KR100521487B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것으로서, 이 녹색 형광체는 Zn₂SiO₄:Mn 또는 (Zn,A)₂SiO₄:Mn(A는 알카리토금속 계열); (Ba, Sr, Mg)O·Al₂O₃:Mn 또는 LaMgAl₁₁O₁₉:Tb,Mn; 및 ReBO₃ :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하나 이상의 희토류 원소임)를 포함한다.

본 발명의 녹색 형광체는 3가지 형광체를 혼합 사용하여 색순도 및 잔광을 개선시킬 수 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방식에 따라 표면 대전 특성을 자유롭게 조절함으로 방전안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 녹색 형광체의 수명시간에 따른 휘도유지율을 향상시킬 수 있어서, 녹색 형광체의 백색 수명 특성을 개선할 수 있는 장점도 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체{GREEN PHOSPHOR FOR PLASMA DISPLAY PANEL}

[산업상 이용 분야]

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 어드레스 방전 전압을 감소시킬 수 있고, 방전 안정성을 증가시킴으로 안정적인 패널 구동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 방전불량과 관련된 수율을 향상시킬 수 있고, 잔광과 색도를 증가시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것이다.

[종래 기술]

플라즈마 디스플레이 패널(plasma display 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. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판의 경우 격벽 위에 형광층과 상판의 경우 MgO층이 직접 방전공간에 노출되어 있다. 따라서 MgO층의 이차 전자 방출계수와 형광층의 표면전하는 형광층과 MgO층에 쌓이는 벽전하 량에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널에서 형광층은 적색, 녹색 및 청색에 따라서 사용되는 물질 조성이 틀리며, 물질의 종류에 따라서 표면 대전 특성이 다르다. 표면 대전 특성이 양의 값인 경우는 방전 불량이 발생할 확률이 낮지만, 음의 값을 가지는 경우는 방전 불량이 발생할 확률이 높다. 물론 이 확률은 구동방식과 관계가 깊으나, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전안정성을 증가시키고 방전 불량율을 감소시키기 위해서는 적색, 녹색 및 청색에 상관없이 표면 대전 특성이 양의 값을 가지도록 적색, 녹색 및 청색 형광체를 선택하는 것이 바람직하다.

하지만 플라즈마 디스플레이 패널에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 녹색 형광체인 Zn₂SiO₄:Mn의 표면 대전 특성은 음의 값을 가진다. 따라서 형광층의 표면 대전 특성에 민감한, 즉 하판의 변화에 민감한 구동파형으로 플라즈마 디스플레이 패널이 구동되는 경우, 녹색 셀의 방전전압이 적색과 청색 셀에 비하여 높아질 수 있다. 방전전압이 높아지는 메카니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다: 실제 방전시 교류 플라즈마 디스플레이 구동의 특징인 리셋 방전시, 즉 어드레스 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 벽전하를 쌓아주게 된다. 어드레스 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 패널의 상판과 하판에 반대 극성의 벽전하가 쌓이게 되며, 쌓여진 벽전하로 인해 상,하판 사이에 전압차이가 발생한다. 그리고 상,하판 사이에 임의의 값을 가지는 전압차이가 발생된 상태에서 어드레스 단자와 스캔 단자로 쌓여진 벽전하와 동일한 극성을 가지는 전압이 인가되면, 방전이 일어나게 된다. 즉 벽전하가 효과적으로 적절한 양이 쌓여 있음으로 어드레스 방전 전압을 낮출 수 있는 효과가 있다. 어드레스 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 패널의 하판에는, 즉 형광층 표면에는 양이온들이 벽전하로 쌓이게 되는데, 표면 대전 특성이 음의 값을 가지는 Zn₂SiO₄:Mn은 벽전하로 쌓여진 양이온들을 상쇄시키는 효과를 발생시킴으로, 적색과 청색 셀 대비, 상판과 하판 사이에 작은 방전전압이 발생된다. 따라서 Zn₂SiO₄:Mn으로 이루어진 녹색 셀은 적색 및 청색 셀 대비, 더 높은 어드레스 전압이 필요하게 되는 경우가 발생되며, 때로는 방전불량을 일으키게 된다.

따라서 녹색 형광체의 표면 전위를 높여 적색 및 청색 형광체와 유사한 표면 전위를 갖도록 하는 연구가 진행되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 국내 특허 공개 제 2001-62387 호에 Zn₂SiO₄:Mn과 YBO₃:Tb를 혼합한 녹색 형광체가 기술되어 있다. 그러나 이 녹색 형광체는 색순도가 저하되는 문제점이 있다. 그리고 국내 특허 공개 제 2000-60401 호에는 산화마그네슘과 산화아연의 양전위를 띠는 물질을 Zn₂SiO₄와 혼합하는 내용이 기술되어 있다. 그러나 이 방법으로 제조된 형광체도 색순도 및 수명이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 일본 특허 공개 2003-7215 호에는 망간 부활 알루민산염 녹색 형광체와 테르븀 부활 인산염 또는 테르븀 부활 붕산염 녹색 형광체를 혼합해서 구동전압 및 휘도 열화 개선에 효과가 있다고 기술하고 있다. 하지만, 이 경우는 녹색 형광체의 잔광을 개선할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 색 순도 및 수명 저하없이 형광층 표면 전위를 크게 낮추고 이로 인해 방전 특성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Zn₂SiO₄:Mn 또는 (Zn,A)₂SiO ₄:Mn(A는 알카리토금속 계열); (Ba, Sr, Mg)O·Al₂O₃:Mn 또는 LaMgAl₁₁O ₁₉:Tb,Mn ; 및 ReBO₃:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하나 이상의 희토류 원소임)를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공한다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것이다. 이 녹색 형광체는 Zn₂SiO₄:Mn 또는 (Zn,A)₂SiO₄:Mn(A는 알카리토금속 계열), (Ba, Sr, Mg)O·Al₂O₃:Mn 또는 LaMgAl₁₁O₁₉:Tb,Mn 및 ReOB₃ :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 희토류 원소임) 3가지 녹색 형광체를 포함한다.

