KR100644368B1 - 열화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색형광체와 이의 제조방법 - Google Patents

열화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색형광체와 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체 입자의 표면에, 알루미나 침전물에 의한 1단계 코팅과 마그네슘과 바륨 침전물에 의한 2단계 코팅에 의해 상기 형광체 모체와 동일한 조성(BaMgAl10O17)의 화합물을 코팅하여 제조된 청색 형광체로서, 종래 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체와 비교하여 볼 때, 패널 제작을 위한 열처리 공정과 장시간의 진공자외선 조사에 따라 형광체의 발광휘도 저하의 문제가 개선되고 색좌표 이동을 동반하는 열화의 억제력이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체와 이의 제조방법에 관한 것이다.
청색 형광체, 코팅, 열화 개선

Description

열화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체와 이의 제조방법{Blue phosphor for plasma display panel with the improved degradation properties and its preparing method}
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조된 Ba0.9MgAl10O17:Eu0.1 형광체 및 BaMgAl10O17이 코팅된 Ba0.9MgAl10O17:Eu0.1 형광체 분말에 대한 X-선 회절도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1과 비교예 2에서 제조된 형광체의 분말 입자의 표면을 비교하기 위한 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1과 비교예 2에서 제조된 형광체의 분말 입자의 표면을 비교하기 위한 투과전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 BaMgAl10O17:Eu에 코팅을 실시한 실시예 1의 형광체와 비교예 1의 상용 형광체의 발광 강도 차이를 나타낸 것으로, 실시예 1에서 BAM 코팅된 청색 형광체 분말과 비교예 1의 청색 형광체 분말을 페이스트로 만든 후, 500 ℃에서 30분간의 열처리 조건으로 소성 전과 후의 형광체에 대해 147 nm의 진공자외선으로 여기시켜 얻은 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
본 발명은 열화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체 입자의 표면에, 알루미나 침전물에 의한 1단계 코팅과 마그네슘과 바륨 침전물에 의한 2단계 코팅에 의해 상기 형광체 모체와 동일한 조성(BaMgAl10O17)의 화합물을 코팅하여 제조된 청색 형광체로서, 종래 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체와 비교하여 볼 때, 패널 제작을 위한 열처리 공정과 장시간의 진공자외선 조사에 따라 형광체의 발광휘도 저하의 문제가 개선되고 색좌표 이동을 동반하는 열화의 억제력이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체와 이의 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP)은 페닝 가스(penning gas)방전에 의해 발생되는 147 nm의 진공 자외선(Vacuum Ultra Violet, VUV)으로 형광체를 여기시켜 가시광을 방출시키는 것으로 총 천연색으로 정보와 영상을 표시하기 위하여 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 사용되고 있다.
현재 (Y,Gd)BO3:Eu, Zn2SiO4:Mn, BaMgAl10O17:Eu 형광체들이 발광효율 및 색도 등의 발광특성이 비교적 양호하여 각각 대표적인 적색, 녹색 및 청색 발광 형광체로 사용되고 있다. 그러나, 적색 형광체는 색순도, 녹색 형광체는 긴 잔광시간 과 높은 방전전압, 청색 형광체는 열화현상에 의한 수명 단축 등의 단점이 있는 것으로 알려져 있다.
통상적인 PDP용 청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu2+은 열화에 따른 색좌표 이동, 휘도 저하에 관한 극복이 필요한 것으로 알려져 있다. 이러한 열화현상은 패널을 제작하기 위한 열처리 공정과 오랜 시간의 진공자외선 여기에 의해서 발생하는 것으로 알려져 있다.
형광체의 열화현상은 녹색과 적색 형광체에서는 거의 발생하지 않으나, 청색 형광체의 경우에는 대략 30% 수준의 발광 강도 저하가 수반되고 또한 발광 중심파장이 장파장 쪽으로 이동하게 됨으로써 백색의 색온도 변화와 모든 색상(full color)의 구현에 어려움을 제공한다.
현재까지 보고된 바에 따르면, BAM:Eu 형광체의 열화 현상에 대한 원인 중의 하나로 전도층을 구성하는 Ba-O층에 선택적으로 수분이나 탄산가스가 흡착되면서 그 상태로 열처리되거나 진공자외선이 조사됨에 따라 결정에서 산소 원자의 자리이동으로 인한 전하보상으로 Eu2+ 이온이 Eu3+로 산화됨으로써 발생하는 것으로 보고되어 있다[S. Oshio et al, Journal of the Electrochemical Society, 145(11), 3903, 1998].
