KR20240060278A - Phosphor Manufactured by Recycling Waste Glass and Method for Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
폐유리를 재활용하여 제조한 형광체 및 그의 제조방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 형광체를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정과 상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정과 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정과 상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정과 프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정 및 디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법을 제공한다.Disclosed is a phosphor manufactured by recycling waste glass and a manufacturing method thereof.
According to one aspect of this embodiment, in a method of manufacturing a phosphor using waste glass, a first acquisition process of obtaining only waste glass powder through a grinding process of crushing and grinding the waste glass and sieving, and 1 A first mixing process of mixing the characteristic material with the waste glass powder obtained in the acquisition process at a preset first ratio, a melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment, and the components melted in the melting process A second acquisition process of obtaining frit powder through grinding and sieving, a second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a preset second ratio, and a sintering process of pressing into a disk shape and then sintering. A method for manufacturing a characterized phosphor is provided.
Description
본 발명은 폐유리를 재활용하여 제조한 형광체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor manufactured by recycling waste glass and a method of manufacturing the same.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section simply provides background information for this embodiment and does not constitute prior art.
2018년 IPCC는 '지구온난화 1.5℃ 특별보고서'를 승인하면서 지구 평균온도 상승폭을 1.5℃ 이내로 제한해야 한다고 제시했다. 이를 위해, 지구적으로 이산화탄소 배출량을 2030년까지 2010년 대비 최소 45%를 감축하고, 2050년에 이르러서는 탄소중립 달성을 구체화하였다. 한국도 세계의 흐름에 맞추어 2020년 12월 10일, 2050년 까지의 탄소중립을 선언했다.In 2018, the IPCC approved the 'Global Warming 1.5℃ Special Report' and suggested that the increase in global average temperature should be limited to within 1.5℃. To this end, global carbon dioxide emissions will be reduced by at least 45% compared to 2010 by 2030, and carbon neutrality will be achieved by 2050. Korea also followed the global trend and declared carbon neutrality by 2050 on December 10, 2020.
국내에서 배출되는 폐유리의 60~70%만이 재활용되고 있으며, 30~40%는 재활용되지 못하고 매립되고 있다고 보고되고 있다. 지속적으로 발생하는 폐유리를 매립하기 위해 추가적인 매립지 건설이 불가피한데, 우리나라의 경우 그 수용 능력이 한계를 보이고 있다.It is reported that only 60-70% of waste glass discharged in Korea is recycled, and 30-40% is not recycled and is landfilled. The construction of additional landfills is inevitable to landfill the waste glass that is continuously generated, but in Korea's case, its capacity is limited.
해외 선진국에서는 폐유리를 재활용하기 위한 많은 시도와 정책들이 다음과 같이 증가하고 있다. EU의 경우, 폐유리병 재활용 실용 방안을 제시하여 시행하고 있으며, 홍콩, 일본 또는 미국 등도 폐유리병의 지속가능한 소비·생산 및 순환경제를 기초로 재활용률을 높이는데 집중하고 있다. In developed countries overseas, many attempts and policies to recycle waste glass are increasing as follows. In the case of the EU, practical plans for recycling waste glass bottles are being proposed and implemented, and Hong Kong, Japan, and the United States are also focusing on increasing the recycling rate based on sustainable consumption and production of waste glass bottles and the circular economy.
그러나 우리나라에서는 아직까지 폐유리의 뚜렷한 재활용 방안에 대해서 도출되지 않고 있다.However, in Korea, a clear recycling plan for waste glass has not yet been developed.
본 발명의 일 실시예는, 폐유리를 이용하여 광추출 효율이 우수한 형광체 및 그의 제조방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.One embodiment of the present invention aims to provide a phosphor with excellent light extraction efficiency using waste glass and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 형광체를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정과 상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정과 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정과 상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정과 프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정 및 디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a method of manufacturing a phosphor using waste glass, a first acquisition process of obtaining only waste glass powder through a grinding process of crushing and grinding the waste glass and sieving, and 1 A first mixing process of mixing the characteristic material with the waste glass powder obtained in the acquisition process at a preset first ratio, a melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment, and the components melted in the melting process A second acquisition process of obtaining frit powder through grinding and sieving, a second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a preset second ratio, and a sintering process of pressing into a disk shape and then sintering. A method for manufacturing a characterized phosphor is provided.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 폐유리 분말은 이산화 규소(SiO2), 탄산 칼슘(CaCO3) 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the waste glass powder is characterized in that it contains silicon dioxide (SiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and alumina (Al 2 O 3 ).
