KR20070000289A

KR20070000289A - 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체 및 상기 형광체의제조방법

Info

Publication number: KR20070000289A
Application number: KR1020050055900A
Authority: KR
Inventors: 박규찬; 장동식; 유영철; 홍꽝이옌; 펭귀팡; 한얀홍; 페이찌우; 짱지린
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-02

Abstract

하기 화학식 1로 표시되는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 제공한다:[화학식 1]

(Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu

또한 Y₂O₃ 및 Eu₂O₃를 혼합하고, 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계; 및 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, 및 H₃BO₃을 혼합하고, 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법을 제공한다. 또한 상기의 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 포함하는 형광막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 적색 형광체는 휘도의 급격한 저하를 방지하면서 색순도를 개선하며 색재현 범위를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체 및 상기 형광체의 제조방법{Red phosphors for plasma display pannel and method for preparing the red phosphors}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체 및 적색 형광체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘도가 우수하면서 색순도를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체, 상기 형광체의 제조방법, 상기 형광체로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

형광체란 에너지 자극에 의하여 발광하는 물질로서, 일반적으로 수은 형광 램프, 무수은 형광 램프 등과 같은 광원, 전자 방출 소자, 플라즈마 디스플레이 패널 등과 같은 각종 소자에 사용되고 있으며, 새로운 멀티미디어 기기의 개발과 더불어 향후에도 다양한 용도로 이용될 전망이다.

상기 광원 또는 소자와 같은 기기에 구비되는 형광체는 상기 기기로부터 발생 가능한 파장대의 여기광을 흡수하여 여기할 수 있는 것으로 선택되어야 하며, 각 기기의 용도에 적합한 전류 포화 특성, 열화 특성, 발광 특성, 색순도 등과 같은 물성을 바람직하게 갖추어야 한다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)은 유리기판 사이에 봉입 되어진 네온과 크세논의 혼합가스의 방전으로 생성된 자외선에 의한 발광을 이용한 디스플레이이다. 이 때 각각의 형광체는 크세논(Xe) 이온의 공명 방사광(147nm 진공 자외선)에 의해서 가시광을 발생한다.

PDP용 형광체는 방전 특성, 발광 휘도 및 색좌표가 우수하고 잔광시간이 짧아야 하며 특히 열 또는 자외선에 의한 형광체 열화가 일어나지 않아야 한다.

PDP의 방전 공간에 주입되는 불활성 방전가스로는 네온(Ne), 헬륨(He), 크세논(Xe), 크립톤(Kr) 등을 가스가 이용되며 산소, 질소 등과 같은 첨가가스가 함유되기도 한다. 이중에서 일반적으로 널리 사용되는 네온은 오렌지-레드계열의 빛을 방사함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 색순도를 저하시키는 것으로 알려져 있다. 플라즈마 디스플레이 패널의 적색 형광체층에 함유되는 적색 형광체로는 휘도가 가장 우수한 (Y,Gd)BO₃:Eu가 널리 사용되고 있다.

그러나 (Y,Gd)BO₃:Eu는 다른 종류의 적색 형광체보다 휘도는 우수하지만 색순도가 불리하다는 단점을 가지고 있다. 따라서 색순도를 개선하기 위하여 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 색보정 필터를 추가하거나, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 위치하는 필터에 색보정 기능을 추가하는 방법이 사용되고 있으나, 이러한 방법은 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 저하시키고 별도의 장치를 필요로 한다는 문제점이 있었다. 한편 Y(V,P)O₄:Eu와 같은 색순도가 우수한 형광체를 혼합하여 사용하는 방법이 제안되었으나, 이는 원료가 램프용으로는 고가이며 특히 인체에 유해한 비환경적인 물질을 사용하기 때문에 양산이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 색순도가 우수하고 양산이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기의 플라즈마 디스플레이 패널의 적색 형광체의 제조방법 및 상기 적색 형광체를 이용하여 제조한 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여,

하기 화학식 1로 표시되는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 제공한다:

(Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu

또한 본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여,

Y₂O₃ 및 Eu₂O₃를 혼합하고, 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계; 및

상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, 및 H₃BO₃을 혼합하고, 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계;를 포함하는 화학식 1로 표시되는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여,

화학식 1로 표시되는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체로부터 형성된 형광막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체에 관한 것으로서, 본 발명의 적색 형광체는 기존에 적색 형광체로 사용하던 (Y,Gd)BO₃:Eu 형광체와는 달리 새로운 제조방법에 의하여 제조한 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 형광체에 관한 것이다.

