KR20190048646A - Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same - Google Patents

Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190048646A
KR20190048646A KR1020170143769A KR20170143769A KR20190048646A KR 20190048646 A KR20190048646 A KR 20190048646A KR 1020170143769 A KR1020170143769 A KR 1020170143769A KR 20170143769 A KR20170143769 A KR 20170143769A KR 20190048646 A KR20190048646 A KR 20190048646A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
precursor
mixed solution
core
chloride
yttrium
Prior art date
Application number
KR1020170143769A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101985471B1 (en
Inventor
장호성
조소혜
이승용
고형덕
홍아라
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020170143769A priority Critical patent/KR101985471B1/en
Publication of KR20190048646A publication Critical patent/KR20190048646A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101985471B1 publication Critical patent/KR101985471B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7772Halogenides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013Luminescence
    • A61K49/0017Fluorescence in vivo
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0063Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres
    • A61K49/0065Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres the luminescent/fluorescent agent having itself a special physical form, e.g. gold nanoparticle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/055Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means where light is absorbed and re-emitted at a different wavelength by the optical element directly associated or integrated with the PV cell, e.g. by using luminescent material, fluorescent concentrators or up-conversion arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

The present invention relates to an up-conversion nano-phosphor capable of the excitation of multi-wavelength and light-emitting of multi-color which exhibits strong visible light emission under the excitation of not only at 980 nm infrared light but also at 800 nm infrared light by doping a shell with an activator using the nano-phosphor having a hexagonal core and shell structure, and is capable of light-emitting various colors ranging from blue to yellow and light green through composition control.

Description

다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체 및 그 제조방법{Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an up-converting nanophosphor and a method for fabricating the same,

본 발명은 상향변환 나노형광체 및 그 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an up-converted nanophosphor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an up-converted nanophosphor capable of emitting multi-wavelength excitation light and a method of manufacturing the same.

상향변환 나노형광체는 적외선과 같이 에너지가 낮은 빛을 흡수하여 가시광선과 같이 에너지가 큰 빛을 발광하는 형광체로 그 크기가 100 nm 이하의 매우 작은 크기를 가지는 형광체이다. [Chem. Rev. vol. 104. vol. 104, 139-174 (2004)] 이 때 도핑되는 란탄족 원소에 따라 나노형광체는 고유한 색을 발광하며 Tm이 도핑되는 경우는 청색, Er이 도핑되는 경우는 녹색 발광을 나타내게 된다. 상향 변환 나노형광체의 발광은 Tm과 Er 이온의 4f 전자의 천이에 의한 4f-4f 천이에 의해 나타나기 때문에 모체의 종류가 변하거나 나노입자의 크기나 모양이 변하더라도 일정한 파장대역에서 동일한 발광색을 나타내는 특징을 나타낸다. 따라서 기존의 상향변환 나노형광체의 경우 청색, 녹색 혹은 적색과 같은 몇 가지 고정된 색을 발광하는 특성을 나타내며, 각 원소가 발광하는 고유한 색 이외에 다른 발광색을 얻기 어려운 단점이 있다.  Up-converting nano-phosphors are phosphors that emit light with high energy such as visible light by absorbing low-energy light such as infrared rays, and have a very small size of 100 nm or less. [Chem. Rev. vol. 104. vol. 104, 139-174 (2004)] At this time, according to the lanthanide element doped, the nanophosphores emit intrinsic color, blue when doped with Tm, and green when doped with Er. Since the luminescence of the upconverted nanophosphor appears by the transition of 4f-4f due to the transition of 4f electrons of Tm and Er ions, even if the type of the host changes or the size or shape of nanoparticles changes, . Therefore, the conventional up-converting nano-phosphors emit light of a few fixed colors such as blue, green or red, and it is difficult to obtain a different luminescent color other than the unique color emitted by each element.

또한, 대부분의 상향변환 나노형광체는 980 nm 파장대역의 근적외선에 의해 여기되어 가시광을 발광하는 특성을 나타내며, 이외에 다른 파장으로 여기될 때 원하는 발광색을 얻기 어려운 특성이 있다. 투명 3D volumetry 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 눈에 보이지 않는 적외선을 여기원으로 사용하는 것이 바람직하며 (Science 1999), 이때 여러 여기광원을 사용하여 하나의 여기광원으로는 구현하기 힘든 다양한 색을 발광하도록 하는 경우 풀 컬러(full color) 디스플레이의 구현이 가능해지게 된다. 따라서, 발광색의 조절이 가능하면서도 여러 파장대역의 근적외선에 의해 여기되어 다양한 색을 발광할 수 있는 상향변환 나노형광체를 적용하면 투명 3D volumetry 디스플레이의 구현이 가능할 것으로 기대된다. In addition, most of the up-converting nano-phosphors are excited by near-infrared rays in the 980 nm wavelength band to emit visible light, and when excited to other wavelengths, it is difficult to obtain a desired luminescent color. In order to realize a transparent 3D volumetry display device, it is preferable to use an invisible infrared ray as an excitation source (Science 1999). In this case, various excitation light sources are used to emit various colors which are difficult to realize as an excitation light source A full color display can be realized. Therefore, it is expected that a transparent 3D volumetry display can be realized by applying up-converting nano-phosphors capable of emitting light of various colors while being excited by near-infrared rays of various wavelength bands while being capable of controlling emission color.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 적외선을 가시광선으로 변환할 수 있는 980 nm의 근적외선을 흡수할 수 있는 Yb 부활제와 청색 및 녹색을 발광할 수 있는 Tm, Er을 코어에 도핑하고 800 nm의 근적외선을 흡수할 수 있는 Nd를 부활제로 도핑 하고, 흡수한 에너지를 코어로 전달할 수 있는 공부활제로 Yb을 쉘에 도핑한 코어/쉘 구조의 육방정계 상향변환 나노형광체를 제안하며, 코어에 도핑된 활성제의 조성 비율 변화만으로 다양한 발광색을 구현할 수 있는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제공하는 것을 목적으로 한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a Yb activator capable of absorbing near infrared rays of 980 nm capable of converting infrared rays into visible light, Tm, Er is doped into the core, Nd capable of absorbing 800 nm of near infrared rays is doped with an activator, and the absorbed energy is transferred to the core, and the hexagonal system of the core / shell structure doped with Yb into the shell is raised The present invention also provides a nanophosphor having a core / shell structure capable of realizing various luminescent colors only by changing the composition ratio of the active agent doped into the core.

본 발명의 일 관점에 따른 일 실시예로서 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체는 하기 화학식 1로 표시되는, Yb3+가 도핑되고 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 도핑된, 불화물계 나노입자를 포함하는 코어; 및 하기 화학식 2로 표시되는, Nd3+ 및 Yb3+ 가 도핑된, 불화물계 화합물을 포함하되, 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는, 쉘;을 구비한다. In one embodiment of the present invention, the multi-wavelength excited multicolor light-emitting up-converting nanophosphor is a compound of the formula (1) wherein Yb 3+ is doped and at least one selected from Tm 3+ and Er 3+ is doped A core comprising fluoride-based nanoparticles; And a fluoride-based compound doped with Nd 3+ and Yb 3+ , represented by the following formula (2), and surrounding at least a part of the core.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

NaY1-x-y-z-wLwF4:Yb3+ x,Tm3+ y,Er3+ z NaY 1-xyzw L w F 4 : Yb 3+ x , Tm 3+ y , Er 3+ z

(단, 상기 화학식 1에서, 상기 x는 0 < x ≤ 0.7의 실수이고, 상기 y는 0 ≤ y ≤ 0.1의 실수이고, 상기 z는 0 ≤ z ≤ 0.2의 실수이며, 상기 w는 0 ≤ w ≤ 1의 실수이며, w, x, y, 및 z는 0 < x + y + z + w ≤ 1 을 만족하는 범위 내에서 선택되며, 상기 L은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임) (Wherein x is a real number of 0 < x? 0.7, y is a real number of 0? Y? 0.1, z is a real number of 0? Z? 0.2, and w is 0? W Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, and Z are real numbers satisfying 0 < x + y + z + w & Tb, Dy, Ho, and Lu.

