KR100267509B1 - 형광체의 표면처리방법 - Google Patents

형광체의 표면처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100267509B1
KR100267509B1 KR1019980035890A KR19980035890A KR100267509B1 KR 100267509 B1 KR100267509 B1 KR 100267509B1 KR 1019980035890 A KR1019980035890 A KR 1019980035890A KR 19980035890 A KR19980035890 A KR 19980035890A KR 100267509 B1 KR100267509 B1 KR 100267509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor
surface treatment
leaching
inorganic acid
znga
Prior art date
Application number
KR1019980035890A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000018338A (ko
Inventor
박도순
정하균
석상일
Original Assignee
김충섭
한국화학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김충섭, 한국화학연구소 filed Critical 김충섭
Priority to KR1019980035890A priority Critical patent/KR100267509B1/ko
Publication of KR20000018338A publication Critical patent/KR20000018338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100267509B1 publication Critical patent/KR100267509B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • H01J9/22—Applying luminescent coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/18—Luminescent screens
    • H01J29/20—Luminescent screens characterised by the luminescent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 형광체의 표면처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갈륨산아연계 형광체 분말을 적당한 농도의 무기산, 무기산염, 무기염기 등의 침출처리용액에 침지시켜 초음파 진동처리하여 분산시키고, 이를 방치하여 형광체 분말을 얻는 형광체에 대한 화학적 침출처리 방법을 적용함으로써 형광체 분말 표면의 미반응물과 불순물 및 불감층을 제거하게 되어 형광체의 표면처리전에 비하여 가시영역에서의 발광강도가 대단히 우수하여 전자표시관용으로 매우 적합하고 디스플레이 산업 등에 광범위하게 이용될 수 있는 유용한 효과가 있는 형광체의 표면처리방법에 관한 것이다.

Description

형광체의 표면처리방법
본 발명은 형광체의 표면처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갈륨산아연계 형광체 분말을 적당한 농도의 무기산, 무기산염, 무기염기 등의 침출처리용액에 침지시켜 초음파 진동처리하여 분산시키고, 이를 방치하여 형광체 분말을 얻는 형광체에 대한 화학적 침출처리 방법을 적용함으로써 형광체 분말 표면의 미반응물과 불순물 및 불감층을 제거하게 되어 형광체의 표면처리전에 비하여 가시영역에서의 발광강도가 대단히 우수하여 전자표시관용으로 매우 적합하고 디스플레이 산업 등에 광범위하게 이용될 수 있는 유용한 효과가 있는 형광체의 표면처리방법에 관한 것이다.
디스플레이 산업에서 색을 구현하는데 핵심재료로 사용되는 전자표시관용 형광체에 관하여 그간 많은 연구들이 진행되어 왔다. 그 중에서도 스피넬 구조를 갖는 ZnGa2O4계 형광체에 대하여는 저전압에서 구동이 가능하고 안정성이 검증되어 그 형광 특성에 관한 연구가 행하여져 왔다.
형광체의 발광특성을 개선시키는 대표적인 방법으로는 새로운 합성 방법과 함께 형광체 표면을 개질시키는 방법이 있다. 특히, 저전압 음극선 발광의 관점에서는 형광체의 표면을 개질하는 방법이 불감층(dead layer)의 두께를 줄여주고 표면에 결합되는 전자들을 제거시킬 수 있는 표면 재결합 중심을 제공할 수 있어 발광효율을 높여주게 된다. 즉, 형광체 표면에서의 결합, 불순물의 함유 및 음이온 대전 등의 문제를 해결할 수 있는 것이다.