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 특성 재료는 제조되는 형광체의 굴절률을 향상시키는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the characteristic material improves the refractive index of the manufactured phosphor.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 특성 재료는 산화 붕소(B2O3). 산화 란탄(La2O3), 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the characteristic material is boron oxide (B 2 O 3 ). Some or all of lanthanum oxide (La 2 O 3 ), barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). It is characterized by including.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 제1 비율은 폐유리 분말 및 특성 재료가 75 내지 99 중량% : 1 내지 25 중량%만큼 포함되는 것인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset first ratio is characterized in that the waste glass powder and the characteristic material are included in an amount of 75 to 99% by weight: 1 to 25% by weight.
본 발명의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 형광체를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정과 상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정과 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정과 상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정과 프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정과 디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정 및 상기 소결과정을 거친 혼합물을 연마하는 연마과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a method of manufacturing a phosphor using waste glass, a first acquisition process of obtaining only waste glass powder through a grinding process of crushing and grinding the waste glass and sieving, and 1 A first mixing process of mixing the characteristic material with the waste glass powder obtained in the acquisition process at a preset first ratio, a melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment, and the components melted in the melting process A second acquisition process of obtaining frit powder through grinding and sieving, a second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a preset second ratio, a sintering process of pressing into a disk shape and then sintering, and the sintering process. A method for manufacturing a phosphor is provided, which includes a polishing process of polishing a mixture that has undergone a process.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 환경은 700 내지 1500℃의 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset environment is characterized by having a temperature of 700 to 1500°C.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 환경은 700 내지 1500℃의 온도가 20 내지 120분 동안 제공되는 환경인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset environment is characterized as an environment in which a temperature of 700 to 1500° C. is provided for 20 to 120 minutes.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 형광체 입자는 Lu3Al5O12: Ce3+ 또는 Y3Al5O12: Ce3+ 형광체 입자인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset phosphor particles are Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ phosphor particles.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 형광체 입자는 제조된 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 파장변환하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset phosphor particles are characterized in that the manufactured phosphor receives light in the blue wavelength band and converts the wavelength into light in the white wavelength band.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 형광체 입자는 Ca-alpha SiAlON: Eu2+ 형광체 입자인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset phosphor particles are Ca-alpha SiAlON:Eu 2+ phosphor particles.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 형광체 입자는 제조된 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 엠버(Amber, 등색)색 파장대역의 광으로 파장변환하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset phosphor particles are characterized in that the manufactured phosphor receives light in the blue wavelength band and converts the wavelength into light in the amber color wavelength band.
본 발명의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 형광체를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정과 상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정과 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정과 상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정과 프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정과 디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정과 상기 소결과정을 거친 혼합물을 연마하는 연마과정 및 상기 연마과정을 거친 혼합물을 다이싱하는 다이싱과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a method of manufacturing a phosphor using waste glass, a first acquisition process of obtaining only waste glass powder through a grinding process of crushing and grinding the waste glass and sieving, and 1 A first mixing process of mixing the characteristic material with the waste glass powder obtained in the acquisition process at a preset first ratio, a melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment, and the components melted in the melting process A second acquisition process of obtaining frit powder through grinding and sieving, a second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a preset second ratio, a sintering process of pressing into a disk shape and then sintering, and the sintering process. A method for manufacturing a phosphor is provided, comprising a polishing process of polishing a mixture that has undergone the polishing process and a dicing process of dicing the mixture that has undergone the polishing process.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 방법에 따라 제조된 형광체를 제공한다.According to one aspect of the present invention, a phosphor manufactured according to the above method is provided.
