KR101053884B1 - 형광체층 형성용 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

형광체층 형성용 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함한 형광체층 형성용 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법이 제공된다.
형광체층 형성용 조성물

Description

형광체층 형성용 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 및 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 {Composition for preparing a phosphor layer, plasma display panel and method for preparing the same}
형광체층 형성용 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법으로서, 보다 구체적으로는, 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함한 형광체층 형성용 조성물, 형광체 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함한 형광체층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법이 제공된다.
디스플레이 장치는 스스로 빛을 내는 자발광형 디스플레이와 별도의 램프를 사용하는 비자발광형 디스플레이로 구분된다. 비자발광형 디스플레이로 액정 디스플레이 장치(LCD)가 있으며, 자발광형 디스플레이로 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 음극선관(CRT), 유기 발광 디스플레이 장치(OLED) 등이 있다.
이러한 자발광형 디스플레이에는 필수적으로 형광체가 사용되게 되는데, 형광체는 크게 빛발광형(PL), 음극선 발광형(CL), 전계발광형(EL)로 분류될 수 있으며, 자발광형 디스플레이 장치로 최근 주목 받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 빛발광형 형광체를 사용한다.
상기 형광체는 형광체층에 포함되어 플라즈마 디스플레이 패널에 포함될 수 있다. 이러한 형광체층은, 형광체층 형성용 조성물을 준비한 다음, 이를 소정 영역에 공급한 후, 열처리함으로써, 형성될 수 있다.
상기 형광체층 형성용 조성물의 열처리시, 고온으로 인한 형광체 열화가 발생할 수 있는 바, 이의 해결이 요구된다.
이를 위하여, 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함한 형광체층 형성용 조성물이 제공된다.
또한, 서로 대향된 제1기판과 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이의 방전 공간에 배치된 형광체층, 상기 방전 공간에 방전을 일으키도록 전압을 인가하는 방전 전극 및 상기 방전 공간에 주입된 방전 가스를 포함하고, 상기 형광체층은 형광체; 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
나아가, 상술한 바와 같은 형광체층 형성용 조성물을 제공하는 단계, 상기 형광체층 형성용 조성물을 제1기판과 제2기판 사이의 방전 공간에 공급하는 단계, 및 상기 공급된 형광체층 형성용 조성물을 열처리하여, 상기 방전 공간에 형광체층을 형성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이 제공된다.
상술한 바와 같은 형광체층 형성용 조성물은 활성 탄소 성분을 포함하는 바, 형광체층 형성용 조성물의 열처리 시 형광체의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 형광체 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함한 형광체층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은 우수한 특성을 가질 수 있다.
상기 형광체층 형성용 조성물은, 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함할 수 있다.
상기 형광체는 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층에 포함될 수 있는 통상의 형광체로서, 통상의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체를 모두 사용할 수 있다. 이 중에서도 특히, 고온에서 상대적으로 불안정한 녹색 형광체, 보다 구체적으로는 중심파장 530nm 대의 녹색 형광체 및/또는 청색 형광체, 보다 구체적으로는 중심 파장 430nm 내지 470nm 대의 청색 형광체(예를 들면, BAM계 청색 형광체, CMS계 청색 형광체)를 사용할 수 있다.
상기 형광체는 0.5㎛ 내지 5.0㎛, 바람직하게는 1.6㎛ 내지 2.8㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 상기 형광체 입자의 평균 입경이 0.5㎛ 이상이면 우수한 발광 특성을 얻을 수 있고, 상기 형광체 입자의 평균 입경이 5.0㎛ 이하이면 형광체층 형성용 조성물의 공급시, 예를 들면, 노즐 막힘 현상 등이 방지될 수 있어, 평탄한 형광체층 표면을 실질적으로 얻을 수 있다.
