KR100589404B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 및 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 및 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방전안정성, 색순도 및 수명특성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 및 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 상기 형광체는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 포함하는 코어 및 상기 형광체의 표면에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 코팅층을 포함한다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 형광체를 방전셀에 도포하여 형성된 녹색 형광체층을 포함하거나; 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 포함하는 제1 형광체층 및 LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함할 수 있다.
플라즈마디스플레이패널, 녹색형광체, 방전안정성, 수명특성

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 및 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널{GREEN PHOSPHOR FOR PLASMA DISPLAY PANEL AND PLASMA DISPLAY PANEL COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 사시도이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma diplay panel; PDP)용 녹색 형광체 및 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전안정성이 우수하면서도 색순도와 수명특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 및 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널은 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 표시 소자는 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표 시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 사시도이다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 전면 기판(3) 및 배면 기판(5)을 이루는 2매의 기판 사이에는 방전 셀을 형성하는 격벽(7)이 일정 간격을 두고 다수로 배치되며, 이 공간에는 적색, 녹색, 청색 형광체층(9)이 형성된다. 상기 배면 기판(5)에는 어드레스 신호를 인가받는 어드레스 전극(11)이 각각 형성된다. 상기 전면 기판(3)에는 상기 어드레스 전극(11)과 교차하는 방향으로 임의의 간격을 두고 하나의 방전 셀에 대하여 한쌍의 유지 전극을 형성하는 X 전극(13)과 Y 전극(15)이 다수로 형성된다. 상기 방전공간에는 Ne-Xe 또는 He-Xe 등의 방전가스가 봉입된다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에는 세 개의 전극이 설치되어 있으며, 형광체층(9)에는 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 패널이 균일하고 안정한 방전을 나타내기 위해서는 형광체의 표면 전위가 높아 고온의 기체상의 음이온이 형광체층에 고속으로 충돌하여야 한다. 형광체의 표면 전위가 높을수록 형광체와 음이온의 전위차가 커져 균일하고 안정된 발광 특성을 나타내는 플라즈마 방전을 구현할 수 있다. 이러한 형광체는 고체 분말 원료들을 혼합, 고온에서 소성하여 제조되고 있는데, 이렇게 제조 된 형광체의 조성 및 원료 특성에 따라 형광체의 표면 전위는 달라질 수가 있다.
특히 플라즈마 디스플레이 패널용으로 사용되는 Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체는 ZnO, SiO2, MnCO3의 고체 원료를 혼합하여 제조되는데 이때 중간 생성물이나 불균일한 조성비를 갖는 생성물이 형성되어, 적색 및 청색 형광체와는 달리 표면 전위가 음의 전하를 가진다.
이는 패널 내에서 형광체층 표면의 전위에 영향을 주어 실제 방전시 교류 플라즈마 디스플레이 구동의 특징인 리셋 방전시 벽전하를 쌓아주게 되는데 형광체층 표면 전위가 적색, 청색 형광체와는 달리 음의 전하를 띠게 되므로 표면에 축적되는 벽전하인 양이온들을 표면에서 흡수, 상쇄시켜 버림으로써 다음 어드레스 방전 기간에 방전을 위해 부가하는 어드레스 방전 전압을 상승시키는 결과를 초래하게 된다. 즉, 적색, 청색보다 낮은 표면 전위를 가져 높은 방전 전압이 필요하게 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 제2001-62387호에 Zn2SiO4:Mn과 YBO3:Tb를 혼합한 녹색 형광체가 기술되어 있다. 그러나 이 녹색 형광체는 색순도 및 수명이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 국내 특허 공개 제2000-60401호에는 산화마그네슘과 산화아연의 양전위를 띠는 물질을 Zn2SiO4와 혼합하는 내용이 기술되어 있다. 그러나 이 방법으로 제조된 형광체도 대전량을 높여 방전안정성은 개선할 수 있으나 색순도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 우수한 방전안정성을 가지면서도 색순도와 수명특성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 방전안정성을 가지면서도 색순도와 수명특성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlx Oy:Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 포함하는 코어 및 상기 형광체의 표면에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 코팅층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 녹색 형광체를 방전셀에 도포하여 형성된 녹색 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 박막으로 형성한 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된 LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체 입자를 포함하는 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된 LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1 구체예에 따르면, Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlx Oy:Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 포함하는 코어 및 상기 형광체의 표면에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 코팅층을 포함하는 녹색 형광체가 제공된다.
이중에서 Zn계열 형광체 코어 및 상기 형광체의 표면에 코팅된 Y계열 형광체층을 포함하는 녹색 형광체가 제공된다. 상기 Zn계열 형광체로는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속) 등이 사용될 수 있고, Y 계열 형광체로는 YBO3:Tb, (Y, Gd)BO3:Tb 등이 사용될 수 있다. 상기 형광체는 표면전위가 낮은 Zn계열 형광체를 형광체의 코어에 존재하게 하고 그 표면을 표면전위가 높은 Y계열 형광체로 코팅하여 이중층 구조를 가지게 함으로써 Zn계열 형광체의 휘도를 우수하게 유지하면서도 방전안정성과 수명 특성을 개선할 수 있다.