그래서 이 전도층에 수분이 흡착되는 문제를 해결하기 위해 다양한 시도가 이루어져 왔으며 한 가지 방법으로서 형광체 표면에 보호막을 형성시키는 연구들이 수행된 바 있다[일본 공개특허 제2001-55567호, 제2003-82343호]. 형광체의 표면 코팅은 패널 구동시 여기원의 조사에 의한 표면 충격을 완화시킴으로써 발광 안정성을 유지할 수 있고 전도층에 수분의 흡착을 차단시킴으로 활성제의 산화를 방지함에 따라 형광체의 열화 현상을 감소시킬 수 있다. 형광체의 표면 코팅에 사용되기 위한 코팅제들은 여기원인 진공자외선에 대한 투과도가 높아야 하고, 형광체 표면에 대한 부착력이 강해야 한다는 특성이 요구된다.
이 같은 조건을 충족시킬 수 있는 SiO2나 Al2O3를 이용한 청색형광체의 표면코팅이 많이 실시되어 왔으나 현재까지 만족할만한 결과는 얻어지지 못하고 있는 실정이다. 또한, 기존의 보고들에서는 대부분의 경우 형광체 표면에 너무 두꺼운 코팅층을 형성시킴으로써 여기원으로 사용되는 진공자외선이 형광체 표면에 도달하는 양보다 코팅제에 의한 흡수가 많이 일어남에 따라 청색 형광체 분말의 자체 휘도가 크게 감소하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 종래 BaMgAl10O17:Eu 청색형광체를 이용하여 패널을 제작하기 위한 열처리 공정 및 장시간 진공자외선 조사에 의한 발광휘도 및 색좌표 이동을 수반하는 열화를 억제하여 열화 및 광 특성을 개선하고자 연구 노력하였다. 그 결과, BaMgAl10O17:Eu 형광체의 표면에, 상기 형광체와 동일한 조성을 갖는 BaMgAl10O17 화합물을 일정량 코팅하면, 종래 열처리 공정 및 장시간의 진공자외선 조사에 의한 열화가 억제된다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 형광체의 표면이 형광체 모체와 동일 조성을 갖는 성분으로 코팅된 구조를 갖는 열화 및 광 특성이 개선된 BaMgAl10O17:Eu 청색형광체와 이를 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 BaMgAl10O17:Eu 형광체 입자의 표면에, 상기 형광체 입자에 대하여 BaMgAl10O17 화합물이 0.001 ∼ 1 중량% 코팅되어 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체에 그 특징이 있다.
또한, BaMgAl10O17:Eu 형광체 입자를 알코올과 물의 혼합용매에 분산시키고 상기 분산물에 알루미늄 전구체와 요소계 침전제를 혼합한 후, 가온 하에 환류하여 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 제조하는 1단계;
상기 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 물에 분산시키고, 바륨 및 마그네슘 전구체를 용해시키고 옥살산염을 첨가한 다음 pH 7 ∼ 9 범위로 중화시켜 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염이 코팅된 형광체 침전물을 제조하는 2단계; 및
상기 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염으로 코팅된 형광체 침전물을 건조한 후, 수소와 질소의 혼합가스 하에서 900 ∼ 1400 ℃ 범위로 열처리하여 BaMgAl10O17:Eu 형광체 표면에 알루미늄, 바륨 및 마그네슘이 코팅된 형광체를 제조하는 3단계를 포함하여 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체의 제조방법에 또 다른 특징이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체의 열화 및 광 특성을 개선하기 위하여 상기 형광체의 표면에, 형광체의 모체와 동일한 조성을 갖는 BaMgAl10O17 화합물을 일정량 코팅한 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체에 관한 것이다.
통상적으로 청색 형광체는 패널로 제작하기 위한 열처리 공정이나 장시간의 자외선 조사에 의한 급격한 발광휘도의 저하와 발광중심파장의 이동으로 색좌표의 이동을 동반하는 형광체의 열 및 광에 대한 안정성 문제가 있었다. 이에, 이러한 문제를 개선하기 위하여 SiO2나 Al2O3 등의 금속 산화물을 청색형광체의 표면에 코팅하였으나, 개선율의 만족을 이룰 수 없는 수준이고, 또한 코팅층으로 인하여 형광체 자체의 휘도는 오히려 크게 감소하였다.
