KR20090081242A - A rare-earth phospho-vanadate red-emitting phosphor for the cold cathode fluorescent lamp - Google Patents

A rare-earth phospho-vanadate red-emitting phosphor for the cold cathode fluorescent lamp Download PDF

Info

Publication number
KR20090081242A
KR20090081242A KR1020080007216A KR20080007216A KR20090081242A KR 20090081242 A KR20090081242 A KR 20090081242A KR 1020080007216 A KR1020080007216 A KR 1020080007216A KR 20080007216 A KR20080007216 A KR 20080007216A KR 20090081242 A KR20090081242 A KR 20090081242A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor
red phosphor
cold cathode
fluorescent lamp
cathode fluorescent
Prior art date
Application number
KR1020080007216A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100929257B1 (en
Inventor
정하균
최성호
경현애
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020080007216A priority Critical patent/KR100929257B1/en
Publication of KR20090081242A publication Critical patent/KR20090081242A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100929257B1 publication Critical patent/KR100929257B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7795Phosphates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/38Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/44Devices characterised by the luminescent material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

A rare earth element phosphovanadate-based red phosphor, and a cold cathode fluorescent lamp using the phosphor are provided to improve luminous characteristic and color purity at the excitation wavelength of 254 nm. A rare earth element phosphovanadate-based red phosphor excites in the long wavelength UV range of 250 ~ 350 nm and is represented by (Y_(1-a-b-d) Gd_b Sc_d)(P_(1-c) V_c)O4:Eu_a, wherein 0.1 <= a <= 0.4; 0 <= b <= 0.6; 0.4 <= c <= 1; and 0 <= d <= 0.4.

Description

냉음극 형광램프용 희토류 포스포-바나데이트 적색형광체{A rare-earth phospho-vanadate red-emitting phosphor for the cold cathode fluorescent lamp}A rare-earth phospho-vanadate red-emitting phosphor for the cold cathode fluorescent lamp

본 발명은 희토류 포스포-바나데이트 형광체로서 254 nm 자외선 여기 하에서 발광강도 및 고색순도특성을 가지는, 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)용 적색형광체로 유용하게 사용될 수 있다.The present invention can be usefully used as a red phosphor for cold cathode fluorescent lamps (CCFLs) as a rare earth phospho-vanadate phosphor having luminescence intensity and high color purity under 254 nm ultraviolet excitation.

최근 들어 액정표시(Liquid Crystal Display : LCD) 텔레비전, 모니터 등에 사용되는 고효율-고색순도 특성을 가지는 백라이트 장치(backlight unit)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 디지털 멀티미디어기기의 핵심 디스플레이로 부상된 LCD는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED, Field Emission Display) 등과는 달리 자체적으로 발광을 할 수 없기 때문에 LCD 화면 전체를 균일하게 밝혀주는 별도의 발광 유닛(Unit)이 필요하다. 이 유닛으로 현재 주로 사용되는 대부분의 백라이트는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)를 광원으로 사용하고 있다.Recently, research has been actively conducted on a backlight unit having high efficiency and high color purity characteristics used in liquid crystal display (LCD) televisions and monitors. LCD, which has emerged as the core display of digital multimedia devices, does not emit light by itself unlike plasma display panels (PDPs) and field emission displays (FEDs), so that the entire LCD screen is uniformly revealed. The state requires a separate light emitting unit. Most of the backlights commonly used with this unit use a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) as the light source.

냉음극 형광램프는 정량 수은 가스가 혼입된 유리관의 양끝 전극에 유기된 고전압에 의해 관내에 존재하는 전자가 전극(양극)에 이끌리어 고속으로 이동하고, 전극에 충돌하여 2차 전자가 방출되어 방전이 개시된다. 방전에 의해 유동하는 전자는 관내의 수은 원자와 충돌하여 자외선(254 nm)을 발생하고, 이 자외선이 유리관 내벽에 도포된 형광물질을 여기시켜 가시광선을 발광시킨다. 따라서, 도포된 형광물질은 254 nm의 자외선을 흡수하여 파장이 상대적으로 긴 가시광선을 발하는 물질이 적용 가능하다.In the cold cathode fluorescent lamp, electrons present in the tube are attracted to the electrode (anode) by a high voltage induced at both ends of the glass tube in which the quantitative mercury gas is mixed. Is initiated. Electrons flowing by the discharge collide with mercury atoms in the tube to generate ultraviolet rays (254 nm), and the ultraviolet rays excite the fluorescent material applied to the inner wall of the glass tube to emit visible light. Accordingly, the applied fluorescent material absorbs 254 nm ultraviolet rays and emits visible light having a relatively long wavelength.

현재 고품위 LCD에 대한 요구특성이 확대됨에 따라, PDP 및 CRT 등의 경쟁 매체에 대비해 상대적으로 취약한 색순도 특성의 개선을 위해 색 재현범위를 NTSC(National Television System Committee) 대비 95% 이상이 요구되고 있다. 따라서, 색 재현범위를 넓히기 위해서는 고색재현성을 가지는 형광체 개발은 필수적이다.As the demand for high-quality LCD is expanded, more than 95% of the color reproduction range is required compared to NTSC (National Television System Committee) to improve color purity characteristics, which are relatively weak compared to competing media such as PDP and CRT. Therefore, it is essential to develop a phosphor having high color reproducibility in order to widen the range of color reproduction.

