KR20050052251A - 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것으로서, 상기 형광체는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질; 및 상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3 및 600 ppm 이하의 SiO2 를 포함하는 코팅산화물로 이루어진다. 본 발명의 형광체는 수명특성 및 방전안정성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체{GREEN PHOSPHOR FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수명특성과 방전안정성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체에 관한 것이다.
[종래 기술]
플라즈마 디스플레이 패널(plasma diplay 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 디스플레이 패널은 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 교류(AC) 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 도 1에 도시되어 있다. 전면기판(1)과 배면기판(3)이 방전공간(5)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 상기 전면기판(1)에는 일정 간격으로 형성된 한쌍의 유지전극들(주사전극(X), 공통전극(Y))이 소정의 패턴으로 형성되고 이들 각각의 전극들은 투명 전극 필름(7)과 금속 필름(9)을 포함한다. AC 구동을 위하여 유전체층(11)에 의하여 덮여 있으며, 유전체층(11)의 표면에는 MgO 보호층(13)이 형성되어 있다. 배면기판(3)에는 어드레스 전극(A), 유전체층(15), 격벽(17), 형광층(19R, 19G, 19B)이 형성되어 있다.
상기 전면, 배면기판을 대향시켜 겹치게 한 다음 밀봉한 다음 내부공간을 진공으로 만든 다음 방전공간에 방전가스가 봉입된다. 이들 방전가스로는 헬륨(He), 네온(Ne), 제논(Xe) 등의 불활성 가스 또는 이들의 혼합가스를 혼합하여 사용되고 있다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에는 세 개의 전극이 설치되어 있으며, 형광체층(19)에는 적색, 녹색, 청색의 형광체가 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다. 상기 전극 사이에 소정의 전압이 인가되면 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 상기 형광체층이 여기되며, 여기된 형광체는 빛을 방사한다.
PDP용 형광체는 자외선 여기형의 형광물질이다. R, G, B 중에서 녹색이 백색 휘도에서 가장 높은 분율을 차지하기 때문에 PDP의 휘도를 향상시키기 위해서는 녹색 휘도를 향상시켜야 한다. 현재 사용되고 있는 녹색 형광물질로는 Zn2SiO4:Mn, BaAl12O19:Mn, (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수) 등이 있다. 현재 Zn2SiO4:Mn가 휘도 특성이 좋으므로 가장 일반적으로 사용되고 있으나 방전특성이 좋지 못한 단점이 있다. Zn2SiO4:Mn의 방전특성이 좋지 못한 이유를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 보는 바와 같이 전면기판(1)의 MgO 층(13)과 배면기판(3)의 형광층(19R, 19G, 19B)이 직접 방전공간에 노출되어 있어 MgO 층의 이차전자 방출계수와 형광층의 표면전하는 형광층과 MgO 층에 쌓이는 벽전하의 양에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다. PDP에서 형광층은 R,G,B 칼라에 따라서 사용되는 물질 조성이 틀리며, 물질의 종류에 따라서 표면 대전 특성이 다르다. 표면 대전 특성이 양의 값인 경우는 방전 불량이 발생할 확률이 낮지만, 음의 값을 가지는 경우는 방전 불량이 발생할 확률이 높으며 이 확률은 구동방식과 관계가 깊다. 하지만 PDP의 방전안정성을 증가시키고 방전 불량률을 감소시키기 위해서는 R,G,B 칼라에 상관없이 표면 대전 특성이 양의 값을 가지도록 R,G,B 형광체를 선택하는 것이 바람직하다. 하지만 PDP에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 녹색 형광체인 Zn2SiO4:Mn의 표면 대전 특성은 -50μC/g의 음의 값을 가진다. 따라서 형광층의 표면 대전 특성에 민감한, 즉 배면기판의 변화에 민감한 구동파형으로 PDP가 구동되는 경우, 녹색 셀의 방전전압이 적색 셀과 청색 셀에 비하여 높아질 수 있다.
