KR20180079230A - 550~600nm 광흡수제가 코팅된 고색재현성 형광체 및 이를 이용한 LED - Google Patents
550~600nm 광흡수제가 코팅된 고색재현성 형광체 및 이를 이용한 LED Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)인 보라색의 0.1~50nm 의 산화물 및 초산염을 녹색 또는 적색 형광체에 코팅하여 색재현성을 높인 고색재현성 형광체 및 이를 이용한 LED 제조 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 미세입자를 사용하여 많은 양을 사용하여도 휘도 저하 최소화 가능하다. 본 발명의 형광체는 560~600nm대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하며 NTSC 100%이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능하다.
본 발명에 따르면 미세입자를 사용하여 많은 양을 사용하여도 휘도 저하 최소화 가능하다. 본 발명의 형광체는 560~600nm대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하며 NTSC 100%이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능하다.
Description
본 발명은 고온 신뢰성 및 색순도 유지 등의 색재현성을 구현한 형광체 및 LED(Display)에 관한 것이다.
LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상 구현이 가능하여 RED, GREEN, BLUE 빛의 삼원색을 합성하여 나타낼 수 있다. 이에 사용되는 형광체가 LED의 백색을 구현하게 하는 주요 소재로 사용되고 있다. LED 형광체는 LED로부터 방출된 광을 흡수하여 빛을 발광하는 역할을 한다. 흡수한 빛을 다른 파장의 빛으로 바꾸어 방출하는 물질로 이를 청색 LED에 적용하면 청색 LED에서 나오는 청색광과 이에 의해 여기된 형광 물질이 방출하는 다른 색의 빛이 조합되어 청색 외에 다른 색을 만들어 낼 수 있는 것이다. 따라서 형광 물질의 광 변환 효율과 광색에 의해 최종 LED광원의 휘도,연색성,색온도 등이 결정되기 때문에 조명용 백색 LED에 있어 적절한 형광체의 사용은 매우 중요하다 할 수 있다.
대부분의 LED가 컬러 필터(Color filter)를 적용한다 하더라도 DCI 중첩비 100%를 만족하기는 어렵고, NTSC의 경우도 OLED나 QDEF 필름을 사용하지 않은 LED용 형광체를 사용해서는 100% 이상의 색재현성을 나타내기가 어렵다.
기존 재료는 Yellow 파장대를 흡수하는 재료는 많으나 입자 사이즈가 커서 휘도 저하를 크게 발생시켰고, 또한 유기 안료를 사용하여 고온 신뢰성 및 색순도 유지가 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염 등을 이용하여 그린이나 레드 형광체에 코팅하여 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜 색재현성을 높인 형광체를 제조하는 것이다.
또한 본 발명은 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 고색재현성 형광체를 사용하여 LED 를 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 보라색의 20nm 이하의 입자를 수열처리하여 포함하는 액상 흡광제를 제조하는 단계;
상기 액상 흡광제를 그린 또는 레드 형광체와 균일하게 혼합하는 단계;및
상기 흡광제와 형광체의 혼합물을 80~300℃에서 건조하여 균일하게 코팅하는 단계;를 포함하는 고색재현성 형광체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)를 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 사용할 경우 DCI 중첩비 100% 달성이나 NTSC 100%이상의 색재현율을 나타내는 형광체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염등을 이용하여 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여, 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜서 색재현성을 높인 것을 특징으로 한다.
상기 코팅물질은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물의 0.1~50nm 의 입자를 사용한다. 만일 입자 크기가 50nm 를 초과할 클 경우에는 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
또한 상기 코팅 물질의 코팅 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량%를 사용하며, 코팅 물질 함량이 상기 범위보다 적으면 특성 파장 광흡수가 미비하고, 많으면 휘도를 저하시킨다.
코팅 방법은 액상 흡광제 사용하여 형광체와 균일하게 혼합하고 80~300℃ 에서 건조하는 것을 특징으로 한다. 이때, 건조 온도가 80℃ 미만이면 수분이나 용제가 존재하여 형광 특성을 감소시키고, 건조 온도가 300℃ 보다 높으면 형광체 열화로 형광 특성을 감소시킨다.
