KR20170009920A - 전환 인광체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 인광체 화합물; 상기 인광체의 제조 방법; 전환 인광체로서의 또는 방출 전환 물질에서의 상기 인광체의 용도; 전자 및 전기 광학 장치, 예컨대 발광 다이오드(LED) 및 태양 전지에서의 상기 인광체의 용도; 및 특히 상기 인광체 하나 이상을 포함하는 조명 기구에 관한 것이다:
[화학식 I]
M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu
상기 식에서,
M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 청구항 1에 정의된 바와 같다.

Description

전환 인광체{CONVERSION PHOSPHORS}

본 발명은 하기 화학식 I의 인광체 화합물; 상기 인광체의 제조 방법; 전환 인광체로서의 또는 방출 전환 물질에서의 상기 인광체의 용도; 전자 및 전기 광학 장치, 예컨대 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 태양 전지에서의 상기 인광체의 용도; 및 특히 상기 인광체 하나 이상을 포함하는 조명 기구에 관한 것이다:

[화학식 I]

M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu

상기 식에서,

M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 청구항 1에 정의된 바와 같다.

백색 LED는 높은 효율, 긴 수명, 환경에 대한 더 적은 영향, 수은의 부재, 짧은 응답 시간, 다양한 크기의 최종 제품에 대한 적용성, 및 더 많은 유리한 특성을 나타낸다. 백색 LED는 액정 디스플레이, 컴퓨터 노트북 모니터, 휴대폰 스크린을 위한 후면 발광원으로서 및 일반 조명에서 주목을 받고 있다.

적색, 녹색 및 청색 방출 인광체를 전형적으로 280 내지 400 ㎚ 범위의 파장에서 광을 방출하는 일차 광원, 예컨대 근자외선 LED와 결합함으로써, 우수한 발광 강도 및 우수한 백색 색상 방출을 갖는 삼색 백색 LED를 수득할 수 있다.

전형적으로, 적색, 녹색 및 청색 발광 인광체를 먼저 적합한 수지 내에서 혼합한다. 그 후, 수득된 겔을 자외선 LED 칩 또는 근자외선 LED 칩 상에 제공하고, 최종적으로 자외선 조사, 어닐링, 또는 유사 공정을 사용하여 경화시킨다. 모든 각도에서 칩을 볼 때 고른 백색 색상을 관찰하기 위해서는, 수지 내의 인광체 혼합물이 가능한 한 균질하게 분산되어야 한다. 그러나, 수지 내의 다양한 인광체의 균일한 분포를 수득하는 것은, 이의 다양한 입자 크기, 형상 및/또는 수지 내의 밀도 때문에 여전히 어렵다. 따라서, 3종 미만의 인광체를 사용하는 것이 유리하다.

그러나, 자외선을 이용한 백색 LED 또는 근자외선 LED를 제조하기 위해 2종 인광체의 혼합물을 사용함에 의해서도, 수지 내에서 다양한 크기, 입자 형상 및 밀도를 갖는 인광체를 필요에 따라 균일하게 혼합하는 것은 여전히 어렵다. 또한, 인광체는 가시 범위 내에 드는 파장에 의해 여기되어서는 안된다. 예를 들어, 녹색 인광체의 방출 스펙트럼이 적색 인광체의 여기 스펙트럼과 중첩되면, 색상 조정이 어려워진다. 또한, 청색 방출 LED를 일차 광원으로 이용하는 백색 LED를 제조하기 위해 2종 이상의 인광체의 혼합물이 사용된다면, 각각의 인광체의 여기 파장이 LED의 청색 방출 파장과 효율적으로 중첩되어야 한다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 백색 LED는 청색 LED에 황색 방출 인광체를 첨가함으로써 수득될 수도 있다. 이러한 적용에 적합하고 일반적으로 사용되는 황색 인광체는, 예를 들어, 문헌[S. Nakamura, G. Fasol, "The Blue Laser Diode", (1997) p. 343]에 기재된, Ce^{3 +},Y₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +},(YAG:Ce)에 의해 활성화된 이트륨 알루미늄 가넷(garnet)이다.

또한, 예를 들어, 문헌[G. Blasse, et al., Philips Res. Rep., 23 (1968) 189]에 개시된 바와 같이, 특정 오쏘-실리케이트 M₂SiO₄:Eu^{2 +}(M = Ca, Sr, Ba)가 황색-주황색 방출자로서 사용될 것이 제안되었다.

또한, 예를 들어, 문헌[H. A. Hoppe, H. Lutz, P. Morys, W. Schnick, A. Seilmeier, J. Phys. Chem. Solids 61 (2000) 2001]에 기재된 바와 같이, 2가 유로퓸 또는 3가 세륨 이온으로 도핑된 다양한 나이트라이드 및 옥시-나이트라이드, 예컨대 M₂Si₅N₈:Eu^{2 +}(M = Sr, Ba)가 사용될 수 있다.

그러나, 전술된 물질은, 커버되는 스펙트럼 영역이 따뜻한 백색 광을 생성하기에 충분하지 않다는 단점을 갖는다.

따라서, 개선의 여지가 여전히 존재하고, 현대의 발광 물질은 바람직하게는 하기 특성 중 하나 이상을 나타내야 한다:

- 높은 연색 지수(color rendering index; CRI),

- 가시광선 범위, 특히 스펙트럼의 적색 범위 내의 넓은 방출 밴드,

- 청색 광 또는 근자외선 방출 일차 광원에 의한 효과적인 여기,

- 넓은 여기 밴드,

- 높은 양자 수율,

- 높은 상 순도,

- 장기적인 사용 기간에 걸친 높은 효율,

- 바람직하게는 습기 또는 수분에 대한, 높은 화학적 안정성,

- 높은 열 켄칭 저항률, 및

- 비용 효율적이고 특히 대량 생산 공정에 적합한 생산 방법에 의해 수득가능한 특성.

인용된 선행 기술 및 현대의 발광 물질에 대한 전술된 요건에 비추어, 바람직하게는 선행 기술의 입수가능한 인광체의 단점을 나타내지 않거나 나타내는 경우에도 더 적은 정도로만 나타내는, 대체 물질이 상당히 요구되고 있다.

놀랍게도, 본 발명자들은 본 발명의 인광체가 선행 기술에서 이미 공지된 인광체에 대한 우수한 대안을 나타내고, 바람직하게는 전술된 요건들 중 하나 이상을 개선하거나, 더욱 바람직하게는 전술된 요건들 모두를 동시에 만족시키는 것을 발견하였다.

다른 이로운 특성 외에도, 본 발명에 따른 인광체는 청색 광 또는 근자외선에 의한 여기시 가시광선 범위, 전형적으로 약 400 nm 내지 약 750 nm 범위, 바람직하게는 약 425 ㎚ 내지 약 725 ㎚ 범위의 넓은 방출 피크를 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 인광체는, 특히 LED에서 이용되는 동안, 높은 열 켄칭 저항률을 나타내고, 높은 화학적 안정성, 높은 양자 효율 및 높은 연색 특성을 갖는다.

따라서, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:

[화학식 I]

M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu

상기 식에서,

M^I은 Y, La, Gd 및 Lu로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소, 바람직하게는 La이고;

M^II는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn, 바람직하게는 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고;

M^III은 B, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소, 바람직하게는 Al이고;

M^IV는 Si 및 Ge로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이다.

또한, 본 발명은 다음에 관한 것이다:

- 본 발명에 따른 화합물의 제조 방법,

- 청색 광 또는 근자외선의 전부 또는 일부를 더 긴 파장으로 전환하는 전환 인광체로서의 본 발명에 따른 화합물의 용도,

- 본 발명에 따른 화합물 하나 이상을 포함하는 혼합물,

- 전자 및/또는 전기 광학 장치, 예컨대 LED 및 태양 전지에서의 본 발명에 따른 화합물 또는 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 혼합물의 용도,

- 본 발명의 화합물 하나 이상을 포함하는 전자 및/또는 전기 광학 장치, 예컨대 LED 및 태양 전지, 및 특히

- 본 발명에 따른 화합물 하나 이상을 포함하는 조명 기구.

도 1은 LaBaCa₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu의 (파장 Cu_{K α}로 측정된) XRD 패턴을 도시한다.
도 2는 파장 390 nm의 복사선에 의한 여기시 LaBaCa₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu, LaBaMg₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu 및 LaBaCa₂Al₃Si₂GeN₂O₁₂:Eu의 방출 스펙트럼을 도시한다.
도 3은 550 nm 파장의 방출 파장에 대한 LaBaCa₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu의 여기 스펙트럼을 도시한다.
도 4는 395 nm에서 근자외선 LED 방출 일차 광원에서 LaBaMg₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu의 예시적인 LED 스펙트럼을 도시한다.
도 5는 395 nm에서 근자외선 LED 방출 일차 광원에서 LaBaMg₂Al₃Si₂GeN₂O₁₂:Eu의 예시적인 LED 스펙트럼을 도시한다.

이하에서 더욱 자세하게 기술되는 바와 같이 합성 조건 및 출발 물질의 조성에 따라, 본 발명에 따른 화합물은 Eu^{2 +} 외에 소정량의 Eu^{3 +}도 포함할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 화합물이 Eu^{2 +}에 의해서만 활성화되는 것이 바람직하다. 따라서, 화학식 I의 화합물은 하기 화학식 II의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다:

[화학식 II]

M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu^{2 +}

상기 식에서,

M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 상기 화학식 I에 대해 정의된 바와 같다.

