KR20090050724A - Surface coated phosphor by nano sized oxide particles and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노 크기의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 자외선에 의한 형광체의 노화, 수은흡착 등을 방지하며, 램프의 휘도를 현저히 향상시킬 수 있는 나노 크기의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor surface-coated with nano-sized oxide particles and a method for manufacturing the same, in particular to prevent the aging of the phosphor by ultraviolet light, adsorption of mercury, etc., and nano-sized oxide particles that can significantly improve the brightness of the lamp It relates to a surface-coated phosphor and a method for producing the same.
형광체, 형광램프, 산화물 입자, 휘도 Phosphor, fluorescent lamp, oxide particle, luminance
Description
본 발명은 나노 크기의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선에 의한 형광체의 노화, 수은흡착 등을 방지하며, 램프의 휘도를 향상시킬 수 있는 나노 크기의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phosphor surface-coated with nano-sized oxide particles and a method for manufacturing the same, and more particularly, to prevent aging of the phosphor by ultraviolet rays, adsorption of mercury, and the like to improve the brightness of a lamp. The present invention relates to a phosphor coated with oxide particles and a method of manufacturing the same.
종래 대다수의 형광 램프, 특히 TFT-LCD(Thin film transistor-liquid crystal)의 BLU(Back light unit)의 점등시간에 따른 휘도를 저하시키는 요인은 다음의 3가지로 알려져 있다. 첫째로 자외선 또는 수은에 의한 흑화 현상, 둘째로 185 nm의 자외선 조사에 의한 형광체의 노화, 셋째로 수은 흡착에 의한 형광체의 발광효율 저하이다.Background Art [0002] There are three known factors that lower the luminance according to the lighting time of a majority of fluorescent lamps, in particular, a back light unit (BLU) of a thin film transistor-liquid crystal (TFT-LCD). Firstly, blackening due to ultraviolet rays or mercury, secondly, aging of the phosphor by ultraviolet ray irradiation at 185 nm, and thirdly, the luminous efficiency of the phosphor due to mercury adsorption is reduced.
따라서 형광 램프의 휘도를 향상시키기 위해서 이러한 요인들을 조절하는 기술과 함께 여러 방법들이 사용되고 있다.Therefore, in order to improve the brightness of fluorescent lamps, various methods are used together with a technique for controlling these factors.
최근 휘도 향상을 위한 기술로 형광체 코팅 기술, 가스압 최적화, 전극 소결화 등의 연구가 많이 시도되고 있다. 그 중 가장 많은 휘도를 향상시킬 수 있는 방법은 형광체 코팅 기술이라고 볼 수 있다.Recently, researches on phosphor coating technology, gas pressure optimization, electrode sintering, and the like have been attempted to improve brightness. Among them, the method of improving the brightness can be regarded as phosphor coating technology.
형광체 표면을 코팅하는 기술로는 다양한 방법들이 사용될 수 있으며, 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법으로는 탄산 금속염 또는 다른 금속염을 형광체 표면에 균일하게 코팅하는 방법이다. 일예로, 일본공개특허 제2003-147350호에는 형광체 입자 표면에 탄산염 화합물이 부착된 형광체에 대하여 기재하고 있다. 그러나, 이 경우 카본이나 염의 해리 온도가 형광체의 열처리 온도보다 높아 형광체 표면을 코팅한 후 열처리 공정에서 잔존하는 카본이나 염에 의해 휘도가 저하됨은 물론 수은 흡착을 발생시키게 된다는 문제점이 있다.Various methods can be used for coating the surface of the phosphor, and the most widely used method is a method of uniformly coating a metal carbonate or other metal salt on the surface of the phosphor. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-147350 describes a phosphor having a carbonate compound attached to the surface of the phosphor particle. However, in this case, since the dissociation temperature of carbon or salt is higher than the heat treatment temperature of the phosphor, after the coating of the phosphor surface, the luminance is lowered by the remaining carbon or salt in the heat treatment process, and there is a problem that mercury adsorption is generated.
또 다른 방법으로 금속염과 글리콜(glycol)을 사용하여 폴리올(polyol) 반응을 통해 형광체 표면에 산화물을 코팅하는 방법도 알려져 있으나, 이 역시 세정시 글리콜을 완전히 제거하기 어려워 형광체 표면을 코팅한 후 열처리 공정에서 휘도가 저하되고 수은 흡착을 발생시키게 된다는 문제점이 있다.As another method, a method of coating an oxide on the surface of a phosphor through a polyol reaction using a metal salt and glycol is also known. However, since it is difficult to completely remove glycol during cleaning, the surface of the phosphor is coated and then heat treated. There is a problem in that the brightness is lowered and mercury adsorption occurs.
