KR20110082837A - 나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 백색 발광 소자 - Google Patents

Abstract

나이트라이드 형광체가 개시된다. 연색성이 우수하고 재흡수 현상이 없는 백색발광소자를 제공할 수 있다.

Description

나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 백색 발광 소자 {Nitride phosphor, method for preparing the same, and white light emitting device using the same}

나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 백색 발광 소자가 제공된다. 보다 상세하게는 넓은 반가폭을 갖는 나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 백색 발광 소자기 제공된다.

종래 광 시스템으로 형광등 및 백열등이 널리 사용된다. 그러나, 형광등에서 사용되는 Hg은 환경 문제를 야기한다. 또한, 상기 종래 광 시스템들은 수명이 매우 짧을 뿐 아니라, 그 효율도 매우 낮기 때문에 절전 측면에서 바람직하지 못하다. 이에 대하여 최근 많은 연구에 의해 백색 발광 소자의 효율이 증대되었다.

이러한 백색 발광 소자를 구현하는 방법은, UV LED를 광원으로 사용하여 청색,녹색 및 적색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식, UV LED를 광원으로 사용하여 청색 및 녹색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식, 청색 LED를 광원으로 사용하여 적색 및 녹색 형광체를 여기시켜 백색을 구현하는 방식, 또는 청색 LED를 광원으로 사용하여 황색 형광체를 여기시킴으로써 백색을 구현하는 방식이 있다.

종래 UV LED용 녹색 형광체는 535 nm 부근에서 발광 피크를 가지고 약 80 nm의 반가폭을 가지는데, 450 nm 부근에서 발광 피크를 가지고 약 50 nm의 반가폭을 가지는 청색 형광체와 함께 사용하여 백색광을 이룰 경우 470 nm 내지 510 nm 부근에서 발광의 골(valley)이 생기게 된다. 이와 같은 특성은 백색광의 연색성을 떨어뜨리는 하나의 원인으로 작용한다.

또한, UV LED를 광원으로 하는 백색 발광 소자에서 녹색 형광체에 의한 청색 형광체 발광의 재흡수, 적색 형광체에 의한 청색 및 녹색 형광체 발광의 재흡수가 백색광의 전체 효율을 떨어뜨리기 때문에, LED용 형광체 개발을 위해서는 재흡수가 없거나 미약한 형광체 개발이 중요하다.

UV LED를 광원으로 단일 형광체를 여기시켜 백색광을 구현하는 경우, 청색 LED와 황색 형광체 또는 청색 LED와 녹색 형광체를 사용하는 경우에 비해 480 nm 부근의 색이 비는 것을 줄여 연색성의 향상을 기대할 수 있게 되며, 2개 또는 3개의 형광체를 사용함으로써 겪게 되는 재흡수 문제에서 자유로울 수 있게 된다. 또한 상기 단일 백색 형광체를 다른 형광체와 함께 사용할 때라 하더라도 넓은 반가폭으로, 백색 형광체를 적용하지 않은 경우보다 우수한 연색성을 얻을 수 있다.

한편, 다수의 공지된 나이트라이드 형광체의 제조 방법은 높은 온도 및 0.1MPa 가 넘는 높은 질소 가스 압력의 공정 조건을 요구하기 때문에 이러한 고온, 고압을 견딜 수 있게 고안된 특별한 장치를 요구하며, 또한 출발 물질로 불안정한 물질을 사용하고 있기 때문에 이들 출발 물질의 취급시 요구되는 조건들이 까다롭다.

넓은 반가폭을 가지는 나이트라이드 형광체를 제공하는 것이다.

상기 나이트라이드 형광체의 제조 방법 및 상기 나이트라이드 형광체를 포함하는 백색 발광 소자를 제공하는 것이다.

일 측면에 따르면 하기 화학식 1로 표시되는 나이트라이드 형광체가 제공된다.

[화학식 1]

M¹ _{a - z}Ce_zM² _{b - x}M³ _xN_{c - y}O_y　

상기 식에서

M¹은 Sc^{3 +}, Y^{3 +}, Lu^{3 +}, La^{3 +}, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, Gd^{3 +}, Tb^{3 +}, Yb^{3 +}, Dy^{3 +}, Eu^{3 +} 및 Bi^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

M²는 Si^{4 +} 및 Ge^{4 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

M³는 Al^{3 +}, B³⁺ 및 Ga^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

1.8≤a≤2.2, 3.8≤b≤4.2, 6.7≤c≤7.3, 0.7≤x<3, 0≤y<3, 0<z<1이다.