본 발명의 일 측면에 의하면, 청색 파장대역의 광을 출력하는 LED 및 상기 방법에 따라 제조되며, 상기 LED가 광을 출력하는 전방에 배치되어 상기 LED에서 출력된 광의 파장대역을 변환하는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원을 제공한다.According to one aspect of the present invention, an LED that outputs light in a blue wavelength band is manufactured according to the above method, and includes a phosphor that is disposed in front of the LED outputting light and converts the wavelength band of the light output from the LED. Provides a light source characterized in that:
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 형광체를 제조함에 있어, 폐유리를 활용할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, there is an advantage in that waste glass can be used in manufacturing phosphors.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 폐유리를 활용하여 제조한 형광체가 우수한 광추출 효율을 가질 수 있는 장점이 있다.Additionally, according to one aspect of the present invention, a phosphor manufactured using waste glass has the advantage of having excellent light extraction efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 입자 코팅방법을 도시한 순서도이다. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a phosphor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing a phosphor particle coating method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include" or "have" should be understood as not precluding the existence or addition possibility of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.Additionally, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within the scope of not being technically contradictory to each other.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 제조방법을 도시한 순서도이다. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a phosphor according to an embodiment of the present invention.
특정 파장대역의 광을 조사하는 광원은 광을 출력하는 LED 및 출력된 광의 파장대역을 변환하는 형광체를 포함할 수 있다. 이때, 형광체는 LED가 광을 출력하는 전방에 배치되어, 출력광의 파장을 가변시킨다. A light source that irradiates light in a specific wavelength band may include an LED that outputs light and a phosphor that converts the wavelength band of the output light. At this time, the phosphor is placed in front of the LED outputting light, and changes the wavelength of the output light.
본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 형광체는 백색광 또는 엠버색(Amber, 등색) 파장대역의 광을 출력하는 광원 내 포함되어 파장을 변환한다. 보다 구체적으로, 형광체는 청색 파장대역의 광을 출력하는, InGaN으로 구현된 LED의 전방에 배치되어, 백색광이나 엠버색으로 광의 파장대역을 변환한다.The phosphor manufactured according to an embodiment of the present invention is included in a light source that outputs light in a white light or amber wavelength band and converts the wavelength. More specifically, the phosphor is placed in front of the LED implemented with InGaN, which outputs light in the blue wavelength band, and converts the wavelength band of the light into white light or amber color.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 형광체는 후술할 제조방법에 따라 제조되며 광추출 효율이 우수하고, LED와 굴절률이 매칭된 특징을 가질 수 있다. LED는 전술한 소재(InGaN)로 구현되며 2.0 내외의 굴절률을 갖는다. 이에 따라, 적어도 형광체는 1.65 또는 1.7 이상의 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 그와 동시에, 출력된 광의 파장대역을 백색 또는 엠버색 파장대역으로 변환해야 한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 형광체는 전술한 조건(굴절률 및 파장변환)을 모두 만족시킬 수 있다.At this time, the phosphor manufactured according to an embodiment of the present invention is manufactured according to a manufacturing method to be described later, and has excellent light extraction efficiency and may have characteristics that match the refractive index of the LED. LED is implemented with the above-mentioned material (InGaN) and has a refractive index of around 2.0. Accordingly, it is desirable that at least the phosphor has a refractive index of 1.65 or 1.7 or higher. Also, at the same time, the wavelength band of the output light must be converted to a white or amber wavelength band. The phosphor manufactured according to an embodiment of the present invention can satisfy all of the above-mentioned conditions (refractive index and wavelength conversion).
폐유리를 분쇄하고 그라인딩한다(S110). 본 발명의 일 실시예에 따르 제조되는 형광체의 원료로서 폐유리가 포함된다. 폐유리는 분쇄되며 그라인딩된다. 폐유리의 성분은 이산화 규소(SiO2), 탄산 칼슘(CaCO3) 및 알루미나(Al2O3)를 포함한다.Waste glass is crushed and ground (S110). Waste glass is included as a raw material for the phosphor manufactured according to an embodiment of the present invention. Waste glass is crushed and ground. Components of waste glass include silicon dioxide (SiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and alumina (Al 2 O 3 ).
