KR100612335B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판; b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치되며, X전극과 Y전극이 쌍을 이루는 다수의 방전유지 전극들; c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; 및 d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하며, 상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 수명특성이 우수하면서도, 종래의 휘도를 유지하는 장점이 있다.
바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체, 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체, 방전유지 전압,

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 모식적으로 나타낸 부분 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용되는 방전유지 전압 파형의 일 예이다.
도 3은 도 2에 도시된 방전유지전압 파형의 하나를 확대하여 모식적으로 나타낸 일 예이다.
도 4는 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 상대휘도를 나타낸 그래프이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수명특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 구동방법에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 전극 간에 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.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 형광 표시관(VFD)이나 전계 방출 디스플레이(FED)와 같은 다른 평판 디스플레이 장치와 마찬가지로, 임의의 거리를 두고 후면기판과 전면기판(편의상, 각각 제1기판과 제2기판이라 칭함)을 실질적으로 평행하게 배치하여 그 외관을 형성하고 있는 바, 이 때 상기 기판들은 그 사이 둘레를 따라 배치되는 접합재에 의해 접합됨으로써 진공상태의 방전셀을 형성하게 된다.
상기 진공상태의 방전셀 내에는 주 발광 기체인 Xe 등을 약 5 내지 12% 정도 포함하는 방전 기체가 주입되어, 기체 방전 현상을 일으킬 수 있도록 하고 있다.
한편, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 형광체는 적색, 녹색 및 청색 형광체를 사용하며, 플라즈마 디스플레이 패널의 개발 초기부터 사용되어 왔던 CRT 형광체나 형광등 등의 형광체 응용 제품에 사용되어 온 형광재료를 개량하는 방향으로 형광체에 관한 검토가 진행되어 왔다. 형광체가 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되기 위해서는 발광 휘도, 발광효율 및 색순도가 우수해야 하며, 잔광 시간이 짧아야 하고, 특히 열이나 자외선에 의한 형광체의 열화가 일어나지 않아야 한다.
현재 플라즈마 디스플레이 패널에 널리 사용되고 있는 청색 형광체로는 바륨마그네슘알루미네이트 계열 형광체가 있다. 그러나, 상기 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체는 방전이 지속적으로 일어나면서, 열화되는 특성을 가지며, 이 때문에 형광체의 수명 특성이 나빠지게 되고, 전체 패널의 수명을 저하시키는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 수명특성이 우수한 칼슘마그네슘실리케이트 계열 형광체에 대한 연구도 진행되어 왔으나, 칼슘마그네슘실리케이트 계열 형광체는 휘도 특성을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.
미국특허 제6,198,463호에는 오방전 확률을 낮추기 위하여, X전극과 Y전극의 유지방전 파형의 간격이 5 ㎱ ~ 0.3 ㎲으로 하는 구동방법이 기재되어 있으나, 구동 방법을 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 개선하고자 하는 연구는 아직까지 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수명특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 개선할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판; b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치되며, X전극과 Y전극이 쌍을 이루는 다수의 방전유지 전극들; c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; 및 d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하며, 상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트(BAM) 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트(CMS) 계열 청색형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전유지 전극인 X전극(또는 Y전극)에 인가된 방전유지 전압이 종료되는 시점(0 V)으로부터 Y전극(또는 X전극)에 방전유지 전압이 인가되는 시점(0 V)까지의 시간 간격 T가 -0.1 내지 -0.7 ㎲인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판, 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치되며 X전극과 Y전극이 쌍을 이루는 방전유지 전극들, 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽 및 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하며, 상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광 체를 포함한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 모식적으로 나타낸 부분 분해 사시도이다. 다만, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 도 1의 구조에만 한정되는 것은 아니다. 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. 이 때, 상기 청(B)색 형광체층(9)은 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체를 포함한다.
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. 상기 쌍을 이루는 방전유지 전극들(13) 중에서 임의의 어느 하나를 X전극이라 하고, 나머지 하나를 Y전극이라 한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 방전유지 전극(13)의 교차 지점이 방전 셀을 구성한다.