본 발명의 일구현예에 의하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체 중 (Y,Gd)BO₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃:Eu 착체 화합물의 조성비는 9:1 내지 3:7인 것이 바람직하다. 상기 조성비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 두 착물의 혼합에 따른 색좌표 개선효과가 미미하거나 또는 휘도가 급감하기 때문에 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체로 사용하기에 부적절하다.

본 발명의 일태양에 따른 PDP용 적색 형광체의 제조방법을 살펴 보기로 한다.

본 발명은 Y₂O₃ 및 Eu₂O₃를 혼합하고, 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계; 및 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, 및 H₃BO₃을 혼합하고, 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법을 제공한다.

상기 2차 소성온도는 약 1,100 내지 약 1,400℃인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 적색 형광체 제조방법은 상기 화학식 1으로 표시되는 물질을 구성하는 각각의 성분을 혼합하고 소성하는 2단계로 제조된다는 점에 특징이 있다.

먼저, 이트륨 산화물(Y₂O₃) 및 유로피움 산화물(Eu₂O₃)을 용매에 용해하여 혼합물을 제조한다. 상기 용매로는 에탄올을 사용하며, 용매의 함량은 이트륨 산화물 100 중량부를 기준으로 하여 50 내지 200 중량부인 것이 바람직하다.

상기 혼합물을 여과하고, 용매를 분리 및 건조하여 이를 소성처리하여 Y₂O₃:Eu 적색 형광체를 제조한다. 1차 소성처리 온도는 약 1,000 내지 약 1,300℃ 범위인 것이 바람직하다. 만약 1차 소성처리 온도가 1,000℃ 미만인 경우에는 결정형성이 되지 않고, 1,300℃를 초과하는 경우에는 이트륨이 변성되기 때문에 바람직하지 못하다.

이어서, 상기 제조한 Y₂O₃:Eu 적색 형광체와 (Y_0.595Gd_0.35Eu_0.055)BO₃의 비율에 맞추어 칭량한 이트륨 산화물(Y₂O), 유로피움 산화물(Eu₂O₃), 가도리늄 산화물(Gd₂O₃) 및 과량의 붕소 산화물(H₃BO₃)을 물 및 용매와 혼합한다.

상기 혼합물을 여과하고 용매를 분리 및 건조한 다음 2차로 소성처리하여 본 발명에 따른 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 적색 형광체를 제조한다. 2차 소성처리 온도는 약 1,100 내지 약 1,400℃ 범위인 것이 바람직하다. 만약 2차 소성처리 온도가 1,100℃ 미만인 경우에는 결정형성이 되지 않기 때문에 바람직하지 못하고 1,400℃를 초과하는 경우에는 제조된 결정이 다시 파괴되기 때문에 바람직하지 못하다. 또한 원칙적으로 (Y,Gd)BO₃:Eu를 제조하기 위해서는 소성온도가 약 1400℃ 이상이 되어야 하지만, 이렇게 될 경우 미리 제조한 Y₂O₃:Eu 적색 형광체의 변성을 야기하게 되므로 바람직하지 못하다.

상기 부가되는 붕소 산화물(H₃BO₃)은 융점이 약 160℃에 해당되므로 약 1000℃ 이상의 고온으로 소성시에는 다량의 손실을 감수하여야 하므로 과량으로 사용한다. 또한 이러한 과량으로 사용되는 붕소 산화물은 2차 소성처리온도를 약 1,200℃미만으로 저하시키는 역할을 한다.