본 발명은 청색 형광체와 동일한 조성을 갖는 화합물을 청색형광체 입자 표면에 코팅하면, 결함구조를 가지면서 표면에 존재하는 Eu 활성제가 없어지게 되어 모든 활성제 이온이 동일한 주변 환경을 가지므로 형광체의 발광휘도 개선이 이루어질 수 있으며, 또한 상기 형성된 코팅층에 의해 열처리나 진공자외선 조사에 따른 수분의 흡착을 억제하고 결정의 변형을 방지하여 열화문제가 개선될 수 있으므로 종래에 비해 우수한 열 및 광 특성을 갖게 된다. 또한, 이러한 형광체와 동일한 조성물의 코팅은 입자의 표면전하가 본래의 형광체와 같거나 유사하여, 다른 조성물로 코팅하는 경우보다 방전전압과 같은 형광체의 방전특성의 변화가 적을 것이라 기대된다. 이러한 코팅은 2 ∼ 10 nm 정도 범위로 코팅하는 바, 이 두께는 종래보다 얇아서 코팅에 의한 휘도저하가 없으며, 형광체와 코팅물의 조성이 동일하여 방전특성이 우수하고 열화특성이 개선되는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체의 제조방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, BaMgAl10O17:Eu 형광체 분말입자를 알코올과 물의 혼합용매에 분산시킨다. 이때, 분산 효과를 향상시키기 위한 방법으로 초음파 등의 진동을 사용할 수 도 있다.
상기 BaMgAl10O17:Eu 형광체는 당 분야에서 사용되는 일반적인 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 분무열분해법으로 제조된 0.5 ∼ 2 ㎛ 크기를 갖는 구형 BaMgAl10O17:Eu 형광체 입자를 사용한다. 상기 BaMgAl10O17:Eu 형광체는 고른 분산성을 유지하여 코팅의 효과를 향상시키기 위하여 분산시켜 사용하는 바, 상기 분산은 알코올과 물의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 이때 알코올 용매로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 i-프로판올을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 n-프로판올과 물의 혼합용매를 사용하는 것이 균일한 코팅층의 형성에 좋다. 상기 혼합용매는 알코올 : 물이 7 ∼ 9 : 1 ∼ 3 중량비 범위로 사용되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 분산물에 알루미늄 전구체와 요소계 침전제를 혼합한 후, 80 ∼ 90 ℃에서 환류하여 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 제조한다.
상기 알루미늄 전구체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 알코올과 물의 혼합용매에 가용성인 알루미늄 염을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 질산알루미늄, 염화알루미늄 및 초산알루미늄 중에서 선택된 화합물로부터 유도되는 것이 좋다. 본 발명은 혼합용매에의 용해성이 특히 좋은 질산알루미늄을 사용한다.
이러한 알루미늄 전구체는 상기 형광체 입자 100 몰에 대하여 0.01 ∼ 10 몰비를 사용하며, 사용량이 0.01 몰비 미만이면 코팅층이 제대로 형성되지 않거나 코팅층의 두께가 너무 얇아서 형광체의 열화특성이 개선되지 않고, 10 몰비를 초과하는 경우에는 두꺼워진 코팅층에 의해 형광체 자체의 발광휘도가 급격히 저하되는 문제가 발생한다.
또한, 상기 알루미늄 전구체를 침전시켜 코팅을 유도하기 위해 사용되는 침전제는 알루미늄 이온을 수산화알루미늄으로 침전시키기 위한 것으로, 침전되는 수산화알루미늄이 형광체 입자의 표면에 코팅되기 위해서는 수산기(OH-)가 서서히 공급되어야 하므로 가수분해에 의해 서서히 수산기를 제공하는 요소계 침전제를 사용하여, 보다 구체적으로는 우레아 등을 사용한다.
이러한 침전제는 상기 공급된 알루미늄 성분 1몰에 대하여 10 ∼ 50 몰비를 사용하며, 사용량이 10 몰비 미만이면 우레아의 가수분해가 느려져 반응시간이 많이 소요되고 50 몰비를 초과하는 경우에는 가수분해 속도가 너무 빨라져 균일한 코팅층의 형성에 문제가 발생한다.
