KR100627349B1

KR100627349B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물 및이로부터 제조된 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR100627349B1
Application number: KR1020050041094A
Authority: KR
Inventors: 권승욱
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-09-25

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물 및 이로부터 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 상기 녹색 형광체 조성물은 Zn₂ _-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질 및 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함한다.

본 발명의 녹색 형광체 조성물은 플라즈마 디스플레이 패널에서 녹색 형광체의 잔광 특성, 휘도 특성 및 수명특성을 개선시킬 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 녹색형광체, 잔광, 휘도, 수명

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물 및 이로부터 제조된 플라즈마 디스플레이 패널{GREEN PHOSPHOR COMPOSITION FOR PLASMA DISPLAY PANEL AND PLASMA DISPLAY PANEL PREPARED FROM THE SAME}

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 나타낸 분해 사시도이다.

[산업상 이용 분야]

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물 및 이로부터 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잔광 특성, 휘도 특성 및 수명 특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물 및 이로부터 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

[종래 기술]

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, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.

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 제조된 형광체의 조성 및 원료 특성에 따라 형광체의 표면 전위는 달라질 수가 있다.

특히 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체로서 가장 널리 사용되고 있는 아연실리케이트계(Zn₂SiO₄:Mn) 녹색 형광체는 발광물질인 Mn의 농도에 의해 색순도, 휘도, 수명, 잔광 특성이 변한다. 상기 형광체의 Mn농도를 조절하여 잔광시간이 짧게 되면, 색순도 및 휘도, 수명에 불리하고, 잔광시간이 길게 되면 패널에서 잔광이 육안 관측되기 때문에 좋지 않다.

Zn₂SiO₄:Mn 녹색 형광체는 ZnO, SiO₂, MnCO₃의 고체 원료를 혼합하여 제조될 수 있는데 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 일반적인 플라즈마 디스플레이 구동의 리셋 방전 시에는 벽전하를 쌓아주게 되는데, 이때 표면에 축적되는 벽전하인 양이온들을 상기 녹색 형광체의 표면에서 흡수, 상쇄시켜 버리기 때문에 다음 어드레스 방전 기간에 방전을 위해 부가하는 어드레스 방전 전압을 상승시켜는 결과를 초래하게 된다. 즉, 녹색 형광체는 적색, 청색 형광체보다 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 이와 같이 YBO₃:Tb 형광체를 섞는 경우, 잔광시간이 길게 되므로, Zn₂SiO₄:Mn의 잔광시간을 줄여서 사용한다. 이렇게 잔광시간을 줄인 Zn₂SiO₄:Mn과 YBO₃: Tb의 혼합 형광체는 Zn₂SiO₄:Mn 단독으로 사용하는 경우보다 휘도, 수명, 색좌표 특성이 더 나빠진다.

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, Zn_2-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질에 YAG:Ce의 제2 형광물질을 혼합 또는 코팅하여 포함 함으로써, 잔광 특성, 휘도 특성 및 수명 특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 녹색 형광체 조성물을 포함하여 잔광 특성, 휘도 특성 및 수명 특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 제1 실시형태는 Zn_2-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질 및 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 제2 실시형태는 Zn_2-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질 및 상기 제1 형광물질 표면에 코팅된 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 제3 실시형태는 상기 제1 및 제2 실시형태의 녹색 형광체 조성물중 어느 하나를 방전셀에 도포하여 형성된 녹색 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체로 가장 널리 사용되고 있는 Zn₂ _-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)는 발광물질인 Mn의 농도에 따라 색순도, 휘도, 수명 및 잔광이 변한다. 보통 잔광을 짧게 하면 색순도, 휘도 및 수명에 불리하다. 그러나 잔광이 길게되면 패널에서 목시 관측이 가능하여 좋지 않다는 문제점이 있다.

이에 대해, 본 발명은 잔광이 길고 특성이 좋은 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임) 형광물질과 잔광이 짧은 YAG:Ce 형광체(cerium doped yttrium aluminum garnet)를 작은 입자형태로 하여 함께 사용함으로써 녹색 형광체의 잔광, 휘도 및 수명특성을 개선할 수 있었다.

즉, 본 발명의 바람직한 제1 실시형태에 따르면, Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질; 및 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물이 제공된다.

