[ Zn2(1-x)MnxSiO4 ]0.07≤x≤0.15) green phosphor was prepared by solid state reaction. The first heating was at 900˚C-1250˚C in air for 3 hours and the second heating was at 900˚C in N2/H2(95%/5%) for 2 hours. The size effect of SiO2 in forming Zn2SiO4 was investigated. The temperature for obtaining single phase Zn2SiO4 was lowered from 1100˚C to 1000˚C by decreasing the SiO2 particle size from micro size to submicro size. The effect of the activators for the Photoluminescence (PL) intensity of Zn2SiO4:Mn2+ was also investigated. The PL intensity properties of the phosphors were investigated under vacuum ultraviolet excitation (147 nm). The emission spectrum peak was between 520 nm and 530 nm, which was involved in green emission area. MnCl2·4H2O, the activator source, was more effective in providing high emission intensity than MnCO3. The optimum conditions for the best optical properties of Zn2SiO4:Mn2+ were at x = 0.11 and 1100˚C. In these conditions, the phosphor particle shape was well dispersed spherical and its size was 200 nm.

PDP용 녹색 형광체의 발광특성을 개선시키기 위해 고안된 액상의 화학적 합성법을 사용하여 조성식이 Zn2-x SiO4:xMn(x=0.05, 0.08)인 형광체를 입자크기가 0.5~2μm로 조절하여 제조하였다. 제조된 형광체 입자는 구상이며 잘 분산된 형상을 봉주었고, 고상반응법에 비해 상대적으로 낮은 1080˚C에서 willemite구조의 단일상을 얻을 수 있었다. 또한 진공 자외선 영역의 147 nm의 여기원을 사용하여 광발광 특성을 조사하였다. 입자의 크기가 1μm이고 Mn의 도핑양이 8mole%일 때, 상용 형광체와 비교하여 발광세기는 약 40% 향상되었고 색좌표는 x=0.24, y=0.69로 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 측정된 형광체의 잔광시간은 7.8ms이었다.

본 연구의 목적은 기존의 고상 반응법을 이용하여 일본의 상용 Zn2SiO4:Mn형광체보다 우수한 성능의 형광체를 제조하는데 있다. 이틀 위해 본 연구에서는 고상 반응법을 이용하여 Zn2SiO4:Mn 형광체를 합성하고, 이를 PDP(Plasma Display Panel)에 적용하기 위하여 소성온도 및 환원 온도와 주입되는 기체의 양, dopant Mn의 농도를 다양하게 하여 합성하였고, ball milling 등을 통하여 입자의 특성을 개선하는 실험을 하였다. 제조된 형광체의 발광특성 및 모양 등의 특성은 상용 Zn2SiO4:Mn 형광체와 비교하였다. Mn의 농도를 0.08mo1e로 하여 1300˚C에서 소성하였을 때 결정성 및 휘도가 가장 우수하였고, 환원시 5% H2-96% N, 혼합가스의 양을 100ml/rnin으로 일정하게 주입시켰을 때 20%이상 휘도가 증가하였다. Ball rnilling은 30분 동안 100rpm으로 하였을 때 입자의 크기가 수십 μm에서 3μm이하로 줄어들었다. 특히. 발광 특성이 상용 형광체보다 월등히 우수하여 PDP에 적용할 수 있다

액상반응법에 의해 Zn2-xMnxSiO4 녹색 형광체를 합성한 후 소성온도(900˚C-1200˚C) 및 Mn 활성제 농도(x=0.01~0.20)에 따른 발광특성과 결정특성을 조사하였다. 147nm와 254nm 여기원을 사용한 경우 형광체의 소성온도가 900˚C에서 1200˚C로 증가함에 따라 상대발광피크강도는 약 4배 이상 크게 증가하였다. XRD 분석결과 1100˚C이상의 소성온도에서 Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체에서 나타나는 전형적인 willemite 결정구조를 보여주었다. 1200˚C의 온도로 소성된 Zn2-xMnxSiO4형광체 시료의 경우 147nm 여기원에서 Mn 활성제 농도가 x=0.02에서 최대 발광강도를 나타내었으며 x=0.10 이상에서 발광강도가 급격히 저하하는 농도 칭 현상이 나타났다. SEM 분석결과 형광체 입자는 구형에 가까운 형상을 보여주었으며 1200˚C에서 소성된 형광체 입자크기는 약 2~3μm이었다.EX>이었다.

고상 반응법에 의해 제조된 Zn1.98Mn0.02SiO4 녹색 형광체에 Ga 원소를 치환시켜 소성온도 및 Ga의 첨가량에 따른 발광특성과 결정특성을 조사하였으나, Zn1.98Mn0.02(Si1-xGax)O4 형광체에 있어서 Ga을 첨가했을 경우가 첨가하지 않은 샘플에 비해 발광특성이 개선되었으며, 8mol%(x=0.08) Ga을 첨가했을 때 발광세기와 색순도에서 가장 우수한 특성을 보였다. Zn1.98Mn0.02(Si1-xGax)O4 형광체(x=0.08)에 대해서 소성온도를 1100˚C에서 1400˚C로 증가함에 따라 결정성이 개선되었으며 발광강도 역시 약 7배 이상 크게 증가하였다. 잔광시간은 Ga 첨가량에 관계없이 약 24 ms로 거의 변화가 없었다. 입도분석 결과 1-3μm의 작은 입자가 주로 관찰되었으며 10μm이상의 큰 응집입자도 소량 존재하였다.