KR20030031147A - 수명 동안에 감소된 색 변화를 갖는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

플라즈마 디스플레이 패널 또는 고부하 형광 램프가 될 수 있는 디스플레이 장치는 UV 조사의 적어도 몇몇 파장을 발생시킬 수 있는 매체를 포함하는 공동, 반투명한 유리 바디(12)를 포함한다. 다수의 인광체는 유리 바디(12)의 내부 표면상에 배치되며, 다수의 인광체는 UV 조사에 노출시 가시광선을 방사한다. 다수의 인광체중 적어도 하나는 UV 조사의 몇몇 파장중 적어도 하나에 장기간 노출시 열화되기 쉽다. 열화되기 쉬운 다수의 인광체중 적어도 하나가 제 1층(16)을 형성하기 위하여 유리 바디의 내부 표면(14)에 인접하게 설치되고, 다수의 인광체중 잔류물은 제 2층(18)을 형성하기 위하여 제 1층 상에 배치되며, 제 2층은 UV 조사에 노출시 장기간 열화되지 않는다. 다른 실시예에서, 알루미나 층(20)은 우선 유리의 내부 표면(14)에 제공되며, 상기 알루미나 상에 제 1 인광체(22)가 제공된다.

Description

수명 동안에 감소된 색 변화를 갖는 디스플레이 장치 {DISPLAY DEVICE HAVING REDUCED COLOR SHIFT DURING LIFE}

미국 특허 제 5,834,905호에 도시된 바와 같이, 무전극 램프는 수은 증기와 버퍼 가스를 함유하며, 유리 바디의 내부 표면상에 코팅된 인광체를 갖는 공동 유리 엔벨로프(hollow glass envelope)를 사용한다. 인광체는 가시 스펙트럼의 상이한 부분에서 방사 스펙트럼을 가지며, 백색광을 방사하기 위해 혼합된 3가지 물질의 대체로 동일한 혼합물이다. 이러한 램프의 바람직한 형태에서, 상기 혼합물은 3가지 인광체 즉, 적색을 방사하는 Y₂O₃:Eu³⁺, 녹색을 방사하는 (Ce, Tb)MgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺, Tb³⁺및 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺또는 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺중 선택된 청색 방사인광체를 포함한다. 이러한 램프들은 매우 오랜 수명 즉, 약 100,000 시간용으로 설계된다. 이러한 램프의 긴 수명은 방사된 스펙트럼 내에서 색 변화(color shift)를 포함한 문제들이 발생한다. 이러한 색 변화는 수명 동안에 램프 인광체 일부의 열화에 의해 기인되며, 상기 열화는 램프의 동작 동안에 발생된 자외선 조사의 몇몇 파장중 적어도 하나에 길게 노출됨으로써 기인한다.

플라즈마 디스플레이 장치는 진공 자외선 조사(140-200㎚)의 몇몇 파장중 적어도 하나에 오랜 노출로 인하여 디스플레이의 수명이 악화될 수 있는 유사한 인광체를 사용하기도 한다. 예를 들면, PDP 디스플레이 장치는 Y₂O₃:Eu³⁺또는 (Y, Gd)BO₃:Eu³⁺적색 인광체, Zn₂SiO₄:Mn²⁺녹색 인광체 및 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺청색 인광체를 사용한다.

본 발명은 형광 램프, 플라즈마 디스플레이 장치 및 더욱 구체적으로는 자외선 영역 또는 진공 자외선 영역에 속하는 파장의 전자기 조사에 의해 전류가 흐르는 그러한 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 고부하 무전극 형광 램프와 관련된다. 고부하는 1000W/m²를 초과하는 월 로딩(wall loading)을 갖거나 2 암페어 또는 그 이상의 방전 전류를 갖는 램프를 의미한다.

도 1은 무전극 형광 램프의 개략적인 평면도이다.

도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 절취된 횡단면도이다.

도 3은 다른 실시예의 횡단면도이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 제거하고, 성능을 개선시키며, 시간의 경과에 따라 그러한 램프의 색 변화를 최소화하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에서, 이러한 목적은 UV 조사의 적어도 하나의 파장을 생성시킬 수 있는 매체를 포함하는 공동(hollow), 반투명 유리 바디를 포함하는 디스플레이 장치에 의해 성취된다. 다수의 인광체는 유리 바디의 내부 표면상에 배치되며, 이러한 인광체는 UV 조사에 노출될 때, 가시광선을 방사한다. 다수의 인광체들 중 적어도 하나는 UV 조사의 파장에 장기간 노출시 열화되기 쉽다. 열화되기쉬운 다수의 인광체중 적어도 하나는 유리 바디의 내부 표면에 인접하게 설치되어 제 1층을 형성하며; 그리고 다수의 인광체중 잔여물은 상기 제 1층상에 배치되어, 제 2층을 형성한다. 상기 제 2층은 상기 UV 조사에 노출시 장기간 열화되지 않는다.