한편, 일본공개특허공보 제1999-73138호에서는 본 발명에서와 동일한 조성인(Y,Gd,Eu)(P,V)O4 형광체가 이미 진공 자외선(147 nm) 여기 하에서 발광 효율, 휘도 및 색순도가 개선되었다고 개시하고 있다. 이는 진공 자외선 영역인 147 nm에서의 효과만을 개시하고 있어 이의 사용에 제한이 있었다.On the other hand, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1999-73138 discloses that the (Y, Gd, Eu) (P, V) O 4 phosphor having the same composition as in the present invention is already luminous efficiency, luminance and color purity under vacuum ultraviolet (147 nm) excitation. Discloses that is improved. This discloses only the effect at 147 nm, which is a vacuum ultraviolet region, and has limited use thereof.

본 발명은 종래에 자외선여기조건에서 우수한 적색형광체로 알려진 희토류 포스포-바나데이트 형광체를 수은 봉입 조건하의 254 ㎚ 자외선 영역에서 발광휘도가 높고 색순도가 개선되어 CCFL 등과 같은 발광 소자에 적용이 가능하다는 것을 알게되어 이를 제공하는 데 그 목적이 있다.In the present invention, the rare earth phospho-vanadate phosphor, which is known as a red phosphor excellent in the ultraviolet excitation conditions, has a high luminous intensity and improved color purity in the 254 nm ultraviolet region under mercury-sealing conditions, and thus can be applied to a light emitting device such as CCFL. The purpose is to know and provide them.

본 발명은 250 ∼ 350 ㎚ 범위의 장파장 자외선 영역에서 여기하는 다음 화학식 1로 표시되는 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체에 그 특징이 있다.The present invention is characterized by a rare earth phospho-vanadate-based red phosphor represented by the following general formula (1) which is excited in a long wavelength ultraviolet region in the range of 250 to 350 nm.

(Y1-a-b-dGdbScd)(P1-cVc)O4:Eua (Y 1-abd Gd b Sc d ) (P 1-c V c ) O 4 : Eu a

상기 화학식 1에서, 0.1 ≤ a ≤ 0.4이고, 0 ≤ b ≤ 0.6이고, O.4 ≤ c ≤ 1.0이며, O ≤ d ≤ 0.4이다.In Formula 1, 0.1 ≦ a ≦ 0.4, 0 ≦ b ≦ 0.6, 0.4 ≦ c ≦ 1.0, and O ≦ d ≦ 0.4.

또한, 본 발명은 상기 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체를 적용하여 제조된 냉음극 형광램프에 또 다른 특징이 있다.In addition, the present invention has another feature of the cold cathode fluorescent lamp manufactured by applying the rare earth phospho-vanadate-based red phosphor.

본 발명에 따른 적색형광체는 자외선 영역인 250 ∼ 350 ㎚ 여기 하에서 발광휘도와 색순도가 우수하며, 특히, 254 nm 여기파장에서의 발광 특성 및 색순도가 기존 상용형광체와 대비하여 개선되므로 CCFL용 적색 형광체로서 응용이 가능하다.The red phosphor according to the present invention has excellent luminescence brightness and color purity under 250-350 nm excitation, which is an ultraviolet region, and in particular, since the luminescence properties and color purity at 254 nm excitation wavelength are improved compared to conventional commercial phosphors, Application is possible.

본 발명은 장파장 자외선 영역인 254 ㎚ 여기 하에서 고휘도를 갖고, 색순도가 우수하여 CCFL에 유용하게 적용 가능한 희토류 포스포-바나데이트 적색형광체에 관한 것이다.The present invention relates to a rare earth phospho-vanadate red phosphor having high brightness under 254 nm excitation, which is a long wavelength ultraviolet region, and having excellent color purity, which can be usefully applied to CCFLs.

본 발명과 유사한 형광체 조성물은 종래에 자외선여기용 특히, PDP용 적색 형광체로 이미 공지된 조성이다[일본공개특허공보 제1999-73138호]. 일반적으로 형광체가 응용되는 분야에 따라 요구되는 물성이 크게 다른 바, 일본공개특허공보 제1999-73138호의 적색형광체는 10-2 torr 이하의 고진공에서 147 nm의 파장을 여기원으로 사용하여 PDP 분야에 적용이 용이하고, 본 발명과 같이 CCFL용으로 적용하기 위해서는 진공도가 낮은 50 ∼ 70 torr에서 254 nm의 파장을 갖는 자외선을 여기원으로 사용한다. The phosphor composition similar to the present invention is a composition which is conventionally known as a red phosphor for ultraviolet excitation, in particular, for PDP (Japanese Patent Laid-Open No. 1999-73138). In general, the required physical properties vary greatly depending on the field in which the phosphor is applied. The red phosphor of Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-73138 uses a wavelength of 147 nm as an excitation source in a high vacuum of 10 -2 torr or less to provide a PDP field. In order to be easy to apply and to apply for CCFL like the present invention, ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm at 50 to 70 torr having a low degree of vacuum are used as excitation sources.

