KR100612334B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판; b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치된 방전유지 전극들; c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; d) 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층; 및 e) 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체층에 형성된 흑화층을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 흑화재료를 포함하는 흑화층을 형광체층에 포함함으로써, 콘트라스트가 우수하고, 형광체층의 열화를 방지하여 영구잔상이 개선되고, 패널의 수명을 향상시키는 장점이 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 반사휘도, 흑화재료, 콘트라스트

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{PLASMA DISPLAY PANEL COMPRISING BLACKENING MATERIAL ON THE SURFACE OF PHOSPHOR LAYERS AND THE PREPARATING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2a는 플라즈마 디스플레이 패널 전체의 방전셀에 흑화층을 형성시킨 일 예를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 2b는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 중 일부에만 흑화층을 형성시킨 일 예를 나타내는 모식적 평면도이다.

도 3a는 하나의 방전셀 내에서 흑화층이 형광체층의 표면을 모두 덮으며 하나 이상의 층을 이루고 있는 일 예를 나타낸 모식적 단면도이다.

도 3b는 하나의 방전셀 내에서 흑화층이 형광체층의 표면을 일부만 덮으며 하나 이상의 층을 이루고 있는 일 예를 나타낸 모식적 단면도이다.

도 3c는 하나의 방전셀 내에서 흑화층이 형광체층의 표면을 일부만 덮으며 하나 이상의 층을 이루고 있는 일 예를 나타낸 모식적 단면도이다.

[산업상 이용분야]

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사휘도를 줄여 콘트라스트를 개선한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 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 표시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 후면기판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.

플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트는 형광체층에서 방출하는 가시광의 휘도와 외광(外光)의 반사로 인해 일어나는 반사휘도에 의하여 결정된다. 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체 입자는 발광하지 않은 상태에서 고유의 백색을 나타내며, 이처럼 발광되지 않은 형광체가 투명한 전면기판을 통해 외광에 노출되기 때문에 반사휘도가 크다. 이처럼 반사휘도가 커지게 되면 형광체층에서 방출하는 가시광과 외광의 반사광이 혼합되어 콘트라스트가 떨어지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 형광체층에 흑화재료를 포함하는 흑화층을 형성시킴으로써, 콘트라스트가 우수하고, 형광체층의 열화를 방지하여 영구잔상이 개선되며, 패널의 수명이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판; b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치된 방전유지 전극들; c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; d) 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층; 및 e) 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체층에 형성된 흑화층을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명은 또한, a) 어드레스 전극과 유전체층이 형성된 제1기판을 준비하고, 상기 유전체층 전면에 격벽을 형성시키는 단계; b) 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형광체층을 도포하고 건조하는 단계; c) 상기 형광체층 위에 흑화재료를 도포하여 흑화층을 형성하는 단계; 및 d) 상기 제1기판을 이용하여 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서 휘도라 함은 진공자외선에 의해 여기된 형광체에서 방출하는 가시광의 휘도를 말하고, 반사휘도라 함은 여기되지 않은 형광체에 의한 외광(外光)의 반사로 인해 발생하는 휘도를 말한다.

플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트는 형광체층에서 방출하는 가시광의 휘도와 외광의 반사로 인해 일어나는 반사휘도에 의하여 결정된다. 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널은 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 형광체가 도포된 형광체층을 포함하고 있다.

이들 형광체 입자는 진공자외선에 의해 여기된 상태에서는 각각 적색, 녹색, 및 청색의 빛을 발산하여 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구성하게 되지만, 여기되지 않은 상태에서는 백색에 가까운 고유색을 가진다. 따라서, 유지 방전시 발생하는 진공 자외선이 특정 부위의 형광체층을 여기시키는 경우에, 여기되지 않은 형광체층에서는 외광에 의한 반사가 일어나게 되고, 이러한 반사광이 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 콘트라스트를 떨어뜨리는 역할을 하게 된다.

