KR19980075557A - 녹색 형광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면의 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체를 제공한다. 본 발명에 따른 녹색 형광체는 미립의 녹색 안료로 표면처리함으로써 색감, 녹색과 청색 영역에서의 반사율 및 색좌표 특성이 현저하게 개선될 뿐만 아니라 열화특성이 억제된다.

Description

녹색 형광체
본 발명은 녹색 형광체에 관한 것으로서, 상세하기로는 미세한 크기를 갖는 녹색안료를 부착하여 체색을 개선하고 외광반사를 저하시켜 콘트라스트가 향상될 뿐만 아니라 열화가 방지된 녹색 형광체에 관한 것이다.
어떠한 물질이라도 이를 충분히 높은 온도로 가열하면 이른바 온도 방사에 의하여 가시광선을 낼 수 있게 된다. 일상생활에서 볼 수 있는 광원 또는 발광체의 대부분은 고온물질이다. 그러나 네온싸인이나 형광방전등과 같이 광원의 온도가 상온 부근에 있는 데도 불구하고 높은 효율로 발광하고 있는 것도 있다.
이와 같이 온도방사 이외의 원인으로 일어나는 발광 현상을 형광이라고 부른다. 형광현상을 일으키기 위해서는 어떠한 형태이든지 물질에다 에너지를 공급할 필요가 있는 데, 이러한 것을 자극이라고 한다.
결정성 물질의 발광에는 자극하는 동안만 발광하는 것과 자극후에도 약간 지속하여 시간이 경과됨에 따라 발광이 없어지지 않는 것이 있는데, 이러한 특성을 갖는 물질을 총괄하여 일반적으로 형광체라고 한다.
상술한 바와 같은 형광체는 형광램프, 형광수은 램프, 복사용 램프 등과 같은 광원용, 음극선관, 전계발광소자, 전자현미경 등과 같은 표시용, X선 증감지, 신틸레이타(scintillater) 등과 같은 검지용 등에 사용된다.
이하, 상술한 바와 같은 형광체로 이루어진 형광막을 채용하고 있는 음극선관에 대하여 살펴보기로 한다.
일반적으로 음극선관(11)은 도 1에 도시된 바와 같이 투명창으로서 화면의 재생시에 영상을 재생하는 스크린면(12a)을 가진 패널(12), 상기 스크린면의 내면에 형성된 소정 패턴의 형광막(13), 상기 패널(12)의 내부에 설치되는 새도우 마스크 프레임 조립체(15), 상기 패널(12)과 봉착되어 음극선관의 외용기를 형성하며 네크부에 전자총(14)이 설치된 펀넬(16) 및 이 펀넬의 콘부(16a)에 설치되는 편향요오크(17)를 구비한다.
이와 같이 구성된 음극선관은 전자총(14)으로부터 방출된 전자빔이 편향요오크(17)에 의한 주사위치에 따라 선택적으로 편향되어 형광막(13)에 주사됨으로써 각각의 형광체를 여기시켜 화상을 형성하게 된다.
상기 패널(12)에 형성된 형광막(13) 자체의 반사율 저하를 방지하고 콘트라스트를 향상시키기 위한 방법으로서, 도 2에 도시된 바와 같은 형광체의 표면에 안료를 코팅하는 방법이 통상적으로 사용되고 있다.
상기 형광체 성분중 녹색 형광체는 그 자체가 연한 녹색을 띠기 때문에 형광체 표면에 안료 대신 콜로이드 규산(colloidal silica)를 부착하는 것이 통상적이다. 여기에서 상기 콜로이드 규산은 형광체에 도달하는 모든 광을 분산시키는 역할을 한다.
그런데 이러한 콜로이드 규산 부착 녹색 형광체는 형광체에 입사되는 광을 분산시키는 성질은 우수하지만 외광반사에 의하여 콘트라스트가 저하되고 형광체의 열화를 방지하지 못한다는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 단파장 영역의 자외선을 차단하는 동시에 형광체의 열화를 방지할 수 있는 특성을 갖는 표면에 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체에 관한 본원발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미세한 크기를 갖는 녹색 안료를 부착하여 체색을 개선하고 외광반사를 저하시켜 콘트라스트를 향상시키는 동시에 열화가 방지된 녹색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 형광체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 일반적인 녹색 형광체를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 녹색 형광체를 개략적으로 나타낸 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11... 음극선관12... 패널
12a... 스크린면 13... 형광막
14... 전자총15... 섀도우마스크 프레임 조립체
16... 펀넬16a... 펀넬 콘부
17... 편향 요오크20, 30... 녹색 형광체
31... 녹색 안료
상기 첫번째 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 표면에 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체를 제공한다.