동일한 조성물의 형광체 일지라도 사용분야에 따라 발광특성은 전혀 다르게 나타나게 되며, 이와 관련하여 알려진 대표적인 문헌들을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Even in the case of the phosphor of the same composition, the light emitting properties are completely different depending on the field of use, and related literatures known in this regard are described in more detail as follows.

진공자외선인 147 nm의 여기원을 이용하는 PDP용 적색 형광체인 YBO3 : Eu, GdBO3 : Eu, 및 (Y,Gd)BO3 : Eu 들은 상대적으로 다른 여기원에 대해서는 광효율이 매우 낮아 발광휘도가 저하되는 문제가 있어 이의 사용이 제시되지 못한다. YBO 3 : Eu, GdBO 3 : Eu, and (Y, Gd) BO 3 : Eu, which are red phosphors for PDP using 147 nm excitation source, which is vacuum ultraviolet light, have very low light efficiency with respect to other excitation sources. There is a deterioration problem and its use is not suggested.

또한, YVO4 : Eu의 경우에는 여기파장뿐만 아니라 사용온도에 따라서도 휘도 특성이 확연히 달라지는데 상온에서는 254 nm의 파장을 여기원으로 사용할 때가 365 nm일 때 보다 발광효율이 우수하지만, 200 ℃ 이상의 고온분위기에서는 365 nm 여기원 하에서 발광효율이 더 우수하다. 발광원소의 농도에 따른 휘도 변화로서 대표적인 Y2SiO5 : Ce3+,Tb3+ 형광체의 경우에, Ce3+의 농도가 1 atom이하에서는 여기파장이 365 nm일 때 보다 254 nm일 때 더 효율적으로 발광하지만, Ce3+의 농도가 3 atom 이상에서는 365 nm에서 더 효율적이다. In addition, YVO 4 : In the case of Eu, the luminance characteristic varies significantly depending on the excitation wavelength and the operating temperature. At room temperature, the emission efficiency is better than that at 365 nm when using a wavelength of 254 nm as the excitation source, but 365 nm at a high temperature of 200 ° C. or higher. Luminous efficiency is better under excitation source. In the case of the representative Y 2 SiO 5 : Ce 3+ and Tb 3+ phosphors as the luminance change according to the concentration of the light emitting element, when the concentration of Ce 3+ is less than 1 atom, the excitation wavelength is 254 nm than that of 365 nm. Although it emits light efficiently, it is more efficient at 365 nm when the concentration of Ce 3+ is 3 atom or more.

따라서, 같은 성분의 형광체일지라도 여기원 에너지, 온도, 활성제농도 등의 인자에 의해 발광효율이 상이하게 나타나므로 특정용도에 필요한 형광체의 최적 물성이 확보되어야 한다[참고문헌: Shigeo Shiomoya, William M. Yen, Phosphor handbook, CRC press, 1998, Chapter5 ∼ 10].Therefore, even though phosphors of the same component have different luminous efficiencies due to factors such as excitation source energy, temperature, and activator concentration, the optimum physical properties of the phosphors required for a specific application must be secured. [Reference: Shigeo Shiomoya, William M. Yen , Phosphor handbook, CRC press, 1998, Chapters 5-10].

이에 본 발명의 형광체는 종래 알려진 여기 파장과는 전혀 다른 250 ∼ 350 ㎚ 범위의 장파장 자외선 영역에서도 우수한 발광특성을 나타내어, CCFL용으로 적용이 용이한 새로운 용도의 형광체에 관한 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이 통상의 형광체는 여기 파장의 변화에 따라 발광특성이 전혀 다르게 나타내는 바, 본 발명의 특정의 용도를 갖는 형광체가 단순히 여기 파장 범위를 다르게 적용한 것에 의하여 얻을 수 있는 결과가 결코 아니다.Accordingly, the phosphor of the present invention exhibits excellent luminescent properties in the long wavelength ultraviolet region of 250 to 350 nm, which is completely different from the known excitation wavelength, and relates to a phosphor for a new use that is easy to apply for CCFL. As described above, since the conventional phosphor exhibits completely different light emission characteristics according to the change of the excitation wavelength, the phosphor having a specific use of the present invention is not a result obtained by simply applying different excitation wavelength ranges.

또한, 본 발명에 따른 화학식 1의 형광체는 스칸듐(Sc)을 일정량 함유하는 경우, 특히 바람직하기로는 화학식 1에서 a = 0.10, b = 0.40, c = 0.80이고, O ≤ d ≤ 0.4 범위로 변화시키는 경우 상기 혼합된 스칸듐(Sc)이 NTSC-red 표준좌표계 인 CIE (x,y)=(0.77, 0.34) 색좌표에 근접한 특성을 나타내므로 고순도의 적색광을 발하게 된다.In addition, the phosphor of formula (1) according to the present invention is particularly preferably when a certain amount of scandium (Sc), a = 0.10, b = 0.40, c = 0.80 in the formula (1), and change to O ≤ d ≤ 0.4 In this case, the mixed scandium (Sc) emits high purity red light because it exhibits characteristics close to the color coordinate of CIE (x, y) = (0.77, 0.34), which is an NTSC-red standard coordinate system.

본 발명에 따른 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체를 제조하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method for producing a rare earth phospho-vanadate-based red phosphor according to the present invention in more detail.