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득한다(S120). 그라인딩된 분말에 체질을 수행하여, 불순물을 제거한 폐유리 분말만을 획득한다.Only waste glass powder is obtained through sieving (S120). By sieving the ground powder, only waste glass powder with impurities removed is obtained.
폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합한다(S130). 전술한 과정을 거치며 획득한 폐유리 분말에, 특성 재료를 혼합한다. 특성 재료는 최종적으로 제조될 형광체의 굴절률을 향상시키기 위해 포함되는 재료로서, 특성 재료가 첨가되며 최종적으로 제조될 형광체의 굴절률이 적어도 1.65 이상이 될 수 있다. 특성 재료는 산화 붕소(B2O3). 산화 란탄(La2O3), 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부가 포함될 수 있다. 전술한 특성 재료는 기 설정된 제1 비율, 보다 구체적으로, 폐유리 분말 및 특성 재료의 비율로서 75 내지 99 중량% : 1 내지 25 중량%만큼 포함될 수 있다. 특성 재료가 전술한 비율만큼 포함됨에 따라, 최종적으로 제조될 형광체는 적어도 1.65 이상의 굴절률을 가질 수 있다.Characteristic materials are mixed with the waste glass powder at a preset first ratio (S130). Characteristic materials are mixed with the waste glass powder obtained through the above-described process. The characteristic material is a material included to improve the refractive index of the phosphor to be finally manufactured. When the characteristic material is added, the refractive index of the phosphor to be finally manufactured can be at least 1.65 or higher. The characteristic material is boron oxide (B 2 O 3 ). Some or all of lanthanum oxide (La 2 O 3 ), barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). may be included. The above-described characteristic material may be included in a preset first ratio, more specifically, 75 to 99% by weight: 1 to 25% by weight as the ratio of waste glass powder and characteristic material. As the characteristic material is included in the above-mentioned ratio, the phosphor to be finally manufactured may have a refractive index of at least 1.65 or higher.
폐유리 분말과 특성 재료의 혼합 후 기 설정된 환경에서 용융한다(S140). 양 성분이 혼합된 후, 기 설정된 환경에서 용융된다. 여기서, 기 설정된 환경은 700 내지 1500℃의 온도가 20 내지 120분 동안 제공되는 환경일 수 있다. 양 성분이 혼합된 혼합물이 기 설정된 환경에서 용융된 후, 용융물은 냉각되며 응고된다.After mixing the waste glass powder and the characteristic material, it is melted in a preset environment (S140). After both components are mixed, they are melted in a preset environment. Here, the preset environment may be an environment in which a temperature of 700 to 1500° C. is provided for 20 to 120 minutes. After the mixture of both components is melted in a preset environment, the melt is cooled and solidified.
용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거치며 프릿 분말을 획득한다(S150). 용융 후 응고된 성분을 S110 및 S120 과정과 같이 분말화 작업(그라인딩 및 체질)을 진행한다. 해당 과정을 거치며, 폐유리 분말과 특성 재료를 포함하는 (글래스) 프릿 분말이 생성된다.Frit powder is obtained by grinding and sieving the molten ingredients (S150). After melting, the solidified ingredients are powdered (grinding and sieving) as in processes S110 and S120. Through this process, (glass) frit powder containing waste glass powder and characteristic materials is produced.
프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합한다(S160). 프릿 분말에 추가적으로 기 설정된 형광체 입자가 혼합된다. 여기서, 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 백색 파장대역의 광을 출력하는 경우, 기 설정된 형광체 입자는 Lu3Al5O12: Ce3+ 또는 Y3Al5O12: Ce3+ 형광체일 수 있으며, 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 엠버색 파장대역의 광을 출력하는 경우, 기 설정된 형광체 입자는 Ca-alpha SiAlON: Eu2+ 형광체일 수 있다. 전술한 형광체 입자가 프릿 분말과 기 설정된 제2 비율로 혼합된다. 기 설정된 제2 비율은 프릿 분말 및 기 설정된 형광체 입자를 기준으로 30 내지 90 중량% : 10 내지 70 중량%일 수 있다. 프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자가 전술한 비율만큼 포함함에 따라, 형광체 입자의 파장 변환특성은 유지하면서도, 프릿 분말의 특성도 온전히 유지할 수 있다.Frit powder and preset phosphor particles are mixed at a preset second ratio (S160). In addition, preset phosphor particles are mixed with the frit powder. Here, when the phosphor receives light in the blue wavelength band and outputs light in the white wavelength band, the preset phosphor particle is Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ phosphor. When the phosphor receives light in the blue wavelength band and outputs light in the amber wavelength band, the preset phosphor particles may be Ca-alpha SiAlON: Eu 2+ phosphor. The above-described phosphor particles are mixed with the frit powder at a preset second ratio. The preset second ratio may be 30 to 90% by weight: 10 to 70% by weight based on the frit powder and the preset phosphor particles. As the frit powder and the preset phosphor particles are included in the above-mentioned ratio, the wavelength conversion characteristics of the phosphor particles can be maintained while the characteristics of the frit powder can also be fully maintained.