이에 따라, 수은 흡착 등으로 인한 휘도 저하를 방지할 수 있는 형광체의 표면처리방법에 대한 연구가 더욱 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, research on the surface treatment method of the phosphor that can prevent the lowering of the brightness due to mercury adsorption, etc. is further required.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 185 nm의 자외선으 로부터 보호시켜 자외선에 의한 형광체의 노화를 조절할 수 있으며, 열적 안정성이 있는 나노 크기의 산화물 입자가 코팅되어 열화를 방지할 수 있는 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention can be protected from ultraviolet rays of 185 nm to control the aging of the phosphor by ultraviolet rays, nano-sized oxide particles having thermal stability can be prevented from degradation An object of the present invention is to provide a phosphor coated with oxide particles and a method of manufacturing the same.
또한 본 발명은 수은 흡착을 방지하여 고휘도를 장시간 일정하게 유지할 수 있는 나노 크기의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a phosphor coated with a nano-sized oxide particle capable of preventing mercury adsorption and maintaining a constant high brightness for a long time, and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형광체 입자 표면에 1차 평균입경이 5 내지 200 nm인 Al2O3, Y2O3, La2O3 및 SiO2, BaO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 나노 크기의 산화물 입자로 코팅된 표면코팅층을 갖는 것을 특징으로 하는 형광체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is any one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 and SiO 2, BaO having a primary average particle diameter of 5 to 200 nm on the surface of the phosphor particles It provides a phosphor characterized in that it has a surface coating layer coated with the nano-sized oxide particles.
또한 본 발명은 1차 평균입경이 5 내지 200 nm인 Al2O3, Y2O3, La2O3 및 SiO2, BaO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 산화물 입자를 형광체 표면에 코팅하는 단계를 포함하는 표면코팅층을 함유하는 형광체의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a step of coating on the surface of the phosphor of any one or more oxide particles selected from the group consisting of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 and SiO 2, BaO having a primary average particle diameter of 5 to 200 nm It provides a method for producing a phosphor containing a surface coating layer comprising a.
또한 본 발명은 상기와 같은 나노 크기의 산화물 입자로 코팅된 표면 코팅층을 함유하는 형광체로 코팅한 코팅층를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a fluorescent lamp comprising a coating layer coated with a phosphor containing a surface coating layer coated with the nano-sized oxide particles as described above.
본 발명의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체는 185 nm의 자외선으로부터 보호시켜 자외선에 의한 형광체의 노화를 조절할 수 있으며, 열적 안정성이 있는 산화물 입자가 코팅되어 열화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 수은 흡착을 방지하여 형광램프의 휘도를 현저히 향상시킬 수 있다.The phosphor coated with the oxide particles of the present invention can be protected from ultraviolet rays of 185 nm to control the aging of the phosphors by ultraviolet rays, and the oxide particles having thermal stability can be coated to prevent deterioration, and also to prevent mercury adsorption. It is possible to significantly improve the brightness of the fluorescent lamp.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 형광체 표면에 나노 크기의 산화물 입자를 코팅하여 휘도를 현저히 향상시킬 수 있는 형광체에 관한 것으로서, 이를 위해 형광체 입자 표면에 1차 평균입경이 5 내지 200 nm인 Al2O3, Y2O3, La2O3 및 SiO2, BaO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 산화물 입자를 포함하는 표면 코팅층을 갖는다.The present invention relates to a phosphor that can significantly improve the brightness by coating a nano-sized oxide particles on the surface of the phosphor, for this purpose Al 2 O 3 , Y 2 O having a primary average particle diameter of 5 to 200 nm on the surface of the phosphor particles It has a surface coating layer comprising any one or more oxide particles selected from the group consisting of 3 , La 2 O 3 and SiO 2, BaO.
본 발명의 형광체 표면에 코팅되는 상기 산화물 입자는 254 nm의 수은 휘선을 통과시키고, 형광체를 노화시키는 185 nm의 휘선은 통과시키지 않아 자외선 투과능과 수은 흡착을 방지한다. 또한 방전공간에서 안정하여 재료 자체가 변질되지 않으며, 가시광 영역에서의 투과율이 높아 형광체의 발광 특성을 높이고, 결국 휘도를 향상시키게 된다.The oxide particles coated on the surface of the phosphor of the present invention passes through the 254 nm mercury rays, and does not pass through the 185 nm rays that age the phosphor, thereby preventing ultraviolet light transmission and mercury adsorption. In addition, it is stable in the discharge space, the material itself does not deteriorate, and the transmittance in the visible light region is high to increase the luminescence properties of the phosphor, and eventually improve the luminance.
