KR20030036017A - 플라즈마 디스플레이 표시장치, 발광장치 및 그것을이용한 영상표시 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 동화상 품질이 뛰어나고, 긴 수명에 고성능의 플라즈마 디스플레이 장치, 발광장치 및 영상표시 시스템을 제공한다. 기판과, 상기 한 쌍의 기판간에 형성된, 방전가스공간과, 상기 기판의 대향면에 형성된 전극과, 상기 한 쌍의 기판 의 상기 방전가스공간에 접하는 면에 형성된 형광체층을 적어도 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 전극을 통해 상기 패널을 구동하는 구동회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 표시장치의 형광체층을 구성하는 적, 녹, 청색 발광을 제공하는 각 형광체층에서 발생하는 빛의 잔광시간(1/10 잔광시간)이 8ms 이하이고, 진공 자외영역 자외선 및 저속전자선 여기하에 있어서 고성능을 갖는 하기 조성의 청색형광체[2가 유로퓸부활 알칼리 토류 규산염형광체] 조성식(Ae)a-c(Ae')bSixOy: Euc를 이용하는 플라즈마 디스플레이 표시장치 및 발광장치.

Description

플라즈마 디스플레이 표시장치, 발광장치 및 그것을 이용한 영상표시 시스템{PLASMA DISPLAY DEVICE, LUMINESCENT DEVICE AND IMAGE AND INFORMATION DISPLAY SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 방송수신기, 혹은 영상표시에 이용되는 표시장치인 플라즈마 디스플레이 표시장치, 희귀가스 공명 자외선 또는 저속 전자선에 의해 여기되는 발광장치, 및 이 표시장치, 발광장치를 이용한 영상표시 시스템에 관한 것이다.
최근, 방송수신기, 컴퓨터용 단말, 혹은 화상(영상) 표시에 이용되는 평면형 표시장치로, 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 간단히 PDP라 한다.)을 이용한 플라즈마 디스플레이 장치가 양산화되고 있다.
플라즈마 디스플레이 장치는 그 PDP에 있어서 희귀가스를 포함하는 미소 방전공간에서의 마이너스 글로영역에서 발생하는 단파장 자외선(희귀가스로서 키세논을 이용한 경우는, 그 공명선은 147nm 또는 172nm에 있다.)을 여기원으로 방전공간 내에 배치한 형광체를 발광시키고, 컬러표시를 하는 것이다.
플라즈마 디스플레이 장치인 PDP에서는 형광체의 여기원으로 수은증기 공명선 253.7nm보다 파장이 짧은 희귀가스의 공명선 등을 이용하고, 그 단파장 한계는 헬륨의 공명선 58.4nm이다.
이 가스방전셀의 구조는 예를 들면, 「컬러 PDP기술과 재료」/(주) 시엠시 발행에 기재되어 있는 것과 같고, 대표적 구조를 도 9에 도시한다. 도 9는 일반적인 면 방전형 컬러 플라즈마 디스플레이 장치(PDP)의 구성을 도시하는 분해사시도이다. 도 9에 도시하는 PDP는 유리기판으로 이루어지는 전면기판(10)과 배면기판(20)을 서로 맞붙여 일체화한 것으로, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 형광체층(24, 25, 26)을 배면기판(20)에 형성한 반사형 PDP이다.
전면기판(10)은, 배면기판(20)과 대향하는 측의 면상에는 일정한 거리를 두고 평행하게 형성되는 한 쌍의 표시전극(11, 12)이 형성되어 있다. 이 한 쌍의 표시전극(11, 12)은 투명전극으로 형성되고, 또한, 이 표시전극(11, 12)에는 투명전극의 도전성을 보충하기 위한 불투명 버스전극(13, 14)이 중첩되어 설치되어 있다.
또, 이들 전극(11)에서 (14)는, AC구동을 위한 유전체(예를 들면 납유리)층(15)에 의해 피복되고, 이 유전체층(15)은 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호막(16)이 설치되어 있다.
산화 마그네슘(MgO)은 스퍼터에 잘 견디고, 이차전자 방출계수가 높으므로,유전체층(15)을 보호하고, 방전개시 전압을 저하시키는 작용을 한다.
배면기판(20)의 전면기판(10)과 대향하는 측의 면상에는 전면기판(10)의 표시전극(11, 12)군에 직교하는 어드레스전극(21)으로 이루어지는 전극군을 갖고, 이 어드레스전극(21)은, 유전체층(22)에 의해 피복되어 있다. 이 유전체층(22) 상에는 방전의 확산을 방지(방전의 영역을 규정)하기 위해 어드레스 전극(21)간을 구분하는 격벽(리브, 23)이 설치되어 있다. 격벽(23)은 저융점 유리로 구성되고, 간격, 높이, 측벽형상 등은 모두 동일 형상으로 된다.
이 격벽(23)간의 홈면을 피복하는 형태에서, 적, 녹, 청으로 발광하는 각 형광체층(24, 25, 26)이 순차적으로 스트라이프상으로 도포되어 있다. 이들 각 형광체층(24, 25, 25)의 형성은, 우선 배면기판(20)에 어드레스전극(21), 유전체층(22) 및 격벽(23)을 형성한 것에, 각 형광체층(24, 25, 26)을 형성하는 형광체 입자와 비히클을 혼합하여 형광체 페이스트로 한 것을 스크린인쇄 등의 방법으로 도포 후, 소성에 의해 휘발성분을 제거시켜서 형성한다.
전면기판(10)과 배면기판(20) 사이의 방전공간에는 도 9에는 도시하고 있지 않지만, 방전가스(예를 들면, 헬륨, 네온, 키세논 등의 혼합가스)가 봉입되어 있다.
이 PDP에서는 표시전극(11, 12)의 한 쪽, 예를 들면, 표시전극(12)과 어드레스전극(21)에 의해 방전셀(단위 발광영역 또는 방전 스팟)을 선택하고, 표시전극(11, 12)간의 유지방전에 의해 선택된 방전셀에서 가스방전을 반복하여 실행시킨다.
가스방전에 의해 발생하는 진공 자외선에 의해 그 영역의 형광체층이 여기되어 가시발광이 얻어지고, 그리고, 3원색에 대응하는 적, 녹, 청의 각 형광체층(24, 25, 26)을 갖는 단위 발광영역의 발광량의 조합으로 컬러표시가 얻어진다.
컬러 PDP는 매년 성능향상이 이루어져, 직시형 음극선관 컬러 텔레비전을 대체하려고 하고 있다. PDP가 텔레비전 방송수신기로서 가정용 대형 텔레비전으로 본격적으로 보급되기 위해서는, 동화상 품질 및 수명의 향상이 필요하다.
본 발명의 목적은 동화상 품질 및 수명을 고성능화하는 PDP를 실현할 수 있는 적, 녹 형광체층을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 상기 및 그 외의 목적과 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 명확하게 된다.
플라즈마 디스플레이 표시장치의 동화상 품질은, 적, 녹, 청의 각 색으로 발광하는 형광체로부터의 가시광 잔광시간에 의해 그 품질이 좌우된다. 디스플레이의 구동주기가 60Hz인 경우에는, 잔광시간이 16.6ms 이상이 되면, 다음 주기까지 발광이 영향을 미치므로, 표시화상에 흐트러짐이 발생한다. 그 때문에 형광체의 잔광시간(1/10 잔광시간)을 가능한 한 짧게 할 필요가 있다. 다만, 실용적으로는 그 잔광시간을 8ms 이하정도까지 저감할 수 있으면, 동화상 품질을 상당히 고품질로 표시할 수 있게 된다. 또한 6ms 이하까지 잔광시간을 저감할 수 있으면, 대부분의 동화상을 고품질로 표시할 수 있다. 그래서, 여러가지 적형광체 및 녹형광체를 시작하고, PDP내에서의 형광체 발광의 잔광시간을 평가했다. 단, 현재 PDP에 사용되고 있는 청형광체는 잔광시간이 극단적으로 짧으므로(1ms 이하), 특히 단잔광화를 진행할 필요가 없다.
