KR20010019428A - 금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는녹색 발광 형광체 조성물 - Google Patents

금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는녹색 발광 형광체 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물을 개시한다. SrGa2S4:Eu 형광체의 표면이 금속염으로 코팅된 금속염 코팅 형광체 5 내지 20중량, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 60 내지 90중량및 LaOCl:Tb 형광체 5 내지 20중량를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 녹색 발광 형광체 조성물은 색순도, 휘도특성 및 열화특성이 모두 양호하여 투사형 음극선관을 제조하는데 유용하다.

Description

금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물{Green emitting phosphor coated with metallic salts, method for manufacturing the same and green emitting phosphor compositions containing the same}
본 발명은 금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘도특성, 열화특성 및 색순도가 모두 향상된 금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물에 관한 것이다.
최근 고화질TV(high density television ; HDTV) 방송의 시작과 함께 40" 이상의 대화면을 구현할 수 있는 투사형 음극선관(projection type cathode ray tube)에 대한 수요가 가정용뿐만 아니라 업무용으로서도 증가하고 있다. 투사형 음극선관의 경우에는 40" 또는 52" 이상의 대화면으로 영상이 투사되므로 투사형 음극선관의 형광면은 직시형 음극선관의 형광면에 비해 높은 색순도 뿐만 아니라 수배 ~ 수십배의 밝기를 필요로 한다. 따라서, 직시형 음극선관의 경우에 비하여 수배 ~ 수십배의 고전류밀도로 형광면을 여기하여야 하므로 형광면의 휘도가 열화되는 문제점이 있다. 이는 특히 화면 밝기의 약 70를 차지하는 녹색 발광 형광체에서 가장 큰 문제점이 되고 있다.
현재 통상적으로 사용되고 있는 녹색 발광 형광체로서는 종전의 Y2O2S:Tb, Gd2O2S:Tb, ZnS:Cu,Al 등의 특성을 개선한 Y3Al5O12:Tb, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, LaOCl:Tb, Zn2SiO4:Mn, InBO3:Tb, Y2SiO5:Tb 등의 단일물질 형광체가 있다. 그러나, 이러한 단일물질 녹색 발광 형광체는 투사형 음극선관에 요구되는 모든 특성을 동시에 만족시킬 수 없기 때문에 실용적으로는 Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, 안료부착된 Y3(Al, Ga)5O12:Tb 등의 형광체에 Zn2SiO4:Mn 또는 InBO3:Tb 등의 형광체를 적정비율로 혼합한 혼합물 녹색 발광 형광체가 사용되고 있다.
예를 들면, 일본 특개평 4-161483은 휘도특성과 열화특성이 우수하지만 색순도가 불량한 Y3(Al, Ga)5O12:Tb 형광체와 색순도가 매우 양호한 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합하여 색순도를 개선한 혼합 녹색 발광 형광체를 개시하고 있다. USP 4,559,469도 역시 Y2SiO5:Tb 형광체에 색순도를 개선하기 위해서 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합시킨 혼합물 녹색 발광 형광체를 개시하고 있다.
그러나, Zn2SiO4:Mn 형광체는 색순도는 우수하나 그외 고전류밀도하에서의 휘도포화특성, 열화특성, 잔광특성이 모두 불량하다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 형광체를 녹색 발광 형광체에 혼합하게 되면 녹색 발광 형광체 조성물의 색순도를 향상시킬 수 있으나, 휘도특성, 열화특성 및 잔광특성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 색순도가 우수할 뿐만 아니라 고전류 구동하에서의 휘도특성, 열화특성 및 잔광특성이 매우 양호한 투사형 음극선관용 금속염 코팅 녹색 발광 형광체를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 투사형 음극선관용 금속염 코팅 형광체의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 고전류 구동하에서 열화특성이 양호할 뿐만 아니라 휘도특성 및 색순도가 모두 개선된, 상기 투사형 음극선관용 금속염 녹색 형광체를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 SrGa2S4:Eu 형광체의 표면이 금속염으로 코팅된 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체를 제공한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 (a) SrGa2S4:Eu 형광체 및 물을 포함하는 형광체 분산액을 제조하는 단계; (b) 상기 형광체 분산액에 분산제를 첨가하여 혼합 분산액을 제조하는 단계; 및 (c) 금속염 수용액을 상기 혼합 분산액에 첨가한 다음, pH 6.5 내지 7.5로 조절하므로써 상기 형광체 표면에 상기 금속염으로부터 환원된 금속이 코팅되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체의 제조방법을 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 SrGa2S4:Eu 형광체의 표면이 금속염으로 코팅된 금속염 코팅 형광체 5 내지 20중량, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 60 내지 90중량, LaOCl:Tb 형광체 5 내지 20중량로 이루어진 것을 특징으로 하는 녹색 발광 형광체 조성물을 제공한다.
