KR20180061837A - Oxyide phosphor - Google Patents

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KR20180061837A KR1020160161431A KR20160161431A KR20180061837A KR 20180061837 A KR20180061837 A KR 20180061837A KR 1020160161431 A KR1020160161431 A KR 1020160161431A KR 20160161431 A KR20160161431 A KR 20160161431A KR 20180061837 A KR20180061837 A KR 20180061837A
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Abstract

The present invention relates to an oxide-based fluorescent substance which generates light in a wavelength range of 550-800 nm through ultraviolet ray excite light in a wavelength range of 200-400 nm; and to a light emitting device including the same. The oxide-based fluorescent substance comprises: a base body which includes Li, Ta, Ge, and O; and a rare earth element which is used as an activator in the base body. In addition, the base body includes an image as a main image, which shows a diffraction peak with a relative intensity of 5% or higher in a range where Bragg angle (2θ) of an X-ray diffraction pattern is 16.6-18.1°, 21.2-22.7°, 25.5-27.0°, 26.2-27.7°, and 35.0-36.5° when the relative intensity of the diffraction peak with the highest intensity is 100% in the powder X-ray diffraction pattern. Furthermore, the rare earth element is composed of one or more kinds selected from a group which is composed of Mn, Ce, and Eu. Therefore, the oxide-based fluorescent substance is able to be chemically stabilized by being composed of oxides, is able to have excellent luminous brightness because of light emission in a red wavelength range by using ultraviolet rays as excite light, and is able to have a new crystal structure that has not been known yet.

Description

산화물계 형광체 {OXYIDE PHOSPHOR}OXYIDE PHOSPHOR [0002]

본 발명은 새로운 결정구조를 갖는 형광체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성이 우수한 산화물로 이루어지고 자외선 발광 다이오드를 여기원으로 할 때 적색 범위의 발광이 가능한 새로운 산화물계 형광체에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor having a novel crystal structure, and more particularly to a novel oxide-based phosphor capable of emitting light in a red range when an ultraviolet light emitting diode is excited by an oxide having excellent durability.

최근 조명, LCD 백라이트, 자동차 조명용 등으로 각광을 받고 있는 백색 LED발광장치는, 통상 청색 또는 자외선을 방출하는 LED 발광소자와, 이 발광소자에서 방출하는 광을 여기원으로 하여 파장을 가시광선으로 변환시키는 형광체를 포함하여 이루어진다.BACKGROUND ART [0002] A white LED light emitting device, which has recently been spotlighted for illumination, LCD backlighting, automobile lighting, etc., has an LED light emitting device that emits blue or ultraviolet rays, and a light source that emits light from the light emitting device, And a phosphor.

이러한 백색 LED를 구현하는 방법으로 종래, 발광 소자로서 파장이 450 ~ 550nm인 InGaN계 재료를 사용한 청색 발광 다이오드를 사용하고 형광체로는 (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12의 조성식으로 표현되는 황색발광의 YAG계 형광체를 사용한 것이 대표적인데, 이 백색 LED는 발광 소자로부터 방출된 청색광을 형광체층으로 입사시켜 형광체층 내에서 수회의 흡수와 산란을 반복하며 이 과정에서 형광체에 흡수된 청색광은 황색으로 파장변환이 이루어진 황색광과 입사된 청색광의 일부가 혼합되어 인간의 눈에는 백색으로 보이게 하는 것이다. These white as how to implement the LED using a conventional blue light emitting diode with an InGaN-based material having a wavelength of 450 ~ 550nm as a light emitting element and phosphor is (Y, Gd) as the 3 (Al, Ga) 5 O 12 composition formula In this white LED, the blue light emitted from the light emitting device is incident on the phosphor layer, and absorption and scattering are repeated several times in the phosphor layer. In this process, the blue light absorbed by the phosphor A part of the yellow light whose wavelength is converted into yellow and the blue light which is incident is mixed to make the white light appear to the human eye.

