KR100622688B1 - 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물, 이를 이용한 형광광원의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물, 이를 이용한 형광광원의 제조방법, 이에 의하여 제조되는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원에 관한 것으로, 특히 형광등을 포함하는 형광광원의 초기 휘도의 저감을 막으면서도, 형광광원의 열화요인인 자외선의 조사 및 수은의 침투를 막아 형광광원의 점등시간에 따른 휘도저하를 막아 초기 휘도특성 및 장시간 사용후의 휘도특성을 모두 확보하여 고품질의 장수명 형광광원을 제공하고자 하는 것으로 산화이트륨 미립자를 주성분으로 하는 흡수층을 광원의 유리와 형광물질층 사이 또는 형광물질층의 내면에 포함하는 것을 특징으로 하는 형광광원과 이에 이용되는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물 및 이를 이용한 형광광원의 제조방법에 관한 것이다.

산화이트륨, 형광광원, 형광등

Description

형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물, 이를 이용한 형광광원의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원 {COMPOSITION FOR COATING YTTRIA ON FLUORESCENT LIGHT, METHOD OF PREPARING FLUORESCENT LIGHT USING THE SAME AND FLUORESCENT LIGHT SOURCE COMPRISING YTTRIA LAYER THEREBY}

도 1은 본 발명의 형광광원중 형광등에 대한 일 실시예의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 형광광원중 형광등에 대한 다른 실시예의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 형광광원중 형광등에 대한 또 다른 실시예의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유리 20 : 형광물질

30 : 방전부 40 : 산화이트륨층

본 발명은 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물, 이를 이용한 형광광원의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형광등을 포함하는 형광광원의 초기 휘도의 저감을 막으면서도, 형광광원의 열화요인인 자외선의 조사 및 수은의 침투를 막아 형광광원의 점등시간에 따른 휘도저하를 막아, 초기 휘도특성 및 장시간 사용후의 휘도특성을 모두 확보하여 고품질의 장수명 형광광원과 이에 이용되는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물 및 이를 이용한 형광광원의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 일반적인 형광램프, TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal)용 BLU(Back Light Unit)에 사용되는 CCFL, 그 외의 EEFL 및 FPL(Flat Panel Lamp) 등을 포함하는 형광광원은 그 작동시간인 점등시간에 따른 점차적으로 휘도가 떨어져 그 수명을 다하게 되는데, 이러한 휘도의 저하 요인으로는 일반적으로 램프의 흑화, 형광체의 노화 및 형광체의 발광효율 저하를 들고 있으며, 이에 따라 상기 휘도의 저하는 형광광원의 수명을 짧게 하고, 형광광원의 잦은 교환에 따라 경제성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

즉, 상기 형광광원의 휘도 저하 요인은 크게 3가지로 알려져 있는데, 그 첫 번째로는 형광광원 내부에서 발생하는 자외선 및 수은과 유리내부의 Na과의 반응에 의한 램프의 흑화 현상과, 두 번째로는 185 ㎚ 파장대역의 자외선 조사에 의한 형광체의 노화와, 세 번째로는 형광광원 내에 포함되는 수은의 흡착에 의한 형광체의 발광효율 저하를 들 수 있다.

이러한 요인을 제거하고 장수명의 형광 램프를 실현하기 위해서는 형광광원의 유리 및 형광체에 대한 자외선 조사 및 형광체에 대한 수은의 확산을 조절하는 기술이 필요하지만 이에 대한 개선안이 제시되지 못하고 있는 실정이며, 이에 대한 간접적인 해결방법으로 형광광원의 유리재에 Na 함유량이 적은 붕산염 글라스가 이용되고 있으나, 이는 글라스 중의 Na이온의 석출물과 수은의 반응을 적게 하여 흑화를 방지하는 방안으로서 상기 요인에 대한 근본적인 해결책이 될 수 없어, 상기 기술한 전체적인 문제를 해결하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 기존의 형광광원의 제조공정을 그대로 활용하면서, 기존의 형광광원의 초기 휘도특성을 그대로 유지하면서도 장수명을 가질 수 있으며, 기존의 형광광원의 구조와 제조공정을 그대로 활용하여 제조할 수 있는 형광광원 및 이를 포함하는 광원장치와 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 목적을 달성할 수 있는 형광광원의 제조에 사용되는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이외에 본 발명은 상기 코팅용 조성물을 이용한 형광광원의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산화이트륨(Y₂O₃)을 주성분으로 하는 흡수층을 광원의 유리와 형광물질층 사이 또는 형광물질층의 내면에 포함하는 것을 특징으로 하는 형광광원을 제공한다.

