KR950004189B1 - ZnS계 형광체의 제조방법 - Google Patents

ZnS계 형광체의 제조방법 Download PDF

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Description

ZnS계 형광체의 제조방법
제1도는 종래의 방법에 따라 제조한 ZnS계 형광체의 확대 사진이고,
제2도는 본 발명의 방법에 따라 제조한 ZnS계 형광체의 확대 사진이다.
본 발명은 ZnS계 형광체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 형광체의 휘도와 색순도를 향상시킨 Zn계 형광체의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 공지되어 있는 바와같이 ZnS계 형광체는 부활제로서, 금, 은, 구리, 망간, 알루미늄 등의 염화물, 질화물 또는 황화물 등을 사용하고, 융제로서는 1종류 또는 2종류 이상의 알칼리 금속이나 알칼리 토류금속의 할로겐화물, 할로겐화 암모늄 등을 요구되는 특성에 따라 여러가지로 조합하여 사용하고 있다.
이와같은 형광체는 통상 모체, 부활제, 융제, 기타 조절제를 최적의 비율로 습식 혼합한 원료 혼합물을 이들과 반응하지 않는 소성 용기에 충전하여 항분위기 또는 황화수소 등의 환원성 분위기하에서 750 내지1250℃의 온도로 0.5 내지 5시간 동안 소성하여 제조하고 있다.
그런데, 상기한 방법에 따라 ZnS계 형광체를 제조하게 되면 융제로서 사용되고 있는 염화바륨, 요오드화나트륨, 요오드화암모늄, 요오드화칼륨등의 화합물 중에서 양이온이 부활제 성분의 염소 이온(C1-), 황산이온(SO-2 4), 질산 이온(NO-3) 등과 결합하여 황산바륨, 염화바륨, 질산바륨 등과 같이 바람직하지 못한 멸도의 화합물을 생성시킨다. 또한 부활제로서 은을 도입시 통상 질산은을 사용하는데 이대 은이온은 융제의 음이온인 할로겐과 반응하여 바람직하지 못한 할로겐화은을 형성한다. 이는 형광체 입자의 형성 및 조성 성분에 영향을 미쳐 색좌표를 변화시키게 된다. 또한 이러한 융착입자의 제거를 위하여 볼 밀을 강화하게 되면 이후 음극선관에 도입시 휘도저하의 원인이 되기도 한다.
이 문제를 해결하기 위하여 황화아연과 불활제, 황화아연과 융제를 각각 분리하여 습식 혼합하고 이들을 건조시킨 후 건식 혼합법으로 다시 혼합하는 방법을 사용하기도 하지만 이는 부활제의 염소 이온 또는 황화이온이 ZnS 모체의 표면에 남게되는 문제를 가져온다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하여 바람직하지 못한 화합물이 형광체 표면에 융착되는 현상은 없애주고 형광체의 순도를 높여주게 되는 ZnS계 형광체의 제조방법을 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 먼저 황화아연(ZnS)과 부활제를 포함하는 화합물을 혼합하여 데칸테이션법에의한 순수세정을 수행하고 나서 융제를 첨가하여 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 ZnS계 형광체의 제조방법을 제공한다.
특히, 상기 순수 세정에 의해 부활제를 포함하는 화합물 성분의 염소 이온, 황산 이온, 질산 이온을 완전히 제거시켜, 이들이 이후 첨가되는 융제와 반응하여 바람직하지 못한 화합물을 생성하지 않도록 해야한다.
상기 부활제를 포함하는 화합물이 황산구리 (CuSO4), 질산은(AgNO3), 염산제2구리 (CuC12), 염화제1구리(CuC1), 질산구리(Cu(NO3)2), 염화금산(HAuC14) 및 질산알루미늄(Al(NO3)3)중 적어도 하나인 경우와, 상기 융제가 염화바륨(BaC12), 불화바륨(BaF2), 요오드화나트륨(NaI), 요오드화암모늄(NH4I) 및 요오드화칼륨(KI)중 적어도 하나인 경우 본 발명의 방법에 따라 형광체를 제조하게 되면 우수한 효과를 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 방법에 따른 형광체의 제조방법에서는 모체 성분과부활제 성분이 혼합된 상태에서 데칸데이션법에 의한 세정을 하게 되므로, 부활제 성분의 양이온은 모체에 흡착되고 바람직하지 못한 화합물 생성의 원인이 되는 음이온 성분은 제거되어 이후 융제를 습식 혼합하고 소성을 수행 하더라도 융착 현상이 나타지 않게 되는 것이다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
＜실시예 1＞
