KR20020063395A - Phosphor for plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma dispaly panel: PDP)용 형광체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분급 특성이 향상된 PDP용 형광체에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor for a plasma dispaly panel (PDP), and more particularly, to a phosphor for PDP with improved classification characteristics.
일반적인 PDP는 플라즈마 방전에 의한 발광 또는 방전에 의해 여기된 형광체에 의해 화상을 형성하는 장치로서, 그 구동원리를 살펴보면, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전공간에 설치된 두 전극에 소정의 전압을 인가하여 이들 사이에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 글로우방전시 발생되는 자외선에 의해 소정 패턴의 형광체층을 여기시켜 화상이 형성되게 하는 것이다.A typical PDP is an apparatus for forming an image by phosphors excited by light emission or discharge by plasma discharge. In view of its driving principle, a predetermined voltage is applied to two electrodes provided in a discharge space of a plasma display panel. The plasma discharge is caused to occur, and the phosphor layer having a predetermined pattern is excited by the ultraviolet rays generated during the glow discharge so that an image is formed.
형광체층의 형성 공정은, 3색(R, G, B) 형광체층들이 규칙적으로 배열되어야 하기 때문에, 일반적으로 스크린 인쇄 방법에 의하여 이루어진다. 구체적으로 설명하면, 각각 색채 배열에 대응되는 구멍 패턴들을 가지는 3개의 스크린을 이용하여색채별로 3색의 형광체 페이스트를 순차적으로 형광체층 형성 표면에 도포한다. 이와 같이 도포된 3개의 형광체 페이스트들은 소정의 건조 공정을 거친 다음 동시에 소성된다. PDP에 사용되는 형광체는 자외선 여기형의 형광물질이다. 상기 형광체층 형성용 물질에 요구되는 발광 특성은 고휘도, 좋은 색순도, 짧은 잔광시간, 높은 발광효율, 긴 수명 등이다.The process of forming the phosphor layer is generally carried out by a screen printing method, since the three-color (R, G, B) phosphor layers should be arranged regularly. Specifically, three phosphor pastes for each color are sequentially applied to the phosphor layer-forming surface by using three screens each having hole patterns corresponding to the color arrangement. The three phosphor pastes thus applied are subjected to a predetermined drying process and then fired simultaneously. The phosphor used for the PDP is an ultraviolet excitation fluorescent material. The luminescence properties required for the phosphor layer-forming material are high brightness, good color purity, short afterglow time, high luminous efficiency, long life and the like.
그러나, PDP에 사용되는 적색, 녹색, 청색 형광체는 입경이 3㎛정도인 형광체의 특성상 볼밀, 세정, 건조, 시브(sieve) 공정 등의 수행시 여러 가지 문제가 발생하게 된다. 이들 문제 중 대표적인 것으로는 세정시 침전 속도가 느려 공정의 진행이 안된다는 것과 형광체 분급을 위한 시브 공정시 가응집, 척력 등에 의해 분급 능력이 급격히 저하된다는 것이 있다.However, the red, green, and blue phosphors used in the PDP have various problems when performing ball milling, washing, drying, and sieve processes due to the characteristics of the phosphor having a particle diameter of about 3 μm. Representative of these problems is that the process does not proceed due to the slow settling rate during cleaning, and that the classification ability is drastically lowered due to the coagulation and repulsion during the sieve process for phosphor classification.
일반적으로 시브 공정시 메쉬(mesh)위에 형광체와 볼을 넣어 강제로 충격을 줌으로써 형광체가 메쉬를 통과하도록 하는 강제 분급 방식이 주로 이용되나, 이 방식은 시브의 속도가 느리고, 메쉬 사이즈보다 작은 응집 입자에 의한 PDP 패널 제조시 불량 발생의 주원인이 되며, 또한 볼의 충격에 의해 메쉬가 찢어져 고가의 메쉬가 낭비되는 문제가 발생한다.In general, a forced classification method in which a phosphor passes through a mesh by forcing a phosphor and a ball onto the mesh during a sieve process and forcibly impacts it is used. However, this method has a slow sieve speed and is smaller than a mesh size. This is a major cause of defects during PDP panel manufacturing, and the mesh is torn due to the impact of the ball and expensive mesh is wasted.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 PDP용 형광체의 분급시 발생하는 상기 문제점을 해결하기 위하여 분급 특성이 향상된 PDP용 형광체를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a phosphor for PDP having improved classification characteristics in order to solve the above-mentioned problems occurring during classification of the phosphor for PDP.
도 1은 본 발명에 따라 폴리머 막에 의해 응집된 형광체를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a phosphor aggregated by a polymer film according to the present invention.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 PDP용 형광체에 있어서, 상기 형광체의 표면에 형광체 입자간의 응집을 야기하는 폴리머와, 상기 폴리머의 대전에 의한 응집을 방지할 수 있는 콜로이드 입자가 부착된 것을 특징으로 하는 PDP용 형광체를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is characterized in that in the phosphor for PDP, a polymer causing agglomeration between phosphor particles and a colloidal particle which can prevent agglomeration due to charging of the polymer are attached to a surface of the phosphor. It provides a PDP phosphor.
본 발명에 따른 PDP용 형광체에 있어서, 상기 폴리머는 젤라틴, 아라비아검, 오로탄, 아크릴수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.In the phosphor for PDP according to the present invention, the polymer is preferably at least one selected from the group consisting of gelatin, gum arabic, orotan, and acrylic resin.
본 발명에 따른 PDP용 형광체에 있어서, 상기 콜로이드 입자는 SiO2화합물 또는 아연화합물로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.In the phosphor for PDP according to the present invention, the colloidal particles are preferably at least one selected from SiO 2 compounds or zinc compounds.
본 발명에 따른 PDP용 형광체에 있어서, 상기 폴리머의 양은 형광체 100중량부에 대하여 1.0중량부 이하인 것이 바람직하고, 상기 콜로이드 입자의 양은 형광체 100중량부에 대하여 3.0중량부 이하인 것이 바람직하다.In the phosphor for PDP according to the present invention, the amount of the polymer is preferably 1.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the phosphor, and the amount of the colloidal particles is preferably 3.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the phosphor.
PDP용 형광체는 입경이 대략 2-4㎛ 범위인 특성상 형광체 분급을 위해 시브를 할 때, 가응집, 척력 등에 의한 분급 능력의 급격한 저하 또는 진동에너지에 의한 충격 시브시 질량이 작아 발생하는 시브에너지의 감소에 의한 분급 능력의 저하가 발생한다.Phosphor for PDP has a sieve energy generated when the sieve is used for classifying phosphors due to its particle size in the range of about 2-4 μm. The decrease in classification ability occurs due to the decrease.
이에 본 발명자는 PDP용 형광체의 분급시 발생하는 상기 문제점을 해결하기 위하여 몇 개의 형광체 입자를 미리 폴리머로 응집시키는 것에 의해 분급성을 개선시키고, 이것을 다시 페이스트 제조시 사용하는 유기용매로 용해시키는 것에 의해 다른 형광체 입자와의 응집에 의한 불량 발생을 제거하였다.In order to solve the above problems arising during the classification of the phosphor for PDP, the present inventors have improved the classability by aggregating several phosphor particles into a polymer in advance, and dissolving it in an organic solvent used in paste production. The occurrence of defects due to aggregation with other phosphor particles was eliminated.
이하 본 발명에 따른 PDP용 형광체를 제조하는 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the phosphor for PDP according to the present invention will be described in more detail.
먼저, 형광체를 물에 교반시켜 수분산액을 제조한다.First, the phosphor is stirred in water to prepare an aqueous dispersion.
PDP용 형광체에서 적색(R) 형광체로는, Y2O3:Eu, Y2SiO5:Eu, Y3Al5iO12:Eu, Zn3(PO4)2:Mn, LuBO3:Eu 등이 있고, 청색(B) 형광체로는 Y2SiO5:Ce, CaWO4:Pb, BaMgAl14O23:Eu 등이 있으며, 녹색(G) 형광체로는 Zn2SiO4:Mn, BaAl12O19:Mn, SrAl13O19:Mn, CaAl12O19:Mn, YBO3:Tb, BaMgAl14O23:Mn, LuBO3:Tb, GdBO3:Tb, ScBO3:Tb, Sr6Si3O8Cl4:Eu 등이 있다.Examples of the red (R) phosphor in the PDP phosphor include Y 2 O 3 : Eu, Y 2 SiO 5 : Eu, Y 3 Al 5 iO 12 : Eu, Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn, LuBO 3 : Eu, and the like. The blue (B) phosphors include Y 2 SiO 5 : Ce, CaWO 4 : Pb, BaMgAl 14 O 23 : Eu, and the green (G) phosphors include Zn 2 SiO 4 : Mn, BaAl 12 O 19 : Mn, SrAl 13 O19: Mn, CaAl 12 O 19 : Mn, YBO 3 : Tb, BaMgAl 14 O 23 : Mn, LuBO 3 : Tb, GdBO 3 : Tb, ScBO 3 : Tb, Sr 6 Si 3 O 8 Cl 4 : Eu etc.
상기 수분산액에 폴리머를 첨가하여 1-5개 정도의 형광체를 폴리머 막에 의해 응집시킨다.A polymer is added to the aqueous dispersion so that about 1-5 phosphors are aggregated by the polymer film.
폴리머 막에 의해 응집된 형태의 형광체를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, 페이스트를 만들기 전까지 몇 개의 형광체 입자를 미리 폴리머로 코팅하여 줌으로써 입자간의 전자기력에 의한 척력을 제거하고, 소립자에서 발생하는 판데르발스 힘에 의한 응집을 방지할 수 있다. 이렇게 폴리머 막으로 형광체를 미리 응집시킴으로써 형광체의 전체 중량을 향상시켜 충격량을 크게 하여 시브의 효과를 향상시킬 수 있다.The phosphor in the form aggregated by the polymer film is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, a few phosphor particles are coated with a polymer before making a paste to remove repulsive force due to electromagnetic force between the particles, and prevent aggregation by van der Waals forces generated in the small particles. Thus, by agglomerating the phosphor in advance with the polymer film, the total weight of the phosphor can be improved to increase the impact amount, thereby improving the effect of the sieve.
하지만, 형광체의 응집은 패널 제조시 불량 요인으로 작용하므로 형광체의 응집에 의한 불량 발생을 제거할 필요가 있다. 통상 패널 제조시 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate:BCA), 터피놀(terpinol) 등과 같은 유기용매를 사용하여 페이스트를 제조하는데, 상기 폴리머가 페이스트 제조시 사용하는 유기용매에 용해되기 때문에 형광체의 응집에 의한 불량의 발생은 제거될 수 있다.However, since the aggregation of the phosphor acts as a defect factor in panel production, it is necessary to eliminate the occurrence of the defect due to the aggregation of the phosphor. In the manufacture of a panel, a paste is prepared using an organic solvent such as butyl carbitol acetate (BCA), terpinol, and the like, and the aggregation of the phosphor is caused because the polymer is dissolved in the organic solvent used to prepare the paste. The occurrence of defects by means of can be eliminated.
상기 폴리머는 형광체의 표면에 결합하여 몇몇 형광체를 응집시킬 수 있고 유기용매에 용해될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 젤라틴, 아라비아검, 오로탄, 아크릴수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.The polymer is not particularly limited as long as it can bind to the surface of the phosphor to aggregate some phosphors and be dissolved in an organic solvent, but is preferably at least one selected from the group consisting of gelatin, gum arabic, orotan, and acrylic resin. .
수분산액에 첨가되는 상기 폴리머의 양은 형광체 100중량부에 대하여 1.0중량부 이하인 것이 바람직한데, 만약 상기 폴리머의 첨가량이 1.0중량부를 초과하게 되면 응집이 거대해져 페이스트 제조에 문제가 있을 뿐만 아니라, 형광체를 응집시키기 위해 사용된 폴리머가 용해되는 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.The amount of the polymer added to the aqueous dispersion is preferably 1.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the phosphor. If the amount of the polymer exceeds 1.0 parts by weight, the agglomeration is enormous and there is a problem in paste production. There is a problem that takes a long time to dissolve the polymer used to aggregate.
이후 상기 수분산액에 콜로이드 수용액을 첨가한다. 이것은 분급 특성 향상을 위해 몇몇 형광체를 응집시키는 상기 폴리머 코팅이 그 표면에서 정전기 대전 현상을 유발시킬 수 있어 또 다른 분급 저해 요인으로 작용할 수 있기 때문에 형광체 표면에 동일 극성을 갖는 또는 중성화시킬 수 있는 콜로이드 입자를 부착시킴으로써 이러한 폴리머 대전에 의한 응집을 방지하기 위함이다.Then, a colloidal aqueous solution is added to the aqueous dispersion. This is because colloidal particles that have the same polarity or neutrality on the surface of the phosphor because the polymer coating, which aggregates several phosphors to improve their classification properties, can cause electrostatic charging on their surface, which can act as another classification inhibitor. This is to prevent the aggregation by the polymer charging by attaching.
상기 콜로이드 입자는 (-)전하를 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, SiO2화합물 또는 아연화합물로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.The colloidal particle is not particularly limited as long as it has a negative charge, but is preferably at least one selected from SiO 2 compounds or zinc compounds.
수분산액에 첨가되는 콜로이드 입자의 양은 형광체 100중량부에 대하여 3.0중량부 이하인 것이 바람직한데, 만약 상기 콜로이드 입자의 첨가량이 3.0중량부를 초과하게 되면, 표면 발광인 PDP의 발광 특성상 형광체 표면의 과도한 콜로이드 입자로 인해 휘도가 저하되는 문제가 있다.The amount of the colloidal particles added to the aqueous dispersion is preferably 3.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the phosphor. If the amount of the colloidal particles exceeds 3.0 parts by weight, the excessive colloidal particles on the surface of the phosphor due to the light emission characteristics of the surface emitting PDP There is a problem that the brightness is lowered.
필요에 따라 수분산액에 폴리머를 첨가하였을 때와 콜로이드 수용액을 첨가하였을 때 각각 pH를 다르게 조절하여 줄 수 있다.If necessary, the pH can be adjusted differently when the polymer is added to the aqueous dispersion and when the colloidal aqueous solution is added.
상기 수분산액을 수분리, 건조하고 시브함으로써 본 발명에 따른 PDP용 형광체를 제조할 수 있다.Phosphor for PDP according to the present invention can be prepared by separating the water dispersion, drying and sieve.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1><Example 1>
소성된 Zn2SiO4:Mn 녹색 발광 형광체 100g을 볼밀한 후 물과 함께 교반시켜 수분산액을 제조하였다. 상기 수분산액에 젤라틴을 물에 녹여 0.2g을 첨가하고 pH를 3.7로 조절하였다. 상기 수분산액에 아라비아검을 0.1g 첨가하고 30분간 교반한 후, SiO2콜로이드 수용액을 SiO2양을 기준으로 0.1g 첨가하고 pH를 6.9로 조절하였다. 상기 수분산액을 수분리, 건조한 후 SUS 400 메쉬를 갖는 진동분급기를 이용하여 시브하였다.A ball dispersion of the calcined Zn 2 SiO 4 : Mn green light emitting phosphor 100g was stirred with water to prepare an aqueous dispersion. Gelatin was dissolved in water and 0.2 g was added to the aqueous dispersion, and the pH was adjusted to 3.7. Arabic gum 0.1g was added to the aqueous dispersion, and 0.1g was added After stirring for 30 minutes, SiO 2 colloid solution based on SiO 2, and the amount was adjusted to pH 6.9. The aqueous dispersion was separated by water, dried and sieve using a vibration classifier having a SUS 400 mesh.
시브 효과를 측정하기 위해 형광체 100g에서 분급된 총량을 30분, 60분, 90분 및 120분 간격으로 시간별로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the sieve effect, the total amount classified in 100g of phosphor was measured by time at intervals of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, and is shown in Table 1 below.
<실시예 2><Example 2>
실시예 1에서 아라비아검 대신 오로탄을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 수분산액을 수분리, 건조한 후 SUS 400 메쉬를 갖는 진동분급기를 이용하여 시브하였다.Except for using arotan instead of gum gum in Example 1, the aqueous dispersion was water-separated and dried according to the same method as in Example 1 and then sieve using a vibration classifier having a SUS 400 mesh.
시브 효과를 측정하기 위해 형광체 100g에서 분급된 총량을 30분, 60분, 90분 및 120분 간격으로 시간별로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the sieve effect, the total amount classified in 100g of phosphor was measured by time at intervals of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, and is shown in Table 1 below.
<실시예 3><Example 3>
실시예 1에서 젤라틴과 아라비아검 대신 아크릴 에멀젼(H-24)을 0.5g 첨가하고 pH를 6으로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 수분산액을 수분리, 건조한 후 SUS 400 메쉬를 갖는 진동분급기를 이용하여 시브하였다.SUS 400 mesh after water separation and drying of the aqueous dispersion according to the same method as in Example 1 except that 0.5g of acrylic emulsion (H-24) was added instead of gelatin and gum arabic and the pH was adjusted to 6. It was sieve using a vibration classifier having a.
시브 효과를 측정하기 위해 형광체 100g에서 분급된 총량을 30분, 60분, 90분 및 120분 간격으로 시간별로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the sieve effect, the total amount classified in 100g of phosphor was measured by time at intervals of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, and is shown in Table 1 below.
<실시예 4><Example 4>
소성된 Zn2SiO4:Mn 녹색 발광 형광체 100g을 볼밀한 후 물과 함께 교반시켜 수분산액을 제조하였다. 상기 수분산액에 아크릴 에멀젼(H-24)을 1g 첨가하고 pH를 6.0으로 조절하였다. 이후, SiO2콜로이드 수용액을 SiO2양을 기준으로 0.1g 첨가한 후, 아연염을 아연을 기준으로 0.1g 첨가하고 pH를 7.1로 조절하였다. 상기 수분산액을 수분리, 건조한 후 SUS 400 메쉬를 갖는 진동분급기를 이용하여 시브하였다.A ball dispersion of the calcined Zn 2 SiO 4 : Mn green light emitting phosphor 100g was stirred with water to prepare an aqueous dispersion. 1 g of an acrylic emulsion (H-24) was added to the aqueous dispersion and the pH was adjusted to 6.0. Then, 0.1 g of the aqueous solution of SiO 2 colloid was added based on the amount of SiO 2 , and then 0.1 g of the zinc salt was added based on zinc and the pH was adjusted to 7.1. The aqueous dispersion was separated by water, dried and sieve using a vibration classifier having a SUS 400 mesh.
시브 효과를 측정하기 위해 형광체 100g에서 분급된 총량을 30분, 60분, 90분 및 120분 간격으로 시간별로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the sieve effect, the total amount classified in 100g of phosphor was measured by time at intervals of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, and is shown in Table 1 below.
<비교예 1>Comparative Example 1
소성된 Zn2SiO4:Mn 녹색 발광 형광체 100g을 볼밀한 후 SUS 400 메쉬를 갖는 진동분급기를 이용하여 시브하였다.100 g of the calcined Zn 2 SiO 4 : Mn green light-emitting phosphor was ball milled and sieveed using a vibration classifier having a SUS 400 mesh.
시브 효과를 비교하기 위해 형광체 100g에서 분급된 총량을 30분, 60분, 90분 및 120분 간격으로 시간별로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In order to compare the sieve effect, the total amount classified in 100g of phosphor was measured by time at intervals of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, and 120 minutes, and is shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 형광체에 폴리머와 콜로이드 입자를 부착시키지 않은 경우(비교예 1)에 비해, 형광체에 폴리머와 콜로이드 입자를 부착시킨 경우(실시예 1 내지 실시예 4)에 형광체의 분급 특성이 크게 향상됨을 알 수 있다.As shown in Table 1, the classification of the phosphor in the case where the polymer and the colloidal particles are attached to the phosphor (Examples 1 to 4) as compared with the case where the polymer and the colloidal particles are not attached to the phosphor (Comparative Example 1). It can be seen that the characteristics are greatly improved.
본 발명에 따른 PDP용 형광체를 이용함으로써 시브공정시 형광체의 가응집, 척력 등에 의해 분급 능력이 급격히 저하되는 것을 방지하여 분급 특성을 향상시킬 수 있고, 분급과 관련된 PDP 패널 제조시의 불량 발생 문제를 해결할 수 있다.By using the phosphor for PDP according to the present invention, the classification ability can be prevented from being rapidly lowered due to the coagulation, repulsion, etc. of the phosphor during the sieve process, thereby improving the classification characteristics. I can solve it.
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