본 발명의 일구현예에 의하면, 상기 H₃BO₃의 함량은 화학식 1로 표시되는 적색 형광체 물질 총함량을 기준으로 30 내지 60중량% 과량으로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 30중량% 미만인 경우에는 붕소 산화물을 과량으로 부가하는 효과가 미미하여 바람직하지 못하고, 60중량%를 초과하는 경우에는 휘도가 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체는 붕소 산화물(H₃BO₃)을 과량으로 부가하지 않는 경우에는 (Y,Gd)BO₃:Eu 형광체를 단독으로 사용하는 경우의 50% 정도로 휘도면에서의 손실이 크게 발생되지만, 붕소 산화물(H₃BO₃)을 과량으로 사용하게 됨으로써 색좌표 개선에 따른 과도한 휘도저하를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 형광체로부터 형성된 형광막을 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 투명한 전면기판; 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판; 전면기판과 배면기판 사이에 배치된 격벽에 의하여 구획된 발광셀들; 일 방향으로 배치된 발광셀들에 걸쳐서 연장된 어드레스전극들; 상기 어드레스전극들을 덮는 후방유전체층; 상기 발광셀 내에 배치된 형광막; 상기 어드레스전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장된 유지전극쌍들; 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 전방유전체층; 및 상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비하며, 이의 구조를 도 1을 참조하여 보다 상세하게 기술하면 다음과 같다.

도 1을 참조하여, 플라즈마 디스플레이 패널은 전방패널(210)과 후방패널(220)을 구비한다.

상기 전방패널(210)은 전면기판(211), 상기 전면기판의 후방(보다 상세하게는 전면기판의 후면에 배치되고 일 열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 연장된 유지전극쌍(214)들, 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 전방유전체층(215) 및 보호막(216)을 구비한다.

상기 후방패널(220)은 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판(221), 상기 배면기판의 전방(보다 상세하게는 배면기판의 전면(221a))에 배치되고 상기 유지전극쌍들과 교차하도록 연장된 어드레스전극(222)들, 상기 어드레스전극들을 덮는 후방유전체층(223), 상기 전면기판과 배면기판 사이(보다 상세하게는 후방유전체층 상)에 형성되어 발광셀(226)들을 구획하는 격벽(224), 및 상기 격벽내에는 유지방전에 의하여 방전가스로부터 방출된 자외선을 받아 가시광선을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 형광체로 이루어진 적색 형광막(225a), 녹색 형광막(225b) 및 청색 형광막(225c)을 구비한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 적색 형광막(225a)은 상술한 화학식 1의 형광체를 포함하는 형광막 형성용 조성물을 이용한다.

본 발명의 PDP용 형광체를 인쇄를 용이하게 하기 위하여 결합제 및 용매와 혼합하여 페이스트 상태로 만든 후에 미리 준비된 스크린 메시를 통하여 스크린 법으로 인쇄하고, 이를 건조 및 소성하여 형광막을 얻는다.

상기 건조온도는 100 내지 150℃가 적절하며, 소성온도는 350 내지 600℃, 특히 약 450℃에서 실시하여 페이스트의 유기물들을 제거한다. 상기 결합제로는 에틸 셀룰로오스를 사용하며, 결합제의 함량은 형광체 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 30 중량부를 사용한다. 만약 결합제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 형광막의 결합력이 저하되고, 상기 범위를 초과하면 형광막내의 형광체 함량이 상대적으로 감소되어 색순도 등의 특성이 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 용매로는 BCA(butyl carbitol) 또는 터피네올(Terpineol)을 사용하며, 이의 함량은 형광체 100 중량부를 기준으로 하여 70 내지 300 중량부를 사용한다. 만약 용매의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 형광체가 제대로 분산되지 않거나 점도가 높아 인쇄가 어렵고, 상기 범위를 초과하면 단위 용적당 형광체의 함량이 지나치게 낮아 PDP 패널에서의 휘도가 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 형광막 형성용 조성물의 점도는 5,000 내지 50,000cps, 특히 20,000 cps이다. 만약 형광체 조성물의 점도가 5,000cps 미만이면 인쇄시 옆 셀로 인쇄액이 흘러들어 정확한 위치의 인쇄막 생성이 안되고, 50,000cps를 초과하면 점도가 너무 높아 제대로 인쇄가 되지 않아 바람직하지 못하다.

적색 형광막으로는 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 형광체를 사용하고, 녹색 형광막 및 청색 형광막은 플라즈마 디스플레이 패널 제조시 통상적으로 이용가능한 것이라면 모두 다 사용가능하며, 녹색 형광체의 예로는 ZnSiO₄:Mn, YBO₃:Tb, (Ba, Sr)MgAl₁₀O₁₉:Mn 등이 있고, 청색 형광체로서는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 등이 있다.

