KR20070078218A

KR20070078218A - 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체 및 이로부터 형성된형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20070078218A
Application number: KR1020060008281A
Authority: KR
Inventors: 홍근영
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-07-31

Abstract

본 발명은 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체 입자의 표면에 안료가 착색된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체와 함께, 입자 표면에 안료가 착색되어 있는, 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체가 하부 기판 중 발광셀 영역에 도포된 플라즈마 디스플레이 패널을 개시한다. 본 발명의 착색 형광체로부터 형성된 형광막을 플라즈마 디스플레이 패널에 사용함으로써 포화도, 색온도, 색재현 면적 등의 광특성 개선과 외광 반사 휘도를 저감시켜 명실 콘트라스트를 향상하고, 휘도 포화를 저감하여 매우 우수한 화질을 구현할 수 있으며, 안료의 필러 작용으로 색구현의 면적이 크게 넓어져 매우 다양한 색을 구현할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 형광체 및 이로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널{Phosphor for plasma display panel and plasma display panel having phosphor layer formed of the same}

도 1a는 종래의 형광체로부터 빛이 발광되는 일 예를 나타내고 있고, 도 1b는 본 발명에 따른 착색 형광체로부터 빛이 발광되는 일 예를 나타내고 있다.

도 2a는 종래기술에 따른 형광체를 사용하는 경우 계조 변화시에 나타나는 휘도의 변화를 도시하고 있고, 도 2b는 본 발명에 따른 형광체를 사용하는 경우 계조 변화시에 나타나는 휘도의 변화를 도시하고 있다.

도 3a는 종래의 형광체를 발광셀에 도포한 패널의 하부 기판을 나타내고, 도 3b는 본 발명의 형광체를 발광셀에 도포한 패널의 하부 기판을 나타내고 있다.

도 4a는 종래의 형광체를 이용한 PDP의 상, 하부 기판을 개략적으로 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명에 따른 형광체를 이용한 PDP의 상, 하부 기판을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5a는 산화구리(CuO) 안료가 표면에 직접 코팅된 녹색 형광체 Zn₂SiO₄:Mn의 사진을 나타내었고, 도 5b는 산화철(α-Fe₂O₃) 안료가 표면에 도포된 적색 형광체(Y,Gd)BO₃:Eu의 사진을 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 착색 형광체로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

210… 전방패널 220… 후방패널

225a… 적색 형광막 225b… 녹색 형광막

225c… 청색 형광막

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Pannel:PDP)용 형광체 및 이로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 방전 특성이 개선되고 플라즈마에 의한 열화를 방지함으로써 수명 특성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체 및 이로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

형광체란 에너지 자극에 의하여 발광하는 물질로서, 일반적으로 수은 형광 램프, 무수은 형광 램프 등과 같은 광원, 전자 방출 소자, 플라즈마 디스플레이 패널 등과 같은 각종 소자에 사용되고 있으며, 새로운 멀티미디어 기기의 개발과 더불어 향후에도 다양한 용도로 이용될 전망이다.

상기 광원 또는 소자와 같은 기기에 구비되는 형광체는 상기 기기로부터 발생 가능한 파장대의 여기광을 흡수하여 여기할 수 있는 것으로 선택되어야 하며, 각 기기의 용도에 적합한 전류 포화 특성, 열화 특성, 발광 특성, 색순도 등과 같은 물성을 바람직하게 갖추어야 한다.

플라즈마 디스플레이 패널은 크세논(Xe) 등을 방전 가스로 이용하여 약 147nm 내지 200nm의 진공자외선(VUV) 파장대의 여기광으로 형광체를 여기시킨다. 일본 특허공개공보 평 9-70936에는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체의 휘도를 향상시키기 위하여 형광체 표면에 코팅층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 형광체 표면에 코팅되는 물질은 형광체보다 굴절율이 작고 두께는 (2m+1)λ/4n을 충족시키도록 설정되고(n은 코팅층의 굴절율, m=0,1,2,3..., λ는 여기 자외선의 파장임), 일정한 간극을 둔 산화물의 코팅을 통해 자외선의 여기 효율을 증가시키는 방안도 제안되었다.

