KR20170093320A - Phosphor plate with light-diffusing material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 확산제를 사용한 형광체 플레이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광체 플레이트 내부에 광 확산제를 첨가함으로써 플레이트 내부에서 광을 확산시켜서 변환되는 광 효율을 증가시킨 형광체 플레이트에 관한 것이다. The present invention relates to a phosphor plate using a light diffusing agent, and more particularly, to a phosphor plate having a light efficiency increased by diffusing light inside a plate by adding a light diffusing agent to the inside of the phosphor plate.
종래 광 시스템 중에서 LED를 이용한 백색 발광 소자 구현 방법은, 자외선 LED 광원을 이용하고 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식, 청색 LED를 광원으로 사용하고 적색 및 녹색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식, 및 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식 등의 3가지 방식으로 크게 구분된다.Among the conventional optical systems, a method of realizing a white light emitting device using an LED includes a method in which an ultraviolet LED light source is used to emit white light by exciting red, green, and blue phosphors of three primary colors of light, a method in which a blue LED is used as a light source, And a method of implementing a white color by exciting a yellow phosphor by using a blue LED as a light source.
그 중에서 백색 LED는 고효율, 고신뢰성의 백색 조명광원으로서 널리 사용되고 있으나, 일반적으로 현재 많이 사용되고 있는 방법으로서는 청색 LED 소자를 황색 형광체와 함께 수지를 매트릭스화하여 사용하고 있다. 그러나 청색광은 에너지가 강하기 때문에 수지를 열화 시키기 쉽기 때문에 변색이 일어나거나, 열 발산이 잘 되지 않음으로 인해 온도 상승으로 발광색이 황색 쪽으로 변화하는 문제점이 있다.Among them, white LEDs are widely used as white light sources of high efficiency and high reliability. However, blue light emitting diodes (LEDs) are generally used together with yellow phosphors in a matrix form. However, the blue light has a problem in that the resin is easily deteriorated because of its strong energy, so that discoloration occurs or heat dissipation is not good.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 세라믹 소결체를 형광체의 매트릭스 물질로 사용한 형광체 플레이트가 적용되고 있다.In order to solve such a problem, a phosphor plate using a ceramic sintered body as a matrix material of a phosphor has been applied.
종래의 형광체 플레이트에 관한 기술로서, 한국공개특허 제10-2015-0091614호에서는 산화 규소(SiO2),산화 붕소(B2O3)및 산화 아연(ZnO)으로 이루어진 산화물 혼합체; 및 I족 또는 II족의 금속을 포함하는 산화물 중 어느 하나 이상의 산화물을 포함하고, 상기 산화 붕소 및 상기 I족 또는 II족의 금속을 포함하는 산화물의 함량이 전체 조성물 중 35 중량% 이하인 광변환 소자용 유리 조성물, 및 상기 광변환 소자용 유리 조성물을 유리화하여 수득되는 유리 프리트(glass frit)를 매트릭스로 하고, 적어도 1종의 형광체를 소결하여 수득되는 세라믹 형광체 플레이트에 관하여 제안하고 있는 등, 기존의 형광체 플레이트는 형광체에 함유된 각종 성분을 특정화하거나 미립자 혼합 또는 다양한 층을 구성하여 형광체의 특성을 개선하는데 치중하고 있다.KOKAI Publication No. 10-2015-0091614 discloses an oxide mixture composed of silicon oxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), and zinc oxide (ZnO) as a technique related to a conventional phosphor plate. And an oxide comprising a Group I or Group II metal, wherein the content of the oxide comprising boron oxide and the Group I or Group II metal in the total composition is not more than 35 wt% And a ceramic fluorescent plate obtained by sintering at least one kind of fluorescent substance using a glass frit obtained by vitrifying the glass composition for a photoconversion device as a matrix and proposed a conventional ceramic fluorescent plate The phosphor plate is focused on improving the characteristics of the phosphor by specifying various components contained in the phosphor, mixing the fine particles or composing various layers.