이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 방전유지 전극(13) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고, 다시 한 쌍의 방전유지 전극(X전극과 Y전극) 사이에 방전유지 전압(Vs)을 인가하면, 유지 방전시 발생 하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 전면 기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 청색 형광체층은 통상적인 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체를 포함하며, 바람직하게는 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu 또는 BaMgAl14O23:Eu 중에서 선택되는 1종 이상의 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색 형광체를 포함하고, 더 바람직하게는 BaMgAl10O17:Eu를 포함한다.
또한, 상기 청색 형광체층은 통상적인 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체를 함께 포함하며, 바람직하게는 CaMgSi2O6:Eu, Ca3MgSi2 O8:Eu 또는 Ca2MgSiO4:Eu 중에서 선택되는 1종 이상의 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체를 포함하고, 더 바람직하게는 CaMgSi2O6:Eu를 포함한다.
상기 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체는 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체에 비하여 우수한 수명 특성을 나타내는 반면에, 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체에 비하여 휘도 특성이 떨어지므로, 전체적인 청색형광체층의 수명특성과 휘도 특성을 동시에 만족시키기 위해서는 상기 두가지 청색형광체의 혼합비율을 최적화해야 한다.
상기 청색 형광체층에 포함되는 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체와 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체의 혼합비는 중량비로 3:7 내지 8:2인 것이 바람직하며, 4;6 내지 8:2인 것이 더 바람직하다. 상기 혼합비가 3:7 미만인 경우에는 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체만 사용한 경우보다 휘도가 낮아서 바람직하지 못하며, 상기 혼합비가 8:2를 초과하는 경우에는 영구잔상 특성이 나빠지므로 바람직하지 못하다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성을 개선하기 위해서는 방전 유지 전압의 인가 조건을 조절할 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용되는 방전유지 전압 파형의 일 예이며, 도 3은 상기 도 2에 도시된 방전유지전압 파형의 하나를 확대하여 모식적으로 나타낸 일 예이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용되는 방전유지 전압은 방전유지 전극의 X전극과 Y전극에 방전유지 전압이 교대로 인가되는 형태의 파형을 갖는다.
가장 바람직하기로는 하나의 전극에서 방전유지 전압이 종료되거나, 방전유지 전압이 인가되면, 전압의 종료 및 인가에 따른 전압 변화에 걸리는 시간이 0 초인 구형파(square wave)의 형태를 나타내야 하지만, 실제로는 상기 전압 변화에 약간의 시간이 소요되므로 도 3과 같은 사다리꼴의 파형을 나타내게 된다. 이 때, 하나의 파형에서 방전유지 전압(Vs)이 유지되는 시간(ts)은 0.3 내지 5 ㎲이며, 0V 전압이 유지되는 시간(t0)은 0.3 내지 5 ㎲이다. 또한, 상기 방전유지 전압(Vs)으로부터 0V에 이르기까지 걸리는 시간(toff)은 0 내지 2 ㎲ 이며, 0V에서 방전유지 전압(Vs)에 이르기까지 걸리는 시간(ton)은 0 내지 2 ㎲ 이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 방법으로는 패널의 X전극( 또는 Y전극)에 인가된 방전유지 전압이 종료되는 시점(0 V)으로부터 Y전극(또는 X전극)에 방전유지 전압이 인가되는 시점(0 V)까지의 시간 간격 T(이하 '시간 간격 T'라 함)가 -0.1 내지 -0.7 ㎲인 것이 바람직하다. 이 때, '-' 부호의 의미는 파형이 겹쳐지는 것을 의미한다.
상기 시간 간격 T가 -0.1 ㎲을 초과하거나, -0.7 ㎲ 미만인 경우에는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체만 사용한 플라즈마 디스플레이 패널의 경우보다 낮은 휘도를 나타내는 경우가 생길 수 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]
실시예 1
부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매 100 중량부에 대하여 바인더인 에틸셀룰로오스 6 중량부를 혼합하고, 청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 3:7의 중량비로 함께 혼합한 형광체 40 중량부를 혼합하여 형광체 슬러리를 제조하였다.
상기 제조된 형광체 슬러리를 격벽이 형성되어 있는 제1기판의 방전셀 내부에 도포하고, 상기 형광체 슬러리가 도포된 제1기판을 건조 및 소성시켜 청색 형광 체 층을 제조하였다.