[화학식 2](2)

NaY1-p-q-rNpF4:Nd3+ q,Yb3+ r NaY 1-pqr N p F 4 : Nd 3+ q , Yb 3+ r

(단, 상기 화학식 2에서, 상기 p는 0 ≤ p ≤ 1 의 실수이고, 상기 q는 0 < q ≤ 1의 실수이고, 상기 r은 0 ≤ r < 1의 실수이며, 0 < p + q + r ≤ 1을 만족하는 범위에서 선택되며, 상기 N은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)P is a real number of 0? P? 1, q is a real number of 0? Q? 1, r is a real number of 0? R <1, 0 <p + q + and N is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Lu.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체에서, 상기 화학식 1에서 Yb3+는 980 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수할 수 있는 부활제이고, 상기 화학식 1에서 Tm3+ 및 Er3+는 청색 및 녹색을 발광할 수 있는 활성제이며, 상기 화학식 2에서 Nd3+는 800 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수할 수 있는 부활제이며, 상기 화학식 2에서 Yb3+는 800 nm의 근적외선으로부터 흡수한 에너지를 상기 코어의 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 전달하는 공부활제일 수 있다. In the above multi-wavelength excited multicolor light-upturnable nanophosphor , Yb 3+ is an activator capable of absorbing near infrared rays in a 980 nm wavelength band, and Tm 3+ and Er 3+ in the formula (1) In the formula (2), Nd 3+ is an activator capable of absorbing near infrared rays in a wavelength band of 800 nm, and Yb 3+ in the formula (2) is an activator capable of absorbing energy absorbed from near- Lt; RTI ID = 0.0 &gt; Tm &lt; / RTI &gt; 3+ and Er 3+ of the core.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체에서, 상기 코어는 단일한 육방정계 결정 구조를 가지며, 상기 코어 및 상기 쉘을 구비하는 나노형광체도 단일한 육방정계 결정 구조를 가질 수 있다. In the multiwavelength excited multicolor light emitting uplink nanophosphor, the core has a single hexagonal crystal structure, and the nanophosphor having the core and the shell may have a single hexagonal crystal structure.

본 발명의 다른 관점에 따른 디스플레이 장치는 상술한 나노형광체를 포함할 수 있다. The display device according to another aspect of the present invention may include the nano-fluorescent substance described above.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 형광조영제는 상술한 나노형광체를 포함할 수 있다. The fluorescent contrast agent according to another aspect of the present invention may include the above-described nano-fluorescent substance.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 태양전지는 상술한 나노형광체를 포함할 수 있다. A solar cell according to another aspect of the present invention may include the above-mentioned nanophosphor.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 위조 방지 코드는 상술한 나노형광체를 포함할 수 있다.The anti-falsification code according to another aspect of the present invention may include the above-mentioned nano-fluorescent substance.

본 발명의 일 관점에 따른 일 실시예로서 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법은 i) 이트륨 전구체; 이터븀 전구체; 툴륨 전구체 및 어븀 전구체 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 전구체; 올레익산; 및 1-옥타디센;을 포함하는 제 1 혼합용액을 형성하는 제 1 혼합용액 제조단계; ii) 상기 제 1 혼합용액을 가열하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성하는 착화합물 형성단계; iii) 나트륨 전구체, 불소 전구체 및 메탄올을 포함하는 제 2 혼합용액을 상기 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 반응용액을 제조하는 반응용액 제조단계; 및 iv) 상기 제 1 반응용액에서 메탄올을 제거하고 열처리하여 나노입자를 형성하는 나노입자 형성단계;를 포함한다. 상기 나노입자는 하기 화학식 1로 표시되는, Yb3+가 도핑되고 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 도핑된, 불화물계 나노입자이다. According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a multi-wavelength excited multicolor light emission up-converting nano-phosphor, comprising the steps of: i) preparing a yttrium precursor; Ytterbium precursor; At least one precursor selected from a thulium precursor and an erbium precursor; Oleic acid; And 1-octadisene; a first mixed solution preparation step of forming a first mixed solution including a first mixed solution containing 1-octadecene; ii) heating the first mixed solution to form a solution containing the first lanthanide complex; iii) a reaction solution preparation step of mixing a second mixed solution containing a sodium precursor, a fluorine precursor and methanol with a solution containing the first lanthanide complex to prepare a first reaction solution; And iv) removing nanoparticles from the first reaction solution and forming nanoparticles by heat treatment. The nanoparticles are fluoride-based nanoparticles doped with Yb 3+ and doped with at least one selected from Tm 3+ and Er 3+ represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

NaY1-x-y-z-wLwF4:Yb3+ x,Tm3+ y,Er3+ z NaY 1-xyzw L w F 4 : Yb 3+ x , Tm 3+ y , Er 3+ z

(단, 상기 화학식 1에서, 상기 x는 0 < x ≤ 0.7의 실수이고, 상기 y는 0 ≤ y ≤ 0.1의 실수이고, 상기 z는 0 ≤ z ≤ 0.2의 실수이며, 상기 w는 0 ≤ w ≤ 1의 실수이며, w, x, y, 및 z는 0 < x + y + z + w ≤ 1 을 만족하는 범위 내에서 선택되며, 상기 L은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임) (Wherein x is a real number of 0 < x? 0.7, y is a real number of 0? Y? 0.1, z is a real number of 0? Z? 0.2, and w is 0? W Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, and Z are real numbers satisfying 0 < x + y + z + w & Tb, Dy, Ho, and Lu.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법에서, 상기 이트륨 전구체는 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 이터븀 전구체는 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 툴륨 전구체는 염화툴륨 수화물(TmCl3·6H2O), 툴륨아세테이트(Tm(CH3COO)3), 염화툴륨(TmCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 어븀 전구체는 염화어븀 수화물(ErCl3·6H2O), 어븀아세테이트(Er(CH3COO)3), 염화어븀(ErCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. Wherein the yttrium precursor is at least one selected from the group consisting of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O), yttrium acetate (Y (CH 3 COO) 3 ), yttrium chloride (YCl 3 ) (YbCl 3 .6H 2 O), ytterbium acetate (Yb (CH 3 COO) 3 ), ytterbium chloride (YbCl 3 ), and combinations thereof. The ytterbium precursor may be selected from the group consisting of ytterbium chloride ) and it is one selected from the group consisting of one, the thulium precursor chloride thulium hydrate (TmCl 3 · 6H 2 O) , thulium acetate (Tm (CH 3 COO) 3 ), chloride, thulium (TmCl 3) and these (ErCl 3 .6H 2 O), erbium acetate (Er (CH 3 COO) 3 ), erbium chloride (ErCl 3 ), and combinations thereof. The erbium precursor may be selected from the group consisting of May be any one selected from the group consisting of

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법에서, 상기 나노입자 형성단계에서 이루어지는 열처리는 250 ℃ 내지 370 ℃에서 10분 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. In the method for producing the multi-wavelength excited multicolor light emission up-converting nanophosphor, the heat treatment in the nanoparticle formation step may be performed at 250 ° C to 370 ° C for 10 minutes to 4 hours.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법은 상기 나노입자 형성단계 이후에, v) 이트륨 전구체, 네오디뮴 전구체, 이터븀 전구체와 올레익산, 1-옥타디센을 포함하는 제 3 혼합용액을 형성하는 제 3 혼합용액 제조단계; vi) 상기 제 3 혼합용액을 가열하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성하는 착화합물 형성단계; vii) 상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 나노입자 형성단계에서 형성된 상기 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 형성하는 제 4 혼합용액 제조단계; viii) 상기 제 4 혼합용액을 나트륨 전구체, 불소 전구체 및 메탄올을 포함하는 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조하는 제 2 반응용액 제조단계; 및 ix) 상기 제 2 반응용액에서 메탄올을 제거하고 열처리하여 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘을 형성하는 쉘 제조단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 쉘은 하기 화학식 2로 표시되는, Nd3+ 및 Yb3+ 가 도핑된, 불화물계 화합물을 포함할 수 있다. The method for producing the multiwavelength excited multicolor light emission uplink nanophosphor is a method for producing a nanoparticle comprising the steps of: v) forming a third mixed solution containing a yttrium precursor, a neodymium precursor, an ytterbium precursor, oleic acid and 1-octadisene, A third mixed solution preparing step of forming the third mixed solution; vi) heating the third mixed solution to form a solution containing the second lanthanide complex; vii) a fourth mixed solution preparation step of mixing a solution containing the nanoparticles formed in the nanoparticle formation step with a solution containing the second lanthanide complex to form a fourth mixed solution; viii) preparing a second reaction solution by mixing the fourth mixed solution with a fifth mixed solution including a sodium precursor, a fluorine precursor, and methanol to prepare a second reaction solution; And ix) removing the methanol from the second reaction solution and subjecting it to heat treatment to form a shell surrounding at least a part of the core. The shell may include a fluoride-based compound doped with Nd 3+ and Yb 3+ represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