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다. 도면을 참고하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 제1기판(1) 상에 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극들(3)이 형성되고, 어드레스 전극들(3)을 덮으면서 제1기판(1)의 전면에 유전체층(5)이 형성된다. 이 유전체층(5) 위로 각 어드레스 전극(3) 사이에 격벽(7)이 형성되며, 각각의 격벽(7) 사이에 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층(9)이 위치한다.

그리고, 제1기판(1)에 대향하는 제2기판(11)의 일면에는 어드레스 전극(3)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 한쌍의 투명 전극(13a)과 버스 전극(13b)으로 구성되는 방전유지 전극들(13)이 형성되고, 방전유지 전극들(13)을 덮으면서 제2기판(11) 전체에 투명 유전체층(15)과 보호막(17)이 위치한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 방전유지 전극(13)의 교차 지점이 방전셀을 구성하게 되며, 방전셀들은 방전 가스로 채워져 있다.

이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 방전유지 전극(13) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고, 다시 한쌍의 방전유지 전극(13) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하면, 유지 방전시 발생하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 전면 기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.

본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널에 포함되는 적색, 녹색, 및 청색 형광체층의 전부 또는 일부 표면층에 흑화재료를 포함하는 흑화층을 형성시킴으로써 외광에 의한 반사휘도를 줄이고, 전체적인 콘트라스트를 개선하였다.

본발명에서 흑화재료라 함은 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체보다 광반사율이 적은 재료를 말한다. 상기 흑화재료의 바람직한 예로는 MnO₂, Fe₂O₃ 또는 Cr₂O₃ 중에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 이처럼 광반사율이 낮은 흑화재료를 포함하는 흑화층이 형광체층의 표면에 존재하게 되면, 흑화층이 외광을 흡수하게 되어 형광체층에서 발생하는 반사휘도를 줄일 수 있게 된다.

상기 흑화층은 플라즈마 디스플레이 패널 전체의 방전셀에 형성될 수 있고, 필요에 따라서는 일부의 방전셀에만 선택적으로 형성될 수도 있다. 도 2a는 플라즈마 디스플레이 패널 전체의 방전셀에 흑화층이 형성된 일 예를 나타내는 모식적 평면도이며, 도 2b는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 중 일부에만 흑화층이 형 성된 일 예를 나타내는 모식적 평면도이다.

또한, 상기 흑화재료를 포함하는 흑화층은 하나의 방전셀 내에서 형광체층의 표면 전체를 덮으면서 하나 이상의 층을 형성하거나, 또는 형광체층의 표면 중 일부만을 덮으며 하나 이상의 층을 형성할 수 있다. 도 3a는 하나의 방전셀 내에서 흑화층이 형광체층의 표면을 모두 덮으며 하나 이상의 층을 이루고 있는 일 예를 나타낸 모식적 단면도이며, 도 3b와 도 3c는 하나의 방전셀 내에서 흑화층이 형광체층의 표면을 일부만 덮으며 하나 이상의 층을 이루고 있는 일 예를 나타낸 모식적 단면도이다.

하나의 방전셀 내에 포함될 수 있는 흑화층의 면적은 형광체층의 표면적을 기준으로 10 % 내지 100 %인 것이 바람직하며, 10 내지 50 %인 것이 더 바람직하다. 흑화층의 면적이 방전셀의 형광체층 표면적의 10%이상 되어야 반사휘도 개선의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 흑화층의 면적이 방전셀의 형광체층의 표면적에 대하여 100%인 경우에는 형광체 자체의 휘도가 약간 감소할 수는 있으나, 전체적인 휘도에는 크게 지장이 없으며, 반사휘도의 개선에 따른 콘트라스트 개선 효과가 우수하다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 진공자외선은 입자 상태로 도포된 형광체층에 대해서 최대 100 ㎛의 두께를 통과한다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층에 비형광체 흑화재료를 포함하는 흑화층이 형성되어 있다고 하더라도 형광체의 발광에는 큰 영향을 미치지 않는다.