그러나, 이러한 구조의 백색 LED는 빛에 적색 성분이 적고, 색 온도가 높으며, 적색 및 녹색 성분이 부족하여 연색성이 떨어지는 조명광 밖에 얻지 못한다는 문제점이 있다. However, the white LED of such a structure has a problem that only red light is less in red component, color temperature is high, and red and green components are insufficient, so that only an illumination light with poor color rendering is obtained.

또한, 가시광선을 여기광으로 사용하는 경우, 휘도가 높은 광원을 구현하는데 어려움이 있으므로, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 자외선으로 여기 가능하며, 물질적으로 안정한 적색 형광체를 개발하여, 기존 LED의 부족한 점을 보완하기 위하여, 아래 특허문헌과 같은 다양한 형광체가 제시되고 있다.In addition, when visible light is used as the excitation light, it is difficult to realize a high-luminance light source. In order to overcome this problem, a red phosphor capable of being excited by ultraviolet rays and being material stable is developed, For the purpose of supplementation, various phosphors such as the following patent documents are presented.

그러나 개발된 물질들은 각각 일정한 장점이 있는 반면, 물질적인 안정성 부족하거나, 제조공정이 복잡하거나, 휘도가 낮거나, 연색성이 낮은 등의 단점을 가지고 있어서, 연색성의 다양화를 위해서는, 화학적으로 안정하면서 다양한 발광파장을 갖는 형광체가 요구되고 있다.However, while the developed materials each have certain merits, they have disadvantages such as lack of material stability, complicated manufacturing process, low brightness, low color rendering, etc. Therefore, in order to diversify the color rendering property, A phosphor having various emission wavelengths is required.

1. 대한민국 공개특허공보 제2009-0069773호1. Korean Published Patent Application No. 2009-0069773 2. 대한민국 공개특허공보 제2010-0104896호2. Korean Patent Publication No. 2010-0104896 3. 대한민국 공개특허공보 제2009-0049712호3. Korean Patent Publication No. 2009-0049712

본 발명은 산화물로 이루어져 있어 화학적으로 안정하고, 자외선 광을 여기광으로 사용하여 적색 파장 범위의 발광이 이루어진 형광체로써 발광휘도가 우수하며, 기존에 알려져 있지 않은 새로운 결정구조를 갖는 형광체 및 이 형광체를 포함하는 발광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a phosphor which is composed of an oxide and is chemically stable and emits light in a red wavelength range by using ultraviolet light as excitation light, has excellent luminescence brightness, and has a phosphor having a new crystal structure which has not been known yet, And a light emitting device including the light emitting device.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1측면은, Li, Ta, Ge 및 O를 함유하는 모체와, 상기 모체에 부활제로 희토류 원소를 고용시킨 형광체로서, 상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하고, 상기 희토류 원소는 Mn, Ce 및 Eu 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 산화물 형광체를 제공하는 것이다.A first aspect of the present invention for solving the above problems is a phosphor comprising a matrix containing Li, Ta, Ge and O and a phosphor obtained by solidifying the matrix with a rare earth element as an activator and the matrix is a powder X- Ray diffraction pattern has a Bragg angle (2?) Of 16.6 ° to 18.1 °, 21.2 ° to 22.7 °, 25.5 ° to 27.0 °, and 26.2 ° to 27.2 °, where the relative intensity of the diffraction peak having the highest intensity is 100% 27.7 DEG and 35.0 DEG to 36.5 DEG in terms of diffraction peaks with a relative intensity of 5% or more, wherein the rare earth element is at least one selected from the group consisting of Mn, Ce and Eu will be.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2측면은, 여기광을 방출하는 발광소자 및 상기 여기광을 흡수하여 가시광을 방출하는 파장변환부를 포함하며, 상기 파장변환부는 Li, Ta, Ge 및 O를 함유하는 모체와, 상기 모체에 부활제로 희토류 원소를 고용시킨 형광체로서, 상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하고, 상기 희토류 원소는 Mn, Ce 및 Eu 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 산화물 형광체를 포함하는 발광장치를 제공하는 것이다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a light emitting device that emits excitation light, and a wavelength converting unit that absorbs the excitation light to emit visible light, Ray diffraction pattern and a relative intensity of a diffraction peak having the highest intensity in a powder X-ray diffraction pattern as 100%, wherein the matrix has a rare earth element as an activator, The phase exhibiting diffraction peaks of 5% or more in relative intensity in the range of Bragg angle (2?) Of 16.6 ° to 18.1 °, 21.2 ° to 22.7 °, 25.5 ° to 27.0 °, 26.2 ° to 27.7 ° and 35.0 ° to 36.5 °, , And the rare earth element includes at least one oxide selected from the group consisting of Mn, Ce and Eu.

