KR20180091679A - poly crystal phosphor film and method for fabricating the same and vehicle lamp apparatus for using the same - Google Patents
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Abstract
고출력 광소자에 적용 가능한 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치에 관한 것으로, 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체(phosphor crystalline)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함하는 혼합물로 이루어지고, 혼합물은 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다. 그리고, 다결정 형광막 제조 방법은, 나노 크기의 제1 형광 입자들과 마이크로 크기의 제2 형광 입자들을 포함하는 제2 형광 분말을 준비하는 단계와, 형광 분말을 소정 몰드에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계와, 소정 형상을 갖는 형광 분말을 제1 온도로 1차 소결하여 소결체를 생성하는 단계와, 1차 소결한 소결체를 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 2차 소결하는 단계와, 2차 소결한 소결체를 가공하여 다결정 형광막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.The present invention relates to a polycrystalline fluorescent film applicable to a high output optical element, a method of manufacturing the same, and a vehicle lamp apparatus using the same, wherein the polycrystalline fluorescent film is a mixture comprising a nanocrystal first phosphor crystal and a microfine second fluorescent crystal And the mixing ratio of the second fluorescent crystals may be lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals. The method for fabricating a polycrystalline fluorescent film includes the steps of preparing a second fluorescent powder including nano-sized first fluorescent particles and micro-sized second fluorescent particles, injecting the fluorescent powder into a predetermined mold, Forming a sintered body by sintering the fluorescent powder having a predetermined shape at a first temperature to produce a sintered body; sintering the sintered body to a second temperature lower than the first temperature; And sintering the second sintered body to form a polycrystalline fluorescent film.
Description
본 발명은 고출력 광소자에 적용 가능한 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polycrystalline fluorescent film applicable to a high output optical device, a manufacturing method thereof, and a vehicle lamp apparatus using the same.
일반적으로, 형광체는, 청색광을 백색광으로 변환하는데 이용되고 있다.Generally, phosphors are used to convert blue light into white light.
일 예로, 실리콘 수지에 형광체를 혼합하여 형광막을 제작할 경우, 형광막은, 입사되는 청색광을 백색광으로 변환할 수 있다.For example, when a fluorescent film is formed by mixing a phosphor with a silicone resin, the fluorescent film can convert incident blue light into white light.
최근, 자동차의 헤드 램프 및 고출력 조명 기구 등에 고출력 광원의 수요가 증가됨에 따라, 고출력 청색 발광 다이오드 및 청색 레이저 다이오드의 사용이 증가되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for high-power light sources such as automobile head lamps and high-power lighting devices has increased, and the use of high output blue light emitting diodes and blue laser diodes has been increasing.
하지만, 이러한 고출력 청색 광원에, 실리콘 수지와 형광체가 혼합된 형광막을 적용할 경우, 실리콘 수지의 열화 및 변색 문제가 발생하고, 형광막의 열특성 저하로 광 변환 효율이 저하되는 문제들이 발생하였다.However, when a fluorescent film mixed with a silicone resin and a fluorescent material is applied to such a high-output blue light source, problems of deterioration and discoloration of the silicone resin occur, and light conversion efficiency is lowered due to degradation of the thermal property of the fluorescent film.
이러한 문제들을 줄이기 위하여, 최근에는 세라믹 형태의 형광막을 고출력 청색 광원에 적용하려는 시도들이 있었지만, 세라믹 형광체의 낮은 결정성으로 인하여 광속 향상에 한계가 있고, 색 특성 및 열 특성을 개선하기에는 한계가 있었다.In order to reduce these problems, there have been recent attempts to apply a ceramics-type fluorescent film to a high-power blue light source. However, due to the low crystallinity of the ceramic phosphor, there is a limit to the improvement of the luminous flux and there is a limit to improve the color characteristics and thermal characteristics.
따라서, 광속 증가와 색 특성 및 열 특성을 개선하여 고출력 광원에 적용할 수 있는 형광막의 개발이 필요할 것이다.Therefore, it is necessary to develop a fluorescent film which can be applied to a high-power light source by improving luminous flux, color characteristics and thermal characteristics.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 높일 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of enhancing luminescence characteristics by mixing a nano-sized first fluorescent crystal and a micro-sized second fluorescent crystal at a predetermined ratio to produce a polycrystalline fluorescent film, Device.
또 다른 목적은, 제2 형광 결정체의 혼합 비율을 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮게 하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 증가시키고, 열 특성 및 색 특성을 향상시킬 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of increasing a light flux and improving thermal characteristics and color characteristics by producing a polycrystalline fluorescent film with a mixing ratio of the second fluorescent crystals lower than a mixing ratio of the first fluorescent crystals, And a vehicle lamp device using the same.
또 다른 목적은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 98% ~ 99.99%이고, 기공의 비율이 약 0.5% ~ 2%인 투과형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of improving the luminescence characteristics by fabricating a transmission type polycrystalline fluorescent film having a relative density of the fluorescent crystals of about 98% to 99.99% and a pore ratio of about 0.5% to 2% And a vehicle lamp device using the same.
또 다른 목적은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 90% ~ 96%이고, 기공의 비율이 약 3% ~ 10%인 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of improving the luminescence characteristics by fabricating a reflective polycrystalline fluorescent film having a relative density of fluorescent crystals of about 90% to 96% and a ratio of pores of about 3% to 10% And a vehicle lamp device using the same.
또 다른 목적은, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체의 위치를 성형 제작시 결정하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 표면 반사 특성을 제어할 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of controlling a surface reflection characteristic by making a position of a micro-sized second fluorescent crystal at the time of molding and manufacturing a polycrystalline fluorescent film, a method for manufacturing the same, and a vehicle lamp device using the same do.
또 다른 목적은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 5500K ~ 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막을 제작함으로써, 옐로우 링(yellow ring) 현상이 감소된 헤드램프 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of 5500K to 6500K when a blue wavelength band light is incident thereon so that it can be applied to a headlamp light source having a reduced yellow ring phenomenon A polycrystalline fluorescent film, a manufacturing method thereof, and a vehicle lamp device using the same.
또 다른 목적은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있는 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a polycrystalline fluorescent film capable of enhancing the luminous flux and expanding the range of the emission wavelength by mixing a nano-sized oxide and micro-sized fluorescent crystals at a certain ratio to produce a polycrystalline fluorescent film, And to provide a vehicle lamp apparatus using the same.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명의 일 실시예에 의한 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체(phosphor crystalline)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함하는 혼합물로 이루어지고, 혼합물은 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.The polycrystalline fluorescent film according to an embodiment of the present invention is composed of a mixture including a nano-sized first phosphor crystal and a micro-sized second fluorescent crystal, and the mixture has a mixing ratio of the second
본 발명의 일 실시예에 의한 다결정 형광막 제조 방법은, 나노 크기의 제1 형광 입자들과 마이크로 크기의 제2 형광 입자들을 포함하는 제2 형광 분말을 준비하는 단계와, 형광 분말을 소정 몰드에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계와, 소정 형상을 갖는 형광 분말을 제1 온도로 1차 소결하여 소결체를 생성하는 단계와, 1차 소결한 소결체를 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 2차 소결하는 단계와, 2차 소결한 소결체를 가공하여 다결정 형광막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of fabricating a polycrystalline fluorescent film, comprising: preparing a second fluorescent powder containing nano-sized first fluorescent particles and micro-sized second fluorescent particles; Forming a sintered body by firstly sintering the fluorescent powder having a predetermined shape at a first temperature to form a sintered body at a second temperature lower than the first temperature; And sintering the second sintered body to form a polycrystalline fluorescent film.
본 발명의 일 실시예에 의한 다결정 형광막을 이용한 차량 램프 장치는, 광을 발생하는 광원과, 광원 위에 배치되는 다결정 형광막과, 광원으로부터 발생한 광을 반사시켜 광의 방향을 바꾸는 리플렉터와, 리플렉터로부터 반사된 광을 굴절시키는 렌즈를 포함하고, 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체(phosphor crystalline)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함하는 혼합물로 이루어지고, 혼합물은 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.A vehicle lamp apparatus using a polycrystalline fluorescent film according to an embodiment of the present invention includes a light source for generating light, a polycrystalline fluorescent film disposed on the light source, a reflector for reflecting light generated from the light source to change the direction of light, Wherein the polycrystalline fluorescent film comprises a mixture comprising a first fluorescent crystal of nano size and a second fluorescent crystal of micro size, and the mixture comprises a mixture ratio of the second fluorescent crystals May be lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
본 발명에 따른 다결정 형광막 및 그 제조 방법 및 그를 이용한 차량 램프 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The polycrystalline fluorescent film according to the present invention, its manufacturing method, and effects of a vehicle lamp device using the polycrystalline fluorescent film will be described as follows.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 높일 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the nanocrystal first fluorescent crystal and the micro-sized second fluorescent crystal are mixed at a predetermined ratio to produce a polycrystalline fluorescent film, thereby improving the luminescent characteristics.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제2 형광 결정체의 혼합 비율을 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮게 하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 증가시키고, 열 특성 및 색 특성을 향상시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by forming the polycrystalline fluorescent film with the mixing ratio of the second fluorescent crystals lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals, it is possible to increase the light flux and improve the thermal characteristics and color characteristics .
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%이고, 기공의 비율이 약 0.5% ~ 약 2%인 투과형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by fabricating a transmission type polycrystalline fluorescent film having a relative density of the fluorescent crystals of about 98% to about 99.99% and a pore ratio of about 0.5% to about 2% .
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%이고, 기공의 비율이 약 3% ~ 약 10%인 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by fabricating a reflective polycrystalline fluorescent film having a relative density of fluorescent crystals of about 90% to about 96% and a ratio of pores of about 3% to about 10% Can be improved.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체의 위치를 성형 제작시 결정하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 표면 반사 특성을 제어할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the position of the micro-sized second fluorescent crystal is determined at the time of molding and production, and a polycrystalline fluorescent film is produced, whereby the surface reflection characteristic can be controlled.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막을 제작함으로써, 옐로우 링(yellow ring) 현상이 감소된 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, when a blue wavelength band light is incident, a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can be produced, Can be applied to a reduced headlamp light source.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the light flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to produce the polycrystalline fluorescent film. Sized fluorescent crystals are not applied, so that a low-priced polycrystalline fluorescent film can be manufactured.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 다결정 형광막을 보여주는 구조 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 투과형 다결정 형광막을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 반사형 다결정 형광막을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 색좌표를 보여주는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 소결화 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 광 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 열 특성을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 다결정 형광막의 제조 공정을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 10 내지 도 15는 몰드에 형광 분말을 주입하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 형광막을 보여주는 구조 단면도이다.
도 20은 도 19의 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 레이저 광원을 보여주는 도면이다.
도 21은 도 19의 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 색좌표를 보여주는 그래프이다.
도 22는 도 19의 다결정 형광막에 따른 광 스펙트럼을 보여주는 그래프로서, 물질 조성이 각기 다른 다결정 형광막들에 대해 청색 레이저에 의해 여기된 발광 특성을 비교한 그래프이다.
도 23은 나노 산화물에 따른 열전도도를 비교한 도표이다.
도 24는 나노 산화물이 적용된 다결정 형공막에 따른 열 특성을 보여주는 그래프이다.
도 25는 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막의 제조 공정을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 26은 본 발명에 따른 다결정 형광막을 이용한 차량의 헤드 램프를 보여주는 단면도이다.
도 27은 본 발명에 따른 다결정 형광막을 이용한 차량의 헤드 램프를 보여주는 정면도이다.1 is a structural cross-sectional view illustrating a polycrystalline fluorescent film according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a transmissive polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
3 is a view showing a reflection type polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
4 is a graph showing the color coordinates of a head lamp to which the polycrystalline fluorescent film according to the present invention is applied.
5 and 6 are views for explaining the sintering process of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
7 is a graph showing the optical spectrum of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
8 is a graph showing the thermal characteristics of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
9 is a block diagram for explaining the manufacturing process of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
Figs. 10 to 15 are views for explaining a step of injecting fluorescent powder into a mold. Fig.
16 to 18 are flowcharts for explaining a method of manufacturing a polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
19 is a structural cross-sectional view illustrating a polycrystalline fluorescent film according to another embodiment of the present invention.
20 is a view showing a laser light source of a headlamp to which the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19 is applied.
FIG. 21 is a graph showing the color coordinates of a headlamp to which the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19 is applied.
FIG. 22 is a graph showing a light spectrum according to the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19, and is a graph comparing the luminescent characteristics excited by the blue laser with respect to the polycrystalline fluorescent films having different material compositions.