또한, 동일한 방법으로 적색 및 녹색 방전셀에 각각 (Y,Gd)BO3:Eu와 ZnSiO4:Mn의 형광체층을 제조하였다.
상기 형광체층이 형성된 제1기판을 이용하여 패널을 조립, 봉착, 배기, 주입, 에이징 단계를 거침으로써, 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 2
청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 4:6의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 3
청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 5:5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 4
청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 6:4의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 5
청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 7:3의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 6
청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu와 CaMgSi2O6:Eu를 8:2의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
비교예 1
BaMgAl10O17:Eu 만을 청색형광체로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[시험예]
(시간 간격 T에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 변화)
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 도 3에 도시한 것과 같은 형태의 파형을 갖는 방전유지 전압을 인가하여 각 패널의 휘도를 측정하였다.
이 때, 상기 방전유지 전압(Vs)은 195V이며, 상기 파형의 방전유지 전압(Vs)이 유지되는 시간(ts)은 2 ㎲, 0V 전압이 유지되는 시간(t0)은 2.5 ㎲, 상기 방전유지 전압(Vs)으로부터 0V에 이르기까지 걸리는 시간(toff)은 0.25 ㎲, 0V에서 방전유지 전압(Vs)에 이르기까지 걸리는 시간(ton) 0.25 ㎲이다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 시간간격 T값을 0.1 에서 -0.8 ㎲까지 변화시키면서 0.1 ㎲ 단위로 측정하였으며, 각 시간간격 T에서 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널이 나타내는 휘도값을 100으로 보고, 이에 대한 상대값으로서 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 상대 휘도를 측정하였다. 상기 상대휘도의 측정 결과를 도 4에 도시하였다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널은 시간간격 T가 -0.1 내지 -0.7 ㎲인 범위 내에서 비교예 1에 따라 제조된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 우수한 휘도를 나타내는 것을 알 수 있다.
(플라즈마 디스플레이 패널의 수명특성)
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 의해 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여, 휘도유지율(1000hr)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이 때, 방전유지 전압의 인가 조건은 상기 휘도측정방법과 동일하며, 시간간격 T는 -0.2 ㎲로 하였다.
[표 1]
휘도유지율(1000hr)
실시예 1 83.1
실시예 2 89.8
실시예 3 92.2
실시예 4 91.1
실시예 5 91.6
실시예 6 96.8
비교예 1 82.0
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널은 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널보다 수명특성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 수명특성이 우수하면서도, 종래의 휘도를 유지하는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판;
    b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치되며, X전극과 Y전극이 쌍을 이루는 다수의 방전유지 전극들;
    c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽;
    d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하며,
    상기 청색 형광체층이 바륨마그네슘알루미네이트(BAM) 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트(CMS) 계열 청색형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체는 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu 및 BaMgAl 14O23:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 청색형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체는 CaMgSi2O6:Eu, Ca3MgSi2O8:Eu, Ca2MgSiO4:Eu 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 청색형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체와 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체의 혼합비는 3:7 내지 8:2인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 바륨마그네슘알루미네이트 계열 청색형광체와 칼슘마그네슘실리케이트 계열 청색형광체의 혼합비는 4:6 내지 8:2인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 방전유지 전극인 X전극(또는 Y전극)에 인가된 방전유지 전압이 종료되는 시점(0 V)으로부터 Y전극(또는 X전극)에 방전유지 전압이 인가되는 시점(0 V)까지의 시간 간격 T가 -0.1 내지 -0.7 ㎲인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판;
    b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치되며, X전극과 Y전극이 쌍을 이루는 다수의 방전유지 전극들;
    c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽;
    d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하며,
    상기 청색 형광체층이 바륨마그네슘알루미네이트(BAM) 계열 청색형광체 및 칼슘마그네슘실리케이트(CMS) 계열 청색형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에서,
    상기 방전유지 전극인 X전극(또는 Y전극)에 인가된 방전유지 전압이 종료되는 시점(0 V)으로부터 Y전극(또는 X전극)에 방전유지 전압이 인가되는 시점(0 V)까지의 시간 간격 T가 -0.1 내지 -0.7 ㎲인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
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