또한 본 발명은 최대입경이 1000 ㎚를 초과하지 않는 산화이트륨 및 희석용 용제를 포함하는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 형광광원의 제조에 있어서,

a) 상기 산화이트륨 코팅용 조성물을 광원의 유리재 내면 또는 형광물질층 내면에 코팅하는 단계; 및

b) 상기 코팅층을 열처리하여 경화시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광광원의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 형광광원은 광원의 유리와 형광물질층 사이 또는 형광물질층의 내면에 산화이트륨을 주성분으로 하는 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 형광광원의 유리재 내면 또는 형광물질층의 내면에 산화이트륨을 부착하여 보호막을 형성하는 기술로서, 이로 인해 50,000 hr 이상의 수명을 유지시키는 것이 가능하다.

형광체(형광물질) 또는 유리재 보호를 위한 상기 흡수층 재료는 1) 형광체의 발광을 위한 일정파장 대역의 자외선 투과능과 2) 수은의 확산을 막는 수은투과 방지기능의 특성이 요구되는데, 먼저 형광체의 발광을 좋게 하기 위해서는 수은 휘선인 254 ㎚ 파장대역의 자외선은 투과시키고, 형광체를 노화시키는 185 ㎚ 이하의 자외선을 차단하는 재료이어야 하며, 또한 365 ㎚ 파장대역의 광선까지 차단하게 되면, 가시광 영역에서의 청색도 차단하기 때문에 청색형광체의 특성을 저하시킬 수 있으므로 330 ㎚ 이하에서 자외선을 차단하는 재료를 사용하는 것이 필요하다.

또한 수은투과 방지기능의 요구특성을 만족하기 위해서는 방전공간에서 안정하여, 재료 자신이 변질되지 않거나 수은을 투과하지 않는 재료이어야 한다는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 요구조건을 동시에 만족시키는 흡수층 재료로 산화이트륨(Y₂O₃)을 사용한다.

상기 산화이트륨이 흡수층 재료로 사용되어 광원의 유리와 형광물질층 사이에 적용될 경우에는 185 ㎚ 이하 파장대역의 자외선에 유리재가 노출되는 것을 보호하고, 유리재로의 수은의 확산을 막아 유리재의 노화를 조절하게 되며, 광원의 형광물질층 표면에 적용될 경우에는 185 ㎚ 이하 파장대역의 자외선에 형광체 및 유리재가 노출되는 것을 보호하고, 수은 휘선은 투과되어 형광체의 발광을 유도하며, 형광체 및 유리재로의 수은의 확산을 막아 형광체 및 유리재의 노화를 조절하게 되며, 특히 185 ㎚ 이하 파장대역의 자외선의 발생이 많아 이러한 노화가 상대적으로 큰 청색 형광체에 더욱 유효한 효과를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 흡수층은 365 ㎚ 파장대역의 광선은 통과시키며, 산화이트륨을 미립자로 구성함으로써 가시광선 대역의 흡수가 발생하는 것을 방지하고, 형광발생에 관한 수은 휘선의 투과에 따라 흡수층의 도입에 따른 초기 휘도의 감소가 발생하지 않도록 한다.

본 발명의 흡수층 재료로 사용되는 상기 산화이트륨 입자의 최대 직경은 1000 ㎚를 초과하지 않는 것이 바람직하며, 상기 산화이트륨 입자의 최대 직경이 1000 ㎚를 넘으면 형광광원의 휘도 특성을 오히려 감소시킬 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 상기 산화이트륨의 평균입경은 미세할수록 바람직하며, 제조특성상 상기 산화이트륨의 평균입경이 100 ㎚ 내지 500 ㎚인 것을 사용하는 것이 더욱 좋다.

상기 산화이트륨을 주성분으로 하는 흡수층은 50 내지 1000 ㎚의 두께인 것이 바람직하며, 그 두께가 50 ㎚ 미만일 경우에는 흡수층 및 확산 방지층의 역할을 충분히 발휘하지 못하게 되고, 1000 ㎚를 초과할 경우에는 휘도 특성을 저하시킬 수 있다.

상기 산화이트륨은 형광광원의 유리재 내면 또는 형광물질층의 내면에 당업계에서 사용하는 통상의 방법으로 부착될 수 있음은 물론이며, 구체적으로 코팅, 스퍼터링(sputtering), CVD와 같은 진공증착법 등의 통상의 방법으로 부착할 수 있다. 특히, 산화이트륨을 함유하는 조성물을 유리재 내면 또는 형광물질층의 내면에 코팅하는 방법을 사용하는 것이 부착의 용이성에 있어 좋다.