먼저, 이트륨(Y) 전구체, 가돌리늄(Gd) 전구체, 스칸듐(Sc) 전구체, 인(P) 전구체 바나듐(V) 전구체 및 유로퓸(Eu) 전구체를 상기 화학식 1에 나타낸 범위로 칭량하여 혼합물을 제조한다.First, a mixture is prepared by weighing a yttrium (Y) precursor, a gadolinium (Gd) precursor, a scandium (Sc) precursor, a phosphorus (P) precursor, a vanadium (V) precursor, and a europium (Eu) precursor in the range shown in Chemical Formula 1. .

상기 이트륨(Y) 전구체, 가돌리늄(Gd) 전구체, 스칸듐(Sc) 전구체, 인(P) 전구체 바나듐(V) 전구체 및 유로퓸(Eu) 전구체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 각각의 질산염, 초산염, 염화물, 산화물 및 탄산염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 이트륨(Y) 전구체는 산화이트륨, 가돌리늄(Gd) 전구체는 산화가돌리늄, 스칸듐(Sc) 전구체는 산화스칸듐, 인(P) 전구체는 디암모늄하이드로겐포스페이트, 바나듐(V) 전구체는 산화바나듐 및 유로퓸(Eu) 전구체는 산화유로퓸을 사용할 수 있다.The yttrium (Y) precursor, gadolinium (Gd) precursor, scandium (Sc) precursor, phosphorus (P) precursor vanadium (V) precursor and europium (Eu) precursor are generally used in the art, but are not particularly limited. One or a mixture of two or more selected from the respective nitrates, acetates, chlorides, oxides and carbonates can be used. Preferably, the yttrium (Y) precursor is yttrium oxide, the gadolinium (Gd) precursor is gadolinium oxide, the scandium (Sc) precursor is scandium oxide, the phosphorus (P) precursor is diammonium hydrogen phosphate, and the vanadium (V) precursor is vanadium oxide And europium (Eu) precursor may use europium oxide.

상기 전구체들의 혼합물은 보다 효과적인 혼합을 위하여 아세톤, 알콜 및 물 중에서 선택된 용매를 사용하고 볼 밀링(ball milling) 또는 마노 유발과 같은 혼합기를 이용하여 균일한 조성이 되도록 충분히 혼합한다. 상기 용매는 전구체 혼합물에 대하여 100 ∼ 500 중량% 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 100 중량% 미만이면 슬러리상의 전구체 혼합물 형성이 어렵고, 500 중량%를 초과하는 경우에 는 과다한 용매의 사용으로 인하여 다음에 수행하는 용매 제거 공정이 용이하게 수행되지 못하는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.The mixture of precursors is sufficiently mixed to have a uniform composition using a solvent selected from acetone, alcohol and water for more effective mixing and using a mixer such as ball milling or agate mortar. The solvent is used in the range of 100 to 500% by weight with respect to the precursor mixture. If the amount is less than 100% by weight, it is difficult to form the precursor mixture in the slurry phase. It is preferable to maintain the above range because a problem occurs that the solvent removal process is not easily performed.

다음으로, 상기 혼합물을 100 ∼ 150 ℃, 바람직하기로는 120 ∼ 130 ℃에서 1 ∼ 24 시간 동안 건조시킨다. 상기 건조는 전구체의 슬러리 상을 형성하기 위해 사용된 용매를 제거하기 위하여 수행되는 바, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용으로 수행되며, 본 발명에서는 건조오븐을 이용한다. 상기 건조온도가 100 ℃ 미만이면 사용된 용매의 완전한 제거가 어려우며, 150 ℃를 초과하는 경우에는 사용된 용매의 비점 이상의 온도 범위에서는 용매의 끓는 현상으로 샘플 손실의 우려가 있어 작업상 용이하지 못한 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.Next, the mixture is dried at 100 to 150 캜, preferably at 120 to 130 캜 for 1 to 24 hours. The drying is performed to remove the solvent used to form the slurry phase of the precursor, is carried out using a method commonly used in the art, in the present invention uses a drying oven. If the drying temperature is less than 100 ℃, it is difficult to completely remove the solvent used, and if it exceeds 150 ℃, the boiling point of the solvent in the temperature range above the boiling point of the solvent used may cause loss of sample due to the problem of loss of operation. It is preferable to maintain the above range because is generated.

다음으로, 상기 건조된 혼합물을 900 ∼ 1200 ℃, 바람직하기로는 1000 ∼ 1100 ℃에서 10 시간 이하, 바람직하게는 3 내지 10 시간 동안 열처리한다. 상기 열처리는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 특별히 한정하지는 않으나 본 발명에서는 고순도 알루미나 보트에 넣고 전기로를 사용하여 수행한다. 상기 소성온도가 900 ℃ 미만이면 유로퓸 활성제와 칼슘, 스트론튬 원소의 치환이 완전하게 이루어지지 못하고, 1200 ℃를 초과하는 경우에는 형광체 입자들 간에 응집이 일어나므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.Next, the dried mixture is heat treated at 900 to 1200 ° C, preferably at 1000 to 1100 ° C for 10 hours or less, preferably 3 to 10 hours. The heat treatment is not particularly limited to a method generally used in the art, but in the present invention, the heat treatment is performed by using an electric furnace in a high purity alumina boat. If the firing temperature is less than 900 ℃, the substitution of the europium activator, calcium, strontium element is not completely made, if it exceeds 1200 ℃ it is preferable to maintain the above range because aggregation occurs between the phosphor particles.