다른 예로서, 일본공개특허 제2011-188001호에서는 고체 발광 디바이스로서, 고체 발광 다이와 포토 발광 요소, 굴절 요소, 필터 요소, 산란 요소, 확산 요소 또는 반사 요소 등의 광학적 요소의 하나 또는 그 이상을 포함한 투명하고 비가요성이 딱딱한 플레이트와 고체 발광 다이를 이용하여, 광학적으로 결합하는 층을 구비하는 상기 고체 발광 디바이스를 제안하고 있다. 이 경우는 발광 효과의 개선을 추구하고 있으나, 소재 구성이 복잡하여 비경제적이다.As another example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2011-188001 discloses a solid state light emitting device that includes one or more of a solid state light emitting die and an optical element such as a photoluminescent element, a refraction element, a filter element, a scatter element, There is proposed a solid light-emitting device comprising a layer optically coupled using a transparent and non-rigid plate and a solid light-emitting die. In this case, improvement of the light emission effect is sought, but the material is complicated and uneconomical.
또한, 한국공개특허 제10-2014-0035553호에서는 유리에 형광체를 삽입하여 형광막을 형성하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이 경우는 세라믹 플레이트와 비교 하여 고출력 발광 다이오드 적용 시 열적 안정성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0035553 proposes a method of forming a phosphor film by inserting a phosphor into a glass. However, in this case, there is a problem that the thermal stability is poor when a high power LED is applied as compared with a ceramic plate.
위와 같이, 기존의 형광체 플레이트의 경우 대부분 구조에 특성을 부여하여 발광특성을 개선하는 것이 대부분이고, 형광체 플레이트 자체에 대한 발광 특성에 대한 개선효과를 기대하기 어렵다. As described above, in the case of the conventional phosphor plate, most of the characteristics are given to the structure to improve the luminescence characteristics, and it is difficult to expect an improvement effect on the luminescence characteristics of the phosphor plate itself.
특히, 종래기술들은 레이저 및 LD가 조사되었을 때 변환되는 광의 효율이 낮은 문제점을 가지고 있다.In particular, the prior art has a problem that the efficiency of light converted when the laser and the LD are irradiated is low.
또한, LED들과는 대조적으로, 레이저 다이오드(LD)는 발광 효율 손실을 보이지 않으며, 많은 경우 전류가 증가함에 따라 증가된 효율을 나타내고, 색 안정성을 유지한다. 따라서, LD들에 의존하는 향상된 고상 백색 조명 소자들을 위한 기술적 요구가 존재한다. Also, in contrast to LEDs, a laser diode (LD) does not exhibit a loss in luminous efficiency, and in many cases exhibits increased efficiency as current increases and maintains color stability. Thus, there is a technical need for improved solid state white illumination devices that rely on LDs.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명은 형광체 플레이트에 레이저 또는 LD가 조사되었을 때 변환되는 광의 변환 효율을 향상시키는 것을 해결 과제로 한다.In order to solve the problems of the related art as described above, it is an object of the present invention to improve the conversion efficiency of light converted when a laser or LD is irradiated on a phosphor plate.
따라서 본 발명의 목적은 형광체 플레이트를 제조할 때 광 확산제를 사용하여 광 변환 효율을 형상시킨 형광체 플레이트를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a phosphor plate in which a light-diffusing agent is used to produce a phosphor plate when the phosphor plate is manufactured.
위와 같은 과제 해결을 위해, 본 발명은 형광체가 분산된 광변환 매트릭스에 광 확산제가 함유되어 있되, 상기 광변환 매트릭스에 대하여 광 확산제가 30 내지 60 중량%로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 광 확산제가 사용된 형광체 플레이트를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a light-diffusing layer comprising a light-diffusing agent dispersed in a light-diffusing matrix containing a phosphor dispersed therein in an amount of 30 to 60 wt% Thereby providing a phosphor plate to be used.