이하에서는 본 발명에 따른 새로운 금속염 코팅 녹색 발광 형광체, 그 제조방법 및 녹색 발광 형광체 조성물을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명의 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체는 아래의 방법을 통하여 제조할 수 있다.
먼저, 탄산 스트론튬 또는 황산 스트론튬과 같은 스트론튬염 0.5 ~ 1.5몰, 산화갈륨 또는 황산갈륨과 같은 갈륨염 1.5 ~ 2.5몰, 산화 유로피움 0.001 ~ 0.05몰의 비율로 혼합한 후, 여기에 브롬화나트륨, 염화암모늄 또는 염화나트륨과 같은 융제를 적당량 더 혼합한다. 이어서, 이 혼합물을 알루미나 용기에 넣고 황화수소가스 분위기하에서 700 ~ 900℃에서 1 ~ 4시간 동안 소성한다. 계속해서, 상기 소성결과물을 냉각, 수세, 건조 및 분급하면 SrGa2S4:Eu 녹색 발광 형광체 분체를 얻을 수 있다.
이어서, SrGa2S4:Eu 형광체를 물에 첨가하고 교반하여 형광체 분산액을 제조한다. 그 후에, SrGa2S4:Eu 형광체의 응집을 막고 분산성을 높이는 규산-칼륨과 같은 분산제를 포함하는 용액을 형광체 분산액에 첨가하며 교반하므로써 혼합 분산액을 제조한다. 이어서, 금속염 수용액을 상기 혼합 분산액에 첨가한 다음, pH를 6.5 내지 7.5로 조절하면 금속염의 환원에 의해 형광체 표면에 금속염이 코팅된다.
본 발명에 따른 금속염 코팅 형광체의 제조방법에 있어서, 금속염은 아연, 알루미늄, 마그네슘 및 칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 금속염인 것이 바람직한데, 이러한 금속들은 분산특성이 양호하기 때문이다. 또한, 혼합 분산액중의 금속염의 함량은 분산액내의 고형성분에 대하여 0.5 내지 20중량인 것이 바람직한데, 금속염의 함량이 0.5중량미만이면 금속염의 코팅량이 적어지고, 20중량를 초과하면 금속염의 응집도가 커져서 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
이렇게 제조된 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체는 색순도가 양호할 뿐만 아니라 투사형 음극선관과 같은 고전류 구동하에서 휘도특성 및 열화특성이 Zn2SiO4:Mn 형광체에 비해 매우 우수하다.
본 발명에 따른 금속염 코팅 형광체에 있어서, 금속염의 코팅량은 형광체에 대하여 0.1 내지 1.5중량인 것이 바람직한데, 0.5중량미만이면 형광체의 열화특성을 개선하는 효과가 미미하고, 1.5중량를 초과하면 형광체의 휘도특성이 저하되는 문제점이 있기 때문이다.
상기 방법으로 제조된 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체와 종래에 사용되고 있는 Y3(Al,Ga)5O12:Tb, LaOCl:Tb 및 Zn2SiO4:Mn 형광체를 사용하여 각각 침강법에 의해서 스크린막을 제조한 후 음극선관과 같은 구조의 디마운터블 시스템(demountable system, BM-7)을 이용하여 발광특성을 평가하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타냈다. 평가조건은 가속전압이 20kV, 구동전류 Ik가 60㎂, 래스터(raster)의 크기는 2.0cm × 2.0cm, 그리고 열화평가시간은 600초이다.