다음으로 상기 열처리된 형광체를 분쇄 등의 후처리 공정을 수행하는 바, 상기 분쇄는 목적으로 하는 입자의 크기에 따라 다양한 크기로 분쇄한다. 상기 분쇄는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 수행되며, 구체적으로 유발, 볼 밀 등을 사용할 수 있다.Next, the heat treated phosphor is subjected to a post-treatment process such as pulverization, and the pulverization is pulverized into various sizes according to the size of the target particle. The pulverization is performed by a method generally used in the art, and specifically, a mortar, a ball mill, or the like may be used.

이상과 같이 제조된 적색형광체는 색좌표의 CIE x가 0.658 ∼ 0.675 이고 CIE y가 0.324 ∼ 0.330이고, 종래 당 분야에서 상용화된 Y2O3 : Eu 형광체 대비 상대휘도(%)가 75 ∼ 112 범위를 나타내며, 특히 스칸듐을 함유한 적색형광체는 색좌표 특성이 보다 우수하여 색좌표의 CIE x가 0.674 ∼ 0.675 이고 CIE y가 0.325 ∼ 0.326 를 나타낸다.And a red phosphor prepared as described above is a CIE chromaticity coordinate x of 0.658 ~ 0.675 CIE y is 0.324 ~ 0.330, the Y 2 O 3 in a commercially available prior art The relative luminance (%) relative to the Eu phosphor is in the range of 75 to 112, and in particular, the red phosphor containing scandium has more excellent color coordinate characteristics, and the CIE x of the color coordinates is 0.674 to 0.675 and the CIE y is 0.325 to 0.326.

이러한 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체는 250 ∼ 350 ㎚ 범위의 장파장 자외선 영역에서 여기하여 상기와 같은 우수한 발광특성을 나타내어 냉음극 형광램프(CCFL)용 등의 발광소자로의 적용에 유리하다. Such a rare earth phospho-vanadate-based red phosphor is excited in a long wavelength ultraviolet ray region in the range of 250 to 350 nm and exhibits excellent light emission characteristics as described above, which is advantageous for application to a light emitting device such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL).

이하, 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 다음의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention has been described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1 ∼ 4 : (YExamples 1-4: (Y 0.80-x0.80-x GdGd 0.200.20 )(P) (P 0.600.60 VV 0.400.40 )O) O 4 4 : EuEu x x 형광체Phosphor

산화이트륨, 산화가돌리늄, 디암모늄하이드로겐포스페이트, 산화바나듐, 산화유로퓸을 다음 표 1에 나타낸 조성식에 따라 칭량하고, 여기에 아세톤을 200 중량% 첨가한 후, 마노 유발을 사용하여 충분히 고르게 혼합하여 시료를 제조하였다. 상기 제조된 혼합 시료를 오븐을 사용하여 120 ℃에서 1 시간 동안 건조한 후, 고순도 알루미나 보트에 넣고 전기로를 사용하여 대기 조건에서 1200 ℃의 온도로 8 시간 동안 열처리하였다. 가열된 생성물을 충분히 분쇄하여 (Y0.80-xGd0.20)(P0.60V0.40)O4:Eux 적색형광체를 제조하였다. Yttrium oxide, gadolinium oxide, diammonium hydrogen phosphate, vanadium oxide, and europium oxide were weighed according to the compositional formula shown in Table 1 below, and 200% by weight of acetone was added thereto, followed by mixing sufficiently evenly using agate mortar. Was prepared. The prepared mixed sample was dried at 120 ° C. for 1 hour using an oven, placed in a high purity alumina boat, and heat-treated at 1200 ° C. under an atmospheric condition for 8 hours using an electric furnace. The heated product was sufficiently ground to prepare (Y 0.80-x Gd 0.20 ) (P 0.60 V 0.40 ) O 4 : Eu x red phosphor.

실시예 2 ∼ 4 : (YExamples 2-4: (Y 0.80-x0.80-x GdGd 0.200.20 )(P) (P 0.600.60 VV 0.400.40 )O) O 4 4 : EuEu x x 형광체Phosphor

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 다음 표 1에 나타낸 함량비로 유로퓸의 몰비를 변화시키면서 혼합하여 (Y0 .80- xGd0 .20)(P0 .60V0 .40)O4 : Eux인 적색형광체를 제조하였다.But the same manner as in Example 1, by mixing while changing the molar ratio of the europium content ratio shown in the following Table 1 (Y x Gd 0 .80- 0 .20) (P 0 .60 0 .40 V) O 4 : A red phosphor of Eu x was prepared.