더욱 바람직하게는, 화학식 I 및 II의 화합물은 하기 화학식 III의 화합물로 구성된 군으로부터 선택된다:

[화학식 III]

M^IM^II _{3 -x} M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu^{2 +} _x

상기 식에서,

M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 상기 화학식 II에 대해 정의된 바와 같고;

x는 0 초과 내지 3 미만, 바람직하게는 0 초과 내지 2 이하, 더욱 바람직하게는 0 초과 내지 1 이하, 특히 0 초과 내지 0.5 이하, 더욱 특히 0 초과 내지 0.3 이하이다.

화학식 I 또는 II의 더욱 바람직한 화합물은, M^IV가 (Ge_{1 - y}Si_y)이고 y가 0 이상 내지 1 이하, 바람직하게는 0, 1/3, 2/3 또는 1인 화학식 III의 화합물, 예컨대 하기 화합물로 구성된 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

M^I, M^II, M^III 및 x는 상기 화학식 III에 대해 정의된 바와 같다.

또 하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물은 M^III이 Al인 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물로 구성된 군으로부터 선택된다.

또한 바람직한 것은 M^I이 La인 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 화합물이다.

더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물은 하기 하위화학식의 화합물로 구성된 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

M^II 및 x는 상기 화학식 III에 대해 정의된 바와 같다.

또 하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물은 M^II가 (Ba_{1 - z}EA_z)이고 z가 0 이상 내지 1 이하이고 EA가 Mg, Ca 및 Sr로부터 선택된 하나 이상의 원소인 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물, 예컨대 하기 화합물로 구성된 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

z는 0 이상 내지 1 이하, 바람직하게는 1/3 또는 2/3, 더욱 바람직하게는 2/3이고;

x는 0 초과 내지 3 미만이다.

전형적으로, 본 발명에 따른 화합물은 약 300 내지 약 500 ㎚, 바람직하게는 약 300 내지 약 400 nm 범위의 파장을 갖는 복사선을 여기시키는 인공 또는 자연 복사선원에 의해 여기될 수 있다.

본 발명에 따른 화합물은 적합한 일차 복사선원에 의해 여기되면서 전형적으로 약 400 내지 약 750 ㎚, 바람직하게는 약 425 내지 약 725 nm 범위의 파장을 갖는 복사선을 방출한다.

따라서, 본 발명에 따른 화합물은 약 300 내지 약 500 ㎚ 범위의 파장을 갖는 복사선, 바람직하게는 약 300 내지 약 400 ㎚ 범위의 파장을 갖는 복사선의 전부 또는 적어도 일부를, 더 긴 파장을 갖는 복사선, 바람직하게는 약 425 내지 약 750 ㎚ 범위의 파장을 갖는 복사선, 더욱 바람직하게는 약 450 내지 약 725 nm 범위의 파장을 갖는 복사선으로 전환하는데 특히 적합하다.

본원의 문맥에서, 용어 "자외선"(UV radiation)은 달리 명백히 기술되지 않는 한, 약 100 내지 약 400 ㎚ 범위의 파장을 갖는 전자기 복사선을 의미한다.

또한, 용어 "근자외선"(near UV radiation)은 달리 명백히 기술되지 않는 한, 약 280 내지 약 400 ㎚ 범위의 파장을 갖는 자외선 범위의 전자기 복사선을 의미한다.

또한, 용어 "가시광선"(VIS light) 또는 "가시광선 영역"은 달리 명백히 기술되지 않는 한, 약 400 내지 약 750 ㎚ 범위의 파장을 갖는 전자기 복사선을 의미한다.

용어 "청색 복사선"(blue radiation)은 400 내지 500 ㎚ 범위의 파장을 지칭한다.

이와 관련하여, 본 발명은 또한 전환 인광체(또는 "인광체"로 약칭됨)로서의 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물의 용도에 관한 것이다.

본원에서, 용어 "전환 인광체" 및 용어 "인광체"는 동일한 의미로 사용된다.

적합한 인공 "복사선원"(radiation source) 또는 "일차 광원"(primary light source)은 일반적으로 당업자에게 공지되어 있고 이하에서 더욱 자세하게 설명된다.

본원의 문맥에서, 용어 "자연 복사선원"(natural radiation source)은 태양 광선 또는 태양광을 의미한다.

복사선원의 방출 스펙트럼과 본 발명에 따른 화합물의 흡수 스펙트럼은 10 면적% 초과, 바람직하게는 30 면적% 초과, 더욱 바람직하게는 60 면적% 초과, 가장 바람직하게는 90 면적% 초과가 중첩되는 것이 바람직하다.

용어 "흡수"(absorption)는 물질에 투과된 복사선에 대한 물질 상에 떨어진 복사선의 로그함수 비에 상응하는, 물질의 흡광도를 의미한다.

용어 "방출"(emission)은 원자 및 분자에서의 전자 전이에 의한 전자기파의 방출을 의미한다.

화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물의 조성을 매개변수 M^II의 조성에 대하여 변화시킴으로써, 방출 특성을 특별하게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, Ba를 Mg로 치환하는 것은 더 짧은 파장을 갖는 방출을 야기하는 반면, Ba를 Ca로 치환하는 것은 더 긴 파장을 갖는 방출을 야기한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물은 50 ㎚ 이상, 바람직하게는 75 ㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 100 ㎚ 이상, 가장 바람직하게는 125 ㎚ 이상의 반값 전폭(full width at half maximum; FWHM)을 갖는 가시광선 영역 내 하나 이상의 방출 피크를 나타낸다.

FWHM은 곡선 또는 함수 상 "피크"의 너비를 기술하는데 일반적으로 사용되는 매개변수이다. 이는, 함수가 이의 최대값의 절반에 도달하는 곡선 상의 점들 사이 거리에 의해 주어진다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 인광체의 양자 효율은 인광체 크기가 감소함에 따라 감소한다. 바람직하게는, 인광체는 80 % 이상, 더욱 바람직하게는 90 % 이상의 양자 효율을 나타내고, 적합한 인광체 입자의 입자 크기는 전형적으로 약 50 ㎚ 내지 약 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 50 ㎚ 내지 약 50 ㎛, 더욱 더 바람직하게는 약 50 ㎚ 내지 약 25 ㎛의 범위이다.

상기 입자 크기는 이의 직경에 의해 분명하고 정량적으로 정의될 수 있다. 이는 당업자에게 공지된 방법, 예컨대 동적 광 산란 또는 정적 광 산란에 의해 결정될 수 있다.

LED 적용시 작동 온도는 전형적으로 약 150 ℃이다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물은 약 100 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 150 ℃ 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 200 ℃ 이상까지의 높은 열 켄칭 저항률을 나타낸다.

용어 "열 켄칭 저항률"(thermal quenching resistivity)은, 25 ℃에서의 원래 강도에 비교되는, 더 높은 온도에서의 방출 강도의 감소를 의미한다.

본 발명의 화합물은 특히 이의 높은 화학적 안정성을 특징으로 한다. 따라서, 화학식 I 또는 그의 하위화학식의 화합물은 산화 및 가수분해에 저항성인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 화학식 I의 화합물은 순수 물질 또는 혼합물 형태로 존재할 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 상기 정의된, 바람직하게는 하나 이상의 화합물이 Eu³⁺에 의해 활성화되고 나머지 화합물이 Eu^{2 +}에 의해 활성화되는, 화학식 I의 2개 이상의 화합물을 포함하는 혼합물에 관한 것이다.

본 발명에 따라 Eu^{3 +}를 포함하는 화학식 I의 화합물은 화학식 II의 화합물의 제조의 부산물이고 화학식 II의 화합물의 적용 관련 광학 특성에 불리하게 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다.

화학식 II의 화합물은 상기 혼합물 중에 일반적으로 30 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%, 특히 바람직하게는 60 내지 88 중량% 범위의 중량 비율로 존재한다.

또한, 본 발명은 적어도 (a) 2원(binary) 나이트라이드, 할라이드, 카보네이트 및 옥사이드 또는 이의 상응하는 반응성 형태로부터 선택된 적합한 출발 물질을 혼합하는 단계 및 (b) 단계 (a)의 혼합물을 환원성 조건 하에 열 처리하는 단계를 포함하는 화학식 I의 화합물의 합성 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 화합물의 제조를 위한 출발 물질은 상업적으로 입수가능하고, 본 발명에 따른 화합물의 제조에 적합한 공정은 고체 상태 확산 공정(solid state diffusion process)으로 요약될 수 있다.

본원의 문맥에서, 용어 "고체 상태 확산 공정"은 적합한 출발 물질을 혼합하는 단계 및 이 혼합물을 환원성 조건 하에 열 처리하는 단계를 포함하는 임의의 혼합 및 소성 방법 또는 고체-상 방법을 지칭한다.

본 발명에 따른 인광체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 단계 (a)에서는 2원 나이트라이드, 할라이드 및 옥사이드 또는 이의 상응하는 반응성 형태로부터 선택된 적합한 출발 물질을 혼합하고 단계 (b)에서는 상기 혼합물을 환원성 조건 하에 열 처리한다.