23 is a graph comparing thermal conductivities according to nano-oxides.
24 is a graph showing the thermal characteristics of the polycrystalline sclera to which the nano-oxide is applied.
25 is a block diagram for explaining a manufacturing process of a polycrystalline fluorescent film to which a nano-oxide is applied.
26 is a cross-sectional view showing a head lamp of a vehicle using the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
27 is a front view showing a head lamp of a vehicle using the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명 일 실시예에 따른 다결정 형광막을 보여주는 구조 단면도이다.1 is a structural cross-sectional view illustrating a polycrystalline fluorescent film according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 제1 형광 결정체(phosphor crystalline)(20)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체(10)를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다.1, the
여기서, 혼합물은, 제2 형광 결정체(10)의 혼합 비율이 제1 형광 결정체(20)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the second
일 예로, 혼합물에 대한 제2 형광 결정체(10)의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the second
그 이유는, 제2 형광 결정체(10)의 혼합 비율이 약 3% 이하이면, 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 제2 형광 결정체(10)의 혼합 비율이 약 30% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the mixing ratio of the second
또한, 제1 형광 결정체(20)의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있다.Further, the size of the first
그 이유는, 제1 형광 결정체(20)의 크기가 약 100nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 제1 형광 결정체(20)의 크기가 약 1000nm 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the first
그리고, 제1 형광 결정체(20)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어질 수 있다.The first
또한, 제2 형광 결정체(10)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.Further, the size of the second
그 이유는, 제2 형광 결정체(10)의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 제2 형광 결정체(10)의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the second
그리고, 제2 형광 결정체(10)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The second
또한, 제1 형광 결정체(20)의 발광 중심 파장 범위는, 약 540nm ~ 약 550nm일 수 있고, 제2 형광 결정체(10)의 발광 중심 파장 범위는, 약 560nm ~ 약 580nm일 수 있다.The luminescent center wavelength range of the first
따라서, 본 발명은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막으로서, 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.Therefore, the present invention can be applied to a headlamp light source as a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength range is incident.
한편, 본 발명의 다결정 형광막(100)은, 투과형 광원에 적용하거나 또는 반사형 광원에 적용할 수 있다.Meanwhile, the
투과형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)과 반사형 광원에 적용되는 다결정 형광막(100)은, 제작 공정 조건이 다를 수 있으며, 미세 구조 특성이 다를 수 있다.The
여기서, 투과형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 투과될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 광을 출사할 수 있다.Here, the
그리고, 반사형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 광을 출사할 수 있다.The
일 예로, 투과형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)의 경우, 제1, 제 2 형광 결정체(20, 10)들은, 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%일 수 있다.For example, in the case of the
그 이유는, 상대 밀도가 약 98% 이하이면, 청색 광의 투과율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.The reason is that if the relative density is about 98% or less, the transmittance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
그리고, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들 사이에 형성되는 기공의 비율은, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99% 일 때, 약 0.5% ~ 약 2%일 수 있다.The ratio of the pores formed between the first and second
그 이유는, 기공의 비율이 약 0.5% 이하이면, 청색 광의 투과율이 증가되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 2% 이상이면, 청색 광의 투과율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 0.5% or less, the transmittance of blue light increases and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. If the ratio of the pores is about 2% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
또한, 투과형 다결정 형광막(100)은, 제1 온도의 1차 소결화 공정과 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.Further, the transmissive
여기서, 1차 소결화 공정은, 투과형 다결정 형광막(100)의 치밀화를 위한 공정이고, 2차 소결화 공정은, 투과형 다결정 형광막(100) 내의 이물질(defect)을 제거하기 위한 공정이다.Here, the first sintering step is a step for densifying the transmission type
일 예로, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%일 때, 약 1550도 ~ 약 1800도일 수 있다.For example, the first temperature of the first sintering process may be about 1550 to about 1800 degrees when the relative density of the first and second
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1550도 이하이면, 투과형 형광막에 적합하지 않은 소결체가 형성되고, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1800도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)가 생성되지 않기 때문이다.The reason is that if the first temperature of the first sintering process is about 1550 degrees or less, a sintered body not suitable for the transmission type fluorescent film is formed, and if the first temperature of the first sintering process is about 1800 degrees or more, The first and second
또한, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%일 때, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.The second temperature of the second sintering process is preferably set so that the relative density of the first and second
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10) 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, , And a part of the second
한편, 반사형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)의 경우, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들은, 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 수 있다.In the case of the
그 이유는, 상대 밀도가 약 90% 이하이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 높아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없고, 상대 밀도가 약 96% 이상이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 낮아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.When the relative density is about 90% or less, the white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted because the reflectance of light is too high when light in the blue wavelength range is reflected. When the relative density is about 96% The reflectance of light is too low to emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength band is reflected.
그리고, 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공의 비율은, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 때, 약 3% ~ 약 10%일 수 있다.The ratio of the pores formed between the first and second fluorescent crystals is about 3% to about 10% when the relative density of the first and second
그 이유는, 기공의 비율이 약 3% 이하이면, 청색 광의 반사율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 10% 이상이면, 청색 광의 반사율이 증가하여 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 3% or less, the reflectance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. When the ratio of pores is about 10% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
또한, 반사형 다결정 형광막(100)은, 제1 온도의 1차 소결화 공정과 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.Also, the reflective polycrystalline
여기서, 1차 소결화 공정은, 반사형 다결정 형광막(100)의 치밀화를 위한 공정이고, 2차 소결화 공정은, 반사형 다결정 형광막(100) 내의 이물질(defect)을 제거하기 위한 공정이다.Here, the first sintering step is a step for densifying the reflective polycrystalline
일 예로, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 때, 약 1450도 ~ 약 1700도일 수 있다.For example, the first temperature of the first sintering process may be about 1450 to about 1700 degrees when the relative density of the first and second
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1450도 이하이면, 형광막의 소결화가 이루어지지 않으며, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1700도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 반사형 형광막에 적합하지 않는 소결체가 형성되기 때문이다.This is because if the first temperature of the first sintering process is about 1450 degrees or less, sintering of the fluorescent film is not achieved, and if the first temperature of the first sintering process is about 1700 degrees or more, the sintered body becomes too dense, Type sintered body which is not suitable for the fluorescent film is formed.
또한, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 때, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.The second temperature of the second sintering process is set to be lower than the first temperature of the first sintering process when the relative density of the first and second
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10) 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, , And a part of the second
경우에 따라, 반사형 다결정 형광막(100)의 경우, 발광 형광 물질로 이루어진 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)와 비발광 형광 물질로 이루어진 제3 형광 결정체(도시하지 않음)를 포함할 수도 있다.In some cases, in the case of the reflective polycrystalline
그 이유는, 표면 반사 특성을 향상시키기 위함이다.The reason for this is to improve the surface reflection characteristic.
경우에 따라, 본 발명은, 발광 형광 물질로 이루어진 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)와 비발광 형광 물질로 이루어진 제3 형광 결정체의 혼합 비율을 조절하여, 표면 반사 특성을 제어할 수 있고, 옐로우 링(yellow ring) 현상을 제거할 수도 있다.In some cases, the present invention can control the surface reflection characteristic by controlling the mixing ratio of the first and second
옐로우 링(yellow ring) 현상은, 레이저 및 발광 다이오드 광원으로부터 출사되는 백색광의 중심부 주변이 옐로우 컬러를 보이는 현상이다.The phenomenon of yellow ring is a phenomenon in which the periphery of the center of the white light emitted from the laser and the light emitting diode light source shows yellow color.
여기서, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)와 제3 형광 결정체는, 열팽창계수 차이가, 0 ~ 약 2.0×10-6/K일 수 있다.Here, the difference between the thermal expansion coefficients of the first and second
그 이유는, 열팽창계수 차이가 크면, 반사형 형광막에 적합한 결정체를 얻을 수 없어 광 특성이 저하될 수 있기 때문이다.The reason is that if the difference in the coefficient of thermal expansion is large, a crystal suitable for the reflection type fluorescent film can not be obtained and the optical characteristics may be deteriorated.
일 예로, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)의 열팽창계수는, 약 8.0×10-6/K ~ 약 9.0×10-6/K이고, 제3 형광 결정체의 열팽창계수는, 약 6.0×10-6/K ~ 약 9.0×10-6/K일 수 있다.For example, the first and second
그리고, 제1 형광 결정체(20)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The first
이어, 제2 형광 결정체(10)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Next, the second
또한, 제3 형광 결정체는, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, ZrO2 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the third fluorescent crystals, (A) 3 Al 5 O 12 ( wherein, A is yttrium (Y), gadolinium (Gd), at least any one of lanthanum (La), ruthenium (Lu)), Al 2 O 3 , and ZrO 2 , but the present invention is not limited thereto.
여기서, 제3 형광 결정체는, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)에 대해, 약 0.1wt% ~ 약 50wt%일 수 있다.Here, the third fluorescent crystals may be about 0.1 wt% to about 50 wt% with respect to the first and second
그 이유는, 제3 형광 결정체가 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)에 대해, 약 0.1wt% 이하이거나 또는 약 50wt% 이상이면, 형광막의 표면 반사 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because if the third fluorescent crystal is about 0.1 wt% or less or about 50 wt% or more with respect to the first and second
이와 같이, 제1, 제2 형광 결정체(20, 10)를 포함하는 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 광을 출사할 수 있다.As described above, the
따라서, 본 발명은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 높일 수 있다.Accordingly, the present invention can increase the luminescence characteristics by mixing a first fluorescent crystal of nano size and a second fluorescent crystal of micro size at a predetermined ratio to produce a polycrystalline fluorescent film.
또한, 본 발명은, 제2 형광 결정체의 혼합 비율을 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮게 하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 증가시키고, 열 특성 및 색 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can increase the light flux and improve the thermal characteristics and the color characteristics by making the polycrystalline fluorescent film with the mixing ratio of the second fluorescent crystals lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%이고, 기공의 비율이 약 0.5% ~ 약 2%인 투과형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a transmission type polycrystalline fluorescent film having a relative density of the fluorescent crystals of about 98% to about 99.99% and a pore ratio of about 0.5% to about 2%.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%이고, 기공의 비율이 약 3% ~ 약 10%인 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a reflective polycrystalline fluorescent film having a relative density of fluorescent crystals of about 90% to about 96% and a ratio of pores of about 3% to about 10%.
또한, 본 발명은, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체의 위치를 성형 제작시 결정하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 표면 반사 특성을 제어할 수 있다.Further, in the present invention, the position of the micro-sized second fluorescent crystal is determined at the time of molding and production, and a polycrystalline fluorescent film is produced, whereby the surface reflection characteristic can be controlled.
또한, 본 발명은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막을 제작함으로써, 옐로우 링(yellow ring) 현상이 감소된 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.The present invention also provides a head lamp light source having reduced yellow ring phenomenon by manufacturing a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when blue light is incident Can be applied.
도 2는 본 발명에 따른 투과형 다결정 형광막을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 반사형 다결정 형광막을 보여주는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 색좌표를 보여주는 그래프이다.FIG. 2 is a view showing a transmissive polycrystalline fluorescent film according to the present invention, FIG. 3 is a view showing a reflective polycrystalline fluorescent film according to the present invention, and FIG. 4 is a graph showing a color coordinate of a headlamp employing the polycrystalline fluorescent film according to the present invention .
도 2에 도시된 바와 같이, 투과형 다결정 형광막(100)은, 청색광이 입사되면, 형광막을 투과하는 청색광과 형광체에 의해 산란된 황색광이 출사되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the blue light is incident on the transmission type
여기서, 투과형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제1, 제2 형광 결정체들은, 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%일 수 있다.Here, the first and second fluorescent crystals included in the transmission type
그 이유는, 상대 밀도가 약 98% 이하이면, 청색 광의 투과율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.The reason is that if the relative density is about 98% or less, the transmittance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
그리고, 투과형 다결정 형광막(100)에 포함되는 기공의 비율은, 약 0.5% ~ 약 2%일 수 있다.The ratio of pores contained in the transmission type
그 이유는, 기공의 비율이 약 0.5% 이하이면, 청색 광의 투과율이 증가되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 2% 이상이면, 청색 광의 투과율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 0.5% or less, the transmittance of blue light increases and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. If the ratio of the pores is about 2% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
또한, 투과형 다결정 형광막(100)에 포함되는 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함할 수 있다.In addition, it may include a first fluorescent crystal of nano size and a second fluorescent crystal of micro size included in the transmission type
여기서, 제2 형광 결정체의 혼합 비율은, 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the second fluorescent crystals may be lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
일 예로, 제2 형광 결정체의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the second fluorescent crystals may be about 3% to about 30%.
