KR930004149B1 - 적색 형광체 및 그의 제조방법

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적색 형광체 및 그의 제조방법

도면은 본 발명과 종래의 방법에 의해 제조된 형광체의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프도이다.

본 발명은 적색 형광체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광표시관에 사용하는 적색 형광체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래에는, 고체인 ZnS, CdS에 플럭스(Flux)인 염화나트륨 부활제인 Ag(NO3)를 첨가하여 적색 형광체를 제조하였다.

이와 같은 형광체는 형광표시관 등의 형광면에 피착되어 전자 비임 등의 작용에 의해 그 표면에서 발광현상을 일으킨다.

형광체 자체는 고 저항이기 때문에, 이를 발광시키기 위하여는 매우 높은 전압(통상 10KV이상)이 인가되어야만 한다.

그러나, 형광체에 도전성 물질을 부착시켜 주면 표면에서의 전류의 흐름이 원활하게 되어 발광 효율이 높아지게 되고, 또한 낮은 전압에서도 쉽게 여기될 수 있게 된다.

한편, 형광표시관(VFD)용 형광체에서 요구되는 특성은 다음과 같다.

1) 형광체 표면에서 대전이 생기지 않도록 충분한 도전성을 갖고 있을 것.

2) 형광체를 발광시키는 데에 소요되는 전압이 본질적으로 낮을 것.

3) 저속 전자선 여기에서의 발광 효율이 양호하고, 휘도 저하가 없을 것.

4) 저속 전자선 여기에서의 수명이 길것 등이 요구된다.

그러나, 형광체에 도전성 물질을 부착시키면, 낮은 전압에 의해서도 여기되어 발광되지만, 휘도 자체는 개선되지 않는다.

저속 전자선 여기 적색 형광체를 형광표시관에 사용하였을 때에 발광 특성은 다음의 계산식에 의해 구해질 수 있다.

발광특성(L)=3.2Ep·Jp·Du·η

(단, Ep : 애노드 전압(V)

Jp : 애노드 전류밀도(mA/cm²)

Du : 듀티사이클

η : 형광체 발광효율(1m/w)

상기 식으로부터, 형광체 자체의 발광효율이 높으면 형광표시관의 발광특성도 높은 것을 알 수 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고, 특히 형광표시관용 형광체로서 사용되기에 적합한 발광강도가 향상된 적색형광체 및 그의 제조방법을 제공하는데에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형광체 모체인 ZnS, CdS에 유황(S)을, 모체량에 대해 5-20중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 적색 형광체 및 그의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서 유황은 플럭스와 함께 첨가되어 휘도 상승제로 작용하며, 첨가량이 5중량% 미만이면 휘도 상승제로서의 역할을 충분히 발휘하지 못하고, 첨가량이 20중량%보다 많은 경우에 휘도가 저하하는 경향이 발생한다.

한편, 본 발명에 있어서 ZnS.CdS 혼합물의 소성 조건은 600-800℃의 온도 하에서 1-5시간으로 하는 것이 바람직하다.

소성 온도가 너무 높으면 ZnS.CdS계 형성체가 하나의 단 결정화하기 때문에 입자 제어가 어려워지는 문제점이 발생하고, 또한 소성온도와 소성시간은 서로 매우 큰 상관관계를 가지며, 입자제어 및 휘도에 절대적인 영향을 미친다.

이하, 본 발명을, 그 실시예에 따라 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

순도가 99% 이상인 ZnS 20g을 용량이 100ml인 비이커에 취하고, 순수 50ml를 가하여 잘 분산시킨다. 이 분산액에 Ag이온 70ppm을 첨가하면서 교반한다.

완전히 교반한 후에, 비이커를 100℃에서 24시간 건조시켜 수분을 휘산시킨다.

얻어진 잔류물에 순도가 99% 이상인 CdS 80g과, 플럭스로서의 NaCl 1g 유황(S) 6g을 첨가하고, 믹서기 등을 사용하여 잘 혼합시킨다.

이 혼합물을 알루미나 도가니에 넣고 밀폐한 후 소성로에서 700℃, 1시간 소성하여 소정의 적색 형광체를 얻었다.

[실시예 2]

유황(S)의 첨가량을 8g으로 증가시키고, 소성온도를 650℃로 낮춘 점을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조성 및 조건으로 처리하여 적색 형광체를 얻었다.

[실시예 3]

유황(S)의 첨가량을 10g으로 증가시키고, 소성온도를 700℃로 낮춘 점을 제외하고는 실시예 2과 동일한 조성 및 조건으로 처리하여 적색 형광체를 얻었다.

상기한 실시예 1-3에 의해 얻어진 적색 형광체의 종래의 적색 형광체의 상대 발광 강도, 색좌표 및 평균 입자경을 측정하여 하기표에 나타내었다.

[표]

또한, 본 발명의 적색형광체 및 종래의 적색형광체의 발광 스펙트럼을 측정하여 도면에 나타내었다.

상기한 표 및 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 형광체의 발광 강도는 종래의 형광체에 비해 28-34% 증가되었음을 알 수 있다.

ZnS와 CdS를 기본 원료로 하는 적색 형광체에 있어서, 이들 기본원료량에 대해 5-20중량%의 유황이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 적색 형광체.
ZnS와 CdS를 소정비율로 혼합하여 적색형광체를 제조함에 있어서, ZnS에 CdS를 첨가하여 혼합하는 과정에서, 이들 ZnS 및 CdS전체량에 대해 5-20중량%의 유황(S)을 더욱 첨가한 후, 이들 혼합물을 600-800℃의 온도 하에서 1-5시간 소성하는 것을 특징으로 하는 적색 형광체의 제조방법.