KR100325851B1 - 근자외 여기 청색형광체를 포함하는 복합 청색발광형광체 및 이를 이용하여 제조된 형광막을 구비하는 음극선관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 황화아연계 청색발광형광체 및 그 표면에 부착된 근자외 여기 형광체로 되어 있는 복합 청색발광형광체, 및 상기 근자외 여기 형광체 또는 복합 청색발광형광체를 이용하여 형성된 형광막을 포함하는 음극선관에 관한 것으로서, 상기 근자외 여기 청색발광형광체는 통상의 음극선관용 황화아연계 청색발광형광체가 발광할 때 그로부터 발생하는 근자외선을 여기원으로 이용하여 청색으로 발광한다. 따라서, 이러한 근자외 여기 형광체 또는 이를 포함하는 복합 청색발광형광체를 이용하면 근자외 영역에서 발생하는 전자기파가 적게 발생하면서 청색 발광은 더 개선된 음극선관을 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 근자외 여기 형광체를 포함하는 복합 청색발광형광체 및 이를 이용하여 제조된 형광막을 구비함으로써 근자외 영역의 전자기파를 발생하지 않는 음극선관에 관한 것이다.
음극선관에 있어서, 형광막을 구성하는 형광체는 전자총에서 발사된 전자빔과의 충돌에 의하여 빛을 발하여 화면상에서 화상으로 표시된다. 특히 칼라 음극선관의 경우에는 적색, 녹색 및 청색을 발하는 형광체가 패널의 내면에 도트 또는 스트라이프상으로 도포되어, 전자빔과의 충돌시 각 화소가 발하게 되는 빛의 조합에 의하여 여러 가지 색의 화상을 표시하게 된다.
통상 칼라 음극선관에 이용되는 형광체 성분으로는, 적색 발광 형광체로서 유로퓸 부활 산황화 이트륨 형광체(Y2O2S:Eu), 녹색 발광 형광체로서 구리, 금 부활, 알루미늄 공부활 황화 아연 형광체(ZnS:Cu, Au, Al), 청색발광형광체로서 은 부활, 염소 공부활 황화 아연 형광체(ZnS:Ag, Cl) 또는 은 부활, 알루미늄 공부활 황화 아연 형광체(ZnS:Ag, Al)와 같은 황화아연계 청색발광형광체가 일반적으로 널리 사용되어 왔다.
그런데, 전술한 바와 같은 황화아연계 청색발광형광체는 형광 특성이 우수하기는 하지만 발광시 근자외 영역의 빛을 방출하는데, 이러한 근자외 영역 (통상 360∼400nm)의 빛은 인체에 유해하며 전자기파를 발생시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 근자외 여기 형광체를 포함하여 근자외 영역의 전자기파를 발생하지 않는 복합 청색발광형광체를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 근자외 여기 형광체 또는 이를 포함하는 복합 청색발광형광체를 이용하여 제조된 형광막을 구비함으로써 근자외 영역의 전자기를 파생하지 않는 음극선관을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 청색발광형광체의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 음극선관의 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*
110... 황화아연계 청색발광형광체 120... 근자외 여기 형광체
200... 글라스 패널 210... 블랙매트릭스층
220... 근자외선 흡수필터층 230... 적색 발광층
240... 녹색 형광체층 250... 청색 형광체층
본 발명의 기술적 과제는 황화아연계 청색발광형광체 및 그 표면에 부착된 근자외 여기 형광체를 포함하는 복합 청색발광형광체에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 청색 형광체층이 황화아연계 청색발광형광체 및 그 표면에 부착된 근자외 여기 형광체로 되어 있는 복합 청색발광형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 또한 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층 상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 청색 형광체층이 황화아연계 청색발광형광체와 근자외 여기 형광체를 포함하는 형광막 형성용 슬러리 조성물을 도포한 다음 건조 및 소성하여 제조된 것임을 특징으로 하는 음극선관에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 또한 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층 상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 블랙매트릭스층과 형광막 사이에 근자외 여기 형광체를 포함하는 근자외선 흡수필터층이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관에 의해서도 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 복합 청색발광형광체에 있어서, 상기 황화아연계 청색발광형광체로는 ZnS:Ag,Cl 또는 ZnS:Ag,Al 등이 사용될 수 있으며, 상기 근자외 여기 형광체로는 여기원의 주발광 피이크가 360∼400nm인 형광체, 예를 들면 BaMgAl10O17:Eu,BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu, (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 근자외 여기 형광체는 그 평균 입경이 0.1∼2.0㎛인 것이 바람직하다.
