KR101139542B1 - 다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 산화 규소, 산화 이트륨, 산화 알루미늄 및 산화 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 산화물로 표면 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체를 제공한다.
또한, 본 발명은 콜로이달 산화 규소(SiO₂), 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃), 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃), 콜로이달 산화 아연(ZnO) 중 선택된 2이상의 콜로이달 산화물을 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 단계; 상기 콜로이달 산화물 혼합액에 형광체를 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 대하여 pH를 단계적으로 상승시키며 교반한 후 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다중 코팅 형광체를 디스플레이 소재 또는 조명 등에 사용할 경우, 외부에서 입사하는 자외선에 대한 높은 광 투과율을 가지며 동시에 형광체에서 발광되는 가시광에 대해서도 높은 광 투과율을 나타내므로 발광효율이 우수하다.

Description

다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법{Multi-coated Phosphors and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 외부에서 입사하는 자외선에 대한 높은 광 투과율을 가지며동시에 형광체에서 발광되는 가시광에 대해서도 높은 광 투과율을 가지는 다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

디스플레이 분야에서는 화상표시의 질을 결정하고 구동전력을 줄이는데 적절한 고효율의 형광체가 요구되고 있다. 형광체는 고정세 대화면 평판표시소자로 주목받는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)뿐만 아니라, LCD 백라이트 유닛(BLU) 램프인 CCFL, EEFL, FFL(Fluorescent Flat Lamp)에서도 사용되므로 발광 특성이 우수한 특성을 보이는 형광체의 개발은 디스플레이 전체의 분야로 생각해 볼 때 매우 중요하다.

디스플레이(display)에 사용되는 일반적인 형광체의 구조는 종류에 따라서

다소 차이는 있으나 도 1에 나타낸 바와 같이, 표면코팅 없이 형광체(1) 단독으로 구성되는 경우가 보통이다.

상기 형광체 중 청색 발광 형광체의 예로는 BaMgAl₁₀O₁₇인 모체에 소량의 활성제인 Eu²⁺를 첨가한 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +}을 들 수 있는데 휘도 개선과 열화 및 수명 특성 개선이 필요한 실정이었다. 이 청색 발광은 Ba^{2 +} 자리에 존재하는 활성제 Eu^{2 +} 이온이 5d-4f 천이 하면서 발광한다. 여기된 상태에서 5d 전자를 함유하고 있기 때문에 결정장의 변화 즉 구조나 격자점의 뒤틀림에 의해서 발광위치가 약간씩 변한다. 따라서 Ba^{2 +}를 Sr^{2 +}로 치환시킴에 따라 이온 반경이 작아지고 결정장의 크기도 변화한다. 즉 Sr^{2 +}/Ba^{2 +} 몰비를 증가시킴에 따라 결정장의 세기가 증가하게 되며 발광 스펙트럼은 장파장 쪽으로 이동하게 된다. 또한, Al^{3 +}의 양을 증가 시킬 경우도 역시 발광 스펙트럼은 장파장 쪽으로 이동하게 된다. 따라서 모체 조성의 약간의 변화는 형광체의 색상 및 휘도 등에 영향을 미치게 된다.

도 2를 참고하면, 상기 형광체(1)에 자외선(VU)이 입사되면 형광체의 전자는 여기되고, 여기된 전자는 다시 바닥상태로 떨어지면서 에너지가 감소하면서 형광체는 가시광 영역의 빛을 방출(발광)하게 된다. 이때 형광체(1)는 주로 표면근처 거리d의 특정영역(2)에서 빛을 방출하게 된다. 따라서 형광체 표면의 상태에 따라 발생한 빛은 밖으로 방출되기도 하고 그렇지 않을 수도 있다.

도 3을 참고하면, 표면근처를 확대하여 보았을 때 형광체에서 발생한 가시광 영역의 빛이 방출되는 각도가 중심축을 기준으로 특정각 θ보다 크게 되면 빛이 전반사되어 밖으로 나오지 못하게 된다.

따라서, 디스플레이의 성능을 향상시키기 위하여 형광체의 수명 및 발광 특성을 개선하기 위한 여러 가지 방법들이 연구되고 있다. 이러한 개선 방법으로는 구형 형광체의 합성, 나노 형광체의 합성, 형광체 표면 개질 등의 방법이 있다.

