KR920010100B1 - 적색 형광체와 이를 사용한 음극선관 - Google Patents

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Description

적색 형광체와 이를 사용한 음극선관
본 발명은 적색 형광체와 이를 사용한 음극선관에 관한 것으로서, 특히 전자선등의 여기(
Figure kpo00001
)하에서 우수한 반광휘도 특성을 갖는, 붕산 알루미늄을 모체로하고, 유로피움을 부활제로한 (Al, Ln, Eu) : BO3(식 중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다) 형광체와 이를 사용한 음극선관에 관한 것이다.
최근 컴퓨터와 사무실 자동화(OA)기기등의 보급이 증가함에 따라 이에 수반되는 단말표시장치에 다수의 음극선관이 사용되고 있으나, 다색이 필요하기 않은 경우에는 가격이 저렴하고 해상도가 높은 단색의 음극선관을 널리 사용하고, 사용자 눈의 피로감을 덜어 주기위해 상기 음극선관에 등색과 백색 형광체가 주로 사용되고 있는데, 백색 혼합 형광체의 적색 성분으로는 1968년 미국의 F.J.Avella에 의해 개발되어 사용되고 있는 InBo3: Eu형광체가 있다.
또한 투사형 음극선관에 사용되고 있는 적색 형광체로는 유로피움 부활 산황화이트륨 형광체(Y2O2S : Eu), 유로피움 부활산화이트륨 형광체(Y2O2: Eu), 유로피움 부활 바나듐산 형광체(YVO4: EU), 유로피움부활 붕산 이트륨·가돌리늄 형광체[(Y, Gd)BO3 : Eu], 일반식 Ln2O2S : EU로 표시되는 유로피움 부활 희토류산 황화물 형광체, 일반식 LnO2 : EU로 표시되는 유로피움 부활 희토류 산화물 형광체, 일반식 LnVo4: EU로 표시되는 유로피움부활 희토류 바나듐산염 형광체, 일반식 LuBO3: EU로 표시되는 유로피움 부활희토류 붕산염 형광체, 일반식 LnPO4: EU로 표시되는 유로피움 부활 희토류 인산염 형광체(단, 상기 각 일반식에서 Ln은 Y, Gd, Lu 및 Ia중 1종 또는 2종 이상이다). 은 부활황화아연 카드뮴 형광체[(ZM1-X, Cdx0S : Ag 단 x는 0.65≤x≤0.9이다)], 망간부활인산 아연형광체[Zn3(PO4)2: Mn] 및 망간부활붕산 카드뮴 형광체(Cd2B2O5: Mn) 등이 있으나 발광휘도가 낮고 색순도가 불량한 문제가 있다.
상기 Y2O3: Eu형광체와 Y2O2S : Eu형광체는 단잔광 형광체로 잔광시간이 짧기 때문에 화면에서 깜박거리는 현상이 발생하여 사용되지 않고 있으며, Zn3(PO4)2: Mn형광체는 장잔광 형광체로 잔광시간이 길기때문에 화면의 깜박거림을 방지할 수 있으나, Y2O2S : Eu 형광체에 비해 발광효율이 30% 정도 밖에 되지 않는다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 발광색이 변화되지 않고 형광체의 발광휘도를 향상시키고 색순도가 매우 우수한 신규한 붕산 알루미늄계 적색 형광체와 이를 사용한 음극선관을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 분상 알루미늄계 형광체에 있어서, 붕산 알루미늄중의 알루미늄 일부를 Sc, Ln, La 및 Y중 적어도 1종 이상으로 치환하며, 이것을 산화 알루미늄(Al2O3)과 고온에서 산화붕소(B2O3) 또는 붕산(H3BO3)으로 변하는 붕소화합물에 첨가하여 얻어진 혼합물을 모체로하고, 일정량의 산화유리피움(Eu2O3)을 부활제로 첨가하여 발광휘도를 향상시키는 형광체를 발견하였으며,이와 같은 형광체의 조성식은 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 Sc, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상 이다)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 형광체의 제조방법은 다음과 같다.
산화알루미늄의 산화붕소(B2O3) 또는 붕산(H3BO3)등의 붕소화합물에 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종 이상을 화합물 형태로 첨가하여 얻어진 화합물을 모체로 하고, 여기에 산화유로피움 등의 유로피움 화합물을 첨가하고, 융제로 탄산리튬(LiCO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 붕산리튬(Li2B4O7), 알칼리 금속할로겐화물, 알칼리 토류금속활로겐화합물을 복합적으로 첨가하여 유봉이나 볼밀등의 혼합장치로 충분히 혼합한다.
계속해서 상기 혼합물을 석영이나 알루미나 도가니등의 내열성 용기에 넣어 형광체의 입도분포나 발광휘도를 조절하기 위해 대기중에서 450 내지 800℃에서 1시간 내지 3시간 동안 1차소성한 다음, 계속해서 1차 소성된 소성물을 분쇄장치로 균일하게 분쇄한 다음 1100 내지 1600℃에서 1시간 내지 6시간 동안 2차소성한다.
소성후 얻어진 형광체 표면에 잔존해 있는 미반응한 붕소화합물과 기타 융제들을 제거하기 위해 상기에서 얻어진 형광체를 10% 묽은 염산으로 세척한 다음 수세하고 건조 및 분급을 수행하여 조성식이 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 Sc, LU, La 및 Y중 적어도 1종 이상이다)인 적색형광체를 제조하였다.
상기 적색형광체 제조에 있어서, 모체인 혼합물은 단순한 건식법으로 혼합하여 사용하여도 무방하지만, 형광체 휘도향상과 입자형성을 용이하게 하기 위하여 에탄올과 같은 알코올류로 습식혼합하는 것이 바람직하다.
모체 일부에 침투되는 붕소는 고온에서 산화붕소로 변화되는 붕산(H3BO3) 또는 산화붕소(B2O3) 등의 붕소화합물을 사용하고 공침 혼합물 1몰에 대하여 붕소양은 0.5몰 내지 1.7몰로 첨가되고 발광휘도가 경제적인 면에서 1몰 내지 1.5몰이 바람직하다.
부활제로 산화유로피움(Eu2O3)을 사용하고, 첨가되는 유로피움양은 공침혼합물 1몰에 대하여 0.0001몰 내지 0.1몰이고 발광색도점과 발광휘도면에서 0.001몰 내지 0.05몰이 가장 바람직하다.
상기와 같이 제조한 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다)인 형광체를 패널내면에 도포하여 적색발광성으로 하는 형광막을 갖는 음극선관을 제조하였다.
이하 상기 특성을 지닌 본 발명의 형광체를 다음의 실시예를 통하여 상세히 설명한다.
[실시예 1]
Figure kpo00002
상기 원료중 산화알루미늄, 산화이트륨, 산화유로피움을 에탄올 100ml에 충분히 혼합하고, 그후 여과 건조한 다음, 붕산 및 기타 융제를 볼밀을 이용하여 충분히 이용한다. 그 혼합물을 대기중에서 450℃에서 2시간 동안 소성하고 그후 충분히 분쇄하고 1400℃에서 3시간 동안 소성한다. 소성후 얻어진 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다)
형광체는 음극선관이나 254㎚ 자외선 여기하에서 밝은 적색 발광을 나타내었다.
[실시예 2]
산화이트륨 대신에 산화스칸듐 0.1몰을 사용하는 것 외에는 실시예 1과 동일하게 수행하여 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다) 형광체를 얻었다.
이와 같이하여 제조된 본 발명의 적색 형광체는 615㎜ 부근에서 주피크를 나타내고 있으며, 발광 색도점은 X좌표 0.603, Y좌표 0.382로 종래의 디스플레이용 백색 형광체의 적색 발광성분인 InBO3: Eu형광체의 발광색도점 (X좌표 0.604, Y좌표 0.396)과 거의 일치하는 것으로 판명되었다.
또한 본 발명의 형광체는 첨가되는 SC, Lu, La 및 Y의 양과 부활제인 Eu의 양을 변화시킴으로서 적색 발광의 거의 모든 분야를 나타낼 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 조성식이 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다)인 적색 형광체는 색순도와 발광휘도가 우수하여 디스플레이용 음극선관을 비롯하여 기타 음극선관용 형광체로 적용 가능함을 확인하였다.
특히 본 발명의 형광체는 기존의 적색 발광물질보다 발광휘도 특성이 향상되고 형광막 제조시 베이킹 공정후에도 휘도변화가 거의 없었고, InBO3: Eu형광체보다 매우 저렴하였다.

