KR101496959B1 - 발광효율이 높은 적색 형광체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광효율이 높은 적색 형광체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 하기 일반식 (1)로 표시되는 산화물 형광체를 제공한다.
A_2-x-y-zB_xC_yD_zO_3-x (1)
상기 식중, A는 가돌리늄(Gd) 및 이트륨(Y)으로부터 선택되는 1종 이상이고; B는 리튬(Li), 나트륨(Na) 및 칼륨(K)으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리 금속 이온이며; C는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag)으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속 원소 또는 프라세오디뮴(Pr), 테르븀(Tb), 에르븀(Er) 및 툴륨(Tm)으로부터 선택되는 1종 이상의 희토류 원소이며; D는 유로퓸(Eu) 원소를 특징으로 하며, 0<x≤0.3, 0<y≤0.3, 0<z≤0.3이다.
본 발명에 의한 적색 발광 형광체는 UV 영역에서의 휘도 향상은 물론 특히 10~20 kV의 전압 영역에서 매우 향상된 휘도를 나타내기 때문에 본 발명에 의한 형광체를 형광램프, 형광 디스플레이 또는 FED에 적용하는 경우 매우 향상된 휘도를 얻을 수 있다.

Description

발광효율이 높은 적색 형광체 및 그 제조 방법 {Red-emitting phosphors with highly enhanced luminescent efficiency and their preparation methods}

본 발명은 산화물계열의 적색 형광체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음극선 발광효율이 우수한 산화물계 적색 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

FED(Field Emission Display)는 "전계효과 전자방출 표시소자"라는 뜻으로 해석되며, 음극판 패널(Cathode)과 양극판 패널(Anode)로 구성되어 있다. 작동원리는 기본적으로 음극판에서 방출된 전자가 양극판의 형광체에 부딪혀 영상을 나타내도록 설계되어 작동방식이 기존 브라운관(CRT)과 유사하면서도 평판으로 되어 있어 차세대 평판 브라운관이라고도 한다.

FED는 박형, 저전력 소비, 저공정 비용, 뛰어난 온도특성, 고속동작 등의 고른 장점을 갖추고 있어 소형 컬러 TV에서부터 산업용 제품과 컴퓨터 등에 이르기까지 광범위하게 활용되고 있으며 가장 큰 수요처는 노트북 PC와 모니터, 그리고 TV가 꼽힌다.

FED의 음극판 패널은 전자를 방출하는 전계 방출 어레이(FEA;Field Emitter Array)로 구성되어 있고 양극판 패널은 형광체가 도포되어 사람이 볼 수 있는 영상을 나타내는 부분으로 되어 있으며, 에미터를 비롯, 형광체, 구동장치 등 각종 소자들이 1 이하의 얇은 패널 안에 진공상태로 구성된다.

종래에는 1 kV 이하의 전압에서 작동 가능한 FED를 개발하기 위해 전 세계적으로 다양한 연구가 수행되었지만, 지금은 10 kV이상의 고전압에서의 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 한편, 전자의 에너지가 1 kV 이하로 낮은 경우에는, 전자는 형광체 표면으로부터 20 nm 이하의 깊이에만 주사가 가능하므로, 저전압 동작 FED용 형광체의 효율은 고전압을 사용하는 CRT의 경우에 비해 휘도(luminescence)가 크게 떨어지며, 형광체의 표면 상태가 형광체 발광효율에 크게 영향을 미친다는 문제점이 있다.