그 이유는, 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 약 3% 이하이면, 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 약 30% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the mixing ratio of the second fluorescent crystals is about 3% or less, the light flux is decreased and the thermal characteristics and the color characteristics are lowered. If the mixing ratio of the second fluorescent crystals is about 30% And the strength is weakened.
또한, 투과형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제1 형광 결정체의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있다.In addition, the size of the first fluorescent crystal contained in the transmission type
그 이유는, 제1 형광 결정체의 크기가 약 100nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 제1 형광 결정체의 크기가 약 1000nm 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the size of the first fluorescent crystal is less than about 100 nm, it is advantageous for the production of the sintered body but the light emission characteristic can be lowered. If the size of the first fluorescent crystal is about 1000 nm or more, the production of the sintered body is difficult and the strength of the sintered body is weak It is because.
그리고, 제1 형광 결정체는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어질 수 있다.The first fluorescent crystal is at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.001 to 0.05).
또한, 투과형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제2 형광 결정체의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the second fluorescent crystals included in the transmission type
그 이유는, 제2 형광 결정체의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 제2 형광 결정체의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the size of the second fluorescent crystal is less than about 6 탆, the luminescence characteristics may deteriorate. If the size of the second fluorescent crystal is more than about 20 탆, the sintered body is difficult to manufacture and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 제2 형광 결정체는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The second fluorescent crystals are at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.01 to 0.1).
또한, 투과형 다결정 형광막(100)은, 제1 온도의 1차 소결화 공정과 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.Further, the transmissive
여기서, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 약 1550도 ~ 약 1800도일 수 있다.Here, the first temperature of the first sintering process may be about 1550 to about 1800 degrees.
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1550도 이하이면, 투사형 형광막에 적합하지 않은 소결체가 형성되고, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1800도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 형광 결정체가 생성되지 않기 때문이다.The reason is that if the first temperature of the first sintering process is about 1550 degrees or less, a sintered body that is not suitable for the projection type phosphor film is formed, and if the first temperature of the first sintering process is about 1800 degrees or more, It is too dense and no fluorescent crystals are produced.
또한, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.In addition, the second temperature of the second sintering process may be about 300 to about 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering process.
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 제1, 제2 형광 결정체 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, , Part of the second fluorescent crystal may be damaged.
다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 반사형 다결정 형광막(100)은, 청색광이 입사되면, 형광막을 반사하는 청색광과 형광체에 의해 산란된 황색광이 출사되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, when the blue light is incident on the reflective polycrystalline
여기서, 반사형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제1, 제2 형광 결정체들은, 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 수 있다.Here, the first and second fluorescent crystals included in the reflective polycrystalline
그 이유는, 상대 밀도가 약 90% 이하이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 높아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없고, 상대 밀도가 약 96% 이상이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 낮아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.When the relative density is about 90% or less, the white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted because the reflectance of light is too high when light in the blue wavelength range is reflected. When the relative density is about 96% The reflectance of light is too low to emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength band is reflected.
그리고, 반사형 다결정 형광막(100)에 포함되는 기공의 비율은, 약 3% ~ 약 10%일 수 있다.The ratio of pores contained in the reflective polycrystalline
그 이유는, 기공의 비율이 약 3% 이하이면, 청색 광의 반사율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 10% 이상이면, 청색 광의 반사율이 증가하여 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 3% or less, the reflectance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. When the ratio of pores is about 10% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
또한, 반사형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제1 형광 결정체의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있다.Further, the size of the first fluorescent crystal contained in the reflective polycrystalline
그 이유는, 제1 형광 결정체의 크기가 약 100nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 제1 형광 결정체의 크기가 약 1000nm 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the size of the first fluorescent crystal is less than about 100 nm, it is advantageous for the production of the sintered body but the light emission characteristic can be lowered. If the size of the first fluorescent crystal is about 1000 nm or more, the production of the sintered body is difficult and the strength of the sintered body is weak It is because.
그리고, 제1 형광 결정체는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어질 수 있다.The first fluorescent crystal is at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.001 to 0.05).
또한, 반사형 다결정 형광막(100)에 포함되는 제2 형광 결정체의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the second fluorescent crystals included in the reflective polycrystalline
그 이유는, 제2 형광 결정체의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 제2 형광 결정체의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the size of the second fluorescent crystal is less than about 6 탆, the luminescence characteristics may deteriorate. If the size of the second fluorescent crystal is more than about 20 탆, the sintered body is difficult to manufacture and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 제2 형광 결정체는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The second fluorescent crystals are at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.01 to 0.1).
또한, 반사형 다결정 형광막(100)은, 제1 온도의 1차 소결화 공정과 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.Also, the reflective polycrystalline
여기서, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 약 1450도 ~ 약 1700도일 수 있다.Here, the first temperature of the first sintering process may be about 1450 degrees to about 1700 degrees.
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1450도 이하이면, 형광막의 소결화가 이루어지지 않으며, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1700도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 반사형 형광막에 적합하지 않는 소결체가 형성되기 때문이다.This is because if the first temperature of the first sintering process is about 1450 degrees or less, sintering of the fluorescent film is not achieved, and if the first temperature of the first sintering process is about 1700 degrees or more, the sintered body becomes too dense, Type sintered body which is not suitable for the fluorescent film is formed.
또한, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.In addition, the second temperature of the second sintering process may be about 300 to about 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering process.
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 제1, 제2 형광 결정체 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, , Part of the second fluorescent crystal may be damaged.
이어, 도 4에 도시된 바와 같이, 단파장 특성의 다결정 형광체는 청색 광을 기준으로 색 좌표 라인이 A 영역에 이동 위치하고, 장파장 특성의 다결정 형광체는 청색 광을 기준으로 색 좌표 라인이 B 영역에 이동 위치한다.4, in the polycrystalline phosphor having a short wavelength characteristic, the color coordinate line moves to the A region based on the blue light and the color coordinate line moves to the B region based on the blue light in the polycrystalline phosphor having the long wavelength characteristic Located.
이처럼, 다결정 형광체의 색 좌표 라인이 B 영역에 위치하면, 안정적으로 차량의 헤드 램프 색 좌표 규격에 만족하는 광 특성 및 색 특성을 얻을 수 있다.Thus, when the color coordinate line of the polycrystalline phosphor is located in the region B, optical characteristics and color characteristics satisfying the headlamp color coordinate standard of the vehicle can be stably obtained.
따라서, 제1, 제2 다결정 형광체이 혼합된 본 발명의 다결정 형광막은, 색 좌표 라인이 B 영역에 위치하므로, 광속이 향상되고, 열 특성 및 색 특성이 개선될 수 있어, 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.Accordingly, the polycrystalline fluorescent film of the present invention in which the first and second polycrystalline fluorescent materials are mixed can improve the light flux and improve the thermal characteristics and color characteristics, because the color coordinate lines are located in the region B, It can be suitably applied to a high-power light source.
또한, 본 발명의 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 B와 같이, 약 6000K 정도의 색온도를 갖는 백색광을 출사하므로, 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.Further, since the polycrystalline fluorescent film of the present invention emits white light having a color temperature of about 6000K as in the light spectrum B, it can be suitably applied to a high output light source such as a head lamp light source of a vehicle.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 소결화 공정을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining the sintering process of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
본 발명에 따른 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 제1 형광 결정체(20)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체(10)를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다.The
여기서, 혼합물은, 제2 형광 결정체(10)의 혼합 비율이 제1 형광 결정체(20)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the second
그리고, 다결정 형광막(100)은, 도 5와 같이, 제1 온도의 1차 소결화 공정을 수행한 다음에, 도 6과 같이, 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.5, the
여기서, 1차 소결화 공정은, 다결정 형광막(100)의 치밀화를 위한 공정이고, 2차 소결화 공정은, 다결정 형광막(100) 내의 이물질(defect)을 제거하기 위한 공정이다.Here, the first sintering step is a step for densifying the
일 예로, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 약 1450도 ~ 약 1800도일 수 있다.As an example, the first temperature of the first sintering process may be from about 1450 degrees to about 1800 degrees.
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1450도 이하이면, 다결정 형광막에 적합하지 않은 소결체가 형성되고, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1800도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 형광 결정체가 생성되지 않기 때문이다.The reason is that if the first temperature of the first sintering process is about 1450 degrees or less, a sintered body that is not suitable for the polycrystalline fluorescent film is formed, and if the first temperature of the first sintering process is about 1800 degrees or more, It is too dense and no fluorescent crystals are produced.
그리고, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.The second temperature of the second sintering process may be about 300 to about 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering process.
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 형광 결정체 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, Some may be damaged.
또한, 본 발명의 다결정 형광막(100)은, 투과형 광원에 적용하거나 또는 반사형 광원에 적용할 수 있다.Further, the
투과형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)과 반사형 광원에 적용되는 다결정 형광막(100)은, 소결화 공정 온도 조건이 다를 수 있다.The
일 예로, 투과형 다결정 형광막의 경우, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 약 1550도 ~ 약 1800도일 수 있다.For example, in the case of a transmissive polycrystalline fluorescent film, the first temperature of the first sintering process may be about 1550 to about 1800 degrees.
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1550도 이하이면, 투사형 형광막에 적합하지 않은 소결체가 형성되고, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1800도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 형광 결정체가 생성되지 않기 때문이다.The reason is that if the first temperature of the first sintering process is about 1550 degrees or less, a sintered body that is not suitable for the projection type phosphor film is formed, and if the first temperature of the first sintering process is about 1800 degrees or more, It is too dense and no fluorescent crystals are produced.
그리고, 투과형 다결정 형광막의 경우, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.In the case of the transmission type polycrystalline fluorescent film, the second temperature of the second sintering process may be about 300 to about 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering process.
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 형광 결정체 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, Some may be damaged.
또한, 반사형 다결정 형광막의 경우, 1차 소결화 공정의 제1 온도는, 약 1450도 ~ 약 1700도일 수 있다.In the case of the reflective polycrystalline fluorescent film, the first temperature of the first sintering step may be about 1450 to about 1700 degrees.
그 이유는, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1450도 이하이면, 형광막의 소결화가 이루어지지 않으며, 1차 소결화 공정의 제1 온도가 약 1700도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 반사형 형광막에 적합하지 않는 소결체가 형성되기 때문이다.This is because if the first temperature of the first sintering process is about 1450 degrees or less, sintering of the fluorescent film is not achieved, and if the first temperature of the first sintering process is about 1700 degrees or more, the sintered body becomes too dense, Type sintered body which is not suitable for the fluorescent film is formed.
그리고, 반사형 다결정 형광막의 경우, 2차 소결화 공정의 제2 온도는, 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 약 300도 ~ 약 400도 더 낮은 온도일 수 있다.In the case of the reflective polycrystalline fluorescent film, the second temperature of the second sintering process may be about 300 to about 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering process.
그 이유는, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 낮으면, 이물질(defect) 제거가 어려워서 잔여 이물질로 인한 발광 특성이 저하되며, 2차 소결화 공정의 제2 온도가 너무 높으면, 형광 결정체(10) 일부가 손상될 수 있기 때문이다.The reason is that if the second temperature of the second sintering process is too low, it is difficult to remove the defects, so that the luminescence properties due to the residual foreign matter are lowered. If the second temperature of the second sintering process is too high, (10) may be damaged.
도 7은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 광 스펙트럼을 보여주는 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 열 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the optical spectrum of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the thermal characteristics of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 나노 크기의 제1 형광 결정체만을 포함하는 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 A와 같이, 발광 중심 파장 범위가 약 540nm ~ 약 550nm 정도이지만, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 혼합한 본 발명의 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 B와 같이, 발광 중심 파장 범위가 약 560nm ~ 약 580nm 정도이므로, 휘도 특성이 향상되어 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.As shown in FIG. 7, the polycrystalline fluorescent film containing only the nano-sized first fluorescent crystal has a luminescent center wavelength range of about 540 nm to about 550 nm as in the light spectrum A, The second polycrystalline fluorescent film of the present invention having the second fluorescent crystals of the size of about 560 nm to about 580 nm has a light emission center wavelength range of about 560 nm to about 580 nm as in the light spectrum B, Can be suitably applied.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 나노 크기의 제1 형광 결정체만을 포함하는 다결정 형광막은, 약 200도에서 열 안정성이 약 93% 정도이지만, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 혼합한 본 발명의 다결정 형광막은, 약 200도에서 열 안정성이 약 94% 정도이므로, 열 특성이 향상되어 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.8, the polycrystalline fluorescent film containing only the nano-sized first fluorescent substance crystals has a thermal stability of about 93% at about 200 degrees, but the nano-sized first fluorescent crystals and the micro- Since the polycrystalline fluorescent film of the present invention in which the fluorescent crystals are mixed has a thermal stability of about 94% at about 200 degrees, it can be suitably applied to a high output light source such as a head lamp light source of a vehicle.