ZnS lkg을 순수 10kg에 분산시키고 여기에 10% 황산구리(CuSO4)용액 4ml와 질산 알루미늄(Al(NO3)3)0.16g을 첨가한다. 30분 동안 교반하여 구리이온과 알루미늄 이온을 ZnS에 충분히 흡착시킨다. 용액을 방치하여 침전물이 가라앉으면 데칸테이션법에 의해 SO-24 이온과 NO-3이온이 녹아있는 상등액을 따라 버리고 순수로 상등액의 전도도가 20μs/cm 이하가 될때까지 세정을 계속한다. 여기에 ZnS의 양을 기준으로 하여 1중량%의 BaC12·2H2O를 투입하여 습식 혼합한다. 이후 소성, 냉각, 세정, 건조 등 통상의 형광체를 제조 공정에 따라 ZnS·Cu, A1 형광체를 제조한다.
＜실시예 2＞
ZnS lkg을 순수 10kg에 분산시키고 여기에 10% 황산구리(CuSO4) 용액 4m1, 염화금산(HAuC14) 0.25g, 질산 알루미늄(AlNO3)3) 0.16g을 첨가한다. 30분 동안 교반하여 구리이온과 금이온, 알루미늄 이온을 ZnS에 충분히 흡착시킨다. 용액을 방치하여 침전물이 가라앉으면 데칸데이션법에 의해 SO-2 4이온, NO-3이온과 C1-이온이 녹아있는 상등액은 따라 버리고 순수로 상등액의 전도도가 20μs/cm이하가 될때까지 세정을 계속한다. 여기에 ZnS의 양을 기준으로 하여 1중량%의 NaI를 투입하여 습식 혼합한다. 이후 소성, 냉각, 세정, 건조 등 통상의 형광체 제조 공정에 따라 ZnS : Cu, Au, A1형광체를 제조한다.
＜비교예＞
ZnS 500g을 순수 5kg에 분산시키고 여기에 10% 황산구러(CuSO4) 용액 4ml와 질산 알루미늄(A1(NO3)3) 0.16g을 첨가하여 충분히 교반한 후 건조시킨다. ZnS 500g을 순수 5kg에 분산시키고 여기에 ZnS의 양을 기준으로 하여 1중량%의 BaC12·2H2O를 첨가하고 혼합한 후 건조시킨다. 상기 두 건조물을 건식으로 혼합하고 소성, 냉각, 세정 건조 등 통상의 공정에 따라 종래의 방법에 따른 ZnS계 형광체를 제조한다.
제1도는 비고예에 따라 제조한 종래의 ZnS계 형광체의 확대사진이고, 제2도는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 ZnS계 형광체의 확대사진이다.
도면에서 보듯이 본 발명의 방법에 따라 얻어지는 형광체가 표면의 융착현상이 없으며 외관이 훨씬 고르고 깨끗함을 알 수 있다.
그리고, 비교예에서 얻어지는 종래의 형광체에 있어서는 융착입자를 분리하기 위한 볼 밀시 형광체 입자의 파쇄 현상에 의해 휘도와 막특성이 저하되는 현상이 여전히 나타나지만, 본 발명의 데칸테이션법에 의한 형광체는 휘도 저하가 없고 깨끗한 입자 특성으로 인하여 색순도가 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.
이상과 같이 본 발명의 방법에 따라 ZnS계 헝광체를 제조하게 되면 전체적인 형광체 특성이 향상된 우수한 형광체를 얻을 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 황화아연(ZnS)과 부활제를 포함하는 화합물을 혼합하여 데칸테이션법에 의한 순수세정을 수행하고나서 융제를 첨가하여 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 ZnS계 형광체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 순수 세정에 의해 부활제를 포함하는 화합물 성분의 염소 이온, 황산 이온, 질산 이온이 제거되는 것을 특징으로 하는 ZnS계 형광체의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부활제를 포함하는 화합물이 황산구리(CuSO4), 질산은(AgNO3), 염화제 2 구리(CuCI2), 염화제1구리(CuC1), 질산구리(Cu(NO3)2), 염화금산(HAuC14) 및 질산알루미늄(AI(NO3)3)중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 ZnS계 형광체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 융제가 염화바륨(BaCl2), 불화바륨(BaF2), 오오드화나트륨(NaI), 요오드화암모늄(NH4I) 및 요오드화칼륨(KI)중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 ZnS계 형광체의 제조방법.
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