KR930003976B1 - 등색발광 형광체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

등색발광 형광체

본 발명은 등색발광 형광체에 관한 것으로서, 특히 모노크롬 디스플레이용 음극선관등에 사용되며 우수한 발광휘도특성 및 열화특성을 갖는, 붕산 알루미늄을 모체로 하고 유로피움과 테르븀을 공부활시킨(Al, Ln) BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)형광체에 관한 것이다.

최근 정보산업의 발달로 세밀한 문자나 기호의 표시를 나타내는 컴퓨터는 단말표시장치, 항공기 관제 시스템의 표시장치등에는 모노크롬 디스플레이용 음극선관이 많이 사용되고 있다.

모노크롬 디스플레이용 음극선관에는 그 용도에 따라 백색발광계, 녹색발광계, 등색(또는 황색) 발광계(오렌지색 발광계)로 나누어진다. 지금까지는 녹색발광계가 많이 사용되어 왔으나, 최근에는 사용자가 장시간 화면을 보기 때문에 눈의 피로감이 적고 화면의 깜박거리는 현상을 방지하는 등색발광 형광체를 디스플레이 음극선관, 형광표시관등에 사용하고 있다.

이와 같은 디스플레이용 음극선관에 사용되는 등색발광 형광체의 특성으로서는 발광휘도가 우수하고, 열화특성이 강하여 고전류 밀도하에서도 매우 안정한 것이 요구되고 있다.

등색 발광 형광체로서 대표적인 것은 Cd₅(PO₄)₃Cl : Mn 형광체가 있으며, 이는 발광휘도가 우수하고 잔광이 긴 장점이 있다. 그러나 Cd의 공해문제로 인한 인체의 유해성이 크게 대두되어 이를 대체할 수 있는 등색발광 형광체가 요망되고 있다. 따라서 대체 가능한 등색발광 형광체로는 InBO₄: Eu, Tb형광체, (Ca, Mg)S : Mn 형광체, AlBO₃: Eu, Tb 형광체 및 P-27과 P-39의 혼합형광체가 있으나, 공해 및 인체의 유해성, 화학적안정성, 발광휘도가 불충분한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 결점을 감안하여 등색발광에 있어서 우수한 발광휘도특성과 열화특성을 갖는 동시에 화학적으로 안정하고 색순도가 우수한 등색발광 형광체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조성식이 (Al, Ln)BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)로 표기되는 등색 발광형광체에 있어서, Al₂O₃1몰에 대하여 Ln의 양은 0.001 내지 0.4몰이고, B의 양은 0.5 내지 2.0몰이고, Eu의 양은 0.001 내지 0.1몰이고, Tb의 양은 0.001 내지 0.09몰로 되어 있는 점에 특징이 있다.

특히, 상기 조성식으로 표기되는 등색발광 형광체를 구성하는 성분의 범위를, 산화 알루미늄 1몰에 대하여 Ln의 양은 0.01 내지 0.2몰, B의 양은 1 내지 1.7몰, Eu의 양은 0.004 내지 0.06몰, Tb의 양은 0.004 내지 0.006몰이 바람직하다.

본 발명에 의한 등색발광 형광체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

산화알루미늄과 붕소화합물(예컨대 산화붕소(B₂O₃) 또는 붕산(H₃BO₃))에 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상을 화합물 형태로 하여 첨가함으로써 얻어진 혼합물을 모체로하고, 여기에 부활제로 산화유로피움(Eu₂O₃)등의 유로피움화합물과 산화테르븀(Tb₄O₇)등의 테르븀화합물을 첨가하고, 융제로 불화바륨(BaF₂), 인산칼륨(K₂HPO₄) 및 알칼리 금속 할로겐화물을 복합적으로 첨가하여 유봉이나 볼밀등의 혼합기를 이용하여 충분히 혼합한다.

그후 상기 혼합물을 석영이나 알루미나 도가니 등의 내열성 용기에 넣어 입도분포나 발광휘도를 조절하기 위해 대기중에서 800 내지 1600℃로 30분 내지 7시간동안 소성한다.

소성후 얻어진 형광체 표면에 잔존해 있는 미반응한 붕소화합물과 기타 융제들을 제거하기 위하여 상기에서 얻어진 형광체를 10% 염산용액으로 세정한 다음 수세하고 건조 및 분급등의 처리를 수행함으로써 조성식이 (Al, Ln) BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)인 등색발광 형광체를 얻었다.