상기 전면기판(211)과 배면기판(221)은 유리로 형성되는 것이 일반적인데, 전면기판은 광투과율이 높은 것이 바람직하다.

상기 배면기판의 전면(221a)에 배치되고, 일열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 연장된 어드레스전극(222)들은 통상적으로 전기전도율이 높은 금속, 예를 들어 Al 등으로 형성된다. 어드레스전극(222)은 Y전극(312)과 함께 어드레스방전에 이용된다. 상기 어드레스방전은 발광될 발광셀(226)을 선택하기 위한 방전으로서, 어드레스방전이 이루어진 발광셀(226)에서 후술되는 유지방전이 일어날 수 있게 된다.

상기 어드레스전극(222)들은 후방유전체층(223)에 의하여 덮이는데, 후방유전체층(223)은 어드레스방전시 하전 입자가 어드레스전극(222)에 충돌하여 어드레스전극을 손상시키는 것을 방지한다. 상기 후방유전체층(223)은 하전 입자를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

상기 전면기판(211)과 배면기판(221) 사이에는 발광셀(226)들을 구획하는 격벽(224)이 형성되는데, 이러한 격벽(224)은 전면기판(311)과 배면기판(221) 사이에 방전공간을 확보하고, 인접한 발광셀(226)들 간의 크로스토크를 방지하며, 형광체층(225)의 표면적을 넓게 한다. 상기 격벽(224)은 Pb, B, Si, Al, 및 O 등과 같은 원소를 포함하는 유리성분으로 형성되고, 여기에 필요에 따라서 ZrO₂, TiO₂, 및 Al₂O₃ 와 같은 필러(filler)와 Cr, Cu, Co, Fe, TiO₂와 같은 안료가 포함될 수 있다.

상기 유지전극쌍(214)들은 일열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 상기 어드레스전극(222)이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 유지전극쌍(214)은 유지방전을 일으키는 한 쌍의 유지전극들(212, 213)을 구비하고, 상기 전면기판(211)에는 이러한 유지전극쌍(214)이 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되어 있다. 유지전극들(212, 213) 중 하나는 X전극(213)이고, 다른 하나는 Y전극(212)이다. X전극(213)과 Y전극(212) 간의 전위차에 의하여 유지방전이 일어난다.

상기 X전극(213)과 Y전극(212) 각각은 투명전극(213b, 212b) 및 버스전극(213a, 212a)을 구비하는 것이 일반적이나, 경우에 따라서는 투명전극 없이 버스전극 만으로 주사전극과 공통전극이 구성될 수도 있다.

상기 투명전극(213b, 212b)은 도전체이면서 형광체로부터 방출되는 빛이 전면기판(211)으로 나아가는 것을 방해하지 않는 투명한 재료로 형성되는데, 이와 같은 재료로서는 ITO(indium tin oxide) 등이 있다. 그러나 상기 ITO와 같은 투명한 도전체는 저항이 크므로, 유지전극이 투명전극으로만 구성되면 투명전극의 길이방향으로의 전압강하가 크게 되고, 따라서 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는데 소요되는 전력이 많게 되며 화상의 응답속도가 늦어지게 된다. 이를 개선하기 위하여, 상기 투명전극의 외측단부에는 전기전도율이 높은 금속, 예를 들어 Ag로 형성된 버스전극(213a, 212a)이 배치된다.

상기 유지전극들(212, 213)은 전방유전체층(215)에 의하여 덮인다. 상기 전방유전체층(215)은, 유지방전시 인접한 X전극(213)과 Y전극(212)이 직접 통전되는 것과 하전 입자가 유지전극들(212, 213)에 충돌함으로써 이들을 손상시키는 것을 방지할 수 있고 광투과율이 높은 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

상기 전방유전체층(215) 사이에는 보호막(216)이 형성될 수 있다. 이 때 상기 보호막은 유지방전시 하전 입자가 전방유전체층(215)에 충돌함으로써 이를 손상시키는 것을 방지하고, 유지방전시 2차전자를 많이 방출한다. 상기 보호막은 MgO 로서 형성될 수 있다.