본 발명의 다른 측면에서, 이러한 목적은 UV 조사의 적어도 몇몇 파장을 발생시킬 수 있는 매체를 포함하는 공동의(hollow), 반투명한 유리 바디를 포함하는 고부하 형광 램프에 의해 부가적으로 달성된다. 다수의 인광체는 유리 바디의 내부 표면상에 배치되며, 상기 다수의 인광체는 UV 조사시에 가시광선을 방사한다. 다수의 인광체중 적어도 하나는 몇몇 UV 조사중 적어도 하나에 장기간 노출 시에 열화되기 쉽다. 열화되기 쉬운 다수의 인광체중 적어도 하나는 제 1층을 형성하기 위하여 유리 바디의 내부 표면에 인접하여 설치되며, 다수의 인광체의 나머지는 제 2층을 형성하기 위하여 상기 제 1층상에 배치되고, 상기 제 2층은 UV 조사에 노출시 장기간 열화되지 않는다.

최소 안정 인광체의 상부 위에 더욱 안정한 인광체의 증착은 램프의 수명기간 동안에 최소 안정 인광체의 적절한 보호를 제공하며, 상기 램프가 그것의 오랜 수명동안에 설계된 색 출력을 제공하도록 한다.

본 발명의 다른 목적, 이점 및 활용성과 함께 본 발명을 더욱 이해하기 위하여, 이하의 상세한 설명, 청구항 및 도면이 참조된다.

생략되어 있는 외부 전원을 구비한 고부하 무전극 형광 램프(10)가 도 1에 도시된다. 램프(10)는 자외선 조사의 적어도 몇몇 파장을 발생시킬 수 있는 매체를 포함하는 공동 유리 바디(12)를 갖는다. 상기 매체는 수은 증기 및 버퍼 가스, 통상적으로 크립톤과 같은 불활성 기체를 포함하나, 아르곤 또는 다른 등가의 가스가 사용될 수 있다.

부가적으로, 종래 램프의 바디(12)의 내부 표면(14)은 3가지 인광체의 대체로 균일한 혼합물로 코팅되며, 혼합된 적색, 녹색 및 청색 방사는 균형 잡힌 백색 광을 제공한다. 인광체로부터의 방사는 수은 증기에 의해 램프 동작 동안에 제공되는 자외선 조사, 구체적으로 185㎚ 와 254㎚에서의 노출에 의해 시뮬레이트된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 적색 방사 인광체는 Y₂O₃:Eu³⁺(이하, YOE)이고, 녹색 방사 인광체는 (Ce, Tb)MgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺, Tb³⁺(이하, CAT)이며, 그리고 청색 방사 인광체는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺또는 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺중 선택된다 (이하, BAM).

상술된 바와 같이, 이러한 램프의 긴 수명시간 동안에, 바람직하지 않은 색 변화가 생길 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 초기 3500K의 색 온도를 갖는 고부하 무전극 램프의 경우에 100 내지 5000시간 사이에서 색의 x좌표는 약0.015 내지 0.02로 이동될 수 있으며, 동일한 시간 동안에, 색의 y좌표는 약 0.01 내지 0.015로 이동될 수 있다.

이러한 색 변화는 구체적으로 185㎚ 조사에서 긴 노출로 인한 청색 방사 인광체의 열화에 의해 기인된다. 이온 충돌도 다른 원인으로 여겨진다. 부가적으로 램프 프로세싱 동안에 Eu²⁺의 산화가 발생할 수 있다.

이러한 고부하 램프의 색 변화 문제는 처음으로 제공되는 청색 BAM과 그 위에 제공되는 CAT와 YOE 인광체의 혼합물을 갖는 인광체를 층내에 제공함으로써 제거되거나 거의 감소될 수 있다. YOE는 매우 안정한 물질이며, 해로운 185㎚ UV 조사를 희석시켜서 BAM에 도달시키므로, 특별한 경우에 적용 가능하다.