상기 등색발광 형광체를 제조하는데 있어서 모체혼합물은 단순한 건식법으로 혼합하여 사용하여도 무방하지만, 형광체 휘도 향상과 입자형성을 용이하게 하기 위하여 에탄올등의 알코올류로 습식혼합하는 것이 바람직하다.

모체 일부에 침투되는 붕소는 고온에서 산화붕소로 변화되는 붕산(H₃BO₃) 또는 산화붕소(B₂O₃)등의 붕소 화합물을 사용하고 공침 혼합물 1몰에 대하여 붕소양은 0.5 내지 2.0몰로 첨가하고 발광휘도와 경제적인 면에서 1 내지 1.7몰이 바람직하다.

부활제로 산화유로피움(Eu₂O₃)과 산화테르븀(Tb₄O₇)을 각각 사용하고 첨가되는 유로피움과 테르븀의 양은 공침혼합물을 1몰에 대하여 각각 0.0001 내지 0.1몰, 0.001 내지 0.09몰이고 발광색도점과 발광휘도면에서 각각 0.004 내지 0.06몰, 0.004 내지 0.06몰이 가장 바람직하다.

이와 같이 한정된 농도의 Ln, B, Eu, Tb을 함유하는 (Al, Ln)BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)형광체는 발광휘도가 높고 열화특성이 우수하며, 또한 모노크롬 디스플레이용 음극선관에 사용되는 형광체로서 바람직하다.

이하 상기 특징을 지닌 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

[실시예 1]

산화 알루미늄(Al₂O₃) : 1몰

산화 유로피움(Eu₂O₃) : 0.002몰

산화 테르븀(Tb₄O₇) : 0.0005몰

붕산(H₃BO₃) : 1.5몰

산화 이트륨(Y₂O₃) : 0.08몰

불화바륨(BaF₂) : 0.01몰

상기 원료중 산화알루미늄, 산화이트륨, 산화 유로피움 및 산화 테르븀을 에탄올에 충분히 혼합하고, 그후 여과 건조한 다음, 붕산 및 기타 융제로 볼밀을 이용하여 충분히 혼합하여, 그 혼합물을 대기중에서 1,400℃로 3시간동안 소성한다.

소성후 얻어진 형광체를 10% 염산용액으로 충분히 세정한 다음 수세하고 건조 및 분급등의 처리를 수행함으로써 본 발명의 형광체를 얻었다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 산화이트륨 대신에 산화스칸듐 0.05몰, 산화란탄 0.05몰로 하여 본 발명의 형광체를 얻었다.

이와 같이하여 얻어진 본 발명의 등색발광 형광체는 615nm부근과 550nm부근에서 두개의 주피크를 나타내고 있으며 발광 색도점은 첨가되는 부활제의 양에 따라 등색 또는 황색의 영역을 나타낼 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 조성식이 (Al, Ln)BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)로 표기되는 등색발광 형광체에 의하면 우수한 색순도를 나타내고 발광휘도 특성과 열화특성이 우수한 동시에 화학적으로 안정하고, 또한 카드뮴(Cd)와 같은 유해물질을 사용할 필요가 없으며 종래의 InBO₃: Eu, Tb 등색발광 형광체와 대체 가능하여 특히 원료를 저렴한 비용으로 사용할 수 있으므로 원가절감에 크게 기여할 수 있다.

따라서 발명의 등색발광형광체는 모노크롬 디스플레이용 음극선관에 적용하는데 매우 유용한 이점을 가진다.

Claims (2)

1. 조성식이 (Al, Ln)BO₃: Eu, Tb(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)로 표기되는 등색발광 형광체에 있어서, Al₂O₃1몰에 대하여 Ln의 양은 0.0001 내지 0.4몰이고, B의 양은 0.05 내지 2.0몰이고, Eu의 양은 0.001 내지 0.1몰이고, Tb의 양은 0.0001 내지 0.09몰인 것을 특징으로 하는 등색발광 형광체.
2. 제1항에 있어서, Al₂O₃1몰에 대하여 상기 Ln의 양은 0.01 내지 0.2몰이고 상기 B의 양은 1 내지 1.7몰이고, 상기 Eu의 양은 0.004 내지 0.06몰이고, 상기 Tb의 양은 0.004 내지 0.06몰인 것을 특징으로 하는 등색발광 형광체.