형광체의 종류 휘도2)() 색좌표(x/y) 휘도유지율()
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 100 3550/5550 97.0
LaOCl:Tb 90 3250/5800 88.5
Zn2SiO4:Mn 80 2100/7000 35.0
금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1) 116 2100/7000 67.8
상기 표 1에서, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)형광체는 형광체 100g에 대하여 아연 금속염이 0.29g 코팅된 형광체이고, 휘도2)는 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 휘도를 100로 했을 때의 상대휘도를 나타냄.
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체는 고전압 및 고전류에서 휘도특성 및 열화특성이 양호하나 색순도가 불량하므로, 종래에는 색순도가 양호한 Zn2SiO4:Mn 형광체와 혼합하여 사용되었다. 그러나, 상기 표 1을 참조하면, Zn2SiO4:Mn 형광체는 색좌표특성은 우수하나 휘도특성 및 휘도유지율이 매우 낮다. 이에 비해, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체는 색좌표특성 및 휘도특성이 양호할 뿐만 아니라 휘도유지율도 Zn2SiO4:Mn 형광체에 비하여 상당히 높으므로 이를 혼합한 녹색 발광 형광체 조성물은 양호한 발광특성을 보인다. 다만, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 휘도유지율이 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 및 LaOCl:Tb 형광체에 비해 떨어지므로, 열화특성을 저하시키지 않는 한도내에서 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 함량을 조절하여 혼합하는 것이 필요하다. 또한, 모든 발광특성이 비교적 양호한 LaOCl:Tb 형광체를 혼합하므로써 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 색순도 및 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 열화특성을 보완할 필요가 있다.
상기 표 1의 데이터를 기초로 하여 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합한 종래의 녹색 발광 형광체와 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 혼합한 녹색 발광 형광체를 제조한 후 상기 표 1과 같은 조건으로 발광특성을 평가하여 그 결과를 아래의 표 2에 나타냈다.
혼합형광체 형광체 조성(중량) 휘도2)() 색좌표(x/y) 휘도유지율
Y3(Al,Ga)5O12:Tb LaOCl:Tb Zn2SiO4:Mn 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)
1 93 - 7 - 100 0.342/0.567 0.945
2 70 25 5 - 105 0.332/0.567 0.945
3 70 25 - 5 107 0.334/0.565 0.955
상기 표 2에서, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)형광체는 형광체 100g에 대하여 아연 금속염이 0.29g 코팅된 금속염 코팅 형광체이고, 휘도2)는 혼합 형광체 1의 휘도를 100로 했을 때의 상대휘도를 나타내고, 혼합 형광체 1 및 2는 색순도, 휘도특성 및 열화특성 등 혼합 형광체의 발광특성이 가장 양호한 혼합비라고 통상적으로 알려져 있는 조성비로 혼합한 것임.
표 2를 참조하면, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)형광체를 혼합한 녹색 발광 형광체는 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합한 녹색 발광 형광체보다 휘도특성 및 열화특성이 양호한 것을 알 수 있다. 특히 혼합 형광체 2와 혼합 형광체 3을 비교하여 보면, 각각 같은 중량의 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)형광체 및 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합했을 때, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu1)형광체를 혼합한 형광체 3이 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합한 형광체 2보다 휘도특성 및 열화특성이 우수한 것을 알 수 있다. 그러나 상기 혼합 형광체 3은 녹색 발광 형광체로서 사용가능한 색좌표를 갖고 있지만, 다른 혼합 형광체보다 색순도가 다소 떨어지므로 색순도를 향상시키기 위해서는 휘도특성 및 열화특성이 저하되지 않는 한도내에서 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 함유량을 높이는 것이 필요하다.
따라서, 우수한 발광특성을 갖는 본 발명의 혼합 녹색 발광 형광체를 제공하기 위하여, Zn2SiO4:Mn 형광체를 포함하는 종래의 혼합 녹색 발광 형광체로부터 휘도특성 및 열화특성이 좋지 않은 Zn2SiO4:Mn 형광체를, 휘도특성 및 색순도가 매우 우수할 뿐만 아니라 열화특성이 양호한 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체로 대체하고, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체, LaOCl:Tb 형광체 및 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 바람직한 조성비로 혼합하고자 한다.