전술된 열 처리는 환원성 조건 하에 적어도 부분적으로 수행되는 것이 바람직하다.

단계 (b)에서 반응은 일반적으로 800 ℃ 초과, 바람직하게는 1000 ℃ 초과, 특히 바람직하게는 1000 내지 1400 ℃의 온도에서 수행된다.

상기 환원성 조건은 예를 들어, 바람직하게는 질소 스트림, 바람직하게는 N₂/H₂ 스트림, 특히 바람직하게는 N₂/H₂/NH₃ 스트림에서 암모니아, 카본 모노옥사이드, 성형 기체 또는 수소 또는 적어도 진공 또는 산소 결핍 대기를 사용하여 설정된다.

순수 형태의 화학식 I의 화합물을 제조하기 위해서는 출발 물질 화학량론의 정확한 제어 또는 화학식 I의 화합물의 결정의 기계적 분리에 의해 수행될 수 있다.

상기 분리는 예컨대 상이한 밀도, 입자 형상 또는 입자 크기를 통해 당업자에게 공지된 분리 방법에 의해 수행될 수 있다.

바람직하게는 본 방법은 다음 단계를 포함한다:

(a) Eu를 함유하는 하나 이상의 염; Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 하나 이상의 염; B, Al 및 Ga로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 하나 이상의 염; Si 및 Ge로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 SiO₂ 또는 GeO₂; Si₃N₄ 또는 Ge₃N₄; 및 Y, La, Gd 및 Lu로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 하나 이상의 염을 예정된 몰 비로 혼합하는 단계;

(b) 상기 혼합물을 환원성 대기 하에 700 내지 1500 ℃ 범위의 온도에서 열 처리하는 단계.

융제가 또한 본 방법에 사용될 수 있다. 적합한 융제는 전형적으로 본 발명에 따른 방법에 있어서 융제에 허용되는 전형적인 양으로 일반적으로 허용되고 사용되는 융제로부터 선택된다. 바람직한 융제는 상응하는 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드, 설페이트, 카보네이트 및/또는 옥사이드, 및 이들 융제의 임의의 비의 조합 및 임의의 조합으로부터 선택된다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 사용된 인광체는 SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZnO, ZrO₂, Y₂O₃, B₂O₃BN, Al_xSi_yO_z, Al₂Si₄O₁₀(OH)₂ 및/또는 MgO 또는 이들의 혼합 옥사이드를 포함하는, 바람직하게는 이로 구성된 연속적인 표면 코팅을 갖는다. 이러한 표면 코팅은, 코팅 물질의 굴절률의 적합한 등급화에 의해 상기 굴절률이 환경에 부합될 수 있다는 장점을 갖는다. 이 경우, 인광체 표면에서의 광 산란은 감소하고, 더 큰 비율의 광이 인광체 내로 침투되어, 그 안에서 흡수되고 전환될 수 있다. 또한, 상기 굴절률 부합된 표면 코팅은 총 내부 반사가 감소하기 때문에 더 많은 광이 인광체의 외부에서 커플링될 수 있게 한다.

또한, 인광체가 캡슐화되어야 하는 경우에 연속적인 층이 유리하다. 이는 즉각적인 환경에서 확산하는 물 또는 다른 물질에 대한 인광체 또는 이의 부분의 민감성에 대응하기 위해 필요할 수 있다. 밀폐된 쉘로 캡슐화하는 추가의 이유는, 칩 내에서 발생된 열에 의해 실제 인광체가 열적 탈커플링(thermal decoupling)되기 때문이다. 이 열은 인광체의 형광 수율을 감소시키고, 또한 형광의 색상에 영향을 줄 수 있다. 마지막으로, 이러한 유형의 코팅은, 인광체에서 발생되는 격자 진동이 주변 환경으로 전파되는 것을 방지함으로써 인광체의 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 사용된 인광체가, SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZnO, ZrO₂ 및/또는 Y₂O₃ 또는 이들의 혼합 옥사이드 또는 인광체 조성물을 포함하는, 바람직하게는 이로 구성된 다공성 표면 코팅을 갖는 것이 바람직하다. 이 다공성 코팅은 단일 층의 굴절률을 추가로 감소시키는 가능성을 제공한다. 이러한 유형의 다공성 코팅은, 예컨대 WO 03/027015(전체가 본원에 참고로 인용된다)에 기술된 3가지 통상적인 방법, 즉 유리(예컨대 소다-석회 유리(US 4019884 참조))의 에칭(etching), 다공성 층의 적용, 및 다공성 층과 에칭 작용의 조합에 의해 제조될 수 있다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 사용된 인광체는, 바람직하게는 에폭시 또는 실리콘 수지로 구성된, 환경에 대한 화학적 결합을 용이하게 하는 작용기를 함유하는 표면을 갖는다. 이러한 작용기는, 예를 들어, 옥소 기를 통해 결합되고 에폭사이드 및/또는 실리콘 기반의 결합제의 성분에 대한 결합을 형성할 수 있는 에스터 또는 다른 유도체일 수 있다. 이러한 유형의 표면은, 인광체를 결합제 내로 균질하게 혼입시키는 것을 용이하게 하는 장점을 갖는다. 또한, 이로써, 인광체/결합제 시스템의 유변학적(rheological) 특성 및 또한 포트 수명이 어느 정도 조정될 수 있다. 따라서, 혼합물의 가공이 간소화된다.

LED 칩에 적용된 본 발명에 따른 인광체 층은 바람직하게는, 벌크 주조(bulk casting)에 의해 적용되는, 실리콘 및 균질 인광체 입자의 혼합물로 구성되고 상기 실리콘은 표면 장력을 갖기 때문에, 상기 인광체 층은 미시적 수준에서 균일하지 않거나 층의 두께가 전체적으로 일정하지 않다. 이는 일반적으로 또한, 인광체가 벌크 주조 공정에 의해 적용되지 않고 대신에 고도로 농축된 얇은 인광체 층이 정전기적 방법의 도움으로 칩의 표면에 직접 적용되는 소위 칩-수준 전환 공정에 의해 적용되는 경우에 그러하다.

전술된 공정의 도움으로, 인광체 입자, 예컨대 구형 입자, 플레이크 및 구조화된 물질 및 세라믹의 임의의 바람직한 외부 형상을 제조하는 것이 가능하다.

추가의 바람직한 실시양태로서 플레이크형 인광체의 제조는 상응하는 금속 염 및/또는 희토류 염으로부터 통상적인 방법에 의해 수행된다. 제조 방법은 EP 763573 및 DE 102006054331(전체가 본원에 참고로 인용된다)에 자세히 기술되어 있다. 이 플레이크형 인광체는, 예를 들어, 운모, SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, 유리 또는 TiO₂ 플레이크를 포함하는 자연적으로 또는 인공적으로 제조된 매우 안정한 지지체 또는 기판(매우 큰 종횡비, 원자적으로 평활한 표면(atomically smooth surface), 및 조정가능한 두께를 가짐)을, 수성 분산액 또는 현탁액 중의 침전 반응에 의해 인광체 층으로 코팅함으로써 제조될 수 있다. 운모, ZrO₂, SiO₂, Al₂O₃, 유리 또는 TiO₂ 또는 이들의 혼합물 외에도, 상기 플레이크는 또한 인광체 물질 그 자체로 구성되거나 하나의 물질로 구축될 수 있다. 플레이크 그 자체가 단지 인광체 코팅을 위한 지지체 역할만을 하는 경우, 인광체 코팅은 LED의 일차 복사선에 투과성이거나 일차 복사선을 흡수하고 이 에너지를 인광체 층에 전달하는 물질로 구성되어야만 한다. 플레이크형 인광체는 수지(예컨대 실리콘 또는 에폭시 수지) 내에 분산되어 있고, 이 분산액은 LED 칩에 적용된다. 플레이크형 인광체는 50 nm 내지 약 20 μm, 바람직하게는 150 nm 내지 5　μm의 두께의 공업용 대규모로 제조될 수 있다. 이때 직경은 50 nm 내지 20 μm이다.

이는 일반적으로 1:1 내지 400:1, 특히 3:1 내지 100:1의 종횡비(입자 두께에 대한 직경의 비)를 갖는다.

플레이크 치수(길이 x 너비)는 배열에 따라 달라진다. 플레이크는 또한, 특히 작은 치수를 갖는 경우, 전환 층 내의 산란 중심으로서 적합하다. LED 칩에 닿는 본 발명에 따른 플레이크형 인광체의 표면에는, LED 칩에 의해 방출되는 일차 복사선에 대해 반사방지 작용을 갖는 코팅이 제공될 수 있다. 이는 일차 복사선의 후방-산란(back-scattering)을 감소시켜, 일차 복사선이 본 발명에 따른 인광체 바디 내로 더 잘 커플링되게 한다.