코어에 코팅된 형광체층은 진공 자외선(VUV)이 투과할 깊이의 두께를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 점을 고려하여 상기 형광체층의 두께는 약 1 - 100 nm 가 바람직하며, 2 - 50 nm 단분자층이 더 바람직하다. 형광체층의 평균 두께가 1 nm 미만인 경우에는 코팅효과가 작아서 코어에 있는 형광체를 보호하는데 문제가 있고 100 nm 을 초과하는 경우에는 진공자외선의 투과량이 작아서 코어에 있는 형광체의 특성이 거의 나타나지 않기 때문에 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 이중층 구조를 가지는 형광체는 코어 형광체 입자에 코팅층을 이루는 형광체를 증착하여 제조할 수 있다. 이러한 증착방법의 예로는 플라즈마 화학 기상 증착법(PVD), 화학 기상 증착법(CVD), 스퍼터링법, 전자 빔 증발법(electron beam evaporation), 진공 열 증발법(vaccum thermal evaporation), 레이저 어블레이션(laser ablation), 열 증발(thermal evaporation), 레이저 화학 기상 증착법, 젯트 기상 증착법 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 구체예에서는 이중층 구조를 가지는 녹색 형광체에 대하여만 기재되어 있으나 필요에 따라 두개 이상의 코팅층을 가지는 녹색 형광체도 제조될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 제2 구체예에 따르면, 상기 이중층 구조를 가지는 녹색 형광체를 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀에 도포하여 녹색 형광체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 상기 녹색 형광체를 바인더 수지가 용매에 용해된 비이클(vehicle)에 분산시켜 형광체 페이스트를 제조한다. 상기 형광체 페이스트 제조에 사용되는 바인더 수지와 용매의 예로는 하기 기재된 바와 같으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 바인더 수지로는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 셀룰로오스계 수지로서는, 예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 히드록시 메틸 셀룰로오스, 히드록시 에 틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 히드록시 에틸 프로필 셀룰로오스, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 아크릴계 수지로서는, 예를 들면, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 이소프로필 메타크릴레이트, 폴리 이소부틸 메타크릴레이트, 또는 메틸 메타 아크릴레이트, 에틸 메타 아크릴레이트, 프로필 메타 아크릴레이트, 부틸 메타 아크릴레이트, 헥실 메타 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타 아크릴레이트, 벤질 메타 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 메타 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타 아크릴레이트, 히드록시 부틸 메타 아크릴레이트, 페녹시 2-히드록시 프로필 메타 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트, 페녹시 2-히드록시 프로필 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 등과 같은 아크릴계 모노머의 공중합체, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 조성물은 소량의 무기 바인더를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 바인더 수지의 함량은 형광체 페이스트에 대하여 약 2 내지 약 8 중량% 정도로 할 수 있다.
상기 용매로서는 알콜계, 에테르계, 에스테르계 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve; BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate; BCA), 테르피네올(terpineol) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 용매의 함량이 너무 높거나 너무 낮으면 상기 조성물의 유동특성이 적절치 못하여 녹색 형광체층을 형성하는 공정이 용이하지 않게 될 수 있다. 이러한 점을 고려하여 상기 용매의 함량은 형광체 페이스트에 대하여 약 25 내지 약 75 중량% 정도로 할 수 있다.
상기 형광체 페이스트는 유동특성, 공정특성 등을 향상시키기 위하여 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면, 벤조페논 등과 같은 광증감제, 분산제, 실리콘계의 소포제, 평활제, 가소제, 산화방지제 등과 같은 다양한 첨가제가 단독, 또는 조합으로 사용될 수 있으며, 이들은 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상업적으로 입수할 수 있다.
본 발명의 제3 구체예에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 녹색 형광체층은 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 박막으로 형성한 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 제2 형광체층을 포함한다.
이중에서 방전셀에 Zn계열 형광체를 박막으로 형성한 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된 Y계열 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하 는 다중층 구조의 녹색 형광체층이 바람직하다. 상기 Zn계열 형광체로는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속) 등이 사용될 수 있고, Y계열 형광체로는 YBO3:Tb, (Y, Gd)BO3:Tb 등이 사용될 수 있다. 상기 형광체층은 표면전위가 낮은 Zn계열 형광체를 방전셀의 하부층에 포함하고 그 위에 표면전위가 높은 Y계열 형광체층을 박막으로 형성하여 다중층으로 형성하여 Zn계열 형광체의 휘도를 우수하게 유지하면서도 방전안정성과 수명 특성을 개선할 수 있다.