일반적으로 ZnGa2O4계 형광체는 원료들을 혼합하여 열처리하는 고상반응법에 의해 분말 형태로 제조되는데, 이 방법으로는 형광체에 미량의 미반응물이 남게 되고 또한 최종 열처리 과정에 높은 온도가 적용되기 때문에 형광체 입자들의 응집을 초래하므로 반드시 수반되는 분쇄, 연마 또는 볼밀링과 같은 분쇄과정중에 형광체의 표면에 손상을 입히게 되어 표면에 불감층을 형성이 형성되거나 불순물이 혼입되어 결과적으로 발광강도의 손실을 가져오게 된다. 이러한 분쇄를 수반하여 제조되는 형광체의 경우에 표면이 0.1㎛ 정도의 불감층으로 덮여 있음이 보고되었다[J. Electrochem. Soc., 120, 1734 (1973)]. 불감층은 결정 표면에서의 격자혼돈 때문에 형성되는 댕글리 결합(dangling bond)에 불순물이 화학 흡착하여 만들어지는 것으로서, 이것이 형광체 표면에 형성되면 결과적으로 형광체 발광강도의 손실을 가져오게 된다. 이러한 관점에서 ZnGa2O4계 형광체의 발광강도를 개선시키기 위한 형광체 표면의 개질 방법이 반드시 필요하다.
이에 본 발명자들은 갈륨산아연계 형광체의 발광 특성을 개선시키고자 형광체 분말의 표면처리 연구를 거듭한 결과, 갈륨산아연계 형광체 분말에 대하여 화학적 침출처리를 하게 되면 형광체의 발광강도가 크게 증가될 수 있다는 사실을 알게 되어 상기 형광체 분말을 적당한 농도의 무기산, 무기산염, 무기염기 등의 침출처리용액에 침지시켜 초음파 진동처리하여 분산시키고, 이를 방치함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명에서는 형광체에 존재하는 미반응물, 불순물 및 불감층 등을 제거하여 형광체의 표면처리전에 비하여 가시영역에서의 발광강도가 대단히 우수하여 전자표시관용으로 매우 적합하고 디스플레이 산업 등에 광범위하게 이용될 수 있는 형광체의 표면처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 3과 비교예 1에서 얻어진 ZnGa2O4청색 발광 형광체의 발광강도를 나타낸 발광 스펙트럼이고,
도 2는 본 발명에 따른 실시예 7 ∼ 9와 비교예 2에서 얻어진 ZnGa2O4:0.005Mn 녹색 발광 형광체의 발광강도를 나타낸 발광 스펙트럼이다.
본 발명은 갈륨산아연계 형광체 분말을 무기산, 그의 염 또는 무기염기로 구성되는 침출처리용액에 침지시킨 다음, 초음파 진동처리하여 분산시키고, 이를 방치하여 침출처리하는 형광체의 표면처리방법을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
갈륨산아연계 형광체에 대한 본 발명의 화학적 침출처리 방법은 형광체 분말을 무기산, 그의 염 또는 염기 등의 침출처리 용액에 침지시켜 초음파 진동처리하여 형광체 분말을 용액에 고르게 분산시켜서 침출처리하여 형광체 분말을 얻는 형광체 표면처리방법이다. 이러한 본 발명에 의하여 표면처리된 형광체는 표면처리전에 비하여 전자선에 의하여 여기되어 가시영역에서 매우 증가된 발광강도를 나타낸다.
본 발명에 따른 화학적 침출처리방법을 위해서 무기산, 그의 염 또는 무기염기 중의 하나로 구성되는 용액을 침출처리용액으로 사용하여 상기 방법에 따라 형광체의 표면처리를 수행할 수 있다.
침출처리용액은 형광체 표면으로부터 미반응물, 불순물, 불감층 등을 제거하기 위해서 사용하는 바, 이러한 침출처리용액 중에서 무기산으로는 예컨대 염산, 질산 및 황산 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있고, 무기산염으로는 예컨대 상기 무기산의 암모늄염, 나트륨염 및 칼륨염 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있고, 무기염기로는 예컨대 암모니아수, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
이러한 침출처리용액의 농도는 사용된 무기물에 따라 약간 달라지는데, 무기산을 포함한 침출처리용액에는 무기산이 2 ∼ 15 중량% 함유되도록 하는 것이 바람직하고, 무기산염인 경우에는 3 ∼ 20 중량%가 좋으며, 무기염기의 경우에는 2 ∼ 15 중량%가 적당하다. 만일, 침출처리용액의 농도가 하한치 미만이면 형광체의 미반응물이나 불순물 또는 불감층 등을 제거하는 효과가 미약하고, 상한치를 초과하면 모체물질을 구성하는 성분들과 활성제 성분 중에서 하나 이상 또는 모든 성분을 너무 많이 제거시키게 되어 형광체의 발광강도 개선에 효과가 없는 문제가 있다.