본 발명에 따르면, 형광체 플레이트에 광 확산제를 적용함으로 인하여, 종래의 페이스트 패키징과 비교할 때 정밀 면가공으로 플레이트의 두께 균일도가 우수하므로 100:1 이상의 높은 색 대비와 동시에 낮은 색 산포를 구현할 수 있다. According to the present invention, since the light diffusing agent is applied to the phosphor plate, the thickness uniformity of the plate is excellent by precision surface processing as compared with the conventional paste packaging, so that high color contrast of 100: 1 or more and low color scattering can be realized .
또한, 열 색 좌표(Thermal color shift) 이동 감소, 우수한 발광각 균일도(Radiation uniformity), 플레이트의 실장 전 단계에서 형광특성 스크리닝을 통한 비닝(binning) 문제 해결, 고출력 LED 및 LD 적용 시 안정성 및 신뢰성 확보 등의 효과를 기대할 수 있다. In addition, it reduces the shift of thermal color shift, excellent radiation angle uniformity, fixes the binning problem through fluorescence characterization screen before plate mounting, and ensures stability and reliability when applying high power LED and LD. And the like can be expected.
특히, 본 발명에 따른 형광체 플레이트는 광 확산제의 사용으로 인해 기존 형광체 플레이트에 비하여 광 변환 효율을 현저하게 증가시킬 수 있다.In particular, the phosphor plate according to the present invention can remarkably increase the light conversion efficiency as compared with the conventional phosphor plate due to the use of the light diffusing agent.
도 1은 종래 기술에 따른 형광 플레이트의 구성을 도식화한 도면이다.
도 2는 상기 도 1의 구성에 본 발명에 따라 광 확산제를 사용하여 구성한 형광체 플레이트를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 광 확산제를 사용하는 형광체 플레이트의 제조공정을 도식화한 것이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a fluorescent plate according to the related art.
Fig. 2 is a diagram showing a phosphor plate constructed using the light diffusing agent according to the present invention in the configuration of Fig. 1 above.
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of manufacturing a phosphor plate using the light diffusing agent of the present invention.
이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail as an embodiment.
본 발명은 기존의 형광체 플레이트에 광 확산제를 첨가하여 광 변환율을 향상시킨 것이다.The present invention improves the light conversion rate by adding a light diffusing agent to a conventional phosphor plate.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에서 사용되는 형광체 플레이트의 광활성 매트릭스로서는 순수한 형광체만으로 이루어진 플레이트가 적용될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, as the photoactive matrix of the phosphor plate used in the present invention, a plate made of only a pure phosphor may be applied.
또한, 본 발명은 형광체 플레이트를 구성하는 광변환 매트릭스로서, 통상의 수지성분이 추가 사용될 수도 있다. Further, the present invention can be additionally used with a usual resin component as the light conversion matrix constituting the phosphor plate.
본 발명에서 형광체 플레이트의 기재성분인 광변환 매트릭스에 적용하는 광 확산제로서, 바람직한 것은 Al2O3, Al(NO3)3 또는 하기 화학식 1의 Spinel 구조를 가지는 물질 중에서 선택된 하나 이상이며, 이중 더욱 바람직하게는 Al2O3 또는 Al2O3와 하기 화학식 1의 Spinel 구조를 가지는 물질의 혼합물이 사용될 수 있다.As the light diffusing agent to be applied to the light conversion matrix which is the base component of the phosphor plate in the present invention, Al 2 O 3 , Al (NO 3 ) 3 Or a is at least one selected from a material having a Spinel structure of formula (1), the double and more preferably Al 2 O 3 Or a mixture of Al 2 O 3 and a material having a spinel structure represented by the following formula (1) may be used.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
AB2O4 AB 2 O 4
여기서, A 와 B 는 각각 상이한 금속원소로서, 바람직하게는 A는 Mg, B는 Al이다. Here, A and B are different metal elements, preferably A is Mg and B is Al.
