KR930012013B1 - 붕산알루미늄계 녹색발광형광체 및 이를 사용한 형광램프 - Google Patents
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Description
본 발명은 붕산알루미늄계 녹색발광형광체 및 이를 사용한 형광램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자선 및 자외선 여기하에서 녹색발광을 하는, 산화알루미늄과 산화붕소를 모체로 하고 테르븀을 부활제로 붕산알루미늄계 녹색발광형광체와 이를 녹색발광 성분으로 하는 고위도의 형광램프에 관한 것이다.
최근, 형광램프는 그 가공 기술의 발달에 따라 조명 광원의 용도가 더욱 늘고, 특히 고연색성 형광램프의 출현에 의해 종래의 인산염 형광체 이외의 여러 가지의 특징적 형광체가 다량 사용되기에 이르렀다. 또한 조명용 형광램프는 형광램프자체의 소형화가 진전되어 종래의 직관 및 환형 형광램프에 비해 관벽부하(管壁負荷)가 크고 관내의 온도도 크게 된다. 즉, 약 40℃에서 점등된 형광램프는 그다지 문제가 없으나, 동작온도가 약 300℃에 달하는 고압수은등은 온도특성이 매우 중요하다. 이러한 특성을 만족하는 고연속 형광램프의 형광막으로서 사용되는 청색, 녹색, 적색 발광형광체는 하기의 제특성이 요구된다.
1) 청색발광형광체에 대하여는 40 내지 460nm, 바람직하게는 450nm 부근에, 녹색발광형광체에 대하여는 510nm 내지 560nm, 바람직하게는 540nm 부근에, 적색발광형광체에 대하여는 600 내지 640nm, 바람직하게는 610nm부근에 각각 주발광 파장을 가지고 있을 것.
2) 발광휘도가 높을 것.
3) 발광휘도가 경시적으로 저하하지 않을 것, 즉 열화가 적을 것.
현재 실용되고 있는 고연색 형광램프의 형광막에는 이하의 형광체가 사용되고 있다.
즉, 청색발광형광체로서 유로피움으로 부활된 바륨, 마그네슘 알루미늄산염 형광체 및 알칼리토류 할로인산염 형광체가 사용되고 있다.
녹색발광형광체로서 세륨, 테르븀으로 부활된 인산란탄형광체, 마그네슘 알루미늄산염 형광체 및 규산염 형광체가 사용되고 있다.
적색발광형광체로서 유로피움으로 부활된 산화이트륨 형광체가 사용되고 있다.
이들의 형광체중 청색발광형광체와 녹색발광형광체는 적색발광형광체에 비해 열화특성이 나쁘고, 종래의 녹색발광형광체를 소형의 램프에 사용되는 경우, 형광체층의 온도가 상승되기 때문에 형광체의 열화특성이 나빠지게 되어 발광휘도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 감안하여 전자선 및 자외선 여기하에서 발광휘도특성과 열화특성이 우수한 붕산알루미늄계 녹색발광형광체는 이를 사용한 형광램프를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 붕산알루미늄계 녹색발광형광체는 녹색계 발광성분으로서, 조성식이 2Al2O3·B2O3: Tbx, My(식중 M은 Ce, Sc, Lu, La, In 및 Y중 적어도 1종이고, 여기서 x 및 y의 양이 각각 0≤x≤0.5≤, 0≤y≤0.5인 것을 만족함)로 표기되는 점에 특징이 있고, 본 발명의 형광램프는 상기 형광체를 포함한 형광막을 관내벽에 형성하여 이루어진 점에 특징이 있다.
본 발명에서 사용된 상기 x와 y의 양이 발광휘도와 발광색도점의 견지에서 보아 0.001≤x0.09≤, 0.01≤y≤0.3인 것이 바람직하다. 또한 첨가되는 붕소의 양이 0.9몰 이상되면 9Al2O3·2B2O3가 얻어지기 때문에 발광휘도면에 2Al2O3· B2O3보다 낮기 때문에 오히려 불리하다.