또한, 일본 특허출원 평 10-258297에는 잉크젯 방법을 사용하기 위해 형광체의 표면에 막상 또는 돌기상의 코팅층을 형성하여 형광체 잉크의 제조에 적합하도록 형광체의 유동성을 높이는 방안을 개시하고 있다.

종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 순수하게 형광체만 사용되거나 혹은 상기와 같이 표면을 코팅하여 이용하는 정도에 머물렀다. 이러한 종래의 형광체는 상대적으로 에너지가 낮은 지역에서 쉽게 그 휘도가 포화되어 저계조 영역의 화질을 구현하기가 어렵고, 색순도가 좋지 않았다. 또한, 형광체가 백색의 표면을 가지고 있어 패널의 색온도가 떨어지며, 외광 반사 휘도가 높아 명실 콘트라스트가 낮다는 문제점이 있었다. 또한, 진공자외선(VUV) 및 이온에 대한 형광체 표면이 노출돼 있어 수명이 나쁘고, 형광체 도포 공정후 검사시 육안으론 적색, 녹색, 청색의 구별이 어려워 램프를 이용하여 구분한다는 등의 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 적색, 녹색, 및 청색 형광체를 각 고유색으로 착색함으로써 포화도, 색온도, 색재현 면적 등의 광특성과 외광 반사 휘도를 저감시켜 명실 콘트라스트를 향상하고 또한 대전량을 조정하여 방전의 안정성도 개선한 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체 및 이로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는

적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체 입자의 표면에 안료가 착색된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체를 제공한다.

상기의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에서는

입자 표면에 안료가 착색되어 있는, 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체가 하부 기판 중 발광셀 영역에 도포된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 의하여 이루어진다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체 입자의 표면에 안료가 착색된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체를 제공한다. 상기 안료는 형광체 입 자에 직접 코팅하거나 또는 형광체 페이스트 조성물에 첨가되어 제조될 수 있다.

상기 착색 안료는 철(Fe), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 착색 안료에 있어서 적색 형광체에 대한 착색 안료는 철 또는 구리 산화물이고, 녹색 형광체에 대한 착색 안료는 구리 산화물이고, 청색 형광체에 대한 착색 안료는 코발트 산화물, 네오디듐 산화물인 것이 바람직하다.

도 1a은 종래의 형광체를 사용하는 경우 형광체로부터 빛이 발광되는 일 예를 나타내고 있다. 도 1b는 본 발명에 따른 착색 형광체를 사용하는 경우 형광체로부터 빛이 발광되는 일 예를 나타내고 있다. 본 발명에 따르면, 형광체 표면에 코팅할 안료를 조정함으로써 적색, 녹색, 청색 색좌표를 조절할 수 있다. 이는 착색된 안료가 각 형광체로부터 나오는 빛을 필터링하여 원하는 색좌표로 이동시킬 수 있어서 색순도를 개선할 수 있기 때문이다. 착색 형광체를 사용함으로써 휘도의 손실을 최소한으로 하면서 색좌표를 개선하여 넓은 색재현 면적을 가지도록 하는 것이다.

상기 착색 안료의 함량은 형광체 입자에 대하여 0.01 내지 40중량%인 것이 바람직하다. 착색 안료의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 착색 이후에도 형광체가 여전히 백색을 나타내기 때문에 착색 효과가 미미하여 바람직하지 못하고, 40중량%를 초과하는 경우에는 과다한 비발광 산화물 입자가 첨가되어 형광막의 발광효율을 저하시키는 원인이 되기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 형광체의 표면에 착색된 안료의 두께는 10nm 내지 1㎛인 것이 바람직하다. 착색 안료의 두께가 10nm 미만인 경우에는 대전 특성 및 수명 개선 효과가 거의 없기 때문에 바람직하지 못하고, 1㎛를 초과하는 경우에는 진공자외선(VUV) 및 형광체로부터의 발생광이 흡수되어 휘도가 저하되어 바람직하지 못하다.

