KR100614041B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전공간이 형성되도록 평행하게 위치하며, 적어도 상부기판이 투명한 한쌍의 기판; 상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 하부기판에 설치된 격벽; 및 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내부에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 구비하고, 상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체와 녹색 형광체를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체의 휘도특성을 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 전체 휘도를 개선할 수 있는 장점이 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 청색 형광체, BAM, 녹색형광체, 휘도

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 녹색 형광체의 함량 변화에 따른 청색 형광체층의 휘도 및 효율 특성을 나타낸 그래프이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바륨마그네슘알루미네이트(BAM)계 청색 형광체의 휘도특성을 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 전체 휘도가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래기술]
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 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.
상기와 같은 형광체는 적용되는 기기가 노출되는 광원의 파장대에서 여기하는 특성을 갖는 것으로 선택되어야 하며, 각 적용 기기에 알맞는 전류포화특성, 열화특성, 휘도, 색순도, 잔광특성, 고전류밀도하에서의 저항력 및 기타 물성이 바람직하게 갖추어져야 한다.
이러한 조건을 고려할 때, 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체로는 여기광이 147nm 또는 172nm인 광원에 의해 발광하는 바륨마그네슘알루미네이트계의 청색 형광체가 주로 사용되고 있다.
이러한 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체의 대표적인 예로서 BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27:Eu, BaMgAl14 O23:Eu 등을 들 수 있으며, 이중 수명특성면에서 볼 때 가장 바람직한 것은 BaMgAl10O17:Eu이다. 이러한 통상의 플라즈마 디스플레이 패널용 청색 형광체는 x=0.150±0.005, y=0.076±0.01 수준 (측정기기: DARSA, PSI 제품)의 색좌표를 나타낸다.
그러나, 상기 청색 형광체는 플라즈마 디스플레이 패널 방전시 청색 형광체의 y색좌표가 0.02 정도 상승한다는 문제점을 가지고 있다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널은 방전에 의해 발광하는 데 이 방전 효과 때문에 y색좌표가 상승하는 것이다. 예를 들면, 카세이(Kasei) 사의 형광체의 경우 y색좌표가 0.08 정도인데 플라 즈마 디스플레이 패널 방전시는 y색좌표가 0.10 정도로 되고, 그 결과 청색 형광체의 색특성을 저하시키게 된다.
색좌표 값은 형광체의 총량에 대하여 통상 3 중량% 정도인 부활제(Eu)의 첨가량을 제어함으로써 조절되는데, 특히 색좌표의 y값을 상기와 같은 바람직한 수준으로 유지시키기 위해서는 일반적으로 부활제의 첨가량을 감소시키는 방법이 사용된다. 그러나, 부활제의 첨가량을 감소시키면 발광원으로부터 공급되는 에너지로는 충분히 여기되지 않는 문제점이 있다. 즉, 충분한 양의 부활제를 포함하지 않은 형광체 형성용 조성물은 베이킹시 열안정성이 떨어지기 때문에 그로부터 형성되는 형광체의 휘도가 저하되는 것을 막을 수 없게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체의 휘도특성을 개선함으로써, 전체적으로 휘도가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 방전공간이 형성되도록 평행하게 위치하며, 적어도 상부기판이 투명한 한쌍의 기판; 상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 하부기판에 설치된 격벽; 및 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내부에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 구비하고, 상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트(BAM)계 청색 형광체와 녹색 형광체를 함께 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
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 방전 셀을 구성하게 되며, 방전 셀들은 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 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 청색광의 휘도 특성을 개선하기 위하여, 청색 형광체 픽셀에 상기 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체와 녹색 형 광체를 물리적으로 혼합한 것을 청색형광체층에 사용한다.
일반적으로, 적색, 청색, 녹색 형광체 중에서는 청색 형광체가 가장 낮은 휘도 특성을 나타내며, 녹색 형광체가 가장 우수한 휘도 특성을 나타낸다.
따라서, 휘도특성이 우수한 녹색 형광체를 청색 형광체로 가장 널리쓰이는 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체와 혼합하여 청색 형광체층을 형성시킴으로써, 효율은 약간 감소하지만, 상기 효율 감소분에 비해 휘도가 비약적으로 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체의 예로는 BaxMgAl10O17:Eu 1-x(0.99≤x≤1), BaMgAl10O17:Eu, BaMg2Al16O27 :Eu, BaMgAl14O23:Eu 등을 들 수 있으며, 이중에서도 BaMgAl10O17:Eu가 바람직하다. 청색 형광체로서 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체 이외에 다른 청색 형광체를 본 발명에 적용하여 사용하는 경우에는 효율특성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다.
상기 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체와 혼합되는 상기 녹색 형광체의 예로는 ZnSiO4:Mn, YBO3:Tb, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알카리 토금속류), (Ba,Sr,Mg)OㆍaAl2O3:Mn(a는 1 내지 23의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x는 1 내지 14의 정수, y는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb (Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하나 이상의 희토류), MgAlxOy:Mn(x는 1 내지 10의 정수, y는 1 내지 30의 정수)등이 있으며, 이들 중에서 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이 중에서도 바람직하게는 ZnSiO4:Mn를 사용할 수 있다.