Li, Ta, Ge, O을 모체로 하고 활성제를 이용한 형광체 조성물로서 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 상기 각도범위에서 피크를 나타내는 형광체 조성물은 알려져 있지 않으므로, 본 발명에 따른 형광체 조성물은 신규한 물질이다.As a phosphor composition using a Li, Ta, Ge, O as a matrix and using an activator, there is no known phosphor composition in which the Bragg angle (2?) Of the X-ray diffraction pattern shows a peak in the above angular range. Therefore, It is a substance.

또한, 본 발명에 따른 형광체 조성물은 적색 형광체로 사용될 수 있으며, 광 효율이 우수하여 LED용 형광체 및 디스플레이용 형광체로 적합하게 사용될 수 있다.In addition, the phosphor composition according to the present invention can be used as a red phosphor and has excellent light efficiency, and can be suitably used as a phosphor for LED and a phosphor for display.

또한, 본 발명에 따른 형광체는 모체를 구성하는 구성 원소의 몰비 조절을 통해, Li 또는 Ge 자리에 산화수가 같은 물질을 치환하거나, 부활제의 도핑 농도를 조정함으로써, 발광파장 및 광효율 변화가 가능하여, 튜닝용 형광체로도 유용하게 사용될 수 있다.Further, the phosphor according to the present invention can change the emission wavelength and the light efficiency by adjusting the molar ratio of the constituent elements constituting the matrix, by substituting a substance having the same oxidation number in the Li or Ge site or by adjusting the doping concentration of the activator , And as a phosphor for tuning.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절 패턴을 표시한 것이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 형광체의 PL 특성을 나타낸 것이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 형광체의 X선 회절패턴 중에, 브래그 각도(θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 부분을 표시한 것이다.
1 shows an X-ray diffraction pattern of a phosphor prepared according to an embodiment of the present invention.
2 shows PL characteristics of a phosphor prepared according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the phosphors prepared according to the embodiment of the present invention, in which Bragg angles are in a range of 16.6 to 18.1, 21.2 to 22.7, 25.5 to 27.0, 26.2 to 27.7, Lt; RTI ID = 0.0 > 36.5. ≪ / RTI >

본 발명은 산화물로 이루어져 있고, 적색 형광체로써 발광휘도가 우수하며, 기존의 적색 형광체의 조성 영역을 벗어나고, 결정 정보는 알려져 있지만 활성제를 이용하여 형광체로써 사용되지 않아 LED 분야와 디스플레이 형광체로써 적합하게 사용될 수 있는 형광체를 제공하는 것을 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다.Although the present invention is made of an oxide, is a red phosphor, has excellent luminescence brightness, is out of the composition range of a conventional red phosphor, and crystal information is known, it is not used as a phosphor by using an activator, And the present invention has been achieved.

본 발명에 따른 형광체 조성물은, Li, Ta, Ge 및 O를 함유하는 모체와, 상기 모체에 부활제로 희토류 원소를 고용시킨 것으로, 상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하고, 상기 희토류 원소는 Mn, Ce 및 Eu 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진다.The phosphor composition according to the present invention is a phosphor composition comprising a matrix containing Li, Ta, Ge and O and a rare earth element as an activator in the matrix, wherein the matrix has a diffraction peak with the highest intensity in the powder X- Of the X-ray diffraction pattern is 16.6 to 18.1 deg., 21.2 to 22.7 deg., 25.5 to 27.0 deg., 26.2 to 27.7 deg. 35.0 deg. To 36.5 deg. And the rare earth element is composed of at least one element selected from the group consisting of Mn, Ce and Eu.

