KR100818573B1

KR100818573B1 - 고휘도 형광체층

Info

Publication number: KR100818573B1
Application number: KR1020010078299A
Authority: KR
Inventors: 오노게이지; 미야자끼스스무
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2008-04-01
Also published as: EP1215266A3; JP2002180042A; CN1364849A; US6922013B2; KR20020046963A; EP1215266A2; US20030146687A1; TW555834B

Abstract

본 발명은 고휘도 형광체 층 및 진공 자외선 조사 여기 발광소자를 제공한다. 본 발명은 또한 공극률이 60 부피% 이상인 형광체 층, BET 비표면적이 3 ㎡/g 이상인 형광체가 사용되는 형광체 층 및 진공 자외선 조사 여기 발광소자를 제공한다.

Description

고휘도 형광체층{HIGH-LUMINANCE PHOSPHOR LAYER}

본 발명은 형광체 층에 관한 것이며, 특히 진공 자외선 조사에 의해 여기되는 경우 발광하는 진공 자외선 조사 여기 발광소자에 사용되는 형광체 층에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 대형 스크린을 갖는 플랫 패널 디스플레이로서 플라즈마 디스플레이 패널 (이하에서 "PDP"로 약술함) 에 사용되거나, 또는 희가스 램프에 사용되는 형광체 층에 관한 것이다.

형광체 층은 희가스 램프 및 형광 램프와 같은 램프 및 PDP 와 같은 디스플레이용 발광소자에 광범위하게 사용된다. 이들 중, 희가스 램프 및 PDP 는 진공 자외선 조사 여기 발광소자로, 형광체 층에 진공 자외선이 조사되면 발광하는 소자이다.

PDP 에서, 형광체 층은 형광체 페이스트를 스크린 인쇄, 노즐을 이용한 직접 분무 (디스펜스법) 등의 방법으로 뒷판 또는 격벽의 표면 상에 적용하고, 건조 및 소성함으로써 제조된다.

일반적으로, PDP 는 JP 10(1998)-142781A 호에 기재된 것과 같은 구조를 갖는다. 두 장의 유리 기판이 서로 평행하게 대향하고, 그 사이에 격벽으로 분리 되고 그 안에 주요 성분으로서 Ne 또는 Xe 으로 구성된 희가스가 봉입되어 있는, 다수의 방전 공간(이하에서 "셀" 로 언급함)이 삽입되어 있다. 두 장의 유리 기판 중, PDP 의 관찰자 측면 상의 유리판이 앞판이고, 다른 유리판이 뒷판이다. 앞판의 뒷면에는, 유전층으로 커버된 전극이 제공된다. 유전층에는, 보호 필름 (MgO 층) 이 형성되어 있다. 뒷판인 유리 기판의 앞면에, 상기 기재된 앞판 상에 제공된 전극과 교차하도록 어드레스 전극이 형성된다. 또한, 형광체 층이 뒷판의 표면 (셀의 바닥 표면에 해당) 및 격벽의 표면을 덮도록 제공된다. 교류 전압을 전극에 인가하여 생성된 진공 자외선으로, 형광체 층을 발광시켜, 앞판을 투과하는 가시광선을 관찰자가 볼 수 있게 된다.

PDP 외의 다른 진공 자외선 조사 여기 발광소자의 예로는 조명 램프로서의 희가스 램프가 있다. 희가스 램프는, 많은 경우에서 방전 공간이 다수의 격벽에 의해 분리되지 않은 것을 제외하고는 PDP와 유사한 구조를 갖는다. 희가스 램프는 형광 램프와 달리 수은을 사용하지 않기 때문에, 환경 보존면에서 관심을 끌고 있다.

PDP 또는 희가스 램프와 같은 기존의 진공 자외선 조사 여기 발광소자는 휘도가 충분하지 않아, 보다 높은 휘도의 진공 자외선 조사 여기 발광소자 및 여기에 사용하기 위한 보다 높은 휘도의 형광체 층이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 휘도가 높은 형광체 층 및 이를 이용한 진공 자외선 조사 여기 발광소자를 제공하는 것이다.

발명의 개요

이러한 상황에서, 본 발명의 발명자들은 상기 언급된 문제들을 해결하기 위하여 열심히 연구하였다. 그 결과, 형광체 층의 공극률 (voidage) 에 촛점을 두고, 공극률이 특정 수준을 초과하는 형광체 층이 높은 휘도를 갖는다는 것을 발견하여, 최종적으로 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로, 본 발명은 공극률이 60 부피% 이상이고, BET 비표면적이 3 ㎡/g 이상인 형광체를 함유하는 형광체 층을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 기재된 형광체 층을 이용한 진공 자외선 조사 여기 발광소자를 제공한다. 또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널인 상기 진공 자외선 조사 여기 발광소자를 제공한다.