형광체의 수명 및 발광 특성을 개선하기 위한 형광체 표면 개질 방법으로서 표면 코팅방법을 사용할 수 있으며 이 경우에, 대표적으로 금속 산화물 코팅방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우에도 상기 형광체(1)에 금속 산화물(3)을 코팅하여 하나의 층이 코팅된 형광체의 경우 발생한 빛이 밖으로 나올 확률이 낮다. 보다 구체적으로는, 상기 금속 산화물층(3)의 표면 상태에 따라 형광체에서 발생한 빛이 밖으로 나올 확률이 달라진다. 도 4는 단일 산화물 층의 표면상태에 따른 형광체 표면 근처에서 발생한 빛의 경로를 나타내고 있다. 도 4(a)와 같이 형광체(1)표면에 코팅된 산화물 층(3) 표면이 매끄러울 경우 특정 각도 이상이 되면 형광체에서 발생된 빛이 산화물 층 표면에서 전반사되어 산화물 층(3)을 빠져 나오기 어렵다. 도 3의 (b)와 (c)에 나타내는 바와 같이 형광체(1) 표면에서 산화물 층(3)의 표면상태가 거칠수록 전반사율은 감소되고 표면에서 산란도가 커지며, 따라서 형광체에서 발생된 가시광이 밖으로 방출될 가능성이 커진다.

이러한 매끄러운 단일 산화물 층의 문제점을 해결하기 위해서 표면이 거친 산화물 코팅의 제조가 요구되어진다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 외부에서 입사하는 자외선에 대한

높은 광 투과율을 가지며 동시에 형광체에서 발광되는 가시광에 대해서도 높은 광 투과율을 가지는 거친 표면을 가지는 신규한 다중 코팅 형광체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 산화 규소, 산화 이트륨, 산화 알루미늄 및 산화 아연으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 산화물로 표면 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체를 제공한다.

또한, 본 발명은 콜로이달 산화 규소(SiO₂), 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃), 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃), 콜로이달 산화 아연(ZnO) 중 선택된 2이상의 콜로이달 산화물을 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 단계; 상기 콜로이달 산화물 혼합액에 형광체를 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 대하여 pH를 단계적으로 상승시키며 교반한 후 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다중 코팅 형광체를 디스플레이 소재 또는 조명 등에 사용할 경우, 외부에서 입사하는 자외선에 대한 높은 광 투과율을 가지며 동시에 형광체에서 발광되는 가시광에 대해서도 높은 광 투과율을 나타내므로 발광 효율이 우수하다

도 1은 평판 디스플레이에 사용되는 통상의 무코팅 형광체 입자를 나타낸 모식도.
도 2는 입사된 자외선(UV)에 의해 형광체의 전자가 여기된 후 가시광이 발광되는 것을 나타낸 모식도.
도 3은 형광체에서 방출되는 가시광의 각도에 따른 투과여부를 나타낸 모식도.
도 4은 표면 상태에 따른 산화물 코팅(3)이 된 형광체에서 방출되는 가시광의 경로를 나타내는 모식도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 산화물 이중 코팅된 형광체를 나타낸 모식도.
도 6은 본 발명의 실시예1에 따른 산화물 이중 코팅되기 전의 청색 형광체의 SEM(전자현미경) 사진(a)과 산화물 이중 코팅된 후의 청색 형광체의 SEM사진(b).
도 7은 본 발명의 실시예3에 따른 산화물 이중 코팅되기 전의 적색 형광체의 SEM사진(a)과 산화물 이중 코팅된 후의 적색 형광체의 SEM사진(b).
도 8은 본 발명의 실시예4에 따른 산화물 이중 코팅되기 전의 녹색 형광체의 SEM사진(a)과 산화물 이중 코팅된 후의 녹색 형광체의 SEM사진(b).

본 발명은 평판 디스플레이 등에 사용되는 형광체의 효율과 수명을 개선하기 위한 방법으로 표면 개질의 방법을 채택하며 그 중에서도 2종 이상의 산화물로 표면 코팅하는 방법을 적용하여 다중 코팅된 형광체를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 산화 규소(SiO₂), 산화 이트륨(Y₂O₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃) 및 산화 아연(ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 산화물로 표면 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체이다.