실시예 5 ∼ 7 : (YExamples 5-7: (Y 0.90-x0.90-x GdGd xx )(P) (P 0.600.60 VV 0.400.40 )O) O 4 4 : EuEu 0.10 0.10 형광체Phosphor

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 유로퓸을 0.1 몰로 고정시키고 이트륨과 가돌리늄의 몰비를 변화시켜 조성이 (Y0 .90- xGdx)(P0 .60V0 .40)O4 : Eu0 .10인 적색형광체를 제조하였다.But the same manner as in Example 1, 0.1 mol of europium was fixed and varying the molar ratio of yttrium to gadolinium is composition (Y 0 .90- x Gd x) (P 0 .60 V 0 .40) O 4 : To prepare a red phosphor Eu 0 .10.

실시예 8 ∼ 10 : (YExamples 8-10: (Y 0.500.50 GdGd 0.400.40 )(P) (P 1.00-x1.00-x VV xx )O) O 4 4 : EuEu 0.10 0.10 형광체Phosphor

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 가돌리늄을 0.4 몰로 고정시키고 인과 바나듐의 몰비를 변화시켜 조성이 (Y0 .50Gd0 .40)(P1 .00- xVx)O4 : Eu0 .10인 적색형광체를 제조하였다.Example 1, but the same manner and, by fixing the gadolinium 0.4 moles changing the molar ratio of phosphorus and vanadium the composition (Y 0 .50 Gd 0 .40) (P 1 .00- x V x) O 4 : To prepare a red phosphor Eu 0 .10.

실시예 11 ∼ 15 : (YExamples 11-15: (Y 0.50-x0.50-x GdGd 0.400.40 ScSc xx )(P) (P 0.200.20 VV 0.800.80 )O) O 4 4 : EuEu 0.10 0.10 형광체Phosphor

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 산화스칸듐을 첨가하여 칭량하되, 바나듐을 0.8 몰로 고정시키고 이트륨과 스칸듐의 몰비를 변화시켜 조성이 (Y0 .50-xGd0.40Scx)(P0.20V0.80)O4 : Eu0.10인 적색형광체를 제조하였다.The synthesis was carried out as Example 1, but weighed by the addition of scandium oxide, vanadium fixed 0.8 mol and by changing the composition and the molar ratio of yttrium and scandium (Y 0 .50-x Gd 0.40 Sc x) (P 0.20 V A red phosphor of 0.80 ) O 4 : Eu 0.10 was prepared.

비교예 1Comparative Example 1

상용 Y2O3 : Eu 적색형광체.Commercial Y 2 O 3 : Eu red phosphor.

비교예 2Comparative Example 2

상용 (Y,Gd)BO3 : Eu 적색형광체.Commercially available (Y, Gd) BO 3 : Eu red phosphor.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 ∼ 15 및 비교예 1 ∼ 2에서 얻어진 형광체를 200 ∼ 500 ㎚ 범위의 파장 영역에서 단색화장치(monochromator)와 광검출기(photomultiplier tube)(PSI사)를 이용하여 흡수, 발광스펙트럼을 관찰하였으며, 동일한 시스템을 이용하여 색좌표값을 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.The phosphors obtained in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 and 2 were observed for absorption and emission spectra in a wavelength range of 200 to 500 nm using a monochromator and a photomultiplier tube (PSI). Color coordinate values were measured using the same system, and the results are shown in Table 1 below.

Figure 112008005775354-PAT00001
Figure 112008005775354-PAT00001

상기 표 1은 254 nm 파장의 빛을 여기에너지원으로 사용하여 Y2O3 : Eu 형광체의 발광휘도를 100으로 나타내었을 때, 실시예의 상대 휘도 및 색좌표를 나타낸 것으로, 특히 실시예 9의 경우 비교예 1에 대하여 최대 112%의 상대휘도를 나타내었다. 또한, 이 때의 색좌표는 종래의 색좌표(X,Y)=(0.647, 0.343) 보다 개선된 (X,Y)=(0.668, 0.325)로 이동함으로써, 우수한 색순도 특성을 보였다. 특히, 스칸듐(Sc)이 첨가되었을 때 색좌표(X,Y)=(0.674, 0.326)으로 더욱 색순도가 향상되었다. Table 1 shows the relative luminance and color coordinates of the example when the light emission luminance of the Y 2 O 3 : Eu phosphor is represented by 100 using light of 254 nm wavelength as the excitation energy source. For example 1, relative luminance of up to 112% is shown. In addition, the color coordinate at this time moved to (X, Y) = (0.668, 0.325), which was improved from the conventional color coordinates (X, Y) = (0.647, 0.343), thereby exhibiting excellent color purity characteristics. In particular, when scandium (Sc) was added, color purity improved further with color coordinates (X, Y) = (0.674, 0.326).

따라서, 본 발명의 적색형광체는 254 nm 파장의 자외선으로부터 여기되는 특성을 갖는 적색형광체로서, 종래의 적색형광체보다 휘도와 색순도 특성이 우수하여 CCFL용 적색형광체로 적합함을 알 수 있었다. 이러한 상기 결과로부터 본 발명의 형광체는 진공자외선과 같은 여기에너지원(일본공개특허공보 제1999-73138호)에서 뿐만 아니라 자외선 영역에서도 발광 특성이 우수하여 종래에 알려진 PDP용 이외에 CCFL용으로도 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.Accordingly, it was found that the red phosphor of the present invention is a red phosphor having the property of being excited from ultraviolet rays of 254 nm wavelength, which is superior to the conventional red phosphor and is suitable as a red phosphor for CCFL. From these results, the phosphor of the present invention is excellent not only in an excitation energy source such as vacuum ultraviolet ray (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1999-73138) but also in the ultraviolet region, so that the phosphor can be used for CCFL as well as PDP. It was possible to confirm.

