KR100244949B1 - 안료부착 형광체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

형광체를 순수에 가하여 교반하고, 여기에 안료와 에틸셀룰로오스의 분쇄 혼합물을 가하여 교반하므로써 얻은 혼합물에, 양용매로서 톨루엔, 사염화탄소 또는 크실렌을 가하여 유기성 점착물질을 형성시킨 후, 비용매로서 석유에테르를 가하여 유기성 점착물질을 경화시키는 것에 의해 얻어지는 안료부착 형광체는 안료부착이 고르고 단단하게 되어 안료이탈률이 낮고 발광휘도가 우수하다.

Description

안료부착 형광체의 제조방법

제1a도는 본 발명의 형광체에 대하여 전자주사 현미경(SEM)으로 3500 배율 확대시에 얻어진 사진이며,

제1b도는 종래기술의 형광체에 대하여 전자주사 현미경(SEM)으로 8500 배율 확대시에 얻어진 사진이다.

본 발명은 일반적으로 컬러수상관, 형광표리관 등에 사용되는 안료 부착 형광체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안료피복 상태가 균일하고 형광체 입자 간에 응집이 없어 분산성이 양호하며, 조합액과의 친화성이 우수한 안료 부착 형광체의 제조방법에 관한 것이다.

컬러수상관 또는 형광표시관의 형광면 제조에 사용되는 적색, 청색 또는 녹색 형광체는 각각 적색안료, 청색안료, 녹색안료를 형광체에 부착시킬 때 이들 안료입자의 필터 효과에 의해 각 형광체의 발광 스펙트럼 중 원하지 않는 파장의 빛을 흡수하거나 감소시켜 발광색이 선명하게 되고, 이와 같이 하여 형광막을 형성하게 되면 안료에 의한 외광의 흡수효과에 의해서 형광면의 반사율이 낮아지게 되어 화질이 크게 향상된다.

따라서, 형광체에 대한 안료부착 방법으로서 종래에는, 아라비아고무 또는 PVP를 부착한 안료입자와 젤라틴을 부착한 형광체를 접촉시켜 코아 솔베이션 (core-solvation) 원리에 의해 안료부착 형광체를 제조하는 방법 (일본특허 소 50-56146), 상기 아라비아 고무 또는 PVP와 젤라틴 대신에 수용성 산성 중합체와 수용성 염기성 중합체를 사용하는 방법(일본특허 소 51-77649) 및 상기 아라비아 고무 또는 PVP와 젤라틴 대신에 양이온성 아크릴계 단량체와 음이온성 아크릴계 에멀젼을 사용하는 방법(일본특허 소 56-35707) 등이 사용되어 왔다.

그러나 이러한 종래의 안료부착 형광체에 있어서, 첫째, 안료입자와 형광체 입자와의 부착력이 강고하여 형광체 도포액 조합시 안료 이탈이 없을 것, 둘째, 안료 입자가 형광체 입자 표면에 균일하게 도포되고 안료 부착시 응집 발생이 적을 것, 셋째, 안료부착에 따른 형광체 입자의 휘도저하 및 반사율 향상을 고려하여 적당량의 안료를 부착할 것, 넷째, 안료부착 형광체의 조합액과의 친화성이 높을 것 등의 특성개선이 요구되어지고 있다. 즉, 안료부착시 휘도 저하감소, 응집발생 억제와 안료와 강고한 부착력 및 조합액과의 친화성 향상 등이 개선되어야 할 중요 문제가 되어 왔다.

특히, 형광체의 응집발생 경우나 조합액과의 친화성 부족의 경우에 각각 형광막 제조시 스트라이프(stripe) 특성이 불량하게 나타나거나, 조합시에 미세한 거품이 발생하여 혈광막 제조시 핀홀(Pin Hole) 현상이 발생하고, 페이스 플레이트(face plate)에 대한 부착강도가 낮는 등 형광막에 직접적인 영향을 주게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 안료피복 후에도 응집 발생이 없고, 조합시에 안료가 조합액과의 친화성이 우수하여 미세 거품의 발생이 없으며, 아울러 부착강도가 우수한 안료부착 형광체를 제조함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

1) 형광체 100중량부를 100 내지 200중량부의 순수에 첨가하여 교반하고,

2) 0.04 내지 2.0중량부의 안료와 0.1 내지 1 중량부의 에틸 셀룰로오스를 볼밀에서 12시간 이상 혼합 분쇄시키고,

3) 상기 1)에서 얻은 혼합물에 2)에서 얻은 혼합물을 가하고 교반하여 균일한 혼합물을 얻은 후, 방치하여 건조로에서 120℃, 24시간 이상 건조하고,

4) 이 혼합물에 양용매로서 50 내지 200중량부의 톨루엔, 사염화탄소 또는 크실렌을 가하여 유기성 점착물질을 생성시키고,

5) 혼합물을 교반하면서 비용매로서 5D 내지 200 중량부의 석유에테르를 가하여 상기 유기성 점착물질이 경화되게 하는 단계들로 이루어지는 안료부착 형광체의 제조방법을 제공한다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 안료부착 형광체의 제조방법은 안료를 형광체에 단단하게 부착시켜 슬러리 형성시에 형광체로부터 안료 이탈을 방지하는 새로운 안료 부착 기술이다.

