STATE SCIENCE, vol. 115, p642 [1968]) and also disclosed in US Pat. Nos. 5,376,303, 5,424,006 and 5,686,022. However, according to the results of these studies, the synthesis temperature of the strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) -based phosphor is very high heating temperature of more than 1400 ℃ in the reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas is preferred.

이에 본 발명은 여러 가지 화합물을 구성하는 원소중에 있어서 알루미늄(Al)이 함유되어 있는 형광체, 더욱 상세하게는 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열 형광체 및 TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열 형광체등과 같이 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체의 고온 합성온도를 낮출 수 있도록 고안된 것으로서, 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체들의 합성에 있어서 여러 가지 물리적, 화학적 특성이 다른 알루미늄(Al) 함유 화합물, 더욱 상세하게는 3종류의 알루미늄옥사이드(알파-알루미늄옥사이드[α-Al2O3], 감마-알루미늄옥사이드[γ-Al2O3], 무정형-알루미늄옥사이드[amorphous-Al2O 3])와 알루미늄 하이드록사이드[Al(OH)3] 분말)만을 바람직하게 선택하여 상기 형광체들의 여러 가지 제 특성, 특히 빛발광특성에 영향을 미치지 않는 범위에서 상기 형광체들의 합성온도를 저하시킴으로써 형광체의 제조비용 및 투자비용을 절감할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention is a phosphor containing aluminum (Al) in the elements constituting various compounds, more specifically strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) series phosphor, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) phosphor and It is designed to lower the high temperature synthesis temperature of multi-component metal oxide phosphors in which aluminum (Al) is a component of metal oxide, such as TAG (Terbium Aluminum Garnet) series phosphor, and aluminum (Al) is a component of metal oxide Aluminum (Al) -containing compounds having different physical and chemical properties in the synthesis of multi-component metal oxide phosphors, more specifically, three kinds of aluminum oxides (alpha-aluminum oxide [α-Al 2 O 3 ], gamma-). aluminum oxide [γ-Al 2 O 3] , an amorphous aluminum-oxide [amorphous-Al 2 O 3] ) and aluminum hydroxide [Al (OH) 3] powder) only bar The straight-selected by a number of the properties of the phosphor, especially in the range that does not affect the light emission properties lower the synthesis temperature of the phosphor to the preparation method that can reduce the manufacturing cost and the investment cost of the phosphor.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 첨부도면에 의거하여 좀 더 상세하게 설명하면 더욱 명백해질 것이다.DETAILED DESCRIPTION In order to achieve the above object, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4)계 형 광체의 제조방법은 스트론튬(Sr) 화합물, 알루미늄(Al) 함유 화합물과 부활제(Activator)로서 유로피움(Eu) 함유 화합물을 일정한 조성비로 평량한 후, 아세톤 및 알콜 중에서 선택된 용매를 사용하여 혼합한 다음, 100∼150℃에서 건조한 건조체를 고순도 알루미늄옥사이드 보트에 넣어 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 800∼1500℃에서 소성한다.A method for producing a strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) -based phosphor according to a preferred embodiment of the present invention is a strontium (Sr) compound, an aluminum (Al) -containing compound and an activator (Eu) After weighing the containing compound at a constant composition ratio, the mixture was mixed using a solvent selected from acetone and alcohol, and then dried in a high purity aluminum oxide boat at 100 to 150 ° C. in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas. It bakes at -1500 degreeC.

이때 상기원료 물질들의 조성비 및 여러 가지 소성조건들은 미국특허 5,376,303, 5,424,006 및 5,686,022에 개시되어 있는 바에 의거하였다.The composition ratios and various firing conditions of the raw materials were based on what is disclosed in US Pat. Nos. 5,376,303, 5,424,006 and 5,686,022.

그러나 본 발명에서는 다음과 같은 점들에 착안하여 상기 특허들과 뚜렷한 차이점을 두어 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체의 합성온도를 낮추고자 고안하였다.However, in view of the following points, the present invention is designed to lower the synthesis temperature of the multi-component metal oxide phosphor in which aluminum (Al) is a constituent of metal oxide.

일반적으로 알루미늄옥사이드(Al2O3)의 경우 동일한 화학조성을 가지면서 결정구조 및 물리적, 화학적 특성이 다른 알파-알루미늄옥사이드(α-Al2O3)상과 감마-알루미늄옥사이드(γ-Al2O3)상의 동질이형(dimorphism) 물질이 있으며, 또한 알루미늄옥사이드는 분말의 제조방법에 따라 비정질(amorphous)상도 존재하며, 또한 알루미늄하이드록사이드[Al(OH)3] 물질등도 있다.In general, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) has the same chemical composition and crystal structure, physical and chemical properties of different alpha-aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ) phase and gamma-aluminum oxide (γ-Al 2 O 3 ) phase homomorphic (dimorphism) material, and aluminum oxide also has an amorphous (amorphous) phase, depending on the powder production method, there is also an aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] material.