일 구현예에 따르면 하기 화학식 2의 나이트라이드 형광체가 제공된다.

[화학식 2]

M¹ _{2 - z}Ce_zSi ₃ AlN_{c - y}O_y　

상기 식에서

M¹은 Sc^{3 +}, Y^{3 +}, Lu^{3 +}, La^{3 +}, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, Gd^{3 +}, Tb^{3 +}, Yb^{3 +}, Dy^{3 +}, Eu^{3 +} 및 Bi^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

6.7≤c≤7.3, 0≤y<3, 0<z<1이다.

다른 측면에 따르면, 발광 다이오드 (LED: light emitting diode); 및

상기 나이트라이드 형광체를 포함하는 백색 발광 소자가 제공된다.

또 다른 측면에 따르면, M¹ 전구체 화합물, Ce 전구체 화합물, M² 전구체 화합물, M³ 전구체 화합물 및 탄소계 재료를 혼합하는 단계;

상기 혼합물을 소성하는 단계; 및

상기 결과물을 분쇄하는 단계를 포함하는 상기 나이트라이드 형광체 제조 방법을 제공한다.

나이트라이드 형광체는 백색 발광 소자에 사용시 우수한 연색성을 나타내고 재흡수 현상이 방지된다.

도 1은 일 구현예에 따른 백색 발광 소자의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 실시예 3에 따른 형광체의 XRD 스펙트럼이다.
도 3은 실시예 1에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 4는 실시예 2에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 5는 실시예 3에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 6은 실시예 4에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼이다.
도 7은 실시예 1에 따른 형광체를 포함한 백색발광소자의 발광 스펙트럼이다.

이하에서 예시적인 하나 이상의 구현예에 따른 나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 포함하는 백색 발광 소자에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

일 측면에 따른 나이트라이드 형광체는 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다:

[화학식 1]

M¹ _{a - z}Ce_zM² _{b - x}M³ _xN_{c - y}O_y　

상기 식에서

M¹은 Sc^{3 +}, Y^{3 +}, Lu^{3 +}, La^{3 +}, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, Gd^{3 +}, Tb^{3 +}, Yb^{3 +}, Dy^{3 +}, Eu^{3 +} 및 Bi^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

M²는 Si^{4 +} 및 Ge^{4 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

M³는 Al^{3 +}, B³⁺ 및 Ga^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

1.8≤a≤2.2, 3.8≤b≤4.2, 6.7≤c≤7.3, 0.7≤x<3, 0≤y<3, 0<z<1이다.

상기 나이트라이드 형광체는 430 내지 550 nm 부근에서 발광 피크를 가지며, 100 nm에서 120nm에 이르는 넓은 반가폭을 가짐으로써 종래의 형광체에서 청녹색의 골에 해당하는 부분이 보강될 수 있다. 또한 400nm 부근 파장에 대한 흡수가 현저히 우세하고, 그 이외의 파장에 대해서는 흡수가 급격히 감소함으로써, UV LED에 적용 시 청색 형광체의 청색광을 재흡수하여 발광 효율이 떨어지는 현상에서도 자유로울 수 있다.

본 발명의 형광체의 Ce^{3 +}는 화학식 1의 M¹의 자리에 도핑되는데, M¹ 자리의 주변의 질소 및 산소 이온에 의하여 정해지는 결정장(crystal field)의 영향으로 Ce^{3 +}의 5d 레벨이 바닥 레벨에 대하여 3.1 eV 가량 높게 형성됨으로써 UV LED에 적합하게 된 것이다. 또한 본 발명의 형광체는 M²와 M³가 결정학적으로 동일한 위치에 존재하지만 해당 위치를 4+와 3+ 양이온이 혼재된 상태로 차지하고 있어, 도핑된 호스트의 결정 구조에 영향을 받는 Ce³⁺의 전자 구조 역시 다양한 에너지를 가지게 된다. 따라서 Ce^{3 +}에서 발생하는 발광 역시 폭 넓은 반가폭을 갖게 된다. 상기 나이트라이드 형광체는 하기 화학식 2의 나이트라이드 형광체일 수 있다:

[화학식 2]

M¹ _{2 - z}Ce_zSi ₃ AlN_{c - y}O_y　　

상기 식에서

M¹은 Sc^{3 +}, Y^{3 +}, Lu^{3 +}, La^{3 +}, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, Gd^{3 +}, Tb^{3 +}, Yb^{3 +}, Dy^{3 +}, Eu^{3 +} 및 Bi^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,

6.7≤c≤7.3, 0≤y<3, 0<z<1이다.