상기 형광체의 비제한적인 예로서, 적색 형광체로는, 예를 들면, Y(V,P)O4:Eu 형광체, Y2O3:Eu 형광체 및 (Y,Gd)BO3:Eu 형광체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 녹색 형광체로는, 예를 들면, LaPO4:Ce,Tb 형광체, ZnGa2O4:Mn 형광체, ReBO3:Tb (이 중, Re는 1 이상의 희토류계 원소임) 형광 체 및 Zn2SiO4:Mn 형광체 BaMgAl10O17:Eu,Mn로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 청색 형광체로는, 예를 들면, BaMgAl10O17:Eu 형광체, BaMgAl14O23:Eu 형광체, BaMg2Al16O27:Eu 형광체 및 CaMgSi2O6:Eu 형광체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 바인더는 형광체층 형성용 조성물에 적합한 점도를 부여하며, 형광체층 형성용 조성물을 소정 영역에 공급할 때, 평탄한 막이 형성될 수 있도록 형광체를 감싸는 역할을 한다. 상기 바인더는 예를 들면, 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지로 이루어진 군 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 셀룰로오스계 수지로서는, 예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 히드록시 메틸 셀룰로오스, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 히드록시 에틸 프로필 셀룰로오스, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 또한, 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 아크 릴레이트, 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 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 바인더의 함량은 상기 형광체 100중량부 당 5중량부 내지 25중량부, 바람직하게는 7중량부 내지 20중량부일 수 있다. 상기 바인더의 함량이 상기 형광체 100중량부 당 5 중량부 이상일 경우, 인쇄에 적합한 충분한 점도를 얻을 수 있고, 상기 바인더의 함량이 상기 형광체 100중량부 당 25중량부 이하일 경우, 형광체층 형성용 조성물의 열처리 후 바인더로부터 유래된 잔탄이 실질적으로 잔류하지 않을 수 있다.
상기 용매는 형광체층 형성용 조성물에 적합한 흐름성을 부여하며, 형광체를 분산시키는 역할과 바인더를 용해시키는 역할을 한다. 상기 용매는 구체적으로, 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve : BC), 터피네올, 부틸 카비톨, 부틸 카비톨 아세테이트, 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용매의 함량은 상기 형광체 100중량부 당 90중량부 내지 250중량부, 바람직하게는 100중량부 내지 230중량부일 수 있다. 상기 용매의 함량이 상기 형광체 100중량부 당 90중량부 이상일 경우, 형광체층 형성용 조성물의 분산성이 실질적으로 저하되지 않을 수 있고, 상기 용매의 함량이 상기 형광체 100중량부 당 250 중량부 이하일 경우, 형광체층 형성에 적합한 형광체층 형성용 조성물의 점도를 얻을 수 있다.
상기 활성 탄소 성분은 형광체층 형성용 조성물의 열처리시 형광체를 환원시켜 형광체 열화를 방지하는 역할을 한다.
상기 활성 탄소 성분은 활성 탄소 및 부가 성분으로 이루어질 수 있다.
본 명세서 중 "활성 탄소 탄소"란 무정형 탄소로 이루어진 탄소계 물질을 가리킨다.
본 명세서 중 "부가 성분" 이란 상기 "활성 탄소"와 함께 필연적으로 공존하는 각종 성분을 가리키는 것으로서 "활성 탄소 성분" 중 "활성 탄소"를 제외한 나머지 성분들을 가리키는 것으로 해석될 수 있다. 상기 부가 성분은, 예를 들면 상기 활성 탄소 제조를 위한 원료(예를 들면, 목재, 톱밥, 야자열매 껍질, 리그닌, 아탄, 갈탄, 토탄, 활성화 석탄 등) 중의 불순물로부터 유래하는 각종 성분(실리콘, 알루미늄, 철, 실리카, 알루미나, 철 산화물, 염소 등)일 수 있다. 상기 부가 성분은, 활성 탄소 제조 또는 합성을 위한 원료, 제조 또는 합성 공정 등에 따라 상이할 수 있는 것으로서, 다양한 활성 탄소에 따른 부가 성분은 당업자에게 용이하게 이해될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서 중 "활성 탄고 성분"이란 상술한 바와 같은 "활성 탄소" 및 "부가성분"의 조합을 가리킨다.
상기 형광체층 형성용 조성물의 열처리시 형광체의 환원은, 활성 탄소 성분 중 활성 탄소에 의하여 실질적으로 이루어질 수 있다.