상기 제1 형광체층의 두께는 특별히 제한되지 않으며 통상의 두께로 형성할 수 있다. 상기 제2 형광체층은 진공 자외선(VUV)이 투과할 깊이의 두께를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 점을 고려하여 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm가 바람직하며, 10 - 50 nm가 더 바람직하다. 제2 형광체층의 두께가 10 nm 미만인 경우에는 코팅효과가 작아서 코어에 있는 형광체를 보호하는데 문제가 있고 100 nm를 초과하는 경우에는 진공자외선의 투과량이 작아서 코어에 있는 형광체의 특성이 거의 나타나지 않기 때문에 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 제3 구체예에 따른 박막 형광체층은 형광체를 증착하여 제조할 수 있다. 이러한 증착방법의 예로는 플라즈마 화학 기상 증착법(PVD), 화학 기상 증착법(CVD), 스퍼터링법, 전자 빔 증발법(electron beam evaporation), 진공 열 증발법(vaccum thermal evaporation), 레이저 어블레이션(laser ablation), 열 증발(thermal evaporation), 레이저 화학 기상 증착법, 젯트 기상 증착법 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제4 구체예에서는 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4 :Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlx Oy:Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체 입자를 도포하여 형성한 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3 :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 다중층 구조의 녹색 형광체층 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이중에서 방전셀에 Zn계열 형광체 입자를 도포하여 형성한 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 위에 형성된 Y계열 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 다중층 구조의 녹색 형광체층 구조를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 바람직하다. 상기 Zn계열 형광체로는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리토금속 계열) 등이 사용될 수 있고, Y계열 형광체로는 YBO3:Tb, (Y, Gd)BO3:Tb 등이 사용될 수 있다. 상기 형광체층은 표면전위가 낮은 Zn계열 형광체를 방전셀의 하부층에 포함하고 그 위에 표면전위가 높은 Y계열 형광체층을 박막으로 형성하여 다중층으로 형성하여 Zn계열 형광체의 휘도를 우수하게 유지하면서도 방전안정성과 수명 특성을 개선할 수 있다.
상기 제1 형광체층은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체를 포함하는 페이스트를 사용하여 형성되는 것으로 제2 구체예에서와 동일한 방법이 이용될 수 있다. 또한 제2 형광체층은 제3 구체예에서와 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 제1 형광체층의 두께는 특별히 제한되지 않으며 통상의 두께로 형성할 수 있다. 상기 제2 형광체층은 진공 자외선(VUV)이 투과할 깊이의 두께를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 점을 고려하여 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm가 바람직하며, 10 - 50 nm가 더 바람직하다. 제2 형광체층의 두께가 10 nm 미만인 경우에는 코팅효과가 작아서 코어에 있는 형광체를 보호하는데 문제가 있고 100 nm를 초과하는 경우에는 진공자외선의 투과량이 작아서 코어에 있는 형광체의 특성이 거의 나타나지 않기 때문에 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 제3 및 제4 구체예에서는 이중층 구조를 가지는 녹색 형광체층 구조에 대하여만 기재되어 있으나 필요에 따라 세개 이상의 층을 가지는 녹색 형광체층도 포함함은 물론이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
Zn2SiO4:Mn의 표면에 YBO3:Tb를 화학기상증착하여 약 5 nm의 두께의 코팅층을 가지는 녹색 형광체를 제조하였다. 산소 100 mTorr, Y 선구물질 5 mTorr, B 선구물질 5 mTorr, Tb선구물질 5 mTorr를 각각 동시에 주입하고 플라즈마(Plazma)를 이용해서 박막을 만들었다(PECVD법).
[실시예 2]
직경 4인치 YBO3:Tb를 타겟으로 하여 아르곤 분위기, 5 mTorr 압력, 300W RF 파워 하에서 10분간 증착하여 약 50 nm 두께의 코팅층을 Zn2SiO4:Mn의 표면에 형성하여 녹색 형광체를 제조하였다.