상기한 알루미늄 전구체와 침전제를 분산된 형광체에 혼합하여 용해시킨 후, 가열하여 상기 침전제를 가수분해하여 알루미늄 성분을 침전시켜 형광체 입자의 표면에 코팅한다. 상기 가열은 침전제의 적절한 가수분해 속도를 조절하기 위하여 80 ∼ 90 ℃의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
이후에 상온으로 냉각시키고 여러 차례 원심분리를 반복하여 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 회수한다.
다음으로, 상기 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 용매에 분산시키고, 이 분산용액에 바륨 전구체와 마그네슘 전구체를 용해시키고 침전제로 옥살산염을 첨가한 다음 pH 7 ∼ 9 범위로 중화시킴으로써 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염으로 코팅된 형광체 침전물을 제조한다.
상기 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물은 바륨과 마그네슘 성분으로 형광체를 코팅하기 위하여 용매에 분산시킨다. 상기 용매는 바륨과 마그네슘 전구체를 용해시키기 위한 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 증류수, 알코올 및 그 혼합용액을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 증류수를 사용하는 것이 좋다.
이후에, 바륨 전구체, 마그네슘 전구체 및 옥살산염을 상기 분산된 용액에 혼합한다. 이때 바륨과 마그네슘 전구체는 각각 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 바륨과 마그네슘의 질산염, 염산염 및 초산염 중에서 선택된 화합물로부터 유도되는 것이 좋다. 본 발명은 용매에 전구체의 용해가 가장 용이한 질산염을 사용한다.
상기 바륨 및 마그네슘 전구체는 코팅층의 조성을 맞추기 위하여 상기 첨가 된 알루미늄 성분 1몰에 대하여 0.1 몰비로 첨가한다.
또한, 상기 바륨 및 마그네슘 전구체를 침전시키기 위해 옥살산염을 첨가하는 바, 상기 옥살산염으로는 옥살산, 옥살산암모늄 및 옥살산나트륨 등을 사용할 수 있다. 이러한 옥살산염은 상기 첨가된 바륨 및 마그네슘 성분의 몰비 만큼 첨가한다.
상기 바륨 및 마그네슘 전구체와 수산화알루미늄이 코팅된 형광체의 분산물에 옥살산염을 첨가한 후, 바륨과 마그네슘의 침전을 완성하기 위하여 분산물의 pH를 7 ∼ 9 범위로 중화시킨다. 상기 pH 범위를 벗어나면 바륨과 마그네슘 성분의 손실이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염으로 코팅된 형광체 침전물을 건조한 후, 수소와 질소의 혼합가스 하에서 열처리하여 BaMgAl10O17:Eu 형광체 표면에 BaMgAl10O17이 코팅된 형광체를 제조한다.
상기 열처리는 활성제인 Eu2+가 Eu3+로 산화되는 것을 방지하기 위하여 수소와 질소가 1 ∼ 5 : 95 ∼ 99 중량비를 유지하는 혼합가스 하에서 수행되는 바, 상기 열처리 온도는 900 ∼ 1400 ℃ 범위에서 0.5 ∼ 4 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과정으로 제조된 형광체는 BaMgAl10O17:Eu 형광체를 코어로 하고, 상기 형광체 표면에 형광체의 모체 조성과 동일한 BaMgAl10O17이 코팅되어 셀을 형성하는 코어-셀 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체이다. 이러한 셀을 형성하는 BaMgAl10O17 코팅층은 형광체의 표면에 0.001 ∼ 1 중량% 범위로 함유하는 바, 상기 사용량이 형광체 100 중량부에 대하여0.001 중량부 미만이면 코팅층이 제대로 형성되지 않거나 코팅층의 두께가 너무 얇아서 형광체의 열화특성이 개선되지 않고, 1 중량부를 초과하는 경우에는 두꺼워진 코팅층에 의해 형광체 자체의 발광휘도가 급격히 저하되는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