상기 2종 이상의 산화물들을 형광체에 다중 코팅 즉, 두 가지 이상의 산화물들을 동시에 코팅할 경우 각 산화물들이 콜로이달 상태에서의 물성차이로 인해 즉, 콜로이달 산화물들 간에 제타 포텐셜 차이로 인하여 동시에 콜로이달 상태가 붕괴되어 불규칙적으로 코팅이 진행되게 되며 이에 따라 도 5 및 도 6b SEM사진에서와 같이 표면이 거친 구조를 형태의 산화물 층을 가진 다중 코팅된 형광체를 형성하게 되고 따라서 광 투과율이 높아지게 하는 역할을 하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 다중 코팅 형광체를 디스플레이 등에 적용할 경우 형광체 표면 근처에서 발생한 가시광이 형광체 내부로 전반사되지 않고 외부로 방출될 가능성이 높아지므로 휘도 향상 효과를 나타내게 된다.

또한 2종 이상의 산화물들을 형광체에 다중 코팅 즉, 두 가지 이상의 산화물들을 동시에 코팅하여 표면이 거친 구조를 형태의 산화물 층을 가진 형광체를 형성할 경우, 램프 등 용도로 사용되는 청색 형광체인 BaMgAl₁₀O₁₇: Eu^{2 +} 형광체가 Hg방전 가스와 반응하여 형광체의 발광 수명이 크게 감소하게 되는 현상을 막는 역할도 한다.

본 발명에 따른 2종 이상의 산화물이 다중 코팅된 형광체의 표면 거칠기는

SEM사진을 찍어 표면 관찰을 통해 확인이 가능하며, 표면 거칠기의 증가로 인해 광 투과율 상승이 기대된다.

또한, 본 발명은 다중 코팅 형광체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다중 코팅 형광체의 제조방법은 콜로이달 산화 규소(SiO₂), 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃), 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃), 콜로이달 산화 아연(ZnO) 중 선택된 2이상의 콜로이달 산화물을 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 단계; 상기 콜로이달 산화물 혼합액에 형광체를 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 대하여 pH를 단계적으로 상승시키며 교반한 후 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법이다.

통상적인 졸-겔법을 이용한 산화물 코팅 과정과 달리 본 발명의 다중 코팅 형광체의 제조방법은 상기 산화 규소(SiO₂), 산화 이트리륨(Y₂O₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃), 산화 아연(ZnO) 등 산화물을 형광체에 효율적으로 코팅하기 위해 pH를 조절하여 2이상의 산화물을 간단한 공정으로 동시에 코팅할 수 있도록 하며 또한 소성 단계를 제거하고 100℃ 이하의 건조 단계만 거친다.

본 발명에서는 콜로이달 산화물을 전구체로 이용하여 물질에 알맞은 pH를 적용하여 형광체를 다중 코팅한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다중 코팅 형광체의 제조방법은 변형된 졸-겔법으로서 다음의 단계를 거치게 된다.

먼저 콜로이달 산화 규소(SiO₂), 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃), 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃), 콜로이달 산화 아연(ZnO) 중 선택된 2이상의 콜로이달 산화물을 산화물의 농도가 0.1 ~ 1.0중량%가 되도록 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조한다. 콜로이달 산화물 혼합액의 농도가 상기 범위를 벗어날 경우 코팅이 너무 두껍게 되거나 얇게 되어 본 발명이 원하는 형광체의 효율을 달성하기 어렵다.

상기 콜로이달 산화물 혼합액을 제조할 때 pH 조절제를 함께 투입하여 pH를 4~6으로 유지하는 것이 콜로이드 혼합액의 붕괴를 방지하기 위하여 바람직하다. 만약 콜로이달 상태가 미리 붕괴되 버리면 산화물이 모두 가라 앉아 후속 과정인 형광체 코팅이 곤란하다는 문제점이 있다. 이때 pH 조절제로는 NaOH와 HCl 수용액 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

다음으로, 상기 콜로이달 산화물 혼합액 100㎖당 형광체 1~10g의 비율로 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조한다. 콜로이달 산화물 혼합액과 형광체를 상기 비율로 혼합하는 것이 건조 및 코팅율 조절 관점에서 유리하다.