방전셀에 포함되어 있는 형광체층에 있어서, 방전공간에 노출되는 제1형광체 입자 층이 전체 휘도에 기여하는 휘도기여율은 약 20 내지 30 %정도이며, 그보다 아래에 위치하는 제2 형광체 입자 층 이하의 휘도기여율이 약 70 내지 80 %정도이다. 따라서, 방전셀 내의 형광체층의 표면에 흑화층이 10 %면적으로 형성되어 있을 경우에 전체 형광체의 휘도는 2 내지 3%의 감소할 뿐이며, 흑화층이 100%면적에 대해 하나 이상의 층으로 형성되어 있는 경우에는 20 내지 30 %정도의 휘도 감소가 발생할 수 있다.

이처럼 흑화층이 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층 표면을 100 %로 덮으며 형성된 경우라도 형광체에 의한 가시광의 휘도 감소는 최대 20 내지 30%에 불과하며, 외광에 의한 반사휘도의 감소로 인한 콘트라스트가 증가하기 때문에 전체적으로는 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널보다 선명한 색상을 구현할 수 있다.

또한, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널은 방전시에 방전가스 이온이 형광체에 충돌할 경우에는 형광체의 열화가 발생하며, 이러한 열화는 영상의 표현시에 발광되었던 부분의 휘도가 낮아져 육안으로 관측되는 영구잔상을 나타내고, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 단축하는 결과를 가져온다. 그러나, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 흑화층을 포함하여 형광체의 열화를 방지하여 형광체를 보호하고, 영구잔상이 생기지 않도록 함으로써 패널의 수명을 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법과 동일한 방법으로 제조될 수 있으며, 다만, 방전셀 내에 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 형성시킨 후, 상기 형광체층의 위에 흑화재료를 도포하여 흑화층을 형성시키는 공정을 포함하여 제조될 수 있다.

보다 상세하게는 어드레스 전극과 유전체층이 형성된 제1기판을 준비하고, 상기 유전체층 전면에 격벽을 형성시킨다. 상기 격벽의 제조에 사용되는 재료와 격벽의 형태에 대해서는 크게 제한이 없으며, 통상적으로 사용되는 모유리 분말과 필러, 바인더 등을 이용하여 격벽을 형성함으로써 방전셀을 구획한다.

상기 격벽을 형성시킨 제1기판에는 상기 격벽에 의해 구획된 방전셀 이 존재하게 되며, 상기 방전셀 내에 각각 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 형광체를 도포하고 건조하여 형광체층을 형성시킨다.

상기 형광체층 위에 다시 흑화재료를 도포하여 흑화층을 형성시킨 후, 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 거침으로써, 플라즈마 디스플레이 패널을 제조한다.

이 때, 상기 흑화재료를 형광체층에 도포하여 흑화층을 형성하는 방법에는 크게 제한이 없으나, 바람직하게는 스프레이 도포, 증착, 인쇄, 또는 코팅의 방법으로 도포할 수 있으며, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 전체에 도포하거나, 필요에 따라서는 방전셀 중 일부에만 도포하여 흑화층을 형성할 수도 있다.

또한, 상기 흑화재료를 도포함에 있어서, 하나의 방전셀 내에서 형광체층의 표면 전체를 덮으면서 하나 이상의 층을 형성하도록 도포하거나, 또는 형광체층의 표면 중 일부만을 덮으며 하나 이상의 층을 형성하도록 도포할 수 있다.

하나의 방전셀 내에 도포할 수 있는 흑화층의 면적은 형광체층의 표면적을 기준으로 10 % 내지 100 %의 면적을 갖도록 할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 50 %의 면적을 갖도록 도포할 수 있다.

흑화층의 면적이 방전셀의 형광체층 표면적의 10%이상 되어야 반사휘도 개선의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 흑화층의 면적이 방전셀의 형광체층의 표면적에 대하여 100%인 경우에는 형광체 자체의 휘도가 약간 감소할 수는 있으나, 전체적인 휘도에는 크게 지장이 없으며, 반사휘도의 개선에 따른 콘트라스트 개선 효과가 우수하다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에 사용될 수 있는 흑화재료의 예로는 MnO₂, Fe₂O₃ 또는 Cr₂O₃ 중에서 선택되는 1종 이상이 있다.

