KR930009254B1 - AlBO_3: Eu 적색 발광 형광체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

AlBO3: Eu 적색 발광 형광체

도면은 254nm 자외선 여기하에서의 본 발명의 ALBO₃: Eu 적색 발광 형광체의 발광 스펙트라를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주 피크(Peak)

본 발명은 컬러텔레비전 또는 디스플레이(Display)의 음극선관에 사용되는 적색 발광 형광체에 관한 것으로, 특히 AlBO₃(붕산알루미늄)을 모체로 하고, Eu(유로피움)을 부활제로 한 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 적색 발광 형광체를 컬러텔레비젼 또는 디스플레이용 음극선관에 사용하는 경우에는, 발광 스펙트럼중 일부의 가시영역을 차단하여 그 발광색을 선명하게 하고 또, 외광을 흡수하여 반사광을 감소시키므로써 영상의 콘트라스트를 향상시켜 주기 위하여 상기 적색 발광 형광체의 입자표면에 적색의 안료입자를 부착하여 사용한다.

그러나, 상기한 바와 같이 안료입자를 형광체 입자표면에 부착하여 사용하는 경우, 외광에 대한 반사율을 낮게하기 위하여 형광체의 표면 피복율을 높일 경우 형광체의 발광휘도가 저하된다. 이와 같은 점을 고려하여 음극선관에 사용되는 형광체에는 높은 발광휘도가 요구된다.

한편, 음극선관용 적색 발광 형광체에는 일반적으로 단잔광 형광체로서, 유로피움이 피복된 산화이트륨 형광체(이하, "Y₂O₃: Eu 형광체"라함)나 유로피움이 피복된 산ㆍ황화이트륨 형광체(이하 "Y₂O₃S : Eu 형광체"라함)가 가장 널리 사용되고 있고, P₂₇형광체 [Zn₃(PO₄)₂: Mn 형광체]가 그 단독, 혹은 Y₂O₃S : Eu 형광체와 혼합하여 장잔광 또는 중잔광 형광체로 사용되며, 또한 디스플레이용 음극선관의 백색 혼합 형광체의 적색 성분으로서 InBO₃: Eu 형광체(유로피움이 피복된 붕산 인디움 형광체)가 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기한 적색 발광 형광체들이 고전류 밀도 등의 고에너지 여기(勵起) 하에서 사용되는 경우, 형광체 자체가 열화(劣化)되어 발광휘도가 저하된다는 문제점이 제기되었으며, 이들 물질 자체가 값비싼 발광물질이기 때문에 경제적으로도 불리하다는 문제점이 제기되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 고온에서 B₂O₃(산화붕소)로 변화하는 B(붕소) 화합물 및 Al₂O₃(산화알루미늄)을 모체로 하고, 부활제로서 Eu(유로피움) 화합물을 상기 모체물질에 일정량 첨가한 AlBO₃: Eu 형광체를 제조하므로써 전자성등의 여기(勵起)하에서 발광휘도가 매우 우수하고 열적으로 안정한 적색 발광 형광체를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체는 AL₂O₃와 BIO 모체물질로 하고 Eu를 부활제로 첨가하여 제조한 형광체에 있어서, 조성식이 (Al_1-xEu_x)nBO₃)로 표시되고, x량이, 0＜x≤0.1, n의 량이 0.5≤n≤2.0인 것을 특징으로 한다.

첨부된 도면 및 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체는 그 모체가 되는 AlBO₃(붕산알루미늄)을 얻기 위하여 Al₂O₃또는 고온에서 쉽게 상기 Al₂O₃로 변화하는 Al(알루미늄)화합물과, B₂O₃(산화붕소) 또는 H₃BO₃(붕산)등과 같이 고온에서 상기 B₂O₃로 변화하는 B(붕소) 화합물을 사용하며, 부활제로 쓰이는 Eu성분을 얻기 위하여 Eu₂O₃(산화유로피움)을 사용한다.

한편, 형광체의 입자모양과 입도를 조절하고 소성온도를 저하시키기 위한 융제(Flux)로는 통상의 형광체 제조에서와 같이 Na₂CO₃(탄산나트륨), Li₂CO₃(찬탄산리튬), 알칼리금속 할로겐화물 및 알칼리토류 할로겐화물 등을 일정비율로 혼합하여 사용한다.