본 발명의 녹색발광형광체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
형광체 원료로는, 산화알루미늄(Al2O3)과 고온에서 산화붕소(B2O3)로 변화되는 붕소화합물(예컨대, B2O3, H3BO3)을 사용하였고, 부활제로서 Tb4O7, Tb2O3와 같은 테르븀화합물을 일정량 첨가하였다. 특히 증감제효과를 얻기 위하여 상기 원료에 세륨(Ce), 스칸듐(Sc), 루테튬(Lu), 란탄(La), 인듐(In) 및 이트륨(Y)중 1종이상의 산화물을 첨가하였다.
사용된 융제로는 붕산리튬(Li2B4O8), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산리튬(Li2CO3), 알칼리 금속할로겐화물 및 알칼리토류금속화합물을 복합적으로 첨가한다.
상기 원료중 모체로 사용되는 산화알루미늄과 붕산을 먼저 400℃에서 1시간동안 소성한 후 충분히 분쇄한 다음 900℃에서 2 내지 4시간동안 2차소성을 실시한다. 소성이 끝나면 대기중에서 냉각시킨 다음 충분히 분쇄하고 산화테르븀과 융제를 혼합한다. 이때 혼합은 균일하고 충분하여야 입자모양 및 입도분포가 양호하기 때문에 볼밀 또는 유발과 같은 혼합기를 이용하여 충분히 혼합한다.
그후 상기 혼합물을 석영이나 알루미나 도가니등 내열성 용기에 넣은 후 잘 밀폐한 다음 950℃에서 2 내지 5시간동안 3차소성을 실시한다.
소성후 얻어진 소성물을 급냉시킨 다음 볼밀, 수세, 건조 및 분급등의 처리를 하여 조성식이 2Al2O3·B2O3: Tbx, My(식중 M은 Ce, Sc, Lu, La, In 및 Y중 적어도 1종이다)로 표기되는 녹색발광형광체를 얻었다.
얻어진 본 발명의 녹색발광형광체는 고연색 형광램프의 녹색발광성분으로 사용하였고, 단독으로도 녹색형광램프에 사용할 수 있었다.
본 발명의 형광램프는 통상의 방법으로 제조하였다.
본 발명의 녹색발광형광체를 다음의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.
[실시예 1]
녹색발광형광체의 원료로
산화알루미늄(Al2O3) : 100g
산화테르븀(Tb4O7) : 0.9g
붕산(H3BO3) : 40g
붕산리튬(LI2B4O7) : 0.5g
를 칭량하고 이들중 산화알루미늄과 붕산을 400℃에서 1시간동안 소성하고 그후 충분히 분쇄하고 900℃에서 3시간동안 2차 소성한다.
소성이 끝난 후 대기중에서 냉각시킨 다음 충분히 분쇄하여 여기에 산화테르븀과 용제인 붕산리튬을 혼합하였다. 다음에 이들을 볼밀로 충분히 분쇄하고 혼합하여 얻어진 혼합물을 알루미나 도가니에 넣어 950℃에서 3시간 동안 3차소성하였다.
소성후 얻어진 소성물을 분쇄, 수세, 건조등의 처리를 하여 본 발명의 녹색발광형광체를 얻었다.
[실시예 2]
녹색발광형광체의 원료로
산화알루미늄(Al2O3) : 100g
산화테르븀(Tb4O7) : 0.9g
붕산(B3BO3) : 40g
붕산리튬(Li2B4O7) : 0.5g
산화이트륨(Y2O3) : 5g
을 칭량하고 실시예1과 동일한 방법으로 소성, 분쇄, 수세 및 건조 등의 처리를 하여 본 발명의 녹색발광형광체를 얻었다.