특히, CRT의 경우에는 일반적으로 색순도가 좋고 발광효율이 높은 황화물계 형광체가 주로 사용되고 있는데, CRT에서 널리 사용되는 황화물계 적색 형광체인 Y₂O₂S:Eu를 FED용 형광체로 사용할 경우 저전압에서의 발광효율이 낮고 색순도가 나쁠 뿐만 아니라, 장시간 동안의 전자빔의 주사에 의해 소량의 황이 탈착되어, FED 패널과 같이 음극판과 양극판의 간격이 1 mm 정도인 작은 용적 내부의 진공도를 떨어뜨리거나 전계방출 어레이(FEA)를 손상시켜 디스플레이의 성능을 저하시킨다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 황의 탈착 위험이 없는 산화물계의 저전압 구동 FED용 적색 형광체를 제조하려는 시도가 행해지고 있는데, 이와 관련된 기술로 일본 특개평8-85788호에서 ATiO₃ (A는 알카리토류금속 Mg, Ca, Sr, Ba 중에서 선택되는 1종의 원소)의 모체에 희토류원소와 Al, Ga, In, Tl 중에서 선택되는 1종을 소량 첨가시킨 형광체, 특히 알카리토류 금속에 스트론튬(Sr)을 택해서 프라세오디뮴(Pr)과 알루미늄(Al)을 고용시킨 SrTiO₃:Pr,Al 형광체는 종래의 적색형광체에 비해 발광개시전압이 10 V로 낮아지고 1 kV 이하의 양극전압에서 각종 발광원의 저속전자선에 의해 적색 발광이 일어난다고 보고된 바 있다.

한편 희토류금속 산화물을 형광램프용의 적색 형광체로 활용하려는 기존의 연구로는 유로퓸(Eu)을 활성제로 사용한 이트륨(Y) 또는 가돌리늄(Gd) 산화물에 다른 금속원소를 추가로 첨가 또는 치환함으로써 휘도 또는 색좌표를 향상시키는 방법이 있다.

구체적으로 예를 들면, 유로퓸(Eu)이 혼입된 이트륨(Y) 산화물에서 이트륨의 일부를 4가의 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)으로부터 선택된 적어도 한 1종의 원소로 치환시킨 경우 (일본 특개평7-76687 참조), 유로퓸이 혼입된 가돌리늄 산화물에서 가돌리늄의 일부를 2가의 알카리토금속원소로 치환시킨 경우 (일본 특개평7-258631, 특개평8-199164 참조)와, 3가의 붕소 (특개평7-90264 참조) 또는 3가의 알루미늄 및 갈륨으로 치환시킨 경우 (특개평7-258632 참조) 등이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래기술 중에서 ATiO₃ (A는 알카리토류금속 Mg, Ca, Sr, Ba으로부터 택한 1종의 원소)의 모체에 희토류원소와 3가의 금속이온이 소량 첨가된 형광체는 발광 개시전압이 상당히 낮으며 저전압에서의 발광 휘도가 기존의 형광체보다 다소 우수하다는 특성은 있지만, 가속 전압이 증가함에 따른 발광 휘도의 증가폭이 기존의 형광체보다 상당히 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 가돌리늄 또는 이트륨 산화물을 형광체의 모체로 사용하는 형광램프용의 형광체는 색순도의 향상은 다소 달성되었으나 발광휘도의 향상은 거의 이루어지지 않았다.

1. 일본 특허공개공보 평8-85788 2. 일본 특허공개공보 평7-76687 3. 일본 특허공개공보 평7-258631 4. 일본 특허공개공보 평8-199164 5. 일본 특허공개공보 평7-90264 6. 일본 특허공개공보 평7-258632

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 10 kV 이상의 고전압에서 가속되는 전자 또는 UV 광원에 의해 색순도는 기존의 형광체와 비교하여 거의 변하지 않으면서 보다 높은 발광효율을 보이는 새로운 적색형광체를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 형광체를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 하기 일반식 (1)로 표시되는 산화물 형광체를 제공한다.