한편, 복합 청색발광형광체의 제조방법은 형광체 제조분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 방법, 예를 들면 안료부착 형광체의 제조방법이 준용될 수 있는데, 즉 황화아연계 청색발광형광체의 수분산액에 근자외 여기 형광체와 바인더를 첨가하고 적당하게 교반하면서 pH를 조절함으로써 황화아연계 청색발광형광체의 표면에 근자외 여기 형광체가 균일하게 부착된 복합 청색발광형광체를 얻을 수 있다.
이때, 근자외 여기 청색발광형광체의 도포량은 황화아연계 청색발광형광체의 표면을 한층까지 덮을 수 있는 단층 피복량 (single layer coverage) 정도인 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 청색발광형광체의 단면도인데, 도 1을 참조하여 보면 황화아연계 청색발광형광체(110)의 표면에 근자외 여기 형광체(120)가 부착되어 있다.
근자외 여기 형광체(120)는 황화아연계 청색발광형광체의 발광시 발생하는근자외선을 여기원으로서 이용하여 청색광으로 발광하기 때문에 이를 채용할 경우 근자외선 발생량은 감소되고 청색 발광은 향상된다.
한편, 본 발명에 따른 음극선관은 3가지 양태로 제공될 수 있다.
그의 제1 양태는 형광막의 청색형광체층이 본 발명에 따른 복합 청색발광형광체를 포함하는 경우로서, 상기 복합 청색발광형광체를 포함하는 형광막 형성용 슬러리 조성물을 제조한 다음, 이 슬러리 조성물을 도포하고 건조 및 소성하는 단계에 의해 수득가능하다.
제2 양태는 형광막의 청색형광체층이 근자외선 여기 청색형광체 및 황화아연계 청색발광형광체를 포함하는 형광막 형성용 슬러리 조성물을 도포한 다음 건조 및 소성함으로써 제조된 경우이다.
이때, 상기 황화아연계 청색발광형광체로는 전술한 바와 같이 ZnS:Ag,Cl 또는 ZnS:Ag,Al 등이 사용될 수 있으며, 상기 근자외 여기 형광체로는 여기원의 주발광 피이크가 360∼400nm이고 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 형광체로서 구체적으로는 BaMgAl10O17:Eu,BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu, (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl: Eu 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 근자외선 발생량을 최소화하면서 청색발광을 최대로 향상시키기 위해서는 상기 형광막 형성용 슬러리 조성물중 근자외 여기 형광체의 함량이 황화아연계 청색발광형광체의 총중량에 대하여 0.1∼3중량%인 것이 바람직하다.
마지막으로 제3 양태는 형광막이 형성되기 전에 글라스 패널상에 근자외 여기 형광체를 포함하는 근자외선 흡수 필터층이 형성된 경우로서, 이러한 근자외선흡수 필터층이 구비된 음극선관은 하기의 방법에 따라 제조될 수 있다.
먼저 글라스 패널의 내면에 하도액을 도포 및 건조한 다음, 근자외 여기 형광체, 감광제, 결합제, 계면활성제 및 용매를 포함하는 슬러리 조성물을 도포하고 노광 및 현상하여 근자외선 흡수 필터층을 형성한다. 이어서, 통상의 방법에 따라 녹색 및 적색 형광체를 각각 포함하는 슬러리 조성물을 차례로 도포하고 노광 및 현상하여 적색 및 녹색 형광체층을 형성하여 형광막을 완성함으로써 본 발명에 따른 음극선관을 제조할 수 있다.