상기 형광체 조성물은 구체적으로 하기 [조성식 1]로 이루어질 수 있다.The phosphor composition may specifically be composed of the following [formula 1].

[조성식 1][Formula 1]

LiaTabGeCOx:Lnz Li a Ta b Ge C O x : Ln z

(0.5 ≤ a ≤ 1.5, 0.5 ≤ b ≤ 1.5, 0.5 ≤ c ≤ 1.5, 2.5 ≤ x ≤ 7.5, 0.001 ≤ z/a ≤ 0.2)(0.5? A? 1.5, 0.5? B? 1.5, 0.5? C? 1.5, 2.5? X? 7.5, 0.001? Z / a? 0.2)

또한, 상기 Ta와 Ge의 몰비는 b/c가 0.05 ~ 1의 범위에 있는 것이 본 발명에 따른 결정구조를 갖는 조성물을 제조하는데 있어 바람직하다.It is preferable that the molar ratio of Ta to Ge is in the range of 0.05 to 1 in terms of b / c in the preparation of the composition having the crystal structure according to the present invention.

또한, 상기 부활제(RE)의 고용량(z)은 몰비로 0.001보다 작을 경우 발광 원소의 부족으로 휘도가 충분하지 않고, 0.2를 초과할 경우 이른바 농도 소광(消光)의 효과로 인해 오히려 휘도가 감소하므로, 0.001~0.2의 범위에서 높은 휘도를 얻을 수 있어 바람직하고, 몰 비로 0.005~0.03 범위로 고용되는 것이 보다 바람직하다. 또한, 부활제로는 Mn이 가장 바람직하며, Mn에 Ce 및 Eu중에서 선택된 1종 이상의 원소를 코도핑(co-doping)할 수 있다.If the molar ratio of the activator (RE) is less than 0.001, the luminance is insufficient due to the shortage of the luminescent element, and if the molar ratio exceeds 0.2, the luminance is decreased due to the effect of so- , It is preferable to obtain a high luminance in the range of 0.001 to 0.2, and more preferably 0.005 to 0.03 in terms of the molar ratio. As the activator, Mn is the most preferable, and Mn can be co-doped with at least one element selected from Ce and Eu.

또한, 상기 Li은 상기 모체의 결정구조를 유지하는 범위 내에서, K로 일부 대체될 수 있다.Further, the Li may be partially substituted with K within a range in which the crystal structure of the matrix is maintained.

또한, 상기 Ge는 상기 모체의 결정구조를 유지하는 범위 내에서 Si로 일부 대체될 수 있다.Further, the Ge may be partially substituted with Si within the range of maintaining the crystal structure of the matrix.

또한, 상기 희토류 원소는 상기 Ge (또는 Ge의 일부가 Si로 대체되는 경우 Si의 일부)로 몰 비율 20% 이하로 대체될 수 있다.Further, the rare earth element may be replaced by the molar ratio of 20% or less to the Ge (or a part of Si when a part of Ge is replaced with Si).

또한, 본 발명에 따른 형광체 조성물의 모체는 단사정계(monoclinic) 결정구조일 수 있다.In addition, the matrix of the phosphor composition according to the present invention may have a monoclinic crystal structure.

또한, 본 발명에 따른 형광체 조성물의 모체의 a = 7.589 Å, b = 8.130Å, c= 7.509Å이며, 상기 격자상수는 상기 수치의 10%이하로, 바람직하게는 5%이하의 변할 수 있으며, 이 경우에도 본 발명에 따른 형광체의 특성을 나타낼 수 있다.The lattice constant of the phosphor composition according to the present invention is a = 7.589 Å, b = 8.130 Å, and c = 7.509 Å, and the lattice constant may be 10% or less, preferably 5% or less, Also in this case, the characteristics of the phosphor according to the present invention can be shown.