본 발명은 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 5 내지 20중량, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 60 내지 90중량및 LaOCl:Tb형광체 5 내지 20중량를 포함하는 녹색 발광 형광체 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 녹색 발광 형광체 조성물에 있어서, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 함량은 5 내지 20중량인 것이 바람직한데, 5중량미만이면 휘도특성 및 색순도가 저하되고, 20중량를 초과하면 휘도특성 및 색순도가 향상되나 열화특성이 저하되는 문제가 있다. 더욱 바람직하게는 10 내지 15중량이다.
또한, 본 발명에 따른 녹색 발광 형광체 조성물에 있어서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 함량은 60 내지 90중량인 것이 바람직한데, 60중량미만이면 색순도는 향상되나 열화특성이 저하되는 문제점이 있고, 90중량를 초과하면 열화특성은 향상되나 색순도가 저하되는 문제점이 있다. 더욱 바람직하게는 70 내지 85중량이다.
또한, 본 발명에 따른 녹색 발광 형광체 조성물에 있어서, LaOCl:Tb 형광체의 함량은 5 내지 20중량인 것이 바람직한데, 5중량미만이면 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 함량이 상대적으로 증가하므로 색순도가 저하되는 문제점이 있고, 20중량를 초과하면 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 함량이 상대적으로 감소하므로 휘도특성 및 열화특성이 저하되는 문제점이 있다. 더욱 바람직하게는 5 내지 15중량이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하는데, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다.
<실시예 1＞
SrGa2S4:Eu 형광체 100g을 미리 볼밀하고, 여기에 100g의 순수를 첨가하여 교반하여 형광체 분산액을 제조하였다. 이어서, 상기 형광체 분산액에 0.28규산-칼륨 수용액 1.5ml를 투입하고 충분히 교반하여 혼합 분산액을 제조하였다. 이어서, 상기 수득한 혼합 분산액에 2아연 금속염 수용액 3.0ml를 투입하고 충분히 교반한 다음, 2수산화암모늄을 10분 간격으로 서서히 투입하여 pH가 7이 되도록 조절하여 아연 금속염을 형광체 표면에 부착시켰다. 상기 수득한 아연 금속염 코팅 형광체를 세정한후 수분리를 실시하고 100℃에서 건조시켜서 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 수득하였다.
이어서, 상기 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 0.1K2SiO3용액에 분산시킨 후 상기 분산액을 Ba(NO3)2용액에 첨가하고, 여기에 글래스 패널을 넣은 후 침강법에 의해서 상기 글래스 패널상에 상기 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체로 이루어진 형광막을 형성하였다. 상기 형광막의 두께는 단위면적당 중량으로 5mg/cm2이 되도록 형광체의 양을 조절하였다. 소성에 의하여 제거될 수 있는 래커필름을 상기 형광막상에 도포하고 이어서 얇은 알루미늄막을 진공증착하였다. 마지막으로 상기 스크린막을 소성하였다.
이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 음극선관과 같은 구조의 디마운터블 시스템(demountable system, BM-7)을 이용하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다. 평가조건은 가속전압이 20kV, 구동전류 Ik가 60㎂, 래스터(raster)의 크기는 2.0cm × 2.0cm, 그리고 열화평가시간은 600초이었다.
<실시예 2＞
0.28규산-칼륨 수용액 및 2아연 금속염 수용액의 투입량을 각각 2.3ml, 4.5ml를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 및 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
<실시예 3＞
0.28규산-칼륨 수용액 및 2아연 금속염 수용액의 투입량을 각각 3.0ml, 6.0ml를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 및 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
<실시예 4＞
0.28규산-칼륨 수용액 및 2아연 금속염 수용액을 각각 4.5ml, 9.0ml를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 및 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
<실시예 5＞
0.28규산-칼륨 수용액 및 2아연 금속염 수용액을 각각 6.0ml, 12ml를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 및 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
<비교예 1＞
Zn2SiO4:Mn 형광체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
<비교예 2＞
금속염이 코팅되지 않은 SrGa2S4:Eu 형광체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 3에 나타냈다.
형광체 종류 금속염의 코팅량1)(g/형광체100g) 휘도2)() 색좌표(x/y) 휘도유지율()
실시예 1 SrGa2S4:Eu 0.29 146 2677/6900 67.8
실시예 2 SrGa2S4:Eu 0.435 144 2677/6900 68.6
실시예 3 SrGa2S4:Eu 0.5 142 2677/6900 70.5
실시예 4 SrGa2S4:Eu 0.87 138 2677/6900 66.4
실시예 5 SrGa2S4:Eu 1.16 130 2677/6900 65.2
비교예 1 Zn2SiO4:Mn - 100 2100/7000 35.0
비교예 2 SrGa2S4:Eu - 150 2677/6900 64.0
상기 표 3에서, 금속염의 코팅량1)은 SrGa2S4:Eu 형광체 100g에 코팅된 아연 금속염의 코팅량을 나타내고, 휘도2)는 비교예 1의 휘도를 100로 했을 때의 상대휘도를 나타냄.
표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5의 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체는 종래의 Zn2SiO4:Mn 형광체에 비하여 휘도특성 및 열화특성이 윌등히 뛰어남을 알 수 있다.
한편, 비교예 2의 금속염이 코팅되지 않은 SrGa2S4:Eu 형광체는 종래의 Zn2SiO4:Mn 형광체인 비교예 1에 비하여 휘도 및 휘도유지율은 크게 향상되었으나, 실시예 1 내지 실시예 5의 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체보다 휘도유지율이 떨어진다.
한편, 금속염의 코팅량이 증가함에 따라 휘도유지율도 증가하나(실시예 1 내지 실시예 3), 금속염의 첨가량이 많아지면 형광체에 코팅되는 아연 금속염의 응집도가 커져서 형광체의 휘도유지율이 오히려 점차 감소하게 된다(실시예 4 및 실시예 5).
<실시예 6＞
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 70중량, LaOCl:Tb 형광체 15중량및 상기 실시예 1의 아연 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체 15중량를 건식혼합하였다. 상기 혼합물을 0.1K2SiO3용액에 분산시킨 후 충분히 혼합하였다. 상기 혼합물의 분산액을 Ba(NO3)2용액에 첨가하고, 여기에 글래스 패널을 넣은 후 침강법에 의해서 상기 글래스 패널상에 상기 혼합물로 이루어진 형광막을 형성하였다. 상기 형광막의 두께는 단위면적당 중량으로 5mg/cm2이 되도록 혼합물 형광체의 양을 조절하였다. 소성에 의하여 제거될 수 있는 래커필름을 상기 형광막에 도포하고 이어서 얇은 알루미늄막을 진공증착하였다. 마지막으로 상기 스크린막을 소성하였다.
이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 음극선관과 같은 구조의 디마운터블 시스템(demountable system, BM-7)을 이용하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타냈다. 평가조건은 가속전압이 20kV, 구동전류 Ik가 60㎂, 래스터(raster)의 크기는 2.0cm × 2.0cm, 그리고 열화평가시간은 600초이었다.
<실시예 7 ~ 10＞
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체, LaOCl:Tb 형광체 및 상기 실시예 1의 아연 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 하기 표 4의 함량으로 하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타냈다.
<비교예 3＞
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체와 Zn2SiO4:Mn 형광체로 이루어진 종래의 녹색 발광 형광체 조성물에 있어서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 93중량와 Zn2SiO4:Mn 형광체 7중량로 이루어진 경우가 가장 좋은 발광특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 93중량와 Zn2SiO4:Mn 형광체 7중량를 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 4에 나타냈다.
<비교예 4＞
Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체, LaOCl:Tb 형광체 및 Zn2SiO4:Mn 형광체로 이루어진 종래의 녹색 발광 형광체 조성물에 있어서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 70중량, LaOCl:Tb 형광체 25중량및 Zn2SiO4:Mn 형광체 5중량로 이루어진 경우가 가장 좋은 발광특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 70중량, LaOCl:Tb 형광체 25중량및 Zn2SiO4:Mn 형광체 5중량를 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 스크린막을 제조하였다. 이렇게 하여 제작한 스크린막에 대하여 상대휘도, 색좌표, 휘도유지율을 측정하여 표 4에 나타냈다.