상기 산화물 입자는 Al2O3, Y2O3, La2O3 및 SiO2 , BaO 중 단독 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The oxide particles may be used alone or in combination of two or more of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 and SiO 2 , BaO.
상기 산화물 입자는 나노크기의 산화물 입자를 얻기 위해서는 각 산화물 입자의 출발물질과 탄산염, 수산염 등을 반응시킨 후 소성하여 제조할 수 있다.The oxide particles may be prepared by reacting the starting materials of the oxide particles with carbonates, oxalates, and the like, in order to obtain nano-sized oxide particles.
상기 산화물 입자의 출발물질은 질산 금속염, 염화 금속염, 초산 금속염 등의 가용성 금속염; 금속 이소프로폭사이드 등의 유기용매에 가용성이 있는 알콕사이드류; 탄산 금속염, 수산화 금속염, 황산 금속염, 옥살산 금속염, 산화 금속염 등의 수불용성 금속염 화합물 등이 사용될 수 있으며, 상기 탄산염으로는 암모늄 카보네이트 등을 사용될 수 있으며, 상기 수산염으로는 암모니아수 등을 사용할 수 있다.Starting materials for the oxide particles include soluble metal salts such as metal nitrate salts, metal chloride salts and metal acetate salts; Alkoxides soluble in organic solvents such as metal isopropoxide; Water-insoluble metal salt compounds such as metal carbonate, metal hydroxide, metal sulfate, metal oxalate, metal oxide, and the like may be used. Ammonium carbonate may be used as the carbonate, and ammonia water may be used as the carbonate.
본 발명에서 나노크기의 산화물 입자를 제조하는 방법으로는 소성법을 사용할 수 있는데, 단 입자의 응집을 최소화하여 나노크기의 입자를 얻기 위해서는 저온 소성이 바람직하다. 즉, 상기 나노크기의 산화물 입자를 제조하는 소성온도는 600 내지 900 ℃인 것이 바람직하며, 이 온도에서 5 내지 200 분 동안 산소 가스 등의 산화분위기에서 소성하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 소성된 산화물은 이후 제트밀 등의 건식 분쇄, 비즈밀 등의 습식 분쇄 방법에 의해 원하는 크기로 분쇄할 수 있다.In the present invention, a method of manufacturing nano-sized oxide particles may be used as a calcination method. However, low-temperature firing is preferable in order to minimize agglomeration of particles to obtain nano-sized particles. That is, the firing temperature for preparing the nano-sized oxide particles is preferably 600 to 900 ° C, and more preferably firing in an oxidation atmosphere such as oxygen gas for 5 to 200 minutes at this temperature. The calcined oxide may then be ground to a desired size by dry grinding such as jet mill, wet grinding such as bead mill.
상기 나노크기의 산화물 입자는 1차 평균입경이 5 내지 200 nm인 바람직하다. 더욱 바람직하기로는 평균입경이 5 내지 50 nm인 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 평균입경이 200 nm를 초과할 경우에는 형광체 슬러리를 만든 후 Mesh 여과시 여과가 잘 안 될 수 있고, 거대입자로 인해 오히려 휘도를 저하시킬 수 있다.The nano-sized oxide particles preferably have a primary average particle diameter of 5 to 200 nm. More preferably, an average particle diameter of 5 to 50 nm may be used. When the average particle diameter exceeds 200 nm, the filtration may not be performed well when the mesh is filtered and then the phosphor slurry is made, and the luminance may be lowered due to the large particles.
상기와 같은 나노크기의 산화물 입자는 습식 코팅 또는 건식 코팅을 통하여 형광체에 코팅될 수 있다.The nano-sized oxide particles may be coated on the phosphor through wet coating or dry coating.
상기 습식 코팅 방법은 상기 나노크기의 산화물 입자를 함유하는 산화물 슬러리에 형광체를 넣고 제타 포텐셜(zeta potential)을 이용하여 등전점(point of zero charge)의 pH 영역에서 코팅하는 방법이고, 건식 코팅 방법은 각 산화물 입자의 표면 전하(surface charge)와 형광체의 표면 전하의 정전기적 인력을 이용하여 형광체 표면에 산화물 입자를 코팅하는 방법이 사용될 수 있다.The wet coating method is a method in which a phosphor is added to an oxide slurry containing the nano-sized oxide particles and coated in a pH region of a point of zero charge using zeta potential, and a dry coating method is a method of A method of coating the oxide particles on the surface of the phosphor by using electrostatic attraction of the surface charge of the oxide particles and the surface charge of the phosphor may be used.
