KR20010097545A - 저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 이 흰색 형광체는 하기 화학식 1을 갖는다.
[화학식 1]
MTi1-xYxO3:Pr
(상기 화학식 1에서, M은 2A족 또는 2B족 원소이고, x는 0.001 내지 0.1이다)
상기 흰색 형광체는 2A족 또는 2B족 원소염, 티타늄염, 이트륨염 및 프라세오디움염을 혼합하고, 상기 혼합물을 1100 내지 1400℃에서 소성하는 공정으로 제조된다.
본 발명의 형광체는 흰색을 발광하는 형광체로서, 휘도가 우수하고, 수명 특성 및 색재현성이 매우 우수함을 알 수 있다.

Description

저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법{LOW-VOLTAGE WHITE PHOSPHOR AND METHOD OF PREPARING SAME}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수명 특성 및 색재현성이 우수한 저전압용 흰색 형광체 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
주로 1kV 이하의 저전압 디스플레이에는 진공 형광 디스플레이(Vaccumm Fluoresent Display: VFD), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display: FED) 등이 있다. VFD는 주로 가전, AV, 자동차 등의 각종 표시 소자로 사용되고 있고 FED는 차세대 소형 평판 표시 소자로 활발히 연구되고 있다.
상기 VFD에 사용되는 형광체는 단일 모체 성분의 형광체로서, 음극선관의 구동 방식처럼 적색, 녹색 및 청색 형광체를 따로 발광시켜 각각의 광(光)혼합에 의한 혼색 발광은 어렵다. 따라서 흰색 칼라를 구현하기 위해서는 흰색 칼라를 발광하는 모체 성분의 형광체가 필요하나, 흰색 칼라를 발광하는 형광체가 아직까지 개발되지 않았으며, 현재에는 녹색 형광체에 붉은색 필터를 사용하여 흰색 칼라를 나타내었다. 그러나 이 경우에는 그 휘도가 낮고, 색이 선명하지 않으며, 필터를 별도로 사용해야 하는 문제점이 있다. 특히 최근에는 색상의 다양화가 요구됨에 따라 흰색 칼라를 나타내는 형광체 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 흰색 칼라를 발광하는 저전압용 흰색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 휘도가 우수한 저전압용 흰색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수명 특성 및 색재현 특성이 우수한 저전압용 흰색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 특성을 갖는 저전압용 흰색 형광체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 흰색 형광체를 제공한다.
[화학식 1]
MTi1-xYxO3:Pr
(상기 화학식 1에서, M은 2A족 또는 2B족 원소이고, x는 0.001 내지 0.1이다)
본 발명은 또한 2A족 또는 2B족 원소염, 티타늄염, 이트륨염 및 프라세오디움염을 혼합하고; 상기 혼합물을 1100 내지 1400℃에서 소성하는 공정을 포함하는 상기 화학식 1의 저전압용 흰색 형광체의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 제조 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 저전압용 형광체는 흰색을 발광하는 형광체로서, 하기 화학식 1을 갖는다.
[화학식 1]
MTi1-xYxO3:Pr
상기 화학식 1에서, M은 2A족 또는 2B족 원소로서, 바람직하게는Mg, Ca, Sr, Ba 또는 Zn이며, x는 0.001 내지 0.1이다.
일반적으로 MTiO3매트릭스에 부활제로 Pr을 도핑하면 적색만을 발광하나, 본 발명의 형광체와 같이 상기 매트릭스에 Y을 일정량 첨가하면 약 493㎚의 녹색을 같이 발광하게 된다. 따라서 적색과 녹색을 함께 발광하므로, 사용자는 두 색상이 혼합된 흰색으로 인지하게 된다.
본 발명의 흰색 형광체를 제조하는 방법은 다음과 같다.
2A족 또는 2B족 원소염(이하, 2족 원소염이라 한다), 티타늄염, 이트륨염과 부활제로 프라세오디뮴(Pr)염을 혼합한다.
이때, 2족 원소염 양과, 티타늄염 및 이트륨염의 혼합양은 동몰량(즉, 2족원소염:티타늄염과 이트륨염의 몰비는 1:1)인 것이 바람직하며, 2족 원소염 양과, 티타늄염 및 이트륨염의 혼합양이 동몰량이 아니면 원하는 물성을 갖는 형광체가 제조되지 않을 수 있다.
상기 이트륨염은 2족 원소염 1몰당 0.001 내지 0.1 몰의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 이트륨염의 양이 2족 원소염 1몰당 0.001몰 미만인 경우에는 이튬륨으로 인한 녹색 발광이 적게 되고 따라서 최종 형광체가 흰색이 아니라 적색에 가까운 색상을 발광할 수 있다. 또한, 이트륨염의 양이 0.1몰을 초과하는 경우에는 이트륨으로 인한 녹색 발광이 너무 증가되어 최종 형광체가 녹색에 가까운 색상을 발광할 수 있다.
2족 원소염:이트륨염과 티타늄염의 몰비가 1:1이므로, 2족 원소염 1몰당 0.001 내지 0.1몰의 이트륨염의 양으로부터, 티타늄염은 2족 원소염 1몰당 0.9 내지 0.999몰의 양으로 사용됨을 알 수 있다. 티타늄염의 양이 2족 원소염 1몰당 0.9몰 미만인 경우에는 티타늄염의 양이 작아지고, 이트륨의 양이 너무 증가되어 최종 형광체가 녹색에 가까운 색상을 발광할 수 있다. 또한, 티타늄염의 양이 2족 원소염 1몰당 0.999몰을 초과하는 경우에는 티타늄염이 너무 과량으로 사용되고, 이트륨염의 양이 감소하여 이트륨염으로 인한 녹색 발광이 적어져서 최종 형굉체가 적색에 가까운 색상을 발광할 수 있다.
상기 프라세오디뮴염은 2족 원소염 1몰당 0.001 내지 0.1 몰의 양으로 사용한다. 상기 프라세오디뮴염의 양이 2족 원소염 1몰당 0.001 몰 미만이거나 0.1 몰을 초과하는 경우에는 원하는 휘도를 얻지 못하는 문제점이 있다.
상기 2A족 또는 2B족 원소염으로는 Mg, Ca, Sr, Ba 또는 Zn의 산화물을 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 SrCO3또는 Sr(NO3)2가 사용될 수 있고, 상기 티타늄염으로는 TiO2가 사용될 수 있으며, 상기 이트륨염으로는 Y2O3를 사용할 수 있고, 상기 프라세오디뮴염으로는 PrCl3또는 PrF3가 사용될 수 있다.
상기 혼합물을 1100 내지 1400℃에서 1 내지 6시간 동안 소성한다. 소성 공정은 대기 분위기, 또는 H2가스의 환원 분위기에서 실시할 수 있다. 이 소정 공정에서, MTi1-xYxO3(M은 Mg, Ca, Sr, Ba 또는 Zn이고, x는 0.001 내지 1이다)의 매트릭스가 형성되며, 적색 발광 영역을 갖는 Pr이 이 매트릭스 내부로 도핑된다.
제조된 물질을 형광체로 사용할 수 도 있으나, 도전성을 더욱 증가시키기 위하여 In2O3, V2O5또는 WO3와 같은 도전성 물질과 혼합하여 사용할 수 도 있다. 이때, 도전성 물질의 첨가량은 제조된 MTi1-xYxO3:Pr 중량의 10 내지 20 중량%로 한다.
이어서, 얻어진 물질을 시브(sieve)를 사용하여 분급함으로써 저전압용 흰색 형광체를 제조한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
SrCO31몰, TiO21몰, Y2O30.1몰 및 PrCl30.1몰을 혼합하였다. 이 혼합물을대기 분위기 하에서 1200℃의 온도로 3시간동안 1차 소성하여 저전압용 흰색 형광체를 제조하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 형광체는 흰색을 발광하는 형광체로서, 휘도가 우수하고, 수명 특성 및 색재현성이 매우 우수함을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1의 흰색 형광체.
    [화학식 1]
    MTi1-xYxO3:Pr
    (상기 화학식 1에서, M은 2A족 또는 2B족 원소이고, x는 0.001 내지 0.1이다)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2A족 또는 2B족 원소는 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 흰색 형광체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 흰색 형광체는 Pr을 0.001 내지 0.1 몰% 포함하는 것인 흰색 형광체.
  4. 2A족 또는 2B족 원소염, 티타늄염, 이트륨염 및 프라세오디움염을 혼합하고;
    상기 혼합물을 1100 내지 1400℃에서 소성하는
    공정을 포함하는 하기 화학식 1의 저전압용 흰색 형광체의 제조 방법.
    [화학식 1]
    MTi1-xYxO3:Pr
    (상기 화학식 1에서, M은 2A족 또는 2B족 원소이고, x는 0.001 내지 0.1이다)
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 2A족 또는 2B족 원소는 Mg, Ca, Sr, Ba 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 이트륨염은 상기 2A족 또는 2B족 원소염 1몰 당 0.001 내지 0.1 몰의 양으로 사용하는 것인 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 프라세오디움염은 상기 2A족 또는 2B족 원소염 1몰당 0.001 내지 0.1 몰의 양으로 사용하는 것인 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10279935A (ja) * 1997-04-10 1998-10-20 Kasei Optonix Co Ltd 蛍光体
KR20010011735A (ko) * 1999-07-30 2001-02-15 정선종 형광 디스플레이용 적색 형광체와 그것의 제조방법

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