방전전압이 높아지는 메카니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다: 실제 방전시 교류 플라즈마 디스플레이 구동의 특징인 리셋 방전시, 즉 어드레스 전극 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 벽전하를 쌓아주게 된다. 어드레스 전극 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 패널의 전면기판과 배면기판에 반대 극성의 벽전하가 쌓이게 되며, 쌓여진 벽전하로 인해 전면기판과 배면기판 사이에 전압차이가 발생한다. 그리고 전면, 배면기판 사이에 임의의 값을 가지는 전압차이가 발생된 상태에서 어드레스 전극단자와 주사 전극단자로 쌓여진 벽전하와 동일한 극성을 가지는 전압이 인가되면 방전이 일어나게 된다. 즉 벽전하가 효과적으로 적절한 양이 쌓여 있으므로 어드레스 방전 전압을 낮출 수 있는 효과가 있다. 어드레스 전극 단자부로 방전전압이 인가되기 전에, 패널의 배면기판에는, 즉 형광층 표면에는 양이온들이 벽전하로 쌓이게 되는데, 표면 대전 특성이 음의 값을 가지는 Zn2SiO4:Mn은 벽전하로 쌓여진 양이온들을 상쇄시키는 효과를 발생시키므로, 적색 셀과 청색 셀에 비하여 전면, 배면기판 사이에 작은 방전전압이 발생된다. 따라서 Zn2SiO4:Mn으로 이루어진 녹색 셀은 적색 셀과 청색 셀에 비하여 더 높은 어드레스 전압이 필요하게 되는 경우가 발생되며, 때로는 방전불량을 일으키게 된다.
상기와 같은 Zn2SiO4:Mn의 문제점을 해결하기 위하여 국내 특허 공개 제 2001-62387 호에 Zn2SiO4:Mn과 YBO3:Tb를 혼합한 녹색 형광체가 기술되어 있다. 그러나 이 녹색 형광체는 색순도가 저하되는 문제점이 있다. 그리고 국내 특허 공개 제 2000-60401 호에는 산화마그네슘과 산화아연의 양(+)전위를 띄는 물질을 Zn2SiO4:Mn와 혼합하는 내용이 기술되어 있다. 그러나 이 방법으로 제조된 형광체도 색순도 및 수명이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 일본 특허 공개 2003-7215 호에는 망간 부활 알루민산염 녹색 형광체와 테르븀 부활 인산염 또는 테르븀 부활 붕산염 녹색 형광체를 혼합해서 구동전압 및 휘도 열화 개선에 효과가 있다고 기술하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수명특성과 방전안정성이 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlx Oy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질; 및
상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3 및 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 코팅산화물로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공한다.
본 발명은 또한 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy :Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질;
상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3를 포함하는 제1 코팅산화물; 및
상기 제1 코팅산화물층에 형성된 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 제2 코팅산화물로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체를 제공한다.
본 발명은 또한 방전공간이 형성되도록 적어도 전면측이 투명한 한쌍의 기판;
상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 기판의 한쪽에 설치된 격벽;
상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에서 방전을 발생시키도록 상기 기판에 설치된 전극군;
상기 격벽에 의해 구획된 방전공간내에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층을 구비하고,
상기 녹색 형광체층은은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy :Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질; 및
상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3 및 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 코팅산화물로 이루어진 녹색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한 방전공간이 형성되도록 적어도 전면측이 투명한 한쌍의 기판;
상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 기판의 한쪽에 설치된 격벽;
상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에서 방전을 발생시키도록 상기 기판에 설치된 전극군;
상기 격벽에 의해 구획된 방전공간내에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층을 구비하고,
상기 녹색 형광체층은은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy :Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질;
상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3를 포함하는 제1 코팅산화물; 및
상기 제1 코팅산화물층에 형성된 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 제2 코팅산화물로 이루어진 녹색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
플라즈마 디스플레이 패널이 균일하고 안정한 방전을 나타내기 위해서는 형광체의 표면전위가 높아 고온의 기체상의 음이온이 고속으로 충돌하여야 한다. 형광체의 표면전위가 높을수록 형광체와 음이온의 전위차가 커져 균일하고 안정된 발광특성을 가지는 플라즈마 방전을 구현할 수 있다.
본 발명에서는 일정량의 La2O3와 SiO2 산화물을 코팅하여 음의 표면전위를 가지는 형광물질의 방전특성과 수명특성을 개선한다. 상기 형광물질의 예로는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl 2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임) 등이 있으며, 이들외에 표면전위가 음으로 대전된 형광물질이면 모두 사용될 수 있다.