본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 입자 표면에 안료가 착색되어 있는, 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체가 하부 기판 중 발광셀 영역에 도포된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명에 따른 착색 형광체가 도포된 형광막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널은 하부 기판 중 발광셀 영역 뿐만 아니라 하부 기판과 대응되는 상부 기판의 유전체 또는 보호막에 상기 안료의 보색을 도포하여 플라즈마 디스플레이 패널의 완성도를 높일 수 있다.

도 2a는 종래기술에 따른 형광체를 사용하는 경우 계조 변화시에 나타나는 휘도의 변화를 도시하고 있다. 도 2a를 참조하면, 종래의 형광체를 사용하면 상대적으로 에너지가 낮은 구역에서도 휘도가 쉽게 포화되어 저계조 영역의 화질을 구현하기 어렵다. 본 발명에 따르면, 방전시에 생성된 진공자외선(VUV)이 착색 안료로 코팅된 형광체를 여기시키기 위하여 투과될 때 상기 안료로 인하여 방해가 되며, 발광된 가시광선이 다시 한번 표면의 안료에 의하여 감소된다. 이러한 현상은 에너지가 적을수록 더 심해지는데 반대로 에너지가 높을수록, 즉 고계조일 때 발생된 진공자외선(VUV)은 투과력이 더 좋아지므로 그 현상은 작아진다.

도 2b는 본 발명에 따른 착색 형광체를 사용하는 경우 계조 변화시에 나타나는 휘도의 변화를 도시하고 있다. 도 2b를 참조하면, 착색 형광체를 사용하면 상대적으로 에너지가 낮은 구역에서 저계조의 휘도는 크게 줄어들며, 계조가 높을수록 휘도 감소폭은 줄어들게 되어 에너지에 따라 화질을 구현하기가 용이함을 알 수 있다.

도 3a은 종래의 형광체를 발광셀에 도포한 패널의 하부 기판을 나타내고 있다. 도 3a를 참조하면, 기존 백색의 표면을 가지는 형광체를 패널의 셀 내부에 도포하게 되면 패널 하판 전면부는 70% 이상을 차지하는 셀 면적으로 인하여 백색을 띄게 된다. 이는 외광 반사 휘도 증가에 아주 큰 원인으로서 색온도 및 콘트라스트의 관점에서 바람직하지 못하다.

도 3b는 본 발명에 따른 적색, 녹색, 청색 착색 형광체를 사용한 패널의 하부 기판을 나타내고 있다. 도 3b를 참조하면, 적색, 녹색, 청색 착색 형광체를 사용함으로써 크게 외광반사 휘도를 저감시킬 수 있기 때문에 플라즈마 디스플레이 패널의 색온도 및 명실 콘트라스트를 개선할 수 있다.

형광체 열화의 주된 원인은 진공자외선(VUV)과 이온의 충격으로서 청색 [BaMgAl10O17:Eu]와 녹색 [Zn₂SiO₄:Mn]에서 특별히 심하게 나타난다. 따라서 본 발명에 따른 안료 성분인 금속 산화물을 코팅함으로써 상기 두 가지 요인으로부터의 형광체 표면 손상을 막고, 수명을 개선할 수 있다. 특히, 전기전도성이 뛰어난 안료를 사용하게 되면 이온에 의한 Charge가 형광체 표면에 쌓이는 것을 방지할 수 있어 수명의 저하를 방지할 수 있다.