본 발명의 두번째 과제는 (a) 표면에 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체, 용매 및 제1결합제를 혼합하는 단계; (b) 제2결합제, 안료입자 및 용매를 혼합하여 안료밀링액을 제조하는 단계; (c) 상기 (a) 단계에 따라 얻어진 결과물에 상기 (b) 단계에서 제조된 안료 밀링액을 부가하여 혼합하는 단계; (d) 상기 결과물에 산(acid) 용액을 부가하여 혼합물의 pH를 조절하는 단계; (e) pH가 조절된 혼합물에 경화제를 부가하거나 냉동경화하여 침전물을 얻는 단계; 및 (f) 얻어진 침전물을 여과하고 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 형광체의 제조방법에 의하여 이루어진다.
본 발명은 녹색 형광체의 표면에 미세한 크기를 갖는 녹색 안료 입자를 부착시킴으로써 색감을 개선하고, 외광반사를 저하하여 콘트라스트를 향상시키는 데 있다. 이 때 녹색안료로는 단파장 영역의 자외선을 차단하는 물질을 사용하는 것이 형광체의 열화를 방지한다는 측면에서 바람직하다.
상술한 바와 같은 특성을 충족시키는 안료로는 코발트(Co)계 복합산화물이 있다.
상기 Co계 복합산화물의 구체적인 예로는 Ti-Ni-Co-Zn계 복합 산화물, Co-Cr-Ti-Al계 복합 산화물, Co-Al-Cr-Ti계 복합 산화물 등이 있다.
상기 녹색 안료의 입경은 100nm 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 안료의 입경이 100nm를 초과하면, 형광체 표면에 대한 안료의 분산성이 불량하고, 전자선 및 형광체에서 나오는 가시광선을 차폐하므로 휘도가 저하되므로 바람직하지 못하다.
녹색 안료의 함량은 형광체를 기준으로 하여 0.05 내지 1.0 중량%이고, 바람직하기로는 0.2 내지 0.4중량%이다. 만약 녹색 안료의 함량이 0.05중량% 미만이면 형광체의 체색 향상이 미비하고, 녹색안료의 함량이 1.0중량%를 초과하면 형광체의 휘도가 저하되므로 바람직하지 못하다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
형광체(ZnS: Cu, Al) 100g, 순수 200g 및 젤라틴 0.2g을 혼합하여 형광체 표면에 젤라틴을 흡착하였다.
이어서, 약 20nm의 입경을 갖는 Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물인 다이니치 세이카(Dainichi Seika) 3320 0.2g과 아라비아 고무 0.2g을 혼합하여 안료밀링액을 제조하였다. 얻어진 안료 밀링액을 상기 형광체에 부가한 다음, 혼합물의 pH를 초산을 이용하여 pH를 약 3∼4로 조절하였다.
그리고 나서, pH가 조절된 상기 결과물을 약 5℃로 냉동경화시켰다. 이어서,
상기 결과물의 상등액을 버린 다음, 잔류물을 여과하고 100℃에서 건조하였다.
상기 결과물을 400 메시(mesh)크기의 체(sieve)를 이용하여 미분화된 형광체를 얻었다.
실시예 2
Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물 대신 Co-Cr-Ti-Al계 복합산화물(다이니치 세이카(Dainichi Seika) 3330)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.
실시예 3
Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물 대신 Co-Al-Cr-Ti계 복합산화물(다이니치 세이카(Dainichi Seika) 3340)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.
실시예 4
Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물 대신 Co-Zn-Ni-Ti계 복합산화물인 아사히 산쿄(Asahi Sangyo) 2040을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.
실시예 5
Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물 대신 Co-Cr-Al-Zn계 복합산화물인 조일산업 1250을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.
실시예 6
Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물 대신 Co-Cr-Zn-Ti계 복합산화물인 조일산업 2500을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.
비교예 1
아무런 표면처리도 되지 않은 형광체를 통상적인 방법에 따라 제조하였다.
비교예 2
형광체(ZnS: Cu, Al) 100g를 순수 200g에 분산시킨 다음, 여기에 콜로이드 규산을 부가하였다.
형광체 분산액과 콜로이드 규산의 혼합물에 ZnSO4용액을 투입하여 혼합한 다음, 암모니아수를 부가하여 반응 혼합물의 pH를 약 7로 조절하였다.
