WO2018124858A1 - 550~600nm 광흡수제가 코팅된 고색재현성 형광체 및 이를 이용한 led - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a phosphor and an LED (Display) that implement color reproducibility such as high temperature reliability and color purity maintenance.
- the LED can realize various colors by adjusting the composition ratio of the compound semiconductor, so that the three primary colors of RED, GREEN, and BLUE light can be synthesized. Phosphor used for this is used as the main material to realize the white of the LED.
- the LED phosphor absorbs the light emitted from the LED and emits light. When the absorbed light is converted into light of different wavelengths and applied to the blue LED, it can be combined with blue light emitted from the blue LED and light of different colors emitted by the excited fluorescent material to produce a color other than blue. It is. Therefore, the brightness, color rendering, color temperature, etc. of the final LED light source is determined by the light conversion efficiency and the light color of the fluorescent material, so it may be very important to use an appropriate phosphor in an illumination white LED.
- An object of the present invention is to produce a phosphor with a high color reproducibility by selectively absorbing only yellow light by coating on green or red phosphor using an oxide and acetate of 20nm or less having a purple color, which is a complementary color of yellow.
- an object of the present invention is to produce an LED using a high color reproducible phosphor exhibiting a color reproducibility of 100% of DCI and NTSC of 100% or more.
- the present invention comprises the steps of preparing a liquid light absorber comprising hydrothermally treating the particles of less than 20nm of purple selected from the group consisting of Nd-based compounds and oxides, Nb-based compounds and compounds, Co-based compounds and oxides;
- a yellow light absorbing material (Yellow light absorption materials) is coated on a green or red phosphor and used to produce a phosphor exhibiting a DCI superposition ratio of 100% or color gamut of NTSC 100% or more.
- the present invention is characterized by coating the green or red phosphors using an oxide and an acetate of 20 nm or less having a purple color, which is a complementary color of yellow, to selectively absorb only yellow light, thereby improving color reproducibility.
- the coating material uses particles of 0.1 to 50 nm of Nd compounds and oxides, Nb compounds and compounds, Co compounds and oxides. If the particle size is larger than 50 nm, there is a problem of lowering the luminance.
- the coating content of the coating material is 1 to 100% by weight based on 100 weight of the phosphor, and the content of the coating material is less than the above range, the characteristic wavelength light absorption is inadequate, and if the content of the coating material is low, the brightness is reduced.
- the coating method is characterized by uniformly mixing with the phosphor using a liquid light absorber and drying at 80 ⁇ 300 °C. At this time, if the drying temperature is less than 80 °C water or a solvent is present to reduce the fluorescence properties, if the drying temperature is higher than 300 °C to reduce the fluorescent properties due to phosphor degradation.
- the green phosphor is Nitride-based, Silicate-based, the red phosphor is characterized by using the KSF, Sulfide-based.
- the light absorption region of the phosphor according to the present invention is characterized by absorbing yellow light of 560 ⁇ 600nm.
- the phosphor of the present invention is a high color reproducible phosphor, which exhibits a color reproduction ratio of 100% of DCI and NTSC of 100% or more.
- Another aspect of the invention is characterized in that for producing an LED comprising the high color reproducible phosphor.
- the present invention by using the microparticles of 20nm or less, even if a large amount is used, it is possible to minimize the luminance decrease.
- the phosphor of the present invention absorbs unnecessary light in the 560 ⁇ 600nm band is possible to reproduce a high color.
- the phosphor of the present invention is capable of NTSC 100% or more color reproduction and DTI overlap ratio 100%.
- the phosphor of the present invention has an effect of improving reliability and maintaining optical characteristics, and thus, a light emitting device having excellent fluorescent characteristics can be manufactured.
- 1 and 2 are graphs showing the optical property evaluation results of the light absorber of the present invention.
- the DCI overlap ratio may be achieved at 100% and the color gamut of NTSC may be greater than 100%.
- the present invention is characterized in that the color is increased by selectively absorbing only yellow light by coating on green or red phosphors using oxides and acetates of 20 nm or less having a purple color, which is a complementary color of yellow.
- Nd compounds and oxides (best), Nb compounds and compounds, Co compounds and oxides, 0.1-50 nm particles were used. If the particles are larger than this size, the brightness is lowered.
- the content of the coating material was 1 to 100% by weight based on 100 weight of the phosphor.
- the liquid absorber was uniformly mixed with the phosphor and dried at 80 to 300 ° C.
- the drying temperature is lower than 80 ° C, the fluorescent property is reduced due to the presence of moisture or a solvent.
- the drying temperature is higher than 300 ° C, the fluorescent property is reduced due to phosphor degradation.