도 4a는 종래의 형광체를 이용하여 발광셀 영역에 형광막을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널의 상, 하부 기판의 단면도를 도시한 것이다. R, G, B 각 발광 영역에 형성된 형광막은 백색을 나타내고 있다. 도 4b는 본 발명에 따른 형광체를 이용하여 발광셀 영역에 형광막을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널의 상, 하부 기판을 개략적으로 도시한 것이다. R, G, B 각 발광 영역에 형성된 형광막은 각각의 R, G, B 발광셀에 해당되는 고유한 색상을 나타내고 있다. 따라서 플라즈마 디스플레이 패널 하판의 형광체 검사 중 적색, 녹색, 청색의 분별이 육안으로 검사가 용이해 질 수 있으며, 표면 전하를 개선하기 위하여 현재 사용되고 있는 +charge 금속 산화물 코팅을 안료 코팅으로 대체하여 그 효과를 동일하게 얻을 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 착색 형광체를 제조하는 방법은 형광체 입자에 직접 코팅하거나 또는 형광체 페이스트 조성물에 첨가되어 제조될 수 있다.

형광체 입자에 직접 코팅하는 방법은 각 R, G, B 형광체 입자 표면에 상기 제시된 각 R, G, B 안료를 코팅시켜서 제조할 수 있다. 착색 안료가 코팅된 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체는, 그 형광체의 표면에 각 색의 안료 금속 이온의 함량이 형광체에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 40중량%로, 두께가 10nm 내지 1㎛가 되도록 코팅하여 이루어질 수 있다. 코팅법은 졸겔법 및 연소법 등이 사용될 수 있 으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 도 5a는 산화구리(CuO) 안료가 표면에 직접 코팅된 녹색 형광체 Zn₂SiO₄:Mn의 사진을 나타내었다.

안료 입자를 형광체 페이스트 조성물에 첨가하여 제조하는 방법은 각 R, G, B 형광체 외관색을 R, G, B로 착색하기 위하여, 일반적인 페이스트의 제조시 필요한 조성 이외에, 상기 착색안료 금속산화물을 바람직하게는 0.01 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%로 첨가하여 제조한다. 그 첨가되는 안료 금속산화물 입자는 미세한 산화물 형태의 입자이어야 한다. 이때, 상기 안료 금속 산화물의 함량이 페이스트 중에 0.01 중량% 미만이면, 인쇄 후 형광체의 외관색이 여전히 백색을 나타내며, 상기 범위를 40 중량% 이상 초과하면 페이스트의 점도가 지나치게 향상되어 프린팅 공정에 문제가 나타나기 때문에 바람직하지 못하다. 상기와 같은 안료 금속 산화물이 첨가된 페이스트를 이용하여 형성된 형광막은 형광체 입자 사이에 안료 산화물의 입자들이 존재하는 형태를 가진다. 도 5b는 산화철(α-Fe₂O₃) 안료가 페이스트에 첨가되어 표면에 도포된 적색 형광체 (Y,Gd)BO₃:Eu의 사진을 나타내었다.

이하, 본 발명에 따른 형광체로부터 형성된 형광막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 투명한 전면기판; 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판; 전면기판과 배면기판 사이에 배치된 격벽에 의하여 구획된 발광셀들; 일 방향으로 배치된 발광셀들에 걸쳐서 연장된 어드레스전극 들; 상기 어드레스전극들을 덮는 후방유전체층; 상기 발광셀 내에 배치된 착색 형광체로부터 형성된 형광막; 상기 어드레스전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장된 유지전극쌍들; 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 전방유전체층; 및 상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비하며, 이의 구조를 도 6에 나타내었다.

도 6을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 전방패널(210)과 후방패널(220)을 구비한다.

상기 전방패널(210)은 전면기판(211), 상기 전면기판의 후방(보다 상세하게는 전면기판의 후면에 배치되고 일 열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 연장된 유지전극쌍(214)들, 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 전방유전체층(215) 및 보호막(216)을 구비한다.

