KR100433223B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체 및 그 제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 형광체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 연장시키도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체는 발광물질로 이루어진 형광층과, 형광층보다 안티-스퍼터링 특성이 큰 Zn2SiO4: Mn2+에 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1 및 YBO : ZSO 1:3 중의 어느 하나가 혼합된 물질을 함유하여 상기 형광층 상에 형성되는 보호층을 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 형광체 및 그 제조방법{FLUORESCENT MATERIAL OF PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 연장시키도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다)은 He+Xe, Ne+Xe, He+Xe+Ne 등의 불활성 혼합가스가 방전할 때 발생하는 147nm의 진공자외선이 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 화질이 향상되고 있다.
도 1을 참조하면, 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(16) 상에 형성되어진 서스테인전극쌍(4)과, 하부기판(14) 상에 형성되어진 어드레스전극(2)을 구비한다.
서스테인전극쌍(4) 각각은 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 등의 투명전극과, 투명전극의 선폭보다 작은 선폭을 가지며, 투명전극의 일측 가장자리에 형성되는 금속버스전극을 포함한다. 금속버스전극은 Cr/Cu/Cr을 증착법으로 적층한 후에 에칭공정을 거쳐 형성된다. 서스테인전극쌍(4)이 스크린인쇄나 진공증착법으로 형성된 상부기판(16)에는 상부 유전체층(12)과 보호막(10)이 적층된다. 상부 유전체층(12)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(10)은 대략 5000 Å 정도의 두께로 상부 유전체층(12) 상에 형성되어 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로 인한 상부 유전체층(12)과 서스테인전극쌍(4)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(10)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(2)이 형성된 하부기판(14) 상에는 하부 유전체층(18), 격벽(8)이 형성되며, 하부 유전체층(18)과 격벽(8)의 표면에는 스크린 프린팅공정으로 형광체(6)가 형성된다. 어드레스전극(2)은 서스테인전극쌍(4)과 직교된다. 격벽(8)은 스크린 프린팅공정이나 금형법 등으로 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생된 진공 자외선(VUV)에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다.
상/하부기판(16,14)과 격벽(8) 사이에 마련된 방전셀의 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe, He+Xe+Ne 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
형광체(6)는 진공자외선(VUV)에 의해 여기 발광되며, 발광되는 빛의 파장에 따라 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체로 나뉘어진다.
도 2를 참조하면, PDP에서 일반적으로 사용되는 적색 형광체의 조성은(YGdBO3: Eu3+)이며, 녹색 형광체의 조성은 Zn2SiO4: Mn2+이다. 그리고 청색 형광체의 조성은 BaMgAl10O17: Eu2+이다. 이 중 녹색 형광체는 전체 휘도에서 차지하는 비율이 가장 크다. 그런데 녹색 형광체는 - 대전특성을 가지므로 방전시 발생되는 양이온의 스퍼터링 즉, 양이온으로 인한 충격에 의해 결정파괴가 쉽게 일어나며, 그로 인하여 시간이 경과함에 따라 녹색광의 휘도가 급격히 떨어지는 경향이 있다. 특히, 방전시 발생된 양이온은 음이온에 비하여 질량이 크므로 녹색 형광체에 가해지는 충격 에너지는 매우 크게 된다. 전술한 바와 같이 녹색 형광체의 휘도 비율이 전체 휘도를 좌우하므로 녹색 형광체의 휘도 저하는 PDP의 수명저하를 초래하게 된다. 결과적으로, PDP의 수명을 연장하기 위해서는 녹색 형광체의 안티-스퍼터링(Anti-sputtering) 또는 내충격성을 강화하는 것이 선결과제로 지적되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 PDP의 수명을 연장시키도록 한 PDP의 형광체 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 부분 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 다층 녹색 형광체에 포함되는 물질의 안티-스퍼터링 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널과 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 대비하여 시간 경과에 따른 휘도 특성을 나타내는 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,32 : 어드레스전극 4,34 : 서스테인전극쌍
6,36G1,36G2 : 형광체 8,38 : 격벽
10,40 : 보호막 12,18,42,48 : 유전층
14,44 : 하부기판 16,46 : 상부기판
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 형광체는 발광물질로 이루어진 형광층과, 상기 형광층보다 안티-스퍼터링 특성이 큰 Zn2SiO4: Mn2+에 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1 및 YBO : ZSO 1:3 중의 어느 하나가 혼합된 물질을 함유하여 상기 형광층 상에 형성되는 보호층을 구비한다.
상기 형광층의 물질은 Zn2SiO4: Mn2+인 것을 특징으로 한다.
상기 보호층은 방전공간과 면하는 것을 특징으로 한다.
상기 보호층에는 Zn2SiO4: Mn2+대비 10∼90%의 혼합비로 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1, YBO : ZSO 1:3 중 적어도 어느 하나가 Zn2SiO4: Mn2+과 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 PDP의 형광체의 제조방법은 기판 상에 발광물질로 이루어진 형광층을 형성하는 단계와, 상기 형광층보다 안티-스퍼터링 특성이 큰 Zn2SiO4: Mn2+에 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1 및 YBO : ZSO 1:3 중의 어느 하나가 혼합된 물질이 함유된 보호층을 상기 형광층 상에 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 녹색 형광체는 녹색 형광물질로 이루어진 제1 형광체(36G1)와, 높은 안티-스퍼터링 특성을 가지는 물질이 혼합된 제2 형광체(36G2)가 적층된다.