도 1은 대표적인 적색 형광체인 Y2O3 : Eu 형광체와 본 발명에 따른 (Y0.45Gd0.40Sc0.05)(P0.20V0.80)O4 : Eu0 .10 형광체의 발광특성(Photoluminescence, PL)을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 (Y0.45Gd0.40Sc0.05)(P0.20V0.80)O4 : Eu0.10 형광체는 254 nm의 여기파장에서 발광휘도가 Y2O3 : Eu의 94%로 조금 낮지만, 색순도가 우수하기 때문에 고색재현성이 요구되는 CCFL 발광 소자에 유용하게 사용될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.1 is a representative red phosphor Y 2 O 3 : Eu phosphor according to the present invention (Y 0.45 Gd 0.40 Sc 0.05) (P 0.20 V 0.80) O 4: Eu 0 .10 illustrates the light emission characteristics (Photoluminescence, PL) of the phosphor, according to the present invention (Y 0.45 Gd 0.40 Sc 0.05 ) (P 0.20 V 0.80 ) O 4 : Eu 0.10 The phosphor has a slightly lower emission luminance at 94% of Y 2 O 3 : Eu at an excitation wavelength of 254 nm, but high color reproducibility is required because of excellent color purity. It was confirmed that it can be usefully used for the CCFL light emitting device.

도 2는 (Y,Gd)(P,V)O4 : Eu로 표시되는 적색 형광체의 여기스펙트럼과 발광스펙트럼을 Y2O3 : Eu 적색 형광체와 비교하여 나타낸 것이고, 도 3은 스칸듐(Sc)이 첨가된 (Y,Gd,Sc)(P,V)O4 : Eu 적색 형광체의 색좌표를 Y2O3 : Eu 적색 형광체와 비교하여 나타낸 것이다. 상기 도 2로부터 실시예의 형광체가 254 nm의 여기 파장에서 Y2O3 : Eu 형광체와 비교하여 흡수특성이 상대적으로 우수하므로 최종적으로 발광휘도의 상승을 유발시켰음을 알 수 있었고, 도 3으로부터 (Y,Gd,Sc)(P,V)O4 : Eu의 형광체가 Y2O3 : Eu 적색 형광체보다 색순도가 우수함을 확인할 수 있었다. 2 shows (Y, Gd) (P, V) O 4 : Excitation spectrum and emission spectrum of the red phosphor represented by Eu are compared with Y 2 O 3 : Eu red phosphor, and FIG. 3 shows (Y, Gd, Sc) (P, V) to which scandium (Sc) is added. The color coordinates of the O 4 : Eu red phosphor are shown in comparison with the Y 2 O 3 : Eu red phosphor. It can be seen from FIG. 2 that the phosphor of the embodiment has an excellent absorption characteristic compared to the Y 2 O 3 : Eu phosphor at an excitation wavelength of 254 nm, thereby causing an increase in the luminance of light emitted. It was confirmed that the phosphor of, Gd, Sc) (P, V) O 4 : Eu had better color purity than the Y 2 O 3 : Eu red phosphor.

도 1은 본 발명에 따른 (Y,Gd,Sc)(P,V)O4 : Eu 적색형광체의 여기파장 254 ㎚에서의 자외선 조사 시 발광스펙트럼을 나타낸 것이다. 1 illustrates (Y, Gd, Sc) (P, V) O 4 according to the present invention. : The emission spectrum of the Eu red phosphor at ultraviolet wavelength 254 nm is shown.

도 2는 본 발명에 따른 (Y,Gd)(P,V)O4 : Eu 적색형광체의 200 ㎚ 내지 500 ㎚ 파장 범위변화에 따른 PL 상대세기를 나타낸 여기스펙트럼과 여기파장 254 ㎚에서의 자외선 조사 시 발광스펙트럼을 나타낸 것이다.2 shows (Y, Gd) (P, V) O 4 according to the present invention. : Excitation spectrum showing PL relative intensity according to the wavelength range of 200 nm to 500 nm of Eu red phosphor and emission spectrum when UV irradiation at excitation wavelength 254 nm.

도 3은 본 발명에 따른 (Y,Gd)(P,V)O4 : Eu 적색형광체의 색좌표를 나타낸 것이다. 3 shows (Y, Gd) (P, V) O 4 according to the present invention. : Color coordinate of Eu red phosphor is shown.