상기와 같은 여러 가지 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류에 따른 소성중의 작용을 설명하면 다음과 같다. 하지만 본 발명은 다음의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범 위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Referring to the action during the firing according to the type of the various aluminum (Al) -containing compound as described above is as follows. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the following description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that.

도 1a는 본 발명에 있어서 SrAl2O4:Eu+2계 형광체를 합성하기 위하여 일정한 조성비로 스트론튬화합물(SrCO3), 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)와 부활제(Activator)로서 유로피움 함유 화합물(Eu2O3)의 혼합 분말을 제조한 다음, 수소(H2) 가스가 혼입된 환원성분위기에서 상기 혼합분말의 온도변화에 따른 중량변화율(TG)을 나타낸 도면으로, 그림에서와 같이 661℃ 부근에서 중량감소가 시작되어 932℃에서 가장 급격한 중량감소를 보였는데, 이는 혼합 분말중의 SrCO3가 661℃ 부근에서 SrCO3중의 CO2 성분이 가스 형태로 방출되는 열분해반응의 시작에 따른 중량 감소이다.FIG. 1A illustrates a strontium compound (SrCO 3 ), amorphous-Al 2 O 3 , and an activator at a constant composition ratio in order to synthesize SrAl 2 O 4 : Eu + 2- based phosphors according to the present invention. After preparing a mixed powder of the europium-containing compound (Eu 2 O 3 ), and shows the weight change rate (TG) according to the temperature change of the mixed powder in a reducing atmosphere containing hydrogen (H 2 ) gas, the weight loss at about 661 ℃ begins as was correction of the most rapid weight loss at 932 ℃, which start the pyrolysis reactions SrCO 3 is CO 2 component in the SrCO 3 in the vicinity of 661 ℃ of the mixed powder is discharged in gaseous form Due to weight loss.

또한 도 1b는 도 1a와 비교하였을 때 사용한 알루미늄(Al) 함유 화합물이 알파-알루미늄옥사이드(α-Al2O3) 분말이었다는 점만 차이가 있는 도면이다. 도면에서와 같이 알파-알루미늄옥사이드(α-Al2O3)의 경우, 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)보다 80℃정도 높은 온도인 대략 740℃ 부근에서 중량감소가 시작되어 932℃에서 가장 급격한 중량감소를 나타내었다.In addition, FIG. 1B is a difference in that the aluminum (Al) -containing compound used in comparison with FIG. 1A was an alpha-aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ) powder. As shown in the figure, in the case of alpha-aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ), weight loss starts at about 740 ° C., which is about 80 ° C. higher than amorphous-Al 2 O 3 , and starts at 932 ° C. The most rapid weight loss was shown in.

표 1은 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류에 따른 열분석 결과를 종합한 것으로, SrAl2O4 모체결정 합성을 위한 혼합 분말에서 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류 에 따라 SrCO3의 열분해 온도가 상이하였으며, 특히 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)가 첨가된 시료의 경우 가장 낮은 온도에서 열분해반응이 시작되었고, 전체적으로 다음과 같은 순으로 SrCO3의 열분해반응이 일어났다.Table 1 summarizes the results of the thermal analysis according to the type of aluminum (Al) -containing compounds, the thermal decomposition temperature of SrCO 3 is different depending on the type of aluminum (Al) -containing compound in the mixed powder for SrAl 2 O 4 matrix crystal synthesis Particularly, in the case of the amorphous-aluminum oxide (amorphous-Al 2 O 3 ) added sample, the pyrolysis reaction started at the lowest temperature, and the pyrolysis reaction of SrCO 3 occurred in the following order as a whole.

amorphous-Al2O3〈γ-Al2O3〈Al(OH)3〈α-Al2 O3 amorphous-Al 2 O 3 <γ-Al 2 O 3 <Al (OH) 3 <α-Al 2 O 3

따라서 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류만을 바람직하게 선택함으로써 SrAl2O4 모체결정의 형성온도를 낮출 수 있음을 의미하며, 또한 도 2a와 도 2b의 XRD 분석 결과도에서도 상기의 결과들을 확인할 수 있었다.Therefore, it is possible to lower the formation temperature of the SrAl 2 O 4 matrix crystal by selecting only the kind of the aluminum (Al) -containing compound, and the above results were also confirmed in the XRD analysis results of FIGS. 2A and 2B. .

Figure 112005501250103-PAT00002
Figure 112005501250103-PAT00002

도3은 본 발명에 있어서 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)를 사용하여 합성된 SrAl2O4:Eu+2계 형광체의 대표적인 여기 및 발광스펙트럼을 나타낸 도면으로, 도면에서와 같이 황록색 발광영역인 520nm(2.384eV)를 최대 발광파장으로 하 는 발광스펙트럼을 보였고, 발광파장을 520nm로 고정하여 측정한 여기스펙트럼은 최대 흡수피크가 360nm이었고 250nm에서 480nm의 넓은 범위에서 흡수스펙트럼을 보임을 알 수 있다. 그런데 이와 같은 빛발광특성은 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류에 무관하게 동일하였다.FIG. 3 shows representative excitation and emission spectra of SrAl 2 O 4 : Eu +2 -based phosphors synthesized using amorphous-Al 2 O 3 according to the present invention. The emission spectrum of 520nm (2.384eV) as the maximum emission wavelength was shown, and the excitation spectrum measured by fixing the emission wavelength at 520nm showed the maximum absorption peak of 360nm and the absorption spectrum in the wide range of 250nm to 480nm. Able to know. However, the light emission characteristics were the same regardless of the type of the aluminum (Al) -containing compound.