상기 후방패널(220)은 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판(221), 상기 배면기판의 전방(보다 상세하게는 배면기판의 전면(221a))에 배치되고 상기 유지전극쌍들과 교차하도록 연장된 어드레스 전극(222)들, 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방유전체층(223), 상기 전면기판과 배면기판 사이(보다 상세하게는 후방유전체층 상)에 형성되어 발광셀(226)들을 구획하는 격벽(224), 및 상기 격벽내에는 유지방전에 의하여 방전가스로부터 방출된 자외선을 받아 가시광선을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 형광체로 이루어지고, 표면이 적색으로 착색된 적색 형광막(225a), 표면이 녹색으로 착색된 녹색 형광막(225b) 및 표면이 청색으로 착색된 청색 형광막(225c)을 구비한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 표면이 적색으로 착색된 적색 형광막 (225a), 표면이 녹색으로 착색된 녹색 형광막(225b), 및 표면이 청색으로 착색된 청색 형광막(225c)은 상술한 착색 형광체를 포함하는 형광막 형성용 조성물을 이용하여 제조한다.

본 발명의 형광막 형성용 조성물을 이용한 형광막의 제조방법은 특별하게 한정되는 것은 아니며, 일구현예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 PDP용 착색 형광체를 인쇄를 용이하게 하기 위하여 결합제 및 용매와 혼합하여 페이스트 상태로 만든 후에 미리 준비된 스크린 메시를 통하여 스크린 법으로 인쇄하고, 이를 건조 및 소성하여 형광막을 얻는다.

상기 건조온도는 100 내지 150℃가 적절하며, 소성온도는 350 내지 600℃, 특히 약 450℃에서 실시하여 페이스트의 유기물들을 제거한다.

상기 결합제로는 에틸 셀룰로오스를 사용하며, 결합제의 함량은 형광체 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 30 중량부를 사용한다. 만약 결합제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 형광막의 결합력이 저하되고 상기 범위를 초과하면 형광막내의 형광체 함량이 상대적으로 감소되어 색순도 등의 특성이 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 용매로는 BCA(butyl carbitol) 또는 터피네올(Terpineol)을 사용하며, 이의 함량은 형광체 100 중량부를 기준으로 하여 70 내지 300 중량부를 사용한다. 만약 용매의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 형광체가 제대로 분산되지 않거나 점도가 높아 인쇄가 어렵고, 상기 범위를 초과하면 단위 용적당 형광체의 함량이 지나치게 낮아 PDP 패널에서의 휘도가 저하되어 바람직하지 못하다.

상기 형광막 형성용 조성물의 점도는 5,000 내지 50,000cps, 특히 20,000 cps이다. 만약 형광체 조성물의 점도가 5,000cps 미만이면 인쇄시 옆 셀로 인쇄액이 흘러들어 정확한 위치의 인쇄막 생성이 안되고, 50,000cps를 초과하면 점도가 너무 높아 제대로 인쇄가 되지 않아 바람직하지 못하다.

상기 적색 형광막 및 청색 형광막은 플라즈마 디스플레이 패널 제조시 통상적으로 이용가능한 것이라면 모두 다 사용가능하며, 적색 형광체의 예로는 (Y,Gd)BO₃:Eu, Y(V,P)O₄:Eu 등이 있고, 녹색 형광체로서는 Zn₂SiO₄:Mn 등이 있고, 청색 형광체로서는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, CaMgSi₂O₆:Eu 등이 있다.

상기 전면기판(211)과 배면기판(221)은 유리로 형성되는 것이 일반적인데, 전면기판은 광투과율이 높은 것이 바람직하다.

상기 배면기판의 전면(221a)에 배치되고, 일 열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 연장된 어드레스전극(222)들은 통상적으로 전기전도율이 높은 금속, 예를 들어 Al 등으로 형성된다. 어드레스전극(222)은 Y전극(312)과 함께 어드레스방전에 이용된다. 상기 어드레스방전은 발광될 발광셀(226)을 선택하기 위한 방전으로서, 어드레스방전이 이루어진 발광셀(226)에서 후술되는 유지방전이 일어날 수 있게 된다.