또한, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 혼합한 본 발명의 다결정 형광막은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막으로서, 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.The polycrystalline fluorescent film of the present invention in which the nano-sized first fluorescent crystals and the micro-sized second fluorescent crystals are mixed can emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength range is incident As a polycrystalline fluorescent film, and can be applied to a headlamp light source.
도 9는 본 발명에 따른 다결정 형광막의 제조 공정을 설명하기 위한 블럭도이다.9 is a block diagram for explaining the manufacturing process of the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 단계(210)는, 나노 크기의 제1 형광 입자(34)와 마이크로 크기의 제2 형광 입자(32)들이 혼합된 형광 분말(30)을 준비하는 단계이다.9, the
여기서, 형광 분말(30)은, 제2 형광 입자(32)의 혼합 비율이 제1 형광 입자(34)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, in the
일 예로, 형광 분말(30)에 대한 제2 형광 입자(32)의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.For example, the mixing ratio of the second
그 이유는, 제2 형광 입자의 혼합 비율이 약 3% 이하이면, 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 제2 형광 입자의 혼합 비율이 약 30% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the blending ratio of the second fluorescent particles is about 3% or less, the light flux is decreased and thermal characteristics and color characteristics are lowered, and if the blending ratio of the second fluorescent particles is about 30% And the strength is weakened.
또한, 제1 형광 입자(34)의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있다.Further, the size of the first
그 이유는, 제1 형광 입자의 크기가 약 100nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 제1 형광 입자의 크기가 약 1000nm 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the first fluorescent particles is about 100 nm or less, it is advantageous for producing a sintered body, but the emission characteristics may be deteriorated. When the size of the first fluorescent particles is about 1000 nm or more, the sintered body is difficult to manufacture, It is because.
그리고, 제1 형광 입자(34)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어질 수 있다.The first
또한, 제2 형광 입자(34)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the second
그 이유는, 제2 형광 입자의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 제2 형광 입자의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason for this is that if the size of the second fluorescent particles is less than about 6 탆, the luminescent properties may be lowered, and if the size of the second fluorescent particles is more than about 20 탆, the sintered body is difficult to manufacture and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 제2 형광 입자(32)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The second
다른 경우로서, 형광 분말(30)에 포함되는 형광 입자는, 발광 형광 물질로 이루어진 제1, 제2 형광 입자(34, 32)와 비발광 형광 물질로 이루어진 제3 형광 입자를 포함할 수도 있다.In another case, the fluorescent particles contained in the
여기서, 제1, 제2 형광 입자(34, 32)와 제3 형광 입자는, 열팽창계수 차이가, 0 ~ 2.0×10-6/K일 수 있다.Here, the first and second
일 예로, 제1, 제2 형광 입자(34, 32)의 열팽창계수는, 약 8.0×10-6/K ~ 9.0×10-6/K이고, 제3 형광 입자의 열팽창계수는, 약 6.0×10-6/K ~ 9.0×10-6/K일 수 있다.For example, the first and second
여기서, 제1 형광 입자(34)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)일 수 있고, 제2 형광 입자(32)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)일 수 있으며, 제3 형광 입자는, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, ZrO2 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The first
다음, 제2 단계(220)는, 형광 분말(30)을 소정 몰드(40)에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계이다.Next, the
여기서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말(30)의 제2 형광 입자(32)는, 몰드(40) 상부 및 하부에 균일하게 분포될 수 있다.Here, the second
하지만, 경우에 따라, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말(30)의 제2 형광 입자(32)는, 몰드(40)의 상부 및 하부에 불균일하게 분포될 수도 있다.However, the second
일 예로, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수가, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수보다 더 적을 수 있다.The number of the second
경우에 따라, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 많을 수도 있다.The number of the second
다른 경우로서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수가, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수보다 더 많을 수도 있다.The number of the second
또 다른 경우로서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 적어질 수도 있다.As another example, the number of the second
또 다른 경우로서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들은, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the second
또 다른 경우로서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들은, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the second
다음, 제3 단계(230)는, 소정 형상을 갖는 형광 분말을 제1 온도로 1차 소결하여 소결체(50)를 생성하고, 1차 소결한 소결체(50)를 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 2차 소결하는 단계이다.Next, in a
여기서, 1차 소결의 제1 온도는, 약 1550도 ~ 약 1800도 또는 약 1450도 ~ 약 1700도일 수 있다.Here, the first temperature of the first sintering may be about 1550 to about 1800 degrees or about 1450 to about 1700 degrees.
그리고, 2차 소결의 제2 온도는, 1차 소결의 제1 온도보다 300도 ~ 400도 더 낮은 온도일 수 있다.The second temperature of the second sintering may be a temperature which is 300 to 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering.
이어, 제4 단계(240)는, 2차 소결한 소결체(50)를 가공하여 다결정 형광막을 형성하는 단계이다.The
여기서, 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함하는 혼합물일 수 있다.Here, the polycrystalline fluorescent film may be a mixture including a nano-sized first fluorescent crystal and a micro-sized second fluorescent crystal.
이때, 혼합물은, 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.At this time, the mixing ratio of the second fluorescent crystals may be lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
일 예로, 혼합물에 대한 제2 형광 결정체의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.As an example, the mixing ratio of the second fluorescent crystals to the mixture may be from about 3% to about 30%.
또한, 제1 형광 결정체의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있고, 제2 형광 결정체의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.Further, the size of the first fluorescent crystals may be about 100 nm to about 1000 nm, and the size of the second fluorescent crystals may be about 6 um to about 20 um.
또한, 다결정 형광막은, 제1, 제2 형광 결정체와, 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공을 포함하고, 제1, 제2 형광 결정체는, 상대 밀도가 98% ~ 99.99%이고, 기공의 비율은, 0.5% ~ 2%일 수 있다.Further, the polycrystalline fluorescent film includes first and second fluorescent crystals and pores formed between the first and second fluorescent crystals, and the first and second fluorescent crystals have a relative density of 98% to 99.99% , And the pore ratio may be 0.5% to 2%.
또한, 다결정 형광막(100)은, 제1, 제2 형광 결정체와, 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공을 포함하고, 제1, 제2 형광 결정체는, 상대 밀도가 90% ~ 96%이고, 기공의 비율은, 3% ~ 10%일 수 있다.The
다음, 제5 단계(250)는, 다결정 형광막(100)의 광 특성 평가 단계이다.Next, the
여기서, 다결정 형광막(100)은, 제2 형광 결정체의 혼합 비율을 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮게 하여 제작함으로써, 광속을 증가시키고, 열 특성 및 색 특성을 향상시킬 수 있다.Here, the
또한, 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 5500K ~ 6500K의 색온도를 갖는 광을 출사할 수 있다.The
도 10 내지 도 15는 몰드에 형광 분말을 주입하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.Figs. 10 to 15 are views for explaining a step of injecting fluorescent powder into a mold. Fig.
도 10 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 다결정 형광막을 제작하기 위하여, 몰드(40) 내에 나노 크기의 제1 형광 입자(34)와 마이크로 크기의 제2 형광 입자(32)들을 주입하고, 소결화 공정을 거친다.10 to 15, the present invention is a method for injecting nano-sized first
여기서, 제2 형광 입자(32)의 혼합 비율은, 제1 형광 입자(34)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the second
일 예로, 제2 형광 입자(32)의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the second
또한, 도 10과 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말(30)의 제2 형광 입자(32)들은, 몰드(40) 상부 및 하부에 균일하게 분포될 수 있다.10, the second
하지만, 경우에 따라, 도 11과 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말(30)의 제2 형광 입자(32)는, 몰드(40)의 상부 및 하부에 불균일하게 분포될 수도 있다.11, the second
다른 경우로서, 도 12와 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들은, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에만 위치할 수 있다.12, the second
그 이유는, 상부와 하부 표면의 반사율이 높은 반사형 다결정 형광막을 제작하는데 유리하기 때문이다.This is because it is advantageous to fabricate a reflection type polycrystalline fluorescent film having high reflectance on the upper and lower surfaces.
또 다른 경우로서, 도 13과 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들은, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에만 위치할 수도 있다.13, the second
그 이유는, 상부와 하부 표면의 반사율이 낮은 투과형 다결정 형광막을 제작하는데 유리하기 때문이다.This is because it is advantageous to fabricate a transmissive polycrystalline fluorescent film having low reflectance on the upper and lower surfaces.
또 다른 경우로서, 도 14와 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수가, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수보다 더 적을 수 있다.14, the number of the second
경우에 따라, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 많을 수도 있다.The number of the second
그 이유는, 상부와 하부 표면의 반사율이 높은 반사형 다결정 형광막을 제작하는데 유리하기 때문이다.This is because it is advantageous to fabricate a reflection type polycrystalline fluorescent film having high reflectance on the upper and lower surfaces.
또 다른 경우로서, 도 15와 같이, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수가, 소정 몰드(40)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수보다 더 많을 수도 있다.15, the number of the second
또 다른 경우로서, 소정 몰드(40)에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자(32)들의 개수는, 소정 몰드(40)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 적어질 수도 있다.As another example, the number of the second
그 이유는, 상부와 하부 표면의 반사율이 낮은 투과형 다결정 형광막을 제작하는데 유리하기 때문이다.This is because it is advantageous to fabricate a transmissive polycrystalline fluorescent film having low reflectance on the upper and lower surfaces.
도 16 내지 도 18은 본 발명에 따른 다결정 형광막의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.16 to 18 are flowcharts for explaining a method of manufacturing a polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 먼저 나노 크기의 제1 형광 입자와 마이크로 크기의 제2 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 준비한다.(S10)16, first, a fluorescent powder containing nano-sized first fluorescent particles and micro-sized second fluorescent particles is prepared (S10).
여기서, 형광 분말은, 제2 형광 입자의 혼합 비율이 제1 형광 입자의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, in the fluorescent powder, the mixing ratio of the second fluorescent particles may be lower than the mixing ratio of the first fluorescent particles.
일 예로, 형광 분말에 대한 제2 형광 입자의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the second fluorescent particles to the fluorescent powder may be about 3% to about 30%.
그 이유는, 제2 형광 입자의 혼합 비율이 약 3% 이하이면, 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 제2 형광 입자의 혼합 비율이 약 30% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 강도가 약해지기 때문이다.The reason is that if the blending ratio of the second fluorescent particles is about 3% or less, the light flux is decreased and thermal characteristics and color characteristics are lowered, and if the blending ratio of the second fluorescent particles is about 30% And the strength is weakened.
또한, 제1 형광 입자의 크기는, 약 100nm ~ 약 1000nm일 수 있다.Further, the size of the first fluorescent particles may be about 100 nm to about 1000 nm.
그 이유는, 제1 형광 입자의 크기가 약 100nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 제1 형광 입자의 크기가 약 1000nm 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the first fluorescent particles is about 100 nm or less, it is advantageous for producing a sintered body, but the emission characteristics may be deteriorated. When the size of the first fluorescent particles is about 1000 nm or more, the sintered body is difficult to manufacture, It is because.
그리고, 제1 형광 입자는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어질 수 있다.The first fluorescent particle is at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.001 to 0.05).
또한, 제2 형광 입자의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the second fluorescent particles may be about 6 um to about 20 um.
그 이유는, 제2 형광 입자의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 제2 형광 입자의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason for this is that if the size of the second fluorescent particles is less than about 6 탆, the luminescent properties may be lowered, and if the size of the second fluorescent particles is more than about 20 탆, the sintered body is difficult to manufacture and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 제2 형광 입자는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The second fluorescent particle is at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) And X is 0.01 to 0.1).
다른 경우로서, 형광 분말에 포함되는 형광 입자는, 발광 형광 물질로 이루어진 제1, 제2 형광 입자와 비발광 형광 물질로 이루어진 제3 형광 입자를 포함할 수도 있다.In another case, the fluorescent particles contained in the fluorescent powder may include first and second fluorescent particles composed of a luminescent fluorescent substance and third fluorescent particles composed of a non-luminescent fluorescent substance.
여기서, 제1, 제2 형광 입자와 제3 형광 입자는, 열팽창계수 차이가, 0 ~ 2.0×10-6/K일 수 있다.Here, the first and second fluorescent particles and the third fluorescent particles may have a difference in thermal expansion coefficient from 0 to 2.0 x 10 < -6 > / K.