그 결과, 녹형광체에는 Zn2SiO4: Mn 형광체로 구성되어 있고, 그 Mn/Zn조성비가 0.05 이상인 것이 최적이라는 것을 알았다. 또, Zn2SiO4: Mn 형광체(Y, Gd, Sc)2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce, (Y, Gd)B3O6: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 조성도 최적인 것이 발견되었다.
또, 적형광체에는, (Y, Gd)BO3: Eu와 Y2O3: Eu, (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 중 어느 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 조성이 최적인 것을 알았다.
또, 앞에서 본 발명자 등은 전자선용 청색형광체로, 2가 유로퓸 부활 알칼리토류 규산염 형광체를 개발한 [일본 특허공개 소64-6087, 일본 특허공개 평01-167394]가, 진공자외영역 자외선 및 저속 전자선에서의 평가는 미검토였다. 금번, 본 형광체에 관해 진공 자외영역 자외선 및 저속전자선 여기하에 있어서, 좋은 색조 또는 고발광효율을 갖는 조성을 발견하고 본 발명에 이르렀다. 본 발명의 형광체는 다음 조성식에서 도시되는 것을 특징으로 한다.
(Ae)a-c(Ae')bSixOY: Euc
단, Ac는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 0이다. 또한, x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다. 상기 형광체의 조성식에서 선택되는 1종류 이상의 형광체 조성이 최적인 것이 발견되었다.
또한, PDP의 적, 녹 발광을 제공하는 각 형광체층에 상기 적, 녹, 청 형광체를 적용하므로써, 상기 목적을 달성할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예 1의 플라즈마 디스플레이 장치의 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 도시하는 분해사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 1화소분의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예 2의 플라즈마 디스플레이 패널의 1화소분의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예 3의 플라즈마 디스플레이 장치의 플라즈마 디스플레이 패널의 1화소분의 격벽간격을 도시하는 도이다.
도 5 는 상기 각 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널을 사용하는 플라즈마 디스플레이 패널부의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 6 은 도 5에 도시하는 플라즈마 디스플레이 패널부를 구비하는 플라즈마 디스플레이 모듈의 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다.
도 7 은 도 6에 도시하는 플라즈마 디스플레이 모듈을 구비하는 플라즈마 디스플레이 모니터 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다.
도 8 은 도 6에 도시하는 플라즈마 디스플레이 모듈을 구비하는 플라즈마 디스플레이 텔레비전 시스템 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다.
도 9 는 일반적인 면방전형 컬러 플라즈마 디스플레이 장치의 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 도시하는 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전면기판 11, 12 : 표시전극
13, 14 : 버스전극 15, 22 : 유전체층
16 : 보호층 20 : 배면기판
21 : 어드레스 전극 23 : 격벽
24, 25, 26 : 형광체층
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
도 1은, 본 발명의 실시예 1의 플라즈마 디스플레이 장치의 PDP 구성을 도시하는 분해사시도이다.
도 2는 본 실시예인 PDP의 1화소분의 구성을 도시하는 단면도이다. 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 장치의 PDP 구성은, 상기 도 9에 도시하는 PDP와 거의 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 단, 형광체층(24)은 본 발명의 하나의 특징인(Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체를 혼합한 적형광체가 충전되어 있다. 또한 형광체층(25)은 종래 사용되고 있는 Zn2SiO4: Mn 형광체이고, 그 1/10 잔광특성이 6ms을 도시하는 녹형광체가 충전되어 있다. 또한 도 2에서는 전면기판(10)측을 ±90° 회전하여 도시하고 있다.
본 실시예와 같은, 면방전형 컬러PDP의 PDP에서는, 예를 들면, 표시전극(12, 일반적으로 주사전극이라 한다.)에 마이너스 전압을, 어드레스전극(21)과표시전극(11)에 플러스 전압(표시전극(12)에 인가되는 전압에 비해 플러스 전압)을 인가하므로써 방전이 발생하고, 이로써 표시전극(11)과 표시전극(12) 사이에서 방전을 개시하기 위한 보조가 되는 벽전하가 형성된다.(이것을 기록이라 한다.) 이 상태에서 표시전극(11)과 표시전극(12) 사이에 적당한 반대 전압을 인가하면, 유전체(15)(및 보호층(16))를 통해, 양전극 사이의 방전공간에서 방전이 발생한다. 방전 종료 후, 표시전극(11)과 표시전극(12)에 인가하는 전압을 반대로 하면, 새롭게 방전이 발생한다. 이것을 반복하므로써 계속적인 방전이 발생한다.(이것을 유지방전 또는 표시방전이라 한다.)
본 실시예의 PDP는, 배면기판(20) 위에 은 등으로 구성되어 있는 어드레스전극(21)과, 유리계의 재료로 구성되는 유전체층(22)을 형성한 후, 동일한 유리계의 재료로 구성되는 격벽재를 후막 인쇄하고, 블라스토마스크를 이용하여 블라스토제거에 의해 격벽(23)을 형성한다. 다음으로, 이 격벽(23)상에 적, 녹, 청의 각 형광체(24, 25, 26)을 해당하는 격벽(23) 사이의 홈면을 피복하는 형태로 순차 스트라이프형상으로 형성한다.
여기에서 각 형광체층(24, 25, 26)은 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체입자(40) 중첩부(비히클(60) 중첩부), 녹형광체 입자(35) 중첩부(비히클(65) 중첩부), 청형광체 입자(30) 중첩부(비히클(70) 중첩부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하여 스크린인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분 증발과 유기물의 연소제거를 하여 형성한다. 또한, 본 실시예에서 이용한 형광체층은, 중앙입경이 3㎛인 각 형광체 입자로 구성되어 있다.
또, 각 형광체의 재료는, 적형광체는 (Y, Gd) BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체의 1 : 1 혼합물로, 녹형광체는 1/10 잔광시간을 6ms로 하기 위해, Mn/Zn 조성비를 0.07로 한 Zn2SiO4: Mn 형광체를 이용하고, 청형광체는 BaMgAl10O14: Eu이다.
다음으로, 표시전극(11, 12), 버스전극(13, 14), 유전체층(15), 보호층(16)을 형성한 전면기판(10)과, 배면기판(20)을 프릿봉착하고, 패널내를 진공배기한 후 방전 가스를 주입하여 봉지한다. 본 실시예의 PDP는 그 사이즈가 42와이드형, 화소수 VGA상당(852 ×480)이고, 한 화소의 피치가 490㎛ ×1080㎛이다.
다음으로, 본 실시예에서, Zn2SiO4: Mn 형광체의 Mn/Zn 조성비를 0.01 ~ 0.1까지 변화시켜서 적, 청형광체는 동일한 재료를 사용하고, 각 Mn/Zn 조성비를 갖는 녹형광체를 녹형광체층(25)에 충전한 플라즈마 디스플레이 장치를 제작하고, 동화상 표시시의 화질 및 PDP패널의 잔광시간을 조사했다.
Mn/Zn 조성비가 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09, 0.1에 있어서의 녹형광체의 1/10 잔광시간은, 12ms, 10ms, 8ms, 6ms, 4ms, 3ms이었다. 그러나, 4ms 이하의 잔광특성을 도시하는 Mn/Zn 조성비 0.09이상의 Zn2SiO4: Mn 형광체에서는, 휘도가 큰 폭으로 저하하고 수명성능이 급격하게 저감되는 일이 발생하는 것을 알았다.