또한, 본 발명에 따른 형광체 조성물의 모체에 함유된 Li, Ta 및 Ge의 비율은 1:1:1인 것이 가장 바람직하다.Further, the ratio of Li, Ta, and Ge contained in the matrix of the phosphor composition according to the present invention is most preferably 1: 1: 1.

또한, 상기 형광체 조성물의 모체에 함유된 Li(K), Ta, Ge(Si), O의 비율((Li):(Ta):(Ge):(O))을 a:b:c:d라 할 때, 상기 비율은 1:1:1:5인 것이 가장 바람직하다.The ratio (Li :( Ta) :( Ge) :( O) of Li (K), Ta, Ge (Si), and O contained in the matrix of the phosphor composition is a: b: c: d , The ratio is most preferably 1: 1: 1: 5.

또한, 상기 형광체 조성물은, 200 ~ 400㎚의 피크 파장 범위를 갖는 자외선 여기광에 대하여, 550 ~ 800㎚의 발광 피크 파장 범위를 나타낼 수 있다.Further, the phosphor composition may exhibit an emission peak wavelength range of 550 to 800 nm for ultraviolet excitation light having a peak wavelength range of 200 to 400 nm.

또한, 상기 형광체는 200~400nm(바람직하게는 200~350nm)의 여기광에 대하여 600~800nm의 발광 피크파장을 나타낼 수 있다.In addition, the phosphor may exhibit an emission peak wavelength of 600 to 800 nm with respect to the excitation light of 200 to 400 nm (preferably 200 to 350 nm).

또한, 본 발명에 따른 조성의 형광체는 단상(single phase)으로 이루어지는 것이 이상적이지만, 제조 과정에서 소량의 불가피한 비정질상이나 단사정계(monoclinic)가 아닌 기타 결정상이 포함될 수 있으며, 이러한 비정질상이나 기타 결정상을 포함하는 혼합물이라도 특성에 영향이 없는 한 일부 포함될 수 있다.The phosphor of the composition according to the present invention is ideally composed of a single phase. However, a small amount of unavoidable amorphous or monoclinic other crystal phase may be included in the manufacturing process, and such an amorphous phase or other crystalline phase may be included. May be included as long as they do not affect the properties.

또한, 본 발명에 따른 형광체의 평균 입도는 1㎛~20㎛의 범위가 바람직한데, 평균입도가 1㎛보다 작으면 산란에 의한 광 흡수율이 저하되고, LED를 밀봉하는 수지로의 균일한 분산이 용이하지 않을 수도 있고, 평균 입도가 20㎛를 초과하면 발광 강도 및 색조의 불균일이 발생할 경우가 있기 때문이다.The average particle size of the phosphor according to the present invention is preferably in the range of 1 탆 to 20 탆. If the average particle size is smaller than 1 탆, the light absorptance due to scattering decreases and the uniform dispersion of the resin sealing the LED If the average particle size exceeds 20 mu m, the light emission intensity and color tone may be uneven.

본 발명은, 여기광을 방출하는 발광소자; 및 상기 여기광을 흡수하여 가시광을 방출하는 파장변환부;를 포함하며, 상기 파장변환부는 상기 형광체 조성물을 포함하여 이루어지는 발광장치를 제공하면, 상기 발광소자는 200 ~ 400nm의 발광 파장의 여기광을 방출할 수 있는 자외선 발광다이오드일 수 있다.The present invention provides a light emitting device comprising: a light emitting element that emits excitation light; And a wavelength converter for absorbing the excitation light to emit visible light, wherein the wavelength converter converts the excitation light having an emission wavelength of 200 to 400 nm to a light emitting device comprising the phosphor composition, And may be an ultraviolet light emitting diode that can emit light.

이하, 보다 구체적인 실시 예를 참조하여 본 발명의 산화물계 형광체를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the oxide-based fluorescent material of the present invention will be described in detail with reference to more specific examples.

[실시예][Example]

형광체 제조 원료로는 주요 성분인 Li, Ta, Ge, Mn의 경우, 탄산리튬(Li2CO3), 오산화탄탈(Ta2O5),이산화게르마늄(GeO2)및 탄산망간(MnCO3) 분말을 사용하였다.(Li 2 CO 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), germanium dioxide (GeO 2 ) and manganese carbonate (MnCO 3 ) powders in the case of Li, Ta, Ge, Were used.