상기 반응물의 상등액을 제거한 다음, 여과후 100℃에서 건조하였고, 400메시의 체를 이용하여 미분화된 형광체를 얻었다.
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-2에 따라 제조된 형광체에 파장 365nm 영역의 자외선을 조사한 다음, 시간경과에 따른 열화 특성을 측정하였다.
그 결과, 비교예 1에 따른 형광체는 5초 이내에 열화되고, 비교예 2에 따른 형광체는 10초 이내에 열화가 된 반면, 실시예 1-6에 따른 형광체는 30초이상이 경과하여도 열화 현상이 관찰되지 않았다. 이 때 콜로이드 규산으로 표면처리한 비교예 2의 경우에는 콜로이드 규산이 모든 파장의 가시광을 산란하며 형광체의 열화를 방지하는 역할을 하지 못하고 단지 형광체에 분산성만을 부여하며, 외광반사에 의하여 콘트라스트가 저하되었다.
한편, 상기 실시예 1-6 및 비교예 1-2에 따라 제조된 형광체의 반사율 및 색좌표를 측정하여 비교분석하였다.
그 결과, 실시예 1-6에 따른 형광체에 있어서, 녹색과 청색 파장에서의 반사율 차이가 15% 이상으로 비교예 1-2에 따른 형광체의 반사율 5%보다 현저하게 개선되었다.
그리고 색좌표 특성에 있어서, 실시예 1-6의 경우에는 색좌표 X가 최소 1.4%에서 최대 4.8%까지 낮아지고, Y는 최소 0.57%에서 최대 1.4%까지 증가하여 전체적으로 진녹색(dark green)으로 색이 짙어졌다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 실시예 1-6에 따른 형광체는 Ti-Ni-Co-Zn계, Co-Cr-Ti-Al계, Co-Al-Cr-Ti계, Co-Zn-Ni-Ti계, Co-Cr-Al-Zn계 또는 Co-Cr-Zn-Ti계복합산화물로 표면처리함으로써 색감, 색좌표, 반사율 및 열화특성이 현저하게 개선되었다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 녹색 형광체의 표면을 안료처리함으로써 형광체의 색감을 향상시킨다.
둘째, 녹색과 청색 영역에서의 반사율 특성이 현저하게 개선된다.
셋째, 열화현상이 억제된다.
넷째, 색좌표 특성이 개선된다.

Claims (10)

  1. 표면에 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 녹색 안료가 코발트계 복합산화물인 것을 특징으로 하는 녹색형광체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코발트계 복합산화물이 Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물, Co-Cr-Ti-Al계 복합산화물, Co-Al-Cr-Ti계 복합산화물, Co-Zn-Ni-Ti계 복합산화물, Co-Cr-Al-Zn계 복합산화물 및 Co-Cr-Zn-Ti 복합 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 녹색형광체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 녹색 안료의 함량이 형광체를 기준으로 하여 0.05 내지 1.0 중량%인 것을 특징으로 하는 녹색형광체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 녹색 안료의 입경이 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 녹색형광체.
  6. (a) 표면에 미립의 녹색 안료가 부착된 녹색 형광체, 용매 및 제1결합제를 혼합하는 단계;
    (b) 제2결합제, 안료입자 및 용매를 혼합하여 안료밀링액을 제조하는 단계;
    (c) 상기 (a) 단계에 따라 얻어진 결과물에 상기 (b) 단계에서 제조된 안료 밀링액을 부가하여 혼합하는 단계;
    (d) 상기 결과물에 산(acid) 용액을 부가하여 혼합물의 pH를 조절하는 단계;
    (e) pH가 조절된 혼합물에 경화제를 부가하거나 냉동경화하여 침전물을 얻는 단계; 및
    (f) 얻어진 침전물을 여과하고 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 형광체의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 녹색 안료가 코발트(Co)계 복합산화물인 것을 특징으로 하는 녹색형광체의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 코발트계 복합산화물이 Ti-Ni-Co-Zn계 복합산화물, Co-Cr-Ti-Al계 복합산화물, Co-Al-Cr-Ti계 복합산화물, Co-Zn-Ni-Ti계 복합산화물, Co-Cr-Al-Zn계 복합산화물 및 Co-Cr-Zn-Ti 복합 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 녹색형광체의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 녹색 안료의 함량이 형광체를 기준으로 하여 0.05 내지 1.0 중량%인 것을 특징으로 하는 녹색형광체의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 녹색 안료의 입경이 100nm 이하인 것을 특징으로 하는 녹색형광체의 제조방법.
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