상기 3가지 녹색 형광체 중 (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn 형광체는 양의 전하를 띠나 휘도가 낮으며, ReBO₃:Tb 형광체도 양의 전하를 갖으나 색순도가 떨어지고 색재현 범위가 좁은 등의 문제가 있어, 음의 전하를 띠긴 하나 다른 물성이 우수한 Zn₂SiO₄:Mn 형광체가 주로 사용되고 있다. 본 발명에서는 Zn₂SiO ₄:Mn 형광체의 표면 음전하를 증가시키기 위하여, 양의 전하를 갖는 (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn 형광체와 ReBO₃:Tb 형광체와 함께 적절한 비율로 혼합하여 이 두 가지 형광체의 단점은 나타나지 않는 범위에서 양전하를 갖는 녹색 형광체를 제조하였다.

상기 Zn₂SiO₄:Mn 형광체의 색좌표는 x = 0.233, y = 0.702이고, 대전량은 -95μC/g이고, 상기 (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn 형광체의 색좌표는 x = 0.326, y = 0.603이고, 대전량은 47μC/g이고, 상기 ReBO₃:Tb 형광체의 색좌표는 x = 0.145, y = 0.747이고 대전량은 54μC/g이다. 또한, 방전가스의 조성에 따라서 본 발명에서 사용하고자 한 3가지 종류의 녹색 형광체의 상대휘도는 변할 수 있으며, 방전 가스 조성이 Xe 4 내지 5% 조건에서는 ReBO₃:Tb 형광체의 휘도를 100%로 하였을 때, Zn₂SiO₄:Mn 형광체의 휘도는 100%, (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn 형광체의 휘도는 65%이다.

본 발명의 녹색 형광체에서, Zn₂SiO₄:Mn의 함량은 10 내지 80 중량%, (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn의 함량은 10 내지 80 중량% 및 ReBO₃:Tb의 함량은 10 내지 80 중량%가 바람직하다.

이와 같이, 음의 전하를 띠는 Zn₂SiO₄:Mn 형광체와 양의 전하를 띠는 (Ba,Sr,Mg)O·aAl₂O₃:Mn 형광체와 ReBO₃:Tb 형광체를 적절하게 혼합하면, 상대적으로 '+" 대전량을 갖는 청색 및 적색 형광체와 유사한 방전 특성을 나타낼 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

Zn₂SiO₄:Mn 50 중량%, (Ba,Sr,Mg)OAl₂O₃:Mn 20 중량% 및 YBO ₃:Tb 30 중량%를 혼합하여 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제조하였다.

(실시예 2)

Zn₂SiO₄:Mn 70 중량%, (Ba,Sr,Mg)OAl₂O₃:Mn 10 중량% 및 YBO ₃:Tb 20 중량%를 혼합하여 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제조하였다.

(비교예 1)

Zn₂SiO₄:Mn 50 중량% 및 YBO₃:Tb 50 중량%를 혼합하여 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1의 방법으로 제조된 녹색 형광체의 상대 휘도, 색좌표 및 잔광을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 상대 휘도는 YBO₃:Tb 형광체의 휘도를 100%로 하였을 때 제조된 혼합 형광체의 휘도를 나타낸 것이다.

	혼합비(중량%)			상대 휘도(%)	색좌표(x)	색좌표(y)	잔광 시간(1/10)(ms)
	Zn2SiO4:Mn	YBO3:Tb	(Ba,Sr,Mg)OAl2O3:Mn
비교예 1	50	50	0	111	0.281	0.660	8.8
실시예 2	70	20	10	98	0.253	0.691	8.3
실시예 1	50	30	20	93	0.256	0.682	9.1

상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 실시예 1 및 2의 녹색 형광체가 비교예 1에 비하여 휘도는 약간 저하되더라도 색순도가 매우 우수함을 알 수 있다. 또한, 3종류의 녹색 형광체의 혼합비를 조절함으로써, 잔광은 감소시킬 수 있으며, 잔광을 감소시키기 위해서는 Zn₂SiO₄:Mn의 혼합비율을 향상시키는 것이 가장 효과적임을 알 수 있다 .

본 발명의 녹색 형광체는 3가지 형광체를 혼합 사용하여 색순도 및 잔광 효과가 우수하면서 녹색 형광체 층의 표면 전위를 증가시킬 수 있다.

Claims (2)

1. Zn₂SiO₄:Mn 또는 (Zn,A)₂SiO₄:Mn(A는 알카리토금속 계열) 10 내지 80 중량%;

   (Ba, Sr, Mg)O·Al₂O₃:Mn 또는 LaMgAl₁₁O₁₉:Tb,Mn 10 내지 80 중량%; 및

   ReBO₃:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하나 이상의 희토류 원소임) 10 내지 80중량%

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
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