상기 나이트라이드 형광체는 예를 들어 La_{0 .6}Y_{1 .4}Si₃AlN₇:0.02Ce^{3 +}, La_0.8Y_1.2Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺, LaYSi₃AlN₇:0.02Ce^{3 +}, La₂Si₃AlN₇:0.02Ce^{3 +}, (Y,La)₂Si₂Al₂ON₆:Ce^{3 +} 또는 (Y,La)₂SiAl₃O₂N₅:Ce^{3 +}이다.

다른 측면에 따른 백색 발광 소자는 발광 다이오드 (LED: light emitting diode); 및 상기 화학식 1의 나이트라이드 형광체를 포함한다. 상기 백색 발광 소자는 연색성 지수가 80 이상, 바람직하게는 85 이상, 또는 90 이상일 수 있다.

상기 나이트라이드 형광체는 발광 밴드가 넓고 발광 피크의 위치가 청색 및 녹색 부분에 위치하고 있어, 기존의 형광체로 커버하기 어려웠던 청록색 부분을 커버할 수 있어 높은 연색지수를 나타내는 백색 발광 소자의 제조에 유리하다. 또한 UV LED에 해당하는 400nm 부근의 파장의 빛에 흡수가 집중되므로 백색 발광 소자 제조시 다른 색의 형광체와 혼합 상태로 적용되더라도 적색 형광체나 청색 형광체의 재흡수 현상이 발생하지 않아 재흡수에 의한 발광 효율의 감소가 억제될 수 있다.

상기한 특성을 바탕으로 의료용, 식료품 전시용, 박물관, 미술관 등에서의 특수 조명 외에 일반 조명으로도 적용이 가능하며, 모바일 기기, 노트북 등 소형 디스플레이의 백라이트 유니트로 사용될 수 있다. 또한 자동차 헤드램프, 통신 기기의 광원 등으로도 사용 가능하다. 　

상기 UV LED는 여기 광원이 자외선, 근자외선 영역의 전자기파이다. 상기 백색 발광 소자에 있어서, 상기 UV LED의 여기 광원의 파장대역은 340 내지 430 nm 범위일 수 있다.

상기 백색 발광 소자는 청색 형광체 또는 녹색 형광체 또는 적색 형광체 중하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 예컨대 청색 형광체 및 녹색 형광체 둘 다를 더 포함할 수 있다.

상기 청색 형광체의 예를 들면, (Sr,Ba,Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}; BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu^{2 +}; Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺; BaAl₈O₁₃:Eu^{2 +}; (Sr,Mg,Ca,Ba)₅(PO₄)₃Cl:Eu^{2 +}; BaMgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +} 및 Sr₂Si₃O₈2SrCl₂:Eu²⁺ 등을 들 수 있으며, 이들을 하나 이상 혼합하여 포함할 수 있다.

상기 녹색 형광체의 예를 들면, (Ba,Sr,Ca)₂SiO₄:Eu^{2 +}; Ba₂MgSi₂O₇:Eu^{2 +}; Ba₂ZnSi₂O₇:Eu²⁺; BaAl₂O₄:Eu^{2 +}; SrAl₂O₄:Eu^{2 +}; BaMgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +}, Mn^{2 +} ; 및 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺,Mn²⁺ 등을 들 수 있으며, 이들을 하나 이상 혼합하여 포함할 수 있다.

상기 적색 형광체의 예를 들면, (Sr,Ca)S:Eu^{2 +}; (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu^{2 +}; Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺; (Sr,Ba,Ca)₂P₂O₇:Eu^{2 +},Mn^{2 +}; (Ba,Mg)SiO₄:Eu^{2 +},Mn^{2 +}; (Ba,Ca)Ga₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺; Ba₂MgSi₂O₇:Eu^{2 +},Mn^{2 +}; 3.5MgO·0.5MgF₂·GeO₄:Mn^{4 +} 등을 들 수 있으며, 이들을 하나 이상 혼합하여 포함할 수 있다.

상기 청색 형광체의 방출 스펙트럼에서 피크의 파장은 440 내지 460 nm일 수 있다.

상기 녹색 형광체의 방출 스펙트럼에서 피크의 파장은 510 내지 560 nm일 수 있다.