상기 어드레스전극(222)들은 후방유전체층(223)에 의하여 덮이는데, 후방유전체층(223)은 어드레스방전시 하전 입자가 어드레스전극(222)에 충돌하여 어드레스전극을 손상시키는 것을 방지한다. 상기 후방유전체층(223)은 하전 입자를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

상기 전면기판(211)과 배면기판(221) 사이에는 발광셀(226)들을 구획하는 격벽(224)이 형성되는데, 이러한 격벽(224)은 전면기판(311)과 배면기판(221) 사이에 방전공간을 확보하고, 인접한 발광셀(226)들 간의 크로스토크를 방지하며, 형광체층(225)의 표면적을 넓게 한다. 상기 격벽(224)은 Pb, B, Si, Al, 및 O 등과 같은 원소를 포함하는 유리성분으로 형성되고, 여기에 필요에 따라서 ZrO₂, TiO₂, 및 Al₂O₃ 와 같은 필러(filler)와 Cr, Cu, Co, Fe, TiO₂와 같은 안료가 포함될 수 있다.

상기 유지전극쌍(214)들은 일열의 발광셀(226)들에 걸쳐서 상기 어드레스전극(222)이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 유지전극쌍(214)은 유지방전을 일으키는 한 쌍의 유지전극들(212, 213)을 구비하고, 상기 전면기판(211)에는 이러한 유지전극쌍(214)이 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되어 있다. 유지전극들(212, 213) 중 하나는 X전극(213)이고, 다른 하나는 Y전극(212)이다. X전극(213)과 Y전극(212) 간의 전위차에 의하여 유지방전이 일어난다.

상기 X전극(213)과 Y전극(212) 각각은 투명전극(213b, 212b) 및 버스전극(213a, 212a)을 구비하는 것이 일반적이나, 경우에 따라서는 투명전극 없이 버스전극 만으로 주사전극과 공통전극이 구성될 수도 있다.

상기 투명전극(213b, 212b)은 도전체이면서 형광체로부터 방출되는 빛이 전면기판(211)으로 나아가는 것을 방해하지 않는 투명한 재료로 형성되는데, 이와 같 은 재료로서는 ITO(indium tin oxide) 등이 있다. 그러나 상기 ITO와 같은 투명한 도전체는 저항이 크므로, 유지전극이 투명전극으로만 구성되면 투명전극의 길이방향으로의 전압강하가 크게 되고, 따라서 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는데 소요되는 전력이 많게 되며 화상의 응답속도가 늦어지게 된다. 이를 개선하기 위하여, 상기 투명전극의 외측단부에는 전기전도율이 높은 금속, 예를 들어 Ag 로 형성된 버스전극(213a, 212a)이 배치된다.

상기 유지전극들(212, 213)은 전방유전체층(215)에 의하여 덮인다. 상기 전방유전체층(215)은, 유지방전시 인접한 X전극(213)과 Y전극(212)이 직접 통전되는 것과 하전 입자가 유지전극들(212, 213)에 충돌함으로써 이들을 손상시키는 것을 방지할 수 있고 광투과율이 높은 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다. 본 발명에 따르면, 상기 설명한 바와 같이 전방유전체층을 하부 기판의 착색된 색상과 보색관계의 색상으로 착색하여 콘트라스트 향상에 기여하게 할 수 있다.

상기 전방유전체층(215) 사이에는 보호막(216)이 형성될 수 있다. 이 때 상기 보호막은 유지방전시 하전 입자가 전방유전체층(215)에 충돌함으로써 이를 손상시키는 것을 방지하고, 유지방전시 2차전자를 많이 방출한다. 상기 보호막은 MgO로서 형성될 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 보호막을 하부 기판의 착색된 색상과 보색관계의 색상으로 착색하여 콘트라스트 향상에 기여하게 할 수도 있다.