상기 원료물질들은 주요 성분인 Li, Ta, Ge 및 Mn이 합성되었을 때, 소정의 조성이 되도록 Li2CO3, Ta2O5, GeO2, MnCO3을 칭량하여 혼합하는데, 이때 샘플당 혼합물의 양은 1g이 되도록 하였으며, 원료물질의 혼합작업은 대기 분위기에서 수행하였다.When the main components Li, Ta, Ge and Mn are synthesized, the raw materials are weighed and mixed with Li 2 CO 3 , Ta 2 O 5 , GeO 2 and MnCO 3 so as to have a predetermined composition. The amount was 1 g, and the mixing of the raw materials was carried out in an atmospheric environment.

이와 같이 얻어진 혼합물 샘플을 대기압 이상 20기압 이하의 산소 및 질소 가스를 주성분으로 하여 25부피% 이하의 O2가 포함되는 산소 및 질소 가스 분위기에서 수행하는데, 이와 같이 산소 및 질소 가스 분위기에서 소성을 하게 되면 소성 중에 합성되는 산화물의 분해를 방지 또는 억제할 수 있고, 생성되는 산화물의 조성 편차를 줄일 수 있어 성능이 우수한 형광체 조성물을 제조할 수 있게 된다.In this way, the mixture sample thus obtained composed mainly of oxygen and nitrogen gas under atmospheric pressure at least 20 atm performed in an oxygen and a nitrogen gas atmosphere that contains the O 2 of 25% by volume or less, so that the sintering in an oxygen and a nitrogen gas atmosphere, It is possible to prevent or suppress the decomposition of the oxides synthesized during firing and to reduce the compositional deviation of the resulting oxides, thereby making it possible to produce a phosphor composition having excellent performance.

본 발명의 실시예에서는 전체 가스 대비 산소가스 21%, 질소 가스가 78% 이상으로 포함된 가스 분위기를 사용하였다.In the embodiment of the present invention, a gas atmosphere containing 21% of oxygen gas and 78% or more of nitrogen gas relative to the total gas was used.

또한, 소성온도는 1000 ~ 1200℃가 바람직하며 고품질의 형광체를 얻기 위해서는 1100℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 소성시간은 30분 ~ 100시간의 범위 내로 할 수 있는데, 품질과 생산성 등을 고려할 때 2시간 ~ 24시간이 바람직하다. 본 실시 형태에서는 상압 Air 가스 분위기 하에서 1100℃의 소성 온도로 4시간 동안 소성을 실시한 후 파쇄하여 형광체를 제조하였다.The firing temperature is preferably 1000 to 1200 DEG C, and more preferably 1100 DEG C or more to obtain a high-quality phosphor. The firing time may be in the range of 30 minutes to 100 hours, preferably 2 hours to 24 hours, considering the quality and productivity. In this embodiment, firing was performed at a firing temperature of 1100 DEG C for 4 hours in an atmosphere of atmospheric air gas, and then crushed to produce a phosphor.

구체적으로, 형광체 조성물의 원료분말은, Li2CO30.1012g, Ta2O50.6054g, GeO20.2866g, MnCO30.0067g을 각각 칭량한 후, 대기 분위기에서 유발을 사용하여 수작업으로 혼합하는 방식으로 1g의 원료 분말 혼합물을 얻었다.Specifically, 0.1012 g of Li 2 CO 3, 0.6054 g of Ta 2 O 5 , 0.2866 g of GeO 2 and 0.0067 g of MnCO 3 were weighed respectively and then mixed manually using induction in an air atmosphere 1 g of a raw material powder mixture was obtained.