Claims (2)

250 ∼ 350 ㎚ 범위의 장파장 자외선 영역에서 여기하는 다음 화학식 1로 표시되는 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체 :Rare earth phospho-vanadate-based red phosphors represented by the following general formula (1) excited in the long wavelength ultraviolet region in the range of 250 to 350 nm: [화학식 1][Formula 1] (Y1-a-b-dGdbScd)(P1-cVc)O4:Eua (Y 1-abd Gd b Sc d ) (P 1-c V c ) O 4 : Eu a 상기 화학식 1에서, 0.1 ≤ a ≤ 0.4이고, 0 ≤ b ≤ 0.6이고, O.4 ≤ c ≤ 1이며, O ≤ d ≤ 0.4이다.In Formula 1, 0.1 ≦ a ≦ 0.4, 0 ≦ b ≦ 0.6, 0.4 ≦ c ≦ 1, and O ≦ d ≦ 0.4. 250 ∼ 350 ㎚ 범위의 장파장 자외선 영역에서 여기하는 다음 화학식 1로 표시되는 희토류 포스포-바나데이트계 적색형광체를 적용하여 제조된 냉음극 형광램프 :Cold cathode fluorescent lamp prepared by applying a rare earth phospho-vanadate-based red phosphor represented by the following formula (1) excited in the long wavelength ultraviolet range of 250 ~ 350 nm: [화학식 1][Formula 1] (Y1-a-b-dGdbScd)(P1-cVc)O4:Eua (Y 1-abd Gd b Sc d ) (P 1-c V c ) O 4 : Eu a 상기 화학식 1에서, 0.1 ≤ a ≤ 0.4이고, 0 ≤ b ≤ 0.6이고, O.4 ≤ c ≤ 1이며, O ≤ d ≤ 0.4이다.In Formula 1, 0.1 ≦ a ≦ 0.4, 0 ≦ b ≦ 0.6, 0.4 ≦ c ≦ 1, and O ≦ d ≦ 0.4.
KR1020080007216A 2008-01-23 2008-01-23 Rare Earth Phosphor-Vanadate Red Phosphor for Cold Cathode Fluorescent Lamps KR100929257B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080007216A KR100929257B1 (en) 2008-01-23 2008-01-23 Rare Earth Phosphor-Vanadate Red Phosphor for Cold Cathode Fluorescent Lamps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080007216A KR100929257B1 (en) 2008-01-23 2008-01-23 Rare Earth Phosphor-Vanadate Red Phosphor for Cold Cathode Fluorescent Lamps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090081242A true KR20090081242A (en) 2009-07-28
KR100929257B1 KR100929257B1 (en) 2009-12-01

Family

ID=41292246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080007216A KR100929257B1 (en) 2008-01-23 2008-01-23 Rare Earth Phosphor-Vanadate Red Phosphor for Cold Cathode Fluorescent Lamps

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100929257B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104011174A (en) * 2011-12-26 2014-08-27 松下电器产业株式会社 Rare earth phosphovanadate phosphor and method for manufacturing same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101214904B1 (en) * 2010-12-17 2012-12-24 세종대학교산학협력단 Preparing method of red phosphor powder using solution combustion and red phosphor powder by the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104011174A (en) * 2011-12-26 2014-08-27 松下电器产业株式会社 Rare earth phosphovanadate phosphor and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100929257B1 (en) 2009-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tian et al. New red phosphors BaZr (BO3) 2 and SrAl2B2O7 doped with Eu3+ for PDP applications
Li et al. Tm 3+ and/or Dy 3+ doped LaOCl nanocrystalline phosphors for field emission displays
WO2005033247A1 (en) Oxynitride phosphor and light-emitting device
JP4860578B2 (en) Plasma display device
JPWO2007074935A1 (en) Blue-emitting alkaline earth chlorophosphate phosphor for cold cathode fluorescent lamp, cold cathode fluorescent lamp, and color liquid crystal display device.
WO2009116563A1 (en) Fluorophores
TWI428426B (en) Phosphor
WO2006072919A2 (en) Illumination system comprising barium magnesium aluminate phosphor
Hou et al. Cyan emission of phosphor Sr6BP5O20: Eu2+ under low-voltage cathode ray excitation
JP2001172626A (en) Display and light emitting device
Zhou et al. A novel green emitting phosphor Ca1. 5Y1. 5Al3. 5Si1. 5O12: Tb3+
US7524476B2 (en) Vacuum ultraviolet excited green phosphor material and light-emitting device using the same
KR100929257B1 (en) Rare Earth Phosphor-Vanadate Red Phosphor for Cold Cathode Fluorescent Lamps
JP2007197661A (en) Red fluorescent material excited by vacuum ultraviolet ray and method for producing the same
He et al. The photoluminescence properties of Ba0. 95− xMxB8O13: Eu3+ (M= Ca, Sr, 0≤ x≤ 0.1) in 100–400 nm regions
Kuo et al. Deep red emission of Ca19Ce (PO4) 14: Mn2+ phosphor for fluorescent lamp and PDP applications
KR100783780B1 (en) Red phosphor having good color purity
JP2008195807A (en) Vacuum ultraviolet light-excited aluminate phosphor and device for emitting vacuum ultraviolet light-excited light by using the same
JP2009057455A (en) Fluorescent material
Wang et al. The photoluminescence properties of Eu3+, Bi3+ co-doped yttrium oxysulfide phosphor under vacuum ultraviolet excitation
TW583297B (en) Phosphor
JP2010192254A (en) Cold-cathode fluorescent lamp, and aluminate-based phosphor
JP2009146641A (en) Image display
JP2009256529A (en) Phosphor, phosphor paste composition and vacuum ultraviolet light-excited light emitting element
KR100967272B1 (en) Blue emitting silicate phosphor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121002

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130911

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140922

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150825

Year of fee payment: 19