상기 적색 형광체의 방출 스펙트럼에서 피크의 파장은 600 내지 670 nm일 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 백색 발광 소자의 구조를 나타낸 개략도로서, 고분자 렌즈 타입의 표면실장형 백색 발광 소자를 도시한 것이다. 여기에서 고분자 렌즈의 일 실시예로서 에폭시 렌즈를 사용한다.

도 1을 참조하여, UV 발광 LED 칩(10)을 금 와이어(20)를 통하여 전기리드선(30)과 다이본딩되고, 상기 화학식 1에 따른 나이트라이드 형광체를 함유하는 형광체 조성물(40)을 포함하도록 에폭시 몰드층(50)이 형성되어 있다. 그리고 도 1에서 성형몰드(60)의 내부는 알루미늄 또는 은으로 코팅된 반사막으로 이루어지며, 이는 다이오드에서 방출된 광을 위로 반사시키는 역할 및 적당량의 에폭시를 가두는 역할을 한다.

상기 에폭시 몰드층(50) 상부에는 에폭시 돔 렌즈(70)가 형성되어 있고, 이 에폭시 돔 렌즈(70)는 원하는 지향각에 따라 모양이 변화될 수 있다.

상기 백색 발광 소자는 도 1의 구조로만 한정되는 것을 의미하는 것은 아니며, 이밖에 다른 구조 예를 들어 LED에 형광체가 실장되는 타입, 포탄형, PCB 타입의 표면 실장형 타입의 구조를 갖는 LED일 수 있다.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 나이트라이드 형광체는 상술한 LED 이외에 수은 램프, 크세논 램프 등과 같은 램프 또는 자발광 액정 표시 소자 (LCD)에도 적용가능하다.

또 다른 측면에 따른 상기 화학식 1의 나이트라이드 형광체의 제조 방법은 M¹ 전구체 화합물, M² 전구체 화합물, Ce 전구체 화합물, M³ 전구체 화합물 및 탄소계 재료를 혼합하는 단계;

상기 혼합물을 소성하는 단계; 및

상기 결과물을 분쇄하는 단계를 포함한다.

상기 M¹ 전구체 화합물은 Sc^{3 +}, Y^{3 +}, Lu^{3 +}, La^{3 +}, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, Gd^{3 +}, Tb^{3 +}, Yb^{3 +}, Dy^{3 +}, Eu³⁺ 및 Bi^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체 화합물이고, M² 전구체 화합물은 Si⁴⁺ 및 Ge^{4 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체 화합물이다. 예를 들어, La 전구체 화합물의 예로서, La, La₂O₃, LaN, La₂(CO₃)₃, La(NO₃)₃, La(OH)₃, LaCl₃, La(CH₂COOH)₃ 등이 있다. Y 전구체 화합물의 예로서, Y, Y₂O₃, YN, Y₂(CO₃)₃, Y(NO₃)₃, Y(OH)₃, YCl₃, Y(CH₂COOH)₃ 등이 있다. Si 전구체 화합물의 예로서, Si, SiO₂, Si₃N₄, Si(NH)₂ 등이 있다. Ce 전구체 화합물의 예로서, Ce, CeO₂, Ce₂(CO₃)₃, (NH₄)₂Ce(NO₃)₆, CeCl₄ 등이 있다. 또한, Al 전구체 화합물로서 Al, AlN, Al₂O₃ 또는 Al(OH)₃ 등이 있다.

상기 탄소계 재료로는 흑연, 활성탄, 탄소 종이, 탄소 함유 고분자, 그래핀, CNT 등을 사용할 수 있다.

필요에 따라 Mg^{2 +}, Ca^{2 +}, Sr²+, Ba^{2 +}, Eu^{2 +}, 및 Zn^{2 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체 화합물을 상기 전구체 화합물 혼합 단계에 첨가하여 혼합할 수 있다. Eu 전구체 화합물로서, Eu, Eu₂O₃, EuN, Eu₂(CO₃)₃, Eu(NO₃)₃, Eu(OH)₃, EuCl₃, Eu(CH₂COOH)₃ 등을 사용할 수 있다.

Si₃N₄와 AlN을 Si와 Al의 전구체 화합물로 사용하는 경우 대기 중에서 안정하고 1600 -　1700℃의 일반적인 고온로에서 소성할 수 있다.