구체적인 예로 상기 습식 코팅방법은 상기 나노 크기의 산화물, 입자희석 용제 및 분산제를 혼합하여 산화물 슬러리로 준비하여 제타 포텐셜(zeta potential)을 이용하여 등전점(point of zero charge)의 pH 영역에서형광체 표면에 코팅한 후 건조하여 최종 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체를 제조할 수 있다.As a specific example, the wet coating method may prepare the oxide slurry by mixing the nano-sized oxide, the particle dilution solvent, and the dispersing agent, and coating the surface of the phosphor in the pH region at the point of zero charge using zeta potential. After drying, a phosphor coated with a final oxide particle may be prepared.
상기 산화물 슬러리는 산화물 입자 0.1 내지 20 중량%, 분산제 0.1 내지 10 중량% 및 잔량의 희석용제를 포함하며, 필요에 따라 바인더를 더 포함할 수 있다.The oxide slurry includes 0.1 to 20% by weight of oxide particles, 0.1 to 10% by weight of a dispersant, and a residual amount of a diluting solvent, and may further include a binder as necessary.
상기 산화물 슬러리 중 산화물 입자의 농도는 크게 제한되지 않지만, 산화물 입자가 0.1 내지 20 중량%가 되도록 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%가 되도록 포함되는 것이다.The concentration of the oxide particles in the oxide slurry is not particularly limited, but is preferably included so that the oxide particles are 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight.
상기 분산제는 산화물 슬러리를 효과적으로 분산시킬 수 있는 것으로, 수용성으로는 P-toluene sulfonic acid 등을 사용할 수 있으며, 유용성으로는 산성 그룹을 갖는 블록 공중합체의 알킬올 암모늄 등을 사용할 수 있다.The dispersant may effectively disperse the oxide slurry, and water-soluble P-toluene sulfonic acid may be used, and as usefulness, alkylol ammonium of a block copolymer having an acidic group may be used.
상기 분산제는 산화물 슬러리 총 중량 대비 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.The dispersant is preferably included in 0.1 to 10% by weight relative to the total weight of the oxide slurry.
상기 산화물 슬러리는 분산제 및 희석용제를 혼합한 후 산화물 입자를 넣어 분산시키는 것이 좋으며, 그 방법으로는 통상의 교반기에 의한 분산 처리 외에 호모나이저, 초음파 분산기, 볼밀, 비즈밀 등을 사용하여 분산시킬 수 있다. 특히, 상기 산화물 슬러리에 분산된 산화물 입자의 최대 직경이 1 ㎛ 이하, 바람직하게 분산된 산화물 입자의 중앙값이 50 내지 300 nm가 되도록 분산시키기 위해서는 볼밀 또는 비즈밀 등의 습식 분산기를 사용하는 것이 바람직하다.The oxide slurry may be dispersed by mixing a dispersant and a diluting solvent, and then dispersing the oxide particles, and the method may be dispersed using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a bead mill, etc. in addition to the dispersing treatment using a conventional stirrer. have. In particular, it is preferable to use a wet disperser such as a ball mill or a bead mill in order to disperse the maximum diameter of the oxide particles dispersed in the oxide slurry to 1 μm or less, preferably the median value of the dispersed oxide particles is 50 to 300 nm. .
상기 희석용제는 희석용제가 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 등을 사용할 수 있다.The diluent solvent may be water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and the like.
상기와 같은 방법으로 형광체 표면에 코팅된 산화물 코팅층은 전체 코팅된 형광체 함량의 0.1 내지 5 중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 코팅된 산화물 슬러리 코팅층은 전체 코팅된 형광체의 0.1 내지 30 부피%가 되는 것이 바람직하다. 상기 코팅되는 산화물 슬러리의 함량이 너무 많거나, 형광체 표면적을 너무 많이 덮을 경우에는 오히려 투과율과 휘도가 감소될 수 있다.The oxide coating layer coated on the surface of the phosphor in the same manner as described above is preferably used in 0.1 to 5% by weight of the total coated phosphor content, the coated oxide slurry coating layer is 0.1 to 30% by volume of the total coated phosphor. desirable. If the content of the oxide slurry to be coated is too much or covers too much phosphor surface area, the transmittance and brightness may be reduced.
상기와 같이 본 발명에 따라 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체는 그 색좌표값이 모체인 형광체와 상이한 값을 갖게 된다. 즉, 색좌표의 y좌표가 낮아진 값을 보이게 되며, 색좌표의 보정을 위하여 녹색 형광체를 더 넣어주게 되면 휘도가 현저히 향상되는 효과를 볼 수 있다.As described above, the phosphor coated with the oxide particles according to the present invention has a color coordinate value different from that of the parent phosphor. That is, the y-coordinate of the color coordinates is lowered, and when the green phosphor is added to correct the color coordinates, the luminance is remarkably improved.