형광체의 표면전위를 개선하고자 2500 ppm 이하의 La2O3로 코팅하고, La2 O3는 형광체의 수명특성을 저하시키므로 이를 보완하기 위하여 600 ppm 이하의 SiO2 로 코팅한다. 상기 La2O3의 코팅양의 바람직한 범위는 50ppm 이상에서 2500ppm 이하이고, 더 바람직한 범위는 300ppm 내지 2000ppm이고, 더욱 더 바람직한 범위는 600ppm 내지 900ppm이다. 상기 SiO2의 코팅양의 바람직한 범위는 10ppm 내지 600ppm이고, 더 바람직한 범위는 50ppm 내지 500ppm이고 더욱더 바람직한 범위는 100ppm 내지 250ppm이다. La2O3의 코팅양이 2500ppm을 초과하면 표면전위는 개선되나 진공자외선에 열화되거나 휘도와 휘도유지율(수명특성)이 감소되는 문제점이 있다. SiO2의 코팅양이 600ppm을 초과하면 표면전위를 충분한 정도로 개선할 수 없어 바람직하지 않다.
코팅층에 존재하는 La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1인 것이 바람직하고, 19:1 내지 24:1인 것이 더 바람직하다.
상기 범위내에서 코팅하면 형광체의 표면전위와 수명특성을 모두 개선할 수 있다. 코팅층의 두께는 30nm 이하로 하는 것이 형광체의 발광특성을 저하시키지 않는다. 바람직하게는 10nm 이하의 두께로 코팅한다.
상기 La2O3와 SiO2 산화물 코팅층은 형광체의 표면에 산화물을 증착하여 형성할 수 있다. 이러한 증착방법의 예로는 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 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 La2O3와 SiO2 산화물 코팅층은 형광체의 표면에 별개의 코팅층으로 형성될 수도 있다. 즉 형광체의 표면에 La2O3를 포함하는 제1 산화물 코팅층과 이 위에 형성된 SiO2를 포함하는 제2 산화물 코팅층이 형성될 수 있다. 이때 La2O3 의 코팅양은 100ppm 이상에서 2500ppm 이하, 바람직하게는 600ppm 내지 900ppm인 것이 바람직하고, 상기 SiO2의 코팅양은 50ppm 이상에서 600ppm 이하, 바람직하게는 100ppm 내지 250ppm인 것이 바람직하다. La2O3의 코팅양이 2500ppm을 초과하면 표면전위는 개선되나 진공자외선에 열화되거나 휘도와 휘도유지율(수명특성)이 감소되는 문제점이 있다. SiO2의 코팅양이 600ppm을 초과하면 표면전위를 충분한 정도로 개선할 수 없어 바람직하지 않다.
La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1인 것이 바람직하고, 19:1 내지 24:1인 것이 더 바람직하다. 상기 범위내에서 코팅하면 형광체의 표면전위와 수명특성을 모두 개선할 수 있다.
또한 상기 형광체와 표면코팅되지 않은 형광체를 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 표면코팅된 형광체는 전체 형광체에서 10 중량% 이상 사용하여 하며, 40 중량% 이상 사용하는 것이 바람직하다. 표면코팅된 형광체의 함량이 10 중량% 미만이면 표면전위 개선효과가 거의 없다.
본 발명의 녹색 형광체를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀에 녹색 형광체층을 형성하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조한다.
우선 본 발명의 녹색 형광체를 바인더 수지가 용매에 용해된 비이클(vehicle)에 분산시켜 형광체 페이스트를 제조한다.
상기 바인더 수지로는 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, 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 조성물은 소량의 무기 바인더를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 바인더 수지의 함량은 형광체 페이스트에 대하여 약 2 내지 약 8 중량% 정도로 할 수 있다.
상기 용매로서는 알콜계, 에테르계, 에스테르계 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve: BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate: BCA), 테르피네올(terpineol) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 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 페이스트에 대하여 약 25 내지 약 75 중량% 정도로 할 수 있다.
상기 형광체 페이스트는 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, 이들은 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상업적으로 입수할 수 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널를 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.