일 예로, 제1, 제2 형광 입자의 열팽창계수는, 약 8.0×10-6/K ~ 9.0×10-6/K이고, 제3 형광 입자의 열팽창계수는, 약 6.0×10-6/K ~ 9.0×10-6/K일 수 있다.For example, the first and second fluorescent particles have a thermal expansion coefficient of about 8.0 × 10 -6 / K to 9.0 × 10 -6 / K, and the third fluorescent particles have a thermal expansion coefficient of about 6.0 × 10 -6 / K To 9.0 x 10 < -6 > / K.
여기서, 제1 형광 입자는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)일 수 있고, 제2 형광 입자는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)일 수 있으며, 제3 형광 입자는, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, ZrO2 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Here, the first fluorescent particle is at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) X is 0.001 to 0.05), and the second fluorescent particle is (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (A) 3 Al 5 O 12 (wherein A is yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) (La) and ruthenium (Lu)), Al 2 O 3 , and ZrO 2 , but the present invention is not limited thereto.
다음, 본 발명은, 형광 분말을 소정 몰드에 주입하여 소정 형상으로 성형한다.(S20)Next, in the present invention, the fluorescent powder is injected into a predetermined mold and molded into a predetermined shape (S20)
여기서, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들은, 몰드의 상부 및 하부에 균일하게 분포될 수 있다.Here, the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold can be uniformly distributed in the upper part and the lower part of the mold.
하지만, 경우에 따라, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자는, 몰드의 상부 및 하부에 불균일하게 분포될 수도 있다.However, in some cases, the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold may be distributed non-uniformly on the upper and lower sides of the mold.
일 예로, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수는, 소정 몰드의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수가, 소정 몰드의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수보다 더 적을 수 있다.For example, the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold is set such that the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the upper region and the lower region of the predetermined mold is different between the upper region and the lower region May be less than the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the central region of the fluorescent particles.
경우에 따라, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수는, 소정 몰드의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 많을 수도 있다.In some cases, the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold may gradually increase toward the central region in the upper region or the lower region of the predetermined mold.
다른 경우로서, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수는, 소정 몰드의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수가, 소정 몰드의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수보다 더 많을 수도 있다.The number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the upper and lower regions of the predetermined mold is larger than the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder injected into the upper and lower regions of the predetermined mold, May be larger than the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the central region between the fluorescent particles.
또 다른 경우로서, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들의 개수는, 소정 몰드의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 적어질 수도 있다.As another example, the number of the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold may gradually become smaller toward the central region in the upper region or the lower region of the predetermined mold.
또 다른 경우로서, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들은, 소정 몰드의 상부 영역 또는 하부 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold may be located only in the upper region or the lower region of the predetermined mold.
또 다른 경우로서, 소정 몰드에 주입되는 형광 분말의 제2 형광 입자들은, 소정 몰드의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the second fluorescent particles of the fluorescent powder to be injected into the predetermined mold may be located only in the central region between the upper region and the lower region of the predetermined mold.
다음, 본 발명은, 소정 형상을 갖는 형광 분말을 제1 온도로 1차 소결하여 소결체를 생성하고(S30), 1차 소결한 소결체를 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 2차 소결한다.(S40)Next, in the present invention, a sintered body is firstly sintered at a first temperature (S30), and the sintered body subjected to the first sintering is secondarily sintered at a second temperature lower than the first temperature. (S40)
여기서, 1차 소결의 제1 온도는, 약 1550도 ~ 약 1800도이거나 또는 약 1450도 ~ 약 1700도일 수 있다.Here, the first temperature of the first sintering may be from about 1550 degrees to about 1800 degrees, or from about 1450 degrees to about 1700 degrees.
그리고, 2차 소결의 제2 온도는, 1차 소결의 제1 온도보다 300도 ~ 400도 더 낮은 온도일 수 있다.The second temperature of the second sintering may be a temperature which is 300 to 400 degrees lower than the first temperature of the first sintering.
이어, 본 발명은, 2차 소결한 소결체를 가공하여(S50) 다결정 형광막을 형성한다.(S60)Next, in the present invention, the sintered body subjected to the secondary sintering is processed (S50) to form a polycrystalline fluorescent film (S60)
여기서, 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체 및 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공을 포함하고, 제1, 제2 형광 결정체는, 상대 밀도가 98% ~ 99.99%이고, 기공의 비율은, 0.5% ~ 2%일 수 있다.Here, the polycrystalline fluorescent film includes pores formed between the nano-sized first fluorescent crystals, the micro-sized second fluorescent crystals, and the first and second fluorescent crystals, and the first and second fluorescent crystals are opposed to each other The density may be from 98% to 99.99%, and the pore ratio may be from 0.5% to 2%.
또한, 다결정 형광막은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체 및 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공을 포함하고, 제1, 제2 형광 결정체는, 상대 밀도가 90% ~ 96%이고, 기공의 비율은, 3% ~ 10%일 수 있다.The polycrystalline fluorescent film includes a first fluorescent crystal of nano size, a second fluorescent crystal of micro size, and pores formed between the first and second fluorescent crystals, and the first and second fluorescent crystals are opposed to each other The density may be 90% to 96%, and the pore ratio may be 3% to 10%.
한편, 도 17과 같이, 제1, 제2 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 준비하는 단계는, 나노 크기의 제1 형광 입자와 마이크로 크기의 제2 형광 입자를 준비하는 단계(S16)와, 제1 형광 입자와 제2 형광 입자를 혼합하는 단계(S18)와, 제1 형광 입자와 제2 형광 입자를 포함하는 형광 분말을 준비하는 단계(S19)를 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 17, the step of preparing the fluorescent powder containing the first and second fluorescent particles includes a step (S16) of preparing nano-sized first fluorescent particles and micro-sized second fluorescent particles, (S18) mixing the first fluorescent particles and the second fluorescent particles, and preparing a fluorescent powder containing the first fluorescent particles and the second fluorescent particles (S19).
그리고, 도 18과 같이, 형광 분말을 소정 몰드에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계는, 몰드를 준비하는 단계(S21)와, 몰드에 주입하고자 하는 제2 형광 입자의 위치를 결정하는 단계(S22)와, 결정된 제2 형광 입자의 위치가 몰드의 중앙 영역인지를 확인하는 단계(S23)와, 결정된 제2 형광 입자의 위치가 중앙 영역일 때, 제2 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 몰드의 중앙 영역 내에 주입하고, 제1 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 몰드의 상부 및 하부 영역 내에 주입하는 단계(S24)와, 결정된 제2 형광 입자의 위치가 중앙 영역이 아닐 때, 제1 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 몰드의 중앙 영역 내에 주입하고, 제2 형광 입자들을 포함하는 형광 분말을 몰드의 상부 및 하부 영역 내에 주입하는 단계(S25)와, 몰드 내에 주입한 형광 분말을 일정 형상으로 성형하는 단계(S26)를 포함할 수 있다.18, the step of injecting the fluorescent powder into a predetermined mold and molding the fluorescent powder into a predetermined shape includes a step of preparing a mold (S21), a step of determining the position of the second fluorescent particle to be injected into the mold (S22 (S23) of confirming whether the position of the determined second fluorescent particle is the central region of the mold, and determining whether the position of the determined second fluorescent particle is the central region, (S24) of injecting a fluorescent powder containing the first fluorescent particles into the central region and into the upper and lower regions of the mold, and injecting the first fluorescent particles (S25) of injecting the fluorescent powder containing the fluorescent particles containing the second fluorescent particles into the upper and lower regions of the mold, and injecting the fluorescent powder injected into the mold into a predetermined shape A may include the step (S26) of forming.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 형광막을 보여주는 구조 단면도이다.19 is a structural cross-sectional view illustrating a polycrystalline fluorescent film according to another embodiment of the present invention.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 산화물(70)과 마이크로 크기의 형광 결정체(60)를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 19, the
여기서, 혼합물은, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 산화물(70)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the
일 예로, 혼합물에 대한 형광 결정체(60)의 혼합 비율은, 약 10% ~ 약 40%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the
그 이유는, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 약 10% 이하이면, 발광 면적이 적어 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 약 40% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 치밀도 확보가 어려우며 색 특성이 옐로우(yellow) 특성을 보이기 때문이다.The reason is that if the mixing ratio of the
또한, 산화물(70)의 크기는, 약 50nm ~ 약 1um일 수 있다.Also, the size of the
그 이유는, 산화물(70)의 크기가 약 50nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 산화물(70)의 크기가 약 1um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the
그리고, 산화물(70)은, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The
또한, 형광 결정체(60)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the
그 이유는, 형광 결정체(60)의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 형광 결정체(60)의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the
그리고, 형광 결정체(60)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The
또한, 형광 결정체(60)의 발광 중심 파장 범위는, 약 550nm ~ 약 580nm일 수 있다.Further, the luminescent center wavelength range of the
이와 같이, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하다.As described above, in the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied, the light flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to produce the polycrystalline fluorescent film. It is possible to manufacture a low-priced polycrystalline fluorescent film.
경우에 따라, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 다양한 컬러 구현을 위하여 그린(green) 발광의 옥사이드(oxide)계 형광체 (Ba2SiO4, Sr2SiO4, SrAl2O4, Sr4Al14O25), 앰버(amber) 발광의 옥시-나이트라이드(oxy-nitride)계 형광체 (a-SiAlON, b-SiAlON), 레드(red) 발광의 나이트라이드(nitride)계 형광체 (Sr2Si5N8, Ca2Si5N8, CaAlSiN3,LaSi3N5)를 혼합하여 제조할 수 있다.In some cases, the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied may be a green luminescent oxide-based phosphor (Ba 2 SiO 4 , Sr 2 SiO 4 , SrAl 2 O 4 , Sr 4 Al 14 O 25 ), an amber-emitting oxy-nitride-based phosphor (a-SiAlON, b-SiAlON), a red light emitting nitride-based phosphor (Sr 2 Si 5 N 8 , Ca 2 Si 5 N 8 , CaAlSiN 3 , and LaSi 3 N 5 ).
일반적으로, 다결정 형광막을 결정성이 약한 나노 크기의 형광체만을 단독으로 이용하여 성형 및 소결 공정을 거쳐 제작할 경우, 낮은 결정성으로 인하여 광속을 향상시키는데에는 한계가 있었다.In general, when a polycrystalline fluorescent film is fabricated through a molding and sintering process using only a nano-sized phosphor having a weak crystallinity, there is a limit in improving the luminous flux due to low crystallinity.
그리고, 나노 크기의 형광체만으로 다결정 형광막을 제작하는 경우, 색 특성 변경을 위해서는 Gd 첨가 및 Ce 함량의 증가가 필요하지만, Gd 및 Ce 증량으로 인하여 열특성이 저하되고, 고온 구동시, 광속 저하가 발생할 수 있다.In the case of fabricating a polycrystalline fluorescent film using only a nano-sized phosphor, it is necessary to increase the Gd content and Ce content in order to change the color characteristics. However, since the increase in Gd and Ce causes a decrease in thermal characteristics, .
또한, 마이크로 크기의 형광체만으로 다결정 형광막을 제작하는 경우, 결정성이 높아 높은 광속 특성을 구현할 수 있지만, 조성 변경으로 색 특성이 장파장으로 이동할 경우, 열 특성 저하가 낮게 발생하여 고온 구동시 광속 저하가 발생할 수도 있다.In addition, when a polycrystalline fluorescent film is fabricated using only a micro-sized phosphor, high crystallinity is achieved and high luminous flux characteristics can be realized. However, when the color characteristic is shifted to a long wavelength due to composition change, thermal property deterioration is low, .
즉, 마이크로 크기의 형광체만으로 제작된 다결정 형광막은, 소결체의 치밀도가 낮아 상대밀도가 약 90% 이하가 되어 파손되기 쉬우며 기공(pore) 내에 열이 집적되어 열 특성이 저하되고, 고출력 레이저 여기 시, 광속 드롭(drop)이 발생할 수 있다.That is, the polycrystalline fluorescent film made only of a micro-sized phosphor has a low density of sintered body and has a relative density of about 90% or less, which is likely to be broken, heat is accumulated in pores, , A light beam drop may occur.
그리고, 마이크로 크기의 형광체만으로 제작된 다결정 형광막은, 청색 반사율이 낮아 타겟 색좌표 대비 우상향되어 백색이 아닌 황색을 띠는 색 특성을 보일 수 있다.In addition, the polycrystalline fluorescent film made only of a micro-sized fluorescent material has a blue reflectance lower than that of the target, so that it may show a color characteristic of yellow instead of white.