상기 발광셀(226)의 내부에는 방전가스가 충전된다. 이 방전가스는 예를 들 어 Xe이 5% 내지 10% 포함된 Ne-Xe 혼합가스인데, 필요에 따라서 Ne의 적어도 일부가 He으로 대체될 수도 있다.

본 발명의 PDP는 잔광 시간은 1ms 이하이며, 특히 400 us 내지 1ms 이다. 그리고 색온도는 약 8500K이고 색좌표(White) 특성을 살펴보면 x는 0.285, y는 0.300이다.

본 발명의 PDP는 도 6의 구조로만 한정되는 것은 아니며 다른 형태로 가능하다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

적색 안료로서 α-Fe₂O₃ 6.0 중량부를 2-메톡시에탄올 194.0 중량부를 사용하여 용해한 다음, (Y,Gd)BO₃:Eu 100 중량부를 투입하여 30분 동안 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물을 여과하여 용매를 분리하고 건조한 다음, 525℃에서 1시간동안 소성하였다. 이 때 유기물이 완전 연소될 수 있도록 공기를 원할하게 공급하였다.

그 후, 상기 결과물을 5% H₂ 95% N₂ 분위기에서 600℃에서 1시간동안 열처리하여 표면에 (Y,Gd)BO₃:Eu 형광체와 그 표면에 산화철 코팅막을 갖는 PDP용 형광체를 제조하였다.

상기 형광체 40 중량부, 결합제인 에틸 셀룰로오스 8 중량부, 용매인 터피네올 52 중량부를 혼합하여 적색 형광막 형성용 조성물을 준비하였다.

상기 형광막 형성용 조성물을 플라즈마 디스플레이 패널의 발광셀에 스크린 인쇄, 건조 및 480℃에서 소성처리하여 적색 형광막을 형성하였다. 이 때 플라즈마 디스플레이 패널내 방전가스의 조성은 93중량%의 Ne 및 7중량% Xe로 조절되었다.

실시예 2

녹색 안료로서 CuO 6.0중량부를 사용하였고, 녹색 형광체로서 Zn₂SiO₄:Mn 100중량부를 사용하여 혼합물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

실시예 3

청색 안료로서 C0₂O₃ 6.0중량부를 사용하였고, 청색 형광체로서 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu 100중량부를 사용하여 혼합물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

실시예 4

적색 안료로서 α-Fe₂O₃, 녹색 안료로서 CuO, 청색 안료로서 C0₂O₃을 사용하여 각각 적색, 녹색, 및 청색의 형광체에 착색하고, 이를 발광셀에 적용하여 적색, 녹색 및 청색 형광막을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

비교예 1

PDP용 적색, 녹색, 및 청색 형광막 조성물 제조시 표면이 착색되지 않은 형광체를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 PDP용 적색, 녹색, 및 청색 형광막을 형성하였다.

상기 실시예 1-4 및 비교예 1에 따라 얻은 PDP용 형광막의 상대 반사 휘도, 상대 휘도 등의 특성을 평가하였고, 표 1에 나타내었다.

실시예	안료	상대 반사 휘도	상대 휘도
실시예 1	α-Fe₂O₃,	0.90	0.97
실시예 2	CuO	0.96	0.92
실시예 3	Co₂O₃	0.93	0.98
실시예 4	α-Fe₂O₃, CuO, Co₂O₃	0.84	0.90
비교예 1	-	1	1

각각 적색, 청색 안료로 착색된 실시예 1 및 실시예 3은 상대 휘도가 감소하였지만, 반사 휘도가 상대적으로 더 감소함으로써 콘트라스트 향상에 기여함을 알 수 있다. 착색하지 않은 비교예 1의 경우에 비하여 R, G, B 모두 착색된 형광체를 사용한 실시예 4의 경우 상대 휘도는 약 10% 정도 감소하였으나, 반사 휘도는 상대적으로 약 16% 정도 감소하여 콘트라스트 향상에 그 효과가 매우 크다는 것을 알 수 있다. 또한 코팅된 안료 산화물이 형광체 보호막 역할을 하여 수명이 5% 이상 개선되는 효과가 있다.