이러한 목적에 적합한 것은, 예를 들어, d = [LED 칩의 일차 복사의 파장 / (4 * 인광체 세라믹의 굴절률)]로 표시되는 두께 d를 가져야 하는 부합된 굴절률의 코팅이다(예컨대 문헌[Gerthsen, Physik [Physics], Springer Verlag, 18th Edition, 1995] 참조). 이 코팅은 또한 광자 결정(photonic crystal)으로 구성될 수 있고, 이는 또한 특정 작용성을 달성하기 위해 플레이크형 인광체의 표면을 구조화시키는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 인광체를 세라믹 바디 형태로 제조하는 것은 DE　102006037730(메르크)(전체가 본원에 참고로 인용된다)에 기술된 공정과 유사하게 수행된다. 이 공정에서, 인광체는, 상응하는 출발 물질 및 도판트를 혼합한 후 등압 프레싱 처리하고, 균질하고 얇은 무공성 플레이크 형태의 칩의 표면에 직접 적용됨으로써 습식-화학적 방법에 의해 제조된다. 따라서, 인광체의 여기 및 방출의 위치-의존적인 변화가 없고, 이는, 이로써 제공되는 LED가 일정한 색상의 균질한 광원뿔(light cone)을 방출하고 높은 광 출력을 갖는 것을 의미한다. 세라믹 인광체 바디는 공업용 대규모로, 예컨대 수백　nm 내지 약 500 μm의 두께의 플레이크로 생산될 수 있다. 플레이크 치수(길이 x 너비)는 배열에 따라 달라진다. 칩에 직접 적용되는 경우, 플레이크의 크기는, 적합한 칩 배열(예컨대 플립-칩(flip-chip) 배열)로 또는 상응하게, 칩 표면의 약 10 % 내지 30 %의 특정 오버사이즈로 칩 치수(약 100 μm * 100 μm 내지 수 mm²)에 따라 선택되어야 한다. 마무리된 LED 상에 인광체 플레이크가 설치되는 경우, 나오는 광원뿔 전체가 플레이크를 통과한다.

세라믹 인광체 바디의 측면이 경금속 또는 귀금속, 바람직하게는 알루미늄 또는 은으로 코팅될 수 있다. 금속 코팅은, 인광체 바디로부터 광이 측방향으로 나오지 않는 효과를 갖는다. 측방향으로 나오는 광은 LED의 외부에 커플링될 광ㅅ속(luminous flux)을 감소시킬 수 있다. 세라믹 인광체 바디의 금속 코팅은, 막대(rod) 또는 플레이크를 제공하는 등압 프레싱 후의 공정 단계에서 수행되며, 이때 상기 막대 또는 플레이크는 임의적으로 금속 코팅 전에 필요한 크기로 절단될 수 있다. 이를 위해, 측면이, 예컨대 은 나이트레이트 및 글루코스를 포함하는 용액으로 습윤된 후, 고온에서 암모니아 대기에 노출된다. 예를 들어 은 코팅이 상기 공정에서 상기 측면 상에 형성된다. 대안으로서, 무전류(current less) 금속화 공정이 또한 적합하다(문헌[Hollemann-Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie [Textbook of Inorganic Chemistry], Walter de Gruyter Verlag or Ullmanns Enzyklopadie der chemischen Technologie [Ullmann's Encyclopaedia of Chemical Technology]] 참조). 세라믹 인광체 바디는, 필요한 경우 물-유리 용액을 사용하여 LED 칩의 베이스보드에 고정될 수 있다.

추가의 실시양태에서, 상기 세라믹 인광체 바디는 LED 칩 대향 측면 상에 구조화된(예컨대 피라미드형) 표면을 갖는다. 이는 가능한 한 많은 광이 인광체 바디의 외부에 커플링되게 한다. 인광체 바디 상의 구조화된 표면은, 구조화된 압력 판을 갖는 압축 금형을 사용하여 등압 프레싱을 수행하고 따라서 구조체를 표면 내로 엠보싱함으로써 제조된다. 구조화된 표면은, 가능한 한 가장 얇은 인광체 바디 또는 플레이크를 생산하기 위한 목적인 경우에 바람직하다. 프레싱 조건은 당업자에게 공지되어 있다(문헌[J. Kriegsmann, Technische keramische Werkstoffe [Industrial Ceramic Materials], Chapter 4, Deutscher Wirtschaftsdienst, 1998] 참조). 사용된 프레싱 온도는 프레싱될 물질의 융점의 2/3 내지 5/6인 것이 중요하다.

본 발명의 인광체는 우수한 LED 품질을 갖는다.

본원의 문맥에서, LED 품질은 일반적으로 공지된 매개변수, 예를 들어, 연색 지수(CRI), 상관 색 온도(correlated color temperature; CCT), 루멘 당량 또는 절대 루멘, 또는 CIE x 및 y 좌표에서의 색점에 의해 결정된다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 연색 지수(CRI)는, 인공 광원의 색 정확도(color fidelity)를 기술 보고서 CIE 13.3-1995에 따른 (100의 CRI를 나타내는) 기준 광원의 색 정확도와 비교하는 무단위(unit less) 광도측정 크기이다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 상관 색 온도(CCT)는 켈빈(Kelvin) 단위를 갖는 광도측정 변수이다. 이 값이 더 높을수록 광의 청색 성분이 더 커져서 인공 광원의 백색 광이 관찰자에게 더 차갑게 보인다. CCT는, 색 온도가 CIE 색도도에서 소위 플랑크 궤적(Planckian locus)을 기술하는 흑색 광 청색 램프의 개념을 따른다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 루멘 당량은, 단위 lm/W를 갖는 광도측정 변수이다. 루멘 당량은, 1 W의 고유 복사측정 복사 전력(specific radiometric radiation power)에서의 광원의 광도측정 광속의 크기를 기술한다. 소정의 복사측정 복사 전력에서 루멘 당량이 높을수록, 동일한 복사측정 복사 전력이되 더 낮은 루멘 당량 값을 갖는 다른 광원에 비해, 광원이 관찰자에게 더 밝게 보인다.

당업자에게 공지된 바와 같이, 루멘은, 상이한 파장에서 육안의 민감성에 의해 가중된, 가시광선(약 380 내지 약 800 nm 범위의 파장을 갖는 광) 영역에서 광원에 의해 방출된 총 복사의 척도인, 광원의 광속을 기술하는 광도측정 변수이다. 광 출력이 높을수록 광원이 관찰자에게 더 밝게 보인다.

CIE x 및 CIE y는, 광원의 색상을 기술하는 CIE 색도도(여기서는 1931 2°-표준 관찰자)의 좌표이다.

상기 변수 모두는 광원의 방출 스펙트럼으로부터 당업자에게 공지된 방법에 의해 산출될 수 있다.

본 발명의 인광체는 pc-LED에 활용시 전환 효율에 특히 유리한 값을 보인다.

용어 "전환 효율"은 pc-LED(인광체 층을 갖는 LED-다이(die))의 복사측정 플럭스 Ф_{pc - LED}를 인광체 층을 갖지 않는 전술된 LED-다이의 복사측정 플럭스 Ф_{LED -다 이}로 나눈 몫에 100을 곱한 %, 즉 Ф_{pc - LED} / Ф_{LED - 다이} x 100 %에 관한 것이다. 전환 효율이 높을수록 인광체 층의 광 전환이 더 우수하고, 인광체 층의 광 전환 공정에 기인한 손실이 더 적다.

본 발명에 따른 인광체는 수득된 그대로 또는 다른 인광체와의 혼합물로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물 및 다른 화학 조성을 갖는 하나 이상의 인광체를 포함하는 방출 전환 물질에 관한 것이다.

본 발명에 따른 혼합물 또는 방출 전환 물질에 적합한 인광체는 예를 들어 다음과 같다:

Ba₂SiO₄:Eu^{2 +}, BaSi₂O₅:Pb^{2 +}, Ba_xSr_{1 - x}F₂:Eu^{2 +}, BaSrMgSi₂O₇:Eu^{2 +}, BaTiP₂O₇, (Ba,Ti)₂P₂O₇:Ti, Ba₃WO₆:U, BaY₂F₈:Er^{3 +},Yb⁺, Be₂SiO₄:Mn^{2 +}, Bi₄Ge₃O₁₂, CaAl₂O₄:Ce^{3 +}, CaLa₄O₇:Ce³⁺, CaAl₂O₄:Eu^{2 +}, CaAl₂O₄:Mn^{2 +}, CaAl₄O₇:Pb^{2 +},Mn^{2 +}, CaAl₂O₄:Tb^{3 +}, Ca₃Al₂Si₃O₁₂:Ce³⁺, Ca₃Al₂Si₃Oi₂:Ce^{3 +}, Ca₃Al₂Si₃O,₂:Eu^{2 +}, Ca₂B₅O₉Br:Eu^{2 +}, Ca₂B₅O₉Cl:Eu²⁺, Ca₂B₅O₉Cl:Pb^{2 +}, CaB₂O₄:Mn^{2 +}, Ca₂B₂O₅:Mn^{2 +}, CaB₂O₄:Pb^{2 +}, CaB₂P₂O₉:Eu²⁺, Ca₅B₂SiO₁₀:Eu^{3 +}, Ca_0.5Ba_0.5Al₁₂O₁₉:Ce³⁺,Mn²⁺, Ca₂Ba₃(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}, SiO₂ 중 CaBr₂:Eu^{2 +}, SiO₂ 중 CaCl₂:Eu²⁺, SiO₂ 중 CaCl₂:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, CaF₂:Ce^{3 +}, CaF₂:Ce^{3 +},Mn^{2 +}, CaF₂:Ce^{3 +},Tb^{3 +}, CaF₂:Eu²⁺, CaF₂:Mn^{2 +}, CaF₂:U, CaGa₂O₄:Mn^{2 +}, CaGa₄O₇:Mn^{2 +}, CaGa₂S₄:Ce^{3 +}, CaGa₂S₄:Eu^{2 +}, CaGa₂S₄:Mn²⁺, CaGa₂S₄:Pb^{2 +}, CaGeO₃:Mn^{2 +}, SiO₂ 중 CaI₂:Eu^{2 +}, SiO₂ 중 CaI₂:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, CaLaBO₄:Eu³⁺, CaLaB₃O₇:Ce^{3 +},Mn^{2 +}, Ca₂La₂BO₆.₅:Pb^{2 +}, Ca₂MgSi₂O₇, Ca₂MgSi₂O₇:Ce^{3 +}, CaMgSi₂O₆:Eu^{2 +}, Ca₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, Ca₂MgSi₂O₇:Eu^{2 +}, CaMgSi₂O₆:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, Ca₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺, CaMoO₄, CaMoO₄:Eu^{3 +}, CaO:Bi^{3 +}, CaO:Cd^{2 +}, CaO:Cu⁺, CaO:Eu^{3 +}, CaO:Eu³⁺,Na⁺, CaO:Mn^{2 +}, CaO:Pb^{2 +}, CaO:Sb^{3 +}, CaO:Sm^{3 +}, CaO:Tb^{3 +}, CaO:Tl, CaO:Zn^{2 +}, Ca₂P₂O₇:Ce³⁺, α-Ca₃(PO₄)₂:Ce^{3 +}, β-Ca₃(PO₄)₂:Ce^{3 +}, Ca₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}, Ca₅(PO₄)₃Cl:Mn^{2 +}, Ca₅(PO₄)₃Cl:Sb³⁺, Ca₅(PO₄)₃Cl:Sn^{2 +}, β-Ca₃(PO₄)₂:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, Ca₅(PO₄)₃F:Mn^{2 +}, Ca_s(PO₄)₃F:Sb^{3 +}, Ca_s(PO₄)₃F:Sn^{2 +}, α-Ca₃(PO₄)₂:Eu²⁺, β-Ca₃(PO₄)₂:Eu^{2 +}, Ca₂P₂O₇:Eu^{2 +}, Ca₂P₂O₇:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, CaP₂O₆:Mn^{2 +}, α-Ca₃(PO₄)₂:Pb²⁺, α-Ca₃(PO₄)₂:Sn^{2 +}, β-Ca₃(PO₄)₂:Sn^{2 +}, β-Ca₂P₂O₇:Sn,Mn, α-Ca₃(PO₄)₂:Tr, CaS:Bi^{3 +}, CaS:Bi^{3 +},Na, CaS:Ce^{3 +}, CaS:Eu^{2 +}, CaS:Cu⁺,Na⁺, CaS:La^{3 +}, CaS:Mn²⁺, CaSO₄:Bi, CaSO₄:Ce^{3 +}, CaSO₄:Ce^{3 +},Mn^{2 +}, CaSO₄:Eu^{2 +}, CaSO₄:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, CaSO₄:Pb²⁺, CaS:Pb^{2 +}, CaS:Pb^{2 +},Cl, CaS:Pb^{2 +},Mn^{2 +}, CaS:Pr^{3 +},Pb^{2 +},Cl, CaS:Sb^{3 +}, CaS:Sb³⁺,Na, CaS:Sm^{3 +}, CaS:Sn^{2 +}, CaS:Sn^{2 +},F, CaS:Tb^{3 +}, CaS:Tb^{3 +},Cl, CaS:Y^{3 +}, CaS:Yb²⁺, CaS:Yb^{2 +},Cl, CaSiO₃:Ce^{3 +}, Ca₃SiO₄Cl₂:Eu^{2 +}, Ca₃SiO₄Cl₂:Pb^{2 +}, CaSiO₃:Eu^{2 +}, CaSiO₃:Mn²⁺,Pb, CaSiO₃:Pb^{2 +}, CaSiO₃:Pb^{2 +},Mn^{2 +}, CaSiO₃:Ti^{4 +}, CaSr₂(PO₄)₂:Bi^{3 +}, β-(Ca,Sr)₃(PO₄)₂:Sn²⁺Mn²⁺, CaTi₀.₉Al₀.₁O₃:Bi^{3 +}, CaTiO₃:Eu^{3 +}, CaTiO₃:Pr^{3 +}, Ca₅(VO₄)₃Cl, CaWO₄, CaWO₄:Pb^{2 +}, CaWO₄:W, Ca₃WO₆:U, CaYAlO₄:Eu^{3 +}, CaYBO₄:Bi^{3 +}, CaYBO₄:Eu³⁺, CaYB₀.₈O₃.₇:Eu^{3 +}, CaY₂ZrO₆:Eu^{3 +}, (Ca,Zn,Mg)₃(PO₄)₂:Sn, CeF₃, (Ce,Mg)BaAl₁₁O₁₈:Ce, (Ce,Mg)SrAl₁₁O₁₈:Ce, CeMgAl₁₁O₁₉:Ce:Tb, Cd₂B₆O₁₁:Mn^{2 +}, CdS:Ag⁺,Cr, CdS:In, CdS:In, CdS:In,Te, CdS:Te, CdWO₄, CsF, CsI, CsI:Na⁺, CsI:Tl, (ErCl₃)_0.25(BaCl₂)₀.₇₅, GaN:Zn, Gd₃Ga₅O₁₂:Cr^{3 +}, Gd₃Ga₅O₁₂:Cr,Ce, GdNbO₄:Bi^{3 +}, Gd₂O₂S:Eu^{3 +}, Gd₂O₂Pr^{3 +}, Gd₂O₂S:Pr,Ce,F, Gd₂O₂S:Tb^{3 +}, Gd₂SiO₅:Ce³⁺, KAI₁₁O₁₇:Tl⁺, KGa₁₁O₁₇:Mn^{2 +}, K₂La₂Ti₃O₁₀:Eu, KMgF₃:Eu^{2 +}, KMgF₃:Mn^{2 +}, K₂SiF₆:Mn^{4 +}, LaAl₃B₄O₁₂:Eu³⁺, LaAlB₂O₆:Eu^{3 +}, LaAlO₃:Eu^{3 +}, LaAlO₃:Sm^{3 +}, LaAsO₄:Eu^{3 +}, LaBr₃:Ce^{3 +}, LaBO₃:Eu³⁺, (La,Ce,Tb)PO₄:Ce:Tb, LaCl₃:Ce^{3 +}, La₂O₃:Bi^{3 +}, LaOBr:Tb^{3 +}, LaOBr:Tm^{3 +}, LaOCl:Bi³⁺, LaOCl:Eu^{3 +}, LaOF:Eu^{3 +}, La₂O₃:Eu^{3 +}, La₂O₃:Pr^{3 +}, La₂O₂S:Tb^{3 +}, LaPO₄:Ce^{3 +}, LaPO₄:Eu³⁺, LaSiO₃Cl:Ce^{3 +}, LaSiO₃Cl:Ce^{3 +},Tb^{3 +}, LaVO₄:Eu^{3 +}, La₂W₃O₁₂:Eu^{3 +}, LiAlF₄:Mn²⁺, LiAl₅O₈:Fe^{3 +}, LiAlO₂:Fe^{3 +}, LiAlO₂:Mn^{2 +}, LiAl₅O₈:Mn^{2 +}, Li₂CaP₂O₇:Ce^{3 +},Mn^{2 +}, LiCeBa₄Si₄O₁₄:Mn²⁺, LiCeSrBa₃Si₄O₁₄:Mn^{2 +}, LiInO₂:Eu^{3 +}, LiInO₂:Sm^{3 +}, LiLaO₂:Eu^{3 +}, LuAlO₃:Ce³⁺, (Lu,Gd)₂Si0₅:Ce^{3 +}, Lu₂SiO₅:Ce^{3 +}, Lu₂Si₂O₇:Ce^{3 +}, LuTaO₄:Nb^{5 +}, Lu_{1 -x}Y_xAlO₃:Ce³⁺, MgAl₂O₄:Mn^{2 +}, MgSrAl₁₀O₁₇:Ce, MgB₂O₄:Mn^{2 +}, MgBa₂(PO₄)₂:Sn^{2 +}, MgBa₂(PO₄)₂:U, MgBaP₂O₇:Eu^{2 +}, MgBaP₂O₇:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, MgBa₃Si₂O₈:Eu^{2 +}, MgBa(SO₄)₂:Eu²⁺, Mg₃Ca₃(PO₄)₄:Eu^{2 +}, MgCaP₂O₇:Mn^{2 +}, Mg₂Ca(SO₄)₃:Eu^{2 +}, Mg₂Ca(SO₄)₃:Eu²⁺,Mn², MgCeAl_nO₁₉:Tb^{3 +}, Mg₄(F)GeO₆:Mn^{2 +}, Mg₄(F)(Ge,Sn)O₆:Mn^{2 +}, MgF₂:Mn²⁺, MgGa₂O₄:Mn^{2 +}, Mg₈Ge₂O₁₁F₂:Mn^{4 +}, MgS:Eu^{2 +}, MgSiO₃:Mn^{2 +}, Mg₂SiO₄:Mn^{2 +}, Mg₃SiO₃F₄:Ti⁴⁺, MgSO₄:Eu^{2 +}, MgSO₄:Pb^{2 +}, MgSrBa₂Si₂O₇:Eu^{2 +}, MgSrP₂O₇:Eu^{2 +}, MgSr₅(PO₄)₄:Sn²⁺, MgSr₃Si₂O₈:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, Mg₂Sr(SO₄)₃:Eu^{2 +}, Mg₂TiO₄:Mn^{4 +}, MgWO₄, MgYBO₄:Eu³⁺, Na₃Ce(PO₄)₂:Tb^{3 +}, NaI:Tl, Na₁.₂₃K_O.₄₂Eu₀.₁₂TiSi₄O₁₁:Eu^{3 +}, Na_1.23K_0.42Eu_0.12TiSi₅O₁₃·xH₂O:Eu^{3 +}, Na_{1 .29}K_{0 .46}Er_{0 .08}TiSi₄O₁₁:Eu^{3 +}, Na₂Mg₃Al₂Si₂O₁₀:Tb, Na(Mg_2-xMn_x)LiSi₄O₁₀F₂:Mn, NaYF₄:Er^{3 +}, Yb^{3 +}, NaYO₂:Eu^{3 +}, P46(70 %) + P47(30 %), SrAl₁₂O₁₉:Ce³⁺,Mn²⁺, SrAl₂O₄:Eu^{2 +}, SrAl₄O₇:Eu^{3 +}, SrAl₁₂O₁₉:Eu^{2 +}, SrAl₂S₄:Eu^{2 +}, Sr₂B₅O₉Cl:Eu²⁺, SrB₄O₇:Eu^{2 +}(F,Cl,Br), SrB₄O₇:Pb^{2 +}, SrB₄O₇:Pb^{2 +},Mn^{2 +}, SrB₈O₁₃:Sm^{2 +}, Sr_xBa_yCl_zAl₂O_4-z/2:Mn²⁺,Ce³⁺, SrBaSiO₄:Eu^{2 +}, SiO₂ 중 Sr(Cl,Br,I)₂:Eu^{2 +}, SiO₂ 중 SrCl₂:Eu²⁺, Sr₅Cl(PO₄)₃:Eu, Sr_wF_xB₄O_{6 .5}:Eu^{2 +}, Sr_wF_xB_yO_z:Eu^{2 +},Sm^{2 +}, SrF₂:Eu^{2 +}, SrGa₁₂O₁₉:Mn^{2 +}, SrGa₂S₄:Ce^{3 +}, SrGa₂S₄:Eu^{2 +}, SrGa₂S₄:Pb^{2 +}, SrIn₂O₄:Pr^{3 +}, Al^{3 +}, (Sr,Mg)₃(PO₄)₂:Sn, SrMgSi₂O₆:Eu^{2 +}, Sr₂MgSi₂O₇:Eu^{2 +}, Sr₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +}, SrMoO₄:U, SrO·3B₂O₃:Eu²⁺,Cl, β-SrO·3B₂O₃:Pb^{2 +}, β-SrO·3B₂O₃:Pb^{2 +},Mn^{2 +}, α-SrO·3B₂O₃:Sm^{2 +}, Sr₆P₅BO₂₀:Eu, Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}, Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +},Pr^{3 +}, Sr₅(PO₄)₃Cl:Mn^{2 +}, Sr₅(PO₄)₃Cl:Sb³⁺, Sr₂P₂O₇:Eu^{2 +}, β-Sr₃(PO₄)₂:Eu^{2 +}, Sr₅(PO₄)₃F:Mn^{2 +}, Sr₅(PO₄)₃F:Sb^{3 +}, Sr₅(PO₄)₃F:Sb³⁺,Mn²⁺, Sr₅(PO₄)₃F:Sn^{2 +}, Sr₂P₂O₇:Sn²⁺, β-Sr₃(PO₄)₂:Sn^{2 +}, β-Sr₃(PO₄)₂:Sn^{2 +},Mn^{2 +}(Al), SrS:Ce^{3 +}, SrS:Eu^{2 +}, SrS:Mn²⁺, SrS:Cu⁺,Na, SrSO₄:Bi, SrSO₄:Ce^{3 +}, SrSO₄:Eu^{2 +}, SrSO₄:Eu^{2 +},Mn^{2 +}, Sr₅Si₄O₁₀Cl₆:Eu^{2 +}, Sr₂SiO₄:Eu^{2 +}, SrTiO₃:Pr^{3 +}, SrTiO₃:Pr³⁺,Al³⁺, Sr₃WO₆:U, SrY₂O₃:Eu^{3 +}, ThO₂:Eu^{3 +}, ThO₂:Pr^{3 +}, ThO₂:Tb^{3 +}, YAl₃B₄O₁₂:Bi³⁺, YAl₃B₄O₁₂:Ce^{3 +}, YAl₃B₄O₁₂:Ce^{3 +},Mn, YAl₃B₄O₁₂:Ce^{3 +},Tb^{3 +}, YAl₃B₄O₁₂:Eu³⁺, YAl₃B₄O₁₂:Eu^{3 +},Cr^{3 +}, YAl₃B₄O₁₂:Th^{4 +},Ce^{3 +},Mn^{2 +}, YAlO₃:Ce^{3 +}, Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺, Y₃Al₅O₁₂:Cr^{3 +}, YAlO₃:Eu^{3 +}, Y₃Al₅O₁₂:Eu^3r, Y₄Al₂O₉:Eu^{3 +}, Y₃Al₅O₁₂:Mn^{4 +}, YAlO₃:Sm³⁺, YAlO₃:Tb^{3 +}, Y₃Al₅O₁₂:Tb^{3 +}, YAsO₄:Eu^{3 +}, YBO₃:Ce^{3 +}, YBO₃:Eu^{3 +}, YF₃:Er³⁺,Yb³⁺, YF₃:Mn^{2 +}, YF₃:Mn^{2 +},Th^{4 +}, YF₃:Tm^{3 +},Yb^{3 +}, (Y,Gd)BO₃:Eu, (Y,Gd)BO₃:Tb, (Y,Gd)₂O₃:Eu³⁺, Y_{1 .34}Gd_{0 .60}O₃(Eu,Pr), Y₂O₃:Bi^{3 +}, YOBr:Eu^{3 +}, Y₂O₃:Ce, Y₂O₃:Er^{3 +}, Y₂O₃:Eu³⁺(YOE), Y₂O₃:Ce^{3 +},Tb^{3 +}, YOCl:Ce^{3 +}, YOCl:Eu^{3 +}, YOF:Eu^{3 +}, YOF:Tb^{3 +}, Y₂O₃:Ho³⁺, Y₂O₂S:Eu^{3 +}, Y₂O₂S:Pr^{3 +}, Y₂O₂S:Tb^{3 +}, Y₂O₃:Tb^{3 +}, YPO₄:Ce^{3 +}, YPO₄:Ce^{3 +},Tb^{3 +}, YPO₄:Eu³⁺, YPO₄:Mn^{2 +},Th^{4 +}, YPO₄:V^{5 +}, Y(P,V)O₄:Eu, Y₂SiO₅:Ce^{3 +}, YTaO₄, YTaO₄:Nb^{5 +}, YVO₄:Dy³⁺, YVO₄:Eu^{3 +}, ZnAl₂O₄:Mn^{2 +}, ZnB₂O₄:Mn^{2 +}, ZnBa₂S₃:Mn^{2 +}, (Zn,Be)₂SiO₄:Mn^{2 +}, Zn_0.4Cd_0.6S:Ag, Zn_{0 .6}Cd_{0 .4}S:Ag, (Zn,Cd)S:Ag,Cl, (Zn,Cd)S:Cu, ZnF₂:Mn^{2 +}, ZnGa₂O₄, ZnGa₂O₄:Mn²⁺, ZnGa₂S₄:Mn^{2 +}, Zn₂GeO₄:Mn^{2 +}, (Zn,Mg)F₂:Mn^{2 +}, ZnMg₂(PO₄)₂:Mn^{2 +}, (Zn,Mg)₃(PO₄)₂:Mn²⁺, ZnO:Al^{3 +},Ga^{3 +}, ZnO:Bi^{3 +}, ZnO:Ga^{3 +}, ZnO:Ga, ZnO-CdO:Ga, ZnO:S, ZnO:Se, ZnO:Zn, ZnS:Ag⁺,Cl^-, ZnS:Ag,Cu,Cl, ZnS:Ag,Ni, ZnS:Au,In, ZnS-CdS(25-75), ZnS-CdS(50-50), ZnS-CdS(75-25), ZnS-CdS:Ag,Br,Ni, ZnS-CdS:Ag⁺,Cl, ZnS-CdS:Cu,Br, ZnS-CdS:Cu,I, ZnS:Cl^-, ZnS:Eu^{2 +}, ZnS:Cu, ZnS:Cu⁺,Al^{3 +}, ZnS:Cu⁺,Cl^-, ZnS:Cu,Sn, ZnS:Eu^{2 +}, ZnS:Mn^{2 +}, ZnS:Mn,Cu, ZnS:Mn^{2 +},Te^{2 +}, ZnS:P, ZnS:P^{3 -},Cl^-, ZnS:Pb²⁺, ZnS:Pb^{2 +},Cl^-, ZnS:Pb,Cu, Zn₃(PO₄)₂:Mn^{2 +}, Zn₂SiO₄:Mn^{2 +}, Zn₂SiO₄:Mn^{2 +},As^{5 +}, Zn₂SiO₄:Mn,Sb₂O₂, Zn₂SiO₄:Mn^{2 +},P, Zn₂SiO₄:Ti^{4 +}, ZnS:Sn^{2 +}, ZnS:Sn,Ag, ZnS:Sn^{2 +},Li⁺, ZnS:Te,Mn, ZnS-ZnTe:Mn^{2 +}, ZnSe:Cu⁺,Cl 및 ZnWO₄.