상기 발광셀(226)의 내부에는 방전가스가 충전된다. 이 방전가스는 예를 들어 Xe이 5% 내지 10% 포함된 Ne-Xe 혼합가스인데, 필요에 따라서 Ne의 적어도 일부가 He으로 대체될 수도 있다.

본 발명의 PDP는 도 1의 구조로만 한정되는 것은 아니며 다른 형태로 가능하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기한 실시예는 본 발명의 일실시예일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고, 용매를 분리하여 건조하고 1200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 24.81g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃ 61.83g을 혼합하고, 1200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 9:1이 되었다.

상기 형광체 조성물을 플라즈마 디스플레이 패널의 발광셀에 코팅하여 적색 형광막을 형성하였다. 이 때 플라즈마 디스플레이 패널내 방전가스의 조성은 55중량%의 Ne, 35중량%의 He 및 15중량% Xe로 조절되었다. 상대휘도를 조사하여 결과를 얻었으며 이를 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 56.45g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃61.83g을 혼합하고, 1,200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 8:2가 되었다.

실시예 3

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 96.78g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃61.83g을 혼합하고, 1,200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 7:3이 되었다.

실시예 4

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 225.81g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃61.83g을 혼합하고, 1,200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 5:5가 되었다.

실시예 5

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 526.89g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃61.83g을 혼합하고, 1,200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 3:7이 되었다.

실시예 6

본 발명은 Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃ 8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 이어서 상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물 225.81g과 Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃ 63.44g 및 H₃BO₃ 80.38g을 혼합하고, 1,200℃의 온도에서 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 생성된 적색 형광체에서 (Y,Gd)BO₃:Eu과 Y₂O₃:Eu의 비율은 5:5가 되었다.

실시예 7

H₃BO₃86.56g [40중량%과량]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 제조하였다.

실시예 8

H₃BO₃92.75g [50중량%과량]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 제조하였다.

실시예 9

H₃BO₃98.93g [60중량%과량]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 제조하였다.

비교예 1

Y₂O₃ 63.81g, Eu₂O₃9.68g, Gd₂O₃63.44g 및 H₃BO₃61.83g을 혼합하고, 1,400℃의 온도에서 1차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 상기 형광체 조성물을 플라즈마 디스플레이 패널의 발광셀에 코팅하여 적색 형광막을 형성하였다. 이 때 플라즈마 디스플레이 패널내 방전가스의 조성은 55중량%의 Ne, 35중량%의 He 및 15중량% Xe로 조절되었다

상대휘도를 조사하여 결과를 얻었으며 이를 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 2

Y₂O₃ 214.52g 및 Eu₂O₃8.80g를 용매 231.12ml에 혼합하고 용매를 분리하여 건조하고 1,200℃의 온도에서 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하였다. 상기 형광체 조성물을 플라즈마 디스플레이 패널의 발광셀에 코팅하여 적색 형광막을 형성하였다. 이 때 플라즈마 디스플레이 패널내 방전가스의 조성은 55중량%의 Ne, 35중량%의 He 및 15중량% Xe로 조절되었다.

비교예 3

2차 소성온도를 1500℃로 한 것을 제외하고는 실시예 6에서 실시한 바와 동일하게 제조하였다. 상대휘도를 조사하여 결과를 얻었으며 이를 하기 표 2에 나타내었다.

비교예 4

2차 소성온도를 1500℃로 한 것을 제외하고는 실시예 7에서 실시한 바와 동일하게 제조하였다. 상대휘도를 조사하여 결과를 얻었으며 이를 하기 표 2에 나타내었다.

샘플	조성		상대휘도*
샘플	(Y,Gd)BO₃:Eu	Y₂O₃:Eu	λ_ex = 147 nm	λ_ex = 254 nm
실시예 1	90	10	91	46.3
실시예 2	80	20	84	47.0
실시예 3	70	30	77	53.5
실시예 4	50	50	55	63.1
실시예 5	30	70	51	74.1
비교예 1	100	-	100	45.5
비교예 2	-	100	65	82

*표준샘플은 (Y,Gd)BO₃:Eu를 사용하였을 경우 휘도 100을 기준으로 함.