따라서, 본 발명과 같이, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광체를 혼합하여 복합 소결체를 제조할 경우, 다결정 형광막은 광속이 향상되고 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 고가인 나노 크기의 형광체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 세라믹 형광체를 제조할 수 있다.Therefore, when a composite sintered body is manufactured by mixing a nano-sized oxide and a micro-sized phosphor as in the present invention, the polycrystalline fluorescent film can improve the light flux and broaden the range of the emission wavelength, So that a low-priced polycrystalline ceramic phosphor can be produced.
즉, 소량의 마이크로 형광체와 나노 산화물을 혼합하고 복합 소결하여, 산화물이 적용된 다결정 형광막을 제작할 경우, 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 결정이 치밀하여 색 특성이 향상되고 낮은 가격으로 제작이 가능하다.That is, when a small amount of microphosphorescent material and nano-oxide are mixed and sintered to form an oxide-coated polycrystalline fluorescent film, the polycrystalline fluorescent film to which the oxide is applied is dense and the color characteristic is improved and the production cost can be reduced.
따라서, 본 발명은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막으로서, 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.Therefore, the present invention can be applied to a headlamp light source as a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength range is incident.
한편, 본 발명의 산화물이 적용된 다결정 형광막(100)은, 반사형 광원에 적용할 수 있다.Meanwhile, the
반사형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 광을 출사할 수 있다.The
반사형 광원에 적용될 수 있는 다결정 형광막(100)의 경우, 산화물(70)과 형광 결정체(60)는, 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 수 있다.In the case of a
그 이유는, 상대 밀도가 약 90% 이하이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 높아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없고, 상대 밀도가 약 96% 이상이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 낮아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.When the relative density is about 90% or less, the white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted because the reflectance of light is too high when light in the blue wavelength range is reflected. When the relative density is about 96% The reflectance of light is too low to emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength band is reflected.
그리고, 산화물(70)과 형광 결정체(60) 사이에 형성되는 기공의 비율은, 산화물(70)과 형광 결정체(60)의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 때, 약 3% ~ 약 10%일 수 있다.The ratio of the pores formed between the
그 이유는, 기공의 비율이 약 3% 이하이면, 청색 광의 반사율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 10% 이상이면, 청색 광의 반사율이 증가하여 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 3% or less, the reflectance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. When the ratio of pores is about 10% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
또한, 반사형 다결정 형광막(100)은, 한 번의 소결화 공정을 수행할 수 있다.Further, the reflection type
여기서, 소결화 공정은, 다결정 형광막(100)의 치밀화 및 다결정 형광막(100) 내의 이물질(defect)을 제거하기 위한 공정이다.Here, the sintering process is a process for densifying the
일 예로, 소결화 공정의 온도는, 약 1500도 ~ 약 1700도일 수 있는데, 소결화 공정은 질소 상압 분위기에서 수행될 수 있다.As an example, the temperature of the sintering process may be from about 1500 degrees to about 1700 degrees, and the sintering process may be performed in a nitrogen atmospheric environment.
그 이유는, 소결화 공정의 온도가 약 1500도 이하이면, 형광막의 소결화가 이루어지지 않으며, 소결화 공정의 온도가 약 1700도 이상이면, 소결체가 너무 치밀해져 반사형 형광막에 적합하지 않는 소결체가 형성되기 때문이다.If the temperature of the sintering process is about 1500 degrees or less, sintering of the fluorescent film is not performed, and if the temperature of the sintering process is about 1700 degrees or more, the sintered body becomes too dense and is not suitable for the reflective fluorescent film. Is formed.
또한, 산화물 적용 다결정 형광막은, 소결 공정 시, 진공 공정을 적용하지 않고 한 번의 소결 공정만으로 제작되므로, 공정 비용을 추가적으로 저감시킬 수 있다.Further, since the oxide-applied polycrystalline fluorescent film is manufactured by only one sintering process without applying a vacuum process in the sintering process, the process cost can be further reduced.
이와 같이, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하다.As described above, in the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied, the light flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to produce the polycrystalline fluorescent film. It is possible to manufacture a low-priced polycrystalline fluorescent film.
도 20은 도 19의 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 레이저 광원을 보여주는 도면이다.20 is a view showing a laser light source of a headlamp to which the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19 is applied.
도 20에 도시된 바와 같이, 산화물이 적용된 다결정 형광막(100)은, 차량의 헤드 램프와 같은 반사형 광원에 적용할 수 있다.As shown in FIG. 20, the
여기서, 다결정 형광막(100)은, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색 온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있다.Here, the
반사형 광원에 적용되는 다결정 형광막(100)의 경우, 산화물(70)과 형광 결정체(60)는, 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 수 있다.In the case of the
그 이유는, 상대 밀도가 약 90% 이하이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 높아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없고, 상대 밀도가 약 96% 이상이면, 청색 파장대의 광이 반사될 때, 광의 반사율이 너무 낮아 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 없기 때문이다.When the relative density is about 90% or less, the white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted because the reflectance of light is too high when light in the blue wavelength range is reflected. When the relative density is about 96% The reflectance of light is too low to emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when light of a blue wavelength band is reflected.
그리고, 산화물(70)과 형광 결정체(60) 사이에 형성되는 기공의 비율은, 산화물(70)과 형광 결정체(60)의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%일 때, 약 3% ~ 약 10%일 수 있다.The ratio of the pores formed between the
그 이유는, 기공의 비율이 약 3% 이하이면, 청색 광의 반사율이 저하되어 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하고, 기공의 비율이 약 10% 이상이면, 청색 광의 반사율이 증가하여 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사하지 못하기 때문이다.This is because when the ratio of the pores is about 3% or less, the reflectance of blue light is lowered and white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted. When the ratio of pores is about 10% White light having a color temperature of about 5500K to about 6500K can not be emitted.
이어, 산화물 적용 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 산화물(70)과 마이크로 크기의 형광 결정체(60)를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다.Next, the oxide-applied
여기서, 산화물(70)의 크기는, 약 50nm ~ 약 1um일 수 있고, 형광 결정체(60)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.Here, the size of the
그리고, 산화물(70)은, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The
또한, 형광 결정체(60)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The
경우에 따라, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막(100)은, 다양한 컬러 구현을 위하여 그린(green) 발광의 옥사이드(oxide)계 형광체 (Ba2SiO4, Sr2SiO4, SrAl2O4, Sr4Al14O25), 앰버(amber) 발광의 옥시-나이트라이드(oxy-nitride)계 형광체 (a-SiAlON, b-SiAlON), 레드(red) 발광의 나이트라이드(nitride)계 형광체 (Sr2Si5N8, Ca2Si5N8, CaAlSiN3,LaSi3N5)를 혼합하여 제조할 수 있다.In some cases, the
이와 같이, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하므로, 차량의 헤드 램프와 같은 반사형 레이저 광원에 적용 가능하다.As described above, in the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied, the light flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to produce the polycrystalline fluorescent film. The present invention can be applied to a reflection type laser light source such as a head lamp of a vehicle because it is possible to manufacture a low cost polycrystalline fluorescent film.
도 21은 도 19의 다결정 형광막이 적용된 헤드 램프의 색좌표를 보여주는 그래프이다.FIG. 21 is a graph showing the color coordinates of a headlamp to which the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19 is applied.
도 21에 도시된 바와 같이, 나노 형광체만 적용된 다결정 형광막(a)은, 헤드 램프의 색좌표 경계 영역에 위치하고, 마이크로 형광체만 적용된 다결정 형광막(b)은, 헤드 램프의 색좌표 영역을 벗어나 위치하는 반면에, 산화물이 적용된 다결정 형광막(c)은, 헤드 램프의 색좌표 영역 내에 위치하고 있음을 알 수 있다.As shown in Fig. 21, the polycrystalline fluorescent film (a) applied only to the nano-fluorescent material is located in the boundary region of the color coordinate of the headlamp, and the polycrystalline fluorescent film (b) applied only to the micro-fluorescent material is located outside the color coordinate area On the other hand, it can be seen that the polycrystalline fluorescent film (c) to which the oxide is applied is located within the color coordinate region of the headlamp.
그 이유는, 나노 형광체만 적용된 형광막(a)의 경우, 낮은 결정성으로 인하여 광속 향상에 한계가 있고, 색 특성 변경을 위해 추가되는 Gd 및 Ce로 인하여 열특성이 저하되어 고온 구동시 광속 저하가 발생할 수 있으며, 또한, 마이크로 형광체만 적용된 형광막(b)의 경우, 결정성이 높아 높은 광속 특성을 구현할 수 있지만, 조성 변경으로 색 특성이 장파장으로 이동할 경우, 열 특성 저하가 낮게 발생하여 고온 구동시 광속 저하가 발생할 수도 있기 때문이다.The reason for this is as follows. In the case of the fluorescent film (a) using only the nano-phosphors, there is a limit to the improvement of the luminous flux due to the low crystallinity, and the thermal characteristics are lowered due to Gd and Ce added for color characteristic change. In the case of the fluorescent film (b) applied only with a microphosphor, the high crystallinity is high and high luminous flux characteristics can be realized. However, when the color characteristic is shifted to a long wavelength due to the composition change, This is because the light flux may be lowered during driving.
즉, 마이크로 형광체만 적용된 형광막(b)은, 소결체의 치밀도가 낮아 상대밀도가 약 90% 이하가 되어 파손되기 쉬우며 기공(pore) 내에 열이 집적되어 열 특성이 저하되고, 고출력 레이저 여기 시, 광속 드롭(drop)이 발생할 수 있다.That is, the fluorescent film (b) applied only to the microphosphor is likely to be damaged due to the low density of the sintered body because the sintered body has a relative density of about 90% or less and heat is accumulated in the pores, , A light beam drop may occur.
그리고, 마이크로 형광체만 적용된 형광막(b)은, 청색 반사율이 낮아 타겟 색좌표 대비 우상향되어 백색이 아닌 황색을 띠는 색 특성을 보일 수 있다.Further, the fluorescent film (b) applied only to the microphosphorescence has a blue reflectance lower than that of the target, so that the fluorescent film (b) can exhibit a color characteristic of yellow instead of white.
이에 반해, 본 발명과 같이, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막(c)은, 광속이 향상되고 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 고가인 나노 크기의 형광체를 적용하지 않으므로 저가로 제조할 수 있다.On the other hand, as in the present invention, the polycrystalline fluorescent film (c) to which the nano-oxide is applied can be manufactured at a low cost since the luminous flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded and the expensive nano- .
즉, 마이크로 형광체와 나노 산화물을 혼합하고 복합 소결된 산화물 적용 다결정 형광막(c)은, 결정이 치밀하여 색 특성이 향상되고 낮은 가격으로 제작이 가능하다.That is, the oxide-applied polycrystalline fluorescent film (c) which is sintered by mixing a microphosphor and a nano-oxide is dense and can be fabricated at a low cost with improved color characteristics.
따라서, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막(c)은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있으므로, 헤드램프와 같은 고출력 광원에 적합하게 적용할 수 있다.Therefore, the polycrystalline fluorescent film (c) to which the nano-oxide is applied can emit white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when the light of blue wavelength is incident, so that it can be suitably applied to a high output light source such as a head lamp .
도 22는 도 19의 다결정 형광막에 따른 광 스펙트럼을 보여주는 그래프로서, 물질 조성이 각기 다른 다결정 형광막들에 대해 청색 레이저에 의해 여기된 발광 특성을 비교한 그래프이다.FIG. 22 is a graph showing a light spectrum according to the polycrystalline fluorescent film of FIG. 19, and is a graph comparing the luminescent characteristics excited by the blue laser with respect to the polycrystalline fluorescent films having different material compositions.
도 22에 도시된 바와 같이, 나노 형광체만 적용된 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 A와 같이, 발광 중심 파장 범위가 약 540nm ~ 약 550nm 정도이고, 마이크로 형광체만 적용된 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 B와 같이, 발광 중심 파장 범위가 약 560nm ~ 약 580nm 정도일 수 있다.As shown in Fig. 22, the polycrystalline fluorescent film applied only to the nanophosphor has a luminescent center wavelength range of about 540 nm to about 550 nm, as in the optical spectrum A, and the polycrystalline fluorescent film applied only to the microphosphor, The central wavelength range may be from about 560 nm to about 580 nm.
이에 비해, 본 발명과 같이, 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 광 스펙트럼 C와 같이, 발광 중심 파장 범위가 약 550nm ~ 약 580nm 정도로서, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있어, 다른 형광막에 비해 발광 특성의 우위성을 확인할 수 있다.On the other hand, as in the present invention, the polycrystalline fluorescent film to which the oxide is applied, as in the optical spectrum C, has a luminescent center wavelength range of about 550 nm to about 580 nm, Can be confirmed.