A_{2-x-y- z}B_xC_yD_zO_{3 -x} (1)

상기 식중, A는 가돌리늄(Gd) 및 이트륨(Y)으로부터 선택되는 1종 이상이고,

B는 리튬(Li), 나트륨(Na) 및 칼륨(K)으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리 금속 이온이며,

C는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag)으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속 원소 또는 프라세오디뮴(Pr), 테르븀(Tb), 에르븀(Er) 및 툴륨(Tm)으로부터 선택되는 1종 이상의 희토류 원소이고,

D는 유로퓸(Eu) 원소를 특징으로 하며, 0<x≤0.3, 0<y≤0.3, 0<z≤0.3이다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 알칼리 금속 이온 B가 리튬(Li)인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 실시예 1에 의하면, 상기 희토류 원소 D가 유로퓸(Eu)인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 실시예에 의하면, x, y 및 z값의 범위가 0.00<x≤0.30, 0.00<y≤0.30, 0.00<z≤0.30인 것이 PL, CL 모두 휘도가 향상될 수 있어 바람직하며, x, y 및 z값은 각각 0.05≤x≤0.10, 0.00<y≤0.10, 0.05≤y≤0.15인 것이 보다 바람직하다.

본 발명은 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 고상 반응법과 졸-겔법을 사용하여 제조될 수 있다.

고상 반응법의 경우는 상기 원료 물질을 칭량하여 몰타르에서 잘 혼합한 후 전기로를 이용하여 600~700℃에서 5~20 시간 동안 1차 소결한 다음 잘 갈아준 후 다시 1000~1400℃에서 5~20 시간 동안 공기 혹은 산소 분위기에서 소성한다.

졸-겔법에서는, 구연산을 녹인 수용액에 상기 각 원료의 소정량을 칭량하여 녹인 후 약 알칼리 수용액을 사용하여 pH를 약 4~7로 조정한다. 다음으로, 구연산 수용액을 교반하면서 약 80~100℃에서 가열하여 겔화시킨 후 연소시켜 분말을 얻는다. 이 분말을 전기로를 이용하여 600~700℃에서 5~20 시간 동안 1차 소결한 후 잘 갈아준 후 다시 900~1100℃에서 5~20 시간 동안 공기 혹은 산소 분위기 중에서 소성한다.

본 발명에 따른 형광체는 하기 일반식 (1)로 표시되는 산화물 형광체에서

A_{2-x-y- z}B_xC_yD_zO_{3 -x} (1)

상기 식중, A는 가돌리늄(Gd) 및 이트륨(Y)으로부터 선택되는 1종 이상이고, B는 리튬(Li), 나트륨(Na) 및 칼륨(K)으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리 금속 이온이며, C는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag)으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속 원소 또는 프라세오디뮴(Pr), 테르븀(Tb), 에르븀(Er) 및 툴륨(Tm)으로부터 선택되는 1종 이상의 희토류 원소이고, D는 유로퓸(Eu) 원소를 특징으로 하며, 0<x≤0.3, 0<y≤0.3, 0<z≤0.3인 형광체로서 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, UV를 여기광원으로 사용하였을 때 기존의 형광체에 비해 발광강도를 대폭 향상시키는 것이 가능하며, 특히 10 kV 이상의 높은 음극전압에서 가속된 전자선에 의해 기존의 형광체에 비해 우수한 발광 휘도를 얻을 수 있으며, 특히 모체로 Y₂O₃를 사용하고 Li, Tb(혹은 Ag)를 고용시킨, Y_{2 -x-y- z}Li_xM_yEu_zO₃ (M=Ag,Tb, z=0.08) 형광체의 경우는 상용의 산화물 적색 형광체에 비해 발광세기가 약 50% 정도 증가한다.

둘째, 기존의 형광체는 별도의 융제를 사용하지 않는 한, 구형의 입도를 얻는 것이 불가능하지만 본 발명의 형광체는 별도의 융제를 사용하지 않고도 구형의 입도를 지님으로써 향후 발광효율이 좋은 형광막을 형성하는데 매우 유리하다.

