KR100300393B1

KR100300393B1 - 청색발광형광체및이를채용한고휘도음극선관

Info

Publication number: KR100300393B1
Application number: KR1019930020371A
Authority: KR
Inventors: 정좌영
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 2001-10-22
Also published as: KR950009822A

Abstract

청색발광 형광체 및 이를 재용한 음극선관이 개시된다. 모체로서 황화아연 (ZnS)을 포함하며 부활제로서 은(Ag)을 포함하는 청색발광 형광체에 있어서, 상기 형광체에 에르븀(Er)이 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는 청색발광 형광체는 입자 모양이 양호하면서 휘도가 향상된 것으로, 이를 형광막에 채용하면 충전성이 양호하고 막두께가 균일한 막을 얻을 수 있으므로 고휘도의 음극선관을 얻을 수 있게 된다.

Description

[발명의 명칭]

청색발광 형광체 및 이를 채용한 고휘도 음극선관

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 청색발광 형광체 및 이를 채용한 음극선관에 관한 것으로서, 상세하게는 칼라 음극선관에 사용되는 은 부활 황화아연 계열의 청색발광 형광체 및 이를 채용한 음극선관에 관한 것이다.

전자선 여기에 의해 청색을 발광하는 형광체로서는 ZnS:Ag 형광체, ZnS:Ag,Cl 형광체, ZnS:Ag,Al 형광체 등이 있는데, 본 발명은 휘도가 향상되고 부활제로서 은을 포함하는 황화아연 계열의 청색발광 형광체에 관한 것이다.

텔레비젼 브라운관이나 컴퓨터 단말기의 디스플레이용 브라운관과 같은 음극선관에서 재생된 화면의 휘도는 음극선관의 패널 내면에 형성되어 있는 형광막내 형광체 분체의 발광 휘도, 및 형광막의 충전성, 막두께 등 형광막 특성에 의해 좌우된다.

최근에는 형광막 제조기술을 개선하여 최적의 막상태를 유지하려는 연구와 함께 입경이 큰 대입자 형광체를 제조하여 분체 휘도를 높이려는 기술이 많이 개시되어 있다.

일본국 특허 공보 소53-24385호에서는 은 부활 황화아연 형광체의 제조시, 비스무스를 포함하는 화합물을 혼합하고 환원분위기 중에서 750 내지 1030℃의 온도 범위로 소성함으로써 입경이 크고 휘도가 높은 ZnS:Ag 형광체를 얻고 있다.

일본국 특허 공보 소61-50117호에서는 은부활 황화아연 형광체에 미량의 유로피움을 더욱 포함시키는 것에 의해 발광색을 실질적으로 변화시키면서 휘도를 향상시키고 있다.

형광체의 입자 모양과 입도 분포는 막상태에 커다란 영향을 주게 된다. 그러나 종래의 대입자화에 의해 분체 발광 휘도를 높이는 방법에서는, 대입자화에 따르는 입자 모양의 각짐과 판상화 문제로 인하여 최적의 막상태 유지가 매우 어렵게 되는 경향이 있다.

음극선관의 화면 휘도는 형광막을 이루는 형광체 입자 자체의 분체 휘도와 함께 형광막 상태와 밀접한 관계가 있어서, 화면 휘도를 높이기 위해서는 형광체 입자의 분체 휘도가 높아야 하는 것은 물론이고, 형광체 입자의 입형이 둥글고 입도가 균일하여 충전성, 막두께등 최적의 형광막 특성을 가져야만 한다. 즉, 종래의 대입자화에 의한 것은 분체 발광 휘도는 향상되지만 입자 모양의 각짐 및 판상화 등의 현상으로 인하여 최적의 형광막을 제조하기가 어렵다는 문제가 있기 때문에, 최종 제품인 음극선관에 있어서 재생된 화면의 휘도를 효과적으로 높여 주지 못하게 된다. 따라서 음극선관의 화면 휘도를 높이기 위해서는 형광체의 분체 휘도가 높아야 하는 것은 물론, 입자 모양 또한 각지거나 판상으로 되지 않을 것을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 형광체 입자 분체의 발광 휘도가 높으면서도 입도 분포가 고르고 입자 모양이 양호하여, 이를 채용하는 형광막 특성을 향상시켜 줄 수 있는 음극선관용 청색발광 형광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 본 발명의 청색발광 형광체를 채용함으로써 휘도가 향상된 음극선관을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 모체로서 황화아연(ZnS)을 포함하며 부활제로서 은(Ag)을 포함하는 청색발광 형광체에 있어서, 상기 형광체에 에르븀(Er)이 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는 청색발광 형광체를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 부활제로서 은을 포함하며 에르븀(Er)을 더욱 포함하는 상기 황화아연계 청색발광 형광체를 채용하는 음극선관에 의해 달성된다.