다음으로, 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 pH 조절제를 투입하여 pH를 6~8로 조절하여 0.5~1.5 시간 정도 1차 교반한 후, 다시 pH 조절제를 투입하여 pH를 10이상으로 조절하고 0.5~1.5 시간 동안 추가로 교반한다. 이때 상기 pH 조절제로는 NaOH 수용액 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

교반을 각각 0.5~1.5 시간 진행하는 것이 콜로이달 상태의 산화물이 형광체에 코팅되기에 바람직하다.

콜로이달 산화물들은 제타 포텐셜이 0이 되는 pH값 근처에서 형광체 코팅이 잘 이루어지게 되는데, 각각의 콜로이달 산화물들은 제타 포텐셜 차이로 인해 코팅에 바람직한 pH범위가 상이하며 특정 pH에서 형광체 표면에 코팅이 잘 된다. 예를 들어 콜로이달 산화 규소(SiO₂) 및 콜로이달 산화 아연(ZnO)의 경우 pH 6~8정도에서 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃) 및 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃)의 경우 10이상의 pH에서 형광체 표면에 코팅이 잘 된다.

따라서, pH 를 단계적으로 상승시킬 경우 특정 산화물이 먼저 코팅되기 시작하고, 다른 산화물이 코팅 과정에 개재되어 전체적으로 거친 표면을 가지는 다중 코팅 형광체가 형성되게 된다.

마지막으로, 교반이 완료된 후 약 80~100℃에서 10~14시간 동안 건조하여 최종적으로 다중 코팅되어 거친 표면을 가지는 형광체를 얻는다.

상기 콜로이달 산화물의 예로서 상업적으로 구할 수 있는 것으로는, 콜로이달 실리카(SiO₂)로서 미국 Grace사 제조 LUDOX AM을 예도 들 수 있으며, 콜로이달 알루미나 (Al₂O₃)의 예로는 Nyacol Nano Technologies 社 제품(상품명: Nyacol®AL20)을 예로 들 수 있고, 콜로이달 이트리아 (Y₂O₃)의 예로는 Nyacol Nano Technologies 社 제품(상품명: Nyacol®Y₂O₃)를 예로 들 수 있으며, 콜로이달 산화 아연 (ZnO) 의 예로는 Nyacol Nano Technologies 社 제품(상품명: Nyacol®DP5370)을 예로 들 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

상기 형광체로는 디스플레이 등에 사용하는 형광체라면 특별히 제한 없이 사용가능하며, 대표적으로 청색 발광 형광체의 예로서 BaMgAl₁₀O₁₇인 모체에 소량의 활성제인 Eu^{2 +}를 첨가한 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +}을 들 수 있다.

본 발명에서 적용하는 변형된 졸-겔법은 다중 코팅을 한번의 공정으로 실시하게 되어 공정 자체가 기존의 방법보다 매우 간단하고 효율적이며 비용도 적게 들어 경제적이다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 예시된 범위로 제한 해석되지 않는다.

[실시예 1]

콜로이달 산화 규소(SiO₂)로 미국 Grace사 제조 LUDOX AM, 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃)으로서 Nyacol Nano Technologies 社 제품(상품명: Nyacol®AL20)을 용액 전체 중 산화물(SiO₂, Al₂O₃)의 중량비가 약 0.86중량%가 되도록 증류수에 혼합하여 혼합액을 제조하였고 이때 상기 혼합액 100㎖당 pH조절제로 HCl 수용액 5㎖를 투입하여 pH를 5로 유지하면서 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하였다.

상기 콜로이달 산화물 혼합액 80㎖에 일본 Kasei社 제조 청색 형광체(상품명: KX-501A) 5g을 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하였다.

상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 pH조절제로 NaOH 수용액을 10㎖ 투입하여 pH를 7로 조절하여 1시간 동안 교반을 한 후, 다시 pH조절제로 NaOH 수용액을 10㎖ 투입하여 pH를 10이상으로 조절하고 1시간 교반하였다.