셋째, 본 발명에 따른 형광체는 열적 자극이나 전자 주사 등의 기타 외부 자극에 대해 안전한 산화물계 형광체이므로, 본 발명에 따른 형광체를 형광디스플레이에 적용하거나 FED 형광체의 양극판으로 사용하게 되면, 장시간의 전자 주사에도 불구하고 형광체의 파괴를 방지할 수 있어 음극판과 양극판 사이에 있는 공간의 진공도를 깨뜨리지 않으므로 패널의 성능을 장시간 유지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 형광체는 형광 디스플레이에 적용하여 고휘도, 고선명도 등과 같은 우수한 성능을 발휘할 수 있으며, 10 kV이상의 고전압 FED의 상용화에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 X선 회절도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 13 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 14 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 15 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xTb_yEu_zO₃ 형광체의 상대휘도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체의 X선 회절도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체의 전자 현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체의 13 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체의 14 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체의 15 kV에서의 음극선 발광(CL) 스펙트럼이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃형광체와, Y₂O₃:Eu(상용품) 및 Y₂O₃:Eu(Ref.)의 상대휘도를 나타낸 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예로 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

일반식 (1)에서 A로서 이트륨(Y), B로서 리튬(Li), C로서 테르븀(Tb), D로서 유로피윰(Eu)을 택한 Y_2-x-y-zLi_xTb_yEu_zO₃ 형광체를 제조하였다.

모체 원료로서 Y₂O₃를 사용하고, 첨가시킨 물질의 원료로서 Eu₂O_3, LiF, Tb₄O_7, Eu₂O₃를 사용하였다.

합성법은 통상적인 고상반응법을 사용하였다. 고상법의 경우는 상기 원료 물질을 칭량하여 몰타르에서 잘 혼합한 후 전기로를 이용하여 600℃에서 5 시간 1차 소결한 다음 잘 갈아준 후 다시 1300℃에서 8 시간 공기 중에서 소성한 후 몰타르에서 잘 갈아준 후 1300℃에서 산소 분위기에서 소성하여 최종적으로 200 g의 시료를 제조하였다.

이때, x값은 0~0.30의 범위, y값은 0~0.30의 범위, z값은 0~0.30에서 변화시켰고, 음극에서의 전자선 가속 전압에 따른 CL(cathodoluminescence)과 상대휘도를 측정하였다.

도 1은 실시예 1에서 합성한 시료의 X-선 회절도이다. 도 1의 X-선 회절도로부터 모든 시료는 부산물에 의한 피크가 없으며, 입방정계의 결정구조를 지니고 있음을 알 수 있으며, 이러한 사실로부터 본 발명의 조성 범위에서 Tb, Eu 또는 Li이 Y의 결정학적 자리에 잘 고용되어 있다고 생각할 수 있다.

도 2는 실시예 1의 형광체의 SEM 사진이다. Li을 포함하지 않은 Y₂O₃:Eu(Ref.)형광체 입자는 작은 입자들이 불균일한 판상 형태로 뭉쳐있는 반면에 상용품(중국산, Irico사)인 Y₂O₃:Eu 형광체 입자는 대략 4㎛ 크기의 유사 구형입자 형상을 갖는다는 것을 알 수 있다. Li 이온이 첨가된 Y₂O₃:Li,Eu,Tb 형광체 입자는 상용품과 유사한 형태로서 2~3㎛ 크기의 유사 구형 형태로 성장되어 있음을 알 수 있다. SEM 분석 결과, Li이온은 형광체 입자의 성장 과정에 관여하는 일종의 플럭스(flux) 역할을 하며, 고용체 과정에서 Eu와 Tb이온이 Y자리에 정량적인 치환이 잘 일어나게 하는, 일종의 발광효율 증가제(sensitizer) 역할을 한다는 것을 알 수 있다.