상기와 같은 형광체 원료를 유봉 또는 볼 밀(Ball Mill) 등의 혼합장치를 이용하여 충분히 혼합한 후, 석영 또는 알루미나 도가니 등의 내열성 용기에 충진하여 대기 분위기에서 소성을 실시한다.

혼합된 형광체 원료의 소성은 통상, 800-1600℃의 온도에서 30분∼6시간 동안 실시하는데, 형광체 입자의 균일성과 치환되는 B(붕소)의 효율적인 침투를 위하여, 400∼600℃의 온도에서 30분∼3시간동안 1차 소성을 실시하고, 전기로에서 시료를 방출하여 균일하게 분쇄한 후, 900∼1600℃의 온도에서 1∼6시간 동안 2차 소성을 실시한다.

상기 소성결과 얻어진 형광체를 수세, 볼밀 건조하여 (Al_1-xEu_x)nBO₃의 조성식을 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체를 얻는다.

이때, x, n의 값은 각각 0＜x≤0.1, 0.5≤n≤2.0이고, 발광휘도 및 색도점의 견지에서 보다 바람직하게는 x와 n값이 각각 0.001≤x≤0.08, 1≤n≤1.5인 것이 이상적이다.

이상과 같은 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체는 기존의 적색 발광형광물질보다 열적으로 매우 안정하여 형광막 제조시 베이킹(Baking) 공정후에도 휘도변화가 거의 없을 뿐 아니라, 색순도가 양호하고 발광변화가 현저히 우수하여 고해상도의 브라운관 및 디스플레이용 음극선관 등의 형광체로 사용될 수 있으며, 또한 본 발명의 적색 발광 형광체의 모체물질로 사용되는 Al₂O₃의 값이 In₂O₃(산화인디움), Y₂O₃(산화이트륨)에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에 경제적으로 유리하다는 잇점이 있다.

다음은 본 발명의 실시예이다.

[실시예 1]

Al₂O₃(산화알루미늄) : 1mole

H₂BO₃(붕산) : 1.2mole

Eu₂O₃(산화유로피움) :0.03mole

Li₂CO₃(탄산리튬) : 0.002mole

Na₂CO₃(탄산나트륨) : 0.002mole

K₃PO₄(인산칼륨) : 0.001mole

상기와 같은 혼합비에 따른 원료물질을 충분히 혼합하고, 대기 분위기하에서 450℃의 온도에서 1시간동안 1차 소성을 실시한 후, 상기 원료물질을 충분히 분쇄한 다음 1500℃의 온도에서 3시간 동안 2차소성을 실시하여 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체를 얻었다.

이렇게 얻어진 적색 발광 형광체를 시료로 하여 254nm의 자외선으로 여기(勵起)한 상태의 발광 스펙트라를 구하고 이를 분석한 결과 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체는 615nm에서 주피크(Main peak)를 가짐에 따라 여기하에서도 높은 발광휘도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

Al₂O₃(산화알루미늄) : 1mole

B₂O₃(산화붕산) : 1.2mole

Eu₂O₃(산화유로피움) : 0.04mole

Li₂CO₃(탄산리튬) : 0.001mole

K₃PO₄(인산칼륨) : 0.002mole

상기와 같은 혼합비에 따른 원료물질을 충분히 혼합하여 "실시예 1"에서와 같은 동일한 소성공정을 통하여 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체를 얻었다.

상기 실시예로부터 얻어진 적색 발광 형광체를 시료로하여 254nm의 자외선으로 여기한 때의 발광 스펙트라를 구하고 이를 도면에 나타내었는 바, 이를 분석해본 결과, 본 발명의 형광체는 615nm에서 주피크(Peak)(1)를 갖는 적색발광을 보임에 따라 여기하에서도 높은 발광휘도를 나타낸다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체는 그 발광색도점이, X좌표 0.602, Y좌표 0.374로서, 종래 디스플레이용 음극선관에 사용되던 페이퍼 화이트(Paper White) 형광체의 적색발광 성분인 InBO₃: Eu 형광체의 발광색도점인 X좌표 0.604, Y좌표 0.396과 거의 일치하는 것으로 판명되었다.

Claims (1)

1. Al₂O₃와 B₂O₃를 모체물질로 하고 Eu를 부활제로 첨가하여 제조한 형광체에 있어서, 조성식이 (Al_1-xEu_x)nBO₃로 표시되고, x량이, 0≤x≤0.1, n의 량이 0.5≤n≤2.0인 것을 특징으로 하는 AlBO₃: Eu 적색 발광 형광체.

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