n-프로판올(n-Propanol) 510 mL와 물 90 mL의 혼합용액에 분무열분해법으로 제조한 0.5 ∼ 2 ㎛ 사이의 입자크기를 갖는 구형의 Ba0.9MgAl10O17:0.1Eu 형광체 분말 12.918 g을 첨가하여 초음파 진동 하에 분산시켰다. 상기 형광체가 분산된 혼탁액에, 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O) 0.0687 g과 침전제인 우레아(H2NCONH2) 0.2748g를 첨가하여 용해시키고, 교반하면서 가온하여 85 ℃에서 4 시간 동안 환류시켜 우레아를 가수분해하여 알루미늄 성분을 침전시켜 형광체 입자의 표면에 코팅하였다. 이후에 상온으로 냉각시키고, 여러 번 원심분리를 반복함으로써 수산 화알루미늄으로 코팅된 형광체 침전물을 회수하였다. 상기 침전물에 증류수 500 mL을 첨가하여 분산시켜 혼탁액을 만들고, 0.0048 g의 질산바륨(Ba(NO3)2)과 0.0047 g의 질산마그네슘(Mg(NO3)2·6H2O)을 첨가하여 용해시키고 0.0052 g의 옥살산암모늄((NH4)2C2O4)을 격렬하게 교반하면서 첨가하였다. 상기 혼탁액을 교반하면서 1 M 농도의 암모니아수를 한 방울씩 천천히 첨가하여 용액의 수소이온농도(pH)를 약 8로 조절하고 1 시간 더 교반 후 여과하여 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염으로 표면이 코팅된 BaMgAl10O17:Eu 형광체 침전물을 얻었다. 상기 BaMgAl10O17:Eu 형광체 침전물을 80 ℃에서 4 시간 동안 건조시킨 다음 알루미나 도가니에 넣고 1400 ℃에서 환원분위기 하에 열처리하여 BaMgAl10O17으로 코팅된 BaMgAl10O17:Eu 형광체 분말을 얻었다. 이때, 상기 환원분위기는 Eu2+의 산화를 방지하기 위해서 2 중량% 수소와 98 중량% 질소의 혼합 기체를 사용하였다.
상기에서 얻어진 BaMgAl10O17 코팅된 BaMgAl10O17:Eu 형광체 분말에서 BaMgAl10O17의 코팅량은 약 0.01 중량% 이었다.
실시예 2 ∼ 8
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 코팅되는 BaMgAl10O17의 함유량을 다음 표 1과 같이 실시하여 형광체 분말을 제조하였다.
비교예 1
고상반응법으로 제조된 상용의 BaMgAl10O17:0.1Eu 청색형광체(일본제품).
비교예 2
상기 실시예 1에서 사용한 분무열분해법에 의해 제조된 BaMgAl10O17 화합물을 코팅하지 않은 순수한 구형의 Ba0.9MgAl10O17:0.1Eu 청색형광체.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 Ba0.9MgAl10O17:0.1Eu 청색형광체를 에탄올과 물의 혼합용액에 분산시키고 테트라에틸오르토실리케이트(Tetraethylorthosilicate)를 첨가하여 가수분해시켜 BaMgAl10O17 화합물 대신에 SiO2를 0.02 중량% 코팅하여 형광체 분말을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 ∼ 8 및 비교예 1 ∼ 3에서 얻어진 형광체 분말의 코팅제의 종류, 코팅량, 상대발광강도 및 열화정도를 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 정리하여 나타내었다.
이때, 열화정도는 각각의 형광체 분말들에 대하여 에틸셀룰로즈 바인더와 혼합하여 페이스트로 만든 후, 500 ℃에서 30분간 열처리하기 전과 후의 형광체들에 대해 147 nm의 진공자외선으로 여기시켜 얻은 상대발광강도의 변화로부터 열화 정도를 비교하였다.
구 분 BaMgAl10O17의 코팅량 (중량%) 상대 발광 강도 열화율 (%)
열화 전 열화 후
실시예 1 0.01 113 102 8.8
실시예 2 0.1 112 99 11.6
실시예 3 1 112 97.2 13.2
실시예 4 0.005 115 100 13
실시예 5 0.0075 114 103 9.6
실시예 6 0.015 118 108 8.4
실시예 7 0.02 115 110 4.3
실시예 8 0.03 117 108 7.7
비교예 1 상용제품 100 77.3 22.7
비교예 2 - 108 87 19.4
비교예 3 SiO2, (0.02) 97 84 13.4
상기 표 1은 실시예 1 ∼ 8 및 비교예 1 ∼ 3의 형광체를 플라즈마 디스플레이에의 적용 특성을 조사하기 위해 진공자외선(Vacuum Ultraviolet: VUV) 여기 하에 빛 발광 특성(PL)을 비교 분석한 것이다. 코팅된 모든 실시예에서 코팅을 실시하지 않은 경우(비교예 2)보다 형광체들의 발광강도가 개선되었음을 알 수 있다. 한편, 모든 형광체가 열처리를 수행한 후, 발광강도는 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 실시예 1 ∼ 8의 경우 감소량이 저하된다는 것을 알 수 있다. 또한, 코팅성분의 함량에 따라 차이를 보이며, 함유량이 0.02 중량%인 실시예 7의 경우 가장 적은 4.3%의 상대 발광 강도 감소를 보인다는 것을 확인할 수 있었다.