청색발광 형광체로서는 은 부활 황화아연 형광체(ZnS:Ag), 은 부활 염소 공부활 황화아연 형광체(ZnS:Ag,Cl), 은 부활 알루미늄 공부활 황화아연 형광체 (ZnS:Ag,Al)등 기존의 ZnS계 형광체가 모두 사용될 수 있다.

본 발명의 청색발광 형광체는 다음과 같이 제조한다.

고순도의 황화아연(ZnS)에 은(Ag)을 함유하는 화합물과 에르븀(Er)을 함유하는 화합물을 각각 적정량 취하여 습식 혼합한 다음 건조시킨다. Ag을 함유하는 화합물로서는 통상 AgNO₃, Ag₂SO₄등이 사용되는데 이의 사용량은 ZnS:Ag 형광체의 제조시 사용되는 양과 동일한 양으로 사용하는데 통상, 모체의 양을 기준으로 하여 Ag의 양이 50 내지 500ppm이 되도록 한다.

Er 은 이의 산화물, 수화물, 질화물 등의 형태로 첨가할 수 있는데 이의 첨가량은 모체의 양을 기준으로 하여 5 내지 300ppm으로 하는 것이 바람직하다. 이는 그 양이 5ppm 미만일 경우에는 첨가 효과가 미미하고 300ppm을 초과할 경우에는 휘도 증감제의 역할 보다는 불순물로서 작용하게 되어 발광 휘도가 오히려 감소하기 때문이다. 더욱 바람직하게는 10 내지 200ppm의 범위로 첨가한다.

융제로서 NaCl 등과 같은 알칼리금속 할로겐화물, MgCl₂등과 같은 알칼리토류금슥 할로겐화물, NH₄Cl 등과 같은 할로겐화암모늄 중 적어도 하나를 건식으로 혼합한 후 석영로, 알루미나로 등과 같은 내열성 용기에 충전하고 전기로 등에 장착한 다음 소성하여 ZnS:Ag,Er 형광체를 제조한다.

본 발명에서와 같이 기존의 은 부활 황화아연계 청색발광 형광체에 Er을 더 첨가하게 되면 발광 휘도가 증가하게 되는데, 이는 종래와 같이 형광체 입자의 대입자화에 기인한 것이 아니라, Er이 형광체 입자 내에서 증감제로서 작용하여 에너지 변환 효율을 증가시켜 주기 때문에 휘도가 향상되는 것으로 생각된다.

본 발명자는 상기한 Er 이외에도 Pr, Bi, Ho등 몇가지 이온을 화합물 형태로 포함시켜 황화아연계 형광체의 휘도를 향상시키고자 하였으나 입자의 각짐, 또는 판상화 현상으로 인하여 형광막 특성이 양호하지 못하거나 휘도 향상효과가 너무 미미하여 실용성이 없음을 확인하였다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 비교예와 함께 구체적으로 설명하기로 하는데 본 발명이 하기의 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

다음 각 원료 화합물을 혼합한 후 석영도가니에 충전하고 전기로를 이용해서 980℃에서 2시간 30분 동안 소성한다. 이후 세정, 볼 밀 및 건조 공정을 거쳐 본 발명에 따른 ZnS:Ag,Er 청색발광 형광체를 제조한다.