또, 본 실시예에서 사용한 적형광체는 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu형광체의 1 : 1혼합물로, 그 1/10 잔광시간이 약 6ms인 것을 확인할 수 있었다. 동화상 표시시의 주관평가에서는 녹형광체도 6ms의 잔광시간을 도시하는 조합이 가장 인상이 좋고, 그 다음으로, 8ms, 4ms와의 조합이 양호한 화질을 얻을 수 있는 것을 알았다.
[비교예 1]
여기에서는, 적형광체는 (Y, Gd) BO3: Eu 형광 단일조성으로 하고, 녹형광체가 Zn2SiO4: Mn 형광체이고, Mn/Zn 조성비가 0.01인 경우를 비교예로 하여 제작하고, 실시예 1에 있어서의 각 플라즈마 디스플레이 장치의 동화상 표시시의 화질 및 PDP패널의 잔광시간을 비교했다.
비교예 1에서 제작한 플라즈마 디스플레이 장치의 녹색 표시시의 1/10 잔광시간은, 약 12ms이다. 또, 적형광체의 잔광시간도 약 9ms로 길기때문에, 동화상의 표시품질은, 꽤 영향이 눈에 띄는 결과가 되었다. 특히, 녹색의 잔광성이 돋보이는 것을 알았다.
이상의 비교에서 PDP의 적형광체의 1/10 잔광시간 조정을 (Y, Gd)BO3 : Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체의 혼합물에서 실시할 수 있는 것을 표시할 수 있었다. 또한 적형광체가 6ms 정도의 잔광시간을 갖는 경우에는, 녹형광체도 8ms ~ 4ms 정도의 잔광시간이 최적이고, 거의 동일한 잔광시간 6ms을 갖는 경우가 최적인 것을 발견했다.
또, 녹형광체인 Zn2SiO4: Mn 형광체의 잔광시간을 저감하는 데에는, Mn/Zn 조성비를 조정하는 것이 유효하고, 또한 8ms ~ 4ms의 잔광시간을 얻는 데에는 그 조성비가 0.05 ~ 0.09의 범위가 최적인 것을 알았다.
또한, 본 실시예에서는 청형광체를 BaMgAl10O14: Eu인 경우에 관해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은, 상기 이외의 형광체 재료, 및 상기 이외의 형광재료의 조합에도 적용가능하고, 또한 다양한 입자경, 사이즈에 대해서도 공통으로 적용가능하다.
또, 본 발명이 적용가능한 PDP의 사이즈는, 특히 한정되는 것은 아니고, 여러가지 화면사이즈(20에서 100인치 정도), 해상도, 화소사이즈 등 PDP의 사이즈를 정하는 파라미터에 관계없이 적용할 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예의 플라즈마 디스플레이 장치의 PDP 구성은, 상기 도 9에 도시하는 PDP와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 상기 실시예 1에서는, Zn2SiO4: Mn형광체의 Mn/Zn비를 변화시켰을 때의 잔광특성에 관해 도시했다. 여기에서는 적형광체인 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체의 혼합비율에 관해, Y2O3: Eu 형광체 함유율을 10%, 30%, 50%, 70%, 90%로 변화시킨 경우의 잔광시간 및 동화상 품질의 주관평가를 실시했다.
상기 실시예 1과 동일하게 각 형광체층(24, 25, 26)은, 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체는 어느 경우라도 형광체 입자(40) 중첩부(비히클(60) 중첩부), 녹형광체 입자(35) 중첩부(비히클(65) 중첩부), 청형광체 입자(30) 중첩부(비히클(70) 중첩부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하며, 스크린인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분 증발과 유기물의 연소제거를 하여 형성했다. 또, 청형광체는 BaMgAl10O14: Eu이다.
각 적형광체의 혼합비율(Y2O3: Eu의 함유비율)에서의 잔광시간은 10%, 30%, 50%, 70%, 90%에 있어서, 각각 8.5ms, 6.0ms, 4.0ms, 3.5ms의 수치를 나타냈다.
동화상 품질은, 녹형광체의 6ms부근인 7.0 ~ 4.0ms에서 양호한 영상표시를 얻을 수 있었다. 이 결과, 적형광체의 혼합비율은, 30 ~ 70% 정도가 최적인 것을 알았다.
PDP의 적형광체의 1/10 잔광시간 조정을 (Y, Gd) BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체의 혼합물에서 실시할 수 있는 것을 도시할 수 있었다. 또한, 녹형광체가 6ms 정도의 잔광시간을 갖는 경우에는, 적형광체도 8ms ~ 4ms 정도(실시예 검토에서는 7ms ~ 4ms)의 잔광시간이 최적이고, 거의 동일한 잔광시간 6ms을 갖는 경우가 최적인 것을 발견했다.
또, 적형광체인 (Y, Gd)BO3: EU 형광체와 Y203 : Eu 형광체의 혼합물의 비율은, 30% ~ 70%의 범위가 8ms ~ 4ms의 잔광시간을 얻는데에는 최적인 것을 알았다. 또한, 적형광체의 혼합조합으로, (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 (Y, Gd)(P, V)O4: Eu형광체의 혼합물인 경우에 관해서도 동일한 검토를 실시했다. 이 경우에 있어서8ms ~ 4ms의 잔광시간을 얻는 혼합비율((Y, Gd)(P, V)O4: Eu의 함유율)은 25% ~ 95%인 범위가 최적인 것을 알았다.
또한, 본 실시예에서는 청형광체를 BaMgAl10O14: Eu인 경우에 관해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 상기 이외의 형광체 재료, 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용가능하고, 또한 여러가지 입자경, 사이즈에 대해서도 공통으로 적용가능하다.
또, 본 발명이 적용가능한 PDP의 사이즈는, 특히 한정되는 것은 아니고, 여러가지 화면 사이즈(20에서 100인치 정도), 해상도, 화소사이즈 등 PDP의 사이즈를 결정하는 파라미터에 관계없이 적용할 수 있다.
[실시예 3]
도 3은, 본 실시예인 PDP의 한 화소분의 구성을 도시하는 단면도이다. 본 실시예에서는 녹형광체층(25)으로의 녹형광체의 충전은, 스크린인쇄법에서, 우선 5ms의 잔광시간을 도시하는 (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb 형광체, 다음으로 8ms의 잔광을 도시하는 Zn2SiO4: Mn 형광체의 순서로 2회 인쇄를 하고, 도 3에 도시하는 2종의 형광체를 적층한 녹형광체층(25)을 형성했다.
상기 실시예 1과 동일하게 각 형광체층(24, 25, 26)은, 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체입자(40) 중량부(비히클(60) 중량부), 녹형광체 입자(14) 중량부(비히클(86) 중량부)로 하고 Zn2SiO4: Mn 형광체를 1종과 녹형광체 입자(20) 중량부(비히클(80) 중량부)로 하며 (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb 형광체(Tb농도 10mol%)를 1종 준비하고, 청형광체 입자(30) 중량부(비히클(70) 중량부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하며, 스크린인쇄에 의해 도포한 뒤, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분 증발과 유기물의 연소제거를 하여 형성했다. 또, 각 형광체의 재료는 적형광체는 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 형광체의 혼합물로, 혼합비율은 60%인 경우이고, 청형광체는 BaMgAl10O14: Eu이고, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn 형광체와 Y3(AlxGal-x)5O12: Tb 형광체(Tb농도 10mol%)를 따로 준비했다.
이 때의 적형광체의 1/10잔광시간은 약 6ms이고, 적층형 녹형광막에서 얻어진 발광의 잔광시간도 6ms와 거의 동등한 잔광특성을 얻을 수 있었다. 그 때문에, 동화상 품질도 양호한 표시영상을 얻을 수 있었다.