- Nitride type and Silicate type were used as green phosphors, and KSF and Sulfide type were used as red phosphors.
- the phosphor coated with the light absorbing material of the present invention absorbed the row light of 560-600 nm.
- the wavelength absorption varies depending on the content of the light absorption coating materials.
- Nd-Acetate + Acetic acid + pure water mixture was treated with hydrothermal (Hydro thermal, 120 ⁇ 250 °C) to prepare a highly transparent Nd 2 O 3 Sol of less than 10nm of purple.
- Highly transparent Nd 2 O 3 Sol and the phosphor were uniformly mixed by content, and then uniformly dried at 80 to 300 ° C. while removing H 2 O using an evaporator.
- Phosphor and LED display manufactured according to the present invention can be seen that the high color reproduction is possible by absorbing unnecessary light in the 560 ⁇ 600nm band, NTSC 100% or more color reproduction and DTI overlap ratio 100% is possible.
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Abstract
본 발명은 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)인 보라색의 0.1~50nm 의 산화물 및 초산염을 녹색 또는 적색 형광체에 코팅하여 색재현성을 높인 고색재현성 형광체 및 이를 이용한 LED 제조 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 미세입자를 사용하여 많은 양을 사용하여도 휘도 저하 최소화 가능하다. 본 발명의 형광체는 560~600nm대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하며 NTSC 100%이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능하다.
Description
본 발명은 고온 신뢰성 및 색순도 유지 등의 색재현성을 구현한 형광체 및 LED(Display)에 관한 것이다.
LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상 구현이 가능하여 RED, GREEN, BLUE 빛의 삼원색을 합성하여 나타낼 수 있다. 이에 사용되는 형광체가 LED의 백색을 구현하게 하는 주요 소재로 사용되고 있다. LED 형광체는 LED로부터 방출된 광을 흡수하여 빛을 발광하는 역할을 한다. 흡수한 빛을 다른 파장의 빛으로 바꾸어 방출하는 물질로 이를 청색 LED에 적용하면 청색 LED에서 나오는 청색광과 이에 의해 여기된 형광 물질이 방출하는 다른 색의 빛이 조합되어 청색 외에 다른 색을 만들어 낼 수 있는 것이다. 따라서 형광 물질의 광 변환 효율과 광색에 의해 최종 LED광원의 휘도,연색성,색온도 등이 결정되기 때문에 조명용 백색 LED에 있어 적절한 형광체의 사용은 매우 중요하다 할 수 있다.
대부분의 LED가 컬러 필터(Color filter)를 적용한다 하더라도 DCI 중첩비 100%를 만족하기는 어렵고, NTSC의 경우도 OLED나 QDEF 필름을 사용하지 않은 LED용 형광체를 사용해서는 100% 이상의 색재현성을 나타내기가 어렵다.
기존 재료는 Yellow 파장대를 흡수하는 재료는 많으나 입자 사이즈가 커서 휘도 저하를 크게 발생시켰고, 또한 유기 안료를 사용하여 고온 신뢰성 및 색순도 유지가 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염 등을 이용하여 그린이나 레드 형광체에 코팅하여 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜 색재현성을 높인 형광체를 제조하는 것이다.
또한 본 발명은 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 고색재현성 형광체를 사용하여 LED 를 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 보라색의 20nm 이하의 입자를 수열처리하여 포함하는 액상 흡광제를 제조하는 단계;
상기 액상 흡광제를 그린 또는 레드 형광체와 균일하게 혼합하는 단계;및
상기 흡광제와 형광체의 혼합물을 80~300℃에서 건조하여 균일하게 코팅하는 단계;를 포함하는 고색재현성 형광체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)를 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 사용할 경우 DCI 중첩비 100% 달성이나 NTSC 100%이상의 색재현율을 나타내는 형광체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염등을 이용하여 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여, 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜서 색재현성을 높인 것을 특징으로 한다.
상기 코팅물질은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물의 0.1~50nm 의 입자를 사용한다. 만일 입자 크기가 50nm 를 초과할 클 경우에는 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
또한 상기 코팅 물질의 코팅 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량%를 사용하며, 코팅 물질 함량이 상기 범위보다 적으면 특성 파장 광흡수가 미비하고, 많으면 휘도를 저하시킨다.
코팅 방법은 액상 흡광제 사용하여 형광체와 균일하게 혼합하고 80~300℃ 에서 건조하는 것을 특징으로 한다. 이때, 건조 온도가 80℃ 미만이면 수분이나 용제가 존재하여 형광 특성을 감소시키고, 건조 온도가 300℃ 보다 높으면 형광체 열화로 형광 특성을 감소시킨다.