상기 활성 탄소 성분 중 활성 탄소는 다양한 공지의 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 활성 탄소는 구형 입자, 무정형 입자, 다공성 입자, 섬유, 혼(horn), 판상 등의 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 활성 탄소의 예로서, 탄소 입자, 카본나노튜브, 카본나노혼, 플러렌 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 활성 탄소가 구형 입자의 형태를 가질 경우, 상기 구형 입자의 평균 입경은 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
상기 활성 탄소 성분 중 부가 성분은 금속, 금속 산화물, 금속 염화물 또는 할로겐 원소일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 부가 성분은, 실리콘, 알루미늄, 철, 실리카, 알루미나, Fe2O3, AlCl3, FeCl3 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 부가 성분의 함량은, 상기 활성 탄소 성분 100중량부 당 0.1중량부 내지 5중량부, 바람직하게는 0.1중량부 내지 3중량부일 수 있다. 상기 부가 성분의 함량이 상기 활성 탄소 성분 100중량부 당 5중량부 초과일 경우, 활성 탄소 정제에 과다한 비용 및 시간이 소요되어야 하므로 경제성이 떨어지며, 상기 부가 성분의 함량이 상기 활성 탄소 성분 100중량부 당 0.1중량부를 미만일 경우, 활성 탄소의 함량이 상대적으로 낮아져 형광체층 형성용 조성물의 열처리시 형광체의 열화를 효과적으로 방지하지 못할 수 있다.
상기 활성 탄소 성분의 함량은, 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 10중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 13중량% 내지 16중량%일 수 있다. 상기 활성 탄소 성분의 함량이 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 10중량% 미만일 경우, 형광체층 형성용 조성물의 열처리시 형광체 열화가 효과적으로 방지되지 않을 수 있고, 상기 활성 탄소 성분의 함량이 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 20중량%를 초과할 경우, 형광체층 형성용 조성물 열처리 후 활성 탄소 성분이 오히려 잔탄으로서 잔류하게 될 수 있다. 이 경우, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전효율이 저하될 수 있다.
상기 형광체층 형성용 조성물은, 상술한 바와 같은 형광체, 바인더, 용매 및활성 탄소 성분 외에도, 벤조페논 등과 같은 광증감제, 소포제, 분산제, 가소제, 평활제, 산화방지제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 소포제 또는 분산제로는 실리콘 폴리에스테르 수지 등을 이용할 수 있으며, 상기 가소제로는 프탈레이트계 화합물, 예를 들면 디옥틸 프탈레이트 2-에틸헥실 프탈레이트, 디이소노닐 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디이소데실 프탈레이트 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상술한 바와 같은 형광체층 형성용 조성물을 제공하는 단계, 상기 형광체층 형성용 조성물을 제1기판과 제2기판 사이의 방전 공간에 공급하는 단계 및 상기 공급된 형광체층 형성용 조성물을 열처리하여, 상기 방전 공간에 형광체층을 형성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이 제공될 수 있다.
먼저, 상술한 바와 같은 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함한 형광체층 형성용 조성물을 제공한다. 이 때, 형광체층 형성용 조성물의 점도는 15000cps 내지 23000cps, 바람직하게는 17000cps 내지 21000cps일 수 있다. 형광체층 형성용 조성물의 점도가 상기 범위를 만족할 경우, 상기 조성물 공급시 인쇄성이 향상될 수 있어 정밀한 패턴의 형광층을 형성할 수 있다.
이후, 상기 형광체층 형성용 조성물을 제1기판과 제2기판 사이의 방전 공간의 소정 영역에 공급한다. 여기서, 상기 "제1기판", "제2기판" 및 "방전 공간"이란, 플라즈마 디스플레이 패널에 구비된 2개의 기판 및 그 사이에 형성된 방전 공간을 가리키는 것으로서, 후술하는 도 1 및 이에 대한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있는 것이다. "제1기판과 제2기판 사이의 방전 공간의 소정 영역"이란 형광체층이 형성될 영역으로서, 이 역시 후술하는 도 1 및 이에 대한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있는 것이다.