본 발명에서 사용되는 YAG:Ce 형광물질은 황록색 형광체로 잔광이 짧다는 장점이 있지만 색순도는 좋지 않다. 따라서 그 사용량을 작게 함으로써 플라즈마 디스플레이 패널에서 색순도 변화에 미치는 영향을 작게 할 수 있다.

상기 녹색 형광체 조성물은 바람직하게는 조성물 총 중량에 대하여 상기 제1 형광물질을 90 내지 99.9중량%, 보다 바람직하게는 92 내지 99중량%, 가장 바람직하게는 93 내지 97중량% 포함하며, 제2 형광물질을 0.1 내지 10중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 8중량%, 가장 바람직하게는 3 내지 7중량% 포함한다. 상기 함량 범위내에서는 잔광이 짧고 색순도가 좋은 형광체 특성을 얻을 수 있어 바람직하고, 상기 함량비 범위를 벗어날 경우 잔광이 길게 되어 적절치 않거나, 색순도의 악화가 나타나서 바람직하지 않다.

형광체층에서 잔광은 주로 형광체 표면물질 또는 상태에 의해서 영향을 받는다. 따라서, 본 발명에서의 YAG:Ce의 제2 형광물질은 제 1 형광물질의 입경보다 작 은 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 형광물질의 경우 1 내지 3㎛의 입자크기, 보다 바람직하게는 1.2 내지 2.4㎛의 입자크기를 가지며, 상기 제2 형광물질의 경우 10 내지 100nm의 입자 크기, 보다 바람직하게는 10 내지 70nm의 입자크기를 갖는다. 제1 형광물질과 제2 형광물질의 입자크기가 상기 범위내에서는 잔광개선효과를 충분히 나타내면서도 색순도를 악화시키지 않아 바람직하며, 상기 범위를 벗어날 경우, 특히 YAG:Ce 입자의 입경이 100nm 보다 큰 경우 잔광 개선효과는 좋으나 색순도가 악화 되고, YAG:Ce 입자의 입경이 10nm 보다 작을 경우 잔광 개선효과가 나타나지 않아서 바람직하지 않다.

또한, 상기 제1 형광물질의 잔광시간은 4 내지 27ms, 보다 바람직하게는 6 내지 21 ms 이고, 제2 형광물질의 잔광시간은 0.01 내지 1ms, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.9ms이다. 제2 형광물질의 잔광시간이 0.01ms보다 짧으면 휘도 특성이 악화되어 바람직하지 않으며, 1ms보다 큰 경우는 잔광 개선 효과가 미미해서 바람직하지 않다. 형광체의 잔광시간이 이 범위를 벗어날 경우, 혼합비 및 형광체의 입경을 변화시켜야 하는데, 이 경우 어느 한 형광체의 특성이 잘 나타나지 않게 된다. 따라서 혼합비와 입경비를 맞춘다면 위와 같이 잔광비를 맞추는 것이 바람직하다.

본 발명의 녹색 형광체 조성물은 바인더 및 용매를 더 포함할 수 있다.

상기 바인더와 용매의 예로는 하기 기재된 바와 같으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더로는 예를 들면, -(CH₂-CH₂-CH₂)n- 사슬을 갖는 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 에틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 히드록시 에틸 프로필 셀룰로오스, 니트로 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 형광체 조성물은 소량의 무기 바인더를 포함할 수도 있다. 상기 바인더 수지의 함량은 형광체 조성물에 대하여 약 2 내지 8 중량%로 사용 하는 것이 바람직하다.

상기 용매로서는 예를 들면, 형광체 조성물에 일반적으로 사용되는 알콜계, 에테르계, 에스테르계 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve: BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate: BCA), α-테르피네올(terpineol) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 부틸 카르비톨 아세테이트와 테르피네올(terpineol)의 혼합 용매이다. 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 조성물에 대하여 25 내지 75 중량%로 할 수 있다.

또한 본 발명의 녹색 형광체 조성물은 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, 이들 첨가제는 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상업적으로 입수할 수 있다.

상기 녹색형광체 조성물은 제1 형광물질과 제2 형광물질을 혼합한 후 바인더 수지가 용매에 용해된 비히클에 분산시켜 페이스트상으로 하고, 이를 밀링하여 제조한다. 상기 제1 형광물질과 상기 제2 형광물질의 혼합은 형광체 페이스트 제조시 밀링 단계전에 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명이 바람직한 제2 실시형태에 따르면, Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질; 및 상기 제1 형광물질 표면에 코팅된 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물이 제공된다.