상기 나이트라이드 형광체 제조 방법을 일 구현예를 들어 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, M¹ 전구체 화합물, M² 전구체 화합물, M³ 전구체 화합물, Ce 전구체 화합물 및 탄소계 재료를 혼합한다. 그런 다음 상기 혼합된 분말을 질소/수소 환원 분위기에서 1600 내지 1700℃에서 1 내지 20 시간 동안 소성한다. 그런 다음 상기 결과물을 분쇄하여 나이트라이드 형광체를 얻게 된다.

M¹ 전구체 화합물, M² 전구체 화합물, M³ 전구체 화합물 및 Ce 전구체 화합물은 해당 원소가 상기 화학식 1의 조성을 만족하는 양으로 사용될 수 있다. 또한 탄소계 재료는 형광체 원료의 질량을 기준으로 20 내지 200%의 양으로 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

　실시예 1. La_{0 .6}Y_{1 .4}Si₃AlN₇:0.02Ce^{3 +}　형광체의 제조

고상 반응법을 사용하여 나이트라이드 형광체를 제조하였다. 하기 표 1의 원료 분말을 막자 사발을 이용하여 10분간 혼합하였다. 혼합된 분말을 알루미나 반응용기에 담고 N₂/H₂=95/5(부피비)의 환원 조건에서 1650℃에서 6시간 동안 소성하였다. 반응이 끝난 형광체를 막자 사발을 이용하여 10분간 분쇄하였다.　　

실시예 2. La_0.8Y_1.2Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺ 형광체의 제조

하기 표 1에 나타낸 양의 원료 분말을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체를 얻었다.　

실시예 3. LaYSi₃AlN₇:0.02Ce³⁺　형광체의 제조

하기 표 1에 나타낸 양의 원료 분말을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체를 얻었다.　

실시예 4. La₂Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺형광체의 제조

하기 표 1에 나타낸 양의 원료 분말을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체를 얻었다.

비교예 1. Y₂Si₄N₆C:0.02Ce³⁺　형광체의 제조

하기 표 1에 나타낸 양의 원료 분말을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 형광체를 얻었다.

　

	La2O3(g)	Y2O3(g)	Si3N4(g)	AlN(g)	CeO2(g)	Carbon(g)
실시예 1	1.13	0.70	1.00	0.29	0.05	3.00
실시예 2	0.97	0.93	1.00	0.29	0.05	3.00
실시예 3	0.81	1.16	1.00	0.29	0.05	3.00
실시예 4	2.32	0.00	1.00	0.29	0.05	3.00
비교예 1	0.00	3.00	2.48	0.00	0.09	7.00

도 2는 실시예 3에 따른 형광체의 XRD 스펙트럼이다. 기준으로는 BaYbSi₄N₇의 XRD 피크를 나타내었다. 도 2의 XRD 스펙트럼에서 보듯이, 본 발명의 일 구현예에 따른 나이트라이드 형광체는 BaYbSi₄N₇과 유사하게 육방정계(hexagonal P63mc) 구조를 가지며, 도시하지는 않았지만 비교예 1의 Y₂Si₄N₆C도 유사한 결정 구조를 갖는다.

도 3 내지 도 5는 각각 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 상기 도면들에서 보듯이, 본 발명의 일 구현예에 따른 형광체는 400nm 부근, 예컨대 350~400nm에서 높은 흡수를 나타내고 있어 UV LED에 특히 적합하다. 여기서 발광 및 여기 스펙트럼의 피크 위치는 Y에 대한 La의 비율이 높을수록 단파장의 빛을 발광하는 특징을 가지고 있음을 알 수 있다.

도 6은 실시예 4에 따른 형광체의 여기 및 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다. Y 없이 La 만으로 화학식 1의 M¹이 이루어진 경우를 나타내는데, 극단적으로 단파장화하여 355 nm의 빛을 흡수하여 430nm의 빛을 발광한다.

도 7은 실시예 1에서 제조한 형광체를 청색 형광체인 Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺와 적색 형광체인 Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺와 혼합하여 만든 백색 발광 소자의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 상기 백색 발광 소자의 백색광은 (0.3689, 0.3620)의 색좌표와 약 4200K의 색온도를 나타낸다. 또한 도 7에서 보듯이, 가시광선 영역을 폭넓게 덮으면서 약 93의 높은 연색지수(color rendering index. CRI)를 나타내었다.