상기 나노 크기의 산화물 입자가 표면처리되는 형광체 모체는 그 입자크기가 3∼5 ㎛인 것이 바람직하다. It is preferable that the phosphor matrix on which the nano-sized oxide particles are surface treated has a particle size of 3 to 5 μm.
또한 상기 형광체 모체는 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 (Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO4)3Cl:Eu, (Ba,Ca,Sr)(Mg,Zn)All0O17:Eu, (Ba,Ca,Sr)(Mg,Zn)All0O17:Eu, Mn,Ba,Mg,All0O17:Eu, Ba,Mg,All0O17:Eu, Mn,Sr5(PO4)3Cl:Eu, LaPO4:Ce, Tb,Mg,Al11O19:Ce, Tb,Y2O3:Eu, Y(P,V)O4:Eu, 3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn, Ca10(PO4)6FCl:Sb, Mn,Sr10(PO4)6FCl:Sb, Mn,(Sr,Mg)2P2O7:Eu, Sr2P2O7:Eu, CaWO4, CaWO4:Pb, MgWO4, (Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu, Sr4Al14O25:Eu,, Zn2SiO4:Mn, BaSi2O5:Pb, SrB4O7:Eu, (Ca,Zn)3(PO4)2:Ti, LaPO4:Ce 등을 비롯하여 수은 사용의 통상의 형광 램프(lamp), 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL) 또는 LED 조명(FPL, flat panel lamp), PDP 등에 사용되는 형광체 등을 사용할 수 있다.In addition, the fluorescent substance matrix is not the kind is not particularly limited, for example, (Sr, Ca, Ba, Mg ) 5 (PO 4) 3Cl: Eu, (Ba, Ca, Sr) (Mg, Zn) Al l0 O 17 : Eu, (Ba, Ca, Sr) (Mg, Zn) Al l0 O 17 : Eu, Mn, Ba, Mg, Al l0 O 17 : Eu, Ba, Mg, Al l0 O 17 : Eu, Mn, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, LaPO 4 : Ce, Tb, Mg, Al 11 O 19 : Ce, Tb, Y 2 O 3 : Eu, Y (P, V) O 4 : Eu, 3.5MgO0.5MgF 2 · GeO 2: Mn, Ca 10 (PO 4) 6 FCl: Sb, Mn, Sr 10 (PO 4) 6 FCl: Sb, Mn, (Sr, Mg) 2 P 2 O 7: Eu, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, CaWO 4 , CaWO 4 : Pb, MgWO 4 , (Ba, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, Sr 4 Al 14 O 25 : Eu ,, Zn 2 SiO 4 : Mn, BaSi 2 O 5 : Pb, SrB 4 O 7 : Eu, (Ca, Zn) 3 (PO 4 ) 2 : Ti, LaPO 4 : Ce, etc., Mercury-used fluorescent lamps, cold cathode fluorescent lamps (CCFL) ), Fluorescent materials used for external electrode fluorescent lamps (EEFL) or LED lighting (FPL, flat panel lamps), PDP, and the like.
또한 본 발명은 상기 표면코팅층을 갖는 형광체로 코팅된 코팅층을 포함하는 형광 램프를 제공하는 바, 상기 형광 램프는 폴리에틸렌 옥사이드 등의 수용성 바인더 용액 또는 니트로 셀룰로오스 등의 유기바인더와 유기용매를 함유하는 유기 바인더 용액에 본 발명의 산화물 입자로 표면 코팅된 형광체를 분산시키고, 선택적으로 결착제를 첨가하고 슬러리화하여 형광체 도포액을 제조하고, 이 형광체 도포액을 램프 내벽에 도포하는 것 이외에, 통상의 방법에 따라 제조할 수 있다. 구체적인 일예로 상기 도포액은 상기 표면코팅칭을 갖는 형광체 20 내지 60 중량부, 바인더 0.1 내지 10 중량부, 잔량의 물 또는 유기용매를 포함하여 제조될 있으며, 첨가제로 결착제 1 내지 15 중량부 등을 더욱 포함할 수 있으며, 도포액의 도포두께 는 5 내지 50 ㎛, 바람직하게는 15 내지 25 ㎛로 할 수 있다.In another aspect, the present invention provides a fluorescent lamp comprising a coating layer coated with a phosphor having the surface coating layer, the fluorescent lamp is an aqueous binder solution such as polyethylene oxide or an organic binder such as nitro cellulose and an organic binder containing an organic solvent The phosphor coated with the oxide particles of the present invention in a solution is dispersed, and a binder is optionally added and slurried to prepare a phosphor coating liquid, and the phosphor coating liquid is applied to a lamp inner wall in a conventional manner. Can be prepared accordingly. As a specific example, the coating liquid may be prepared including 20 to 60 parts by weight of a phosphor having the surface coating, 0.1 to 10 parts by weight of a binder, a residual amount of water or an organic solvent, and 1 to 15 parts by weight of a binder as an additive. It may further include, the coating thickness of the coating liquid may be 5 to 50 ㎛, preferably 15 to 25 ㎛.