이와 같이 혼합된 원료분말 혼합물 1g을 도가니에 충전하고, 소성로의 내부에 산소 및 질소 혼합가스를 분당 500cc 흘러주어 1100℃에서 4시간 동안 가열하는 소성처리를 한 후, 분쇄함으로써, 형광체 조성물을 얻었다. 이 형광체 조성물을 254nm 자외선 광원으로 여기시켰을 때, 아래 표 1과 같이, 적색 발광이 되는 것으로 확인되었다.1 g of the raw material powder mixture thus mixed was charged into the crucible and fired by heating the mixture at a temperature of 1100 占 폚 for 4 hours by flowing an oxygen and nitrogen mixed gas at a rate of 500 cc / minute into the firing furnace, followed by pulverization to obtain a phosphor composition. When this phosphor composition was excited by a 254 nm ultraviolet light source, it was confirmed that red light emission was obtained as shown in Table 1 below.

원료 혼합비율 및 발광 피크 파장Raw material mixing ratio and emission peak wavelength 원료 (g)Raw material (g) 부활제
몰비
Revival
Mole ratio
발광파장
(nm)
Emission wavelength
(nm)
Li2COLi 2 CO Ta2O5 Ta 2 O 5 GeO2 GeO 2 MnCO3 MnCO 3 실시예Example 0.10120.1012 0.65040.6504 0.28660.2866 0.00670.0067 0.010.01 650650

이상과 같이 제조된 형광체 조성물들을 도 2와 같이, PL 장치를 이용하여 발광특성을 분석하는 한편, 도 1 과 같이, XRD를 통하여 결정 구조를 분석하였다.As shown in FIG. 2, the phosphor compositions prepared above were analyzed for luminescence characteristics using a PL apparatus, and the crystal structure was analyzed by XRD as shown in FIG.

도 1은 실시예에 따른 형광체 조성물의 X선 회절 결과를 나타낸 것으로 도 2의 PL 측정 결과도 이를 뒷받침한다.FIG. 1 shows the X-ray diffraction result of the phosphor composition according to the embodiment, and the PL measurement result of FIG. 2 also supports this.

Li, Ta, Ge, 및 O를 기초로 하면서, 도 3에 나타난 바와 같이, X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 결정구조를 갖는 모체를 구비한 형광체는 알려진 바가 없다.The Bragg angle (2?) Of the X-ray diffraction pattern is 16.6 to 18.1, 21.2 to 22.7, 25.5 to 27.0, and 26.2 as shown in Fig. 3 based on Li, Ta, Ge, There is no known phosphor having a crystal structure having a crystal structure showing a diffraction peak with a relative intensity of 5% or more in the range of? 27.7 ° 35.0 ° to 36.5 °.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

Claims (12)