이때, 침출처리용액에 대하여 투입하는 형광체 분말은 0.5 ∼ 20 중량%로 하되, 바람직하기로는 1 ∼ 10 중량%가 좋다. 만일, 형광체 분말의 투입량이 0.5 중량% 미만이면 사용되는 침출처리용액이 과다해져 비경제적이고, 20 중량%를 초과하면 침출처리용액에 형광체 분말을 고르게 분산시키는데 문제가 있다.
상기와 같은 형광체 분말을 침출처리용액에 침지시킨 다음, 초음파 진동처리하는데, 이때 사용되는 초음파는 25 ∼ 40 ㎐의 영역을 갖는 것으로서 초음파 진동처리를 하면 응집된 형광체 분말이 침출처리용액에 고르게 분산된다. 이러한 초음파 진동처리는 1 ∼ 15분간 수행하는 것이 좋다. 만일 초음파 진동처리 시간이 1분미만이면 형광체 분말의 분산이 불충분하고 15분을 초과하면 더 이상의 분산효과없이 에너지만 낭비하게 되는문제가 있다.
그런다음 15 ∼ 30시간동안 방치하여 화학적 침출처리한 다음, 여과 및 수세하고 120 ∼ 150℃에서 1 ∼ 3시간 정도로 건조과정을 수행하여 형광체 분말을 얻는다.
이와 같이 본 발명에 의하여 표면처리를 수행하여 얻은 형광체는 표면처리전에 비하여 가시영역에서의 발광강도가 대단히 우수하여 전자표시관으로 적합한 특징이 있다.
본 발명에 따른 형광체의 표면처리방법에 따라서 각기 10% 농도의 염산과 염화암모늄 및 암모니아 용액으로 화학적 침출처리하여 얻은 ZnGa2O4형광체의 청색 발광강도를 처리전과 비교하여 조사한 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 표면처리로 청색 발광강도가 크게 증가함을 확인할 수 있다.
또한, 각기 10% 농도의 염산과 염화암모늄 및 암모니아 용액으로 화학적 침출처리하여 얻은 ZnGa2O4:0.005Mn 형광체의 녹색 발광강도를 처리전과 비교하여 확인한 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 염화암모늄 용액으로 처리한 경우에 녹색 발광강도가 크게 증가하였고 암모니아수의 경우에도 증가하였으나 염산을 사용한 경우에는 효과가 미약한 것을 나타내며 이것은 염산에 대한 망간의 용해성이 커서 염산 용액이 형광체 표면의 활성제인 Mn2+이온도 많이 제거시키기 때문인 것으로 판단된다.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
ZnO 5.005g
Ga2O311.529g
상기의 고순도 원료들을 에탄올을 사용해서 습식 혼합하여 증발 건조시킨 후 알루미나 도가니에 넣고, 공기분위기 중에서 1,100℃의 온도에서 4시간동안 소성시키고 다시 5% 수소/질소 혼합기체의 환원분위기 중에서 900℃의 온도로 1시간 열처리하였다. 얻어진 최종 소성물을 분쇄하여 ZnGa2O4형광체 분말을 제조하였다.
제조된 형광체 분말 중에서 2g을 10% 농도의 염산 용액 50㎖에 침지시켜 10분간 초음파 진동시켜 용액에 고르게 분산시키고 20시간동안 방치하여 화학적 침출처리한 다음, 여과 및 수세하고 130℃에서 2시간 건조시켜 형광체 분말을 얻었다.