상기 형광 램프는 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극형광램프(EEFL) 또는 LED 조명(FPL, flat panel lamp)용으로 사용할 수 있다.The fluorescent lamp may be used for a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL) or LED lighting (FPL, flat panel lamp).
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]EXAMPLE
실시예 1. YExample 1. Y 22 OO 33 입자 제조 Particle manufacturing
나노크기를 갖는 산화이트륨(Y2O3)을 제조하기 위하여 출발 원료로 질산 이트륨 1 mol/L에 탄산염으로 암모늄 카보네이트 1.5 mol/L 수용액을 가하여 이트륨 전구체를 만든 후, MO3- 이온이 검출되지 않을 때까지 초순수를 이용하여 세정한 후 이렇게 얻어진 전구체를 100∼150 ℃에서 12 시간 가량 건조하였다. 상기 얻어진 건조물을 800 ℃의 온도에서 30 분 동안 산소 분위기 내에서 소성하였다. 그 다음, 분쇄 분급하여 나노크기의 분말을 수득하였다.After preparing yttrium precursor by adding 1.5 mol / L aqueous solution of ammonium carbonate to carbonate yttrium to 1 mol / L of yttrium nitrate as a starting material to prepare nano-sized yttrium oxide (Y 2 O 3 ), MO 3- ion was not detected. After washing with ultrapure water until not used, the precursor thus obtained was dried at 100 to 150 ° C. for about 12 hours. The resulting dried product was calcined in an oxygen atmosphere for 30 minutes at a temperature of 800 ° C. Then, pulverized and classified to obtain a nano-sized powder.
상기 수득한 분말을 X선 회절법으로 상 동정한 결과 산화 이트륨임을 확인할 수 있었으며, 소성 분말의 입자경은 500∼2,000 nm이었다. 또한, 소성 분말 입자 표면을 주사전자현미경으로 관찰된 산화 이트륨의 임계에 둘러싸인 산화 이트륨 1 차 입경의 측정 결과 그 분포의 중앙값은 30 nm, 최대값은 60 nm이었다. 또한 BET법에 의한 비표면적의 측정결과는 35 ㎡/g이었다.As a result of phase identification of the obtained powder by X-ray diffraction, it was confirmed that it was yttrium oxide, and the particle diameter of the fired powder was 500 to 2,000 nm. In addition, as a result of the measurement of the yttrium oxide primary particle diameter surrounded by the threshold of yttrium oxide observed on the surface of the calcined powder particle by a scanning electron microscope, the median value of the distribution was 30 nm and the maximum value was 60 nm. In addition, the measurement result of the specific surface area by BET method was 35 m <2> / g.
실시예 2. AlExample 2. Al 22 OO 33 , La, La 22 OO 33 입자 제조 Particle manufacturing
출발 원료로 질산 금속염을 이용하고 수산염으로 암모니아수를 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The same process as in Example 1 was carried out except that metal nitrate salt was used as a starting material and ammonia water was used as a hydroxide.
이렇게 얻어진 분말의 1차 입경을 측정한 결과, 그 분포의 중앙값은 10 ㎡, 최대값은 60 ㎡이었다.As a result of measuring the primary particle diameter of the powder thus obtained, the median value of the distribution was 10 m 2 and the maximum value was 60 m 2.
실시예 3. SiOExample 3. SiO 22 입자 제조 Particle manufacturing
나노크기의 산화규소(SiO2)를 제조하기 위하여, 에틸 알콜 4 mol, 초순수 7 mol 및 암모니아수(28%) 0.05 mol을 균일하게 혼합 교반하면서 승온시켜 35 ℃가 되도록 하였다. 35 ℃가 되었을 때 TEOS 0.1 mol을 가하여 균일한 실리카 입자를 수득하였다. 그 다음, 반응물의 수율 향상을 위해 60 ℃에서 12 시간 동안 숙성(aging)시킨 후 UF module을 이용하여 농축시켜 얻어진 고농도의 실리카 슬러리를 60∼120 ℃에서 12 시간 동안 건조하였다. 이렇게 수득한 건조물을 알루미나 도가니에 넣어 800 ℃에서 30 분 동안 산소 분위기 내에서 하소하였다. 그 다음, 분쇄 분급하여 나노크기의 분말을 수득하였다.In order to prepare nano-sized silicon oxide (SiO 2), 4 mol of ethyl alcohol, 7 mol of ultrapure water, and 0.05 mol of ammonia water (28%) were heated to uniform temperature while mixing and stirring to 35 ° C. When the temperature reached 35 ° C., 0.1 mol of TEOS was added to obtain uniform silica particles. Then, after aging for 12 hours at 60 ℃ to improve the yield of the reactants and concentrated by using the UF module, a high concentration of the silica slurry was dried for 12 hours at 60 ~ 120 ℃. The dried material thus obtained was placed in an alumina crucible and calcined at 800 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere. Then, pulverized and classified to obtain a nano-sized powder.