한편, 양자(프릿 분말 및 형광체 입자)를 혼합함에 있어, 솔벤트를 이용하여 혼합할 수 있다. 양자가 담길 수 있는 용기 내 양자와 함께 휘발성을 갖는 솔벤트를 주입한 후, 솔벤트를 교반함으로써 양자를 고르게 혼합할 수 있다. 교반은 솔벤트가 모두 휘발될 때까지 진행될 수 있으며, 이에 따라, 양자는 고르게 혼합될 수 있다.Meanwhile, when mixing both (frit powder and phosphor particles), solvent can be used to mix them. After injecting a volatile solvent together with the protons into a container that can contain the protons, the protons can be evenly mixed by stirring the solvent. Stirring may proceed until all of the solvent has volatilized, so that the two can be evenly mixed.
혼합물을 디스크 형태로 프레싱한 후 소결한다(S170). 프릿 분말과 형광체 입자의 혼합물을 1축 프레스를 이용하여 디스크 형태로 프레싱한다. 디스크 형태로 프레싱된 혼합물을 소결(Sintering)한다.The mixture is pressed into a disk shape and then sintered (S170). The mixture of frit powder and phosphor particles is pressed into a disk shape using a single-axis press. The mixture pressed into a disk shape is sintered.
소결된 성분을 연마한 후 다이싱한다(S180). 소결을 진행한 후, 표면을 연마(Polishing)한다. 표면을 연마한 후, 형광체의 크기로 다이싱함으로써 최종적으로 형광체가 제조된다. The sintered component is polished and then diced (S180). After sintering, the surface is polished. After polishing the surface, the phosphor is finally manufactured by dicing it to the size of the phosphor.
형광체는 특성 재료를 포함함으로써 형광체의 굴절률 특성을 만족할 수 있으며, 기 설정된 형광체 입자를 포함함으로서 원하는 파장대역으로 파장변환을 수행할 수 있다.The phosphor can satisfy the refractive index characteristics of the phosphor by including a characteristic material, and can perform wavelength conversion to a desired wavelength band by including preset phosphor particles.
한편, S160 과정에서 혼합되는 형광체 입자는 도 2에 도시된 바와 같이 표면에 이산화 규소(SiO2)가 코팅될 수 있다.Meanwhile, the surface of the phosphor particles mixed in the S160 process may be coated with silicon dioxide (SiO 2 ), as shown in FIG. 2 .
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 입자 코팅방법을 도시한 순서도이다. Figure 2 is a flowchart showing a phosphor particle coating method according to an embodiment of the present invention.
형광체 입자가 프릿 분말과 혼합된 후 소결되는 과정에서, 형광체 입자와 프릿 분말 사이에 기공이 발생할 수 있다. 형광체에 소결 조제로서 SiO2가 코팅됨으로써 이를 방지할 수 있으며, 내구성도 향상될 수 있다.During the process of sintering the phosphor particles after mixing them with the frit powder, pores may occur between the phosphor particles and the frit powder. This can be prevented by coating the phosphor with SiO 2 as a sintering aid, and durability can also be improved.
형광체 입자 및 SiO2를 혼합한다(S210). 형광체 입자 및 소결 조제로서 SiO2가 혼합됨에 따라, SiO2는 형광체 입자 주변에 골고루 분산되어 부착된다.Fluorescent particles and SiO 2 are mixed (S210). As the phosphor particles and SiO 2 as a sintering aid are mixed, SiO 2 is evenly dispersed and attached around the phosphor particles.