그린 형광체는 Nitride계, Silicate계를 사용하며, 레드 형광체는 KSF, Sulfide계를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 형광체의 광 흡수 영역은 560~600nm 의 옐로우 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 형광체는 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체이다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 고색재현성 형광체를 포함하는 LED 를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 20nm 이하의 미세입자를 사용하여, 많은 양을 사용하더라도 휘도 저하를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 형광체는 560~600nm대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하다.
또한 본 발명의 형광체는 NTSC 100% 이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능하다.
또한 본 발명의 형광체는 신뢰성이 향상되며 광특성 유지가 가능한 효과가 있어서, 형광특성이 우수한 발광장치를 제조할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 흡광체의 광 특성 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명에서는 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)를 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 사용할 경우 DCI 중첩비 100% 달성 및 NTSC 100%이상의 색재현율을 나타낼 수 있다.
본 발명은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염 등을 이용하여 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜 색재현성을 높인 것을 특징으로 한다.
1. 코팅물질
Nd계 화합물 및 산화물(가장 우수), Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물, 0.1~50nm 입자를 사용하였다. 입자가 상기 크기보다 클 경우 휘도를 저하시킨다.
2. 코팅물질의 함량
코팅물질의 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량% 를 사용하였다.
코팅물질의 함량이 상기 범위보다 적으면 특정 파장의 광흡수가 미비하고, 코팅물질의 함량이 많으면 휘도를 저하시킨다.
3. 코팅 방법
액상 흡광제를 사용하여 형광체와 균일하게 혼합하고 80~300℃에서 건조시켰다. 이때 건조 온도가 80℃ 보다 낮으면 수분이나 용제가 존재하여 형광 특성이 감소되고, 건조 온도가 300℃보다 높으면 형광체 열화로 형광 특성 감소하게 된다.
본 발명에서는 그린 형광체로 Nitride계, Silicate계를 사용하였으며, 레드 형광체로 KSF, Sulfide계를 사용하였다.
4. 흡수 영역
본 발명의 광흡수 물질이 코팅된 형광체는 560~600nm 의 열로우 광을 흡수하였다.
5. 흡광제(Light absorption coating materials)의 함량에 따라 파장 흡수가 다르다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
실시예
1.
고투명
Nd
2
O
3
Sol 제조
Nd-Acetate + Acetic acid + pure water 혼합액을 수열(Hydro thermal, 120 ~ 250℃)처리하여 보라색의 10nm이하의 고투명 Nd2O3 Sol 을 제조하였다.
실시예
2. 코팅 및 건조
고투명 Nd2O3 Sol과 형광체를 함량별로 균일 혼합 후 증발기를 이용하여 H2O 를 제거하면서 80~300℃ 에서 균일 코팅 건조하였다.
도 1 및 도 2에서는 광 특성 평가 결과를 나타내었다.
본 발명에 따라 제조된 형광체 및 LED 디스플레이는 560~600nm 대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하고, NTSC 100%이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능함을 알 수 있다.
Claims (7)
- 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)인 0.1~50nm 의 보라색 산화물 및 초산염이 그린 또는 레드 형광체에 코팅되어 색재현성을 높인 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서,
상기 보라색 산화물은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 산화물, Co계 화합물 및 산화물인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체. - 제1항에 있어서,
상기 코팅된 노란색 흡광제의 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량%인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체. - 제1항에 있어서, 상기 그린 형광체는 Nitride계, 또는 Silicate계이며, 레드 형광체는 KSF, 또는 Sulfide계인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서, 상기 형광체는 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 고색재현성 형광체를 포함하는 LED.
- Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 보라색의 20nm 이하의 입자를 수열처리하여 포함하는 액상 흡광제를 제조하는 단계;
상기 액상 흡광제를 그린 또는 레드 형광체와 균일하게 혼합하는 단계;및
상기 흡광제와 형광체의 혼합물을 80~300℃에서 건조하여 균일하게 코팅하는 단계;를 포함하는 고색재현성 형광체의 제조방법.
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| KR20150094034A (ko) * | 2014-02-10 | 2015-08-19 | 주식회사 포스포 | 색재현율 개선제를 이용한 디스플레이 백라이트 유닛(blu)용 발광다이오드 소자 |
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