그린 형광체는 Nitride계, Silicate계를 사용하며, 레드 형광체는 KSF, Sulfide계를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 형광체의 광 흡수 영역은 560~600nm 의 옐로우 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 형광체는 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체이다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 고색재현성 형광체를 포함하는 LED 를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 20nm 이하의 미세입자를 사용하여, 많은 양을 사용하더라도 휘도 저하를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 형광체는 560~600nm대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하다.
또한 본 발명의 형광체는 NTSC 100% 이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능하다.
또한 본 발명의 형광체는 신뢰성이 향상되며 광특성 유지가 가능한 효과가 있어서, 형광특성이 우수한 발광장치를 제조할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 흡광체의 광 특성 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명에서는 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)를 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 사용할 경우 DCI 중첩비 100% 달성 및 NTSC 100%이상의 색재현율을 나타낼 수 있다.
본 발명은 노란색의 보색인 퍼플 컬러를 가진 20nm 이하의 산화물 및 초산염 등을 이용하여 그린 또는 레드 형광체에 코팅하여 노란색 광만 선택적으로 흡수시켜 색재현성을 높인 것을 특징으로 한다.
1. 코팅물질
Nd계 화합물 및 산화물(가장 우수), Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물, 0.1~50nm 입자를 사용하였다. 입자가 상기 크기보다 클 경우 휘도를 저하시킨다.
2. 코팅물질의 함량
코팅물질의 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량% 를 사용하였다.
코팅물질의 함량이 상기 범위보다 적으면 특정 파장의 광흡수가 미비하고, 코팅물질의 함량이 많으면 휘도를 저하시킨다.
3. 코팅 방법
액상 흡광제를 사용하여 형광체와 균일하게 혼합하고 80~300℃에서 건조시켰다. 이때 건조 온도가 80℃ 보다 낮으면 수분이나 용제가 존재하여 형광 특성이 감소되고, 건조 온도가 300℃보다 높으면 형광체 열화로 형광 특성 감소하게 된다.
본 발명에서는 그린 형광체로 Nitride계, Silicate계를 사용하였으며, 레드 형광체로 KSF, Sulfide계를 사용하였다.
4. 흡수 영역
본 발명의 광흡수 물질이 코팅된 형광체는 560~600nm 의 열로우 광을 흡수하였다.
5. 흡광제(Light absorption coating materials)의 함량에 따라 파장 흡수가 다르다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
실시예 1. 고투명 Nd2O3 Sol 제조
Nd-Acetate + Acetic acid + pure water 혼합액을 수열(Hydro thermal, 120 ~ 250℃)처리하여 보라색의 10nm이하의 고투명 Nd2O3 Sol 을 제조하였다.
실시예 2. 코팅 및 건조
고투명 Nd2O3 Sol과 형광체를 함량별로 균일 혼합 후 증발기를 이용하여 H2O 를 제거하면서 80~300℃ 에서 균일 코팅 건조하였다.
도 1 및 도 2에서는 광 특성 평가 결과를 나타내었다.
본 발명에 따라 제조된 형광체 및 LED 디스플레이는 560~600nm 대의 불필요한 광을 흡수하여 고색재현이 가능하고, NTSC 100%이상의 색재현율 및 DTI 중첩비 100% 가능함을 알 수 있다.
Claims (7)
- 노란색 흡광제(Yellow light absorption materials)인 0.1~50nm 의 보라색 산화물 및 초산염이 그린 또는 레드 형광체에 코팅되어 색재현성을 높인 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서,상기 보라색 산화물은 Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 산화물, Co계 화합물 및 산화물인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서,상기 코팅된 노란색 흡광제의 함량은 형광체 100중량 대비 1~100 중량%인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서,상기 그린 형광체는 Nitride계, 또는 Silicate계이며, 레드 형광체는 KSF, 또는 Sulfide계인 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항에 있어서,상기 형광체는 DCI 중첩비 100% 및 NTSC 100% 이상의 색재현율을 나타내는 것을 특징으로 하는 고색재현성 형광체.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 고색재현성 형광체를 포함하는 LED.
- Nd계 화합물 및 산화물, Nb계 화합물 및 화합물, Co계 화합물 및 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 보라색의 20nm 이하의 입자를 수열처리하여 포함하는 액상 흡광제를 제조하는 단계;상기 액상 흡광제를 그린 또는 레드 형광체와 균일하게 혼합하는 단계;및상기 흡광제와 형광체의 혼합물을 80~300℃에서 건조하여 균일하게 코팅하는 단계;를 포함하는 고색재현성 형광체의 제조방법.
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