더욱 상세히 설명하면, 종래기술에서도 안료를 형광체에 부착시키기 위하여 수용성 점착 고분자를 pH 조절로써 점착성 콜로이드를 생성시켜 부착시켰으나, 본 발명의 방법에서는 유기용제와 고분자를 접촉시켜 점착성 물질을 생성시켜 안료를 형광체에 부착시킨다. 즉, 일정량의 고분자에 양용매로서 톨루엔, 사염화탄소 또는 크실렌을 가한 후, 비용매로서 석유 에테르를 가하므로써 경화를 시키는 방법으로서, 상기 고분자, 양용매, 비용매의 3가지 성분에 있어서 상(相)을 평형으로 하여 점착성 물질을 얻는 방법이다.

본 발명에서 형광체로서는 Y₂O₂S:Eu 또는 ZnS:Ag, Cl 형광체가 바람직하게 사용되어진다.

또한 이들 형광체에 대하여 부착되는 안료로서는 Fe₂0₃또는 코발트 불루 (CoO·nAl₂O₃), 군청(3NaAl·SiO₂·Na₂S₂) 중의 1가지를 선택하여 사용함이 바람직하다.

형광체량에 대한 안료입자의 사용량은 형광체의 종류, 안료입자의 종류, 원하는 반사율 증가폭 등에 따라 다르지만, 일반적으로 형광체 100중량부에 대하여 안료입자의 사용량이 0.04 중량부 미만일 경우에는 안료 피복 효과가 미미하고 2.0 중량부 초과시에는 형광체의 휘도가 상당히 저하되는 문제점이 있다.

양용매로서 사용되는 톨루엔, 사염화탄소 또는 크실렐의 양은 형광체 100 중량부에 대하여 50 중량부 미만인 경우에는 양용매로서 이온 경향이 낮으며, 300 중량부 초과시에는 비용매와 결합시 접착 콜로이드가 너무 많이 생성되어 형광체 응집이 다량 발생된다.

또한, 비용매로서 사용되는 석유에테르의 양이 형광체 100중량부에 대하여 50 중량부 미만인 경우에는 비용매로서의 작응이 약하여 접착효과가 미미하며, 200 중량부 초과시에는 양용매 효과와 같은 효과가 발생된다.

각 성분의 양을 상기 정의된 범위내로 하여 다음과 같이 실시하므로써 안료부착 형광체를 제조한다. 형광체를 순수 내에 교반하여 분산시키고, 여기에 따로 안료와 에틸셀룰로오스를 볼밀에서 12 내지 20 시간 동안 혼합 분쇄시켜 얻은 혼합물을 가한다. 다시 얻어진 혼합물을 교반하여 균일한 혼합물을 얻고 여기에 양용매로서 톨루엔, 사염화탄소 또는 크실렌을 가하면 유기성 점착물질이 생성되면서 안료가 형광체에 부착되기 시작한다.

이 상태로 약 30분간 교반하면서 비용매로서 석유에테르를 가하면 유기성 점착물질이 경화된다. 다음에 혼합물을 약 30분간 교반시키면서 상층액을 따라 버리고 알콜로써 세정하고 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시키면 안료부착 형광체가 얻어 진다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 안료부착 형광체와 종래기술에 따라 제조한 안료부착 형광체를 각각 전자주사 현미경(SEM)으로 3500배 확대시에 찍은 사진을 제1a도와 제1b도에서 볼 수 있다. 도면에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 안료부착 형광체는 안료부착이 고르고 강고하게 되어 있어 응집발생이나 안료 이탈이 없는 양질의 형광체로서 형광막 제조에 사용될 때 우수한 특성을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시예를 기재하면 다음과 같다.

실시예 1

Y₂O₂S:Eu 적색 형광체 300g을 순수 500㎖에 첨가하고 교반하였다(A액).

