KR100280993B1 - 저전압형광체및그제조방법 - Google Patents

Abstract

저전압 형광체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 형광체의 표면을 도전성 물질인 인듐, 구리, 금, 은, 주석, 아연 등의 염 또는 산화물로 코팅한 후 이를 200 내지 800℃에서 열처리함으로써 이들 도전성 물질을 형광체 안쪽 표면으로 확산시킨 저전압 형광체는 발광 효율이 우수하다.

Description

저전압 형광체 및 그 제조 방법

산업상 이용 분야

본 발명은 저전압 형광체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발광 효율이 우수한 저전압 형광체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래 기술

저전압 구동 디스플레이 장치로는 필드 에미션 디스플레이 장치(Field Emission Display: 이하 “FED”), 진공 형광 디스플레이 장치(Vacuum Fluorescent Display: 이하 “VFD”) 등이 있다.

FED는 필드 에미션(field emission) 현상에 의해 방출된 전자가 형광체에 충돌함으로써 빛을 발하는 장치이며, VFD는 캐소드인 필라멘트(filament)에서 방출되는 전자를 그리드(grid) 전극과 애노드(anode) 전극에서 제어하여 애노드 상의 형광체에 충돌시킴으로써 빛을 발하는 장치이다.

상기한 FED, VFD 등의 저전압 구동 디스플레이에 사용되는 형광체를 저전압 형광체(low voltage phosphor)라고 하며, 이들은 1㎸ 이하의 저전압에서 발광한다.

이들 저전압 형광체의 발광 현상에 대해 더욱 상세히 설명한다.

FED 또는 VFD의 캐소드에서 방출된 전자(electrons)가 형광체에 충돌함으로써 이 형광체를 구성하는 부활제(activator)의 전자가 여기된다. 이어서, 여기된 전자가 바닥 상태로 되돌아가면서 빛을 방출한다. 이때, 캐소드로부터 방출되는 1차 전자가 충분한 에너지를 가지고 있다면 형광체로부터 2차 전자가 쉽게 방출되겠지만 인가 전압이 1㎸ 이하인 FED 또는 VFD의 경우 1차 전자의 수에 대한 2차 전자의 수의 비가 1 이하이므로 형광체 표면은 음전하로 대전되고, 이 형광체의 발광 강도는 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 형광체와 도전성 물질을 단순 혼합하거나, 형광체에 도전성 물질을 부착시킴으로써 도 2에서 보이는 바와 같이 형광체(1) 외표면에 도전성 물질(2)이 코팅된 저전압 형광체가 개발되었다. 즉, 도전성 물질(2)을 형광체(1)의 외표면에 코팅함으로써 전자에 대한 형광체(1)의 저항을 감소시켜서 형광체(1)를 발광시키는 것이다.

상기한 형광체에 도전성을 부여하는 방법으로 형광체와 도전성 물질을 단순 혼합하는 경우에는 도전성 물질이 형광체 외표면에 불균일하게 코팅되는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 방법인 유기 바인더(organic binder)법은 형광체 외표면에 도전성 물질을 균일하게 코팅할 수 있다는 장점이 있지만, 이들 바인더 물질이 형광체의 휘도를 감소시키는 문제점이 발생한다.

또한, 저전압 형광체의 발광시 전자빔이 형광체로 침투하는 깊이는 형광체 표면으로부터 수 나노미터(㎚) 정도이므로, 이들 형광체의 발광은 형광체 표면으로부터 형광체 내부로 수 나노미터 범위에 존재하는 부활제(activator)에 의존한다. 따라서, 형광체의 외표면에 도전성 물질이 코팅된 저전압 형광체의 경우, 발광 현상을 좌우하는 부활제와 도전성 물질이 근접하여 위치하지 않으므로 발광 효율이 낮다는 문제점이 발생한다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 형광체의 휘도에 바람직하지 않은 영향을 주는 물질을 최소화함은 물론이고, 발광 현상을 좌우하는 부활제와 도전성 물질을 매우 근접하게 위치시킴으로써 발광 효율이 우수한 저전압 형광체를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 발광 효율이 우수한 저전압 형광체 제조 방법을 제공하기 위함이다.

도 1은 본 발명에 따른 저전압 형광체를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 저전압 형광체를 개략적으로 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 형광체 2: 도전성 물질

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 형광체 및 상기 형광체의 안쪽 표면에 위치한 도전성 물질을 포함하는 저전압 형광체를 제공한다.

또한 본 발명은 형광체의 표면을 도전성 물질로 코팅하는 공정 및 상기 도전성 물질이 코팅된 형광체를 열처리하는 공정을 포함하는 저전압 형광체 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 저전압 형광체는 도 1에서 보이는 바와 같이 형광체(1) 및 상기 형광체(1)의 안쪽 표면에 위치한 도전성 물질(2)을 포함한다.

이러한 구조의 저전압 형광체를 제조하기 위해서 우선 형광체의 표면을 도전성 물질로 코팅한다.

상기 형광체로는 FED 및 VFD 등의 저전압 구동 디스플레이 장치에 일반적으로 사용되는 형광체로서, ZnO 계열 형광체, ZnS 계열 형광체, (ZnCd)S 계열 형광체, Y₂O₂S 계열 형광체 등이 사용될 수 있다.

상기 도전성 물질로는 인듐(In), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 도전성 물질로서 사용되는 인듐, 구리, 금, 은, 주석, 아연은 이들의 염 또는 산화물의 형태로 형광체에 코팅되는 것이 바람직하다. 또한, 이들 도전성 물질을 형광체에 코팅하는 공정은 수용액 중에서 실시하는 것이 바람직하다.

이어서, 도전성 물질이 코팅된 형광체를 열처리 공정으로 투입한다.

상기 열처리 공정의 온도는 200 내지 800℃ 범위인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 300 내지 450℃ 범위이다. 200℃ 미만의 온도에서 열처리 공정을 실시할 경우, 형광체 표면에 부착된 전도성 물질이 형광체 내부로 확산되기가 어렵고, 800℃보다 높은 온도에서 열처리 공정을 실시할 경우, 형광체 내부로의 전도성 물질의 과도한 확산으로 인해 캐소드로부터의 전자를 형광체 내부로 충분히 전달하지 못한다는 문제점이 발생한다.

상기 열처리 공정은 1 내지 4시간 정도 실시하는 것이 바람직하다. 열처리 공정을 1시간 미만으로 실시할 경우, 형광체 표면에 부착된 전도성 물질이 형광체 내부로 확산되기가 어렵다. 또한, 4시간을 초과하여 열처리 공정을 실시할 경우, 형광체 내부로 도전성 물질의 과도한 확산으로 인해 캐소드로부터의 전자를 형광체 내부로 충분히 전달하지 못한다는 문제점이 발생한다.

상기 열처리 공정으로 형광체 표면에 부착된 도전성 물질을 균일하게 형광체 내부로 확산시킴으로써 도 1에서 보이는 바와 같이, 형광체(1) 및 형광체의 안쪽 표면에 위치한 도전성 물질(2)을 포함하는 저전압 형광체를 제조한다.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

순수 500㏄에 ZnS:Zn 형광체 100g 및 도전성 물질인 인듐 아세테이트[In(CH₃COO)₃]을 혼합함으로써 ZnS:Zn 형광체의 표면에 인듐 아세테이트를 코팅하였다. 여기서, 상기 혼합 공정은 pH 10으로 유지한 상태에서 실시하였다. 이어서, 인듐 아세테이트가 코팅된 형광체를 환원 분위기하에서 600℃의 온도로 3시간 동안 열처리함으로써 인듐을 형광체 안쪽 표면으로 균일하게 확산시켜서 저전압 형광체를 제조하였다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 저전압 형광체는 발광에 참여하는 부활제와 도전성 물질이 근접하게 위치한다. 그러므로 전자의 저항을 감소시키는 도전성 물질의 작용을 형광체가 더욱 효율적으로 이용할 수 있게 되어 형광체의 발광 효율이 증대된다. 아울러, 형광체의 휘도에 바람직하지 않은 영향을 미치는 바인더 물질을 사용하지 않으므로 형광체의 발광 효율이 더욱 증대된다.

Claims (2)

1. 저전압용 형광체의 표면을 도전성 물질로 코팅하는 공정; 및

   상기 도전성 물질이 코팅된 형광체를 200 내지 800℃로 열처리하는 공정을 포함하는 저전압 형광체 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 물질은 인듐(In), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 주석(Sn) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 물질인 저전압 형광체 제조 방법.

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