상기와 같이 얻어진 형광체 페이스트를 형광체층 형성을 위한 표면에 도포한다. 형광층 형성을 위한 표면으로는 도 1에 도시된 바와 같이 배면기판(3) 위에 형성된 유전체층(15)과 격벽(17)의 측벽이다. 형광층 페이스트 도포 방법으로는 스크린 인쇄법 또는 노즐로부터 형광체 페이스트를 분사시키는 방법 등이 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 도포된 페이스트층을 바인더 수지가 실질적으로 분해되거나 타버릴 수 있는 온도에서 페이스트 코팅층을 소성함으로써 형광체층을 형성한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 및 비교예)
직경 4인치 La2O3와 SiO2를 타겟으로 하여 아르곤 분위기, 5mTorr 압력, 300W RF 파워 하에서 증착하여 Zn2SiO4:Mn를 La2O3와 SiO2 를 코팅하였다. La2O3와 SiO2의 코팅양은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
La2O3코팅양(ppm) SiO2 코팅양(ppm)
비교예 1 - -
비교예 2 850 -
비교예 3 2400 -
비교예 4 4700 -
실시예 1 850 90
실시예 2 850 580
실시예 3 2400 180
비교예 5 2400 730
비교예 6 4700 290
비교예 7 4700 1030
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 녹색 형광체를 에틸 셀룰로오스가 부틸 카비톨 아세테이트에 용해된 비이클에 분산시켜 형광체 페이스트를 제조하였다. 그런 다음 형광체 페이스트를 도 1에 도시된 격벽 사이에 스크린 인쇄한 후 500℃에서 소성하여 형광체층을 형성하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 녹색 형광체층 만을 점등한 후, 접촉식 휘도계(CA-100)를 이용하여 상기 PDP에서 나오는 녹색광의 색좌표, 휘도 및 VUV 에 대한 휘도유지율(수명)을 측정하였다. 또한 형광체 분말의 도시바 케미컬(Toshiba Chemical co.)사의 분체 대전량 측정 장비 TB-200을 이용하여 형광체의 표면하전량을 측정하고 Malvern사의 Zeta Master 기기를 이용하여 제타 전위를 측정하였다. 그 측정 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 하기 표 2에서 상대휘도는 비교예 1의 녹색 형광체 휘도를 100%로 환산하였을 때의 휘도값을 나타낸다.
색좌표x 색좌표y 상대휘도(%) 휘도유지율(%) 표면하전량(μC/g) 제타전위(mV)
비교예 1 0.244 0.697 100 91% -32 -42
비교예 2 0.244 0.697 100.5% 85% +62 50
비교예 3 0.244 0.697 93.3% 71% +71 85
비교예 4 0.244 0.697 88.7% 69% +77 103
실시예 1 0.244 0.697 99.8 90% +56 46
실시예 2 0.244 0.697 112 88% +48 40
실시예 3 0.244 0.697 91.6% 79% +67 74
비교예 5 0.244 0.697 90.3% 82% +45 53
비교예 6 0.244 0.697 87.7% 74% +72 86
비교예 7 0.244 0.697 87.4% 85% +42 71
표 2에 기재된 바와 같이 산화물 코팅처리가 색좌표에 영향을 미치지 않으며 Li2O3의 코팅양이 증가될수록 진공자외선에 대한 휘도유지율(수명)이 열화된다(비교예 1 내지 3). 이에 비하여 Li2O3를 2400ppm 이하의 양으로 코팅하고 SiO2 를 600ppm 이하의 양으로 코팅한 실시예 1 내지 3의 경우에는 표면전위가 비교예 1에 비하여 월등하게 개선될 뿐만 아니라 진공자외선에 대한 휘도유지율 또한 우수한 것으로 나타났다.
실시예 1 내지 3에 따른 형광체의 높은 표전하전량과 제타 전위는 플라즈마 디스플레이 패널에서의 방전 안정성이 우수함을 나타낸다. 이를 확인하기 위하여 실시예 1 내지 3의 형광체를 이용하여 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 방전편차, 어드레스 마진 및 휘도유지율(수명특성)을 평가하여 그 결과를 표 3에 기재하였다.
방전편차 어드레스 마진(V) 휘도유지율(%)
96시간 480시간 960시간
비교예 1 478 5 98 95 93
실시예 1 52 21 99 96 94
실시예 2 102 17 98 95 92
실시예 3 43 24% 97 93 89
상기 표 3에서 방전편차는 하기 식에 의하여 방전편차를 계산하였다.