Claims (4)

  1. 615㎜ 부근의 파장에서 주발광피크를 가지며, 조성식이 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다)인 적색 형광체에 있어서, 산화알루미늄 1몰에 대하여 붕소의 양은 0.5몰 내지 1.7몰이고, 유로피움의 양은 0.0001몰 내지 0.1몰이고, Ln의 양은 0.001몰 내지 0.4몰인 것을 특징으로 하는 적색 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 붕소의 양은 1몰 내지 1.5몰이고, 상기 유로피윰의 양은 0.001몰 내지 0.05몰이고, 상기 Ln의 양은 0.01몰 내지 0.3몰인 것을 특징으로 하는 적색 형광체.
  3. 615㎜ 부근의 파장에서 주발광피크를 가지며, 조성식이 (Al, Ln, Eu) : BO3(식중 Ln은 SC, Lu, La 및 Y중 적어도 1종이상이다)인 적색 형광체를 패널 내면에 도포하여 된 음극선관에 있어서, 산화 알루미늄 1몰에 대하여 붕소의 양은 0.5몰 내지 1.7몰이고, 유로피움의 양은 0.001몰 내지 0.1몰이고, Ln의 양은 0.001몰 내지 0.4몰인 것을 특징으로 하는 음극선관.
  4. 제3항에 있어서, 상기 붕소의 양은 1몰 내지 1.5몰이고, 상기 유로피움의 양은 0.001몰 내지 0.05몰이고, 상기 Ln의 양은 0.01몰 내지 0.3몰인 것을 특징으로하는 음극선관.
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