Li, Ta, Ge 및 O를 함유하는 모체와, 상기 모체에 부활제로 희토류 원소를 고용시킨 형광체로서,
상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하고,
상기 희토류 원소는 Mn, Ce 및 Eu 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는, 산화물 형광체.
Li, Ta, Ge, and O, and a phosphor having a rare earth element dissolved therein as an activator,
The matrix preferably has a Bragg angle (2?) Of 16.6 to 18.1 deg., 21.2 to 22.7 deg. (Where X is the Bragg angle of the X-ray diffraction pattern) when the relative intensity of the diffraction peak having the highest intensity in the powder X- , 25.5 DEG to 27.0 DEG, 26.2 DEG to 27.7 DEG, and 35.0 DEG to 36.5 DEG.
Wherein the rare earth element is at least one selected from the group consisting of Mn, Ce and Eu.
제1항에 있어서,
상기 모체는 하기 [조성식 1]로 이루어진, 산화물계 형광체.
[조성식 1]
LiaTabGeCOx:Lnz
(0.5 ≤ a ≤ 1.5, 0.5 ≤ b ≤ 1.5, 0.5 ≤ c ≤ 1.5, 2.5 ≤ x ≤ 7.5, 0.001 ≤ z/a ≤ 0.2)
The method according to claim 1,
The matrix is composed of the following [Formula 1].
[Formula 1]
Li a Ta b Ge C O x : Ln z
(0.5? A? 1.5, 0.5? B? 1.5, 0.5? C? 1.5, 2.5? X? 7.5, 0.001? Z / a? 0.2)
제2항에 있어서,
b/c는 0.05 ~ 1인, 산화물계 형광체.
3. The method of claim 2,
and b / c is 0.05 to 1.
제2항에 있어서,
z는 0.001 ~ 0.2인, 산화물계 형광체.
3. The method of claim 2,
and z is 0.001 to 0.2.
제1항에 있어서,
상기 모체에 함유된 Li, Ta 및 Ge의 비율이 1: 1: 1인, 산화물계 형광체.
The method according to claim 1,
Wherein a ratio of Li, Ta, and Ge contained in the mother body is 1: 1: 1.
제1항에 있어서,
상기 산화물계 형광체는, 200 ~ 400㎚의 피크 파장 범위를 갖는 여기광에 대하여, 550 ~ 800㎚의 발광 피크 파장 범위를 나타내는, 산화물계 형광체.
The method according to claim 1,
Wherein the oxide-based fluorescent material exhibits an emission peak wavelength range of 550 to 800 nm with respect to excitation light having a peak wavelength range of 200 to 400 nm.
제1항에 있어서,
상기 모체는, 단사정계(monoclinic) 결정구조인, 산화물계 형광체.
The method according to claim 1,
The matrix is a monoclinic crystal structure.
제1항에 있어서,
상기 모체의 격자정수는, a = 7.589 Å, b = 8.130Å, c= 7.509Å이며, 상기 격자상수는 상기 수치를 기준으로 10% 이하로 증감되게 변할 수 있는, 산화물계 형광체.
The method according to claim 1,
Wherein the lattice constant of the matrix is a = 7.589 A, b = 8.130 A, c = 7.509 A, and the lattice constant can be changed to 10% or less based on the above numerical value.
제1항에 있어서,
상기 산화물계 형광체의 평균 입도가 1 ~ 20㎛인, 산화물계 형광체.
The method according to claim 1,
Wherein the oxide-based fluorescent material has an average particle size of 1 to 20 占 퐉.
여기광을 방출하는 발광소자; 및
상기 여기광을 흡수하여 가시광을 방출하는 파장변환부;를 포함하며,
상기 파장변환부는 Li, K, Ta, Ge, Si 및 O를 함유하는 모체와, 상기 모체에 부활제로 희토류 원소를 고용시킨 형광체로서,
상기 모체는, 분말 X선 회절 패턴에 있어서 가장 강도가 있는 회절 피크의 상대 강도를 100%로 했을 때, 상기 X선 회절 패턴의 브래그 각도(2θ)가 16.6°~18.1°, 21.2°~22.7°, 25.5°~27.0°, 26.2°~27.7° 35.0°~36.5°인 범위에서 상대강도 5% 이상의 회절피크를 나타내는 상을 주상으로 포함하고,
상기 희토류 원소는 Mn, Ce 및 Eu 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 산화물 형광체를 포함하는, 발광장치.
A light emitting element that emits excitation light; And
And a wavelength converter for absorbing the excitation light to emit visible light,
Wherein the wavelength converting portion comprises a matrix containing Li, K, Ta, Ge, Si and O, and a phosphor obtained by solid-solving a rare earth element as an activator in the matrix,
The matrix preferably has a Bragg angle (2?) Of 16.6 to 18.1 deg., 21.2 to 22.7 deg. (Where X is the Bragg angle of the X-ray diffraction pattern) when the relative intensity of the diffraction peak having the highest intensity in the powder X- , 25.5 DEG to 27.0 DEG, 26.2 DEG to 27.7 DEG, and 35.0 DEG to 36.5 DEG.
Wherein the rare earth element comprises an oxide phosphor composed of at least one selected from the group consisting of Mn, Ce and Eu.
제10항에 있어서,
상기 발광소자는 자외선 발광다이오드인, 발광장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the light emitting element is an ultraviolet light emitting diode.
제10항에 있어서,
상기 모체에 함유된 Li, Ta 및 Ge의 비율이 1: 1: 1인, 발광장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the ratio of Li, Ta, and Ge contained in the matrix is 1: 1: 1.
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