10… LED 칩 20… 금 와이어
30… 전기 리드선 40… 형광체 조성물
50… 에폭시 몰딩층 60… 성형 몰드
70… 에폭시 돔 렌즈

Claims (17)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 나이트라이드 형광체:
   [화학식 1]
   M¹ _a-zCe_zM² _b-xM³ _xN_c-yO_y　
   상기 식에서
   M¹은 Sc³⁺, Y³⁺, Lu³⁺, La³⁺, Pr³⁺, Sm³⁺, Gd³⁺, Tb³⁺, Yb³⁺, Dy³⁺, Eu³⁺ 및 Bi³⁺ 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,
   M²는 Si⁴⁺ 및 Ge^{4 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,
   M³는 Al^{3 +}, B³⁺ 및 Ga^{3 +} 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,
   1.8≤a≤2.2, 3.8≤b≤4.2, 6.7≤c≤7.3, 0.7≤x<3, 0≤y<3, 0<z<1이다.
2. 제1항에 있어서,
   하기 화학식 2로 표시되는 나이트라이드 형광체:
   [화학식 2]
   M¹ _2-zCe_zSi ₃ AlN_c-yO_y　　
   상기 식에서
   M¹은 Sc³⁺, Y³⁺, Lu³⁺, La³⁺, Pr³⁺, Sm³⁺, Gd³⁺, Tb³⁺, Yb³⁺, Dy³⁺, Eu³⁺ 및 Bi³⁺ 중에서 선택된 1종 이상의 금속이고,
   6.7≤c≤7.3, 0≤y<3, 0<z<1이다.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 화학식 1의 화합물이 La_0.6Y_1.4Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺, La_0.8Y_1.2Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺, LaYSi₃AlN₇:0.02Ce³⁺, La₂Si₃AlN₇:0.02Ce³⁺, (Y,La)₂Si₂Al₂ON₆:Ce³⁺ 또는 (Y,La)₂SiAl₃O₂N₅:Ce³⁺인 나이트라이드 형광체.
4. 제 1항에 있어서,
   발광 스펙트럼의 반가폭이 100nm 내지 120nm인 나이트라이드 형광체.
5. 제 1항에 있어서,
   발광 파장 범위가 430 ~ 550 nm인 나이트라이드 형광체.
6. M¹ 전구체 화합물, Ce 전구체 화합물, M² 전구체 화합물, M³ 전구체 화합물 및 탄소계 재료를 혼합하는 단계;
   상기 혼합물을 소성하는 단계; 및
   상기 결과물을 분쇄하는 단계를 포함하는 제 1항에 따른 나이트라이드 형광체의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 소성 단계는 1600 내지 1700℃의 온도에서 수행되는 제조 방법.
8. 발광 다이오드 (LED: light emitting diode); 및
   제1항의 나이트라이드 형광체를 포함하는 백색 발광 소자.
9. 제 8항에 있어서,
   연색성 지수가 80 이상인 백색 발광 소자.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 LED는 UV LED인 백색 발광 소자.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 LED의 여기 광원의 피크 파장이 340 내지 430 nm 범위의 파장 대역을 갖는 백색 발광 소자.
12. 제 10항에 있어서,
    적색 형광체, 청색 형광체 및 녹색 형광체 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 백색 발광 소자.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 청색 형광체는 (Sr,Ba,Ca)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺; BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺; Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺; BaAl₈O₁₃:Eu²⁺; (Sr,Mg,Ca,Ba)₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺; BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 및 Sr₂Si₃O₈2SrCl₂:Eu²⁺로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 백색 발광 소자.
14. 제 12항에 있어서,
    상기 녹색 형광체는 (Ba,Sr,Ca)₂SiO₄:Eu²⁺; Ba₂MgSi₂O₇:Eu²⁺; Ba₂ZnSi₂O₇:Eu²⁺; BaAl₂O₄:Eu²⁺; SrAl₂O₄:Eu²⁺; BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺, Mn²⁺ ; 및 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺,Mn²⁺로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 백색 발광 소자.
15. 제 12항에 있어서,
    상기 적색 형광체는 (Sr,Ca)S:Eu²⁺; (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺; Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺; (Sr,Ba,Ca)₂P₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺; (Ba,Mg)SiO₄:Eu²⁺,Mn²⁺; (Ba,Ca)Ga₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺; Ba₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺; 3.5MgO·0.5MgF₂·GeO₄:Mn⁴⁺ 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 백색 발광 소자.
16. 제 8항에 있어서,
    상기 나이트라이드 형광체의 방출 스펙트럼 피크 파장이 430 내지 550 nm인 백색 발광 소자.
17. 제 8항에 있어서,
    상기 백색 발광 소자는 신호등, 통신 기기, 디스플레이 장치의 백라이트 또는 조명용인 백색 발광 소자.

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