또, 적층 녹형광막 중의 체적비율을 변화시키기 위해, Zn2SiO4: Mn 녹형광체 입자를 25 ~ 10 중량부(비히클 75 ~ 90중량부)로 한 형광체 페이스트와 (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb 형광체(Tb농도 10mol%) 녹형광체 입자를 10 ~ 25 중량부(비히클 90 ~ 75중량부)로 한 형광체 페이스트를 각각 준비하고, 앞서와 같은 조건에서 인쇄형성을 행했다.
모든 경우에서 형광체 입자의 중량부가 35가 되도록 조합했다.
적층형 녹형광막의 경우에 있어서 체적비율을 변화시켰을 때의 잔광특성은,(Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb 형광체의 함유량이 약 30%, 약 40%, 약 60%, 약 70%일 때에, 각각 1/10 잔광시간이 7ms, 6.5ms, 6ms, 5.5ms가 되는 것을 확인했다.
이렇게 희귀토류 원소 테르븀을 부활한 Y3(AlxGal-x)5O12: Tb 형광체(Tb농도 10mol%)와 Zn2SiO4: Mn 형광체를 적층하여 형성한 형광체층(25)에 있어서도, 잔광시간이 조정할 수 있는 것을 실증했다. 또, PDP 적형광체의 1/10 잔광시간 조정을 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 형광체의 혼합물로, 혼합비율은 60%인 경우이고, 6ms 정도의 잔광시간을 갖는 경우에는 적층형 녹형광체막도 8ms ~ 4ms 정도(실시예 검토에서는 7ms ~ 5ms)인 잔광시간이 최적이고, 거의 동일한 잔광시간 6ms을 갖는 경우가 최적인 것을 확인했다.
또한, 본 실시예에서는 청형광체를 BaMgAl10O14: Eu인 경우에 관해 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은, 상기 이외의 형광체 재료, 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용가능하고, 더욱이 여러가지 입자경, 사이즈에 대해서도 공통으로 적용가능하다.
또, 본 발명이 적용가능한 PDP의 사이즈는, 특히 한정되는 것은 아니고, 여러가지 화면 사이즈(15에서 100인치 정도), 해상도, 화소사이즈 등 PDP의 사이즈를 결정하는 파라미터에 관계없이 적용할 수 있다.
[실시예 4]
본 실시예인 플라즈마 디스플레이 장치의 PDP 구성은, 상기 도 9에 도시하는PDP와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 실시예인 플라즈마 디스플레이 장치의 PDP의 1화소분의 격벽간격을 도시하는 도이다. 본 실시예는, 상기 실시예는 상기 실시예와는 다른 배면기판(20)의 구조를 이용하고 있다. 격벽(23)의 간격은 녹의 방전 셀사이즈(격벽간격)를 100%로 하고, 적의 방전 셀을 80%로 하고, 청의 방전셀을 120%로 하여 최대 40% 정도 격벽간격으로 변화를 가져왔다.
본 실시예에서는 8ms의 잔광을 도시하는 Zn2SiO4; Mn 형광체와 4ms의 잔광시간을 도시하는 Y2SiO5: Tb 형광체와의 혼합비율(Y2SiO5: Tb 형광체의 함유량)을 변화시킨 경우에 관해 잔광특성의 평가를 실시했다.
형광체층(25)에의 녹형광체의 충전은, 스크린인쇄법에서, 도 4에 도시하는 각 형광체층(24, 25, 26)을 형성했다.
상기 실시예 1과 동일하게 각 형광체층(24, 25, 26)은, 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체 입자(35) 중량부(비히클(60) 중량부), 녹형광체 입자(40) 중량부(비히클(60) 중량부)로 하고 Zn2SiO4: Mn 형광체와 Y2SiO5: Tb 형광체의 혼합물을 이용하고, 청형광체 입자(50) 중량부(비히클(50) 중량부)로 하고 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하며 스크린인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분 증발과 유기물의 연소제거를 하여 형성했다. 또, 각 형광체의 재료는 적형광체는 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 (Y, Gd)(P, V)O4: EU 형광체의 혼합물로, 6ms 정도의 잔광시간을 갖는 혼합비율 60%인 경우이고, 청형광체는 BaMgAl10O14: Eu이고, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn 형광체와 Y2SiO5: Tb 형광체를 1 ; 1로 혼합한 녹형광체를 준비했다.
본 실시예에 있어서 혼합비율(Y2SiO5: Tb 형광체의 함유율)을 10%, 30%, 50%, 70%, 90%로 변화시킨 경우의 잔광특성은 각각 1/10 잔광시간이 7.5ms, 6.5ms, 6ms, 5ms, 4.5ms가 되는 것을 확인했다.
이렇게 Zn2SiO4: Mn 형광체와 희귀토류 원소 테르븀을 부활한 Y2SiO5: Tb 형광체(Tb농도 10mol%)를 혼합하여 형성한 형광체층(25)에 있어서도, 잔광시간을 조정할 수 있는 것을 실증했다. 또, PDP 적형광체의 1/10 잔광시간 조정을 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 형광체의 혼합물로, 혼합비율은 60%인 경우이고, 6ms 정도의 잔광시간을 갖는 경우에는, 적층형 녹형광체막도 8ms ~ 4ms 정도(실시예 검토에서는 7.5ms ~ 4.5ms)의 잔광시간이 최적이고, 거의 동일한 잔광시간 6ms을 갖는 경우가 최적인 것을 확인했다.
이렇게 상대휘도도 높고, 색도점도 최적인 수치를 얻을 수 있었다. 희귀토류 원소 테르븀을 부활한 Y2SiO5: Tb의 형광체와 Zn2SiO4: Mn 형광체와의 혼합형광체`는 그 혼합비율 또는 Tb첨가농도에 제약은 없다.
더욱이, 희귀토류 원소 테르븀(Tb)을 부활한 산화물 형광체로, 하기의 녹색 발광형광체에 의한 혼합 녹색형광막의 평가를 행했다. 검토한 녹색형광체는, 조성식 YBO3: Tb, LuBO3: Tb, GdBO3: Tb, ScBO3: Tb, YPO4: Tb, LaPO4: Tb로 나타내어지는 조성을 주성분으로 하는 형광체군에서 순차적으로 적어도 1종 이상의 재료를 선택하고 휘도평가를 행했다. 이 때의 혼합비율은 50%로 일정하게 하고, 희귀토류 원소 테르븀(Tb)의 첨가농도는 5mol%로 일정하게 했다. 우선, 상기 형광체군에서 선택한 일종의 녹색발광을 제공하는 형광체와 Zn2SiO4: Mn 형광체를 혼합한 경우에서는 LuBO3: Tb, GdBO3: Tb, ScBO3: Tb, YPO4: Tb인 경우에 짧은 잔광화를 확인할 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는, 청형광체를 BaMgAl10O14: Eu인 경우에 관해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 상기 이외의 형광체 재료, 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용가능하고, 또한 여러가지 입자경, 사이즈에 대해서도 공통으로 적용가능하다.
또, 본 발명이 적용가능한 PDP의 사이즈는 특히 한정되는 것은 아니고, 여러가지 화면사이즈(15에서 100인치 정도), 해상도, 화소사이즈 등 PDP의 사이즈를 결정하는 파라미터에 관계없이 적용할 수 있다.
[실시예 5]
이하, 상기 각 실시예의 PDP를 사용하는 표시시스템에 관해 설명한다.