얻어진 형광체는 254㎚의 전자선 여기하에서 370㎚에 발광 중심을 갖는 청색 발광 스펙트럼을 나타내었다. 이렇게 얻어진 형광체의 상대발광강도를 다음 표 1에 나타내었다.
실시예 2 ∼ 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 침출처리용액을 다음 표 1에 나타낸 바와 동일하게하여 ZnGa2O4형광체 분말을 얻었다. 이렇게 얻어진 침출처리용액에 따른 청색 영역에서의 상대발광강도는 다음 표 1에 나타내었다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 침출처리용액으로 처리하지 않고 상대발광강도를 다음 표 1에 나타내었다.
구 분 형광체의 조성 침출처리용액 상대발광강도
실시예 1 ZnGa2O4 10% 염산 100
실시예 2 ZnGa2O4 10% 염화암모늄 94
실시예 3 ZnGa2O4 10% 암모니아 75
실시예 4 ZnGa2O4 5% 질산 30
실시예 5 ZnGa2O4 5% 질산암모늄 42
실시예 6 ZnGa2O4 10% 수산화나트륨 27
비교예 1 ZnGa2O4 - 23
실시예 7
ZnO 5.005g
Ga2O311.529g
MnCO30.0035g
상기의 고순도 원료들로부터 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 침출처리용액으로 10% 농도의 염화암모늄 용액을 사용하여 ZnGa2O4:0.005Mn 형광체 분말을 얻었다. 얻어진 형광체는 254㎚의 전자선 여기하에서 505㎚에 발광중심을 갖는 녹색 발광 스펙트럼을 나타내었다. 이렇게 얻어진 형광체의 상대발광강도를 다음 표 2에 나타내었다.
실시예 8 ∼ 12
상기 실시예 7과 동일한 방법으로 실시하되, 침출처리용액을 다음 표 2에 나타낸 바와 동일하게 실시하여 ZnGa2O4:0.005Mn 형광체 분말을 얻었다. 이렇게 얻어진 침출처리용액에 따른 녹색영역의 상대발광강도는 다음 표 2에 나타내었다.
비교예 2
상기 실시예 7과 동일한 방법으로 하되, 침출처리용액으로 처리하지 않고 상대발광강도를 다음 표 2에 나타내었다.
구 분 형광체의 조성 침출처리용액 상대발광강도
실시예 7 ZnGa2O4:0.005Mn 10% 염화암모늄 100
실시예 8 ZnGa2O4:0.005Mn 10% 염산 21
실시예 9 ZnGa2O4:0.005Mn 10% 암모니아 67
실시예 10 ZnGa2O4:0.005Mn 5% 황산 24
실시예 11 ZnGa2O4:0.005Mn 5% 황산암모늄 40
실시예 12 ZnGa2O4:0.005Mn 10% 수산화칼륨 26
비교예 2 ZnGa2O4:0.005Mn - 18
상기 실시예 1 ∼ 12 및 비교예 1 ∼ 2의 비교 결과로부터 본 발명의 처리방법에 따른 형광체는 화학적 침출처리전에 비하여 발광강도가 개선되며, 특히 ZnGa2O4형광체는 10% 염산 및 10% 염화암모늄 용액의 처리로 4배 이상의 우수한 청색 발광강도를 나타내며 ZnGa2O4:0.005Mn 형광체는 10% 염화암모늄 용액의 처리로 5배 이상의 우수한 녹색 발광강도를 나타냄을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 형광체의 표면처리방법은 표면처리전과 비교하였을 때, 발광강도가 크게 개선되어 저전압 구동 형광체로서 전자표시관용으로 매우 적합하고 디스플레이 산업 등에 광범위하게 이용될 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 갈륨산아연계 형광체 분말을 무기산, 그의 염 또는 무기염기로 구성되는 침출처리용액에 침지시킨 다음, 초음파 진동처리하여 분산시키고, 이를 방치하여 침출처리하는 것을 특징으로 하는 형광체의 표면처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 침출처리용액은 염산, 질산 및 황산 중에서 선택된 1종 이상의 무기산, 상기 무기산의 암모늄염, 나트륨염 및 칼륨염 중에서 선택된 무기산염 또는 암모니아수, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 중에서 선택된 1종 이상의 무기염기인 것을 특징으로 하는 형광체의 표면처리방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 침출처리용액은 무기산이 2 ∼ 15 중량%, 무기산염이 3 ∼ 20 중량% 또는 무기염기가 2 ∼ 15 중량%의 농도로 포함된 것임을 특징으로 하는 형광체의 표면처리방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 형광체 분말은 침출처리용액 중에 0.5 ∼ 20 중량%로 투입하는 것을 특징으로 하는 형광체의 표면처리방법.