따라서, 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 발광 특성이 향상되어 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.Therefore, the polycrystalline fluorescent film to which the oxide is applied can be applied to a high-output light source such as a head lamp light source of a vehicle with improved luminescence characteristics.
도 23은 나노 산화물에 따른 열전도도를 비교한 도표이고, 도 24는 나노 산화물이 적용된 다결정 형공막에 따른 열 특성을 보여주는 그래프이다.FIG. 23 is a graph comparing thermal conductivities according to nano-oxides, and FIG. 24 is a graph showing thermal characteristics according to a polycrystalline scleral applied with nano-oxide.
본 발명의 다결정 형광막은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있는데, 산화물은, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The polycrystalline fluorescent film of the present invention may be composed of a mixture containing a nano-sized oxide and a micro-sized fluorescent crystal, wherein the oxide is a non-luminous YAG, for example, (A) 3 Al 5 O 12 And may include at least any one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), ruthenium (Lu), Al 2 O 3 and Y 2 O 3 . Do not.
여기서, 도 23에 도시된 바와 같이, 나노 산화물은 높은 열전도도를 가짐을 알 수 있다.Here, as shown in FIG. 23, it can be seen that the nano-oxide has a high thermal conductivity.
일 예로, 산화물 YAG의 열 전도도는 약 6 - 10이고, 산화물 Al2O3의 열전도도는, 12 - 34이며, 산화물 Y2O3의 열전도도는, 8 - 12일 수 있다.For example, the thermal conductivity of the oxide YAG is about 6 - 10, the thermal conductivity of the oxide Al 2 O 3 is 12 - 34, and the thermal conductivity of the oxide Y 2 O 3 may be 8 - 12.
따라서, 본 발명과 같이 열전도도가 높은 나노 산화물을 적용하여 다결정 형광막을 제조하면, 매트릭스를 이루고 있는 나노 산화물의 높은 열전도도 특성으로 인하여 다결정 형광막의 열특성이 크게 향상될 수 있다.Therefore, when the polycrystalline fluorescent film is manufactured by applying the nano-oxide having high thermal conductivity as in the present invention, the thermal characteristics of the polycrystalline fluorescent film can be greatly improved due to the high thermal conductivity characteristics of the nano-oxide forming the matrix.
도 24에 도시된 바와 같이, 마이크로 형광체만이 적용된 다결정 형광막(b)은, 약 200도에서 열 안정성이 약 92% 정도이지만, 나노 산화물이 적용된 본 발명의 다결정 형광막은, 약 200도에서 열 안정성이 약 96% 정도이므로, 열 특성이 향상되어 차량의 헤드 램프 광원 등과 같이 고출력 광원에 적합하게 적용될 수 있다.24, the polycrystalline fluorescent film (b) to which only the microphosphor is applied has a thermal stability of about 92% at about 200 degrees. However, the polycrystalline fluorescent film of the present invention, to which the nano-oxide is applied, Since the stability is about 96%, the thermal characteristics are improved and can be suitably applied to a high output light source such as a head lamp light source of a vehicle.
또한, 나노 산화물이 적용된 본 발명의 다결정 형광막은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막으로서, 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.In addition, the polycrystalline fluorescent film of the present invention to which nano-oxide is applied can be applied to a headlamp light source as a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when blue light is incident.
도 25는 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막의 제조 공정을 설명하기 위한 블럭도이다.25 is a block diagram for explaining a manufacturing process of a polycrystalline fluorescent film to which a nano-oxide is applied.
도 25에 도시된 바와 같이, 제1 단계는, 나노 크기의 산화물 입자(84)와 마이크로 크기의 형광 입자(82)들이 혼합된 형광 분말(80)을 준비하는 단계이다.As shown in FIG. 25, the first step is a step of preparing a
여기서, 형광 분말(80)은, 형광 입자(82)의 혼합 비율이 산화물 입자(84)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, in the
일 예로, 형광 분말(80)에 대한 형광 입자(82)의 혼합 비율은, 약 3% ~ 약 30%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the
그 이유는, 형광 입자의 혼합 비율이 약 3% 이하이면, 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 형광 입자의 혼합 비율이 약 30% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the mixing ratio of the fluorescent particles is about 3% or less, the light flux is decreased and the thermal characteristics and color characteristics are lowered. If the mixing ratio of the fluorescent particles is about 30% or more, the pore ratio becomes higher It is because it weakens.
또한, 산화물 입자(84)의 크기는, 약 50nm ~ 약 1um일 수 있다.Also, the size of the
그 이유는, 산화물 입자의 크기가 약 50nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 산화물 입자의 크기가 약 1um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason for this is that when the size of the oxide particles is about 50 nm or less, the sintered body can be advantageously produced but the luminescent characteristics can be deteriorated. When the size of the oxide particles is about 1 um or more, the sintered body is difficult to manufacture and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 산화물 입자(84)는, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.As the non-luminous YAG, for example, the
또한, 형광 입자(82)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the
그 이유는, 형광 입자의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 형광 입자의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.The reason for this is that when the size of the fluorescent particles is less than about 6 탆, the luminescent characteristics may be deteriorated. When the size of the fluorescent particles is about 20 탆 or more, the production of the sintered body is difficult and the strength of the sintered body is weakened.
그리고, 형광 입자(82)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The
다음, 제2 단계는, 형광 분말(80)을 소정 몰드(90)에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계이다.Next, in the second step, the
여기서, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말(80)의 형광 입자(82)는, 몰드(90) 상부 및 하부에 균일하게 분포될 수 있다.Here, the
하지만, 경우에 따라, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말(80)의 형광 입자(82)는, 몰드(90)의 상부 및 하부에 불균일하게 분포될 수도 있다.However, in some cases, the
일 예로, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수는, 소정 몰드(90)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수가, 소정 몰드(90)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수보다 더 적을 수 있다.The number of the
경우에 따라, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수는, 소정 몰드(90)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 많을 수도 있다.The number of the
다른 경우로서, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수는, 소정 몰드(90)의 상부 영역과 하부 영역에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수가, 소정 몰드(90)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수보다 더 많을 수도 있다.The number of the
또 다른 경우로서, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들의 개수는, 소정 몰드(90)의 상부 영역 또는 하부 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 점차 적어질 수도 있다.As another example, the number of the
또 다른 경우로서, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들은, 소정 몰드(90)의 상부 영역 또는 하부 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the
또 다른 경우로서, 소정 몰드(90)에 주입되는 형광 분말의 형광 입자(82)들은, 소정 몰드(90)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 중앙 영역에만 위치할 수도 있다.As another example, the
다음, 제3 단계는, 소정 형상을 갖는 형광 분말을 소정 온도로 소결하여 소결체를 생성하는 단계이다.Next, in the third step, the sintered body is produced by sintering the fluorescent powder having a predetermined shape at a predetermined temperature.
여기서, 소결 온도는, 약 1500도 ~ 약 1700도일 수 있다.Here, the sintering temperature may be about 1500 degrees to about 1700 degrees.
이어, 제4 단계는, 소결한 소결체를 가공하여 다결정 형광막(100)을 형성하는 단계이다.Next, the fourth step is a step of forming the
여기서, 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 산화물(70)과 마이크로 크기의 형광 결정체(60)를 포함하는 혼합물일 수 있다.Here, the
여기서, 혼합물은, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 산화물(70)의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the mixing ratio of the
일 예로, 혼합물에 대한 형광 결정체(60)의 혼합 비율은, 약 10% ~ 약 40%일 수 있다.In one example, the mixing ratio of the
그 이유는, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 약 10% 이하이면, 발광 면적이 적어 광속이 감소되고 열 특성 및 색 특성이 저하되며, 형광 결정체(60)의 혼합 비율이 약 40% 이상이면, 기공(pore) 비율이 높아져서 치밀도 확보가 어려우며 색 특성이 옐로우(yellow) 특성을 보이기 때문이다.The reason is that if the mixing ratio of the
또한, 산화물(70)의 크기는, 약 50nm ~ 약 1um일 수 있다.Also, the size of the
그 이유는, 산화물(70)의 크기가 약 50nm 이하이면, 소결체 제조에 유리하나 발광 특성이 저하될 수 있고, 산화물(70)의 크기가 약 1um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the
그리고, 산화물(70)은, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The
또한, 형광 결정체(60)의 크기는, 약 6um ~ 약 20um일 수 있다.In addition, the size of the
그 이유는, 형광 결정체(60)의 크기가 약 6um 이하이면, 발광 특성이 저하될 수 있고, 형광 결정체(60)의 크기가 약 20um 이상이면, 소결체 제조가 어렵고 소결체의 강도가 약해지기 때문이다.This is because if the size of the
그리고, 형광 결정체(60)는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The
또한, 형광 결정체(60)의 발광 중심 파장 범위는, 약 550nm ~ 약 580nm일 수 있다.Further, the luminescent center wavelength range of the
이와 같이, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하다.As described above, in the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied, the light flux can be improved and the range of the emission wavelength can be expanded by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to produce the polycrystalline fluorescent film. It is possible to manufacture a low-priced polycrystalline fluorescent film.
경우에 따라, 나노 산화물이 적용된 다결정 형광막은, 다양한 컬러 구현을 위하여 그린(green) 발광의 옥사이드(oxide)계 형광체 (Ba2SiO4, Sr2SiO4, SrAl2O4, Sr4Al14O25), 앰버(amber) 발광의 옥시-나이트라이드(oxy-nitride)계 형광체 (a-SiAlON, b-SiAlON), 레드(red) 발광의 나이트라이드(nitride)계 형광체 (Sr2Si5N8, Ca2Si5N8, CaAlSiN3,LaSi3N5)를 혼합하여 제조할 수 있다.In some cases, the polycrystalline fluorescent film to which the nano-oxide is applied may be a green luminescent oxide-based phosphor (Ba 2 SiO 4 , Sr 2 SiO 4 , SrAl 2 O 4 , Sr 4 Al 14 O 25 ), an amber-emitting oxy-nitride-based phosphor (a-SiAlON, b-SiAlON), a red light emitting nitride-based phosphor (Sr 2 Si 5 N 8 , Ca 2 Si 5 N 8 , CaAlSiN 3 , and LaSi 3 N 5 ).
도 26은 본 발명에 따른 다결정 형광막을 이용한 차량의 헤드 램프를 보여주는 단면도이고, 도 27은 본 발명에 따른 다결정 형광막을 이용한 차량의 헤드 램프를 보여주는 정면도이다.FIG. 26 is a cross-sectional view showing a head lamp of a vehicle using the polycrystalline fluorescent film according to the present invention, and FIG. 27 is a front view showing a head lamp of a vehicle using the polycrystalline fluorescent film according to the present invention.
도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 다결정 형광막을 이용한 차량의 헤드 램프(1000)는, 광을 발생하는 광원(300), 광원(300) 위에 배치되는 다결정 형광막(100), 광원(300)으로부터 발생한 광을 반사시켜 광의 방향을 바꾸는 리플렉터(400), 리플렉터(400)로부터 반사된 광을 굴절시키는 렌즈(600)를 포함할 수 있다.26 and 27, a
여기서, 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체 및 제1, 제2 형광 결정체들 사이에 형성되는 기공을 포함하며, 제2 형광 결정체의 혼합 비율은, 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.Here, the
또한, 제1, 제2 형광 결정체는, 적어도 하나의 희토류 물질과 세륨(Ce)을 포함하는 합성물이고, 제1 온도의 1차 소결화 공정과 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행될 수 있다.Further, the first and second fluorescent crystals are a composite containing at least one rare earth material and cerium (Ce), and the first and second fluorescent crystals are sintered at a first temperature and at a second temperature lower than the first temperature A sintering process can be performed.
경우에 따라, 다결정 형광막(100)은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 포함하는 혼합물일 수도 있는데, 혼합물은 형광 결정체의 혼합 비율이 산화물의 혼합 비율보다 더 낮을 수 있다.In some cases, the
그리고, 산화물은, 비발광 YAG로서, 일 예로, (A)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나임), Al2O3, Y2O3 중 어느 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The oxide is at least one of (A) 3 Al 5 O 12 (where A is yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), ruthenium (Lu) ), Al 2 O 3 , and Y 2 O 3 , but the present invention is not limited thereto.
이어, 형광 결정체는, (A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어질 수 있다.The fluorescent crystals may be at least one of (A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La) 0.01 to 0.1).