도 5는 상기 각 실시예의 PDP를 사용하는 플라즈마 디스플레이 패널부(100)의 개략 구성을 도시하는 블럭도이다. 동 도에 도시하는 것과 같이 플라즈마 디스플레이 패널부(100)는 PDP(110), 데이터 드라이버 회로(121, 122), 주사 드라이버 회로(130), 고압 펄스 발생회로(141, 142), 및 상기 각 회로를 제어하는제어회로(150)로 구성된다.
여기에서, PDP(110)는 상기 각 실시예에서 설명한 PDP이고, 이 PDP(110)는 화면을 상하로 분할하여 동시에 구동하는 듀얼스캔방식으로 구동된다. 그 때문에, PDP(110)의 긴 변쪽에 2개의 데이터 드라이버 회로(121, 122)가 설치되고, 이 2개의 데이터 드라이버 회로(121, 122)는 상하 어드레스전극(21)을 동시에 구동한다.
또, PDP(110)의 짧은 변쪽 한쪽에는 주사 드라이버 회로(130)가 설치되고, 이 주사 드라이버 회로(130)는 표시전극(22)을 구동한다. 고압 펄스 발생회로(141)는 주사 드라이버 회로(130)에서 표시전극(22)에 인가되는 고전압 펄스를 생성한다.
PDP(110)의 짧은 변 쪽의 다른 쪽에는 고압 펄스 발생회로(142)가 설치되고, 이 고압 펄스 발생회로(142)는 고전압 펄스를 생성하고, 표시전극(21)을 구동한다.
도 6은 도 5에 도시하는 플라즈마 디스플레이 패널부(100)를 구비하는 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다. 동 도에 도시하는 것과 같이 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은 입력신호 처리회로(211), 화질개선 처리회로(212), 플레임 메모리(213), 스캔/데이터 드라이버 제어회로(214)로 이루어지는 신호처리회로(210), 전력조정 회로(220), 고압전원 회로(230) 및 플라즈마 디스플레이 패널부(100)로 구성된다. 이 플라즈마 디스플레이 모듈(200)에 입력되는 입력화상 신호는 입력신호 처리회로(211) 및 화질개선 처리회로(212)에서보정 등의 신호처리가 실시된 후, 플레임 메모리(213)에 격납된다. 이 경우에, 입력화상신호가 아날로그신호인 경우에는 입력신호 처리회로(211)에 있어서 디지털데이터로 변환된다.
스캔/데이터 드라이버 제어회로(214)는 상기 데이터 드라이버 회로(121, 122) 및 주사 드라이버 회로(130)를 제어 ·구동한다.
도 7은, 도 6에 도시하는 플라즈마 디스플레이 모듈(200)을 구비하는 플라즈마 디스플레이 모니터(300)의 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다. 또, 도 8은 도 6에 도시하는 플라즈마 디스플레이 모듈(200)을 구비하는 PDP 텔레비전 시스템(400)의 일례의 개략구성을 도시하는 블럭도이다. 도 7, 도 8에 있어서, 310은 스피커이고, 또, 410은 텔레비전 튜너이다. 이 도 7에 도시하는 플라즈마 디스플레이 모니터(300), 및 도 8에 도시하는 플라즈마 디스플레이 텔레비전 시스템(400)에서는 외부신호원(예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 비디오데크, CD/DVD 플레이어, 인터넷단말, 전화선, 디지털 신호원, 그 외)에서 영상, 음성, 및 전원이 공급된다.
이 표시시스템에서 얻어진 화질은, 고휘도로 품질이 좋고, 특히 동화상 표시시의 잔상현상이 저감되고, 동화 품질이 높은 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 6]
본 발명의 실시예에서의 대표적 형광체는 다음과 같이 하여 합성된다. 형광체 원료로 탄산 스트론튬 등의 알칼리 토류 탄산염화합물, 탄산아연 등의 아연화합물, 불화 유로퓸 등의 유로퓸화합물, 산화규소 등의 규소화합물, 염화암모늄 등의 할로겐화 암모늄화합물을 이용하고, 이들 각 원료를 조성식에 따라 평량, 채취하여 습식 또는 건식으로 충분히 잘 혼합한다. 이 혼합물을 용융 알루미나 도가니 등의내열용기에 충전하고, 2회 소성을 한다. 처음의 소성은 공기중, 800℃로 행하고, 2회째는 5% 수소혼합 질소가스 분위기 중에서 1250℃의 온도로 소성한다. 이 소성물은 분쇄 후, 물세정, 건조를 행하여 본 발명의 청색발광 형광체를 얻는다.
표 1에 형광체의 조성 및 상대 발광강도를 표시했다.
이 중, 시료 5의 형광체는 다음과 같이 합성했다. 즉, 하기 원료 BaCO3 : 0.3mol ×0.1 5.92g, SrCO3 : 0.3mol ×0.1 4.42g, CaCO3 : 0.3mol ×0.1 3.00g, MgCO3 : 1mol ×0.1 8.43g, SiO2 ; 1mol ×0.1 6.01g, Eu2O3 : 0.1mol ×0.05 1.76g, NH4CL : 0.1g을 저울에 달고, 필요한 양을 충분히 잘 혼합한 후, 이 혼합물을 용융 알루미나 도가니 등의 내열용기에 충전하고, 공기 중 800℃로, 이어서 5% 수소혼합 질소가스 분위기 중 1250℃의 온도로 소성한다. 이 소성물은 분쇄 후, 물세정, 건조를 행하고 청색발광 형광체를 얻었다. 이 외의 형광체도 동일하게 하여합성했다. 그 후, 147nm 진공자외선 여기하에서의 동일 형광체의 발광휘도를 현행형광체(BAM)의 그것을 100%로 한 경우의 각 시료의 상대 발광강도를 구했다. 그 결과는 표 1에 도시하는 대로, 100% ~ 115%이다. 또, 이 형광체의 수명특성이 비교시료보다 향상되어 있는 것을 확인했다.
[실시예 7]
앞에서 서술한 원료를 이용하여, 동일한 합성프로세스에 따라 표 2에 기재한 Ca, Sr, Ba, 그리고 Mg 또는 Zn으로 일부 치환한 형광체(시료 9 ~ 20)를 합성했다. 이 형광체는 어느 쪽도 147nm 자외선 여기하에서 비교적 높은 발광휘도를 갖는 것을 알았다.
구체적인 발광강도는 표 2에 도시한다. 또, 이 형광체의 수명특성은, 비교시료보다 향상되어 있는 것을 확인했다.
[실시예 8]
청색형광막을 구성하는 청색형광체로 본 발명에 의한 2가 유로퓸부활 알칼리 토류 규산염 형광체(표 1 및 2에 도시하는 조성)를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 제작했다.
본 실시예와 같은 면방전형 컬러PDP의 PDP에서는 예를 들면, 표시전극(일반적으로, 주사전극이라 한다.)에 마이너스 전압을, 어드레스 전극과 표시전극에 플러스전압(표시전극에 인가되는 전압에 비교하여 플러스전압)을 인가하므로써 방전이 발생하고, 이에 의해 표시전극간에 방전을 개시하기 위한 보조가 되는 벽전하가 형성되는(이것을 기록이라 한다.) 이 상태에서 표시전극과 표시전극 사이에 적당한 반대 전압을 인가하면, 유전체(및 보호층)를 통해, 양 전극간의 방전공간에서 방전이 밸생한다. 방전 종료 후, 표시전극과 표시전극에 인가되는 전압을 반대로 하면, 새롭게 방전이 발생한다. 이것을 반복하므로써 계속적으로 방전이 발생한다.(이것을 유지방전 또는 표시방전이라 한다.)