일반적으로, 방출 전환 물질의 사용은 보다 넓은 색상 방출 스펙트럼의 장점을 제공한다. 특히, 몇몇 인광체의 조합에 의해 LED의 연색이 개선될 수 있다. 상이한 인광체 방출 전환 물질로부터 제조된 LED는 2700K CCT로부터의 따뜻한 백색 LED 내지 5000K CCT에서의 차가운 백색 LED에 사용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 인광체는 약 300 ㎚ 내지 500 ㎚의 넓은 범위에 걸쳐 여기될 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한, 발광 다이오드로부터 청색 광 또는 근자외선 방출의 부분 또는 완전 전환을 위한 전환 인광체로서의 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 300 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 방출 최대값을 갖는 일차 광원을 포함하는 광원에 관한 것이고, 이 복사선의 전부 또는 일부가 본 발명에 따른 화합물 또는 방출 전환 물질에 의해 더 긴 파장의 복사선으로 전환된다.

바람직하게는, 조명 기구는 청색 광 또는 근자외선 LED 및 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물을 포함한다. 이러한 조명 기구는, 특히 CIE x 0.12 내지 0.43 및 CIE y 0.07 내지 0.43, 더욱 바람직하게는 CIE x 0.15 내지 0.35 및 CIE y 0.10 내지 0.35의 색 좌표를 갖는, 바람직하게는 백색 광 방출성이다.

더욱 바람직한 것은 60 초과, 바람직하게는 70 초과, 더욱 바람직하게는 80 초과의 CRI를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 기구, 특히 일반 조명용 조명 기구이다.

또 하나의 실시양태에서, 조명 기구는 특정 색점(주문형 색상(colour-on-demand) 원리)을 갖는 광을 방출한다. 상기 주문형 색상 개념은 하나 이상의 인광체를 사용하는 pcLED(= 인광체-전환된 LED)를 사용하여 특정 색점을 갖는 광을 생성하는 것을 의미한다. 이 개념은, 예를 들어, 특정 기업 디자인, 예를 들어 채색된 회사 로고, 상표 등을 제조하기 위해 사용된다.

특히 특정 색 공간이 설정되어야 하는 목적을 위해, 상기 인광체는 옥사이드, 몰리브데이트, 텅스테이트, 바나데이트, 가넷, 실리케이트, 설파이드, 알루미네이트, 나이트라이드 및 옥시나이트라이드로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 인광체(각각의 경우 독립적으로 또는 이들의 혼합물로) 및 하나 이상의 활성화제 이온, 예컨대 Ce, Eu, Yb, Mn, Cr 및/또는 Bi와 혼합되는 것이 바람직하다.

적합한 녹색 방출 인광체는, 바람직하게는 Ce-도핑된 루테튬-함유 가넷 또는 이트륨-함유 가넷, Eu-도핑된 설포셀레나이드, 티오갈레이트, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, Mn (BAM:Eu,Mn), 및/또는 Ce- 및/또는 Eu-도핑된 나이트라이드 함유 인광체 및/또는 β-SiAlON:Eu, 및/또는 Eu-도핑된 알칼리성 토류 오쏘-실리케이트, 및/또는 Eu-도핑된 알칼리성 토류 옥시-오쏘-실리케이트, 및/또는 Zn-도핑된 알칼리성 토류 오쏘-실리케이트로부터 선택된다.

적합한 청색 방출 인광체는, 바람직하게는 BAM:Eu 및/또는 Sr₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu, 및/또는 CaWO₄, 및/또는 ZnS:(Au,Cu,Al), 및/또는 Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu, 및/또는 Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu, 및/또는 Sr₂P₂O₇:Eu로부터 선택된다.

황색 광을 방출하는 적합한 인광체는, 바람직하게는 가넷 인광체(예컨대 (Y,Tb,Gd)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce), 오쏘-실리케이트 인광체(예컨대 (Ca,Sr,Ba)₂SiO₄:Eu), 설파이드 인광체(예컨대 (Mg,Ca,Sr,Ba)S:Eu) 및/또는 시알론-인광체(예컨대 α-SiAlON:Eu), 및/또는 (Ca,Sr,Ba)AlSi₄N₇:Ce로부터 선택될 수 있다.

용어 "청색 방출 인광체"는 435 ㎚ 내지 507 ㎚에서 하나 이상의 방출 최대값을 갖는 파장을 방출하는 인광체를 지칭한다.

용어 "녹색 방출 인광체"는 508 ㎚ 내지 550 ㎚에서 하나 이상의 방출 최대값을 갖는 파장을 방출하는 인광체를 지칭한다.

용어 "황색 방출 인광체"는 551 ㎚ 내지 585 ㎚에서 하나 이상의 방출 최대값을 갖는 파장을 방출하는 인광체를 지칭한다.

용어 "적색 방출 인광체"는 586 ㎚ 내지 670 ㎚에서 하나 이상의 방출 최대값을 갖는 파장을 방출하는 인광체를 지칭한다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 조명 기구는, 특히 화학식 In_iGa_jAl_kN(이때, i는 0 이상이고, j는 0 이상이고, k는 0 이상이고, i+j+k는 1이다)의 발광성 인듐 알루미늄 갈륨 나이트라이드인 광원 및/또는 화학식 In_xGa_{1 -x}N(이때, x는 0 초과 내지 0.4 미만이다)의 발광성 인듐 갈륨 나이트라이드인 광원을 포함한다.

본 발명에 따른 조명 기구의 또 하나의 바람직한 실시양태에서, 광원은 ZnO, TCO(투명 전도성 옥사이드), ZnSe 또는 SiC에 기초한 발광성 배열 또는 유기 발광 층(OLED)에 기초한 배열이다.

본 발명에 따른 조명 기구의 추가의 바람직한 실시양태에서, 광원은 전기발광 및/또는 광발광을 나타내는 공급원이다. 광원은 또한 플라즈마 또는 방전 공급원일 수 있다. 이러한 유형의 광원의 가능한 형태는 당업자에게 공지되어 있다. 이는 다양한 구조의 발광 LED 칩일 수 있다.

본 발명에 따른 화합물은 수지(예컨대 에폭시 또는 실리콘 수지)에 분산되거나, 적합한 크기 비의 경우에는 적용에 따라 광원에 직접 배열되거나 다르게는 이로부터 원격 배열될 수 있다(원격 배열은 또한 "원격 인광체 기법"을 포함한다). 원격 인광체 기법의 장점은 당업자에게 공지되어 있고, 예컨대 문헌[Japanese Journal of Appl. Phys. Vol. 44, No. 21 (2005) L649-L651]에 의해 밝혀졌다.

또한, 본 발명에 따른 화합물은 약 500 ㎚ 미만의 파장을 갖는 태양 광선의 일부를 약 500 ㎚ 이상의 파장의 복사선으로 전환하는데 적합하고, 태양 전지 내 다양한 반도체 물질에 의해 더욱 효과적으로 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 태양 전지를 위한 파장 전환 물질로서의 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물의 용도에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 또한 예컨대 본 발명에 따른 인광체를 포함하는 중합체 필름을 적용함으로써 태양 전지 모듈을 개선시키는 방법에 관한 것으로, 태양 전지 모듈 내 반도체 물질의 흡수 특성 때문에 일반적으로 이용될 수 없는 태양 광선 스펙트럼의 단파 부분의 파장 전환으로 인해, 광 이용 효율 및 발전 효율을 증가시킬 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시양태를 특히 참조하여 상기 및 하기에 기술된다. 본 발명의 진의 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.

상기 및 하기에 언급된 많은 화합물 또는 이들의 혼합물은 상업적으로 입수 가능하다. 유기 화합물은 공지되어 있거나 문헌(예를 들어 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기재된 바와 같이 상기 반응에 적합한 공지된 반응 조건 하에 정확한 것으로 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 본원에서 언급되지 않지만 그 자체로 공지된 변형체 또한 사용될 수 있다.

달리 명백히 기술되지 않는 한, 본원에 사용된 용어의 복수형은 단수형을 포함하는 것으로 이해되며, 이의 반대도 같다.

본원 전반에 걸쳐, 달리 명백히 기술되지 않는 한, 매개변수 범위는 명시된 한계의 매개변수 범위 및 이의 오차 한계를 포함하여 모든 유리수 및 정수를 포함한다. 각각의 범위에 기술된 상한 및 하한은 추가의 바람직한 범위와의 조합으로 다른 바람직한 실시양태로 이어진다.

본원 전반에 걸쳐, 달리 명백히 기술되지 않는 한, 모든 농도는 중량%로 주어지며 각각의 완전한 혼합물에 대한 것이고, 모든 온도는 ℃(섭씨 온도)로 주어지고, 모든 온도 차는 ℃로 주어진다.

본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 걸쳐, 단어 "포함하다" 및 "함유하다" 및 이들 단어의 변형, 예를 들어 "포함하는" 및 "함유하는"은 "∼를 포함하지만 ∼로 제한되지 않음"을 의미하고, 다른 성분을 배제하는 것으로 의도되지 않는다(배제하지 않는다). 한편, 단어 "포함하다"는 또한 용어 "구성되는"을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다.

본 발명의 전술된 실시양태에 대한 변형은 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있는 것으로 인식될 것이다. 달리 기술되지 않는 한, 동일한, 등가의 또는 유사한 목적으로 사용되는 대안적인 특징이 본 명세서에 기술된 각각의 특징을 대체할 수 있다. 따라서, 달리 기술되지 않는 한, 기술된 각각의 특징은 총체적인 일련의 등가의 또는 유사한 특징 중 하나의 예에 불과하다.

본 명세서에 기술된 모든 특징은, 이러한 특징 및/또는 단계의 적어도 일부 가 상호 배타적인 조합을 제외하고 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 특징은 본 발명의 모든 양태에 적용가능하고, 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 필수적이지 않은 조합으로 기술된 특징은 개별적으로(조합되지 않고) 사용될 수 있다.

전술된, 특히 바람직한 실시양태의, 특징의 다수는, 단지 본 발명의 실시양태의 일부로서가 아니라 그 자체로 진보성이 있는 것으로 인식될 것이다. 본 발명에 청구된 발명에 덧붙여 또는 그의 대안으로, 이들 특징에 대해 독립적인 보호가 추구될 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더욱 자세히 기술되지만, 이러한 실시예는 단시 예시적인 것이며 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.

실시예

실시예 1: LaBaMg ₂ Al ₃ Si ₃ N ₂ O ₁₂ : Eu

La₂O₃(2 g), Al₂O₃(1.9 g), MgCO₃(2.1 g), BaCO₃(3.36 g), Si₃N₄(0.87 g), SiO₂(1.12 g) 및 Eu₂O₃(0.26 g)을 마노 절구에서 혼합하였다. 생성된 혼합물을 1200 ℃에서 암모니아(NH₃) 대기 중에서 8시간 동안 소성시켰다. 그 후, 수득된 분말을 분쇄하고 동일한 조건을 사용하여 재하소하였다.

실시예 2: LaBaMg ₂ Al ₃ Si ₂ GeN ₂ O ₁₂ : Eu

La₂O₃(2 g), Al₂O₃(1.9 g), MgCO₃(2.1 g), BaCO₃(2.36 g), Si₃N₄(0.87 g), SiO₂(0.75 g), GeO₂(0.65 g) 및 Eu₂O₃(0.26 g)을 마노 절구에서 혼합하였다. 생성된 혼합물을 1200 ℃에서 암모니아(NH₃) 대기 중에서 8시간 동안 소성시켰다. 그 후, 수득된 분말을 분쇄하고 동일한 조건을 사용하여 재하소하였다.

실시예 3: LaBaCa ₂ Al ₃ Si ₃ N ₂ O ₁₂ : Eu

La₂O₃(2 g), Al₂O₃(1.9 g), CaCO₃(2.5 g), BaCO₃(2.36 g), Si₃N₄(0.87 g), SiO₂(1.12 g) 및 Eu₂O₃(0.26 g)을 마노 절구에서 혼합하였다. 생성된 혼합물을 1200 ℃에서 암모니아(NH₃) 대기 중에서 8시간 동안 소성시켰다. 그 후, 수득된 분말을 분쇄하고 동일한 조건을 사용하여 재하소하였다.

실시예 4: LaBaCa ₂ Al ₃ Si ₂ GeN ₂ O ₁₂ : Eu

La₂O₃(2 g), Al₂O₃(1.9 g), CaCO₃(2.5 g), BaCO₃(2.36 g), Si₃N₄(0.87 g), SiO₂(0.75 g), GeO₂(0.65 g) 및 Eu₂O₃(0.26 g)을 마노 절구에서 혼합하였다. 생성된 혼합물을 1200 ℃에서 암모니아(NH₃) 대기 중에서 8시간 동안 소성시켰다. 그 후, 수득된 분말을 분쇄하고 동일한 조건을 사용하여 재하소하였다.

실시예 5: LaBaCa ₂ Al ₃ SiGe ₂ N ₂ O ₁₂ : Eu

La₂O₃(2 g), Al₂O₃(1.9 g), CaCO₃(2.5 g), BaCO₃(2.36 g), Si₃N₄(0.87 g), SiO₂(0.37 g), GeO₂(1.3 g) 및 Eu₂O₃(0.26 g)을 마노 절구에서 혼합하였다. 생성된 혼합물을 1200 ℃에서 암모니아(NH₃) 대기 중에서 8시간 동안 소성시켰다. 그 후, 수득된 분말을 분쇄하고 동일한 조건을 사용하여 재하소하였다.

실시예 I: LaBaMg ₂ Al ₃ Si ₃ N ₂ O ₁₂ : Eu 의 LED 예

LaBaMg₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu(10 mg)를 실리콘 및 경화제의 혼합물(1:1)(15 mg)과 혼합하였다. 수득된 현탁액(25 mg)을 균질화시키고 LED 칩(395 nm 근자외선 칩) 상에 적용하였다. 현탁액이 적용된 LED를 오븐에 넣고 경화 공정을 용이하게 하기 위해 100 ℃에서 4시간 동안 가열하였다. 그 후, 마무리된 LED를 냉각하고 측정에 사용하였다. LED 칩은 가시광선 영역에서 최소 방출 기여만을 가지므로, 일반적으로 수득된 색점은 사용된 인광체의 양에 비의존적이다. 사용된 인광체의 양은 일차 광(395 nm)의 가시광으로의 전환(인광체 방출)에 대해 영향을 미친다. 도 4는 395 nm에서 근자외선 LED 방출 일차 광원에서 LaBaMg₂Al₃Si₃N₂O₁₂:Eu의 예시적인 LED 스펙트럼을 도시한다.

실시예 II : LaBaMg ₂ Al ₃ Si ₂ GeN ₂ O ₁₂ : Eu 의 LED 예

상기한 바와 동일한 방식으로, LaBaMg₂Al₃(Si₂,Ge)N₂O₁₂:Eu를 395 nm에서 근자외선 LED 방출 일차 광원과 조합하였다. 도 5는 LaBaMg₂Al₃(Si₂,Ge)N₂O₁₂:Eu의 예시적인 LED 스펙트럼을 도시한다.

Claims (16)

1. 하기 화학식 I의 화합물:
   [화학식 I]
   M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu
   상기 식에서,
   M^I은 Y, La, Gd 및 Lu로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고;
   M^II는 Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고;
   M^III은 B, Al 및 Ga로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이고;
   M^IV는 Si 및 Ge로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소이다.
2. 제 1 항에 있어서,
   하기 화학식 II의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 화합물:
   [화학식 II]
   M^IM^II ₃ M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu^{2 +}
   상기 식에서,
   M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 제 1 항에 정의된 바와 같다.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   하기 화학식 III의 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 화합물:
   [화학식 III]
   M^IM^II _{3 -x} M^III ₃M^IV ₃N₂O₁₂:Eu^{2 +} _x
   상기 식에서,
   M^I, M^II, M^III 및 M^IV는 제 1 항에 정의된 바와 같고;
   x는 0 초과 내지 3 미만이다.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M^I이 La인, 화합물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M^III이 Al인, 화합물.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M^IV가 (Ge_{1 - y}Si_y)이고, y가 0 이상 내지 1 이하인, 화합물.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M^II가 Mg, Ca, Sr 및 Ba로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소인, 화합물.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   M^II가 (Ba_{1 - z}EA_z)이고, z가 0 이상 내지 1 이하이고, EA가 Mg, Ca 및 Sr로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소인, 화합물.
9. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   x가 0 초과 내지 0.3 이하인, 화합물.
10. (a) 적합한 출발 물질 또는 이의 상응하는 반응성 형태를 혼합하는 단계, 및
    (b) 상기 혼합물을 환원성 조건 하에 열 처리하는 단계
    를 포함하는, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    단계 (a)에서 옥사이드, 할라이드 또는 카보네이트 및 하나 이상의 2원 나이트라이드로 구성된 군으로부터 선택된 염을 사용하는, 제조 방법.
12. 청색 또는 근자외선 방출의 부분 또는 완전 전환을 위한 전환 인광체로서의 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물의 용도.
13. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 방출 전환 물질.
14. 300 ㎚ 내지 500 ㎚ 범위의 방출 최대값을 갖는 일차 광원 및 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 제 13 항에 따른 방출 전환 물질을 포함하는 광원.
15. 제 14 항에 있어서,
    일차 광원이 발광성 인듐 알루미늄 갈륨 나이트라이드 및/또는 인듐 갈륨 나이트라이드인, 광원.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 광원을 하나 이상 포함하는 조명 기구.

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