상기 형광체층 형성용 조성물의 공급 방법으로는 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 디스펜서 장치, 잉크젯 프린팅법 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 형광체층 형성용 조성물은 포함된 형광체에 따라(즉, 형광체가 적색, 녹색 및 청색 중 어느 것으로 발광하는지에 따라), R, G 및 B로 패터닝되는 방식으로 공급될 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 형광체층 형성용 조성물을 공급한 후에는, 이를 열처리하여, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이의 방전 공간에 형광체층을 형성한다. 여기서, 상기 열처리 조건은 바인더 등의 소성을 위하여 대기 분위기일 수 있고, 상기 열처리 온도는 400℃ 내지 600℃, 바람직하게는 480℃ 내지 550℃일 수 있으며, 열처리 시간은 30분 내지 4시간일 수 있다. 한편, 상기 열처리 전에 150℃ 내지 220℃의 온도 범위에서 형광체층 형성용 조성물을 미리 건조시켜 용매의 일부 이상을 제거할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
상기 형광체 형성용 조성물은 활성 탄소 성분을 포함하는 바, 고온 하에서 단시간에 소성되어도 형광체 열화가 방지될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체 형성용 조성물은 형광체층 형성을 위하여, 500℃에서 1시간 동안 소성될 수 있으나, 이와는 별개로, 550℃에서 30분 동안 소성될 수도 있다. 후자의 경우, 상대적으로 고온의 온도에서 소성되므로 잔탄량 감소를 기대할 수 있으며, 제조 비용 및 시간이 절감되는 이점을 얻을 수 있어, 플라즈마 디스플레이 패널의 생산성 향상에 기여할 수 있다.
또한, 서로 대항된 제1기판과 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이의 방전 공간에 배치된 형광체층, 상기 방전 공간에 방전을 일으키도록 전압을 인가하는 방전 전극 및 상기 방전 공간에 주입된 방전 가스를 포함하고, 상기 형광체층은 형광체; 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
상기 형광체층은, 형광체 외에도, 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함한다. 여기서, 형광체 및 활성 탄소 성분에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은, 보다 구체적으로, 상기 활성 탄소 성분을 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열처리시켜 얻은 결과물 일 수 있다. 상기 온도 범위는 전술한 바와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 중 형광체층 형성용 조성물의 열처리 온도 범위와 유사한 것이다.
상기 활성 탄소 성분은 전술한 바와 같이 활성 탄소 및 부가 성분으로 이루어져 있을 수 있는데, 활성 탄소는 탄소계 물질이므로, 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열처리되면, 타서(즉, 대기 중의 O2와 결합하여 CO2의 형태로) 제거된다. 따라서, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은 활성 탄소 성분에 포함되어 있던 부가 성분으로부터 유래된 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은, 활성 탄소 성분에 포함된 부가 성분 중 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서의 열처리에서도 타지 않고 잔류하는 물질이거나, 상기 열처리에 의한 부가 성분의 변형물(예를 들면, 부가 성분이 금속일 경우, 열처리에 의하여 금속 산화물로 변형될 수 있음)일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은, 금속 산화물 및금속 염화물 중 하나 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은, 실리카, 알루미나, Fe2O3, 철 염화물(FeCl3) 및 알루미늄 염화물(AlCl3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 형광체층 중 활성 탄소 성분의 열처리 결과물의 함량은, 상기 형광체 100중량부 당 0.5중량부 내지 15중량부, 바람직하게는 2중량부 내지 12중량부일 수 있다. 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물의 함량은 사용한 활성 탄소 성분의 함량 및 사용한 활성 탄소에 포함된 부가 성분의 함량에 따라 결정될 수 있다.
한편, 상기 형광체층은 상술한 바와 같은 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함한 형광체층 형성용 조성물을 열처리함으로써 얻은 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 형광체층은 상기 형광체층 형성용 조성물을 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열처리함으로써 얻은 것일 수 있다.
상술한 바와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 일 구현예는 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널은 제1패널(110)과 제2패널(120)을 구비한다.