상기 YAG:Ce의 제2 형광물질은 제1 형광물질 총 중량에 대하여 1000 내지 200000ppm의 농도로, 보다 바람직하게는 1000 내지 10000ppm의 농도로, 가장 바람직하게는 2300 내지 8700ppm의 농도로 형광체 파우더 제조시에 제1 형광물질 표면에 코팅된다. 상기 YAG:Ce의 제2 형광물질의 사용농도가 1000ppm 미만이면 형광체에 충분히 코팅되지 못해 바람직하지 않고, 200000ppm을 초과하면 너무 많은 코팅두께로 인하여 특성의 변화를 일으키기 때문에 바람직하지 않다.

상기 제1 형광물질 및 제2 형광물질은 앞서 제1 실시형태에서 기재된 바와 동일한 특성을 갖는다.

코팅방법은 통상적으로 사용되는 건식 또는 습식 코팅방식을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 닥터 블레이드법(doctor blade method), 침지법(dip method), 리버스롤법(reverse roll method), 다이렉트 롤법(direct roll method), 그라비아법(gravure method), 압출성형법(extrusion method), 브러쉬법 등과 같은 습식 코팅법; 또는 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 등의 건식 코팅법을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 형광물질의 코팅층 두께는 30 내지 300nm, 보다 바람직하게는 50 내지 100nm인 것이 바람직하다. 제2 형광물질의 코팅층 두께가 상기 범위 내에서는 제1 형광물질의 휘도 감소를 적게 하여 제2 형광물질로 인한 색순도 악화를 방지하고 최적의 잔광 개선 효과를 얻을 수 있게 되어 바람직하고 상기 범위를 벗어날 경우 잔광 개선효과를 얻지 못하거나, 너무 두꺼운 코팅으로 인해 휘도 감소 및 색순도 악화를 일으키게 되어 바람직하지 않다.

또한, 상기 녹색 형광체 조성물은 제2 형광물질이 제1 형광물질 표면에 코팅되어 형성된 형광체외에도 앞서 설명된 바와 같이 용매, 바인더 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 녹색 형광체 조성물은 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질에 YAG:Ce의 제2 형광물질을 혼합 또는 코팅하여 포함함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널에서 녹색 형광체의 잔광을 10ms 이하로 유지할 수 있을 뿐더러 휘도 특성 및 수명특성을 10% 이상으로 개선시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 제3 실시형태에 따르면, 상기 제1 및 제2 실시형태에서의 녹색 형광체 조성물중 어느 하나를 방전셀에 도포하여 형성된 녹색 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.

보다 상세하게는 상기 녹색 형광체 조성물을 바인더 수지가 용매에 용해된 비이클(vehicle)에 분산시켜 페이스트상으로 하여 통상의 코팅방식을 사용하여 디 스플레이 패널의 방전 셀에 도포한다.

상기 형광체 조성물은 앞서 설명된 제1 또는 제2 실시형태에서 기재된 바와 동일하다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 형광체층 및 기타 구성 요소의 다양한 제조방법과 구조는 이미 잘 알려져 있고, 알려진 것 중 어떠한 것이라도 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 나타낸 분해 사시도이다. 다만, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 도 1의 구조에만 한정되는 것은 아니다. 도면을 참고하면, 본 발명의 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 녹색 형광체층(9)은 본 발명의 녹색 형광체 조성물중 어느 하나를 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 표시 전극들(13)이 형성되고, 방전유지 전극들(13)을 덮으면서 제2기판(11) 전체에 투명 유전체층(15)과 보호막(17)이 위치한다. 상기 쌍을 이루는 표시 전극들(13) 중에서 임의의 어느 하나를 유지전극(X전극)이라 하고, 나머지 하나 를 주사전극(Y전극)이라 한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 표시 전극(13)의 교차 지점이 방전 셀을 구성한다.

이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 표시 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 발생하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 전면 기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1 내지 3)

제1 형광물질 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄에 제2 형광물질인 YAG:Ce를 혼합하여 형광체 파우더를 얻었다. 제1 형광물질 및 제2 형광물질의 사용량은 하기 표 1에 기재된 바와 동일하다.