비교예 1과 2는 코팅층을 형성하지 않은 것이고, 비교예 3은 종래 사용된 실리카 코팅층을 형성한 것으로, 실시예 1 ∼ 8에 비해 코팅만으로도 형광체의 발광강도가 저하되는 경향을 보이며, 특히 코팅층의 형성에도 불구하고 열화특성의 개선 효과 발현이 낮은 것을 확인할 수 있었다.
도 1은 실시예 1의 형광체 분말의 X선 회절분석 결과를 나타낸 것으로 도 1과 같이 단일상으로 얻어짐을 확인하였다. 도 2는 비교예 2의 코팅되지 않은 형광체(2a)와 실시예 1의 형광체(2b) 입자의 표면에 대한 주사전자현미경 사진을 나타낸 것으로, (2b)의 코팅층이 균일하게 형성되고 두께가 얇아 형광체의 입자크기에는 거의 영향을 미치지 않으며, 단지 코팅으로 인해 구형 형광체 입자의 표면 상태가 조금 더 매끄럽게 보여 진다.
또한, 도 3은 비교예 2(3a)와 실시예 1(3b)의 투과현미경으로, 3(b)의 코팅 층 두께가 매우 균일하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
도 4는 비교예 1(4a)과 실시예 1(4b)의 형광체를 147 nm의 진공자외선으로 여기시켜 발광 스펙트럼으로, (4a)와 (4b)는 동일하게 450 nm 파장에서 최대의 발강강도를 나타내는 청색 형광체임을 확인할 수 있었다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 분말 입자의 표면이 매우 얇은 두께의 BaMgAl10O17으로 균일하게 코팅된 청색 BaMgAl10O17:Eu 형광체를 제조함으로써, 패널을 제작하기 위한 열처리 공정과 오랜 시간의 진공자외선 조사에 의해서 발생되는 휘도 저하와 색좌표 이동을 동반하는 열화를 억제함으로써 그의 열화 특 성 및 광 특성을 개선하여 고발광의 BAM계 청색 형광체 분말을 제조할 수 있어 플라즈마디스플레이 패널 산업 및 조명 산업 등에 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. BaMgAl10O17:Eu 형광체 입자의 표면에, 상기 형광체 입자에 대하여 BaMgAl10O17 화합물이 0.001 ∼ 1 중량% 코팅되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체.
  2. BaMgAl10O17:Eu 형광체 입자를 알코올과 물의 혼합용매에 분산시키고 상기 분산물에 알루미늄 전구체와 요소계 침전제를 혼합한 후, 가온 하에 환류하여 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 제조하는 1단계;
    상기 수산화알루미늄이 코팅된 형광체 침전물을 물에 분산시키고, 바륨 및 마그네슘 전구체를 용해시키고 옥살산염을 첨가한 다음 pH 7 ∼ 9 범위로 중화시켜 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염이 코팅된 형광체 침전물을 제조하는 2단계; 및
    상기 수산화알루미늄과 바륨 및 마그네슘의 옥살산염으로 코팅된 형광체 침전물을 건조한 후, 수소와 질소의 혼합가스 하에서 900 ∼ 1400 ℃ 범위로 열처리하여 BaMgAl10O17:Eu 형광체 표면에 알루미늄, 바륨 및 마그네슘이 코팅된 형광체를 제조하는 3단계
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 1단계 알코올은 C1 ∼ C3의 알코올 중에서 선택된 것과 증류수의 혼합을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 1단계 알코올과 물은 7 ∼ 9 : 1 ∼ 3 중량비 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 청색 형광체의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104388078A (zh) * 2014-10-31 2015-03-04 电子科技大学 一种碳包覆的BAM:Eu2+蓝色荧光粉及其制备方法

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