KR100490630B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체에 관한 것으로서, 이 적색 형광체는 Eu 함량이 0.1 내지 1.0 원자(at)인 (Y,Gd)BO3:Eu 제 1 형광체 20 내지 80 중량%; 및 Eu 함량이 0.5 내지 3.0 원자(at)인 (Y,Gd)BO3:Eu 제 2 형광체 80 내지 20 중량%를 포함한다.
유로피움의 함량을 증가시킨 형광체를 추가 사용한 본 발명의 적색 형광체는 휘도 저하는 없이 색순도를 개선할 수 있고 색재현 면적이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체{RED PHOSPHOR FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도 저하없이 색순도가 우수한 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체에 관한 것이다.
[종래 기술]
플라즈마 디스플레이 패널(plasma diplay panel)은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접전간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다.
플라즈마 디스플레이 패널은 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다.
플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에는 두 개의 전극이 설치되어 있으며, 형광체층에는 적색, 녹색, 청색의 형광체가 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다. 상기 전극 사이에 소정의 전압이 인가되면 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 상기 형광체층이 여기되며, 여기된 형광체는 빛을 방사한다.
플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에 주입되는 불활성 방전 가스로서는 네온(Ne), 헬륨(He), 크세논(Xe), 크립톤(Kr) 등의 불활성 가스가 사용되며, 경우에 따라 산소, 질소 등과 같은 기타 첨가 가스가 함유되기도 한다. 이중에서 일반적으로 널리 사용되는 네온은 오렌지-레드(orange-red) 계열의 빛을 방사함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 색순도를 저하시키는 것으로 알려져 있다. 플라즈마 디스플레이 패널의 적색 형광체층에 함유되는 적색 형체체로는 휘도가 가장 우수한 (Y,Gd)BO3:Eu가 가장 널리 사용되고 있다.
그러나(Y,Gd)BO3:Eu는 다른 종류의 적색 형광체보다 휘도는 우수하지만 색순도가 불리하다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 색순도를 개선하기 위하여, 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 색보정 필터를 추가하거나, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 위차하는 필터에 색보정 기능을 추가하는 방법 등이 사용되고 있으나 이러한 방법은 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 저하시킬 수 있다. 한편 Y(V,P)O4:Eu와 같은 색순도가 우수한 형광체를 혼합 사용하는 방법도 제안되었으나 이는 원료가 램프용으로서 고가이며 특히 인체에 해로운 비환경적인 물질을 사용함으로써 지속적인 양산이 어렵다는 문제를 제기할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 휘도저하없이 색순도가 우수한 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Eu 함량이 0.1 내지 1.0 원자%인 (Y,Gd)BO3:Eu 제 1 형광체 20 내지 80 중량%; 및 Eu 함량이 0.5 내지 3.0 원자%인 (Y1-x,Eux,Gd)BO3:Eu(x는 0.005 내지 0.03) 제 2 형광체 80 내지 20 중량%를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체에 관한 것으로서, 본 발명의 적색 형광체는 기존에 적색 형광체로 사용하던 (Y,Gd)BO3:Eu 형광체와, 이 형광체의 유로피움 함량을 증가시킨 새로운 형광체를 혼합한 형광체이다.
기존에 적색 형광체로 사용하던 (Y,Gd)BO3:Eu 형광체(이하 "제 1 형광체"라 한다)는 형광체 원소 중에서 Eu 함량이 0.1 내지 1.0 원자함량(원자%)이다.
본 발명에서 유로피움 함량을 증가시킨 새로운 형광체(이하 "제 2 형광체"라 한다)의 조성식은 (Y1-x,Eux,Gd)BO3:Eu(x는 0.005 내지 0.03) 형광체로 Eu 함량이 0.5 내지 3.0 원자%인 형광체이다.
이때, 제 2 형광체의 Eu 함량은 제 1 형광체의 Eu 함량보다 2배 이상되게 조절하며, 즉 제 1 형광체의 Eu 함량이 1.0 원자%일 경우 제 2 형광체의 Eu 함량은 2 내지 3 원자%가 되어야 한다.
이와 같이 유로피움 함량이 상이함에 따라 도 1에 나타낸 것과 같이 제 1 형광체는 591nm, 611nm 및 628nm의 3개의 큰 발광 파장 피크를 나타는데 반하여 제 2 형광체는 610 내지 630nm에서 큰 피크 파장을 보인다. 따라서 제 1 형광체의 경우 발광 파장 피크가 3개가 됨에 따른 색순도 저하를 파장 피크가 하나인 제 2 형광체와 혼합하여 사용하므로 색순도 저하를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명은 제 1 형광체와 조성이 동일하나 향상된 결정성과 높은 Eu+3의 함량을 갖는 제 2 형광체를 제 1 형광체와 혼합 사용하여 색순도를 향상시킬 수 있다. 상기 제 2 형광체는 유로피움의 함량이 높음에 따라 이온이 결정의 대칭 중심에 위치하지 않고, 이로 인해 600nm에서 자기장 쌍극자 전이 영향을 피하고 610 내지 630nm 이상의 전기 쌍극자 전이 영향을 갖는다.