본 발명에 따른 광 확산제는 예컨대 평균 입경이 100 nm 내지 1 ㎛인 것이 사용될 수 있다. 특히, YAG 전구체와 비슷한 크기의 입자를 가지는 것이 소성 중 공극 발생을 최소화할 수 있어서 바람직하다.The light diffusing agent according to the present invention can be used, for example, having an average particle diameter of 100 nm to 1 m. Particularly, it is preferable to have particles having a size similar to that of the YAG precursor because the occurrence of voids during firing can be minimized.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 형광체는 광학적으로 활성화된 요소를 도핑한 무기물 수용체 물질로 구성될 수 있다. 대부분의 수용체들은 화학식이 A3B5O12를 가진 가넷이 사용될 수 있다. 여기서 A와 B는 적용 가능한 화학적 성분을 의미한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 가넷의 예로서는, 이트륨-알루미늄-가넷(yttrium aluminum garnet, YAG)인 Y3Al5O12이 사용될 수 있다. 그 외에도, 형광체로서는 루테늄-알루미늄-가넷(Lutetium aluminium garnet; LuAG)계, 질화물계, 황화물계, 규산염계 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the phosphor may be composed of an inorganic receptor material doped with an optically activated element. Most receptors can be ganets with the formula A 3 B 5 O 12 . Where A and B refer to applicable chemical components. As an example of garnet that can be used in the present invention, Y 3 Al 5 O 12, which is yttrium aluminum garnet (YAG), may be used. In addition, as the phosphor, a ruthenium-aluminum-garnet (LuAG) -based, a nitride-based, a sulfide-based, a silicate-based or a mixture of two or more thereof may be used.
본 발명에서 사용되는 형광체 전구체의 입자는 예컨대 평균 입경이 100 nm 내지 1 ㎛인 형광체 전구체 Y3Al5O12가 사용될 수 있다. 만일, 입자크기가 1 ㎛ 보다 큰 평균 입경을 가질 시 결정립 크기가 커짐으로 공극이 많아져 효율 및 신뢰성 저하의 문제를 가질 수 있다.As the particles of the phosphor precursor used in the present invention, for example, a phosphor precursor Y 3 Al 5 O 12 having an average particle diameter of 100 nm to 1 μm may be used. If the average grain size of the grain size is larger than 1 占 퐉, the size of the grain becomes larger and the number of voids increases, which may result in problems of efficiency and reliability.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 광학적 활성화된 도판트(active dopant)로 사용되는 희토류(rare-earth) 물질로 희토류 산화물과 희토류 화합물들을 포함할 수 있다. 대부분의 희토류 원소들은 광학적으로 활성화될 수 있다. 희토류 발광체들은 백색광 YAG 형광체에 사용되는 세륨(Ce), 레이저에 사용되는 네어디윰(Nd), 광학 증폭기에 사용되는 에르븀(Er) 및 가시광 차단재로 사용되는 토륨(Th) 산화물 등이 사용될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, a rare-earth material used as an optically active dopant may include rare earth oxides and rare earth compounds. Most of the rare earth elements can be optically activated. As the rare earth light emitting materials, cerium (Ce) used in a white light YAG fluorescent material, quartz (Nd) used in a laser, erbium (Er) used in an optical amplifier, and thorium oxide used as a visible light blocking material can be used .
본 발명에서 형광체 입자로 사용하기에 가장 적합한 성분으로서는, YAG 플레이트 소성 시 YAG의 결정 형성에 방해 되지 않으며, 광을 확산 할 수 있어야 함으로 등방구조가 아니어야 한다. 만일, 등방구조를 가지는 경우는 광 확산이 이루어지지 않고 투과될 수 있어 사용이 불가하다.In the present invention, the most suitable component for use as the phosphor particles should not be an isotropic structure because it is not interfered with the crystal formation of YAG during baking of the YAG plate and can diffuse light. If it has an isotropic structure, it can not be used because light can be transmitted without being diffused.