NaY1-p-q-rNpF4:Nd3+ q,Yb3+ r NaY 1-pqr N p F 4 : Nd 3+ q , Yb 3+ r

(단, 상기 화학식 2에서, 상기 p는 0 ≤ p ≤ 1 의 실수이고, 상기 q는 0 < q ≤ 1의 실수이고, 상기 r은 0 ≤ r < 1의 실수이며, 0 < p + q + r ≤ 1을 만족하는 범위에서 선택되며, 상기 N은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)P is a real number of 0? P? 1, q is a real number of 0? Q? 1, r is a real number of 0? R <1, 0 <p + q + and N is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Lu.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법에서, 상기 이트륨 전구체는 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 이터븀 전구체는 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, 상기 네오디뮴 전구체는 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O), 네오디뮴아세테이트(Nd(CH3COO)3), 염화네오디뮴(NdCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. Wherein the yttrium precursor is at least one selected from the group consisting of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O), yttrium acetate (Y (CH 3 COO) 3 ), yttrium chloride (YCl 3 ) (YbCl 3 .6H 2 O), ytterbium acetate (Yb (CH 3 COO) 3 ), ytterbium chloride (YbCl 3 ), and combinations thereof. The ytterbium precursor may be selected from the group consisting of ytterbium chloride ) And a combination thereof. The neodymium precursor is at least one selected from the group consisting of neodymium chloride hydrate (NdCl 3 .6H 2 O), neodymium acetate (Nd (CH 3 COO) 3 ), neodymium chloride (NdCl 3 ) Or a combination thereof.

상기 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법에서, 상기 쉘 제조단계에서 이루어지는 열처리는 250 ℃ 내지 370 ℃에서 10분 내지 4시간 동안 수행될 수 있다. In the method for producing the multi-wavelength excitation multi-color light emission up-converting nano-phosphor, the heat treatment in the shell-making step may be performed at 250 ° C to 370 ° C for 10 minutes to 4 hours.

본 발명의 그 밖에 또 다른 관점에 따른 상향변환 나노형광체는 육방정계 결정 구조를 가지는 코어 및 쉘 구조의 상향변환 나노형광체로, 980 nm 및 800 nm의 적외선에 의해 여기되어 다색발광을 나타낼 수 있는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체이다. According to another aspect of the present invention, the up-converted nanophosphor is a core and shell-structured up-converted nanophosphor having a hexagonal crystal structure, and can be excited by infrared rays of 980 nm and 800 nm to exhibit multi- It is an up-conversion nanophosphor that can emit multi-wavelength light with multiple wavelengths.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 단일 파장의 자외선에 의해 여기되어 강한 녹색발광을 나타내고, 청색, 하늘색, 청록색, 녹색등 다양한 색을 발광하는 무기 나노형광체가 얻어지며, 란탄족 원소의 전자 천이에 의한 발광을 이용하므로 깜박거림 현상이 없으며 광안정성이 우수한 장점이 있어, 투명 디스플레이 장치로 활용이 가능하다. 또한 생체에 유해성이 적고, 세포의 흡수도가 낮은 파장대역의 적외선을 여기원으로 사용하는 것이 가능하기 때문에, 바이오 이미징 조영제로 활용이 가능하다. 그러나 이러한 효과는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.As described in detail above, according to the present invention, an inorganic nano-fluorescent substance excited by a single wavelength ultraviolet ray to exhibit strong green light emission and emitting various colors such as blue, sky blue, cyan, and green is obtained, Since it uses light emission by transition, there is no flickering phenomenon, and light stability is excellent. Therefore, it can be used as a transparent display device. In addition, since it is possible to use infrared rays in a wavelength band having low harmfulness to the living body and a low degree of absorption of cells as an excitation source, it can be used as a contrast medium for bioimaging. However, these effects are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 상향변환 나노형광체의 투과 전자 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 상향변환 나노형광체의 X-선 회절 패턴이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 코어/쉘 구조의 다색 발광 상향변환 나노형광체에 대한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체의 투과 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체의 X-선 회절 패턴이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 및 코어/쉘 구조의 나노형광체를 980 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 나노형광체를 980 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 스펙트럼이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 나노형광체를 980 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 사진이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어 및 코어/쉘 구조의 나노형광체를 800 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 스펙트럼이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 나노형광체를 800 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코어/쉘 구조의 나노형광체를 800 nm 적외선으로 여기하였을때의 발광 사진이다.
1 is a transmission electron microscope photograph of a core up-converting nano-phosphor according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an X-ray diffraction pattern of a core up-converting nano-phosphor according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a multicolor luminescent up-conversion nano-phosphor of a core / shell structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a transmission electron micrograph of a core / shell structure up-converting nanophosphor according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is an X-ray diffraction pattern of a core / shell structure up-converting nano-phosphor according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a light emission spectrum of nano-phosphors having core and core / shell structures excited by 980 nm infrared rays according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a light emission spectrum of a nano-fluorescent material having a core / shell structure according to a preferred embodiment of the present invention when it is excited by 980 nm infrared rays.
FIG. 8 is a photoluminescence image of a core / shell structure nano-phosphor according to a preferred embodiment of the present invention when it is excited by 980 nm infrared rays.
FIG. 9 is an emission spectrum of nano-phosphors having a core and a core / shell structure according to a preferred embodiment of the present invention excited by 800 nm infrared rays.
FIG. 10 is an emission spectrum of a nano-phosphor having a core / shell structure according to a preferred embodiment of the present invention when it is excited by 800 nm infrared rays.
11 is a photograph of a nano-fluorescent material having a core / shell structure according to a preferred embodiment of the present invention excited by 800 nm infrared rays.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 980 nm 및 800 nm 적외선 여기 하에서 다양한 색을 발광할 수 있는 상향변환 나노형광체에 대하여 기술하고자 한다. 본 발명의 상향변환 나노형광체는 980 nm 적외선을 흡수할 수 있는 부활제와 가시광선을 발광할 수 있는 활성제가 코어에 도핑되어 있고, 800 nm 적외선을 흡수할 수 있는 부활제와 흡수된 에너지를 코어로 전달해 줄 수 있는 공부활제가 쉘에 도핑되어 코어/쉘 구조로 구성된다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한되지는 아니하고, 구성 요소의 부가, 치환 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.Hereinafter, a description will be made of an up-converted nano-phosphor capable of emitting various colors under 980 nm and 800 nm infrared ray excitation according to a preferred embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawings. The up-converted nano-phosphors of the present invention are characterized in that an activator capable of absorbing 980 nm infrared light and an activator capable of emitting visible light are doped into the core, and an activator capable of absorbing 800 nm infrared light, Is doped into the shell to form a core / shell structure. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments may be easily suggested by adding, replacing, etc. components.

그러나, 앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 실시 형태는 본 발명을 더욱 완벽하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. However, the embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention.

본 발명은 형광 조영제, 투명 디스플레이 장치의 발광부 및 태양전지의 파장 변환부 및 위폐 방지와 같은 보안 분야에 적용 가능한 나노형광체 및 그 합성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 눈에 보이지 않는 근적외선을 가시광선으로 변환할 수 있는 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체에 관한 것으로 980 nm와 800 nm 두 가지 파장의 근적외선에 의해 여기되어 청색부터 노란색 내지 연두색까지 다양한 색의 가시광선을 발광하는 나노형광체에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 육방정계 코어/쉘 구조의 나노형광체로 쉘에 부활제를 도핑하여 980 nm 적외선 뿐만 아니라 800 nm 적외선 여기 하에서도 강한 가시광 발광을 나타내며, 조성제어를 통해 청색부터 노란색 및 연두색까지 다양한 색을 발광할 수 있는 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체를 개시한다. The present invention relates to a nanofluorescent material applicable to security fields such as a fluorescent contrast agent, a light emitting portion of a transparent display device, a wavelength conversion portion of a solar cell, and anti-counterfeiting, and a method of synthesizing the same. More specifically, the present invention relates to a core / shell structure up-converting nano-phosphor capable of converting invisible near-infrared rays into visible light, which is excited by near-infrared rays of two wavelengths of 980 nm and 800 nm, To a nano-fluorescent substance which emits visible light of color. In other words, the present invention is a nano-fluorescent material having a hexagonal core / shell structure and exhibits strong visible light emission not only at 980 nm infrared but also at 800 nm infrared ray excitation by doping the shell with an activator. Discloses an up-converted nanophosphor capable of emitting a multi-wavelength excited multicolor light capable of emitting light of a color.