본 실시예의 PDP는 배면기판상에 은 등으로 구성되어 있는 어드레스전극과, 유리계의 재료로 구성되는 유전체층을 형성한 후, 동일하게 유리계의 재료로 구성된 격벽재를 후막인쇄하고, 블라스토마스크를 이용하여 블라스토제거에 의해 격벽을 형성한다. 다음으로, 이 격벽상에 적, 녹, 청의 각 형광체층을 해당하는 격벽간의 홈면을 피복하는 형태로, 순차적으로 스트라이프상으로 형성한다. 여기에서 각 형광체층은 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체 입자(40) 중량부(비히클(60) 중량부), 녹형광체 입자(35) 중량부(비히클(65) 중량부), 청형광체 입자(35) 중량부(비히클(65) 중량부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하고, 스크린인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분 증발과 유기물의 연소제거를 행하여 형성한다. 또한, 본 실시예에서 이용한 형광체층은, 중앙입경이 3㎛인 각 형광체 입자로 구성되어 있다. 또, 각 형광체의 재료는 적형광체는 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu 형광체 1 : 1의 혼합물이고, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn 형광체이다. 다음으로, 표시전극, 버스전극, 유전체층, 보호층을 형성한 전면기판과, 배면기판을 프릿봉착하고, 패널내를 진공배기한 후 방전가스를 주입하여 봉지한다. 본 실시예의 PDP는 그 사이즈가 3형으로 한 화소의 피치가 1000㎛ ×1000㎛이다.
다음으로, 실시예 6 및 7에서 형성된 각 형광체를 이용하여, 적, 녹광체는 동일 재료를 사용하여, 각 형광체층(25)에 충전한 플라즈마 디스플레이장치를 제작하고, 초기 휘도 및 수명특성을 조사했다. 이 패널은 청색 형광체만을 2가 유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체로 바꾸어 제작한 종래 제품에 비교하여 색조가 좋고 고휘도이며 수명이 긴 것이었다. 초기 휘도는 표 2의 각 형광체에 관해 기재한 분체의 상대 발광강도와 거의 동등한 결과를 얻을 수 있었다. 또 수명 성능에서는 모든 형광체(표 1 및 표 2에 도시하는 모든 조성)가 비교 형광체를 상회하는 결과를 도시했다.
또, 이 실시예에서는 적 및 녹의 형광체에 관해, 상세한 검토결과를 도시하고 있지 않지만, 이하에 도시하는 각 조성의 형광체에서도 동일하게 PDP를 제작할 수 있다. 적형광체에서는 (Y, Gd)BO3: Eu, (Y, Gd)2O3: Eu, (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 중 어느 한 종류 이상의 형광체를 포함하는 경우가 가능하다. 또, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn, (Y, Gd, Sc)2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce, (Y, Gd)B3O6: Tb, (Y, Gd)PO4: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체를 포함하는 경우가 가능하다. 또한, 여기에 도시하고 있지 않은 형광체와의 조합도 적용할 수 있다.
[실시예 9]
도 10은 147nm 진공 자외선 여기하에서의 형광색의 등 색도 좌표치(U, V)와 NTSC기준 청색점과의 색차를 현행 형광체(BAM)의 그것을 100%로 한 경우의 Sr3-xMgSi2O8: Eux의 상대색차의 Eu농도의존성을 도시했다. 이 도에서 Eu농도(x)가 0.01≤x ≤0. 의 범위에서 현행 BAM형광체보다도 NTSC청색점에 가깝고, 색조가 좋은 것이 명백하다. 또, 발광효율은 BAM과 동일레벨에 있고, 수명이 길기도 했다. 표 3에 형광체의 조성 및 상대 발광색차를 도시했다.
이 중 시료(24)의 형광체는 다음과 같이 합성했다. 즉, 하기 원료, SrCO3: 4.385g, MgCO3: 0.907g, SiO2: 1.00g, Eu2O3: 0.053g, NH4Cl : 0.022g을 충분히 잘 혼합하고 난 뒤, 이 혼합물을 용융알루미나 도가니 등의 내열용기에 충전하고, 공기 중 800℃로, 이어서 5% 수소혼합 질소가스 분위기 중 1250℃의 온도에서 소성한다. 이 소성물은 분쇄 후, 물세정, 건조를 행하고 청색발광 형광체를 얻었다. 147nm 진공자외선 여기하에서의 동일 형광체의 형광색의 등 색도 좌표상에서의 수치(U, V)와 NTSC기준청색점과의 색차를 현행형광체(BAM)의 그것을 100%로 한 경우의 이 시료 4의 상대색차는 80%이다. 이것은 현행 BAM보다도 NTSC기준청색점에 가깝고, 좋은 색조인 것을 도시하고 있다. 동일하게 하여 시료 21, 22, 23 및 25의 형광체를 합성했다. 이 형광체의 상대색차는 각각 99, 86, 82 그리고 87%로 좋은수치를 도시했다.
이상의 결과를 상기 형광체의 상대색차의 Eu농도(x) 의존성으로 도시한 것이 도 10이다. 이 도에서 알 수 있는 것과 같이 Eu의 유효범위는 0.01 ≤x ≤0.1인 것을 알았다. 또한, 이 Eu농도범위의 형광체 발광휘도는 BAM과 거의 동등한 레벨에 있다.
[실시예 10]
앞에서 서술한 원료를 이용하여, 동일한 합성 프로세스에 따라 표 3에 기재한 Ca, Sr, Ba, 그리고 Mg 또는 Zn으로 일부 치환한 형광체(시료 26 ~ 40)를 합성했다. 이 형광체는 모두 다 147nm 자외선 여기하에서 고발광휘도를 갖는 것을 알았다.
[실시예 11]
청색형광막을 구성하는 청색형광체로서 본 발명에 의한 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체(표 3 및 표 4에 도시하는 조성)를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 제작했다.
본 실시예와 같은 면방전형 컬러 PDP의 PDP에서는 예를 들면, 표시전극(일반적으로, 주사전극이라 한다.)에 마이너스 전압을, 어드레스전극과 표시전극에 플러스 전압(표시전극에 인가되는 전압에 비해 플러스 전압)을 인가하므로써 방전이 발생하고, 이에 의해 표시전극과 표시전극 사이에서 방전을 개시하기 위한 보조가 되는 벽전하가 형성된다.(이것을 기록이라 한다.) 이 상태에서 표시전극과 표시전극간에 적당한 반대 전압을 인가하면, 유전체(및 보호층)를 통해, 양 전극간의 방전공간에서 방전이 발생한다. 방전 종료 후, 표시전극과 표시전극에 인가하는 전압을 반대로 하면, 새롭게 방전이 발생한다. 이것을 반복하므로써 단계적으로 방전이 발생한다.(이것을 유지방전 또는 표시방전이라 한다.)
본 실시예의 PDP는 배면기판상에 은 등으로 구성되어 있는 어드레스 전극과, 유리계의 재료로 구성되는 유전체층을 형성한 후, 동일한 유리계의 재료로 구성되는 격벽재를 후막인쇄하고, 블라스토마스크를 이용하여 블라스토제거에 의해 격벽을 형성한다. 다음으로, 이 격벽상에 적, 녹, 청의 각 형광체층을 해당하는 격벽간의 홈면을 피복하는 형태로, 순차 스트라이프형상으로 형성한다. 여기에서 각 형광체층은 적, 녹, 청에 대응하고, 적형광체 입자(40) 중량부(비히클(60) 중량부), 녹형광체 입자(35) 중량부(비히클(65) 중량부), 청형광체 입자(35) 중량부(비히클(65) 중량부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하며 스크린인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발성분의 증발과 유기물의 연소제거를 하여 형성한다. 또, 본 실시예에서 이용한 형광체층은 중앙입경이 3㎛의 각 형광체 입자로 구성되어 있다. 또 각 형광체의 재료는 적형광체는 (Y, Gd)BO3: Eu 형광체와 Y2O3: Eu형광체 1 : 1의 혼합물이고, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn 형광체이다. 다음으로, 표시전극, 버스전극, 유전체층, 보호층을 형성한 전면기판과 배면기판을 프릿봉착하여, 패널 내를 진공배기한 후 방전가스를 주입하여 봉지한다. 본 실시예의 PDP는 그 사이즈가 3형으로 한 화소의 피치가 1000㎛ ×1000㎛이다.