상기 수득한 분말을 X선 회절법으로 상 동정한 결과 비정질 산화규소임을 확인할 수 있었다. 또한, 소성 분말 입자 표면을 주사전자현미경으로 관찰된 산화 이트륨의 임계에 둘러싸인 산화 이트륨 1차 입경의 측정 결과 그 분포의 중앙값은 10 nm, 최대값은 30 nm이었다. 또한 BET법에 의한 비표면적의 측정결과는 65 ㎡/g이었다.As a result of phase identification of the obtained powder by X-ray diffraction, it was confirmed that it was amorphous silicon oxide. In addition, as a result of the measurement of the yttrium oxide primary particle size surrounded by the threshold of yttrium oxide observed on the surface of the calcined powder particles by a scanning electron microscope, the median value of the distribution was 10 nm and the maximum value was 30 nm. Moreover, the measurement result of the specific surface area by BET method was 65 m <2> / g.
실시예 4. 산화 알루미늄 슬러리 제조Example 4 Preparation of Aluminum Oxide Slurry
p-toluene sulfonic acid 25 g이 용해된 이소프로필 알콜 2,000 g에 상기 실시예 2에서 제조한 10 nm 크기의 산화 알루미나 입자 500 g을 혼합하여 충분히 교반한 후, 습식 비즈 밀을 사용하여 분산시켰다. 이렇게 얻어진 분산 슬러리에 이소프로필 알콜을 첨가하여 산화 알루미늄 입자의 농도가 10 중량%인 산화 알루미늄 슬러리를 수득하였다.500 g of 10 nm-sized alumina oxide particles prepared in Example 2 were mixed with 2,000 g of isopropyl alcohol in which 25 g of p-toluene sulfonic acid was dissolved, followed by sufficient stirring, followed by dispersion using a wet bead mill. Isopropyl alcohol was added to the dispersion slurry thus obtained to obtain an aluminum oxide slurry having a concentration of 10% by weight of aluminum oxide particles.
이때, 수득한 슬러리의 pH는 5ㅁ 1이었다. 슬러리 입자의 입도 분포를 레이저 회절법으로 조사한 결과, 중앙값이 80ㅁ 20 nm이었으며, 최대 입자경이 1,000 nm 이상의 입자가 0 체적%이었다. 또한 슬러리의 점도는 10 cp였다.At this time, the pH of the obtained slurry was 5 W 1. The particle size distribution of the slurry particles was examined by a laser diffraction method. As a result, the median value was 80 ㅁ 20 nm, and the maximum particle diameter was 0 volume% for particles of 1,000 nm or more. In addition, the viscosity of the slurry was 10 cps.
실시예 5. 산화 이트륨 슬러리 제조Example 5. Yttrium Oxide Slurry Preparation
상기 실시예 4에서 산화 알루미나 입자를 대신하여 상기 실시예 1에서 제조한 산화 이트륨 입자를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 실시하였다.Except for using the yttrium oxide particles prepared in Example 1 in place of the alumina oxide particles in Example 4 was carried out in the same manner as in Example 4.
이때, 수득한 슬러리의 pH는 6ㅁ 1이었다. 슬러리 입자의 입도 분포를 레이저 회절법으로 조사한 결과, 중앙값이 130ㅁ 20 nm이었으며, 최대 입자경이 1,000 nm 이상의 입자가 0 체적%이었다. 또한 슬러리의 점도는 10 cp였다.At this time, the pH of the obtained slurry was 6 W 1. The particle size distribution of the slurry particles was examined by a laser diffraction method. As a result, the median value was 130 占 20 nm, and the maximum particle diameter was 0% by volume for particles of 1,000 nm or more. In addition, the viscosity of the slurry was 10 cps.