이 PDP의 상판은 상부기판(46) 상에 형성되어진 서스테인전극쌍(34), 서스테인전극쌍(34)이 형성된 상부기판(46) 상에 적층되는 상부 유전체층(42) 및 보호막(40)을 포함한다. 서스테인전극쌍(34) 각각은 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO) 등의 투명전극과, 투명전극의 선폭보다 작은 선폭을 가지며 투명전극의 일측 가장자리에 형성되는 금속버스전극을 포함한다. 이 서스테인전극쌍(34) 중 어느 하나는 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간에 부극성의 스캔펄스가 공급되어 주사라인을 선택하는 스캔전극 역할을 겸하게 된다. 또한, 서스테인전극쌍(34)은 서스테인기간에 교번적으로 서스테인펄스가 공급되어 어드레스방전에 의해 선택된 셀에 대하여 유지방전을 일으키게 된다. 상부 유전체층(42)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(40)은 MgO 등의 재료로 형성되어 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로 인한 상부 유전체층(42)과 서스테인전극쌍(34)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
이 PDP의 하판은 하부기판(44) 상에 형성되어진 어드레스전극(32)과, 어드레스전극(32)을 덮도록 하부기판(44) 상에 전면 증착되는 하부 유전체층(48), 하부 유전체층(48)으로부터 수직으로 형성되는 격벽(38) 및, 하부 유전체층(48)과 격벽(38)의 표면에 형성된 형광체를 포함한다. 어드레스전극(32)은 서스테인전극쌍(34)과 직교되어 서스테인전극쌍(34) 중 어느 하나에 공급되는 스캔펄스에 동기되는 정극성의 데이터펄스가 공급된다. 이 어드레스전극(32)과 서스테인전극쌍(34) 중 어느 하나 사이에 대향방전 형태로 일어나는 어드레스방전에 의해 셀이 선택된다. 격벽(38)은 어드레스전극(32)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체에 있어서, 적색 형광체는 GdBO3: Eu3+이며, 청색 형광체는 BaMgAl10O17: Eu2+이다. 그리고 녹색 형광체의 제1 형광층(36G1)은 격벽(38)과 기판(44) 상에 형성되며, 제2 형광층(36G2)은 제1 형광층(36G1) 상에 형성된다.
녹색 형광체의 제1 및 제2 형광층(36G1,36G2)은 모두 스크린 프린팅으로 형성되며, 그 물질과 그 안티-스퍼터링 특성은 다음의 표 1과 같이 정리 될 수 있다.
녹색 형광체 두께(μm) 물질 안티-스퍼터링특성
제1 형광층(36G1) ∼수십μm Zn2SiO4: Mn2+ 보통(normal)
제2 형광층(36G2) 수∼수십μm Zn2SiO4: Mn2++ YBO3: Tb3+외 안티-스퍼터링특성이 우수한 물질 아주좋음(good)
제2 형광층(36G2)은 셀의 방전공간과 접하여 이온이 직접 충돌하게 되지만 도 4에서 알 수 있는 바 녹색 형광물질 Zn2SiO4: Mn2+과 혼합되는 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1, YBO : ZSO 1:3 등의 물질이 안티-스퍼터링 특성이 Zn2SiO4: Mn2+에 비하여 50% 이상 우수하므로 물리적인 손상이 작음은 물론 도 5와 같이 장시간 경과하여도 종래의 녹색 형광체에 비하여 휘도가 높은 수준을 유지하게 되므로 그 만큼 PDP의 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 여기서, 형광층(36G2)의 혼합비는 Zn2SiO4: Mn2+대비 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1, YBO : ZSO 1:3 중 적어도 어느 하나가 10∼90% 혼합된다.
한편, 본 발명에 따른 PDP의 형광체는 다층 구조의 형광체를 녹색 형광체를 중심으로 설명하였지만 녹색 형광체뿐 아니라 적색 형광체 및 청색 형광체를 다층 구조로 하고 그 다층 구조에서 방전공간과 면하는 층에 안티-스퍼터링 특성이 우수한 물질을 혼합할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 형광체는 기판과 격벽 상에 면하는 제1 층의 녹색 형광물질 상에 안티-스퍼터링 특성이 우수한 물질이 혼합된 층을 적층함으로써 녹색 형광체를 스퍼터링으로부터 보호하여 PDP의 수명을 연장시키게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (9)

  1. 발광물질로 이루어진 형광층과,
    상기 형광층보다 안티-스퍼터링 특성이 큰 Zn2SiO4: Mn2+에 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1 및 YBO : ZSO 1:3 중의 어느 하나가 혼합된 물질을 함유하여 상기 형광층 상에 형성되는 보호층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광층의 물질은 Zn2SiO4: Mn2+인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 방전공간과 면하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이패널의 형광체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층에는 Zn2SiO4: Mn2+대비 10∼90%의 혼합비로 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1, YBO : ZSO 1:3 중 적어도 어느 하나가 Zn2SiO4: Mn2+과 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체.
  6. 기판 상에 발광물질로 이루어진 형광층을 형성하는 단계와,
    상기 형광층보다 안티-스퍼터링 특성이 큰 Zn2SiO4: Mn2+에 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1 및 YBO : ZSO 1:3 중의 어느 하나가 혼합된 물질이 함유된 보호층을 상기 형광층 상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 형광층의 물질은 Zn2SiO4: Mn2+인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호층에는 Zn2SiO4: Mn2+대비 10∼90%의 혼합비로 YBO3: Tb3+, YBO : ZSO 3:1, YBO : ZSO 1:1, YBO : ZSO 1:3 중 적어도 어느 하나가 Zn2SiO4: Mn2+과 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체의 제조방법.
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