이하에서 본 발명의 기술적 사상에 따르는 다색발광 상향변환 나노형광체의 제조 방법의 구체적인 실시예를 설명한다. Hereinafter, a specific embodiment of a method of manufacturing a multicolor light emission up-conversion nano-phosphor according to the technical idea of the present invention will be described.

<실시예 1> Yb&Lt; Example 1 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.74 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 툴륨 전구체로서 염화툴륨 수화물(TmCl3·6H2O) 0.01 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.74 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) as a ytterbium precursor, thulium chloride hydrate (TmCl 3揃 6H 2 O) 0.01 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 1에서 제조된 나노입자는 NaY0.74F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 1 were NaY 0.74 F 4 : Yb 3+ 0.25 and Tm 3+ 0.01 .

<실시예 2> Yb&Lt; Example 2 > Yb 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.1% ErAnd 0.1% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.739 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 툴륨 전구체로서 염화 툴륨 수화물(TmCl3·6H2O) 0.01 mmol, 어븀 전구체로서 염화 어븀 수화물(ErCl3·6H2O) 0.001 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.739 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) as an ytterbium precursor, thulium chloride hydrate (TmCl 3揃 6H 2 O) 0.01 mmol, and 0.001 mmol of erbium chloride hydrate (ErCl 3 .6H 2 O) as an erbium precursor were mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 2에서 제조된 나노입자는 NaY0.739F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.001 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 2 were NaY 0.739 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.001 .

<실시예 3> Yb&Lt; Example 3 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.2% ErAnd 0.2% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.738 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 툴륨 전구체로서 염화 툴륨 수화물(TmCl3·6H2O) 0.01 mmol, 어븀 전구체로서 염화 어븀 수화물(ErCl3·6H2O) 0.002 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.738 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) as an ytterbium precursor, 13.0 g of thulium chloride hydrate (TmCl 3揃 6H 2 O) 0.01 mmol, and 0.002 mmol of erbium chloride hydrate (ErCl 3 .6H 2 O) as an erbium precursor are mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 3에서 제조된 나노입자는 NaY0.738F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.002 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 3 were NaY 0.738 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.002 .

<실시예 4> Yb&Lt; Example 4 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.3% ErAnd 0.3% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.737 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 툴륨 전구체로서 염화 툴륨 수화물(TmCl3·6H2O) 0.01 mmol, 어븀 전구체로서 염화 어븀 수화물(ErCl3·6H2O) 0.003 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.737 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) as an ytterbium precursor, thulium chloride hydrate (TmCl 3揃 6H 2 O) 0.01 mmol, and 0.003 mmol of erbium chloride hydrate (ErCl 3 .6H 2 O) as an erbium precursor were mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 4에서 제조된 나노입자는 NaY0.737F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.003 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 4 are NaY 0.737 F 4: Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.003 .

<실시예 5> Yb&Lt; Example 5 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.5% ErAnd 0.5% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.735 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 툴륨 전구체로서 염화 툴륨 수화물(TmCl3·6H2O) 0.01 mmol, 어븀 전구체로서 염화 어븀 수화물(ErCl3·6H2O) 0.005 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.735 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O) as yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3 .6H 2 O) as ytterbium precursor, 13.0 g of thulium chloride hydrate (TmCl 3 .6H 2 O) 0.01 mmol, and 0.005 mmol of erbium chloride hydrate (ErCl 3 .6H 2 O) as an erbium precursor are mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 5에서 제조된 나노입자는 NaY0.735F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.005 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 5 were NaY 0.735 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.005 .

<실시예 6> Yb&Lt; Example 6 > 3+3+ 및 Er And Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어 나노형광체 제조 Manufacture of Upgraded Core Nano Phosphor

이트륨 전구체로서 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.73 mmol, 이터븀 전구체로서 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.25 mmol, 어븀 전구체로서 염화 어븀 수화물(ErCl3·6H2O) 0.02 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 혼합용액을 형성한다(제 1 혼합용액 제조단계). 상기 제 1 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액을 형성한다(착화합물 형성단계). 0.73 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.25 mmol of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3 .6H 2 O) as an ytterbium precursor, erbium chloride hydrate (ErCl 3 .6H 2 O) 0.02 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadisene to form a first mixed solution (first mixed solution preparation step). The first mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a mixed solution containing the first lanthanide complex (complex compound forming step).

상기 제 1 혼합용액에 나트륨 전구체로서, 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서, 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 2 혼합용액 제조단계). 그 후에 제 2 혼합용액을 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 혼합용액에 섞어주어 제 1 반응용액을 형성한다(제 1 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor were mixed into the first mixed solution to prepare a second mixed solution ). Thereafter, the second mixed solution is mixed with the mixed solution containing the first lanthanide complex to form a first reaction solution (first reaction solution preparation step).

제 1 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 250 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 250 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 50 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다. 상기 실시예 6에서 제조된 나노입자는 NaY0.73F4:Yb3+ 0.25,Er3+ 0.02 이다. After the first reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. At this time, when the heat treatment temperature is lower than 250 ° C, a single hexagonal crystal is not completely formed, and thus the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, it is preferable that the heat treatment temperature is 250 to 370 ° C and the heat treatment time is 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed, the nanopowder is cooled to room temperature and a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 50 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform. The nanoparticles prepared in Example 6 are NaY 0.73 F 4 : Yb 3 +0.25 and Er 3 + 0.02 .

도 1에 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6을 통해 합성된 코어 상향변환 나노형광체의 투과 전자 현미경 사진을 도시하였다. 도 1을 참조하면 45 nm 이내의 균일한 크기를 가지는 코어 나노형광체가 합성된 것을 알 수 있다. FIG. 1 shows a transmission electron microscope photograph of the core up-converting nano-phosphors synthesized through Examples 1 to 6 of the present invention. Referring to FIG. 1, core nano-phosphors having a uniform size within 45 nm are synthesized.

도 2에 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6을 통해 합성된 코어 상향변환 나노형광체의 X-선 회절 패턴을 나타내었으며, 도 2로부터 합성된 코어 나노형광체들은 단일 육방정 결정상을 가지고 있음을 알 수 있다. FIG. 2 shows X-ray diffraction patterns of the core upconverted nano-phosphors synthesized through Examples 1 to 6 of the present invention. The core nano-phosphors synthesized from FIG. 2 had a single hexagonal crystal phase .

<실시예 7> Yb&Lt; Example 7 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 1에서 제조된 NaY0.74F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. Prepared in Example 1 NaY 0.74 F 4: Yb 3+ 0.25, Tm 3+ 0.01 to nanoparticles in the core of the core / shell structure comprising a shell, Nd 3+ and Yb 3+ resurrection the NaYF 4 fluoride-based compound Nano-phosphors were prepared.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 1에서 제조한 NaY0.74F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing NaY 0.74 F 4 : Yb 3 +0.25 and Tm 3 +0.01 nanoparticles prepared in Example 1 was mixed with the solution containing the second Lanthanide complex to prepare a fourth mixed solution 4 mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

제 2 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(코어/쉘 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the second reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (core / shell formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

<실시예 8> Yb&Lt; Example 8 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.1% ErAnd 0.1% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 2에서 제조된 NaY0.739F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.001 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. The NaY 0.739 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.001 nanoparticles prepared in Example 2 as the core were used as the shell to contain Nd 3+ and Yb 3+ -activated NaYF 4 fluoride-based compounds as a shell To prepare a nanophosphor with a core / shell structure.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 2에서 제조한 NaY0.739F4:Yb3+ 0.25, Tm3+ 0.01, Er3+ 0.001 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing NaY 0.739 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.001 nanoparticles prepared in Example 2 was mixed with a solution containing the second lanthanide complex, (Fourth mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

제 2 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(코어/쉘 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the second reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (core / shell formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

<실시예 9> Yb&Lt; Example 9 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.2% ErAnd 0.2% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 3에서 제조된 NaY0.738F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.002 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. The NaY 0.738 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.002 nanoparticles prepared in Example 3 as a core were used as a shell to contain Nd 3+ and Yb 3+ -activated NaYF 4 fluoride-based compounds as a shell To prepare a nanophosphor with a core / shell structure.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 3에서 제조한 NaY0.738F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01, Er3+ 0.002 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing NaY 0.738 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.002 nanoparticles prepared in Example 3 was mixed with a solution containing the second lanthanide complex, (Fourth mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