샘플	조성		과량 H₃BO₃(W%)	2차 소성온도 (℃)	상대휘도*λ_ex = 147 nm
샘플	(Y,Gd)BO₃:Eu	Y₂O₃:Eu	과량 H₃BO₃(W%)	2차 소성온도 (℃)	상대휘도*λ_ex = 147 nm
실시예 6	50	50	30	1200	85.6
실시예 7	50	50	40	1200	84
실시예 8	50	50	50	1200	84.2
실시예 9	50	50	60	1200	83.9
비교예 3	50	50	30	1500	78.0
비교예 4	50	50	40	1500	78.9

표 1을 참조하여 보면, Y₂O₃:Eu의 함량이 증가할수록 147 nm에서의 상대휘도는 감소하지만, 254 nm에서의 상대휘도는 증가한다. 표 2를 참조하여 보면, (Y,Gd)BO₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃:Eu 착체 화합물의 조성비를 50 : 50으로 한 경우 2차 소성 온도가 1,300℃ 인 경우에는 상대휘도가 더욱 저하되었다.

도 2는 1,200℃에서 50% 과량의 붕소산화물을 사용하여 제조한 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 의 XRD패턴을 도시한 것이고, 이것은 YBO₃ 및 Y₂O₃의 혼합물의 거동을 나타낸다.

도 3은 1,200℃에서 50% 과량의 붕소산화물을 사용하여 제조한 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 의 147nm에서 발광하는 스펙트럼이고, 도 4는 254nm에서 여기시켜 발광하는 스펙트럼을 나타내는 것이다. 스펙트럼과 결과 Data에서 알 수 있듯이 이 형광체는 147nm와 254nm 여기파장에서 모두 발광을 하며, 물리적 혼합물보다 뛰어난 광특성을 보여준다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 새로운 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체는 기존에 사용되어 쓰고 있는 (Y,Gd)BO₃:Eu보다 색순도가 우수하여, 색재현력을 향상시킬 수 있다. 또한 147nm에서 여기가 잘되지 않아 휘도가 낮은 Y₂O₃:Eu와 대비하여 휘도가 우수하다. 본 발명은 단순히 두 물질을 물리적으로 혼합을 하거나 한번에 소성을 하여 얻어지는 Y₂O₃:Eu-(Y,Gd)BO₃:Eu 형광체에서는 얻을 수 없는 뛰어난 휘도와 색순도를 얻을 수 있는 형광체의 제조 방법이다. 또한 이 형광체는 여러 가지 여기파장(147nm,254nm)에서 발광이 가능한 형광체이다.

도 1은 본 발명의 일구현예에 의하여 제조된 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 1,200℃에서 제조된 50%의 H₃BO₃를 갖는 Y₂O₃:Eu0-(Y,Gd)BO₃:Eu의 XRD 패턴을 도시한다.

도 3은 1,200℃에서 제조된 50%의 H₃BO₃를 갖는 Y₂O₃:Eu0-(Y,Gd)BO₃:Eu의 147nm에서의 Y₂O₃:Eu0-(Y,Gd)BO₃:Eu의 발광 스펙트럼을 도시한다.

도 4는 1,200℃에서 제조된 50%의 H₃BO₃를 갖는 Y₂O₃:Eu0-(Y,Gd)BO₃:Eu의 254nm에서의 Y₂O₃:Eu0-(Y,Gd)BO₃:Eu의 발광 스펙트럼을 도시한다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체:

[화학식 1]

(Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu
제1항에 있어서, 상기 적색 형광체 중 Y₂O₃:Eu 착체 화합물에 대한 (Y,Gd)BO₃:Eu 착체 화합물의 조성비가 9:1 내지 3:7인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
제1항에 있어서, 상기 적색 형광체의 색순도는 x가 0.638 내지 0.655이고, y가 0.350 내지 0.365인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
Y₂O₃ 및 Eu₂O₃를 혼합하고, 1차 소성하여 Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계; 및

상기 Y₂O₃:Eu 착체 화합물과 Y₂O₃, Eu₂O₃, Gd₂O₃, 및 H₃BO₃을 혼합하고, 2차 소성하여 (Y,Gd)BO₃:Eu - Y₂O₃:Eu 착체 화합물을 제조하는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 H₃BO₃의 함량이 30 내지 60중량% 과량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 2차 소성온도가 1,100 내지 1,400℃인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체의 제조방법.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항의 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.