상기 청색 형광체층에 함께 포함되는 녹색 형광체는 상기 청색 형광체층을 형성하는 형광체의 혼합 중량에 대하여 30 중량%이하인 것이 바람직하고, 1 내지 30 중량%인 것이 더 바람직하며, 5 내지 25 중량%인 것이 가장 바람직하다. 상기 녹색형광체의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에는 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 청색 형광체층은 통상적인 형광체층 형성 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체와 녹색형광체를 상기 함량비에 맞게 정량한 후, 유기용제 및 바인더와 함께 혼합하여 형광체 슬러리를 제조한다. 이렇게 제조된 형광체 슬러리를 하부기판의 방전셀 내부에 인쇄한 후, 이를 건조 및 소성시킴으로써 형광체층을 제조할 수 있다.
상기 형광체 슬러리의 제조에 사용되는 유기용제로는 통상적으로 형광체 슬러리 제조에 사용되는 유기용제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 부틸카비톨아세테이트와 터르피네올의 혼합용제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 바인더로는 통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층 형성에 사용되는 바인더를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에틸셀룰로오스, 또는 니트로셀룰로오스 등과 같이 지방족 사슬을 갖는 폴리머와 이 폴리머를 용해시키는 유기용제 등으로 구성된 혼합 유기바인더를 사용할 수 있다. 유기용제와 바인더의 함량은 필요에 따라 조절할 수 있으며, 통상적으로 바인더의 함량은 형광체 중량에 대하여 2 내지 8 중량%의 비율로 첨가된다.
상기와 같이 제조된 형광체 슬러리는 통상적인 형광체층 형성방법에 의해 하부기판의 방전셀 내에 도포될 수 있으며, 바람직하게는 스크린인쇄법, 오프셋(off-set) 인쇄법, 잉크젯(ink-jet)인쇄법 또는 디스펜서법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 형광체 슬러리가 도포된 하부기판을 건조, 소성함으로써 하부기판의 방전공간 내에 형광체층이 형성된다.
상기와 같이 형성된 형광체층을 갖는 하부기판을 이용하여, 통상의 방법으로 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 거침으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 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.
[비교예 1]
부틸카르비톨아세테이트와 테르피네올의 중량비 3:7 혼합용매 250 중량부에 대하여 바인더인 에틸셀룰로오스 6 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물에 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체인 Ba0.99MgAl10O17:Eu0.01를 혼합하여 형광체 슬러리를 제조하였다.
상기 제조된 형광체 슬러리를 스크린인쇄법에 의하여 하부기판의 방전셀 내부에 도포하고, 상기 형광체 슬러리가 도포된 하부기판을 120 ℃에서 건조 및 소성 시켜 청색 형광체 층을 제조하였다.
또한, 동일한 방법으로 적색 및 녹색 픽셀에 각각 (Y,Gd)BO3:Eu와 ZnSiO4:Mn의 형광체층을 제조하였으며, 상기 청색, 녹색, 및 적색 형광체층이 형성된 하부기판을 이용하여 통상의 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[실시예 1 내지 6]
하기 표 1에 나타내낸 함량비로 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체인 Ba0.99MgAl10O17:Eu0.01와 녹색형광체인 ZnSiO4:Mn를 혼합하여 형광체 슬러리를 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
상기 비교예 1 및 실시예 1 내지 6에 대하여 녹색 형광체의 함량에 따른 휘도 및 효율(휘도/y색좌표)의 변화를 측정하여 도 2에 나타내었다. 도 2에서 휘도 및 효율은 비교예 1의 값을 기준으로 한 상대적인 %값으로 나타내었다.
[표 1]
Ba0.5MgAl10O17:Eu0.5 함량 (중량%) ZnSiO4:Mn 함량 (중량%)
비교예 1 100 0
실시예 1 95 5
실시예 2 90 10
실시예 3 85 15
실시예 4 80 20
실시예 5 75 25
실시예 6 70 30
도 2에서 보는 바와 같이 녹색형광체의 함량이 늘어나면서, 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 감소하기 시작하지만, 효율이 10 % 가량 감소한 실시예 5의 경우에 휘도는 비교예 1에 대해 200 % 이상 증가하며, 효율이 20 % 가량 감소한 실시 예 6의 경우는 300 % 이상 증가한 것을 알 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체의 휘도특성을 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 전체 휘도를 개선할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 방전공간이 형성되도록 평행하게 위치하며, 적어도 상부기판이 투명한 한쌍의 기판;
    상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 하부기판에 설치된 격벽; 및
    상기 격벽으로 구획된 방전셀 내부에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 구비하고,
    상기 청색 형광체층은 바륨마그네슘알루미네이트(BAM)계 청색 형광체와 녹색 형광체를 함께 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바륨마그네슘알루미네이트계 청색 형광체는 BaxMgAl10O17:Eu1-x(0.99≤x≤1), BaMgAl10O17 :Eu, BaMg2Al16O27:Eu, 및 BaMgAl14O23:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 청색 형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 청색 형광체층에 함께 포함되는 녹색 형광체는 ZnSiO4:Mn, YBO3:Tb, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알카리 토금속류), (Ba,Sr,Mg)OㆍaAl2O3:Mn(a는 1 내지 23의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x는 1 내지 14의 정수, y는 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb (Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하 나 이상의 희토류), 및 MgAlxOy:Mn(x는 1 내지 10의 정수, y는 1 내지 30의 정수)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 녹색형광체인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 청색 형광체층에 함께 포함되는 녹색 형광체는 상기 청색 형광체층을 형성하는 형광체의 혼합 중량에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 청색 형광체층에 함께 포함되는 녹색 형광체는 상기 청색 형광체층을 형성하는 형광체의 혼합 중량에 대하여 5 내지 25 중량%로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
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