다음으로, 실시예 6 및 7에서 형성한 각 형광체를 이용하여, 적, 녹광체는 동일한 재료를 사용하고, 각 형광체층에 충전한 플라즈마 디스플레이 장치를 제작하고, 초기 휘도 및 수명특성을 조사했다.
이 패널은 청색형광체만을 2가 유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체로 바꾸어 제작한 종래제품에 비교하여 색조가 좋고, 고휘도에 수명이 긴 것이었다.
초기휘도는 표 4의 각 형광체에 관해 기재한 상대 발광강도를 얻을 수 있고, 어느 쪽도 비교시료인 2가 유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체와 동등 이상의 결과를 얻을 수 있다. 또 수명성능에서도 모든 형광체(표 3 및 표 4에 도시하는 모든 조성)가 비교형광체를 상회하는 결과를 도시했다.
또, 이 실시예에서는 적 및 녹의 형광체에 관해, 상세한 검토결과를 도시하고 있지 않지만, 이하에 도시하는 각 조성의 형광체에서도 동등하게 PDP를 제작할 수 있다. 적형광체에서는 (Y, Gd)BO3: Eu, (Y, Gd)2O3: Eu, (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 중 어느 한 종류 이상의 형광체를 포함하는 경우가 가능하다. 또, 녹형광체는 Zn2SiO4: Mn,
(Y, Gd, Sc)2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce, (Y, Gd)B3O6: Tb, (Y, Gd)PO4: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체를 포함하는 경우가 가능하다. 또한 여기에 도시하고 있지 않은 형광체와의 조합도 적용할 수 있다.
[실시예 12]
청색형광체색으로 본 발명에 의한 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체(표 1 및 3에 도시하는 조성)를, 녹색형광체로 2가 망간부활 규산아연형광체를 그리고 적형광체에는 3가 유로퓸부활 산화이트륨 ·가돌리늄 형광체를 이용하여 희귀가스(키세논 가스)방전 백색형광램프를 제작했다. 이 램프는 청색형광체만을 2가 유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체로 바꾸어 제작한 종래 제품에 비교하여 고발광효율 또는 수명이 긴 것이었다.
[실시예 13]
청색형광체로 본 발명에 따른 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체(표 2 및 표 4에 도시하는 조성)을, 녹색형광체로 2가 망간부활 규산아연형광체를 그리고 적색형광체에는 3가 유로퓸부활 산화이트륨 ·가돌리늄형광체를 이용하여 평면형 희귀가스(키세논가스)방전 백색형광램프를 제작했다. 이 램프는 청색형광체만을 2가유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체로 바꾸어 제작한 종래 제품에 비교하여 고발광효율이고 수명이 긴 것이었다.
[실시예 14]
여기에서는 우선 형광막을 형성하는 유리기판의 내면에 균일한 투명전극을 형성했다. 다음으로, 청색형광막을 구성하는 청색형광체로 본 발명에 따른 2가유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체(표 1 ~ 표 4에 도시하는 조성)를, 녹색형광막을 구성하는 녹색형광체로 2가망간부활 규산아연형광체를, 그리고 적색형광막을 구성하는 적색형광체로 3가유로퓸부활 산화이트륨 ·가돌리늄형광체를 순차 형성했다.이 유리기판과 미소한 전자선원이 만들어져 있는 또하나의 유리기판을 합쳐서 봉착하고, 진공배기 후에 10형의 전계방사형 디스플레이(FED) 패널을 제작했다. 이 패널은 종래의 청색형광체만을 2가유로퓸부활 알루민산 바륨 ·마그네슘형광체로 바꾸어 제작한 FED패널보다 고효율, 또한 수명이 긴 특성을 도시했다. 이 패널을 이용하여, 표시패널을 구성하고, 텔레비전, 비디오, 자동차 등의 디스플레이 시스템으로 사용하였더니, 좋은 표시품질을 얻을 수 있는 것을 확인했다. 위에서 서술한 대로, 진공자외 영역 자외선 및 저속전자선 여기하에 있어서 효율이 높은 청색형광체[2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체]를 희귀가스 방전표시 ·발광장치, 또는 전계방사형 디스플레이(FED)장치에 이용하므로써 수명을 길게하고 고화질화를 실현할 수 있었다.
[실시예 15]
원료로 BaCO3(2.98 ×몰%)[0 ≤x ≤1], SrCO3(2.98(1-x)몰%), MgCO3(1몰%), SiO2(2몰%), Eu2O3(0.01몰%)를 계량하여 혼합하고, 얻어진 혼합물을 알루미나 도가니 내에서, 대기분위기 중, 1300℃로 3시간 소성했다. 소성물을 분쇄 후, 환원분위기에서 1300℃로 3시간 소성했다. 소성물을 볼밀에서 분쇄한 후, 물세정, 분급, 건조하여 (BaXSr1-X)2.98MgSi2O8: Eu0.02[0 ≤x ≤1]로 표시되는 형광체를 얻었다. 본 형광체(40) 중량부와 비히클(60) 중량부를 혼합하여 형광체 페이스트로 하고, 유리기판상에 스크린인쇄에 의해 도포하고, 건조, 소성공정에 의해 페이스트 내의 휘발성분 제거와 유기물의 연소제거를 하고, 형광체막을 형성했다.
유리기판 상에서 이 형광체를 벗기고 페이스트 소성분을 제작하고, 엑시머램프(중심파장 146nm)에서 여기했을 때의 발광강도(A1)를 측정했다. 이 때, 인쇄소성하지 않은, 본래의 형광체분체의 발광강도(A0)를 측정했다. 페이스트 소성과정에서의 열화를 나타내는 지표로 하고, 발광강도 유지율(A = A1/A0 ×100)을 이용했다. 또 비교를 위해, 청형광체로 일반적으로 이용되고 있는 BAM형광체에 관해서도 동일한 측정을 했다. 도 11에 발광강도 휘도유지율(A)을 도시한다. 본 발명에 따른(BaxSr1-x)3-aMgSi2O8: Eua형광체[0 ≤x ≤0.1 또는 0.65 ≤x ≤1]가 BAM형광체보다도 페이스트 소성시의 발광강도유지율이 크고, 열화가 억제된 양호한 특성을 갖는 것이 도시되었다.
[실시예 16]
본 발명에 따른 형광체를 이용하여 PDP를 제작하고, 구동열화특성을 측정했다. 도 9에 PDP에서의 표시패널 개략도를 도시한다. PDP는 전면기판과 배면기판을 맞붙여서 일체화한 것이다. 배면기판에 어드레스전극 및 격벽을 형성한 후, 이하의 순서로 격벽간에 Ba3MgSi2O8: Eu0.02형광체층을 형성했다. 형광체(40) 중량부와 비히클(60) 중량부를 혼합하여 형광체 페이스트로 하고, 스크린인쇄에 의해 도포하고, 건조, 소성공정에 의해 페이스트 내의 휘발성분의 제거와 유기물의 연소제거를 하고, 형광체층을 형성한 이 배면기판을 전면판과 맞붙여서 방저가스를 봉입한 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하고 발광가도의 구동시간 특성을 측정했다. 패널구동개시시의 발광강도(B0) 및 패널구동 후 500h에서의 발광강도(B1)를 측정하고, 패널구동에 의한 열화를 나타내는 지표로 하고, 발광강도유지율(B = B1/B0 ×100)을 이용했다. 그 결과를 도 12에 도시한다. 또 비교를 위해 청형광체로 일반적으로 이용되고 있는 BAM형광체에 관해서도 동일한 측정을 행했다.