표 2는 형광체 중 적색만 착색하여 하부 기판의 색을 갈색으로 만들고, 착색 상판(청색 상유전체)을 적용하여 상, 하판 보색을 적용한 플라즈마 디스플레이 패널의 반사 휘도와 패널의 휘도의 결과를 나타낸다.

	상대 반사 휘도	상대 휘도
적색 형광체만 착색	1	1
적색 형광체 착색 및 상유전체 청색 착색	0.82	0.9

표 2와 같이 보색 효과를 적용한 결과, 코팅으로 인한 휘도 저하보다 반사 휘도의 저감 효과가 더 뛰어나 콘트라스트 향상에 기여하는 바가 매우 큼을 알 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체는 안료가 착색된 형광체를 사용하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 포화도, 색온도, 색재현 면적 등의 광특성 개선과 외광 반사 휘도를 저감시켜 명실 콘트라스트를 향상하고 대전량을 조정하여 방전도 안정하게 할 수 있다.

둘째, 목적에 따라 외광 반사 휘도의 변화없이 특정 색상과 관련된 착색 상판 유전체를 사용하여 선명하게 구현할 수 있으며 다양한 색상의 하판 색상을 실현할 수 있다.

셋째, 휘도 포화를 저감하여 매우 우수한 감성 화질을 구현할 수 있다. 기존의 블랙 스트라이프 (black stripe)가 없이도 명실 콘트라스트가 향상되며 안료의 필러 작용으로 색구현의 면적이 크게 넓어져 매우 다양한 색을 구현할 수 있다.

넷째, 육안으로도 발광셀의 구분이 가능하여 검사가 용이해지고, 기존의 플라즈마 디스플레이 패널 ITO가 없는 버스(bus) 선으로만 상판의 전극이 이루어진 ITO-less 플라즈마 디스플레이 패널에도 적용이 가능하며 상기의 목적으로 사용된 형광체 안료 코팅 및 착색은 모두 포함한다.

다섯째, 상기 금속 산화물 코팅막은 진공자외선(VUV), 이온, 전자에 대한 보호막 역할을 수행하여 충격에 의한 형광체의 열화를 억제시키고 형광체 수명을 향상시킬 수 있다.

Claims

적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체 입자의 표면에 안료가 착색된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
제1항에 있어서, 상기 안료는 형광체 페이스트 조성물에 첨가되거나 또는 형광체 입자에 직접 코팅된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
제1항에 있어서, 상기 착색 안료는 철(Fe), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
제1항에 있어서, 상기 안료 중 적색 형광체에 대한 착색 안료는 철 또는 구리 산화물이고, 녹색 형광체에 대한 착색 안료는 구리 산화물이고, 청색 형광체에 대한 착색 안료는 코발트 산화물, 네오디듐 산화물인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
제1항에 있어서, 상기 착색 안료의 함량은 형광체 입자에 대하여 0.01 내지 40중량%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
제1항에 있어서, 상기 형광체의 표면에 착색된 안료의 두께는 10nm 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체.
입자 표면에 안료가 착색되어 있는, 적색, 녹색, 및 청색 중 하나 이상의 형광체가 하부 기판 중 발광셀 영역에 도포된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제7항에 있어서, 상기 착색 안료는 철(Fe), 루테늄(Ru), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 플라즈마 디스플레이 패널.
제7항에 있어서, 상기 하부 기판과 대응되는 상부 기판의 유전체 또는 보호막에 상기 안료의 보색이 도포된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.