일반기술

나노입자크기를 갖는 적색형광체 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 나노 입자크기를 갖는 적색 형광체의 제조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 분무열분해법에 의한 형광체 제조에 있어서, 분무 용액 제조시 유기산과 다가 알코올 용액을 적정비율로 첨가하고 여기에 융제를 더하여 첨가하는 것을 포함하는, 나노 입자크기를 갖는 적색 형광체의 제조방법에 관한 것이다. *배경분무열분해법에 의한 형광체의 제조는 모체가 되는 금속 화합물을 포함하는 전구체 용액으로부터 액적을 분무시킨 후 이 분무된 액적을 고온에서 건조 및 열 분해시킴으로써 형광체 입자를 제조하는 것이다. 이와 같이, 분무열분해법은 균일한 전구체 혼합용액으로부터 형성된 액적으로 다성분계 입자를 제조함으로써 순수한 조성을 가진 입자의 제조가 가능하며, 이때 액적내에서 건조, 열분해 및 결정화가 이루어져 하나의 입자를 생성하므로 수 마이크로미터 크기의 분말이 제조될 수 있다. 대량 생산 체제의 분무열분해 공정에 있어서는, 기존의 소규모 생산시보다 운반기체의 유량이 증가하고 반응기의 크기도 증가하기 때문에 형광체 분말들의 형태 제어가 어렵다. 즉, 운반기체의 유량 및 반응기의 크기가 증가하여, 액적의 건조속도가 빨라질수록 보다 속이 빈 형태의 분말들이 얻어지기 때문에, 고온의 열처리 공정 후에 얻어지는 형광체 분말들의 구형의 형상이 깨지고 불규칙한 형상의 분말들이 수득된다. 또한, 형광체의 발광은 주로 분말의 표면에서 이루어지므로, 입자의 크기가 작을수록 표면적이 증가하여 발광세기가 증가하게 된다. 그러나 입자의 크기가 어느 한계 이하로 작아지게 되면 산란된 빛들이 입자들 사이에서 흡수되어 사라지기 때문에 최고의 발광특성을 나타내기 위한 최적의 형광체 조건은 서브 마이크로 크기의 형광체 분말이 구형의 형태를 유지할 때 발광세기가 정점에 있게 된다.*제조방법(1) 이트륨(Y) 화합물, 가돌리늄(Gd) 화합물 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 1종; 유로피움(Eu) 화합물; 고분자를 형성하기 위한 유기산과 다가 알코올; 및 탄산나트륨, 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 염화리튬(LiCl), 탄산리튬(Li2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 브롬화칼륨(KBr) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 융제를 용매에 용해시켜 형광체 입자 전구체 용액을 제조하고; (2) 상기 전구체 용액을 분무장치에 투입하여 0.1∼100㎛ 직경의 액적을 형성시키고; (3) 상기 액적을 건조 및 열분해시켜 형광체 분말을 합성한 후, 합성된 형광체 분말을 열처리하는 것을 포함하는,나노 입자크기의 형광체의 제조방법을 제공.*특징 및 장점본 발명의 방법에 따라 제조된 적색 형광체는, 분무 용액 제조시 유기산과 다가 알코올을 적당량 첨가함으로써 속이 꽉 찬 형광체 입자가 수득되며, 또한 상기 분무 용액에 고분자와 함께 융제를 첨가함으로써 나노 입자크기를 가질 수 있으며, 상기 나노 크기의 적색 형광체는, 종래 Y2O3:Eu 상용 형광체 분말보다 발광휘도가 좋고, 페이스팅 과정에서의 분산성, 유동성 및 코팅 특성이 우수하며 대량 생산이 가능하므로, 디스플레이, 램프 등에 효과적으로 적용될 수 있다.