본 발명에 따른 (BaxSr1-x)3-aMgSi2O8: Eua형광체[0 ≤x ≤0.1 또는 0.65 ≤x ≤1]이 BAM형광체보다도 패널구동시의 발광강도 유지율이 크고, 열화가 억제된 양호한 특성을 갖는 것이 도시되었다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을, 상기 실시예에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이 표시장치 및 발광장치의 잔광시간을 저감하고 동화상의 표시품질을 높일 수 있으며, 긴 수명으로 고화질인 화상표시 시스템을 실현할 수 있다.

Claims (27)

  1. 간격을 통해 대향배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판간에 형성된 방전에 의해 자외선을 발생하는 가스가 봉입된 방전가스 공간과, 상기 한 쌍의 기판 대향면의 각각에 형성된 전극과, 상기 한 쌍의 기판 한쪽의 상기 방전가스공간에 접하는 면에 형성된 형광체층을 적어도 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 전극극을 통해 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 표시장치에 있어서, 상기 형광체층을 구성하는 적, 녹, 청색 발광을 제공하는 각 형광체층에서 발생하는 빛의 잔광시간(1/10 잔광시간)이 8ms 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 녹형광체층이 Zn2SiO4: Mn 형광체로 구성되어 있고, 그 Mn/Zn 조성비가 0.04 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 녹형광체층의 구성재료인 Zn2SiO4: Mn 형광체의 Mn/Zn 조성비가 0.06 이상, 0.10 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 녹형광체층이 Zn2SiO4: Mn 형광체와 (Y, Gd, Sc)2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce, (Y, Gd)B3O6: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 조성인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 녹형광체층의 구성재료인 Zn2SiO4: Mn 형광체의 Mn/Zn 조성비가 0.04 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  6. 간격을 통해 대향배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판간에 형성된, 방전에 의해 자외선을 발생하는 가스가 봉입된 방전가스 공간과, 상기 한 쌍의 기판 대향면의 각각에 형성된 전극과, 상기 한 쌍의 기판 한 쪽의 상기 방전가스 공간에 접하는 면에 형성된 형광체층을 적어도 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 전극을 통해 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 표시장치에 있어서, 상기 형광체층을 구성하는 적, 녹, 청색 발광을 제공하는 각 형광체층에서 발생하는 빛의 잔광시간(1/10 잔광시간)이 6ms 이하이고, 적, 녹형광체층에서 발생하는 빛의 잔광시간차가 2ms 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 녹형광체층이 Zn2SiO4: Mn 형광체로 구성되어 있고, 그 Mn/Zn 조성비가 0.04 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 녹형광체층의 구성재료인 Zn2SiO4: Mn 형광체의 Mn/Zn 조성비가 0.06 이상, 0.10 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 녹형광체층이 Zn2SiO4: Mn 형광체와 (Y, Gd, Sc)2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce, (Y, Gd)B3O6: Tb, YBO3: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 조성인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 녹형광체층의 구성재료인 Zn2SiO4: Mn 형광체의 Mn/Zn 조성비가 0.04 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 녹형광체층의 구성재료인 Zn2SiO4: Mn 과 Y2SiO5: Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12: Tb, (Y, Gd)B3O6: Tb, YBO3: Tb의 군에서 선택된 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 조성에서, 그 혼합비율(Zn2SiO4: Mn의 비율)이 40% ~ 80%인 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 적형광체층이 (Y, Gd)BO3: Eu와 Y2O3: Eu, (Y, Gd)(P, V)O4: Eu 중 어느 한 종류 이상의 형광체와 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 혼합 비율((Y, Gd)BO3: Eu의 비율)이 50% ~ 90%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  14. 간격을 통해 대향배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판간에 형성된, 방전에 의해 자외선을 발생하는 가스가 봉입된 방전가스 공간과, 상기 한 쌍의 기판대향면의 각각에 형성된 전극과, 상기 한 쌍의 기판 한쪽의 상기 방전가스 공간에 접하는 면에 형성된 형광체층을 적어도 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과, 상기 전극을 통해 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 표시장치의 상기 형광체층을 구성하는 적, 녹, 청색 발광을 제공하는 각 형광체층에서 발생하는 빛의 잔광시간(1/10 잔광시간)이 8ms 이하인 플라즈마 디스플레이 표시장치를 구비한 것을 특징으로 하는 영상표시 시스템.
  15. 다음의 화학식으로 표시되는 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리 토류 규산염 형광체를 함유하는 형광막을 구비한 것을 특징으로 하는 발광장치.
    (Ae)a-c(Ae')bSixOy: Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 O이다. 또한 x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다.)
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체가 다음 조성식으로 도시되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    (Ae)2-c(Ae')Si2O7: Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. c는 0.01x0.3이다.)
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체가 다음 조성식으로 도시되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    (Ae)1-c(Ae')Si2O6: Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. c는 0.01x0.3이다.)
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체가 다음 조성식으로 도시되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    (Ae)3(Ae')Si2O8: Eu
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 또는 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다.)
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체가 다음 식으로 도시되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    ((Sr1-y, Bay)3-x(Ae')Si2O8: Eux
    단, y는 0y1이다.)
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체가 다음 조성식으로 도시되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
    ((Sr1-y, Bay)3-x(Ae')Si2O8: Eux
    단, y는 0y0.1 또는 0.65y1이다.)
  21. 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체의 조성식에서, x가 0.01x0.1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  22. 청구항 15 내지 21에 있어서,
    상기 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체의 조성식 Ae'사이트가, (Mg1-dZnd)으로 표시되고, d가 0 〈 d1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는발광장치.
  23. 청구항 1 내지 13에 있어서,
    상기 청색발광 형광체가 청구항 15 내지 22 기재의 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체를 일부 갖고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 표시장치.
  24. 다음의 화학식으로 도시되는 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체를 함유하는 형광막을 구비한 것을 특징으로 하는 발광장치.
    (Ae)a-c(Ae')bSixOy:Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 0이다. 또한, x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다.)
  25. 다음 화학식으로 도시되는 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체를 함유하는 형광막을 구비한 평면형 희귀가스 방전형광램프를 이용한 것을 특징으로 하는 영상표시 시스템.
    (Ae)a-c(Ae')bSixOy: Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 O이다. 또한 x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다.)
  26. 다음 화학식으로 도시되는 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염 형광체를 함유하는 형광막을 구비한 삼파장형 백색 형광램프를 이용한 것을 특징으로 하는 영상표시 시스템.
    (Ae)a-c(Ae')bSixOY :Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 0이다. 또한 x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다.)
  27. 다음 화학식으로 도시되는 청색발광 2가 유로퓸부활 알칼리토류 규산염형광체를 함유하는 형광막을 구비한 전계방사형 디스플레이장치를 이용한 것을 특징으로 하는 영상표시 시스템.
    (Ae)a-c(AE')bSixOy: Euc
    (단, Ae는 Sr, Ca 그리고 Ba 중에서 선택된 적어도 1종류의 알칼리토류 원소이다. 또, Ae'는 Mg 그리고 Zn 중에서 선택된 적어도 1종류의 원소이다. 상기 화학식에서 a는 1, 2 또는 3이고, b는 1 또는 0이다. 또한 x는 1 또는 2이고, y가 4, 6, 7 또는 8이다.
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