실시예 6. 습식 코팅법에 의한 형광체 표면 코팅Example 6 Surface Coating of Phosphor by Wet Coating Method
상기 실시예 4에서 제조한 산화 알루미늄 슬러리를 이용하여 수계 또는 유계 에서 형광체와 함께 슬러리를 만든 후 청색 형광체의 등전점 영역으로 pH(∼10)를 조절하여 형광체 표면에 산화 알루미늄 입자를 고르게 코팅하였다. 이렇게 산화 알루미늄 입자가 코팅된 형광체 슬러리를 저온에서 건조하여 수분 및 알코올 성분을 분해시키고 최종 120 ℃에서 건조시켜 산화 알루미늄 입자가 코팅된 형광체를 수득하였다. 상기 형광체를 다시 300∼400 메쉬(mesh)의 망에 통과시켜 최종 산화 알루미늄 입자가 코팅된 형광체를 수득하였다.The aluminum oxide slurry prepared in Example 4 was used to make a slurry together with a phosphor in an aqueous or oil system, and then the pH (˜10) was adjusted to an isoelectric point region of a blue phosphor to uniformly coat aluminum oxide particles on the surface of the phosphor. The phosphor slurry coated with aluminum oxide particles was dried at low temperature to decompose moisture and alcohol components and dried at 120 ° C. to obtain a phosphor coated with aluminum oxide particles. The phosphor was passed through a mesh of 300 to 400 mesh again to obtain a phosphor coated with final aluminum oxide particles.
그 다음, 상기 산화 알루미늄 입자가 코팅된 R, G, B의 형광체 40 중량부를 유기 바인더(니트로 셀룰로우즈) 1 중량부 및 부틸아세테이트 59 중량부와 혼합하여 도포액을 제조하고, 상기 도포액을 진공장치를 이용하여 통상의 방법에 따라 종래 유리관을 이용한 광원의 제조방법으로 램프에 코팅하여 형광 램프를 제조하였다.Then, 40 parts by weight of phosphors of R, G, and B coated with the aluminum oxide particles were mixed with 1 part by weight of an organic binder (nitro cellulose) and 59 parts by weight of butyl acetate to prepare a coating liquid, and the coating liquid was A fluorescent lamp was manufactured by coating a lamp by a conventional method for manufacturing a light source using a glass tube using a vacuum apparatus.
실시예Example 7. 건식 코팅법에 의한 형광체 코팅 7. Phosphor coating by dry coating method
상기 실시예 4에서 제조한 산화 알루미늄 슬러리를 이용하여 청색 형광체 파우더와 1차 혼합한 후 무중력 혼합기를 사용하여 세차게 교반하였다. 교반시 -전위를 갖는 청색 형광체와 + 전위를 갖는 산화 알루미늄 입자 간의 인력으로 인해 산화 알루미늄 입자가 청색 형광체 표면에 고르게 코팅되었다. The aluminum oxide slurry prepared in Example 4 was first mixed with the blue phosphor powder, and then stirred vigorously using a zero gravity mixer. The aluminum oxide particles were evenly coated on the surface of the blue phosphor due to the attraction between the blue phosphor having a -potential and the aluminum oxide particles having a + potential upon stirring.
상기 실시예 6의 방법에 따라 실시하되, 산화 알루미늄 입자가 형광체 함량 대비 각각 0.5 중량%, 1.0 중량%, 1.5 중량%의 양으로 코팅되도록 한 후 중앙 휘도와 색좌표를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Performed according to the method of Example 6, the aluminum oxide particles were coated in an amount of 0.5% by weight, 1.0% by weight and 1.5% by weight relative to the phosphor content, respectively, and then measured the central luminance and color coordinates, and the results are shown in the following table. 1 is shown.
이때, 비교예로는 코팅막이 없는 형광체와 산화 알루미늄 입자가 아닌 탄산 금속염 코팅층을 갖는 형광체를 사용하였다.In this case, as a comparative example, a phosphor having no coating film and a phosphor having a metal carbonate coating layer other than aluminum oxide particles was used.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 산화 알루미늄 입자로 표면코팅된 형광체는 통상의 형광체나 종래 탄산 금속염 코팅층을 갖는 형광체와 비교하여 휘도값이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, the phosphor surface-coated with aluminum oxide particles according to the present invention was confirmed that the luminance value is significantly improved compared to the phosphor having a conventional phosphor or a conventional metal carbonate coating layer.
Claims (7)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020070117321A KR20090050724A (en) | 2007-11-16 | 2007-11-16 | Surface coated phosphor by nano sized oxide particles and method for preparing the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101124627B1 (en) * | 2009-05-26 | 2012-03-19 | 주식회사 포스포 | Coating on the surface of silicate phosphor |
| US10115873B2 (en) | 2015-08-07 | 2018-10-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Surface-modified phosphor and light emitting device |
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2007
- 2007-11-16 KR KR1020070117321A patent/KR20090050724A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR101124627B1 (en) * | 2009-05-26 | 2012-03-19 | 주식회사 포스포 | Coating on the surface of silicate phosphor |
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