혼합물을 소결한다(S220), SiO2가 혼합된 형광체 입자를 소결한다. 소결에 따라, SiO2는 목 성장(Neck Growth)되며, 형광체 입자와 프릿 분말 간의 반응성을 향상시키 양자 사이에 형성된 기공을 폐쇄시킨다. The mixture is sintered (S220), and the SiO 2 mixed phosphor particles are sintered. According to sintering, SiO 2 neck grows, improving the reactivity between the phosphor particles and the frit powder and closing the pores formed between them.
이러한 과정을 거치며 표면에 이산화 규소가 코팅된 형광체 성분이 형광체의 제조에 포함될 수 있다. 이에 따라, 형광체의 내구성은 보다 우수해질 수 있다.Through this process, a phosphor component whose surface is coated with silicon dioxide can be included in the production of a phosphor. Accordingly, the durability of the phosphor can be improved.
도 1 및 2에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 1 및 2는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In Figures 1 and 2, each process is described as being sequentially executed, but this is merely an exemplary explanation of the technical idea of an embodiment of the present invention. In other words, a person skilled in the art to which an embodiment of the present invention pertains can change the order depicted in each drawing or perform one or more of the processes without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention. Since various modifications and variations can be applied by executing in parallel, Figures 1 and 2 are not limited to the time series order.
한편, 도 1 및 2에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다Meanwhile, the processes shown in Figures 1 and 2 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. That is, computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical read media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.
Claims (15)
폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정;
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정;
상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정;
상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정;
상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정;
프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정; 및
디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In the method of manufacturing phosphor using waste glass,
Grinding process of crushing and grinding waste glass;
A first acquisition process of obtaining only waste glass powder through sieving;
A first mixing process of mixing characteristic materials with the waste glass powder obtained in the first acquisition process at a preset first ratio;
A melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment;
A second acquisition process of obtaining frit powder by grinding and sieving the ingredients melted in the melting process;
A second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a second preset ratio; and
A sintering process that involves pressing into a disk and then sintering.
A phosphor manufacturing method comprising:
상기 폐유리 분말은,
이산화 규소(SiO2), 탄산 칼슘(CaCO3) 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to paragraph 1,
The waste glass powder is,
A method of manufacturing a phosphor comprising silicon dioxide (SiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), and alumina (Al 2 O 3 ).
상기 특성 재료는,
제조되는 형광체의 굴절률을 향상시키는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to paragraph 1,
The characteristic material is,
A phosphor manufacturing method characterized by improving the refractive index of the manufactured phosphor.
상기 특성 재료는,
산화 붕소(B2O3). 산화 란탄(La2O3), 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to paragraph 3,
The characteristic material is,
Boron oxide (B 2 O 3 ). Some or all of lanthanum oxide (La 2 O 3 ), barium oxide (BaO), zinc oxide (ZnO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ). A phosphor manufacturing method comprising:
상기 기 설정된 제1 비율은,
폐유리 분말 및 특성 재료가 75 내지 99 중량% : 1 내지 25 중량%만큼 포함되는 것인 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to paragraph 1,
The preset first ratio is,
A method of producing a phosphor, characterized in that waste glass powder and characteristic materials are included in an amount of 75 to 99% by weight: 1 to 25% by weight.
폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정;
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정;
상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정;
상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정;
상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정;
프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정;
디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정; 및
상기 소결과정을 거친 혼합물을 연마하는 연마과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In the method of manufacturing phosphor using waste glass,
Grinding process of crushing and grinding waste glass;
A first acquisition process of obtaining only waste glass powder through sieving;
A first mixing process of mixing characteristic materials with the waste glass powder obtained in the first acquisition process at a preset first ratio;
A melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment;
a second acquisition process of obtaining frit powder by grinding and sieving the ingredients melted in the melting process;
A second mixing process of mixing the frit powder and the preset phosphor particles at a second preset ratio;
A sintering process of pressing into a disk shape and then sintering; and
Polishing process of polishing the mixture that has gone through the sintering process
A phosphor manufacturing method comprising:
상기 기 설정된 환경은,
700 내지 1500℃의 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to paragraph 1,
The preset environment is,
A method for manufacturing a phosphor, characterized in that it has a temperature of 700 to 1500°C.