따라서, 본 발명은 최대 입경이 1000 ㎚를 초과하지 않는 산화이트륨 및 희석용 용제를 포함하는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물을 제공한다.

본 발명의 코팅용 조성물에 사용되는 산화이트륨은 나노크기의 산화이트륨 분말인 것이 바람직하며, 이트륨 원소의 출발물질을 통상의 화학반응을 통하여 금속 화합물을 수득한 후 소성하여 제조할 수 있다.

구체적으로, 상기 산화이트륨은 질산이트륨, 염화이트륨, 초산이트륨등의 가용성 이트륨 염; 이트륨 이소프로폭사이드 등 유기 용매에 가용성이 있는 알콕사이드류; 또는 탄산이트륨, 수산화이트륨, 황산이트륨, 옥살산이트륨, 산화이트륨 등 물에 불용성인 이트륨 화합물 등을 출발물질로 하여 공지의 화학반응을 통하여 산화이트륨, 탄산이트륨, 또는 수산화이트륨 등의 금속화합물을 수득한 후, 소성하여 산화이트륨을 제조할 수 있다.

이때, 상기 소성은 입자의 응집을 최소화하고 나노크기의 미립자를 얻기 위하여 저온소성하는 것이 바람직하며, 특히 산화이트륨의 산화 온도가 500 ℃이므로 600 내지 900 ℃의 온도에서 소성되는 것이 바람직하다. 또한, 산화이트륨의 원활한 산화와 공정시간의 단축을 위하여 600 내지 900 ℃의 온도에서 5 내지 200 분 동안, 산소가스 등의 산화 분위기에서 소성하는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 소성된 산화이트륨은 나노크기의 미립자로 제조하기 위하여 분쇄하는 단계를 실시할 수 있으며, 이때 상기 분쇄는 제트(Jet) 밀(Mill) 등의 건식 분쇄, 비즈(Beeds) 밀(Mill) 등의 습식 분쇄 등 통상의 방법으로 실시될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 제조되어 본 발명의 코팅용 조성물에 함유되는 상기 산화이트륨은 평균입경이 미세할수록 더욱 좋으며, 특히 평균입경이 100 내지 500 ㎚인 것이 형광광원의 휘도 확보에 있어 더욱 좋다.

상기와 같은 산화이트륨의 함량은 크게 제한되지 않으나, 현탁액의 취급상 코팅용 조성물에 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 분산 및 코팅공정의 작업성을 위하여 3 내지 6 중량%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 산화이트륨을 희석하기 위하여 코팅용 조성물에 포함되는 상기 용제는 수용액 또는 유기 용매가 사용될 수 있으며, 구체적으로 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 또는 이소부탄올 등을 사용할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 코팅용 조성물에 함유되는 산화이트륨과 용제는 교반기에 의한 분산, 호모나이저, 초음파 분산기, 볼밀, 비즈 밀 등의 통상의 방법으로 교반하여 혼합할 수 있으며, 특히 산화이트륨의 최대입자가 1000 ㎚ 이하의 미립자로 분산시키기 위해서는 볼밀, 비즈 밀 등의 습식 분산기를 사용하는 것이 좋다.

상기와 같이 산화이트륨 및 희석용 용제를 포함하는 본 발명의 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물은 필요에 따라 바인더, 분산제 등을 추가로 포함할 수 있다.

상기 바인더는 산화이트륨 미립자를 코팅표면에 고착시키는 작용을 한다.

상기 바인더는 통상의 유기계 바인더 또는 무기계 바인더가 사용될 수 있음은 물론이며, 구체적으로 니트로 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 유기계 바인더를 사용할 경우에는 코팅공정시 접착력 향상에 있어 좋으며, TEOS, MTMS, MTES, HMDS 등의 실리카계 무기계 바인더를 사용할 경우에는 코팅완료후의 접착력 향상에 있어 좋으며, 특히 상기 유기계 바인더와 무기계 바인더를 혼합하여 사용하는 것이 코팅공정시와 코팅완료후의 접착력 향상에 있어 더욱 좋다. 이때, 상기 유기계 바인더와 무기계 바인더는 100 : 1 내지 1 : 50의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 바인더는 코팅용 조성물에 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 접착력 및 휘도저하 방지에 있어 더욱 좋다.