[실시예 2]

실시예 1에서 사용한 화합물을 동일한 양으로 취하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하되 Er의 첨가량을 100ppm으로 하여 본 발명에 따른 ZnS:Ag,Er 형광체를 제조한다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용한 화합물을 동일한 양으로 취하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수행하되 Er을 첨가하지 않고 종래의 ZnS:Ag 형광체를 제조한다.

상기한 실시예 1,2 및 비교예 1에 따라 제조된 각 형광체의 입경, 색좌표 및 휘도 특성을 다음 표 1에 나타내었다. 입경은 ELZON 180XY를 이용하여 측정하였으며, 휘도 특성은 상기 각 형광체를 사용하고 규산칼륨과 초산바륨을 이용하여 침강법으로 유리시편 위에 형광막을 만들어서 캐소도루미네센스 시스템 (cathodoluminescence system)으로 측정하였다.

[표 1]

상기 표 1로부터 Er 첨가에 의해 입자의 크기가 변하는 것은 아니지만 발광 특성이 우수해 진다는 것을 알 수 있다. 즉, 청색 형광체의 경우에는 색좌표 변화와 함께 휘도가 크게 변화되는데, 본 발명의 형광체에서는 색좌표 특성의 변화 없이 휘도가 약 3 내지 5% 이상 향상되는 결과를 얻을 수 있는 것이다.

[실시예 3]

다음 각 원료 화합물을 혼합한 후 석영도가니에 충전하고 전기로를 이용해서 980℃에서 3시간 동안 소성한다. 이후 세정, 볼 밀 및 건조 공정을 거쳐 본 발명에 따른 ZnS:Ag,Er 청색발광 형광체를 제조한다.

[비교예 2]

실시예 3에서 사용한 화합물을 동일한 양으로 취하여 실시예 3에서와 동일한 방법으로 수행하되 Er을 첨가하지 않고 종래의 ZnS:Ag 형광체를 제조한다.

상기 실시예 3 및 비교예 2에서 얻어진 각 형광체의 입경, 색좌표 및 휘도 특성을 다음 표2에 나타내었다. 표1에서와 마찬가지로 입경은 ELZON 180XY를 이용하여 측정하였으며, 휘도 특성은 상기 각 형광체를 사용하고 규산칼륨과 초산바륨을 이용하여 침강법으로 유리시편 위에 형광막을 만들어서 캐소도루미네센스 시스템으로 측정하였다.

[표 2]

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 형광체는 종래의 Er 무첨가품에비해 입경 및 색좌표의 변화는 거의 없으면서 휘도가 4.7% 향상되었으며, 입자 모양 역시 Er 무첨가품과 비교하여 각짐이나 편상화 현상이 나타나지 않는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따라 Er을 첨가하여 제조된 청색발광 형광체는 입자 모양이 양호하면서도 분체 휘도가 향상된 것으로서 이를 형광막에 채용하면 충전성이 양호하고 막두께가 균일한 막을 얻을 수 있으므로, 본 발명의 형광체를 음극선관에 채용하게 되면 향상된 분체 휘도가 그대로 손실없이 음극선관 화면 휘도로 되어 고휘도의 음극선관을 얻을 수 있게 된다.

Claims

(정정) 모체로서 황화아연(ZnS)을 포함하며 부활제로서 은(Ag)을 포함하는 청색발광 형광체에 있어서, 상기 형광체에 ZnS 모체를 기준으로 5 내지 300ppm 범위의 에르븀(Er)이 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는 청색발광 형광체.
제1항에 있어서, 상기 형광체가 ZnS:Ag,Er 형광체, ZnS:Ag,Cl,Er 형광체 또는 ZnS:Ag,Al,Er 형광체인 것을 특징으로 하는 청색발광 형광체.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 Er의 양이 ZnS 모체를 기준으로 하여 10 내지 200ppm인 것을 특징으로 하는 청색발광 형광체.
(정정) 모체로서 황화아연(ZnS)을 포함하며 부활제로서 은(Ag)을 포함하는 청색발광 형광체를 채용하는 음극선관에 있어서, 상기 형광체에 ZnS 모체를 기준으로 5 내지 300ppm 범위의 에르븀(Er)이 더욱 포함되는 것을 특징으로 하는 고휘도의 음극선관.
(삭제)