<실시예 10> Yb&Lt; Example 10 > 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.3% ErAnd 0.3% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 4에서 제조된 NaY0.737F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.003 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. The NaY 0.737 F 4: Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.003 nanoparticles prepared in Example 4 were used as a core to contain Nd 3+ and Yb 3+ -activated NaYF 4 fluoride-based compounds as a shell To prepare a nanophosphor with a core / shell structure.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 4에서 제조한 NaY0.737F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01, Er3+ 0.003 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing the NaY 0.737 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.003 nanoparticles prepared in Example 4 was mixed with the solution containing the second lanthanide complex, (Fourth mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

<실시예 11> YbExample 11 Synthesis of Yb 3+3+ 및 Tm And Tm 3+3+ 와 0.5% ErAnd 0.5% Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 5에서 제조된 NaY0.735F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01,Er3+ 0.005 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. The NaY 0.735 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.005 nanoparticles prepared in Example 5 were used as a core to contain Nd 3+ and Yb 3+ -activated NaYF 4 fluoride-based compounds as a shell To prepare a nanophosphor with a core / shell structure.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 5에서 제조한 NaY0.735F4:Yb3+ 0.25,Tm3+ 0.01, Er3+ 0.005 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing the NaY 0.735 F 4 : Yb 3+ 0.25 , Tm 3+ 0.01 , and Er 3+ 0.005 nanoparticles prepared in Example 5 was mixed with the solution containing the second lanthanide complex, (Fourth mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

제 2 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the second reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

<실시예 12> YbExample 12 Synthesis of Yb 3+3+ 및 Er And Er 3+3+ 부활된 상향변환 코어/쉘 나노형광체 제조 Resurfaced Upconversion Core / Shell Nano Phosphor Manufacture

상기 실시예 6에서 제조된 NaY0.73F4:Yb3+ 0.25,Er3+ 0.02 나노입자를 코어로 하여 Nd3+ 및 Yb3+ 부활된 NaYF4 불화물계 화합물을 쉘로 포함하는 코어/쉘 구조의 나노형광체를 제조하였다. The above-described NaY prepared in example 6 0.73 F 4: Yb 3+ 0.25 , Er 3+ 0.02 to nanoparticles in the core of the core / shell structure comprising a shell, Nd 3+ and Yb 3+ resurrection the NaYF 4 fluoride-based compound Nano-phosphors were prepared.

이트륨 전구체로서 염화 이트륨 수화물(YCl3·6H2O) 0.55 mmol, 네오디뮴 전구체로서 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O) 0.4 mmol, 이터븀 전구체로서 염화 이터븀 수화물(YbCl3·6H2O) 0.05 mmol을 올레익산과 1-옥타디센을 포함하는 용액과 혼합하여 제 3 혼합용액을 형성한다(제 3 혼합용액 제조단계). 상기 제 3 혼합용액을 150 ℃에서 30분 열처리하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성한다(제 2 착화합물 형성단계). 0.5 mmol of yttrium chloride hydrate (YCl 3揃 6H 2 O) as a yttrium precursor, 0.4 mmol of neodymium chloride hydrate (NdCl 3揃 6H 2 O) as a neodymium precursor, 30 ml of ytterbium chloride hydrate (YbCl 3揃 6H 2 O) 0.05 mmol is mixed with a solution containing oleic acid and 1-octadecene to form a third mixed solution (third mixed solution preparation step). The third mixed solution is heat-treated at 150 ° C for 30 minutes to form a solution containing the second lanthanide complex (second complex formation step).

상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 실시예 6에서 제조한 NaY0.73F4:Yb3+ 0.25,Er3+ 0.02 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 제조하였다(제 4 혼합용액 제조단계).A solution containing NaY 0.73 F 4 : Yb 3+ 0.25 and Er 3+ 0.02 nanoparticles prepared in Example 6 was mixed with a solution containing the second lanthanide complex to prepare a fourth mixed solution 4 mixed solution preparation step).

나트륨 전구체로서 2.5 mmol의 수산화나트륨과 불소 전구체로서 4 mmol의 불화암모늄을 포함하는 10 ml의 메탄올 용액을 혼합하여 제 5 혼합용액을 제조한다(제 5 혼합용액 제조단계). 상기 제 4 혼합용액을 상기 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조한다(제 2 반응용액 제조단계). 2.5 mmol of sodium hydroxide as a sodium precursor and 10 ml of a methanol solution containing 4 mmol of ammonium fluoride as a fluorine precursor are mixed to prepare a fifth mixed solution. The fourth mixed solution is mixed with the fifth mixed solution to prepare a second reaction solution (second reaction solution preparation step).

제 2 반응용액이 충분히 혼합된 후에는 메탄올을 제거한 후 비활성 가스 분위기에서 열처리를 하였다. 이때 열처리 온도가 200 ℃ 미만이면 단일한 육방정상 나노결정이 완전하게 생성되지 않고, 이로 인해 형광체가 강한 발광을 나타내지 못하게 된다. 370 ℃를 초과하면 과반응에 의하여 입자의 뭉침 현상 등이 발생하여 입자의 크기가 매우 크고, 크기의 분포가 균일하지 못하며, 이로 인해 휘도가 저하되는 단점이 나타난다. 따라서 열처리 온도는 200 ~ 370 ℃로 하고, 열처리 시간은 10분 ~ 4시간으로 하는 것이 바람직하다(나노입자 형성단계). 열처리 과정을 마치고 상온으로 냉각한 후에는 1 ~ 60 nm 크기의 직경을 가지는 콜로이드 상태의 나노형광체를 얻게 된다. 이렇게 만들어진 나노형광체를 아세톤, 혹은 에탄올로 세척한 후 헥산, 톨루엔, 클로로포름 등의 무극성 용매에 분산하여 보관하였다.After the second reaction solution was sufficiently mixed, methanol was removed and heat treatment was performed in an inert gas atmosphere. If the annealing temperature is less than 200 ° C, a single hexagonal nanocrystal is not completely formed and the phosphor does not exhibit strong luminescence. If the temperature is higher than 370 ° C, aggregation of particles occurs due to excessive reaction, resulting in a very large particle size, a uniform distribution of the size, and a disadvantage that the luminance is lowered. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 200 to 370 DEG C and the heat treatment time is preferably 10 minutes to 4 hours (nanoparticle formation step). After the heat treatment is completed and the mixture is cooled to room temperature, a colloidal nanoporous phosphor having a diameter of 1 to 60 nm is obtained. The nano-phosphors thus prepared were washed with acetone or ethanol and dispersed in a non-polar solvent such as hexane, toluene or chloroform.

상술한 실시예들에서 각종 전구체는 해당 특정 물질을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상기 해당 특정 물질에만 한정되는 것은 아니다. 이를 반영하여, 상기 이트륨 전구체는 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 이터븀 전구체는 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 툴륨 전구체는 염화툴륨 수화물(TmCl3·6H2O), 툴륨아세테이트(Tm(CH3COO)3), 염화툴륨(TmCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 어븀 전구체는 염화어븀 수화물(ErCl3·6H2O), 어븀아세테이트(Er(CH3COO)3), 염화어븀(ErCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 상기 네오디뮴 전구체는 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O), 네오디뮴아세테이트(Nd(CH3COO)3), 염화네오디뮴(NdCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. In the above-described embodiments, various precursors have exemplarily described the specific substance, but the technical idea of the present invention is not limited to the specific substance. In view of this, the yttrium precursor may be any one selected from the group consisting of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O), yttrium acetate (Y (CH 3 COO) 3 ), yttrium chloride (YCl 3 ) Wherein the ytterbium precursor is selected from the group consisting of ytterbium chloride (YbCl 3 .6H 2 O), ytterbium acetate (Yb (CH 3 COO) 3 ), ytterbium chloride (YbCl 3 ) which can be one, wherein the thulium precursor chloride thulium hydrate (TmCl 3 · 6H 2 O) , thulium acetate (Tm (CH 3 COO) 3 ), chloride, thulium (TmCl 3) and which is selected from the group consisting of It is one days, and the erbium precursor is chloride, erbium hydrate (ErCl 3 · 6H 2 O) , erbium acetate (Er (CH 3 COO) 3 ), chloride, erbium (ErCl 3) and at least one selected from the group consisting of days, and the precursor is neodymium chloride, neodymium hydrate (NdCl 3 · 6H 2 O) , Audio may be a di acetate (Nd (CH 3 COO) 3 ), neodymium chloride (NdCl 3) and at least one selected from the group consisting of.