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]

부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매 100 중량부에 대하여 바인더인 에틸셀룰로오스 6 중량부를 혼합하고, 청색 형광체인 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu를 혼합하여 형광체 슬러리를 제조하였다

상기 제조된 형광체 슬러리를 격벽이 형성되어 있는 제1기판의 방전셀 내부에 스크린인쇄법으로 도포하고, 상기 형광체 슬러리가 도포된 제1기판을 120 ℃에서 건조 및 소성시켜 청색 형광체 층을 제조하였다.

또한, 동일한 방법으로 적색 및 녹색 방전셀에 각각 (Y,Gd)BO₃:Eu와 ZnSiO₄:Mn의 형광체층을 제조하였다.

부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매에 흑화재료인 MnO₂를 첨가하여 슬러리를 제조한 후, 스프레이를 이용하여 상기 제조된 적색, 청℃서 건조 및 소성시켜 흑화층을 형성시켰다.

상기 형광체층과 흑화층이 형성된 제1기판을 이용하여 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 거침으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[실시예 2]

흑화재료를 플라즈마 디스플레이 패널 전체의 방전셀에 모두 도포되도록 하였으며, 각 방전셀에 있어서 형광체층 표면적의 10%의 면적으로 흑화층을 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[실시예 3]

흑화재료를 도 2b와 같은 형태로 플라즈마 디스플레이 패널 전체 방전셀 중 50 %에만 도포 하였으며, 각 방전셀에 있어서 형광체 표면의 100%를 모두 덮는 하나 이상의 층으로 흑화층을 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[실시예 4]

흑화재료를 도 2b와 같은 형태로 플라즈마 디스플레이 패널 전체 방전셀의 중 50 %에만 도포 하였으며, 각 방전셀에 있어서 형광체층 표면적의 10%의 면적으로 흑화층을 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[비교예 1]

흑화재료를 형광체층 위에 도포하지 아니한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 의해 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 반사휘도와 명잔상제거시간 및 휘도유지율을 측정하였다. 하기 표 1에 상기 방법으로 측정된 반사휘도, 명잔상 제거시간 및 휘도유지율을 정리하였다.

[표 1]

	반사휘도 (cd/m2)	PW휘도 (cd/m2)	휘도유지율 (%)
실시예 1	3	500	98%/500hr
실시예 2	10	1050	92%/500hr
실시예 3	7.5	850	96%/500hr
실시예 4	11	1130	91%/500hr
비교예 1	12	1200	90%/500hr

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널은 비교예 1의 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널에 비하여 반사휘도가 75% 감소하였으며, 휘도유지율이 우수한 것을 알 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 흑화재료를 형광체층 표면층에 도포함으로써, 콘트라스트가 우수하고, 형광체층의 열화를 방지하여 영구잔상이 개선되고, 패널의 수명을 향상시키는 장점이 있다.

Claims (8)

1. a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판;

   b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치된 방전유지 전극들;

   c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽;

   d) 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층; 및

   e) 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체층에 형성된 흑화층을 포함하며,

   상기 흑화층은 상기 형광체층 표면적의 10 내지 100%의 면적으로 형성되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 흑화층은 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체보다 반사율이 적은 흑화재료를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제2항에 있어서, 상기 흑화재료는 MnO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 삭제
5. a) 어드레스 전극과 유전체층이 형성된 제1기판을 준비하고, 상기 유전체층 전면에 격벽을 형성시키는 단계;

   b) 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형광체층을 도포하고 건조하는 단계;

   c) 상기 형광체층 위에 흑화재료를 도포하여 흑화층을 형성하는 단계; 및

   d) 상기 제1기판을 이용하여 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 포함하며,

   상기 흑화층을 형성하는 단계는 상기 흑화재료를 상기 형광체층 표면적의 10 내지 100%의 면적으로 도포하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 흑화층을 형성하는 단계는 상기 흑화재료를 스프레이 도포, 증착, 인쇄, 또는 코팅의 방법으로 도포하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 흑화재료는 MnO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
8. 삭제

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