도 1 중, 제1패널(110)은 제1기판(111), 상기 제1기판의 배면(111a)에 형성된 Y전극(112)과 X전극(113)을 구비한 유지전극쌍(114)들, 상기 유지전극쌍(114)들을 덮는 제1유전체층(115) 및 상기 제1유전체층(115)을 덮는 보호막(116)을 구비한다. 상기 Y전극(112)과 X전극(113) 각각은 ITO 등으로 형성된 투명전극(112b, 113b)과 도전성 좋은 금속으로 형성된 버스전극(112a, 113a)을 구비한다.
한편, 제2패널(120)은 제2기판(121), 상기 제2기판(121)의 전면(121a)에 상기 유지전극쌍(114)과 교차하도록 형성된 어드레스 전극들(122), 상기 어드레스 전극들(122)을 덮는 제2유전체층(123) 및 상기 제2유전체층(123) 상에 배치된 격벽(124)을 포함한다.
상기 제1패널(110)과 제2패널(120)이 결합하면, 격벽(124)의 하부는 제2유전체층(123)과 접하고, 격벽(124)의 상부는 제1유전체층(115)과 접하게 된다. 따라서, 격벽(124)은 제1기판(111)과 제2기판(121) 사이의 방전 공간을 구획하여 복수 의 방전셀(126)들을 형성하도록 한다. 본 구현예에서 격벽(124)은 매트릭스 형태로 배치되므로, 상기 방전셀(126)은 직사각형 모양을 갖는다.
여기서, 방전 공간에 방전을 일으키도록 전압을 인가하는 방전 전극이란, 유지전극쌍(114) 및 어드레스전극(122)를 모두 포함하는 것으로 넓게 해석될 수 있다.
상기 방전셀(126) 내부에는 형광체층(125)이 형성된다. 상기 형광체층(125)는 형광체 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다. 상기 형광체층(125)에 포함된 형광체는 활성 탄소 성분에 의하여 형광체층 형성시 수반되는 열처리 하에서도 실질적으로 열화되지 않을 수 있는 바, 상기 형광체층(125)을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은 장수명 특성을 가질 수 있다.
상기 발광셀(126)의 내부에는 방전가스가 충전된다. 상기 방전가스는 예를 들어 Xe이 5% 내지 10% 포함된 Ne-Xe 혼합가스일 수 있으며, 필요에 따라서 Ne의 적어도 일부가 He으로 대체될 수도 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 도 1을 참조하여 설명하였으나, 이의 구조는 도 1에 도시된 바에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
[실시예]
실시예 1
Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체 100중량부 당 바인더 15중량부, Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체 100중량부 당 용매 150중량부, 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 활성 탄소 성분 5중량%를 혼합하고, 이를 페이스트 전용 교반기를 이용하여 교반하여, 19000cps 내지 21000cps의 점도를 갖는 녹색 형광체층 형성용 조성물을 제조하였다. 여기서, 상기 바인더로는 Dow Chemical사로부터 입수가능한 에틸 셀룰로오스를 사용하고, 상기 용매로는 7:3의 부피비로 혼합된 터피네올과 부틸카비톨아세테이트의 혼합물을 사용하였으며, 상기 활성 탄소 성분으로는 한독카본 사로부터 시판되는 활성 탄소 성분을 사용하였다. 상기 활성 탄소 성분은 활성 탄소로서 구형 탄소 입자(평균 입경은 7㎛임)를 포함하고, 부가 성분으로서는 0.15중량%의 Fe2O3(활성 탄소 성분을 100중량%로 함) 및 0.25중량%의 Cl(활성 탄소 성분을 100중량%로 함)을 포함하는 것이다.
한편, Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체 대신 BaMgAl10O17:Eu 청색 형광체를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 녹색 형광체층 형성용 조성물과 동일한 방법으로 청색 형광체층 형성용 조성물을 제조하였다.