Nt/No=exp(-(t-tf)/ts)
상기 식에서 Nt는 t시간에서 방전이 일어나지 않는 방전미스 회수, No는 방전지연 시간 측정회수, tf는 형성지연, ts는 방전편차이다.
표 3에서 어드레스 마진은 정규 어드레스 전압에서 최소 어드레스 전압을 뺀 값이다.
표 3에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널은 우수한 휘도유지율(수명특성)을 유지하면서도 비교예 1에 비하여 방전편차가 약 1/5 이하로 감소시킬 수 있으며 4 배 이상의 어드레스 마진의 확보가 가능하여 방전안정성이 우수함을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 형광체는 표전전위가 낮은 형광체를 La2O3와 SiO2 산화물로 코팅하여 수명특성 및 방전안정성이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보인 사시도이다.

Claims (18)

  1. Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl 2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3 :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질; 및
    상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3 및 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 코팅산화물로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 La2O3의 코팅양은 100 내지 2500ppm이고, 상기 SiO2 의 코팅양은 50 내지 600ppm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1 인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 따른 제1 녹색 형광체; 및
    Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl 2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3 :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 제2 녹색 형광체
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 녹색 형광체는 10 내지 100 중량%로 존재하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  6. Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl 2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3 :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질;
    상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3를 포함하는 제1 코팅산화물; 및
    상기 제1 코팅산화물층에 형성된 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 제2 코팅산화물로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 La2O3의 코팅양은 50 내지 2500ppm이고, 상기 SiO2 의 코팅양은 10 내지 250ppm인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1인 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  9. 제6항 내지 제8항중 어느 하나의 항에 따른 제1 녹색 형광체; 및
    Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl 2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3 :Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 제2 녹색 형광체
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 녹색 형광체는 10 내지 100 중량%로 존재하는 플라즈마 디스플레이 패널용 녹색 형광체.
  11. 방전공간이 형성되도록 적어도 전면측이 투명한 한쌍의 기판;
    상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 기판의 한쪽에 설치된 격벽;
    상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에서 방전을 발생시키도록 상기 기판에 설치된 전극군;
    상기 격벽에 의해 구획된 방전공간내에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층을 구비하고,
    상기 녹색 형광체층은은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy :Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질; 및
    상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3 및 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 코팅산화물로 이루어진 녹색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서, 상기 La2O3의 코팅양은 50 내지 2500ppm이고, 상기 SiO2 의 코팅양은 10 내지 600ppm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제11항에 있어서, 상기 La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1인 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제11항에 있어서, 상기 녹색 형광체층은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlx Oy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물로 코팅되지 않은 녹색 형광체를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 방전공간이 형성되도록 적어도 전면측이 투명한 한쌍의 기판;
    상기 방전공간을 다수의 공간으로 구획하도록 기판의 한쪽에 설치된 격벽;
    상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에서 방전을 발생시키도록 상기 기판에 설치된 전극군;
    상기 격벽에 의해 구획된 방전공간내에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층을 구비하고,
    상기 녹색 형광체층은은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy :Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광물질;
    상기 형광물질 표면에 코팅된, 2500 ppm 이하의 La2O3를 포함하는 제1 코팅산화물; 및
    상기 제1 코팅산화물층에 형성된 600 ppm 이하의 SiO2를 포함하는 제2 코팅산화물로 이루어진 녹색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제15항에 있어서, 상기 La2O3의 코팅양은 50 내지 2500ppm이고, 상기 SiO2 의 코팅양은 10 내지 600ppm인 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제15항에 있어서, 상기 La2O3와 SiO2의 중량비는 4.5:1 내지 30:1인 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제15항에 있어서, 상기 녹색 형광체층은 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO 4:Mn(A는 알칼리 토금속), (Ba,Sr,Mg)O·αAl2O3:Mn(α = 1 내지 23의 정수), MgAlx Oy:Mn(x = 1 내지 10의 정수, y = 1 내지 30의 정수), LaMgAlxOy:Tb(x = 1 내지 14의 정수, y = 8 내지 47의 정수), 및 ReBO3:Tb(Re는 Sc, Y, La, Ce, 및 Gd로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 희토류 원소임)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물로 코팅되지 않은 녹색 형광체를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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