이때, 상기 황화아연계 청색발광형광체로는 ZnS:Ag,Cl 또는 ZnS:Ag,Al 등이 사용될 수 있으며, 상기 근자외 여기 형광체로는 여기원의 주발광 피이크가 360∼400nm이며 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 형광체로서, 예를 들면 BaMgAl10O17:Eu,BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu, (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu 등이 사용될 수 있다.
또한, 근자외선의 발생을 최대한 억제하면서 휘도를 개선하기 위해서는 근자외선 흡수 필터층의 두께가 0.1∼3㎛ 범위인 것이 바람직하다.
도 2은 상기 제3 양태에 따른 음극선관의 막 구조를 나타내는 것으로서, 도 2을 참조하여 보면 글라스 패널(200) 내면 상에 블랙매트릭스층(210)이 형성되고, 상기 블랙매트릭스층(210) 상부에 근자외 여기 형광체로 된 근자외선 흡수 필터층 (220)이 형성되며, 상기 근자외선 흡수 필터층(220) 상부에 청색, 녹색 및 적색 형광체층(230, 240 및 250)으로 된 형광막이 형성된다.
상기 근자외선 흡수필터층(220)은 청색발광층(250)에서 발생하는 근자외선을 흡수하여 필터링함으로써 근자외선의 발생량을 현저하게 감소시키는데, 흡수된 근자외선이 여기원으로 사용되어 근자외 여기 형광체를 발광시키므로 근자외선 발생량은 감소되고 청색발광은 향상된다.
이어서, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명할 것이나, 본 발명이 이로써 한정되지는 않는다.
실시예 1
먼저, 100g의 ZnS:Ag,Cl의 수분산액에 평균입경이 1㎛인 0.5g의 BaMgAl10O17:Eu 및 0.2g의 젤라틴을 가한 다음, 분산액의 pH를 3∼4로 조절하여 ZnS::Ag,Cl의 표면에 BaMgAl10O17:Eu가 부착된 복합 청색발광형광체를 수득하였다.
이어서, 수득된 복합 청색발광형광체, 폴리비닐알콜(PVA), 소르비탄모노라우레이트 설팩턴트(SLS), 프로필렌옥사이드에틸렌옥사이드 설팩턴트(PES), 디나프탈렌-디설폰산 소다 설팩턴트(NSS), 에틸렌글리콜, 암모늄디클로라이드(ADC) 및 순수를 포함하는 청색형광체 슬러리 조성물을 제조하였다.
제조된 청색형광체 슬러리 조성물을 이용하여 글라스 패널 내면에 형광막을 형성하였다.
상기 형광막을 채용하는 음극선관을 제조하고 그의 근자외선 발생량 및 휘도를 측정하였다.
실시예 2
ZnS:Ag,Cl, 평균입경이 0.1㎛인 BaMg2Al16O27:Eu, PVA, SLS, PES, NSS, 에틸렌글리콜, ADC 및 순수를 포함하는 청색형광체 슬러리 조성물을 제조하였다.
제조된 청색형광체 슬러리 조성물을 이용하여 통상의 방법에 따라 글라스 패널 내면에 형광막을 형성하였다.
상기 형광막을 채용하는 음극선관을 제조하고 그의 근자외선 발생량 및 휘도를 측정하였다.
실시예 3
평균입경이 0.1㎛인 Sr5(PO4)6Cl:Eu, PVA, SLS, PES, NSS, 에틸렌글리콜, ADC 및 순수를 포함하는 슬러리 조성물 A를 제조하였다.
이어서, ZnS:Ag,Cl, PVA, SLS, PES, NSS, 에틸렌글리콜, ADC 및 순수를 포함하는 슬러리 조성물 B를 제조하였다.
다음으로, 제조된 슬러리 조성물 A를 블랙매트릭스층이 형성된 글라스 패널 내면에 도포하고 노광 및 현상하여 근자외선 흡수필터층을 형성한 다음, 슬러리 조성물 B를 상기 근자외선 흡수필터층 상에 도포하고 노광 및 현상하여 청색발광층을 형성함으로써 청색형광체층을 얻었다. 통상의 방법에 따라 적색 및 녹색 형광체층을 더 형성함으로써 형광막을 완성하였다.
상기 형광막을 채용하는 음극선관을 제조하고 그의 근자외선 발생량 및 휘도를 측정하였다.
비교예 1
슬러리 조성물 제조시에 BaMg2Al16O27:Eu를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 방법에 따라서 형광막을 형성한 다음, 이를 채용하는 음극선관을 제조하였다. 이어서, 제조된 음극선관의 근자외선 발생량 및 휘도를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예로부터 얻어진 음극선관의 근자외선 발생량 및 휘도를 측정한 결과, 본 발명에 따라 제조된 형광막을 채용하는 음극선관 (실시예 1 내지 3)은 통상의 형광막을 채용하는 음극선관 (비교예 1)에 비하여 근자외선 발생량은 70% 이상이 감소하였으며, 휘도는 5% 이상 증가한 것으로 나타났다.
본 발명에 따르면 근자외 여기 청색발광형광체 또는 이를 포함하는 복합 청색발광형광체를 이용하는데, 이러한 근자외 여기 형광체는 기존의 청색형광체가 발광할 때 그로부터 발생하는 근자외선을 여기원으로 이용하여 청색으로 발광한다. 따라서, 이러한 근자외 여기 형광체 또는 이를 포함하는 복합 청색발광형광체를 이용하여 제조된 형광막을 채용하는 본 발명의 음극선관은 근자외 영역에서 발생하는 전자기파가 적게 발생하며 청색 발광은 더 개선될 수 있다.
Claims (15)
- 황화아연계 청색발광형광체 및 상기 황화아연계 청색발광형광체의 표면에 부착된 근자외선 여기 발광형광체를 포함하는 복합 청색발광형광체.
- 제1항에 있어서, 상기 청색발광형광체가 ZnS:Ag, Cl 또는 ZnS:Ag인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제1항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체가 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu 및 (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, 그의 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제1항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체의 부착량이 단층피복량인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서,상기 청색 형광체층이 황화아연계 청색발광형광체 및 그 표면에 부착된 근자외 여기 청색형광체로 되어 있는 복합 청색발광형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제5항에 있어서, 상기 청색발광형광체가 ZnS:Ag, Cl 또는 ZnS:Ag인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제5항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체가 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu 및 (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, 그의 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제5항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체의 부착량이 단층피복량인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층 상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서,상기 청색 형광체층이 황화아연계 청색발광형광체와 근자외 여기 청색형광체를 포함하는 형광막 형성용 슬러리 조성물을 도포한 다음 건조 및 소성하여 제조된 것임을 특징으로 하는 음극선관.
- 제9항에 있어서, 상기 청색발광형광체가 ZnS:Ag, Cl 또는 ZnS:Ag인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제9항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체가 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu 및 (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, 그의 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제9항에 있어서, 상기 형광막 형성용 슬러리 조성물에서 근자외 여기 청색형광체의 함량이 황화아연계 청색발광형광체의 총중량에 대하여 0.1∼3중량%인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 글라스 패널, 상기 글라스 패널의 내면 상에 형성된 블랙매트릭스층, 및 상기 블랙매트릭스층 상에 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 형광체층으로 이루어진 형광막을 포함하는 음극선관에 있어서,상기 블랙매트릭스층과 형광막 사이에 근자외 여기 청색형광체를 포함하는 근자외선 흡수필터층이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제13항에 있어서, 상기 근자외 여기 청색형광체가 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, Sr5(PO4)6Cl:Eu, BaMgAl14O23:Eu 및 (Sr,Ca,Ba)5(PO4)6Cl:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, 그의 평균입경이 0.1∼2.0㎛인 것을 특징으로 하는 음극선관.
- 제13항에 있어서, 근자외선 흡수 필터층의 두께가 0.1∼3㎛인 것을 특징으로하는 음극선관.
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