도 3에 본 발명의 일 실시예인 코어/쉘 구조를 가지는 상향변환 나노형광체의 모식도를 나타내었다. 코어에는 가시광선을 발광할 수 있는 활성제와 980 nm 적외선을 흡수할 수 있는 부활제가 도핑되고, 쉘에는 800 nm 적외선을 흡수할 수 있는 부활제와 흡수된 에너지를 전달해줄 수 있는 공부활제가 도핑된 구조를 가지고 있기 때문에 980 nm 및 800 nm의 적외선의 흡수가 가능하며, 코어에 도핑된 활성제의 조성비를 조절하여 청색부터 녹색 사이의 다양한 가시광선을 발광하는 것이 가능하다. FIG. 3 is a schematic view of an up-converted nano-phosphor having a core / shell structure according to an embodiment of the present invention. The core is doped with an activator capable of emitting visible light and an activator capable of absorbing 980 nm infrared. The shell is doped with a activator capable of absorbing 800 nm infrared and a curing agent capable of transferring the absorbed energy. Structure, it is possible to absorb infrared rays of 980 nm and 800 nm, and it is possible to emit various visible rays from blue to green by controlling the composition ratio of the dopant in the core.

도 4에 본 발명의 실시예 7 내지 실시예 8을 통해 합성된 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체의 투과 전자 현미경 사진을 나타내었다. 코어 주위로 NaYF4 쉘이 형성되며 나노입자의 크기가 증가한 것을 확인할 수 있으며, 도 5에 도시된 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체의 X-선 회절 패턴으로부터 합성된 코어/쉘 나노형광체들은 코어 나노형광체와 마찬가지로 단일한 육방정계 결정 구조를 가지고 있음을 확인할 수 있다. FIG. 4 shows a transmission electron microscope photograph of the core / shell structure up-converting nano-phosphors synthesized through Examples 7 to 8 of the present invention. It can be seen that the NaYF 4 shell is formed around the core and the size of the nanoparticles is increased. The core / shell nano-phosphors synthesized from the X-ray diffraction pattern of the upconverted nano- It can be confirmed that it has a single hexagonal crystal structure like the nanophosphor.

또한, 도 6에 도시된 발광 스펙트럼으로부터 코어 주위로 쉘을 형성시킴으로써 발광 강도가 크게 향상되었음을 확인할 수 있으며, 코어/쉘 구조의 상향변환 나노형광체는 코어 나노형광체에 비하여 적외선으로 여기되었을 때 청색 발광 피크가 크게 증가함을 알 수 있다. 6, it can be seen that the luminescence intensity is greatly improved by forming a shell around the core. When the up-converted nanophosphor of the core / shell structure is excited by infrared rays as compared with the core nano- Is significantly increased.

도 7에 실시예 7 내지 실시예 12를 통해 합성된 코어/쉘 구조의 나노형광체의 발광 스펙트럼을 나타내었다. 도시된 980 nm 적외선 여기 하에서의 발광 스펙트럼으로부터 코어에 도핑된 활성제의 농도가 변화함에 따라 청색 스펙트럼 영역의 발광 피크 강도 대비 녹색 스펙트럼 영역의 발광 피크의 강도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 도 8에 도시된 실시예 7 내지 실시예 12를 통해 합성된 코어/쉘 구조의 나노형광체 발광 사진으로부터 코어에서 Er3+의 도핑 농도가 증가함에 따라 발광색이 청색부터 노란색으로 변하는 것을 확인할 수 있다. FIG. 7 shows the emission spectra of the core / shell nanopowders synthesized through Examples 7 to 12. It can be seen from the emission spectrum under the illustrated 980 nm infrared excitation that the intensity of the emission peak in the green spectral range increases with the change of the concentration of the active agent doped into the core as compared with the emission peak intensity in the blue spectral range, From the nanophosphor luminescence photograph of the core / shell structure synthesized through Examples 7 to 12, it can be seen that the emission color changes from blue to yellow as the doping concentration of Er 3+ increases in the core.

도 9에 도시된 800 nm 적외선 여기 조건 하에서 코어 및 코어/쉘 나노형광체의 발광 스펙트럼을 나타내었다. 실시예 1을 통해 합성된 코어 나노형광체는 발광 피크가 관찰되지 않는 반면, 실시예 7을 통해 합성된 코어/쉘 구조의 나노형광체는 청색 스펙트럼 영역에서 Tm3+의 고유한 발광 피크를 나타내었다. 도 9를 통하여 코어/쉘 나노형광체는 쉘에 도핑된 부활제를 통하여 980 nm 적외선 뿐만 아니라 800 nm 대역의 적외선에 의해 여기되는 경우도 발광이 나타남을 확인할 수 있다. The luminescence spectra of the core and the core / shell nanophosphor under the 800 nm infrared ray excitation condition shown in FIG. 9 are shown. The core nanopowder synthesized through Example 1 had no emission peak, whereas the core / shell nanopowder synthesized through Example 7 exhibited an intrinsic emission peak of Tm 3+ in the blue spectral region. 9, it can be seen that the core / shell nano-phosphors emit light not only by the 980 nm infrared ray but also by the infrared ray of 800 nm band through the activator doped in the shell.

도 10에 실시예 7 내지 실시예 12를 통하여 합성된 코어/쉘 구조의 나노형광체를 800 nm 적외선 레이저로 여기시켰을 때 발광 스펙트럼을 나타내었다. 980 nm 적외선으로 여기시키는 경우와 마찬가지로 코어에 도핑된 Er3+의 농도가 증가함에 따라 청색 스펙트럼 영역의 발광 피크의 강도 대비 녹색 스펙트럼 영역의 발광 피크의 강도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 도 11에 도시된 실시예 7 내지 실시예 12를 통해 합성된 코어/쉘 구조의 나노형광체 발광 사진으로부터 코어에서 Er3+의 도핑 농도가 증가함에 따라 발광색이 청색부터 연두색으로 변하는 것을 확인할 수 있다. FIG. 10 shows emission spectra of nanoporous phosphors of core / shell structure synthesized through Examples 7 to 12 by excitation with a 800 nm infrared laser. The intensity of the emission peak in the green spectral region tends to increase with increasing intensity of the emission peak in the blue spectral region as the concentration of doped Er 3+ increases in the core as in the case of exciting with 980 nm infrared, From the nanophosphor luminescence photograph of the core / shell structure synthesized through Examples 7 to 12, it can be seen that the emission color changes from blue to lime green as the doping concentration of Er 3+ increases in the core.

지금까지 상술한 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체는 디스플레이 장치, 형광조영제, 태양전지 또는 위조 방지 코드에 적용될 수 있다. Up to now, the above-described up-converted nanophosphors capable of emitting multi-wavelength excitation light can be applied to a display device, a fluorescent contrast agent, a solar cell or an anti-falsification code.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.

본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하므로, 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. will be.

Claims (14)