이하의 설명으로 본 발명이 보다 상세하게 기술된다.

통상적으로, 고휘도의 형광체 층은 형광체 층에서 형광체 입자들의 밀도를 가능한 한 크게 증가시켜, 공극률이 적은 조밀한 형광체 층을 만듬으로써 수득된다고 생각되었다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 공극률이 높은 조밀하지 않은 형광체 층이 휘도가 높다는 것을 뜻밖에 발견하였다.

본 발명의 형광체 층은 공극률이 60 부피% 이상이다. 보다 바람직하게는, 공극률이 65 부피% 이상이다. 공극률이 60 부피% 미만이면, 형광체 층의 발광 휘도가 감소될 것이다. 공극률이 과도하게 높은 경우에는, 형광체 입자들의 밀도가 감소하여 형광체 층의 발광 휘도의 감소가 일어날 수 있다. 따라서, 공극률은 바람직하게는 95 부피% 이하이고, 보다 바람직하게는 90 부피% 이하이다.

BET 비표면적이 3 ㎡/g 이상인 형광체가 본 발명의 형광체 층을 형성하는데 사용된다. 보다 바람직하게는, BET 비표면적이 5 ㎡/g 이상인 것이 형광체 층의 높은 공극률 면에서 바람직할 수 있다. BET 비표면적이 감소되는 경우, 고공극률을 수득하기 어려울 것이다.

형광체를 이용하여 형광체 층을 형성하는 방법의 예로 형광체 페이스트를 이용하는 스크린 인쇄가 있다.

임의의 공지된 바인더 수지를, 형광체 층을 형성할 때 사용되는 형광체 페이스트에서 사용되는 바인더 수지로서 사용할 수 있다. 바인더 수지의 예로는 에틸 셀룰로오즈, 메틸 셀룰로오즈, 니트로 셀룰로오즈, 아세틸 셀룰로오즈, 아세틸 에틸 셀룰로오즈, 셀룰로오즈 프로피오네이트, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 부틸 셀룰로오즈, 벤질 셀룰로오즈 등이 포함된다.

형광체 페이스트에 사용되는 유기 용매의 예로는 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 부틸 카르비톨 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 테르핀 올 등이 포함된다.

통상적으로 알려진 형광체가 본 형광체 층에 사용되는 형광체로서 사용될 수 있으며: 적색 발광 형광체의 예로는 Y₂O₃:Eu, Y₂O₂S:Eu, (Y, Gd)BO₃:Eu 등이 포함되고: 녹색 발광 형광체의 예로는 BaAl₁₂O₁₉:Mn, BaMgAl₁₀O₁₇:Mn, BaMgAl₁₄O₂₃:Mn, Zn₂SiO₄:Mn 등이 포함되며; 청색 발광 형광체의 예로는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, BaMgAl₁₄O₂₃:Eu 등이 포함된다.

형광체 층은 임의의 두께일 수 있다. 예로서, 형광체 층이 PDP 에 사용하기 위한 뒷판에 제공되는 경우, 층의 두께는 통상적으로 약 20 ㎛ 이상이다. 형광체 층의 두께를 20 ㎛ 미만으로 감소시킴으로써, 값비싼 형광체의 사용량을 줄이는 것이 가능하다.

형광체 층이 고휘도이기 때문에, 본 발명의 형광체 층은 진공 자외선 조사 여기 발광소자에 적합하다. 본 발명의 형광체 층이 진공 자외선 조사 여기 발광소자에 사용되는 경우, 앞판 및 뒷판 모두에 형광체 층을 제공하는 것이 가능하지만, 특히 형광체 층이 진공 자외선 조사 여기 발광소자의 뒷판 상에 제공되는 경우에 발광소자가 높은 휘도를 갖는다. 본 발명의 형광체 층은 진공 자외선 조사 여기 발광소자 중에서 특히 PDP 에 적합하다.

실시예

하기 설명에서 본 발명의 보다 상세한 실시예가 기술된다. 그러나, 본 발명은 실시예에 의해 한정되지 않는다.

형광체 층의 공극률은 하기 방법으로 계산되었다는 것에 주목해야 한다.