에틸 셀룰로오스 5.7중량%가 부틸 카비톨 아세테이트와 α-테르피네올의 30:70 혼합용매 54.3중량%에 용해된 비이클에 상기 형광체 파우더 40중량%를 분산시켜 형광체 페이스트 2000g를 제조하였다. 제조된 형광체 페이스트를 밀링하고 도 1에 도시된 격벽 사이에 스크린 인쇄한 후 500 ℃ 에서 소성하여 형광체층을 형성하고 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다.

(실시예 4 내지 6)

YAG:Ce를 타겟으로 하여 아르곤 분위기, 5mTorr 압력, 300W RF 파워 하에서 증착하여 제1 형광물질인 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄를 제2 형광물질인 YAG:Ce로 코팅하였다. 제1 형광물질의 종류 및 제2 형광물질의 코팅양은 하기 표 1에 기재된 바와 동일하다.

YAG:Ce가 코팅된 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄의 형광체 파우더 40%를 에틸 셀룰로오스 5.7%가 부틸 카비톨 아세테이트와 부틸 카비톨 아세테이트와 α-테르피네올 30:70의 혼합용매 54.3%중량에 용해된 비히클에 분산시켜 형광체 페이스트 2000g를 제조하였다. 그런 다음 형광체 페이스트를 도 1에 도시된 격벽 사이에 스크린 인쇄한 후 500 ℃ 에서 소성하여 형광체층을 형성하고 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다.

(비교예 1 내지 6)

에틸 셀룰로오스 5.7%가 부틸 카비톨 아세테이트와 α-테르피네올의 30:70 혼합용매 54.3%중량에 용해된 비히클에 녹색 형광물질 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ 40%를 분산시켜 형광체 페이스트 2000g를 제조하였다. 비교예 1 내지 6에서 사용된 녹색 형광물질의 종류 및 함량은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.

그런 다음 형광체 페이스트를 도 1에 도시된 격벽 사이에 스크린 인쇄한 후 500℃ 에서 소성하여 형광체층을 형성하고 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다.

	제1 형광물질		제2 형광물질
	종류	사용량 (중량%)	종류	사용량 (중량%)
실시예 1	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.09≤x<0.10)	38.5	YAG:Ce	1.5
실시예 2	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.10≤x<0.11)	36.5	YAG:Ce	3.5
실시예 3	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.11≤x<0.12)	34	YAG:Ce	6
실시예 4	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.09≤x<0.10)	38.5	YAG:Ce	1.5
실시예 5	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.10≤x<0.11)	37	YAG:Ce	3
실시예 6	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.11≤x<0.12)	35.5	YAG:Ce	4.5
비교예 1	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (x < 0.09)	40	-	-
비교예 2	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.09≤x<0.10)	40	-	-
비교예 3	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.10≤x<0.11)	40	-	-
비교예 4	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.11≤x<0.12)	40	-	-
비교예 5	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.12≤x<0.13)	40	-	-
비교예 6	Zn₂ _- _xMn_xSiO₄ (0.13≤x)	40	-	-

상기 실시예 및 비교예에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 녹색 형광체층 만을 점등한 후, 접촉식 휘도계(CA-100+, 도시바 케미컬사제)를 이용하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 나오는 녹색광의 색좌표, 휘도, 수명 및 잔광을 각각 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

하기 표 2에서 상대휘도는 비교예 5의 녹색 형광체 휘도를 100%로 환산하였을 때의 휘도값을 나타낸다.

패널 수명이란 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 백색(White) 발광(적색, 녹색 및 청색이 모두 발광하는 상태)을 100IRE로 방전을 시킨후 100hr 경과시의 패널의 초기 휘도를 100%라고 했을 때의 휘도 유지율을 말한다.

또한 형광체의 수명은 방전관을 이용하여 측정하였다. 방전관은 Xe 가스 5%, 500Torr 분위기의 가스를 지름 5cm되는 유리(Glass)관에 넣고, 관 양단에 X,Y 전극을 만든 후 두 전극에 교류전압을 가해서 Xe 가스가 방전되면 유리관 내부에 진공자외선(VUV)과 이온들이 생성되는 장치이다. 형광체는 페이스트로 제조된 후 섭씨 450℃로 3시간 가열하여 유기용제 및 바인더를 제거하고, 순수 형광체 파우더만을 Kr Lamp로 초기휘도를 측정하였다. 그 뒤 이 형광체를 방전관 안에 넣고 방전관을 방전을 일어나게 해서, 50hr동안 VUV와 이온 스퍼터링에 의해 열화되게 한 후, Kr Lamp로 형광체 발광 휘도를 측정하여 초기 휘도 대비 휘도 유지율을 나타내었다.