별도로 벤가나(Fe₂O₃) 0.45g, 에틸셀룰로오스 0.3g을 적당량의 글래스볼과 함께 볼밀에 넣어 10시간 동안 분쇄, 혼합하였다(B액). 상기 A액에 B액을 가하고 잘 교반하여 균일한 혼합물이 되게 하였다(C액), 이 C액을 건조로에서 120℃, 24시간 건조시켜 수분을 증발시켜 제거하고, 여기에 톨루엔 150㎖를 가하고 약 30분간 교반하면서 석유 에테르 150㎖를 가하였다.

다음에 혼합물을 약 30분간 교반하면서 상층액을 따라버리고 에틸알콜로써 세정을 2∼3회 실시한 후, 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시켜 안료부착 형 광체를 수득하였다.

실시예 2

ZnS:Ag, Cl 청색 형광체 300g을 순수 500㎖에 첨가하고 교반하였다(A액).

별도로 코발트 불루(CoO·nAl₂0₃) 0.5g, 에틸셀룰로오스 0.3g을 적당량의 글래스볼과 함께 볼밀에 넣어 10시간 동안 분쇄, 혼합하였다(B액). 상기 A액에 B액을 가하고 잘교반하며 균일한 혼합물이 되게 하였다(C액). 이 C액을 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시켜 수분을 증발제거하고 여기에 사염화탄소 150㎖를 가하고 약 30분간 교반하면서 석유에테르 150㎖를 가하였다. 다음에 혼합물을 약 30분간 교반하면서 상층액을 따라버리고 에틸알콜로써 세정을 2∼3회 실시한 후, 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시켜 안료부착 형광체를 수득하였다.

실시예 3

Y₂O₂S:Eu 적색 형광체 300g을 순수 500㎖ 첨가하고 교반하였다(A액).

별도로 벤가나(Fe₂O₃) 0.5g, 에틸 셀룰로오스 0.3g을 적당량의 글래스 볼과 함께 볼밀에 넣고 10시간 동안 분쇄, 혼합하였다(B액). 상기 A액에 B액을 가하고 잘 교반하여 균일한 혼합물이 되게 하였다(C액). 이 C액을 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시켜 수분을 증발 제거하고, 여기에 크실렌 150㎖를 가하고 약 30분간 교반하면서 석유 에테르 150㎖를 가하였다.

다음에 혼합물을 약 30분간 교반하면서 상층액을 따라버리고 에틸알콜로써 세정을 2∼3회 실시한 후, 건조로에서 120℃, 24시간 동안 건조시켜 안료부착 형 광체를 수득하였다.

상기 실시예 1 내지 3에서 제조한 안료부착 형광체와 종래기술에 따른 적색 및 청색 형광체에 대하여 안료이탈률 및 발광휘도를 측정하였으며, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

표 1

주) 1: 안료이탈률은 형광체 100g을 메스실린더에 넣고 물 50㎖을 가하여 격렬하게 5분간 뒤섞은 후 위의 상등액에 대하여 UV 스펙트로스코피(VARIAN)로 투과율(α)율 측정하여 얻은 값임(1-α ).

2: 브라운관의 발광휘도는 MECC 시스템을 이용하여 23.5KV, 500㎂에서 측정한 발광휘도를 비교예를 기준으로 상대적 수치로 나타낸다.

상기 표1의 결과로부터, 실시예 1 내지 3에서 제조된 안료부착형광체는 종래기술의 안료부착 형광체 보다 형광체에 안료가 균일하고 단단하게 부착되므로써, 안료 아탈률이 적고, 과도한 안료부착에 의한 형광체 입자의 휘도저하가 낮다는 것온 알 수 있다.

Claims (3)

1) 형광체 100중량부를 100 내지 200중량부의 순수에 첨가하여 교반하고,

2) 0.04 내지 2.0 중량부의 안료와 0.1 내지 1 중량부의 에틸 셀룰로오스를 볼 밀에서 혼합 분쇄시키고,

3) 상기 1)에서 얻은 혼합물에 2)에서 얻은 혼합물을 가하고 교반하여 균일한 혼합물을 얻고,

4) 이 혼합물에 양용매로서 50 내지 200중량부의 톨루옌, 사염화탄소 또는 크실렌을 가하여 유기성 점착물질을 생성시키고,

5) 혼합물을 교반하면서 비용매로서 50 내지 200중량부의 석유에테르를 가하여 상기 유기성 점착물질이 경화되게 하는 단계들로 이루어지늘 안료부착 형광체의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 형광체는 Y₂O₂S:Eu 또는 ZnS:Ag,Cl인 방법.

제1항에 있어서, 상기 안료가 Fe₂0₃, 코발트 불루 또는 군청인 방법.