도 3은 13 kV에서 측정된, 제조된 형광체 중 일부의 음극선 발광 스펙트라로서, LiF를 정량적인 값에 대하여 100% 과잉으로 첨가하였으며, Li 및 Eu의 양은 각각 x=0.08, z=0.08로 고정하였다. 음극선 발광 스펙트라에서 보는 바와 같이, Tb 농도가 y=0.00005에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_0.00005 형광체는 대략 98%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 25%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 4에서는 가속전압 14 kV에서의 음극선 발광스펙트라를 나타내었다. 최대 발광세기는 Tb 농도가 y=0.00005에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_{0 .00005} 형광체는 대략 75%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 14%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 5에서는 가속전압 15 kV에서의 음극선 발광스펙트라를 나타내었다. 최대 발광세기는 Tb 농도가 y=0.00005에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_{0 .00005} 형광체는 대략 108%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 43%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 6에는 상용품, 표준 화합물 및 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_{0 .00005} 형광체의 상대 휘도를 나타내었다. 가속전압 13, 14 및 15 kV에서 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_{0 .00005} 형광체는 상용품과 표준화합물의 상대휘도 보다 높은 수치를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 이러한 경향은 음극선 발광 스펙트라에서의 경향과 일치하고 있음을 알 수 있다. 특히, 15 kV에서는 Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Tb_{0 .00005} 형광체는 대략 75%의 상대휘도 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 47%의 상대휘도 증가를 나타내었다. 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6으로부터, 본 발명의 형광체는 상용품의 Y₂O₃:Eu^{3 +}와 동일한 적색 발광 스펙트럼의 형상을 보여주지만, 발광 강도는 기존의 상용품에 비해 매우 우수함을 알 수 있다.

<실시예 2>

일반식 (1)에서 A로서 이트륨(Y), B로서 리튬(Li), C로서 은(Ag), D로서 유로피윰(Eu)을 택한 Y_{2 -x-y- z}Li_xAg_yEu_zO₃ 형광체를 제조하였다.

모체 원료로서 Y₂O₃를 사용하고, 첨가시킨 물질의 원료로서 Eu₂O_3, LiF, AgNO_3, Eu₂O₃를 사용하였다.

합성법은 통상적인 고상반응법을 사용하였다. 고상법의 경우는 상기 원료 물질을 칭량하여 몰타르에서 잘 혼합한 후 전기로를 이용하여 600℃에서 5 시간 1차 소결한 다음 잘 갈아준 후 다시 1300℃에서 8 시간 공기 중에서 소성한 후 몰타르에서 잘 갈아준 후 1300℃에서 산소 분위기에서 소성하여 최종적으로 200 g의 시료를 제조하였다.

x값은 0~0.30의 범위, y값은 0~0.30의 범위, z값은 0~0.30에서 변화시켰다. 음극에서의 전자선 가속 전압에 따른 CL(cathodoluminescence)과 상대휘도를 측정하였다.

도 7은 실시예 2에서 합성한 시료의 X-선 회절도이다. 도 7의 X-선 회절도로부터 모든 시료는 부산물에 의한 피크가 없으며, 입방정계의 결정구조를 지니고 있음을 알 수 있으며, 이러한 사실로부터 본 발명의 조성 범위에서 Ag, Eu 또는 Li이 Y의 결정학적 자리에 잘 고용되어 있다고 생각할 수 있다.

도 8는 실시예 2의 형광체의 SEM 사진이다. Li을 포함하지 않은 Y₂O₃:Eu(Ref.)형광체 입자는 작은 입자들이 불균일한 판상 형태로 뭉쳐있는 반면에 상용품(중국산, Irico사)인 Y₂O₃:Eu 형광체 입자는 대략 4㎛ 크기의 유사 구형입자 형상을 갖는다는 것을 알 수 있다. Li 이온이 첨가된 Y₂O₃:Li,Eu,Ag 형광체 입자는 상용품과 유사한 형태로서 2~3㎛ 크기의 유사 구형 형태로 성장되어 있음을 알 수 있다. SEM 분석 결과, Li이온은 형광체 입자의 성장 과정에 관여하는 일종의 플럭스(flux) 역할을 하며, 고용체 과정에서 Eu와 Ag이온이 Y자리에 정량적인 치환이 잘 일어나게 하는, 일종의 발광효율 증가제(sensitizer) 역할을 한다는 것을 알 수 있다.