이러한 램프의 실시예에서, 알루미나의 박막 코팅이 먼저 내부 유리 표면에 제공되어, 유리 안으로 Hg 확산을 최소화시키고, 가시광선 광자의 흡수 및 재-방사 동안에 인광체층 후면에 의해서 인광체 층 안으로 흡수되지 않은 254㎚ UV 광자도 반사시킨다.

이러한 실시예는 도 2에 도시되며, 바디(12)의 내부 표면(14)에 BAM 인광체의 제 1층이 제공되며, 상기 제 1층위에 LAP 및 YOE 인광체의 혼합물인 제 2층(18)이 제공된다.

후자의 실시예는 도 3에 도시되며, 제 1층(20)은 알루미나이며, 제 2층(22)은 BAM이며, 그리고 제 3층(24)은 YOE 및 CAT의 혼합이다.

다른 실시예에서, 제 1 인광체 코팅은 BAM, CAT 및 YOE를 포함하며, 상부층은 단지 YOE만을 포함할 수 있다.

이러한 새로운 구조를 지닌 램프가 현존하는 램프에 필적하는 초기 컬러 포인트를 갖기 위하여, 인광체 층의 비중량을 조절하는 것이 필요할 것이다. 예를 들면, 4100K의 색 온도를 갖는 전류 고부하 무전극 램프에서, 단일 인광체 층은 3.90mg/㎠±10%의 중량을 가지며, 54.5% 적색 YOE, 34.5% 녹색 CAT 및 11% 청색 BAM(중량 %)로 배분된 인광체를 지닌다.

다중 인광체 층을 사용하여 동일한 4100K 색 온도를 갖는 램프를 제공하기 위하여, 청색 BAM 인광체의 비중량은 바람직하게는 0.40내지 0.90 mg/㎠가 될 것이며, 적색 YOE 및 녹색 CAT 인광체를 포함하는 상부층의 비중량은 2.5 내지 3.5mg/㎠가 될 것이다. 상이한 색 온도를 갖는 램프를 만들기 위하여, 코팅층 전체 파우더 로딩은 최적화될 것이다. 또한, 임의의 코팅층 내의 다양한 인광체의 비율은 최적화되는 것이 요구될 것이다. 다른 필수적인 조정은 당업자가 필요하다고 생각되면 행해질 수 있다.

상기 형광 램프에 대해서 개시되었지만, 이러한 기술은 유사한 인광체가 사용되며, 크세논 방전으로부터 조사되기 쉽지 않은 플라즈마 디스플레이 패널에 적용가능할 것이다. 이러한 디스플레이 패널은 147㎚에서 200㎚ 까지의 대역폭, 174㎚에서 피크인 Xe 여기에 장기간 노출로 인하여 열화되는 청색 BAM 인광체의 열화 때문에 동일한 색 변화가 생긴다. PDP 디스플레이 장치에서의 BAM의 열화 메커니즘은 표면 유러퓸의 산화 때문일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 상술되었지만, 당업자가 첨부된 청구항에 의해서 한정되는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 개조를 할 수 있다는 것은 명백하다.

Claims (7)

1. UV 조사의 적어도 하나의 파장에서 발생할 수 있는 매체를 포함하는 공동(hollow)의 반투명한 유리 바디;

   상기 유리 바디의 내부 표면상에 배치되는 다수의 인광체를 포함하며, 상기 인광체는 상기 UV 조사에 노출 시에 가시광선을 방사하며, 상기 다수의 인광체중 적어도 하나는 상기 UV 조사의 파장에 장기간 노출 시에 열화되기 쉬우며;

   열화되기 쉬운 상기 다수의 인광체중 적어도 하나는 상기 유리 바디의 내부 표면에 인접하게 설치되어, 제 1층을 형성하며; 그리고

   상기 다수의 인광체의 잔여물은 상기 제 1층상에 배치되어 제 2층을 형성하며, 상기 제 2층은 상기 UV 조사에 노출 시에 장기간 열화되지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 형광 램프인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 형광 램프는 무전극 램프인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 인광체는 가시 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 부분에서 방사하는 개별 인광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 청색 방사 인광체는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺또는 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺또는 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺는 열화되기 쉬운 인광체인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 인광체의 잔여물은 Y₂O₃:Eu³⁺, (Ce, Tb)MgAl₁₁O₁₉:Ce³⁺, Tb³⁺를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.