형광체 층의 공극률 (부피%) = (1-(m/(V×p)))×100

(식에서,

m 은 형광체 층의 중량 (g) 을 나타내고;

v 는 형광체 층의 부피 (㎤) 를 나타내며;

p 는 형광체의 이론상 밀도 (g/㎤) 를 나타낸다)

참조예

BET 비표면적이 1.2 ㎡/g 인 청색 발광 형광체 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 분말 100 중량부를 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 20 중량부 중에 분산시켰다. 에틸 셀룰로오즈 3 중량부를 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 13 중량부 중에 용해시켜 수득된 용액을, 거기에 바인더 용액으로서 첨가, 혼합하여 형광체 페이스트를 제조하였다. 형광체 페이스트를 스크린 인쇄로 유리 상에 적용하고 450 ℃ 로 가열하여, 형광체 층을 생성시켰다. 형광체 층은 공극률이 34 부피% (형광체 층은 상대 밀도가 66 부피% 였다) 였다. 수득된 형광체 층을 진공 챔버에 넣고, 6.7 Pa (5×10^-2 토르) 이하의 진공으로 유지시킨 후, EXCIMER 146 nm LAMP (Ushio Inc. 제조, H0012) 를 사용하여 진공 자외선을 조사하였다. 그 결과, 청색 발광이 나타났다. 이 참조예의 휘도를 기준으로, 100 으로 하여 참조 휘도로서 사용하고, 실시예 및 비교예의 휘도 수치를 참조 휘도에 대한 휘도로서 이하에 나타내었다.

실시예 1

BET 비표면적이 6 ㎡/g 인 청색 발광 형광체 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 분말 100 중량부를 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 20 중량부 중에 분산시켰다. 에틸 셀룰로오즈 3 중량부를 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 13 중량부 중에 용해시켜 수득된 용액을, 거기에 바인더 용액으로서 첨가, 혼합하여 형광체 페이스트를 제조하였다. 형광체 페이스트를 스크린 인쇄로 유리 상에 적용하고 450 ℃ 로 가열하여, 형광체 층을 생성시켰다. 형광체 층은 공극률이 68 부피% 였다. 수득된 형광체 층을 진공 챔버에 넣고, 6.7 Pa (5×10^-2 토르) 이하의 진공으로 유지시킨 후, EXCIMER 146 nm LAMP (Ushio Inc. 제조, H0012) 를 사용하여 진공 자외선을 조사하였다. 그 결과, 청색 발광이 나타났다. 상대 휘도는 112 (참조예의 휘도 100 에 대해) 였다.

실시예 2

실시예 1 에 사용된 BET 비표면적이 6 ㎡/g 인 청색 발광 형광체 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 분말 0.0241 g 을 2 ㎝ ×1.6 ㎝ ×0.02 ㎝ (길이×폭×깊이) 의 공간을 갖는 기판에 충전시켜서, 형광체 층을 생성시켰다. 이 형광체 층의 공극률은 90 부피% 였다. 수득된 형광체 층을 진공 챔버에 넣고, 6.7 Pa (5×10^-2 토르) 이하의 진공에서 유지시키고, EXCIMER 146 nm LAMP (Ushio Inc. 제조, H0012) 를 사용하여 진공 자외선을 조사하였다. 그 결과, 청색 발광이 나타났다. 상대 휘도는 138 이었다.

실시예 3

실시예 1 에 사용된 BET 비표면적이 6 ㎡/g 인 청색 발광 형광체 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 분말 0.0557 g 을 2 ㎝ ×1.6 ㎝ ×0.02 ㎝ (길이×폭×깊이) 의 공간을 갖는 기판에 충전시켜서, 형광체 층을 생성시켰다. 이 형광체 층의 공극률은 77 부피% 였다. 수득된 형광체 층을 진공 챔버에 넣고, 6.7 Pa (5×10^-2 토르) 이하의 진공에서 유지시키고, EXCIMER 146 nm LAMP (Ushio Inc. 제조, H0012) 를 사용하여 진공 자외선을 조사하였다. 그 결과, 청색 발광이 나타났다. 상대 휘도는 120 이었다.

비교예 1

실시예 1 에 사용된 BET 비표면적이 6 ㎡/g 인 청색 발광 형광체 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 분말 0.103 g 을 2 ㎝ ×1.6 ㎝ ×0.02 ㎝ (길이×폭×깊이) 의 공간을 갖는 기판에 충전시켜서, 형광체 층을 생성시켰다. 이 형광체 층의 공극률은 58 부피% 였다. 수득된 형광체 층을 진공 챔버에 넣고, 6.7 Pa (5×10^-2 토르) 이하의 진공에서 유지시키고, EXCIMER 146 nm LAMP (Ushio Inc. 제조, H0012) 를 사용하여 진공 자외선을 조사하였다. 그 결과, 청색 발광이 나타났다. 상대 휘도는 104 이었다.

본 발명에 따라, 고휘도의 형광체 층, 상기 형광체 층이 사용되는 진공 자외선 조사 여기 발광소자, 특히 고휘도 PDP 를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 산업적으로 큰 장점을 갖는다.

Claims

공극률이 60 부피% 이상이고, BET 비표면적이 3 ㎡/g 이상인 형광체를 함유하는 형광체 층.
제 1 항에 따른 형광체 층을 함유하는 진공 자외선 조사 여기 발광소자.
제 2 항에 있어서, 상기 소자가 플라즈마 디스플레이 패널인 진공 자외선 조사 여기 발광소자.