다음으로 90℃에서 12시간 동안 건조하여 최종적으로 다중 코팅 형광체를 얻었다.

수득한 형광체를 SEM으로 사진을 찍어 도 6(b)에 나타내었다.

수득한 형광체에 대하여 가시광 투과율과 휘도를 측정하기 위하여, 형광체 페이스트를 제조하여 후막을 형성하였다. 상기 형광체 페이스트는 용매와 바인더(binder)를 100℃에서 9:1 중량비로 혼합한 후 기포가 없어질 때까지 교반하여 형광체 비히클(vehicle)을 제조하고, 실시예1에서 수득한 이중 코팅 형광체를 상기 형광체 비히클에 1:2중량비로 혼합하여 제조하였다.

상기, 바인더로는 에틸셀룰로오스(Ethylcelluose (powder))를 사용하였으며, 용매로는 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl Carbitol Acetate (Diethylene Glycol Monobutyl Ether Acetate, liquid)) 및 부틸 카비톨(Butyl Carbitol (Diethylene Glycol Monobutyl Ether, liquid))를 8:1 중량비로 혼합 사용하였다.

실시예 1에서 수득한 이중 코팅 형광체를 사용하여 형광체 페이스트를 제조하여 후막을 형성하고 형광체의 가시광 투과율을 측정하였고, 또한 PDP소자에 적용하여 휘도를 측정하였으며, 그 결과를 표1 에 나타내었다.

투과율은 같은 광원(Light Source)에서 나오는 빛을 형광체에 조사하여 나오는 값에서 측정하여 비교하는 방법으로 평가하였으며, 구체적으로는 청색 형광체(BaMgAl₁₀O₁₇: Eu^{2 +}) 후막(厚幕)의 경우 그에 해당하는 청색 빛을 형광체 후막에 조사하여 나오는 빛을 적분구를 이용하여 모아 다시 측정하는 방법으로 간접적으로 평가하였다.

휘도의 경우 소자를 제작하여, 미놀타社의 CS-100A로 5회 측정한 후 평균값을 계산하였다.

	코팅되지 않은 형광체를 사용한 PDP소자	실시예1에 따른 형광체를 사용한 PDP소자
투과율(%)	86(평균값)	95(평균값)
휘도	1000cd/m2(평균값)	1150cd/m2(평균값)

[실시예 2]

실시예 1에서 수득한 이중 코팅 형광체를 사용하여 동일한 방법으로 형광체 페이스트를 제조하여 후막을 형성하고 가시광 투과율을 측정하였고, 또한 LCD 백라이트에 적용하여 휘도를 측정하였으며, 그 결과를 표2 에 나타내었다. LCD 백라이트의 경우 PDP와 동일한 구조를 갖는 FFL(면광원램프)로 제작하여 적용하였으며 표2는 청색 면광원 램프로 제작하였을 경우의 측정값이다. 측정시 구동 조건은 2.5kV_RMS에서 주파수20kHz, 듀티비 20%로 고정하여 실험하였다.

	코팅되지 않은 형광체를 사용한 청색 LCD 백라이트	실시예2에 따른 형광체를 사용한 청색 LCD 백라이트
투과율(%)	85 (평균값)	95 (평균값)
휘도	1100cd/m2 (평균값)	1250cd/m2 (평균값)

[실시예 3]

실시예 1의 청색 형광체 대신에 동일 함량으로 일본 Kasei社 제조 적색((Y,Gd)BO₃:Eu^{3 +}) 형광체(상품명: KX-504A) 에 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 이중 코팅된 적색 형광체를 수득하였고, 수득한 형광체를 SEM으로 사진을 찍어 도 7(b)에 나타내었다.

수득한 형광체를 실시예 2와 동일한 방법으로 LCD 백라이트에 대하여 적용 평가하였고 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

	코팅되지 않은 형광체를 사용한 적색 LCD 백라이트	실시예3에 따른 형광체를 사용한 적색 LCD 백라이트
투과율(%)	84 (평균값)	94 (평균값)
휘도	2200cd/m2 (평균값)	2450cd/m2 (평균값)

[실시예 4]

실시예 1의 청색 형광체 대신에 동일 함량으로 일본 Kasei社 제조 녹색(ZnSiO₄:Mn^{2 +})형광체(상품명: P1-G1S)에 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 이중 코팅된 녹색 형광체를 수득하였고, 수득한 형광체를 SEM으로 사진을 찍어 도 8(b)에 나타내었다.