그리고, 도 26과 같이, 리플렉터(400)는 광원(300)로부터 조사되는 광을 일정 방향으로 반사시킨다. 26, the
이어, 쉐이드(500)는 리플렉터(400)와 렌즈(600) 사이에 배치되며, 리플렉터(400)에 의하여 반사되어 렌즈(600)로 향하는 광의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재이다.The
여기서, 쉐이드(500)의 일측부(500-1)와 타측부(500-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.Here, the height of one side 500-1 and the other side 500-2 of the
그리고, 광원(300)의 다결정 형광막(100)을 투과한 광은, 리플렉터(400) 및 쉐이드(500)에서 반사된 후, 렌즈(600)를 투과하여 차량의 전방을 향할 수 있다.The light transmitted through the
여기서, 렌즈(600)는 리플렉터(400)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킨다.Here, the
다음, 도 27과 같이, 차량의 헤드 램프(1000)는, 다결정 형광막을 포함하는 광원(300) 및 라이트 하우징(light housing, 1100)을 포함할 수 있다.27, the
여기서, 광원(300)의 다결정 형광막은 상술한 실시예들을 포함할 수 있고, 라이트 하우징(1100)은, 광원(300)을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다.Here, the polycrystalline fluorescent film of the
차량용 라이트 하우징(1100)은 장착되는 차량 부위 및 디자인에 따라 굴곡을 포함할 수 있다.The vehicle
다결정 형광막을 포함하는 광원(300)은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 황색 파장대의 광을 생성하여, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있으므로, 차량의 헤드 램프에 적용할 경우, 옐로우 링(yellow ring) 현상이 감소될 뿐만 아니라 광속이 향상되고 색 특성 및 열 특성이 개선될 수 있다.The
따라서, 본 발명은, 나노 크기의 제1 형광 결정체와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 높일 수 있다.Accordingly, the present invention can increase the luminescence characteristics by mixing a first fluorescent crystal of nano size and a second fluorescent crystal of micro size at a predetermined ratio to produce a polycrystalline fluorescent film.
또한, 본 발명은, 제2 형광 결정체의 혼합 비율을 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮게 하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 증가시키고, 열 특성 및 색 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can increase the light flux and improve the thermal characteristics and the color characteristics by making the polycrystalline fluorescent film with the mixing ratio of the second fluorescent crystals lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%이고, 기공의 비율이 약 0.5% ~ 약 2%인 투과형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a transmission type polycrystalline fluorescent film having a relative density of the fluorescent crystals of about 98% to about 99.99% and a pore ratio of about 0.5% to about 2%.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%이고, 기공의 비율이 약 3% ~ 약 10%인 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a reflective polycrystalline fluorescent film having a relative density of fluorescent crystals of about 90% to about 96% and a ratio of pores of about 3% to about 10%.
또한, 본 발명은, 마이크로 크기의 제2 형광 결정체의 위치를 성형 제작시 결정하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 표면 반사 특성을 제어할 수 있다.Further, in the present invention, the position of the micro-sized second fluorescent crystal is determined at the time of molding and production, and a polycrystalline fluorescent film is produced, whereby the surface reflection characteristic can be controlled.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 98% ~ 약 99.99%이고, 기공의 비율이 약 0.5% ~ 약 2%인 투과형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a transmission type polycrystalline fluorescent film having a relative density of the fluorescent crystals of about 98% to about 99.99% and a pore ratio of about 0.5% to about 2%.
또한, 본 발명은, 형광 결정체들의 상대 밀도가 약 90% ~ 약 96%이고, 기공의 비율이 약 3% ~ 약 10%인 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 발광 특성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can improve the luminescent characteristics by fabricating a reflective polycrystalline fluorescent film having a relative density of fluorescent crystals of about 90% to about 96% and a ratio of pores of about 3% to about 10%.
또한, 본 발명은, 발광 형광 물질로 이루어진 제1 형광 결정체와 비발광 형광 물질로 이루어진 제2 형광 결정체를 포함하는 반사형 다결정 형광막을 제작함으로써, 표면 반사 특성을 제어할 수 있다.Further, the present invention can control the surface reflection characteristic by manufacturing a reflection type polycrystalline fluorescent film including a first fluorescent crystal made of a luminescent fluorescent material and a second fluorescent crystal made of a non-luminescent fluorescent material.
또한, 본 발명은, 청색 파장대의 광이 입사될 때, 약 5500K ~ 약 6500K의 색온도를 갖는 백색광을 출사할 수 있는 다결정 형광막을 제작함으로써, 옐로우 링(yellow ring) 현상이 감소된 헤드램프 광원에 적용될 수 있다.The present invention also provides a head lamp light source having reduced yellow ring phenomenon by manufacturing a polycrystalline fluorescent film capable of emitting white light having a color temperature of about 5500K to about 6500K when blue light is incident Can be applied.
또한, 본 발명은, 나노 크기의 산화물과 마이크로 크기의 형광 결정체를 일정 비율로 혼합하여 다결정 형광막을 제작함으로써, 광속을 향상시키고, 발광 파장의 범위를 확대할 수 있으며, 나노 크기의 형광 결정체를 적용하지 않으므로 저가의 다결정 형광막 제조가 가능하다.In addition, the present invention can improve the luminous flux and broaden the range of the emission wavelength by mixing the nano-sized oxide and the micro-sized fluorescent crystal in a certain ratio to fabricate the polycrystalline fluorescent film, and the nano- It is possible to manufacture a low-cost polycrystalline fluorescent film.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
100: 다결정 형광막
10: 제1 형광 결정체
20: 제2 형광 결정체
30: 형광 분말
40: 몰드
50: 소결체100: Polycrystalline fluorescent film
10: First fluorescent crystal
20: Second fluorescent crystal
30: Fluorescent powder
40: Mold
50: sintered body
Claims (20)
상기 혼합물은,
상기 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 상기 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.A mixture comprising a nano-sized first phosphor crystal and a micro-sized second fluorescent crystal,
The mixture may contain,
Wherein the mixing ratio of the second fluorescent crystals is lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
상기 혼합물에 대해 3% ~ 30%인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 1, wherein the mixing ratio of the second fluorescent crystals
And 3% to 30% with respect to the mixture.
100nm ~ 1000nm인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.[2] The method of claim 1,
Wherein the thickness of the polycrystalline fluorescent film is 100 nm to 1000 nm.
(A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 1,
(A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 wherein A is at least any one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), and ruthenium (Lu) Wherein the polycrystalline fluorescent film is a polycrystalline fluorescent film.
6um ~ 20um인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 1, wherein the size of the second fluorescent crystal
Wherein the thickness of the polycrystalline fluorescent film is in the range of 6um to 20um.
(A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 1,
(A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least any one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), and ruthenium (Lu) Wherein the polycrystalline fluorescent film is a polycrystalline fluorescent film.
540nm ~ 550nm이고,
상기 제2 형광 결정체의 발광 중심 파장 범위는,
560nm ~ 580nm인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 1, wherein the emission center wavelength range of the first fluorescent substance crystals,
540 nm to 550 nm,
Wherein the emission center wavelength range of the second fluorescent crystal
560 nm to 580 nm.
제1 온도의 1차 소결화 공정과 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도의 2차 소결화 공정이 수행된 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The liquid crystal display device according to claim 1,
Wherein a first sintering process at a first temperature and a second sintering process at a second temperature lower than the first temperature are performed.
1450도 ~ 1800도인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.9. The method of claim 8, wherein the first temperature of the first sintering process is selected from the group consisting of:
Wherein the polycrystalline fluorescent film is in the range of 1450 to 1800 degrees.
상기 1차 소결화 공정의 제1 온도보다 300도 ~ 400도 더 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막.The method according to claim 8, wherein the second temperature of the second sintering step is selected from the group consisting of:
Wherein the temperature of the polycrystalline fluorescent film is lower than the first temperature of the first sintering step by 300 to 400 degrees.
상기 형광 분말을 소정 몰드에 주입하여 소정 형상으로 성형하는 단계;
상기 소정 형상을 갖는 형광 분말을 제1 온도로 1차 소결하여 소결체를 생성하는 단계;
상기 1차 소결한 소결체를 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 2차 소결하는 단계; 그리고,
상기 2차 소결한 소결체를 가공하여 다결정 형광막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.Preparing a second fluorescent powder comprising nano-sized first fluorescent particles and micro-sized second fluorescent particles;
Injecting the fluorescent powder into a predetermined mold and molding the fluorescent powder into a predetermined shape;
Forming a sintered body by firstly sintering the fluorescent powder having the predetermined shape at a first temperature;
Sintering the first sintered body to a second temperature lower than the first temperature; And,
And forming a polycrystalline fluorescent film by processing the sintered body subjected to the second sintering step.
상기 형광 분말에 포함되는 상기 제1 형광 입자의 혼합 비율보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein in the step of preparing the fluorescent powder, a mixing ratio of the second fluorescent particles contained in the fluorescent powder,
Wherein a mixing ratio of the first fluorescent particles contained in the fluorescent powder is lower than that of the first fluorescent particles contained in the fluorescent powder.
상기 형광 분말에 대해 3% ~ 30%인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.13. The method according to claim 12, wherein the mixing ratio of the second fluorescent particles
And 3% to 30% with respect to the fluorescent powder.
100nm ~ 1000nm인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein in the step of preparing the fluorescent powder, the size of the first fluorescent particles contained in the fluorescent powder,
Wherein the thickness of the polycrystalline fluorescent film is 100 nm to 1000 nm.
(A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.001 ~ 0.05임)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein, in preparing the fluorescent powder, the first fluorescent particles contained in the fluorescent powder,
(A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 wherein A is at least any one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), and ruthenium (Lu) And a second step of irradiating the phosphor layer with light.
6um ~ 20um인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein, in the step of preparing the fluorescent powder, the size of the second fluorescent particles contained in the fluorescent powder is,
Wherein the thickness of the polycrystalline fluorescent film is in the range of 6 to 20 um.
(A-Cex)3Al5O12 (여기서, A는 이트륨(Y), 가돌리늄(Gd), 란타넘(La), 루테늄(Lu) 중 적어도 어느 하나이고, X는 0.01 ~ 0.1임)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein in the step of preparing the fluorescent powder, the second fluorescent particles contained in the fluorescent powder,
(A-Ce x ) 3 Al 5 O 12 (wherein A is at least any one of yttrium (Y), gadolinium (Gd), lanthanum (La), and ruthenium (Lu) And a second step of irradiating the phosphor layer with light.
1450도 ~ 1800도인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.The method according to claim 11, wherein, in the step of firstly sintering the fluorescent powder having the predetermined shape at a first temperature to produce a sintered body,
1450 DEG C to 1800 DEG C.
상기 1차 소결의 제1 온도보다 300도 ~ 400도 더 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 다결정 형광막 제조 방법.12. The method according to claim 11, wherein in the second sintering of the sintered first sintered body to a second temperature lower than the first temperature,
Wherein the temperature of the polycrystalline fluorescent film is lower than the first temperature of the first sintering by 300 to 400 degrees.
상기 광원 위에 배치되는 다결정 형광막;
상기 광원으로부터 발생한 광을 반사시켜 광의 방향을 바꾸는 리플렉터; 그리고,
상기 리플렉터로부터 반사된 광을 굴절시키는 렌즈를 포함하고,
상기 다결정 형광막은,
나노 크기의 제1 형광 결정체(phosphor crystalline)와 마이크로 크기의 제2 형광 결정체를 포함하는 혼합물로 이루어지고,
상기 혼합물은,
상기 제2 형광 결정체의 혼합 비율이 상기 제1 형광 결정체의 혼합 비율보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 다결정 형광막을 이용한 차량 램프 장치.A light source for generating light;
A polycrystalline fluorescent film disposed on the light source;
A reflector for reflecting the light emitted from the light source to change a direction of light; And,
And a lens for refracting the light reflected from the reflector,
In the polycrystalline fluorescent film,
A mixture comprising a nano-sized first phosphor crystal and a micro-sized second fluorescent crystal,
The mixture may contain,
Wherein the mixing ratio of the second fluorescent crystals is lower than the mixing ratio of the first fluorescent crystals.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200052741A (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 엘지전자 주식회사 | Phosphor for laser lightsource and method for producing the same |
US20240158694A1 (en) * | 2019-04-11 | 2024-05-16 | Nichia Corporation | Method for producing rare earth aluminate sintered body |
-
2017
- 2017-07-31 KR KR1020170096732A patent/KR20180091679A/en unknown
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KR20200052741A (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 엘지전자 주식회사 | Phosphor for laser lightsource and method for producing the same |
US20240158694A1 (en) * | 2019-04-11 | 2024-05-16 | Nichia Corporation | Method for producing rare earth aluminate sintered body |
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