한편, 두께 2mm의 글라스재 기판 위에 사진식각법을 이용하여 구리로 이루어진 어드레스 전극을 형성하였다. 상기 어드레스 전극을 PbO 글라스로 피복하여 20㎛ 두께의 제2유전체층을 형성하였다. 그리고 나서 상기 제2유전체층 상부의 녹색 발광셀 및 청색 발광셀 내측에 상기 녹색 형광체층 형성용 조성물 및 청색 형광체 층 형성용 조성물을 각각 디스펜서 장치를 사용하여 분사하였다. 토출 압력은 상기 조성물에 대하여 제2유전체로부터 약 100㎛ 정도를 나타내는 압력으로 정하였다. 도포된 상기 조성물을 초기 100℃에서 15분간 건조시킨 후, 50℃씩 증가할 때 마다 15분씩 각 온도에서 유지하였다. 이렇게 온도를 천천히 상승시켜 500℃의 온도에서 1시간 30분간 대기 분위기 하에서 열처리하여 녹색 형광체층 및 청색 형광체층을 형성함으로써, 제2기판을 완성하였다.
그 다음으로, 두께 2mm의 글라스재 기판 위에 사진식각법을 이용하여 구리로 이루어진 버스 전극을 형성하였다. 상기 버스 전극을 PbO 글라스로 피복하여 20㎛ 두께의 제1유전체층을 형성하였다. 그리고 나서, 상기 제1유전체층 상부에 MgO 보호막 형성하여, 제1기판을 완성하였다.
상기의 제2기판과 상기 제1기판을 130㎛을 두고 마주보게 하여 셀을 만들고, 이 셀 내부에 방전 가스로서 네온 36% 및 크세논 13%의 헬륨 51%의 혼합가스를 주입하여 42인치 SD급 V3 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
상기 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 Fe2O3 및 금속 염화물의 함량을 EDS(Hitachi社 "S-4800") 및 ICP(Horiba社 Jobin Yvon "ULTIMA2C") 장치를 이용하여 분석한 결과, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 공히, 형광체층 100중량부 당 0.75중량부의 Fe2O3 및 1.25중량부의 금속 염화물을 포함함을 확인하였다.
실시예 2
활성 탄소 성분의 함량을 녹색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 및 청색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 각각 10중량%로 조정하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
상기 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 Fe2O3 및 금속 염화물의 함량을 상기 실시예 1에서 사용한 동일한 장치를 이용하여 분석한 결과, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 공히, 형광체층 100중량부 당 1.50중량부의 Fe2O3 및 2.50중량부의 금속 염화물을 포함함을 확인하였다.
실시예 3
활성 탄소 성분의 함량을 녹색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 및 청색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 각각 15중량%로 조정하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
상기 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 Fe2O3 및 금속 염화물의 함량을 상기 실시예 1에서 사용한 장치와 동일한 장치를 이용하여 분석한 결과, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 공히, 형광체층 100중량부 당 2.25중량부의 Fe2O3 및 3.75중량부의 금속 염화물을 포함함을 확인하였다.
실시예 4
활성 탄소 성분의 함량을 녹색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 및 청색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 각각 20중량%로 조정하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
상기 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 Fe2O3 및 금속 염화물의 함량을 상기 실시예 1에서 사용한 장치와 동일한 장치를 이용하여 분석한 결과, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 공히, 형광체층 100중량부 당 3.00중량부의 Fe2O3 및 5.00중량부의 금속 염화물을 포함함을 확인하였다.
실시예 5
활성 탄소 성분의 함량을 녹색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 및 청색 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 각각 30중량%로 조정하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
상기 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 Fe2O3 및 금속 염화물의 함량을 상기 실시예 1에서 사용한 장치와 동일한 장치를 이용하여 분석한 결과, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 공히, 형광체층 100중량부 당 4.50중량부의 Fe2O3 및 7.50중량부의 금속 염화물을 포함함을 확인하였다.