상기 제 1 형광체와 제 2 형광체의 혼합 비율은 80 내지 20 중량% : 20 내지 80 중량%가 바람직하고, 80 내지 50 중량% : 20 내지 50 중량%가 보다 바람직하다. 상기 제 2 형광체의 혼합 비율이 20 중량% 미만인 경우에는 제 2 형광체를 사용함에 따른 색순도 저하 효과가 미미하며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 휘도가 감소하는 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 제 2 형광체는 이트륨, 가도리니윰(gadolinium), 유로피움 및 보론의 전구체 물질을 용매에 첨가하고 혼합한다. 상기 이트륨, 가도리니윰, 유로피움 및 보론 전구체 물질은 산화물을 사용할 수 있다. 이때, 상기 이트륨, 가도리니윰 및 보론 전구체의 사용량은 휘도와 색특성을 최적화하는 범위 내에서 적절하게 조절할 수 있으며, 이는 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 널리 이해될 수 있다. 본 발명에서는 이트륨 전구체의 사용량을 20 중량% 내지 40 중량%로 과량 사용하였다.
얻어지는 혼합물을 1150 내지 1400℃의 온도로 산화 분위기에서 소성한다.
본 발명의 적색 형광체의 색좌표는 x값이 약 0.647 내지 약 0.664, y값이 약 0.330 내지 약 0.343이다.
상기 적색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치는 색순도가 우수한 적색 형광체를 사용하고 있기 때문에, 색보정 필터를 반드시 구비할 필요는 없다. 이때, 색보정 필터라 함은, 예를 들면 일본 공개 특허 공보 제 1998-69859 호에 개시되어 있는 안료 분말과 저융점 납유리의 혼합물 층이 형광체층의 적색, 녹색, 청색 패턴과 일치하는 패턴으로 절연층 위에 형성되어 이루어진 청색의 빛을 보정하기 위한 층을 말한다. 그러나 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치가 색보정 필터를 포함하여 구현될 수도 있음은 당연하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
Eu 함량이 0.7 원자%인 (Y,Gd)BO3:Eu 제 1 형광체 80 중량%와 Eu 함량이 1.5 원자%인 (Y1-x,Eux,Gd)BO3:Eu(x는 0.015) 제 2 형광체 20 중량%를 혼합하여 적색 형광체를 제조하였다.
(실시예 2)
제 1 형광체와 제 2 형광체의 혼합 비율을 50 중량% : 50 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 적색 형광체를 제조하였다.
(실시예 3)
제 1 형광체와 제 2 형광체의 혼합 비율을 20 중량% : 80 중량%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 적색 형광체를 제조하였다.
(비교예 1)
제 1 형광체만을 적색 형광체로 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 적색 형광체를 각각 30 중량%와 에틸 셀룰로오스 바인더 5.6 중량% 및 부틸 카비톨 아세테이트 및 터피네올의 중량비 3:7 혼합 용매 54.4 중량%를 혼합하여 적색 형광체 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를 이용하여 통상의 방법으로 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다. 제조된 플라즈마 디스플레이 장치 중 적색 형광체만 점등한 후, 접촉식 휘도계(CA-100)를 이용하여 적색광의 CIE 표색계의 색좌표 및 휘도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 상대 휘도는 제 1 형광체만 사용한 비교예 1의 적색 형광체 휘도를 100%로 환산하였을때의 휘도값을 나타낸다.
제 2 형광체 함량(중량%) 상대 휘도(cd/m2) 색좌표(x/y)
실시예 1 20 100% 0.647/0.343
실시예 2 50 98% 0.650/0.334
실시예 3 80 93% 0.664/0.330
비교예 1 0 100% 0.624/0.353
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 제 2 형광체를 혼합 사용한 실시예 1 내지 3의 경우 휘도는 비교예 1과 거의 동등한 수준을 유지하면서 색순도는 크게 개선시키는 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 유로피움의 함량을 증가시킨 형광체를 추가 사용한 본 발명의 적색 형광체는 휘도 저하는 없이 색순도를 개선할 수 있고 색재현 면적이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 사용한 기존의 적색 형광체와 유로피움 함량이 다른 적색 형광체의 발광 피크를 나타낸 그래프.

Claims (4)

  1. Eu 함량이 0.1 내지 1.0 원자%인 (Y,Gd)BO3:Eu 제 1 형광체 20 내지 80 중량%; 및
    Eu 함량이 0.5 내지 3.0 원자%인 (Y1-x,Eux,Gd)BO3:Eu(x는 0.005 내지 0.03) 제 2 형광체 80 내지 20 중량%
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적색 형광체는 x는 0.647 내지 0.664, y는 0.330 내지 0.343의 색좌표를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적색 형광체는 상기 제 1 형광체를 20 내지 50 중량%로 포함하고, 상기 제 2 형광체는 80 내지 50 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 형광체의 Eu 함량이 제 1 형광체의 Eu 함량의 2배 이상인 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체.
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