하기 화학식 1로 표시되는, Yb3+가 도핑되고 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 도핑된, 불화물계 나노입자를 포함하는 코어; 및
하기 화학식 2로 표시되는, Nd3+ 및 Yb3+ 가 도핑된, 불화물계 화합물을 포함하되, 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는, 쉘;
을 구비하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체.
[화학식 1]
NaY1-x-y-z-wLwF4:Yb3+ x,Tm3+ y,Er3+ z
(단, 상기 화학식 1에서, 상기 x는 0 < x ≤ 0.7의 실수이고, 상기 y는 0 ≤ y ≤ 0.1의 실수이고, 상기 z는 0 ≤ z ≤ 0.2의 실수이며, 상기 w는 0 ≤ w ≤ 1의 실수이며, w, x, y, 및 z는 0 < x + y + z + w ≤ 1 을 만족하는 범위 내에서 선택되며, 상기 L은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)
[화학식 2]
NaY1-p-q-rNpF4:Nd3+ q,Yb3+ r
(단, 상기 화학식 2에서, 상기 p는 0 ≤ p ≤ 1 의 실수이고, 상기 q는 0 < q ≤ 1의 실수이고, 상기 r은 0 ≤ r < 1의 실수이며, 0 < p + q + r ≤ 1을 만족하는 범위에서 선택되며, 상기 N은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)
To core comprising at least a nanoparticle of any one of the doped, fluoride-based selected from, Yb 3+ is doped with Er 3+ and Tm 3+ represented by the general formula (1); And
A shell comprising a fluoride-based compound doped with Nd 3+ and Yb 3+ , wherein at least a portion of the core is surrounded by the shell;
Wherein the multi-wavelength excited polychromatic light-emitting up-converting nanophosphor.
[Chemical Formula 1]
NaY 1-xyzw L w F 4 : Yb 3+ x , Tm 3+ y , Er 3+ z
(Wherein x is a real number of 0 < x? 0.7, y is a real number of 0? Y? 0.1, z is a real number of 0? Z? 0.2, and w is 0? W Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, and Z are real numbers satisfying 0 < x + y + z + w & Tb, Dy, Ho, and Lu.
(2)
NaY 1-pqr N p F 4 : Nd 3+ q , Yb 3+ r
P is a real number of 0? P? 1, q is a real number of 0? Q? 1, r is a real number of 0? R <1, 0 <p + q + and N is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Lu.
제 1 항에 있어서,
상기 화학식 1에서 Yb3+는 980 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수할 수 있는 부활제이고, 상기 화학식 1에서 Tm3+ 및 Er3+는 청색 및 녹색을 발광할 수 있는 활성제이며, 상기 화학식 2에서 Nd3+는 800 nm 파장 대역의 근적외선을 흡수할 수 있는 부활제이며, 상기 화학식 2에서 Yb3+는 800 nm의 근적외선으로부터 흡수한 에너지를 상기 코어의 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 전달하는 공부활제인 것을 특징으로 하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체.
The method according to claim 1,
In Formula 1, Yb 3+ is an activator capable of absorbing near infrared rays in a wavelength band of 980 nm. In Formula 1, Tm 3+ and Er 3+ are activators capable of emitting blue and green. In Formula 2, Nd 3+ is an activator capable of absorbing near-infrared light in a wavelength band of 800 nm, and Yb 3+ in the formula 2 is an energy absorbed from 800 nm near infrared rays, at least one of Tm 3+ and Er 3+ Wherein the multi-wavelength excited nanopowder is a multi-wavelength excitation light source.
제 1 항에 있어서,
상기 코어는 단일한 육방정계 결정 구조를 가지며, 상기 코어 및 상기 쉘을 구비하는 나노형광체도 단일한 육방정계 결정 구조를 가지는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체.
The method according to claim 1,
Wherein the core has a single hexagonal crystal structure, and the nanophosphor having the core and the shell also have a single hexagonal crystal structure.
제 1 항에 따른 상기 나노형광체를 포함하는 디스플레이 장치.A display device comprising the nanophosphor according to claim 1. 제 1 항에 따른 상기 나노형광체를 포함하는 형광조영제.A fluorescent contrast agent comprising the nanophosphor according to claim 1. 제 1 항에 따른 상기 나노형광체를 포함하는 태양전지.A solar cell comprising the nanophosphor according to claim 1. 제 1 항에 따른 상기 나노형광체를 포함하는 위조 방지 코드.An anti-fake cord comprising the nanophosphor according to claim 1. 이트륨 전구체; 이터븀 전구체; 툴륨 전구체 및 어븀 전구체 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 전구체; 올레익산; 및 1-옥타디센;을 포함하는 제 1 혼합용액을 형성하는 제 1 혼합용액 제조단계,
상기 제 1 혼합용액을 가열하여 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성하는 제 1 착화합물 형성단계,
나트륨 전구체, 불소 전구체 및 메탄올을 포함하는 제 2 혼합용액을 상기 제 1 란탄족 착화합물을 포함하는 용액과 혼합하여 제 1 반응용액을 제조하는 반응용액 제조단계 및
상기 제 1 반응용액에서 메탄올을 제거하고 열처리하여 나노입자를 형성하는 나노입자 형성단계
를 포함하고,
상기 나노입자는 하기 화학식 1로 표시되는, Yb3+가 도핑되고 Tm3+ 및 Er3+ 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 도핑된, 불화물계 나노입자인 것을 특징으로 하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
[화학식 1]
NaY1-x-y-z-wLwF4:Yb3+ x,Tm3+ y,Er3+ z
(단, 상기 화학식 1에서, 상기 x는 0 < x ≤ 0.7의 실수이고, 상기 y는 0 ≤ y ≤ 0.1의 실수이고, 상기 z는 0 ≤ z ≤ 0.2의 실수이며, 상기 w는 0 ≤ w ≤ 1의 실수이며, w, x, y, 및 z는 0 < x + y + z + w ≤ 1 을 만족하는 범위 내에서 선택되며, 상기 L은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)
Yttrium precursor; Ytterbium precursor; At least one precursor selected from a thulium precursor and an erbium precursor; Oleic acid; And 1-octadisene; a first mixed solution preparation step of forming a first mixed solution including a first mixed solution,
A first complex compound forming step of heating the first mixed solution to form a solution containing the first lanthanide complex,
Preparing a first reaction solution by mixing a second mixed solution containing a sodium precursor, a fluorine precursor, and methanol with a solution containing the first lanthanide complex, and
Forming nanoparticles by removing methanol from the first reaction solution and forming a nanoparticle by heat treatment
Lt; / RTI &gt;
Wherein the nanoparticles are fluoride nanoparticles doped with Yb 3+ and doped with at least one selected from Tm 3+ and Er 3+ represented by the following formula 1: (Method for producing converted nano phosphor).
[Chemical Formula 1]
NaY 1-xyzw L w F 4 : Yb 3+ x , Tm 3+ y , Er 3+ z
(Wherein x is a real number of 0 < x? 0.7, y is a real number of 0? Y? 0.1, z is a real number of 0? Z? 0.2, and w is 0? W Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, and Z are real numbers satisfying 0 &lt; x + y + z + w & Tb, Dy, Ho, and Lu.
제 8 항에 있어서,
상기 이트륨 전구체는 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
상기 이터븀 전구체는 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
상기 툴륨 전구체는 염화툴륨 수화물(TmCl3·6H2O), 툴륨아세테이트(Tm(CH3COO)3), 염화툴륨(TmCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
상기 어븀 전구체는 염화어븀 수화물(ErCl3·6H2O), 어븀아세테이트(Er(CH3COO)3), 염화어븀(ErCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인,
다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The yttrium precursor is any one selected from the group consisting of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O), yttrium acetate (Y (CH 3 COO) 3 ), yttrium chloride (YCl 3 )
Wherein the ytterbium precursor is any one selected from the group consisting of ytterbium chloride (YbCl 3 .6H 2 O), ytterbium acetate (Yb (CH 3 COO) 3 ), ytterbium chloride (YbCl 3 ) ,
The precursor thulium thulium chloride hydrate (TmCl 3 · 6H 2 O) , thulium acetate (Tm (CH 3 COO) 3 ), thulium chloride (TmCl 3) and at least one selected from the group consisting of and,
Wherein the erbium precursor is any one selected from the group consisting of erbium chloride (ErCl 3 .6H 2 O), erbium acetate (Er (CH 3 COO) 3 ), erbium chloride (ErCl 3 )
A method for producing an up - converted nanophosphor capable of multi - wavelength excitation of multicolored light.
제 8 항에 있어서,
상기 나노입자 형성단계에서 이루어지는 열처리는 250℃ 내지 370 ℃에서 10분 내지 4시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the heat treatment in the nanoparticle formation step is performed at 250 ° C to 370 ° C for 10 minutes to 4 hours.
제 8 항에 있어서,
상기 나노입자 형성단계 이후에,
이트륨 전구체, 네오디뮴 전구체, 이터븀 전구체와 올레익산, 1-옥타디센을 포함하는 제 3 혼합용액을 형성하는 제 3 혼합용액 제조단계;
상기 제 3 혼합용액을 가열하여 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액을 형성하는 제 2 착화합물 형성단계;
상기 제 2 란탄족 착화합물을 포함하는 용액에 상기 나노입자 형성단계에서 형성된 상기 나노입자를 포함하는 용액을 혼합하여 제 4 혼합용액을 형성하는 제 4 혼합용액 제조단계;
상기 제 4 혼합용액을 나트륨 전구체, 불소 전구체 및 메탄올을 포함하는 제 5 혼합용액과 혼합하여 제 2 반응용액을 제조하는 제 2 반응용액 제조단계; 및
상기 제 2 반응용액에서 메탄올을 제거하고 열처리하여 상기 코어의 적어도 일부를 둘러싸는 쉘을 형성하는 쉘 제조단계;
를 더 포함하되,
상기 쉘은 하기 화학식 2로 표시되는, Nd3+ 및 Yb3+ 가 도핑된, 불화물계 화합물을 포함하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
[화학식 2]
NaY1-p-q-rNpF4:Nd3+ q,Yb3+ r
(단, 상기 화학식 2에서, 상기 p는 0 ≤ p ≤ 1 의 실수이고, 상기 q는 0 < q ≤ 1의 실수이고, 상기 r은 0 ≤ r < 1의 실수이며, 0 < p + q + r ≤ 1을 만족하는 범위에서 선택되며, 상기 N은 La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er 및 Lu로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나임)
9. The method of claim 8,
After the nanoparticle formation step,
A third mixed solution preparation step of forming a third mixed solution including a yttrium precursor, a neodymium precursor, an ytterbium precursor, oleic acid, and 1-octadecene;
A second complex compound forming step of heating the third mixed solution to form a solution containing a second lanthanide complex;
A fourth mixed solution preparation step of mixing a solution containing the nanoparticles formed in the nanoparticle formation step with a solution containing the second lanthanide complex to form a fourth mixed solution;
Mixing the fourth mixed solution with a fifth mixed solution containing a sodium precursor, a fluorine precursor, and methanol to prepare a second reaction solution; And
Removing the methanol from the second reaction solution and heat treating the shell to form a shell surrounding at least a part of the core;
Further comprising:
Wherein the shell comprises a fluoride-based compound doped with Nd 3+ and Yb 3+ represented by the following formula (2).
(2)
NaY 1-pqr N p F 4 : Nd 3+ q , Yb 3+ r
P is a real number of 0? P? 1, q is a real number of 0? Q? 1, r is a real number of 0? R <1, 0 <p + q + and N is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Lu.
제 11 항에 있어서,
상기 이트륨 전구체는 염화이트륨 수화물(YCl3·6H2O), 이트륨아세테이트(Y(CH3COO)3), 염화이트륨(YCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
상기 이터븀 전구체는 염화이터븀 수화물(YbCl3·6H2O), 이터븀아세테이트(Yb(CH3COO)3), 염화이터븀(YbCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고,
상기 네오디뮴 전구체는 염화 네오디뮴 수화물(NdCl3·6H2O), 네오디뮴아세테이트(Nd(CH3COO)3), 염화네오디뮴(NdCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The yttrium precursor is any one selected from the group consisting of yttrium chloride hydrate (YCl 3 .6H 2 O), yttrium acetate (Y (CH 3 COO) 3 ), yttrium chloride (YCl 3 )
Wherein the ytterbium precursor is any one selected from the group consisting of ytterbium chloride (YbCl 3 .6H 2 O), ytterbium acetate (Yb (CH 3 COO) 3 ), ytterbium chloride (YbCl 3 ) ,
Wherein the neodymium precursor is any one selected from the group consisting of neodymium chloride hydrate (NdCl 3 .6H 2 O), neodymium acetate (Nd (CH 3 COO) 3 ), neodymium chloride (NdCl 3 ) ,
A method for producing an up - converted nanophosphor capable of multi - wavelength excitation of multicolored light.
제 11 항에 있어서,
상기 쉘 제조단계에서 이루어지는 열처리는 200℃ 내지 370 ℃에서 10분 내지 4시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the heat treatment in the shell forming step is performed at 200 ° C to 370 ° C for 10 minutes to 4 hours.
육방정계 결정 구조를 가지는 코어 및 쉘 구조의 상향변환 나노형광체로, 980 nm 및 800 nm의 적외선에 의해 여기되어 다색발광을 나타낼 수 있는, 다파장 여기 다색발광 가능한 상향변환 나노형광체.The present invention relates to an up-converting nanophosphor capable of emitting multi-wavelength excited multicolor light, which can be excited by infrared rays of 980 nm and 800 nm and exhibiting multicolor emission with a core and shell structure of a hexagonal crystal structure.
KR1020170143769A 2017-10-31 2017-10-31 Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same KR101985471B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170143769A KR101985471B1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170143769A KR101985471B1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190048646A true KR20190048646A (en) 2019-05-09
KR101985471B1 KR101985471B1 (en) 2019-09-03