	색좌표 x	색좌표 y	상대휘도 (%)	수명 (%)	잔광(ms)
실시예 1	0.249	0.698	114	88	10.2
실시예 2	0.252	0.695	110	88	8.9
실시예 3	0.256	0.691	106	87	7.8
실시예 4	0.240	0.701	116	90	11.3
실시예 5	0.244	0.692	111	88	9.3
실시예 6	0.253	0.690	107	87	8.7
비교예 1	0.219	0.713	121	92	21
비교예 2	0.225	0.709	114	88	16
비교예 3	0.232	0.704	108	84	13
비교예 4	0.238	0.700	104	78	11
비교예 5	0.244	0.698	100	72	9
비교예 6	0.251	0.694	93	68	6

표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우 휘도특성 및 수명특성은 좋으나, 잔광이 너무 길고, 비교예 5 및 6의 경우 잔광은 짧으나, 휘도와 수명특성이 좋지 않다.

그러나, 실시예 2, 3, 5 및 6에서와 같이 YAG:Ce의 형광물질을 함께 사용하면 색좌표에 있어서 약간의 변화가 일어나나, 이는 목시에 가장 가까운 UCS 좌표로 보았을 때의 아주 작은 변화이므로 실제 목시적인 구분은 불가능하다고 할 수 있으며, 이로부터 YAG:Ce의 형광물질 사용에 따른 패널 특성 악화는 없음을 알 수 있다. 또한 YAG:Ce의 혼합 및 코팅 처리가 이루어진 경우 잔광이 10ms 보다 작아 목시로 관측이 불가능하였다. 또 잔광이 긴 Zn계열 형광물질의 휘도, 수명특성을 그대로 나타내어 휘도에서는 약 10%정도, 수명에서는 10%이상의 개선효과를 나타내었다.

YAG:Ce 사용량 및 코팅량이 본 발명의 함량범위를 벗어난 실시예 1 및 4의 경우, 그 효과가 떨어짐을 확인할 수 있었다.

또한, 혼합과 코팅의 방법을 비교해보면 혼합의 경우가 잔광감소에 더 효과가 좋았다, 이는 혼합 방법이 코팅 방법에 비해 더 많은 YAG:Ce를 사용하기 때문이다.

본 발명의 녹색 형광체 조성물은 Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질에 YAG:Ce의 제2 형광물질을 혼합 또는 코팅하여 포함함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널에서 녹색 형광체의 잔광 특성, 휘도 특성 및 수명특성을 개선시킬 수 있다.

Claims

Zn₂ _- _xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질; 및

YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 녹색 형광체 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 제1 형광물질을 90 내지 99.9중량%, 상기 제2 형광물질을 0.1 내지 10중량% 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 형광물질은 1 내지 3㎛의 입자크기를 가지고, 상기 제2 형광물질은 10 내지 100nm의 입자 크기를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 형광물질은 4 내지 27ms의 잔광시간을 가지고, 상기 제2 형광물질은 0.01 내지 1ms의 잔광시간을 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
Zn_2-xMn_xSiO₄(x 는 0.1 내지 0.5임)의 제1 형광물질; 및

상기 제1 형광물질 표면에 코팅된 YAG:Ce의 제2 형광물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 제2 형광물질은 제1 형광물질 총 중량에 대하여 1000 내지 200000ppm의 농도로 제1 형광물질 표면에 코팅되는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 형광물질은 1 내지 3㎛의 입자크기를 가지고, 상기 제2 형광물질은 10 내지 100nm의 입자 크기를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 형광물질은 4 내지 27ms의 잔광시간을 가지고, 상기 제2 형광물질은 0.01 내지 1ms의 잔광시간을 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
제 5 항에 있어서, 상기 제2 형광물질은 30 내지 300nm의 두께로 제1 형광물질 표면에 코팅되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 조성물.
적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 녹색 형광체층은 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 녹색 형광체 조성물을 도포하여 형성되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.