상기 분산제는 조성물내에서 산화이트륨의 분산을 용이하게 하고, 조성물의 응집을 방지하는 작용을 한다.

상기 분산제는 공지의 다양한 슬러리에 사용되는 분산제를 사용할 수 있음은 물론이며, 특히 수용성인 산성 그룹을 갖는 블록 공중합체의 알킬올암모늄염을 사용하는 것이 좋다.

상기 분산제는 코팅용 조성물에 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위내일 경우에는 산화이트륨의 분산성 향상에 있어 더욱 좋다.

또한 산화이트륨 미립자의 분산을 용이하게 하고, 응집을 막기 위하여 분산제를 첨가하며, 이에는 공지의 다양한 슬러리에 사용되는 분산제가 이용될 수 있으며, 바람직하게는 수용성인 산성 그룹을 갖는 블록 공중합체의 알킬올암모늄염을 사용하는 것이 좋다.

상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물은 분산의 적정성 유지를 위하여 염기도가 pH 8 내지 11인 것이 바람직하다.

또한 본 발염은 상기와 같인 산화이트륨 코팅용 조성물을 광원의 유리내면 또는 형광물질층 내면에 코팅하여 형성된 코팅층을 열처리하여 경화시키는 단계를 포함하는 형광광원의 제조방법을 제공하는 바, 상기 산화이트륨 코팅층은 유리재와 형광물질층 사이, 형광물질층의 내면, 또는 유리재와 형광물질층 사이와 형광물질층의 내면에 위치할 수 있다.

상기 코팅용 조성물의 코팅은 유리관의 경우는 스프레이 또는 유리관을 코팅용 조성물이 들어있는 용기에 치구를 이용하여 세워놓고, 진공장치가 연결된 고무튜브를 유리관의 위쪽에 연결하고, 진공을 걸어, 상기 조성물이 유리관의 안쪽을 따라 올라가고, 일정한 높이가 되었을 때 진공을 서서히 폐쇄하여 다시 상기 조성물이 유리관을 따라 내려가도록 하는 방법 등을 포함한 다양한 공지의 방법으로 실시될 수 있고, 평판 유리의 경우는 스프레이 또는 코팅법 등의 공지의 방법으로 실시될 수 있음은 물론이다.

또한 상기와 같은 방법으로 도포되어 형성된 산화이트륨 코팅층은 통상의 방 법으로 열처리하여 건조할 수 있으며, 건조후 형성된 산화이트륨 코팅층은 50 내지 1000 ㎚의 두께인 것이 바람직하며, 그 두께가 상기 범위내인 경우에는 흡수층 및 확산 방지층의 충분한 역할 발휘와 휘도특성의 저하방지에 있어 더욱 좋다.

상기와 같은 산화이트륨을 주성분으로 하는 흡수층을 가지는 형광광원은 형광물질과 방전을 이용하는 공지의 다양한 형태의 형광광원일 수 있으며, 구체적으로 일반 형광등, 냉음극형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL), 면형광램프(FPL), 디스플레이 장치용 램프 등 다양한 분야의 광원 또는 조명장치일 수 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 본 발명의 형광광원을 포함하는 광원장치를 제공할 수 있는 바, 상기 광원장치는 광원을 포함하는 광공급 모듈을 의미하는 것으로 이에는 TFT-LCD 모니터나 TFT-LCD TV 등에 적용되는 백 라이트 유닛을 포함하는 선 광원장치 또는 면 광원장치를 포함한다.

또한 본 발명은 상기와 같은 본 발명의 형광광원을 포함하는 디스플레이 장치, 또는 상기 광원장치를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 바, 상기 디스플레이 장치는 칼라 디스플레이 장치, 평면 디스플레이장치, TFT-LCD 모니터 또는 TFT-LCD TV를 포함한 광원을 필요로 하는 다양한 산업용 또는 가정용 디스플레이 장치를 모두 포함한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1. 산화이트륨 입자 제조

나노크기의 산화이트륨을 제조하기 위해 이트륨의 출발원료로 질산이트륨을 이용하고 탄산염의 출발원료로 암모늄카보네이트를 이용하여 액상반응으로 탄산이트륨을 제조하였다.

구체적으로, 질산이트륨 1 mole/L의 수용액에 암모늄카보네이트 1.5 mole/L 수용액을 가하여 제조한 이트륨 전구체를 초순수로 NO^3- 이온이 검출되지 않을 때까지 세정하여 전구체를 수득하였다. 그 다음 상기 수득한 전구체를 100∼150 ℃의 온도에서 12 시간 동안 건조하였다.