Family

ID=66546601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170143769A KR101985471B1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101985471B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230034757A (en) * 2021-09-03 2023-03-10 한국과학기술연구원 Multi color emitting upconversion nanophosphor
CN116285949A (en) * 2023-02-27 2023-06-23 中国科学院福建物质结构研究所 Rare earth nano fluorescent material with core-shell structure and preparation method and application thereof
CN116891742A (en) * 2023-06-07 2023-10-17 西安邮电大学 Rare earth luminescent material and preparation method and application thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130050545A (en) * 2011-11-08 2013-05-16 한국과학기술연구원 Core/shell magnetic nanophosphor and method for synthesizing thereof
KR20130121554A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 한국과학기술연구원 Core/shell multifunctional magnetic nanophosphor and synthesis method thereof
CN105802627A (en) * 2016-04-29 2016-07-27 华南师范大学 Composite nano material capable of exciting upconversion steady persistence through near-infrared light and preparation thereof
KR101742687B1 (en) * 2016-10-13 2017-06-05 한국과학기술연구원 Nanostructure, infrared photodetector including the same and methods of fabricating the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130050545A (en) * 2011-11-08 2013-05-16 한국과학기술연구원 Core/shell magnetic nanophosphor and method for synthesizing thereof
KR20130121554A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 한국과학기술연구원 Core/shell multifunctional magnetic nanophosphor and synthesis method thereof
CN105802627A (en) * 2016-04-29 2016-07-27 华南师范大学 Composite nano material capable of exciting upconversion steady persistence through near-infrared light and preparation thereof
KR101742687B1 (en) * 2016-10-13 2017-06-05 한국과학기술연구원 Nanostructure, infrared photodetector including the same and methods of fabricating the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230034757A (en) * 2021-09-03 2023-03-10 한국과학기술연구원 Multi color emitting upconversion nanophosphor
CN116285949A (en) * 2023-02-27 2023-06-23 中国科学院福建物质结构研究所 Rare earth nano fluorescent material with core-shell structure and preparation method and application thereof
CN116285949B (en) * 2023-02-27 2023-09-29 中国科学院福建物质结构研究所 Rare earth nano fluorescent material with core-shell structure and preparation method and application thereof
CN116891742A (en) * 2023-06-07 2023-10-17 西安邮电大学 Rare earth luminescent material and preparation method and application thereof
CN116891742B (en) * 2023-06-07 2024-05-17 西安邮电大学 Rare earth luminescent material and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101985471B1 (en) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. The room temperature afterglow mechanism in carbon dots: current state and further guidance perspective
KR101956138B1 (en) core/double-shell structured red-emitting upconversion nanophosphors
KR102037373B1 (en) Upconversion nanophosphor showing luminescence under various excitation wavelengths and methods of fabricating the same
KR101792800B1 (en) Color tunable upconversion nanophosphor and method of fabricating the same
US9796923B2 (en) Color tunable multifunctional nanophosphor, synthesis method thereof, and polymer composite including the nanophosphor
JP5721767B2 (en) Multifunctional magnetic nanophosphor having core / shell structure and method for producing the same
KR102204359B1 (en) Core/multi-shell upconversion fluoride nanophosphor showing luminescence under various excitation wavelengths and methods of forming the same
KR101616363B1 (en) Multicolor tunable nanophosphor and its synthesis method and transparent polymer composite including the nanophosphor
KR102659667B1 (en) Multi-color tunable upconversion nanophosphor
KR102448424B1 (en) Full color tunable upconversion nanophosphor
KR102131757B1 (en) Dye-sensitized Upconversion nanophosphors and methods of synthesizing the same
KR101646675B1 (en) Dual-mode-emitting nanophosphor with core-multishell structure and synthetic method thereof and transparent polymer composite including the nanophosphor
CN112779011B (en) Nanomaterial capable of regulating Ho ion orthogonal luminescence characteristic and preparation method thereof
Verma et al. A novel near white light emitting phosphor KSrYSi2O7: Dy3+: synthesis, characterization and luminescence properties
KR101985471B1 (en) Multicolor tunable upconversion nanophosphors under various excitation wavelengths and method of fabricating the same
KR102683178B1 (en) Multi color emitting upconversion nanophosphor
Tamrakar et al. Structural and luminescence behavior of Gd2O3: Er3+ phosphor synthesized by solid state reaction method
Zhu et al. Preparation and luminescent properties of Ba0. 05Sr0. 95MoO4: Tm3+ Dy3+ white-light phosphors
KR101742687B1 (en) Nanostructure, infrared photodetector including the same and methods of fabricating the same
KR102016557B1 (en) Upconversion nanophosphor showing multicolor luminescence with under 10 ㎚ size and methods of fabricating the same
El Ghoul et al. Effect of annealing temperature on the luminescence properties of Zn2SiO4: V nanocomposite
KR102704762B1 (en) Metal halide colloidal nanoparticles and method for producing the same
Manavbasi et al. Synthesis of pure Zn 2 SiO 4: Mn green phosphors by simple PVA–metal complex route
US5227207A (en) Photoconverter
KR102637631B1 (en) Metal halide dual-mode emission nanoparticles and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant