KR20040012924A - 알칼리 토금속, 황, 및 알루미늄, 갈륨 또는 인듐을기재로 하는 화합물, 그의 제조 방법, 및 인광체로서 그의용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼리 토금속으로부터 선택된 1종 이상의 원소 A; 알루미늄, 갈륨 및 인듐으로부터 선택된 1종 이상의 원소 B; 황; 및 발광 특성을 제공할 수 있는 도펀트를 기재로 하는 화합물에 관한 것이다. 본 발명은 AB₂S₄유형의 결정상 및 B₂S₃유형의 결정상을 우세하게 함유하는 혼합물 형태인 것을 특징으로 한다. 상기 화합물은 원소 A, B 및 도펀트의 염 또는 졸을 B/(A + 도펀트) 원자비가 2.06 이상이 되도록 하는 비율로 함유하는 용액 또는 현탁액을 형성하는 단계, 상기 용액 또는 현탁액을 분무 건조하는 단계, 및 상기 단계로부터 수득한 생성물을 가황시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 상기 화합물은 특히 음극선발광에서 인광체로서 사용될 수 있다.

Description

알칼리 토금속, 황, 및 알루미늄, 갈륨 또는 인듐을 기재로 하는 화합물, 그의 제조 방법, 및 인광체로서 그의 용도 {Compound Based on an Alkaline-Earth, Sulphur and Aluminium, Gallium or Indium, Method for Preparing Same and Use Thereof as Luminophore}

본 발명은 알칼리 토금속, 황, 및 알루미늄, 갈륨 또는 인듐을 기재로 하는 화합물, 그의 제조 방법, 및 인광체로서 그의 용도에 관한 것이다.

본 발명 즈음에는 발광 및 전자공학 분야에서의 발전이 두드러졌다. 그러한 발전의 예로, 새로운 표시장치를 위한 음극선발광 시스템 및 조명 기술의 발전을 언급할 수 있다. 구체적인 적용예로는 통상적으로 사용되어 온 텔레비젼 스크린을 평면 스크린으로 대체한 것이 있다. 이러한 새로운 적용에서는 더욱 더 개선된 특성을 갖는 인광체가 요구된다.

공지된 인광체로 특히 알칼리 토금속 티오갈레이트를 들 수 있다. 이러한 제품은 특히 황을 제외한 티오갈레이트의 구성 원소의 용액 또는 현탁액을 분무 건조한 다음, 분무 건조된 생성물을 가황시킴으로써 제조할 수 있다. 이러한 방식으로 수득한 제품은 이미 양호한 발광 특성을 갖고 있다.

본 발명의 목적은 상기 특성을 더욱 더 개선시키는 것이다.

따라서, 본 발명은 AB₂S₄유형의 결정상 및 B₂S₃유형의 결정상을 우세하게 함유하는 혼합물 형태인 것을 특징으로 하는, 알칼리 토금속으로부터 선택된 1종 이상의 원소 A; 알루미늄, 갈륨 및 인듐으로부터 선택된 1종 이상의 원소 B; 황; 및 발광 특성을 제공하는 도펀트를 기재로 하는 화합물에 관한 것이다.

본 발명은 또한

- 원소 A, B 및 도펀트의 염 또는 졸을 B/(A + 도펀트) 원자비가 2.06 이상이 되도록 하는 비율로 함유하는 용액 또는 현탁액을 형성하는 단계,

- 상기 용액 또는 현탁액을 분무 건조하는 단계, 및

- 상기 단계로부터 수득한 생성물을 가황시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 특히 음극선발광에서 인광체로서 사용되는 상기 기재된 화합물의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 특성, 세부내용 및 이점은 이후의 기재 및 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 명백해 질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 화합물로부터 수득한 X-선 패턴이다.

도 2는 선행 기술에 따른 화합물로부터 수득한 X-선 패턴이다.

본 명세서에 걸쳐 언급되는 원소 주기율표는 문헌 ["Supplement au Bulletin de la Societe Chimique de France" [Supplement to the Bulletin of the ChemicalSociety of France], No. 1 (January 1996)]에 확립되어 있다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 화합물은 원소 A, B, 황 및 도펀트를 기재로 한다.

A는 알칼리 토금속 (원소 주기율표 IIA족)이다.

보다 특별하게는, A는 스트론튬일 수 있다. A는 또한 마그네슘, 칼슘 또는 바륨일 수 있다.

B는 알루미늄, 갈륨 또는 인듐일 수 있다. 보다 특별하게는, B는 갈륨일 수 있다.

본 발명은 또한 A가 수종의 알칼리 토금속을 나타내는 화합물에 관한 것이다. 마찬가지로, B도 알루미늄, 갈륨 및 인듐 원소 중 2종 이상의 조합물을 나타낼 수 있다.

본 발명의 화합물은 1종 이상의 도펀트를 포함한다. 본원에서 용어 "도펀트"는 본 발명의 화합물에 발광 특성을 제공할 수 있는 임의의 원소를 의미하는 것으로 이해된다. 이들 도펀트는 본 발명과 관련된 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 어떠한 이론에도 구애되지 않기를 바라지만, 도펀트는 알칼리 토금속 A를 대체하는 것으로 생각될 수 있다. 도펀트의 양은 보통 알칼리 토금속 원소를 기준으로 최대 10 원자％이다. 보다 특별하게는, 상기 도펀트는 2가 망간, 2가 희토류 금속, 및 알칼리 금속과 조합된 3가 희토류 금속을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 3가 희토류 금속의 경우, 알칼리 금속의 존재는 3가 희토류 금속으로 인한 과잉의 전하를 상쇄시키기 위해 필요하다. 보다 특별하게는, 알칼리 금속은 나트륨일 수 있다.

용어 "희토류 금속"은 이트륨, 및 원자량이 57 내지 71인 원소 주기율표의 원소로 구성된 군으로부터 선택된 원소를 의미하는 것으로 이해된다.

보다 특별하게는, 상기 도펀트는 알칼리 금속과 조합된 유러퓸^II, 이테르븀^II또는 세륨^III일 수 있다.

한 특별한 실시태양에 따라, 본 발명의 화합물은 도핑된 스트론튬 티오갈레이트이며, 보다 특별하게는 상기 도펀트는 유러퓸^II일 수 있다.

본 발명의 화합물의 본질적인 특성은 X-선 회절에 의해 입증되는 그의 결정 구조이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 화합물은 AB₂S₄유형의 결정상 및 B₂S₃유형의 결정상을 우세하게 갖는다. 이들 각각의 상의 비율은 다양할 수 있다. B₂S₃유형의 상은 X-선 패턴으로 검출될 수 있을 정도의 충분한 비율로 존재해야 한다.

B₂S₃상의 비율은 화합물의 제조에 사용되는 원소 A, B 및 도펀트의 각각의 양에 의해 좌우될 것이다. 따라서, 본 발명의 화합물은 원소 A, B 및 도펀트를 B/(A + 도펀트) 원자비가 2.06 이상, 바람직하게는 2.1 이상이 되도록 하는 비율로 사용되는 방법에 의해 수득할 수 있다. 보다 특별하게는, 상기 비는 2.06 내지 2.25일 수 있다.

본 발명의 화합물은 또한 이후 기재되는 바와 같은 추가의 수많은 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 화합물은 중앙 입도가 최대 10 ㎛인 입자로 구성될 수 있다. 본원의 기재내용 전체에서, 입도 및 입도 분포 특성은 레이저 회절 기술 (부피 분포)을 이용하여 측정된다.

본 발명의 유리한 변형예에 따라, 화합물은 좁은 입도 분포를 가질 수 있다. 따라서, 분산 지수 σ/m은 최대 0.7이다. 보다 특별하게는, 분산 지수는 최대 0.6일 수 있다.

용어 "분산 지수"는 하기 수학식에 따른 비를 의미하는 것으로 이해된다.

<수학식>

σ/m = (d₈₄- d₁₆)/2d₅₀

상기 식에서,

d₈₄는 입자의 84％가 d₈₄미만의 직경을 갖는 경우의 입자 직경이고,

d₁₆은 입자의 16％가 d₁₆미만의 직경을 갖는 경우의 입자 직경이고,

d₅₀은 중앙 입자 직경이다.

본 발명의 화합물은 거의 구형이고 직경이 상기 주어진 중앙 입도에 상응하는 입자로 구성될 수 있다.

본 발명의 또다른 변형예에 따라, 본 발명의 화합물은 낮은 잔류 산소 함량을 가질 수 있다. 이 잔류 함량은 최대 1.5％, 보다 특별하게는 최대 1％일 수 있다. 이는 화합물의 총 중량에 대한 산소의 중량으로 표현된다.

본 발명의 또다른 변형예에 따라, 화합물을 구성하는 입자는 또한 투명 산화물 코팅 층을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 층은 균일하고 제어된 두께를 갖는다.

본원에서 용어 "투명 산화물"은 비교적 박막 형태로 입자상에 침착되었을 때 가시광선 범위내의 빛을 거의 또는 전혀 흡수하지 않는 산화물을 의미하는 것으로 이해된다. 또한, 본 변형예와 관련한 기재에서 편의상 사용된 용어 "산화물"은 또한 수화된 유형의 산화물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이들 산화물 또는 수화된 산화물은 비정질 및(또는) 결정질일 수 있다.

이러한 산화물의 예로, 보다 특별하게는, 산화규소 (실리카), 산화알루미늄 (알루미나), 산화지르코늄 (지르코니아), 산화티탄 (티타니아), 규산지르코늄 ZrSiO₄(지르콘) 및 희토류 금속 산화물을 들 수 있다. 바람직한 변형예에 따라, 코팅 층은 실리카를 기재로 한다. 보다 더 유리하게는, 이 층은 필수적으로 실리카로, 바람직하게는 실리카만으로 구성된다.

이제 본 발명의 화합물을 제조하는 한 방법을 기술하고자 한다.

이 방법의 제1 단계는 원소 A, B 및 도펀트의 염 또는 졸을 포함하는 용액 또는 현탁액을 형성하는 것으로 구성된다.

무기염, 예를 들어 질산염, 황산염 또는 염화물, 또는 그 밖의 수산화물이 일반적으로 사용된다. 임의로, 유기염도 사용할 수 있으나, 본 발명의 경우에는 아세트산염과 같이 산소 원자가 적은 염을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 염을 액체 매질, 바람직하게는 물에 넣어 용액 또는 현탁액을 형성한다.

상기 언급한 바와 같이 B₂S₃결정상을 갖는 화합물을 수득하기 위해서는, 반응물의 양을 원소 B가 화학량론적으로 과량이 되도록 사용한다. 보다 구체적으로, B/(A + 도펀트) 원자비는 2.06 이상, 바람직하게는 2.1 이상이어야 한다. 보다 특별하게는, 상기 비는 2.06 내지 2.25일 수 있다.

다음 단계는 상기 제조한 현탁액 또는 용액을 건조시키는 것으로 구성된다. 이는 분무 건조에 의해 수행한다.

용어 "분무 건조"는 혼합물을 고온 대기로 분무하여 건조시키는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 분무는 공지된 임의의 분무기, 예를 들어 살수-로즈 (sprinkler-rose) 유형 또는 또다른 유형의 분무 노즐을 이용하여 수행할 수 있다. 터빈 분무기로 지칭되는 분무기를 이용할 수도 있다. 본 발명의 방법에서 이용할 수 있는 다양한 분무 기술에 관해서는 특히 문헌 [the fundamental work by Masters entitled "Spray drying" (second edition, 1976, published by George Godwin, London)]을 참조할 수 있다.

예를 들어 본 출원인에 의해 개발되고 프랑스 특허 출원 제2,257,326호, 제2,419,745호 및 제2,431,321호에 기재된 유형의 "플래쉬" 반응기를 이용하여 분무 건조 작업을 수행하는 것 또한 가능하다는 것을 주목해야 한다. 이 경우, 처리 기체 (고온 기체)는 나선형 운동 방식으로 제공되어 소용돌이 웰 (well)로 흐른다. 건조시키고자 하는 혼합물은 상기 기체의 나선형 경로의 대칭축과 일치하는 경로를따라 주입되어, 기체의 운동량이 처리하고자 하는 혼합물에 완전히 전달된다. 이로써, 기체는 실제로 2가지 기능, 첫째로 초기 혼합물을 분무하는 기능, 즉 초기 혼합물을 미세 액적으로 전환시키는 기능, 및 둘째로 수득한 상기 액적을 건조시키는 기능을 달성한다. 또한, 상기 반응기에서 입자의 체류 시간이 극도로 짧으면 (일반적으로 약 1/10초), 무엇보다도 고온 기체와 장시간 동안 접촉한 결과로서 과열로 인한 임의의 위험을 제한하는 이점이 있다.

상기 언급한 플래쉬 반응기에 관해서는 특히 프랑스 특허 출원 제2,431,321호의 도 1을 참조할 수 있다.

이 반응기는 연소 챔버, 및 이중 원추체 또는 상부가 분기된 절단된 원추체로 조립된 접촉 챔버로 구성된다. 연소 챔버는 좁은 통로를 통해 접촉 챔버로 이어진다.

연소 챔버의 상부에는 연소성 상을 도입할 수 있는 개구부가 구비되어 있다.

또한, 연소 챔버는 동축 내부 실린더를 포함하여 연소 챔버의 내부가 중앙 영역 및 환형 주변 영역으로 한정되며, 관통부가 대부분 장치의 상부를 향해 위치한다. 챔버는 1개 이상의 환, 바람직하게는 축방향으로 이격된 수개의 환에 걸쳐 분포된 최소 6개의 관통부를 갖는다. 챔버의 하부에 위치하는 부분의 전체 표면적은 상기 동축 내부 실린더의 관통부의 전체 표면적의 1/10 내지 1/100 정도로 매우 작을 수 있다.

상기 관통부들은 보통 원형으로서 매우 작은 두께를 갖는다. 바람직하게는, 관통부 직경 대 벽 두께의 비는 5 이상이고, 최소 벽 두께는 기계적 요건에 의해서만 한정된다.

마지막으로, 각진 파이프가 좁은 통로로 이어져 있고, 통로의 단부는 중앙 영역의 축방향으로 개방되어 있다.

기체, 일반적으로 공기로 구성되는 나선형 운동을 하고 있는 기체상 (이후, 나선형 상이라 칭함)은 환형 영역내에 만들어진 개구부, 바람직하게는 상기 환형 영역의 하부에 위치하는 개구부로 도입된다.

좁은 통로에서 나선형 상을 얻기 위해서, 바람직하게는 기체상을 저압하에, 즉 접촉 챔버에서 존재하는 압력보다는 높지만 1 bar 미만의 압력하에, 보다 특별하게는 0.2 내지 0.5 bar의 압력하에 상기 언급한 개구부로 도입시킨다. 이 나선형 상의 속도는 일반적으로 10 내지 100 m/s, 바람직하게는 30 내지 60 m/s이다.

또한, 특히 메탄일 수 있는 연소성 상을 약 100 내지 150 m/s의 속도로 상기 언급한 개구부를 통해 중앙 영역으로 축을 따라 주입한다.

연소성 상은 연료 및 나선형 상이 서로 접촉하는 영역에서 임의의 공지된 수단에 의해 점화된다.

그 후, 좁은 통로에서 기체상에 부과된 흐름은 쌍곡면의 모선의 군과 일치하는 수많은 경로를 따라 발생한다. 이들 모선은 좁은 통로 아래에 인접한 소형 환 또는 고리의 군을 기준으로 한 후에, 모든 방향으로 분기된다.

그 다음, 처리하고자 하는 혼합물을 액체 형태로 상기 언급한 파이프를 통해 도입시킨다. 그 다음, 액체는 수많은 액적으로 나누어 지고, 각각의 액적은 소정 부피의 기체에 의해 이송되어 원심분리 효과를 생성하는 운동하에 있게 된다. 보통, 액체의 유속은 0.03 내지 10 m/s이다.

나선형 상 대 액체 혼합물의 적절한 운동량비는 커야 한다. 특히, 상기 비는 100 이상, 바람직하게는 1,000 내지 10,000이다. 좁은 통로에서의 운동량은 기체와 처리하고자 하는 혼합물의 투입 유속 및 상기 통로의 횡단면적을 기준으로 하여 계산된다. 유속이 증가할 수록, 액적의 크기가 증가한다.

이러한 조건하에, 방향 및 강도 둘다의 측면에서 적절한 기체의 운동이 처리하고자 하는 혼합물의 액적에 부과되어, 두 스트림의 수렴 영역에서 다른 것과 분리된다. 또한, 액체 혼합물의 유속은 연속 흐름을 얻는 데 필요한 최소 속도로 감소된다.

분무 건조는 일반적으로 90℃ 내지 300℃의 고체 배출 온도에서 수행한다.

분무 건조에 의해 수득한 생성물을 예를 들어 미분화에 의해 탈응집시킬 수 있다.

본 발명의 방법의 마지막 단계는 건조에 의해 수득한 생성물을 가황시키는 것으로 구성된다.

이러한 가황 반응은 이전 단계에서 수득한 생성물을 이황화탄소 또는 황화수소와, 또는 황화수소와 이황화탄소의 혼합물과 반응시킴으로써 수행할 수 있다. 가황 반응은 600℃ 내지 1,000℃, 바람직하게는 800℃ 내지 900℃의 온도에서 수행한다.

황화수소 및 이황화탄소의 혼합물의 경우, CS₂및 H₂S 각각의 비율은 매우광범위할 수 있다. 가황 기체 (CS₂, H₂S 또는 CS₂/H₂S)의 유속은 보통 반응하는 동안, 즉 온도 상승의 출발 (열 사이클의 출발)에서부터 고온 유지기의 마지막까지 시스템에 주입되는 CS₂및(또는) H₂S의 양이 모든 전구체를 황화물로 전환시키기에 충분하도록 선택된다. 일반적으로, 이러한 요건을 충족시키기 위해서는 몰비 ([가황 기체] / [A] + [B])가 4를 초과해야 한다.

가황 기체는 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 기체와 함께 사용될 수 있다.

반응의 지속 시간은 목적하는 황화물을 수득하는 데 필요한 시간에 상응한다.

가열 단계 후, 본 발명의 화합물을 구성하는 형성된 황화물을 회수한다.

투명 산화물을 포함하는 상기 기재한 한 변형예에 따른 화합물을 제조하는 경우, 그 제조 방법은 초기 화합물을 상기 언급한 투명 산화물의 전구체와 접촉시키는 단계 및 투명 산화물을 침전시키는 단계를 필수적으로 포함한다. 용어 "초기 화합물"은 상기 기재한 가황 반응 및 그후 가능한 경우 탈응집화 반응을 수행하는 제조 방법에 의해 수득되는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다.

실리카의 경우에는, 물, 알콜, (현탁액 중의) 화합물, 및 가능한 경우 염기, 알칼리 금속 플루오라이드 또는 암모늄 플루오라이드 (이는 실리케이트의 축합을 위한 촉매로서 작용할 수 있음)을 혼합하고, 그 후에 알킬 실리케이트를 도입하여 반응 혼합물을 형성함으로써 알킬 실리케이트의 가수분해에 의해 실리카를 형성할 수 있다. 화합물과 (알칼리 금속 실리케이트 유형의) 실리케이트 및 산의 반응에의해 제조할 수도 있다.

알루미나 기재 층의 경우, 화합물, 알루미네이트 및 산을 반응시켜 알루미나를 침전시킬 수 있다. 화합물, 알루미늄염 및 염기를 서로 접촉시켜 반응을 일으킴으로써 침전이 일어나게 할 수도 있다.

마지막으로, 알루미나는 알루미늄 알콜레이트의 가수분해에 의해 형성될 수 있다.

산화티탄과 관련하여, 한편으로는 TiCl₄, TiOCl₂또는 TiOSO₄와 같은 티탄염 및 다른 한편으로는 염기를 화합물의 히드로알콜성 현탁액에 도입시킴으로써 산화티탄을 침전시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 티탄산알킬을 가수분해시키거나 티탄 졸을 침전시키는 것도 가능하다.

마지막으로, 산화지르코늄을 기재로 하는 층의 경우에는, 지르코늄 유기금속성 화합물, 예를 들어 알콕시화지르코늄 (예, 이소프로폭시화지르코늄)의 존재하에 화합물의 현탁액을 공가수분해 또는 공침전시킬 수 있다.

본 발명의 화합물은 특히 음극선발광에서, 즉 전자형 여기와 관련된 적용에서 인광체로서 사용될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 화합물은 상기 원리로 작동하는 임의의 장치, 예를 들어 FED 또는 VFD 평면 스크린, 프로젝션 스크린 및 텔레비젼 스크린의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물은 또한 예를 들어 350 nm 내지 470 nm에서 여기될 수 있는 PC-LED (인광체 전환된 광방출 다이오드)에서 광발광 인광체로서 사용될 수 있다.

본 발명의 화합물은 침강에 의한 스크린상으로의 침착, 스크린 프린팅 또는 전기영동과 같은 널리 공지된 기술을 이용하여 상기 유형의 장치에 가해질 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 화합물을 포함하는 상기 언급한 음극선발광 또는 광발광 장치에 관한 것이다.

이후, 실시예가 기재된다.

이들 실시예에서, 입도 분포는 코울터 (Coulter:등록상표) LS 230 장치를 이용하여 상기 언급한 레이저 기술에 의해 측정하였다. 또한, 헥사메타인산나트륨 0.1 중량％를 함유하는 수용액 중 생성물의 분산액을 사전에 3분 동안 초음파 프로브 처리 (20 kHz/120 W, 13 mm 직경의 팁을 갖는 프로브)하여 측정을 수행하였음을 언급하고자 한다.

또한, 생성물의 광발광을 측정하는 조건은 하기와 같았다.

광발광 측정은 200 내지 800 nm에서 방출되는 광원을 이용하여 수행하였다. 측정 장치는 여기 모드시 시편이 단색성으로 여기되도록 시편의 전방에 위치한 이중 단색화 장치를 포함하였다.

효율 측정은 방출 피크 (533 nm)의 최고점에서 방출 스펙트럼의 강도를 비교함으로써 측정하였다. 방출 스펙트럼의 위치 및 형태는 연구되는 전체 스펙트럼 범위에 걸쳐서 생성물의 화학적 조성 및 여기 파장에 무관하였다. 스펙트럼의 강도만을 변화시켰다. 이러한 방출은 SrGa₂S₄환경에서 2가 유러퓸의 4f-5d 밴드에 상응하였다.

방출 스펙트럼은 254 nm 및 460 nm의 여기 파장을 설정함으로써 수득하였다. 이들 스펙트럼은 형광분광계에 존재하는 회절 격자에 의한 흡수에 대해 및 광전자증배기의 감도 차이에 대해 보정하였다.

실시예 1

본 실시예는 화학식 (Sr_0.95Eu_0.05)Ga_2.1S₄의 화합물의 제조에 관한 것이다.

질산갈륨, 질산스트론튬 및 질산유러퓸이 목적하는 화합물에서와 상응하는 비율로 존재하는 혼합물을 상기 기재한 "플래쉬" 반응기 유형의 LEA 100(등록상표) 장치에서 분무 건조하였다. 공기 투입 온도는 500℃였고, 공기 배출 온도는 200℃였다.

수득한 분말 40 g을 실리카 보트에 놓은 다음, 가황로에서 3 rpm으로 회전시켰다. 반응 기체 혼합물은 아르곤 (52 부피％), CS₂(23 부피％) 및 H₂S (25 부피％)로 구성되었다. 기체 혼합물의 유속은 1.7 ℓ/분이었다.

열 사이클은 다음과 같았다: 실온에서 870℃까지 8℃/분으로 가열, 이어서 이 온도에서 10분 동안 유지, 이어서 아르곤 중에서 5℃/분으로 냉각.

생성물은 SrGa₂S₄상을 우세하게 함유하고 Ga₂S₃상을 미량으로 함유하는 분말 형태였다. Ga₂S₃상을 X-선을 이용하여 검출하였고, 특히 3.20 Å에서 그의(100) 라인 (즉, 2θ= 27.86°)을 1.5418 Å 파장의 구리 애노드를 이용하여 검출하였다. 상응하는 X-선 패턴은 도 1에 제시되어 있고, (100) 라인은 화살표로 표시하였다. 중앙 입도는 3.4 ㎛였고, 분산 지수는 0.6이었다.