도4는 본 발명에 있어서 3종류의 알루미늄옥사이드(알파-알루미늄옥사이드[α-Al2O3], 감마-알루미늄옥사이드[γ-Al2O3], 무정형-알루미늄옥사이드[amorphous-Al2O3]) 분말과 알루미늄하이드록사이드[Al(OH)3] 분말이 각각 첨가된 일정조성비의 혼합분말을 1300℃에서 3시간 고상반응시켜 제조한 형광체의 시간변화에 따른 520nm 발광스펙트럼의 잔광 강도 변화를 측정한 결과도로서, 장잔광 형광체에 있어서 가장 중요한 특성인 빛발광의 감쇠속도는 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류에 따라 각각 상이하였으며, 특히 동일한 소성온도 및 소성시간이라고 할지라도 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)를 사용하였을 경우에 형광체로서의 여러가지 제 특성, 특히 빛발광특성이 우수한 형광체제조가 가능하였다.4 shows three kinds of aluminum oxides (alpha-aluminum oxide [α-Al 2 O 3 ], gamma-aluminum oxide [γ-Al 2 O 3 ], amorphous-aluminum oxide [amorphous-Al 2 O 3]) according to the present invention. ]) Change of afterglow intensity of 520 nm emission spectrum according to time variation of phosphor prepared by solid phase reaction of powder and aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ] powder As a result of the measurement, the decay rate of the light emission, which is the most important characteristic of the long afterglow phosphor, was different depending on the type of the aluminum (Al) -containing compound, and in particular, even though the same firing temperature and firing time, amorphous-aluminum oxide ( When amorphous-Al 2 O 3 ) was used, it was possible to produce phosphors having various properties as phosphors, in particular, excellent light emission characteristics.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체, 더욱 상세하게는 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열 형광체 및 TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열 형광체등의 합성에 있어서 제조공정 중에 첨가하고자 하는 알루미늄 함유 화합물의 종류, 더욱 상세하게는 비정질-알루미나(amorphous-Al2O3)를 선택함으로써 이들 형광체의 최적 합성온도를 저하시켜 형광체의 제조비용 및 투자비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 형광체들에 있어서 여러 가지 제 특성, 특히 빛발광특성에 영향을 미치지 않는다는 장점과 아울러 기존의 형광체 제조공정을 그대로 사용할 수 있다는 것을 특징으로 한다.As described above, according to the present invention, a multi-component metal oxide phosphor in which aluminum (Al) is a part of a metal oxide, more specifically, strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) series phosphor, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) In the synthesis of a) series phosphor and a TAG (Terbium Aluminum Garnet) series phosphor, the kind of aluminum-containing compound to be added during the manufacturing process, more specifically, amorphous-alumina (amorphous-Al 2 O 3 ) to select these phosphors In addition to lowering the optimal synthesis temperature, the manufacturing cost and investment cost of the phosphor can be reduced, and the existing phosphor manufacturing process as well as the advantages that the phosphors do not affect various properties, in particular, light emission characteristics, can be reduced. It can be used.

Claims (2)

디스플레이, 램프용 형광체 및 축광성 형광체로 사용되고 있는 여러 가지 형태의 산화물계 형광체 제조에 있어서,In the production of various types of oxide-based phosphors used for displays, lamp phosphors and photoluminescent phosphors, 제조공정 중에 첨가하고자 하는 알루미늄(Al) 함유 화합물의 종류, 더욱 상세하게는 무정형-알루미늄옥사이드(amorphous-Al2O3)를 선택함으로써 형광체 제조온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 산화물계 형광체 제조방법.An oxide-based phosphor manufacturing method, characterized in that the phosphor manufacturing temperature is lowered by selecting the type of aluminum (Al) -containing compound to be added during the manufacturing process, more specifically, amorphous-Al 2 O 3 . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화물계 형광체는 스트론티움 알루미네이트(SrAl2O4) 계열 형광체, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 계열 형광체 및 TAG(Terbium Aluminium Garnet) 계열 형광체등을 포함하여 알루미늄(Al)이 금속산화물의 일부 구성물로 된 다성분계 금속산화물 형광체.The oxide-based phosphor includes strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) -based phosphors, YAG (Yttrium Aluminum Garnet) -based phosphors, and TAG (Terbium Aluminum Garnet) -based phosphors. Multi-component metal oxide phosphor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104119877A (en) * 2013-04-26 2014-10-29 海洋王照明科技股份有限公司 Strontium terbium aluminate luminescent material and preparation method thereof

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