KR1019980035890A 1998-09-01 1998-09-01 형광체의 표면처리방법 KR100267509B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980035890A KR100267509B1 (ko) 1998-09-01 1998-09-01 형광체의 표면처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980035890A KR100267509B1 (ko) 1998-09-01 1998-09-01 형광체의 표면처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000018338A KR20000018338A (ko) 2000-04-06
KR100267509B1 true KR100267509B1 (ko) 2000-10-16

Family

ID=19549182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980035890A KR100267509B1 (ko) 1998-09-01 1998-09-01 형광체의 표면처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100267509B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000018338A (ko) 2000-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112005000930B4 (de) α-SiAlON-Pulver und Verfahren zur Herstellung davon
KR100467731B1 (ko) 희토류붕산염및그의전구체,이들의제조방법및이붕산염의발광체로서의용도
DE112011102173T5 (de) Oxynitrid-Leuchtstoff, dessen Herstellungsverfahren und die mit derartigem Leuchtstoff hergestellte Lichtquelle zur Beleuchtung
CN1196765C (zh) 硫化锌电致发光体及其生产方法
KR100293330B1 (ko) 오르토규산 아연계 녹색 발광 형광체의 제조방법
JP5932934B2 (ja) ミョウバン法によるアルミン酸塩発光体、ｂａｍ，ｙａｇ、及びｃａｔを製造する方法
KR101405596B1 (ko) 알루미늄 실리케이트계 형광체 및 이의 제조방법
KR100511757B1 (ko) 금속산화물이 코팅된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체의 제조방법 및 그로 제조된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체
JPS63132991A (ja) ユ−ロピウム賦活四硼酸ストロンチウムｕｖ螢光体及びその製造方法
Thu et al. Fabrication of far red emission phosphors Y 3 Al 5 O 12: Eu (YAG: Eu) by co-precipitation method
US20080057343A1 (en) Phosphor, Method for Manufacturing Same, and Particle Dispersed El Device Using Same
CN113528139A (zh) 一种激光辐照调控硫氧化物荧光粉形貌和粒径的处理方法
KR100267509B1 (ko) 형광체의 표면처리방법
KR100280369B1 (ko) 녹색발광형광체의제조방법
JPH04270780A (ja) 電場発光蛍光体および表示素子
KR100376274B1 (ko) 붕소산화물계 형광체의 제조방법
CN110590361B (zh) 复合相荧光陶瓷及其制备方法、应用
Zhang et al. Synthesis and characterization of needle-like BaAl2O4: Eu, Dy phosphor via
Shimomura et al. Synthesis of Y (P, V) O4: Eu3+ red phosphor by spray pyrolysis without postheating
KR100351636B1 (ko) 구상의 갈륨산아연계 형광체의 제조방법
KR100537725B1 (ko) Ｃｅ3+이온이 첨가된 Ａ3Ｂ2Ｃ3Ｏ12 구조의 황색 형광체
Lien et al. Influence of Annealing Temperature and Gd and Eu Concentrations on Structure and Luminescence Properties of (Y, Gd) BO 3: Eu 3+ Phosphors Prepared by Sol–Gel Method
US20060208224A1 (en) Method of Removing Impurities from a SrB4O7:Eu Phosphor
JPH04270779A (ja) 分散型ｅｌ蛍光体および表示素子
KR100424864B1 (ko) 가돌륨옥시브로마이드계 녹색 형광체의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee