KR100289158B1 - 저전압용청색형광체및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

발광 효율 즉, 휘도가 향상된 저전압용 청색 형광체를 제공하기 위한 것으로서, ZnO, Ga2O3및 Na계 화합물을 혼합하고, 이 혼합물을 1100-1300℃에서 1차 소성한다. 이 소성물을 볼밀한 후, 염산으로 세정한다. 이 세정된 물질을 800-1100℃에서 2차 소성한 후 분급하여 CIE 색좌표계 상에서 x=0.18±0.05, y=0.17±0.05을 나타내는 저전압용 청색 형광체를 제공한다.

Description

저전압용 청색 형광체 및 그 제조 방법
산업상 이용 분야
본 발명은 저전압용 청색 형광체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘도가 향상된 저전압용 청색 형광체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래 기술
진공 형광 디스플레이 장치, 필드 에미션 디스플레이 장치, 프린터의 라이트 헤드, 액정 표시 장치의 백 라이트 등에 사용될 수 있는 것으로서, 미국 특허 제 5,478,499호는 100V 또는 이보다 낮은 전압에서 발광하며 리튬(Li) 및 인(P)이 도핑된 ZnO·Ga2O3매트릭스로 이루어진 청색 발광 형광체를 개시한다.
이 저전압용 청색 형광체의 제조 방법을 도 2를 참고로 설명하면, 우선 ZnO, Ga2O3및 융제(flux)인 Li3PO4를 혼합한다. 이어서, 이 혼합물을 대기 분위기하, 1200℃에서 3시간 가량 1차 소성한다. 1차 소성시킨 매트릭스를 밀링, 바람직하게는 볼밀함으로써 덩어리진 매트릭스의 입자를 골고루 분산시킨다. 과다한 Li3PO4를 제거하기 위하여 분산시킨 매트릭스의 입자를 질산으로 세정한다. 세정된 매트릭스를 환원 분위기하, 1100℃에서 1-3시간동안 2차 소성한다. 2차 소성된 매트릭스를 시브(sieve)를 사용하여 분급함으로써 CIE 색좌표계 상에서 0.08 내지 0.20의 x좌표의 값, 0.05 내지 0.25의 y좌표의 값을 나타내는 저전압용 청색 형광체를 제조한다. 그러나, 이 저전압용 청색 형광체는 휘도 즉, 발광 효율이 낮다는 단점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 휘도 즉, 발광 효율이 향상된 저전압용 청색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 저전압용 청색 형광체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전압용 청색 형광체의 제조 공정을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 저전압용 청색 형광체의 제조 공정을 나타낸 흐름도.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 ZnO, Ga2O3및 Na계 화합물을 혼합하는 공정, 상기 혼합물을 1100-1300℃에서 1차 소성하는 공정, 상기 1차 소성된 물질을 밀링(milling)하는 공정, 상기 밀링한 물질을 염산으로 세정하는 공정, 상기 세정한 물질을 800-1100℃에서 2차 소성하는 공정, 및 상기 2차 소성된 물질을 분급하는 공정을 포함하는 저전압용 청색 형광체 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법으로 제조된 저전압용 청색 형광체는 CIE 색좌표계 상에서 x=0.18±0.05, y=0.17±0.05을 나타낸다.
이하, 본 발명을 도 1에 따른 흐름도를 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 저전압용 청색 형광체를 제조하기 위한 첫 번째 공정은 ZnO, Ga2O3및 Na계 화합물을 혼합하는 공정이다. 이때, ZnO 및 Ga2O3는 몰비는 1:1인 것이 바람직하다. 상기 몰비를 벗어날 경우, 제조된 형광체의 휘도가 바람직하지 않을 수도 있다. 상기 Na계 화합물로는 NaCl, Na2CO3, Na3PO4, NaBr 등이 있다. 여기서 사용되는 Na계 화합물은 융제(flux)의 역할을 한다. 융제란 형광체의 입경을 성장시키고, 입형을 조절하는 역할을 하는 것이다. 본 발명에서 사용된 Na계 화합물은 입경 성장 작용 및 입형 조절 작용외에도 Na의 일부가 부활제로서 작용한다. 사용되는 Na계 화합물의 양은 전체 형광체의 10-30몰%인 것이 바람직하다.
이와 같은 비율로 혼합된 혼합물을 1100-1300℃에서 1차 소성한다. 이때, 소성 공정은 대기 분위기하 1200℃에서 약 3시간 가량 실시하는 것이 바람직하다. 이 소성 공정으로 ZnO·Ga2O3매트릭스가 형성된다.
이어서, 상기 1차 소성물을 밀링(milling)한다. 응집된 입자를 제거하고 분산성 및 입도 분포를 향상시키기 위해 약 3시간 동안 볼밀(ballmill)을 실시하는 것이 바람직하다.
볼밀된 물질을 1% 농도의 염산으로 세정한다. 이 공정은 2차 소성시 과다한 Na가 모체에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 것으로 과다한 Na계 화합물을 제거한다.
염산으로 세정한 물질을 800-1100℃에서 2차 소성을 실시한다. 이때, 소성 공정은 산소가 결핍된 분위기를 만들어 전도도에 기여하도록 하기 위하여 환원 분위기하 900℃에서 약 2시간 가량 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같이 2차 소성된 물질을 시브(sieve)를 사용하여 분급함으로써 저전압용 청색 형광체를 제조한다.
제조된 저전압용 청색 형광체는 CIE 색좌표계 상에서 x=0.18±0.05, y=0.17±0.05을 나타낸다.
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
ZnO, Ga2O3및 NaCl을 유발로 잘 혼합한 후, 1200℃에서 3시간동안 1차 소성하였다. 소성한 물질을 3시간 동안 볼밀을 실시한 후, 1% 농도의 염산으로 세정하였다. 세정된 물질을 1000℃에서 2시간동안 2차 소성하였다. 소성된 물질을 분급하여 저전압용 청색 형광체를 제조하였다.
제조된 저전압용 청색 형광체는 CIE 색좌표계 상에서 x=0.180, y=0.170을 나타내었다.
비교예 1
ZnO 98g, Ga2O3225g 및 Li3PO445g을 유발로 잘 혼합한 후, 대기 분위기하 1200℃에서 3시간동안 소성하였다. 소성한 물질을 3시간 동안 볼밀을 실시한 후, 0.5N의 질산으로 세정하였다. 세정된 물질을 환원 분위기하 1100℃에서 2시간동안 소성하였다. 소성된 물질을 분급하여 저전압용 청색 형광체를 제조하였다.
제조된 저전압용 청색 형광체는 CIE 색좌표계 상에서 x=0.180, y=0.170을 나타내었다.
본 발명에 따른 저전압용 청색 형광체는 융제로서 Li3PO4대신 Na계 화합물을 사용함으로써 휘도가 약 15% 이상 향상되어 발광 효율이 우수한 저전압 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. ZnO, Ga2O3및 Na2CO3, Na3PO4, NaBr 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 Na계 화합물을 혼합하는 공정과;
    상기 혼합물을 1100-1300℃에서 1차 소성하는 공정과;
    상기 1차 소성된 물질을 밀링하는 공정과;
    상기 밀링한 물질을 염산으로 세정하는 공정과
    상기 세정한 물질을 800-1100℃에서 2차 소성하는 공정; 및
    상기 2차 소성된 물질을 분급하는 공정으로 이루어진 저전압용 청색 형광체 제조 방법.
  2. 제 1항의 제조 방법에 따라 제조된 형광체로서, Na가 도핑된 ZnO·Ga2O3매트릭스로 이루어져 있으며, CIE 색좌표계 상에서 x=0.18±0.05, y=0.17±0.05을 나타내는 저전압용 청색 형광체.
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