비교예
활성 탄소 성분을 첨가하지 않았다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1 과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
평가예
상기 비교예 및 실시예 1 내지 5로부터 제작된 패널에 대하여 수명 특성, 즉 휘도유지율을 평가하였다. 먼저, 비교예로부터 제작된 플라즈마 디스플레이 패널의 녹색 발광 및 청색 발광에 대한 초기 휘도를 10-5torr의 진공 챔버를 구비한 Darsa system에서 Kr-램프를 구비한 스펙트로메터(Kr-lamp spectrometer)를 이용하여 측정한 다음, 500시간 동안 1% 윈도우 화이트(window white) 가속 에이징(aging)(@500칸델라)한 후의 녹색 발광 및 청색 발광에 대한 휘도를 재측정하여, 이로부터 녹색 발광 및 청색 발광 각각에 대한 휘도유지율을 계산하였다. 이를 실시예 1 내지 5로부터 제작된 패널 각각에 대하여도 반복하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
실시예 번호 형광체층 형성용 조성물 중 활성 탄소 성분의 함량1 (중량%) 형광체층 중 Fe2O3의 함량2 (중량부) 형광체층 중 금속 염화물의 함량3 (중량부) 녹색 형광체층의 휘도유지율4
(%)
청색 형광체층의 휘도유지율5
(%)
비교예 0 0 0 82.6 77.5
실시예 1 5 0.75 1.25 85.4 80.2
실시예 2 10 1.50 2.50 89.7 87.0
실시예 3 15 2.25 3.75 95.0 93.3
실시예 4 20 3.00 5.00 91.3 86.8
실시예 5 30 4.50 7.50 84.2 78.4
1 : 녹색 형광체층 형성용 조성물 및 청색 형광체층 형성용 조성물 모두에 해당되는 것이며, 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당의 함량(중량%)임
2, 3 : 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 모두에 해당되는 것이며, 형광체층 100중량부 당의 함량(중량부)임
4, 5 : 각 형광체층에 대하여, 500시간 에이징 후 휘도/초기 휘도 x 100(%)로 계산된 것임
상기 표 1에 따르면, 실시예 1 내지 5로부터 제작된 플라즈마 디스플레이 패널은 비교예로부터 제작된 플라즈마 디스플레이 패널보다 우수한 휘도유지율을 가짐을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 사시도이다.

Claims (16)

  1. 형광체, 바인더, 용매 및 활성 탄소 성분을 포함하고, 상기 활성 탄소 성분이 활성 탄소 및 부가 성분으로 이루어지며, 상기 부가 성분이 금속 염화물 및 염소(Cl)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부가 성분이 금속 및 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함한 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 활성 탄소가 구형 입자, 무정형 입자, 다공성 입자, 섬유, 혼(horn) 또는 판상의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 염화물이 FeCl3 및 AlCl3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성 탄소 성분의 함량이, 형광체층 형성용 조성물 100중량% 당 10중량% 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 형광체가 중심파장 530nm 대의 녹색 형광체 및 중심파장 430nm 내지 470nm 대의 청색 형광체 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 금속 성분이 실리콘, 알루미늄 및 철로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 상기 금속 산화물이 실리카, 알루미나 및 Fe2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 형광체층 형성용 조성물.
  8. 서로 대항된 제1기판과 제2기판;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이의 방전 공간에 배치된 형광체층;
    상기 방전 공간에 방전을 일으키도록 전압을 인가하는 방전 전극; 및
    상기 방전 공간에 주입된 방전 가스;
    를 포함하고,
    상기 형광체층은 형광체; 및 활성 탄소 성분의 열처리 결과물을 포함하고, 상기 활성 탄소 성분이 활성 탄소 및 부가 성분으로 이루어지며, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물은 상기 부가 성분으로부터 유래되며, 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물이 금속 염화물을 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물이, 상기 활성 탄소 성분을 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도에서 열처리시켜 얻은 결과물인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물이 금속 산화물을 더 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 금속 염화물이 철 염화물(FeCl3) 및 알루미늄 염화물(AlCl3)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 금속 산화물이 알루미나 및 Fe2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 형광체층 중 상기 활성 탄소 성분의 열처리 결과물의 함량은, 상기 형광체 100중량부 당 0.5중량부 내지 15중량부인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 형광체가 중심파장 530nm 대의 녹색 형광체 및 중심파장 430nm 내지 470nm 대의 청색 형광체 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 형광체층이 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 형광체층 형성용 조성물을 열처리함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 형광체층 형성용 조성물을 제공하는 단계;
    상기 형광체층 형성용 조성물을 제1기판과 제2기판 사이의 방전 공간에 공급하는 단계; 및
    상기 공급된 형광체층 형성용 조성물을 대기 분위기 하 400℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열처리하여, 상기 방전 공간에 형광체층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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