[실시예 3]
바인더로 에틸셀룰로오스를 부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매에 혼합한 후, 상기 실시예 1의 형광체를 첨가하여 형광체 페이스트를 제조하였다. 상기 제조된 형광체 페이스트를 방전셀에 도포한 후 소성하여 20 ㎛ 두께의 녹색 형광체층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[실시예 4]
Zn2SiO4:Mn를 방전셀에 플라즈마고용화학기상(PECVD) 증착하여 제1 형광체층 박막을 100 nm 두께로 형성하고 그 위에 YBO3:Tb를 화학기상 증착하여 제2 형광체층 박막을 5 nm 두께로 형성하여 녹색 형광체층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[실시예 5]
바인더로 에틸셀룰로오스를 부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매에 혼합한 후, 상기 Zn2SiO4:Mn의 형광체를 첨가하여 형광체 페이스트를 제조하였다. 상기 제조된 형광체 페이스트를 방전셀에 도포한 후 소성하여 20 ㎛ 두께의 제1 형광체층을 형성하였다. 그런 다음 YBO3:Tb를 화학기상 증착하여 5 nm두께로 제2 형광체층 박막을 형성하여 녹색 형광체층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[비교예 1]
녹색형광체로서 Zn2SiO4:Mn만을 사용하여 20 ㎛ 두께의 녹색 형광체층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[비교예 2]
녹색형광체로서 YBO3:Tb만을 사용하여 20 ㎛ 두께의 녹색형광체층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[비교예 3]
녹색형광체인 Zn2SiO4:Mn와 YBO3:Tb를 1:1의 중량비로 균일하게 혼합하여 20 ㎛ 두께의 녹색형광체층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
상기 실시예 3 내지 5와 비교예 1 내지 3의 플라즈마 디스플레이 패널의 녹색 형광체층 만을 점등한 후, 접촉식 휘도계 (CA-100)를 이용하여 상기 PDP에서 나오는 녹색광의 휘도를 측정하여 휘도유지율(수명)을 평가하였다. 또한 영구잔상을 색온도 변화크기로 측정하였으며, 특정시간동안 특정 패턴을 만들어서 가속에이징을 한 후 표시부와 비표시부의 색온도 및 휘도 차이를 평가하여 측정하였다. 보편적으로 색온도가 약 9000K일 경우 휘도차가 5 cd/m2 이상이고 색온도차가 300K이상일 경우 영구잔상이 보이며, 이때 나타나는 에이징 시간을 영구잔상 시간으로 평가한다. 상기 휘도유지율과 영구잔상 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
휘도유지율(%) 영구잔상
실시예 3 99%/200hr 100hr
실시예 4 99%/200hr 100hr
실시예 5 99%/200hr 100hr
비교예 1 94%/200hr 12hr
비교예 2 90%/200hr 6hr
비교예 3 88%/200hr 3hr
상기 표 1에 기재된 바와 같이 본 발명의 실시예 3 내지 5의 200시간 후의 휘도유지율이 비교예 1 내지 3에 비하여 5% 이상 우수한 것으로 나타났다. 또한 실시예 3 내지 5의 영구잔상이 비교예 1 내지 3에 비하여 8배 이상 개선된 것으로 나타났다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 다중층 구조를 가지는 형광체 또는 형광체층을 포함함으로써 휘도를 우수하게 유지할 뿐만 아니라 방전안정성, 색순도 및 수명특성을 개선할 수 있다.

Claims (25)

  1. Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy:Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 코어; 및
    상기 형광체의 표면에 형성된, LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 포함하는 코팅층
    을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  4. Zn계열 형광체 코어 및 상기 형광체의 표면에 코팅된 Y계열 형광체층를 포함 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 Zn계열 형광체는 Zn2SiO4:Mn 및 (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리토금속 계열)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 Y계열 형광체는 YBO3:Tb 및 (Y, Gd)BO3:Tb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 Y계열 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 Y계열 형광체층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 녹색 형광체를 방전셀에 도포하여 형성된 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy:Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제1 형광체층; 및
    상기 제1 형광체층 위에 형성된 LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 방전셀에 Zn계열 형광체를 박막으로 형성한 제1 형광체층; 및
    상기 제1 형광체층 위에 형성된 Y계열 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층
    을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서, 상기 Zn계열 형광체는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리토금속 계열)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제13항에 있어서, 상기 Y계열 형광체는 YBO3:Tb 및 (Y, Gd)BO3:Tb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 방전셀에 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·aAl2O3:Mn(a 는 1 내지 23의 정수), 및 MgAlxOy :Mn(x 는 1 내지 10의 정수, y 는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 적어도 하나의 선택되는 형광체 입자를 포함하는 제1 형광체층; 및
    상기 제1 형광체층 위에 형성된 LaMgAlxOy:Tb(x 는 1 내지 14의 정수, y 는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나이상 선택되는 희토류 원소), 및 (Y, Gd)BO3:Tb 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 방전셀에 Zn계열 형광체 입자를 포함하는 제1 형광체층; 및
    상기 제1 형광체층 위에 형성된 Y계열 형광체를 박막으로 형성한 제2 형광체층
    을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  22. 제21항에 있어서, 상기 Zn계열 형광체는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알 칼리토금속 계열)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  23. 제21항에 있어서, 상기 Y계열 형광체는 YBO3:Tb 및 (Y, Gd)BO3:Tb으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 플라즈마 디스플레이 패널.
  24. 제21항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 100 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제2 형광체층의 두께는 약 10 - 50 nm인 플라즈마 디스플레이 패널.
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