백색LED 램프에서 형광체의 공간적 분포는 램프의 색 균일도와 효율에 크게 영향을 준다. 이러한 형광체 분포는 근접하여 있는 형광체와 멀리 떨어진 형광체의 분포로 구별할 수 있다. 원거리 형광체 분포는 형광체를 반도체 다이로부터 공간적으로 분리시킨 구조이다. 형광체 입자들은 중력, 부양력 및 마찰력 등의 복합적인 작용으로 분포 상태가 달라질 수 있는데, 일반적으로 큰 형광체 입자들은 하부방향으로 이동되며 LED 다이 표면에 더 두껍게 형광체가 분포하게 된다. The spatial distribution of phosphors in white LED lamps greatly affects the color uniformity and efficiency of the lamp. Such a phosphor distribution can be distinguished by the distribution of the nearby phosphor and the phosphor spaced apart. The distant phosphor distribution is a structure in which the phosphor is spatially separated from the semiconductor die. Phosphor grains can be distributed by gravity, lifting force, and frictional force. In general, large phosphor particles move downward and phosphor particles are thicker on the LED die surface.
본 발명에 따르면, 균일한 두께의 형광체 분포는 적은 발광영역 및 높은 휘도를 제공할 수 있다. According to the present invention, the phosphor distribution of a uniform thickness can provide a low emission region and a high luminance.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기와 같은 형광체 플레이트에는 광 확산제로서는 예컨대 아크릴계 유기입자, 실리콘계 유리입자, 실리카 비드 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the light-diffusing material may include at least one selected from acrylic-based organic particles, silicon-based glass particles and silica beads.
한편, 본 발명에 따른 광 확산제는 그 평균입경의 입자크기가 100 nm 미만일 경우에는 투과광의 색상이 적색 또는 황색 계통으로 변하며 확산 효과도 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 입자크기가 1 ㎛를 초과할 경우에도 광 확산 효과가 부족하여 지나치게 다량의 확산제를 첨가해야 하므로 이로 인해 다른 물성의 저하를 가져오는 문제가 발생할 수 있다.Meanwhile, when the particle size of the average particle diameter of the light diffusing agent according to the present invention is less than 100 nm, the color of the transmitted light may be changed to a red or yellow system and the diffusion effect may be deteriorated. Also, even if the particle size exceeds 1 탆, the light diffusing effect is insufficient and an excessively large amount of the diffusing agent should be added, which may result in deterioration of other properties.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기와 같은 광 확산제는 광변환 매트릭스에 대하여 30 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40 내지 60 중량%로 포함하는 것이 좋다. 만일, 그 함량이 너무 적은 경우에는 충분한 광 확산 효과를 얻을 수 없으며, 60 중량% 초과 시 광 효율이 저하되며 Blue 레이저 광의 투과율이 높아져 색도 튜닝에 어려움이 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the light diffusing agent is contained in an amount of 30 to 60 wt%, more preferably 40 to 60 wt%, based on the light conversion matrix. If the content is too small, a sufficient light diffusion effect can not be obtained. When the content exceeds 60 wt%, the light efficiency is lowered and the transmittance of blue laser light is increased, which makes it difficult to tune the chromaticity.
상기와 같이, 본 발명은 종래 형광체 플레이트의 경우 레이저 및 LED를 조사 하여 변환 되는 광 효율이 낮은 문제점을 해결하기 위하여, 형광체 플레이트 내부에 광 확산제를 첨가함으로써, 변환되는 못하는 광을 내부에서 분산시켜 줌으로서 변환되는 광 효율을 증가시킬 수 있는 것이다.As described above, in the conventional phosphor plate, in order to solve the problem of low efficiency of light converted by irradiating laser and LED, a light diffusing agent is added to the inside of the phosphor plate to disperse the non- It is possible to increase the light efficiency converted by the zoom.
본 발명에 대한 특징을 분명하게 확인하기 위하여, 기존의 형광체 플레이트의 구성은 도 1에서 개념적으로 도식화하여 나타내었다.In order to clearly identify the features of the present invention, the structure of a conventional phosphor plate is schematically shown in FIG.
여기서는 기존의 형광체(20)가 분산된 광변환 매트릭스(10)의 구조를 보여주고 있다. 여기서 형광체 플레이트(30)의 표면은 다이크로이틱 미러(dichroitic mirror)(40)로 덮여 있다. 그러므로 광변환 매트릭스(10)에 광 조사가 이루어지면 광 변환 효율이 그다지 크지 못하다.Here, the structure of the
도 2는 본 발명에 따른 광 확산제(500)가 사용된 형광체 플레이트(300)를 도식화한 도면이다. 여기서는 상기 도 2의 구성에 더하여 광 확산제(500)가 형광체 플레이트(300)에 분산되어 있는 구조를 보여주고 있다. 본 발명에 따르면, 여기서는 광 조사가 이루어지는 경우 광 확산제(500)에 의하여 광변환 매트릭스(100) 내에서 광 분산이 이루어지기 때문에 광 변환 효율이 크게 향상되는 효과를 나타내게 되는 것이다. 여기서, 도면부호 200은 형광체, 400은 다이크로이틱 미러를 의미한다.FIG. 2 is a schematic view of a
도 3은 본 발명에 따른 광 확산제의 사용에 의한 형광체 플레이트의 제조공정을 하나의 실시예로서 도식화한 것이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a process of manufacturing a phosphor plate by using a light diffusing agent according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는 본 발명에 따른 광 확산제를 사용하여 형광체 플레이트를 제조하는 과정에서 각 공정별로 각 공정 조건을 자세하게 예시하여 설명하고 있다. In FIG. 3, the respective process conditions are described in detail for each process in the process of manufacturing the phosphor plate using the light diffusing agent according to the present invention.
특히, 본 발명에 따르면 종래의 페이스트 패키징과 비교할 때 형광체 플레이트의 장점으로는 정밀 면 가공으로 플레이트의 두께 균일도가 우수하므로 100:1 이상의 높은 색 대비와 동시에 낮은 색 산포를 구현, 열 색 좌표(Thermal color shift) 이동 감소, 우수한 발광각 균일도(Radiation uniformity), 플레이트의 실장 전 단계에서 형광특성 스크리닝을 통한 비닝(binning) 문제 해결, 고출력 LED 및 LD 적용 시 안정성 및 신뢰성 확보 등을 들 수 있다. Particularly, according to the present invention, as compared with the conventional paste packaging, the advantage of the phosphor plate is that since the uniformity of the thickness of the plate is excellent due to precision surface processing, high color contrast of 100: 1 or more and low color scattering are realized, color shifting, excellent radiation uniformity, resolution of binning through fluorescence characterization at the stage before plate mounting, and stability and reliability when applying high power LEDs and LDs.
또한, 본 발명은 기존 형광체 플레이트 대비 광 변환 효율을 증가 시킬 수 있다.Further, the present invention can increase the light conversion efficiency compared to the conventional phosphor plate.
이하 본 발명을 실시예에 의거 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited by the examples.
실시예 1 ~ 4Examples 1 to 4
원료물질로서 Y2O3/Al2O3/CeO2를 사용하여 도 3의 공정에 따라 형광체 플레이트를 제조하였다.A phosphor plate was prepared according to the process of Fig. 3 using Y 2 O 3 / Al 2 O 3 / CeO 2 as a raw material.
상기 원료물질을 이용하여, 원료무게(Weighing) 및 볼밀 조건은 300 rpm에서 20 시간 동안 진행하고, 사용된 전구체 물질에 대한 1 차 소성은 1200 ℃에서 12시간 소성하였다.Using the raw materials, the weight of the raw materials and the conditions of the ball mill were maintained at 300 rpm for 20 hours, and the first calcination of the precursor materials used was performed at 1200 캜 for 12 hours.