상기 기 설정된 환경은,
700 내지 1500℃의 온도가 20 내지 120분 동안 제공되는 환경인 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In clause 7,
The preset environment is,
A method of manufacturing a phosphor, characterized in that the environment is provided at a temperature of 700 to 1500 ° C. for 20 to 120 minutes.
상기 기 설정된 형광체 입자는,
Lu3Al5O12: Ce3+ 또는 Y3Al5O12: Ce3+ 형광체 입자인 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In clause 7,
The preset phosphor particles are,
A method of manufacturing a phosphor, characterized in that Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ phosphor particles.
상기 기 설정된 형광체 입자는,
제조된 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 파장변환하도록 하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to clause 9,
The preset phosphor particles are,
A method of manufacturing a phosphor, characterized in that the manufactured phosphor receives light in the blue wavelength band and converts the wavelength into light in the white wavelength band.
상기 기 설정된 형광체 입자는,
Ca-alpha SiAlON: Eu2+ 형광체 입자인 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In clause 7,
The preset phosphor particles are,
Ca-alpha SiAlON: A method of producing a phosphor, characterized in that it is Eu 2+ phosphor particles.
상기 기 설정된 형광체 입자는,
제조된 형광체가 청색 파장대역의 광을 입사받아 엠버(Amber, 등색)색 파장대역의 광으로 파장변환하도록 하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.According to clause 11,
The preset phosphor particles are,
A method of manufacturing a phosphor, characterized in that the manufactured phosphor receives light in the blue wavelength band and converts the wavelength into light in the amber color wavelength band.
폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정;
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 제1 획득과정;
상기 제1 획득과정에서 획득한 폐유리 분말에 특성 재료를 기 설정된 제1 비율로 혼합하는 제1 혼합과정;
상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정;
상기 용융과정에서 용융된 성분을 그라인딩 및 체질을 거쳐 프릿 분말을 획득하는 제2 획득과정;
프릿 분말과 기 설정된 형광체 입자를 기 설정된 제2 비율로 혼합하는 제2 혼합과정;
디스크 형태로 프레싱 후 소결하는 소결과정;
상기 소결과정을 거친 혼합물을 연마하는 연마과정; 및
상기 연마과정을 거친 혼합물을 다이싱하는 다이싱과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 제조방법.In the method of manufacturing phosphor using waste glass,
Grinding process of crushing and grinding waste glass;
A first acquisition process of obtaining only waste glass powder through sieving;
A first mixing process of mixing characteristic materials with the waste glass powder obtained in the first acquisition process at a preset first ratio;
A melting process of melting the mixture mixed in the mixing process in a preset environment;
A second acquisition process of obtaining frit powder by grinding and sieving the ingredients melted in the melting process;
A second mixing process of mixing frit powder and preset phosphor particles at a second preset ratio;
A sintering process of pressing into a disk shape and then sintering;
A polishing process of polishing the mixture that has undergone the sintering process; and
Dicing process of dicing the mixture that has gone through the polishing process
A phosphor manufacturing method comprising:
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되며, 상기 LED가 광을 출력하는 전방에 배치되어 상기 LED에서 출력된 광의 파장대역을 변환하는 형광체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원.
LED that outputs light in the blue wavelength band; and
A phosphor manufactured according to the method of any one of claims 1 to 13, and disposed in front of the LED outputting light to convert the wavelength band of the light output from the LED.
A light source comprising:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220141696A KR20240060278A (en) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Phosphor Manufactured by Recycling Waste Glass and Method for Manufacturing the Same |
| PCT/KR2023/013732 WO2024090781A1 (en) | 2022-10-28 | 2023-09-13 | Phosphor manufactured by recycling waste glass, and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220141696A KR20240060278A (en) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | Phosphor Manufactured by Recycling Waste Glass and Method for Manufacturing the Same |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20240060278A true KR20240060278A (en) | 2024-05-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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