상기 건조된 건조물을 알루미나 도가니에 넣은 후, 800 ℃의 온도에서 30 분 동안, 산소분위기 하에서 소성한 후, 분쇄분급하여 최종 나노크기의 분말을 제조하였다.

상기와 같이 제조한 분말을 X선 회절법으로 상 동정을 한 결과 산화이트륨인 것을 확인할 수 있었으며, 분말의 입경은 500 내지 2000 ㎚이었다.

또한, 상기 분말의 입자표면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과 산화이트륨 입계가 관찰되었으며, 입계에 둘러싸인 산화이트륨의 1차 입경을 측정한 결과 분포의 중앙값이 30 ㎚이고, 최대값이 60 ㎚이었다. 또한 BET법에 의하여 비표면적의 측정한 결과 35 ㎡/g이었다.

실시예 2. 산화이트륨 입자 제조

상기 실시예 1에서 탄산염의 출발원료를 대신하여 수산염의 출발원료로 암모니아수를 사용하여 액상반응시켜 수산화이트륨을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 나노크기의 분말을 제조하였다.

상기와 같이 제조한 분말을 X선 회절법으로 상 동정을 한 결과 산화이트륨인 것을 확인할 수 있었으며, 분말의 입경은 1 내지 2 ㎛이었다.

또한, 상기 분말의 입자표면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과 산화이트륨 입계가 관찰되었으며, 입계에 둘러싸인 산화이트륨의 1차 입경을 측정한 결과 분포의 중앙값이 80 ㎚이고, 최대값이 200 ㎚이었다. 또한 BET법에 의하여 비표면적의 측정한 결과 15 ㎡/g이었다.

실시예 3. 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물 제조

상기 실시예 1 및 2에서 제조한 산화이트륨 분말 500 g, 에틸 셀룰로오스(25 ℃, 45 cP) 50 g을 녹인 무수 에틸 알코올 3000 g, 이소 프로필 알코올 1500 g, 및 이소 부틸 알코올 3000 g을 혼합하여 충분히 교반한 후, 습식 비즈 밀로 분산시켜 균일하게 혼합하였다. 그 다음, 상기 혼합물에 에틸 알코올을 첨가하여 pH 9 ± 1이고, 점도 10 cP 이하인 5 중량%의 산화이트륨 코팅용 조성물을 제조하였다.

상기 제조한 코팅용 조성물의 입도 분포를 레이저 회절법을 사용하여 측정한 결과, 중앙값은 250 ± 20 ㎚이고, 최대 입경이 1000 ㎚ 이상인 입자는 전혀 없었다.

실시예 4. 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물 제조

상기 실시예 3에서 에틸 셀룰로오스(25 ℃, 45 cP) 50 g을 녹인 무수 에틸 알코올 3000 g을 대신하여 에틸 셀룰로오스(25 ℃, 45 cP) 50 g과 Disperbyk-180 50 g을 녹인 무수 에틸 알코올 3000 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하여 pH 9 ± 1이고, 점도 10 cP 이하인 5 중량%의 산화이트륨 코팅용 조성물을 제조하였다.

상기 제조한 코팅용 조성물의 입도 분포를 레이저 회절법을 사용하여 측정한 결과, 중앙값은 150 ± 20 ㎚이고, 최대 입경이 600 ㎚ 이상인 입자는 전혀 없었다.

실시예 5. 진공장치를 이용한 형광광원 제조

세정된 유리관을 상기 실시예 3 또는 상기 실시예 4에서 제조한 산화이트륨 코팅용 조성물이 들어 있는 용기에 치구를 이용하여 세웠다. 그 다음 진공장치가 연결된 고무튜브를 유리관의 위쪽에 연결하고 진공을 걸어주어 상기 실시예 3 또는 상기 실시예 4에서 제조한 산화이트륨 코팅용 조성물이 유리관의 안쪽을 따라 올라가도록 하고, 일정한 높이가 되었을 때 진공을 서서히 폐쇄하여 상기 실시예 3 또는 상기 실시예 4에서 제조한 산화이트륨 코팅용 조성물이 유리관을 따라 내려가게 하여 글라스(Glass) 벌브(Bulb)와 형광체 사이에 코팅층을 형성하였다. 상기 코팅 후 120 ℃에서 건조하고, 다시 진공장치를 이용하여 형광체를 코팅하였다. 이후의 공정은 종래 유리관을 이용한 광원의 제조방법과 동일하게 실시하였다.

상기와 같이 수득한 광원은 코팅층을 형성하지 않은 광원과 비교하여자외선 및 수은에 의한 흑화를 방지할 수 있었고, 185 ㎚의 자외선 조사에 의한 형광체의 노화를 방지할 수 있었으며, 수은 흡착에 의한 형광체의 발광 효율 저하를 방지할 수 있었다. 상기 결과를 통하여, 본 발명에 따라 산화이트륨이 부착된 형광광원의 수명은 70,000 시간 이상 연장되는 것을 알 수 있었다.

실시예 6. Spray 장치를 이용한 형광광원 제조

0.7 ㎜ 두께의 유리판에 상기 실시예 3 또는 상기 실시예 4에서 제조한 산화이트륨 코팅용 조성물을 노즐 직경이 0.2 ㎜인 스프레이 건(spray gun)을 이용하여 1∼1.5 ㎏/㎠의 공기압력으로 스프레이하여 1∼2 ㎛ 두께의 코팅층을 형성하였다. 그 다음 상기 코팅층이 형성된 유리판을 건조기에 넣어 건조시킨 후, 다시 코팅층 상부에 형광체 슬러리를 이용하여 스프레 방식으로 코팅하고, 이후 공정은 평면램프를 제조하는 방식과 동일하게 실시하였다.

상기와 같이 수득한 평면광원은 코팅층을 형성하지 않은 평면광원과 비교하여 자외선 및 수은에 의한 흑화를 방지할 수 있었고, 185 ㎚의 자외선 조사에 의한 형광체의 노화를 방지할 수 있었으며, 수은 흡착에 의한 형광체의 발광 효율 저하를 방지할 수 있었다. 상기 결과를 통하여, 본 발명에 따라 산화이트륨이 부착된 형광광원의 수명은 70,000 시간 이상 연장되는 것을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 형광광원, 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물 및 형광광원의 제조방법에 따르면 본 발명은 방전에 의하여 발생한 광선의 전체 파장 중에서 형광물질의 발광에 필요한 수은 휘선은 통과하고, 형광체의 수명을 떨어뜨리는 자외선 파장대역은 흡수하며, 가시광선의 청색계열 흡수를 최소화하는 무기물인 산화이트륨을 미립자 형태로 흡수층으로 사용함으로써 형광광원의 초기 휘도특성의 감소를 발생하지 않으면서도 형광광원의 수명을 50,000 내지 70,000 시간으로 연장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한 상기 산화이트륨층은 방전관 내의 수은의 유래재로의 확산을 막아 수은과 유리재 내에 포함된 나트륨과의 반응을 막아 흑화현상의 원인이 되는 나트륨과 수은간의 반응을 차단하여 형광광원의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 상세한 설명에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

Claims (13)

1. 최대 입경이 1000 ㎚를 초과하지 않는 산화이트륨 0.1 내지 10 중량% 및 잔량의 희석용 용제를 포함하고, 이에 셀룰로오스계 유기계 바인더와 실리카계 무기계 바인더가 100 : 1 내지 1 : 50의 비율로 혼합된 바인더 0.01 내지 5 중량%를 추가로 더 포함하며, 이와 같이 형성된 조성물의 염기도가 pH 8 내지 11인 것을 특징으로 하는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물이 산성그룹을 갖는 블록 공중합체의 알킬올암모늄염인 분산제 0.1 내지 10 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 형광광원용 산화이트륨 코팅용 조성물.
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9. 형광광원의 제조방법에 있어서,

   a) ㄱ) 형광광원의 외벽을 형성하는 유리재의 내면에 제1항 또는 제2항의 산화이트륨 코팅용 조성물을 코팅하거나 ㄴ) 형광광원의 외벽을 형성하는 유리재의 내면에 형광물질을 코팅하여 형광물질층을 형성하고, 이와 같이 형성된 형광물질층의 내면에 제1항 또는 제2항의 산화이트륨 코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및

   b) 상기 코팅되어진 산화이트륨 코팅용 조성물을 열처리하여 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광광원의 제조방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 코팅의 두께가 50 내지 1000 ㎚인 것을 특징으로 하는 형광광원의 제조방법.
11. 형광광원에 있어서,

    제9항의 형광광원의 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원.
12. 형광광원에 있어서,

    제10항의 형광광원의 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 산화이트륨층을 포함하는 형광광원.
13. 삭제

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