광 확산제를 볼밀로 혼합하고 300 rpm으로 회전하면서 20 시간 혼합하고, 성형압력 3000 kgf/㎠로 플레이트를 성형하였다. 이때 광 확산제의 첨가량을 각각 30 중량%, 40 중량%, 50 중량% 및 60 중량%로 변화하여 각각 시료를 제조하였다.The light diffusing agent was mixed with a ball mill, mixed for 20 hours while rotating at 300 rpm, and the plate was molded at a molding pressure of 3000 kgf / cm 2. At this time, the addition amounts of the light diffusing agent were changed to 30 wt%, 40 wt%, 50 wt% and 60 wt%, respectively, and samples were prepared.
성형 후에는 소성온도 900 ℃에서 2 시간 소성하고, 소성온도 1600 ℃에서 12 시간 플레이트 소성하였다. 그리고 마지막 열처리는 소성온도 1400 ℃에서 20 시간 열처리하여 광 확산제가 함유된 형광체 플레이트를 제조하였다.After molding, the mixture was calcined at a calcination temperature of 900 占 폚 for 2 hours, and baked at a calcination temperature of 1600 占 폚 for 12 hours. The final heat treatment was performed at a baking temperature of 1400 ° C for 20 hours to prepare a phosphor plate containing a light diffusing agent.
비교예Comparative Example
상기 실시예와 동일한 조건으로 형광체 플레이트를 제조하되 광 확산제를 첨가하지 않거나 30~60 중량%를 벗어난 경우에 대하여 형광체 플레이트를 제조하였다.A phosphor plate was prepared under the same conditions as those of the above examples except that the phosphor plate was prepared when the light diffusing agent was not added or when it was out of the range of 30 to 60 wt%.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1~4 및 비교예에서 제조된 형광체 플레이트에 대하여 물성을 측정한 결과는 다음 표 1과 같다. 물성 측정 방법은 레이저 모듈에 플레이트를 장착하여 적분구 삽입 후 광 특성을 측정하는 방법으로 시행하였다. The results of measuring the physical properties of the phosphor plates prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples are shown in Table 1 below. The physical properties were measured by inserting the plate into the laser module and measuring the optical properties after inserting the integrating sphere.
(lm)Light quantity
(lm)
상기 표 1에서 보면, 실시예의 경우 비교예에 비해 광량과 색 좌표 물성치에서 현저하게 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있다.As can be seen from the above Table 1, in the case of the embodiment, the light quantity and the color coordinate property are significantly superior to the comparative example.
10, 100 광변환 매트릭스
20, 200 형광체
30, 300 형광체 플레이트
40, 400 다이크로이틱 미러
500 광 확산제10, 100 photoconversion matrix
20, 200 phosphors
30, 300 phosphor plate
40, 400 dichroic mirror
500 light diffuser
Claims (5)
A phosphor plate using a light diffusing agent, wherein a light diffusing agent is dispersed in the light conversion matrix in which the phosphor is dispersed, and the light diffusion agent is dispersed in the light conversion matrix in an amount of 30 to 60 wt%.
The phosphor plate according to claim 1, wherein the light conversion matrix is a plate made only of a pure phosphor.
The phosphor plate according to claim 1, wherein the phosphor is a yttrium-aluminum-garnet system, a ruthenium-aluminum-garnet system, a nitride system, a sulfide system, a silicate system, or a mixture of two or more thereof.
The phosphor plate according to claim 1, wherein the light-diffusing agent is at least one selected from acrylic-based organic particles, silicon-based glass particles, and silica beads.
[화학식 1]
AB2O4
여기서, A 와 B 는 각각 상이한 금속원소로서 A는 Mg, B는 Al이다.
The light-emitting device according to claim 1, wherein the light diffusing agent is Al 2 O 3 , Al (NO 3 ) 3 Or a substance having a spinel structure represented by the following formula (1), and having an average particle diameter of 100 nm to 1 m:
[Chemical Formula 1]
AB 2 O 4
Here, A and B are different metal elements, A is Mg, and B is Al.
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