비교예 2

절차는 화학식 (Sr_0.95Eu_0.05)Ga₂S₄의 화합물을 화학량론적으로 과량의 갈륨을 사용하지 않고 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 같다. 생성물로부터 얻은 X-선 패턴 (도 2)은 생성물이 순수한 상임을 보여준다.

비교예 2의 생성물과 비교할 때 실시예 1의 생성물은 254 nm 및 460 nm에서 광발광 효율을 나타내었고, 이들 두 파장 각각은 비교예 2의 생성물에 비해 1.7 배 더 큰 것이다.

실시예 3 내지 5

절차는 갈륨의 양을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 같다. 즉, 실시예 3, 4 및 5의 경우, 갈륨은 화학식 (Sr_0.95Eu_0.05)Ga_2+xS₄의 화합물 (식 중, x는 각각 0.06, 0.14 및 0.2임)에 상응하는 비율로 사용되었다.

생성물은 SrGa₂S₄상을 우세하게 함유하고 Ga₂S₃상을 미량으로 함유하는 분말 형태였다. X-선에 의해 검출된 Ga₂S₃상으로부터의 (100) 라인은 x가 0.06에서 0.2로 변할 때 증가되는 강도를 나타내었다.

이들 생성물의 254 nm에서의 광발광 수율을 비교예 2의 수율과 비교하였다. 실시예 3, 4 및 5의 생성물의 경우, 즉 x 값이 각각 0.06, 0.14 및 0.2인 경우, 수율은 비교예 2의 생성물에 비해 각각 1.6 배, 1.7 배 및 1.7 배로 증가되었다. 460 nm에서의 수율도 각각 동일한 배수로 증가되었다.

Claims (14)

1. AB₂S₄유형의 결정상 및 B₂S₃유형의 결정상을 우세하게 함유하는 혼합물 형태인 것을 특징으로 하는, 알칼리 토금속으로부터 선택된 1종 이상의 원소 A; 알루미늄, 갈륨 및 인듐으로부터 선택된 1종 이상의 원소 B; 황; 및 발광 특성을 제공하는 도펀트를 기재로 하는 화합물.
2. 제1항에 있어서, 상기 원소 B가 갈륨인 것을 특징으로 하는 화합물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원소 A가 스트론튬인 것을 특징으로 하는 화합물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트가 2가 망간, 2가 희토류 금속, 및 알칼리 금속과 조합된 3가 희토류 금속을 포함하는 군으로부터 선택되고, 보다 특별하게는 상기 도펀트가 알칼리 금속과 조합된 유러퓸^II또는 이테르븀일 수 있는 것을 특징으로 하는 화합물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원소 A, B 및 상기 도펀트를 B/(A + 도펀트) 원자비가 2.06 이상, 보다 특별하게는 2.06 내지 2.25이 되도록하는 비율로 사용하는 방법에 의해 수득되는 것을 특징으로 하는 화합물.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말의 구성 입자의 중앙 입도가 최대 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 화합물.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말의 구성 입자가 구형인 것을 특징으로 하는 화합물.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분말의 구성 입자가 투명 산화물 코팅 층, 보다 특별하게는 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티탄, 규산지르코늄 또는 희토류 금속 산화물 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물.
9. - 원소 A, B 및 도펀트의 염 또는 졸을 B/(A + 도펀트) 원자비가 2.06 이상이 되도록 하는 비율로 함유하는 용액 또는 현탁액을 형성하는 단계,

   - 상기 용액 또는 현탁액을 분무 건조하는 단계, 및

   - 상기 단계로부터 수득한 생성물을 가황시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 제조하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 분무 건조에 의해 수득한 생성물을 이황화탄소와 또는 황화수소 및 이황화탄소의 혼합물과 반응시킴으로써 가황시키는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 이황화탄소와 또는 상기 기체 혼합물과의 반응을 600℃ 내지 1000℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 질산염을 염으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 특히 음극선발광 또는 광발광에서 인광체로서 사용되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 용도.
14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선발광 또는 광발광 장치.