형광체 조성 휘도2)() 색좌표(x/y) 휘도유지율()
Y3(Al,Ga)5O12:Tb(wt) LaOCl:Tb(wt) Zn2SiO4:Mn(wt) 금속염 코팅SrGa2S4:Eu1)(wt)
실시예 6 70 15 - 15 110 0.324 0.590 93.2
실시예 7 80 10 - 10 110 0.335 0.582 94.3
실시예 8 65 20 - 15 107 0.322 0.592 92.4
실시예 9 65 15 - 20 112 0.320 0.594 92.0
실시예 10 60 20 - 20 110 0.318 0.596 91.4
비교예 3 93 - 7 - 100 0.332 0.567 94.5
비교예 4 70 25 5 - 105 0.332 0.567 94.5
상기 표 4에서, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체1)는 상기 실시예 1의 아연 금속염 코팅 형광체이고, 휘도2)는 비교예 3의 휘도를 100로 했을 때의 상대휘도를 나타냄.
표 4를 참조하면, 실시예 6 내지 실시예 10의 혼합 형광체는 휘도유지율이 91이상으로 양호하며, 비교예 3 및 비교예 4의 종래 혼합 형광체에 비하여 휘도 및 색순도가 향상되었음을 알 수 있다.
금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 혼합량이 증가할수록(실시예 7 내지 실시예 9) 휘도유지율은 저하되므로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 혼합량이 20중량를 초과하는 것은 휘도유지율면에서 바람직하지 않다. 또한, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 혼합량이 감소할수록(실시예 6 내지 10) 휘도유지율이 저하되므로 Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 혼합량을 60중량미만으로 하는 것은 휘도특성면에서 바람직하지 않음을 알 수 있다.
한편, 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 잔광특성이 Zn2SiO4:Mn 형광체보다 매우 우수하므로 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체를 혼합한 형광체는 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합한 종래의 형광체에 비하여 잔광시간이 짧다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 신규한 형광체인 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체는 고전류구동에서의 휘도특성, 색순도 및 열화(수명)특성이 우수하므로 녹색 발광 형광체에 혼합되는 종래의 Zn2SiO4:Mn 형광체를 대체할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성비를 갖는, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체, LaOCl:Tb 형광체 및 금속염 코팅 SrGa2S4:Eu 형광체의 혼합물은 양호한 열화특성을 가질 뿐만 아니라 Zn2SiO4:Mn 형광체를 혼합한 종래의 혼합물 녹색 발광 형광체에 비하여 휘도특성 및 색순도가 우수하다.

Claims (8)

  1. SrGa2S4:Eu 형광체의 표면이 금속염으로 코팅된 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속염은 아연, 알루미늄, 마그네슘 및 칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 금속염인 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속염의 코팅량은 상기 형광체에 대하여 0.1 내지 1.5중량인 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체.
  4. (a) SrGa2S4:Eu 형광체 및 물을 포함하는 형광체 분산액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 형광체 분산액에 분산제를 첨가하여 혼합 분산액을 제조하는 단계; 및
    (c) 금속염 수용액을 상기 혼합 분산액에 첨가한 다음, pH 6.5 내지 7.5로 조절하므로써 상기 형광체 표면에 상기 금속염으로부터 환원된 금속이 코팅되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 분산제는 규산-칼륨 수용액인 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 혼합 분산액중의 금속염 함량은 상기 혼합 분산액의 고형성분에 대하여 0.5 내지 20중량인 것을 특징으로 하는 금속염 코팅 형광체의 제조방법.
  7. Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체 60 내지 90중량, LaOCl:Tb 형광체 5 내지 20중량및 제1항의 금속염 코팅 형광체 5 내지 20중량로 이루어진 것을 특징으로 하는 녹색 발광 형광체 조성물.
  8. 제7항에 있어서, Y3(Al,Ga)5O12:Tb 형광체의 함량이 70 내지 85중량이고, LaOCl:Tb 형광체의 함량이 5 내지 15중량이고, 제1항의 금속염 코팅 형광체 함량이 10 내지 15중량인 것을 특징으로 하는 녹색 발광 형광체 조성물.
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