[실시예 3]
녹색발광형광체의 원료로
산화알루미늄(Al2O3) : 100g
산화테르붐(Tb4O7) : 0.9g
붕산(B3BO3) : 30g
붕산리튬(Li2B4O7) : 0.5g
탄산나트륨(Na2CO3) : 0.1g
산화세륨(Ce2O3) : 4g
을 칭량하고 실시예1과 동일한 방법으로 소성, 분쇄, 수세 및 건조 등의 처리를 하여 본 발명의 녹색발광형광체를 얻었다.
[실시예 4]
녹색발광형광체의 원료로
산화알루미늄(Al2O3) : 100G
산화테르븀(Tb4O7) : 0.9g
붕산(B3BO3) : 30g
붕산리튬(Li2B4O7) : 0.5g
산화인듐(InO3) : 3g
을 칭량하고 실시예1과 동일한 방법으로 소성, 분쇄, 수세 및 건조 등의 처리를 하여 본 발명의 녹색발광형광체를 얻었다.
이상에서 얻어진 녹색발광형광체는 모두 545nm 부근에서 주피크를 가진 녹색발광함을 알 수 있었다. 증감제의 첨가에 따른 CIE색좌표(X=0.33, Y=0.59)의 변화는 거의 없었으나 발광휘도에 있어서 5 내지 10%정도 우수하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하며 2Al2O3·B2O3: Tbx, My(식중 M은 Ce, Sc, Lu, La, In 및 Y중 적어도 1종이고, 여기서 x 및 y의 양이 O≤x≤0.5≤, 0≤y≤0.5인 것을 만족함)로 표기되는 녹색발광형광체 및 이를 포함한 형광막을 관내벽에 형성하여 이루어진 형광램프인 것으로, 전자선 및 자외선 여기하에서 고휘도로 발광하고 입도분포가 균일하고 종래의 형광램프용으로 사용되온 알루민산염 형광체와 균산염형광체보다 열화특성, 발광휘도 및 색도점이 우수하여 형광램프와 콤팩트 형광램프등에 널리 응용가능하다.
특히 제조원가면에서도 상당히 저렴하기 때문에 매우 경제적인 것으로 기대된다.
Claims (4)
- 녹색계 발광성분으로서, 조성식이 2Al2O3·B2O3: Tbx, My(식중 M은 Ce, Sc, Lu, La, In 및 Y중 적어도 1종이고, 여기서 x 및 y의 양이 각각 0≤x≤0.5≤, O≤y≤0.5인 것을 만족함)로 표기되는 것을 특징으로 하는 붕산알루미늄계 녹색발광형광체.
- 제1항에 있어서, 상기 테르븀(x) 및 M(y)의 양이 각각 0.001≤x≤0.09, 0.01≤y≤0.3인 것을 특징으로 하는 붕산알루미늄 녹색발광형광체.
- 녹색계 발광성분으로서, 조성식이 2Al2O3·B2O3: Tbx, My(식중 M은 Ce, Sc, Lu, La, In 및 Y중 적어도 1종이고, 여기서 x 및 y의 양이 각각 0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5인 것을 만족함)로 표기되는 녹색발광형광체를 포함한 형광막을 관내벽에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광램프.
- 제3항에 있어서, 상기 테르븀(x) 및 M(y)의 양이 각각 0.001≤x≤0.09, 0.01≤y≤0.3인 것을 특징으로 하는 형광램프.
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| KR1019900020981A KR930012013B1 (ko) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 붕산알루미늄계 녹색발광형광체 및 이를 사용한 형광램프 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR920012384A KR920012384A (ko) | 1992-07-27 |
| KR930012013B1 true KR930012013B1 (ko) | 1993-12-23 |
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|---|---|
| KR (1) | KR930012013B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1067097C (zh) * | 1994-12-06 | 2001-06-13 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 稀土Al2O2－B2O3绿色发光材料制备 |
-
1990
- 1990-12-18 KR KR1019900020981A patent/KR930012013B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1067097C (zh) * | 1994-12-06 | 2001-06-13 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 稀土Al2O2－B2O3绿色发光材料制备 |
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|---|---|
| KR920012384A (ko) | 1992-07-27 |
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