도 9는 13 kV에서 측정된, 제조된 형광체 중 일부의 음극선 발광 스펙트라로서, LiF를 정량적인 값에 대하여 100% 과잉으로 첨가하였으며, Li 및 Eu의 양은 각각 x=0.08, z=0.08로 고정하였다. 음극선 발광 스펙트라에서 보는 바와 같이, Ag 농도가 y=0.0075에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_0.0075 형광체는 대략 93%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 22%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 10에서는 가속전압 14 kV에서의 음극선 발광스펙트라를 나타내었다. 최대 발광세기는 Ag 농도가 y=0.0075에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_0.0075 형광체는 대략 70%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 11%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 11에서는 가속전압 15 kV에서의 음극선 발광스펙트라를 나타내었다. 최대 발광세기는 Ag 농도가 y=0.0075에서 최대 발광 세기를 나타내고 있다. 여기에서 주목할 점은 표준 화합물인, Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_{0 .0075} 형광체는 대략 94%의 발광세기 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 32%의 발광세기의 증가를 나타내었다.

도 12에는 상용품, 표준 화합물 및 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_0.0075 형광체의 상대 휘도를 나타내었다. 가속전압 13, 14 및 15 kV에서 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_0.0075 형광체는 상용품과 표준화합물의 상대휘도보다 높은 수치를 나타내고 있음을 알 수 있으며, 이러한 경향은 음극선 발광 스펙트라에서의 경향과 일치하고 있음을 알 수 있다. 특히, 15 kV에서는 Y₂O₃:Eu(Ref.)에 비교하여 Y₂O₃:Li,Eu,Ag_0.0075 형광체는 대략 78%의 상대휘도 증가를 나타내며, 상용품에 비교하여 50%의 상대휘도 증가를 나타내었다. 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12으로부터, 본 발명의 형광체는 상용품의 Y₂O₃:Eu³⁺와 동일한 적색 발광 스펙트럼의 형상을 보여주지만, 발광 강도는 기존의 상용품에 비해 매우 우수함을 알 수 있다.

Claims (8)

1. 하기 일반식 (1)로 표시되는 산화물 형광체에서
   A_2-x-y-zB_xC_yD_zO_3-x (1)
   상기 식중, A는 가돌리늄(Gd) 및 이트륨(Y)으로부터 선택되는 1종 이상이고;
   B는 리튬(Li), 나트륨(Na) 및 칼륨(K)으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리 금속 이온이며;
   C는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag)으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속 원소 또는 프라세오디뮴(Pr), 테르븀(Tb), 에르븀(Er) 및 툴륨(Tm)으로부터 선택되는 1종 이상의 희토류 원소이고;
   D는 유로퓸(Eu) 원소를 특징으로 하며,
   0<x≤0.3, 0<y≤0.3, 0<z≤0.3이다.
2. 제1항에 있어서,
   상기 알칼리 금속 이온 B가 리튬(Li)인 것을 특징으로 하는 산화물 형광체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 희토류 원소 C가 은(Ag) 혹은 테르븀(Tb)인 것을 특징으로 하는 산화물 형광체.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   x값의 범위가 0.05≤x≤0.10인 것을 특징으로 하는 산화물 형광체.
6. 제1항에 있어서,
   y값의 범위가 0.00<y≤0.10인 것을 특징으로 하는 산화물 형광체.
7. 제1항에 있어서,
   z값의 범위가 0.05≤y≤0.15인 것을 특징으로 하는 산화물 형광체.
8. a) 희토류 원소의 산화물 또는 질산염 또는 탄산염과, 알칼리 금속 이온의 산화물 또는 질산염 또는 탄산염을 혼합하는 단계;
   b) 상기 a) 단계에서 준비한 혼합물을 600~700℃에서 5~20시간 동안 공기 중에서 1차 소결하는 단계;
   c) 상기 b)단계의 결과물을 분쇄하는 단계;
   d) 상기 c)단계에서 분쇄된 1차 소결물을 1000~1400℃에서 5~20시간 동안 공기 분위기에서 2차 소결하는 단계; 및
   e) 상기 d)단계의 2차 소결물을 1000~1400℃에서 5~20시간 동안 산소분위기에서 3차 소결하는 단계를 포함하는 제1항 기재의 산화물 형광체 제조 방법.
   

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