수득한 형광체를 실시예2와 동일한 방법으로 LCD 백라이트에 대하여 적용 평가하였고 그 결과를 표 4에 나타내었다.

	코팅되지 않은 형광체를 사용한 녹색 LCD 백라이트	실시예4에 따른 형광체를 사용한 녹색 LCD 백라이트
투과율(%)	82 (평균값)	96 (평균값)
휘도	5300cd/m2 (평균값)	6050cd/m2 (평균값)

[실시예 5]

백색의 3파장 다중 코팅 형광체 분말을 제조하기 위하여, 상기 실시예 1, 3 및 4에서 수득한 녹색, 적색, 청색의 이중 코팅 형광체를 각각 Red 41.3 중량%, Green 27.3 중량%, Blue 31.3 중량%의 비율로 혼합하였다. 혼합한 이중 코팅 형광체에 대해 실시예 2의 경우와 동일한 방법으로 FFL(면광원램프)로 제작하여 적용하였다. 백색의 경우 삼파장의 빛을 내기 때문에 위와 같은 방법으로는 투과율을 측정하기 곤란하여, 휘도값만을 측정하여 비교하였으며 그 결과를 표 5에 나타내었다.

	코팅되지 않은 형광체를 사용한 백색 LCD 백라이트	실시예5에 따른 형광체를 사용한 백색 LCD 백라이트
휘도	8500cd/m2 (평균값)	9150cd/m2 (평균값)

상기 표 1~ 표 5를 참고하면, 결과적으로 본 발명의 2종 이상의 산화물을 사용하여 수득되는 표면이 거친 다중 코팅 형광체를 채택한 PDP 소자와 LCD 백라이트에서 형광체의 가시광 투과율이 모두 개선되어 결과적으로 휘도가 개선되는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 다중 코팅 형광체는 산화물로 나노 코팅되어 있어 기존의 형광체가 디스플레이 소자 등에 사용될 경우 장시간 진공 자외선 노출에 따른 열화문제로 인한 휘도 감소와 수명이 떨어지는 문제점을 개선하였다. 또한, 발생한 가시광 영역의 빛이 형광체 표면에서 전반사로 인해 방출되지 못할 확률을 최소화함으로써 발광효율을 증대시킬 수 있게 되었다.

또한, 본 발명의 산화물 다중 코팅층은 변형된 졸-겔법을 사용하여 제조하였으므로 제조경비를 낮출 수 있다.

본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

1: 형광체
2: 빛 방출영역
3: 산화물 층

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 콜로이달 산화 규소(SiO₂), 콜로이달 산화 이트륨(Y₂O₃), 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃), 콜로이달 산화 아연(ZnO) 중 선택된 2이상의 콜로이달 산화물을 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 단계;
   상기 콜로이달 산화물 혼합액에 형광체를 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하는 단계; 및
   상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 대하여 pH를 단계적으로 상승시키며 교반한 후 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 콜로이달 산화물-형광체 혼합액에 대하여 pH를 6~8로 조절하여 0.5~1.5시간 동안 교반을 한 후, 다시 pH를 10이상으로 조절하고 0.5~1.5시간 교반하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 건조는 80℃이상 100℃이하로 10~14시간 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
6. 제3항에 있어서, pH를 4~6으로 유지하면서 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 콜로이달 산화물 혼합액 100㎖에 대해 형광체 1 ~ 10g 혼합하여 콜로이달 산화물-형광체 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
8. 제3항에 있어서, 콜로이달 산화물을 산화물의 농도가 0.1 ~ 1.0중량%가 되도록 증류수에 혼합하여 콜로이달 산화물 혼합액을 제조하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.
9. 제3항에 있어서, 콜로이달 산화 규소(SiO₂) 및 콜로이달 산화 알루미늄(Al₂O₃)을 동시에 용매에 혼합하여 형광체 매개체를 제조하는 것을 특징으로 하는 다중 코팅 형광체의 제조방법.

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