KR20080023422A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 이 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되는 복수의 어드레스 전극들, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1 기판 전면에 형성되는 제1 유전체층, 상기 제1 유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들, 상기 방전 공간 내에 형성되는 적색, 청색 및 녹색의 형광체층과, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 표시 전극들, 상기 표시 전극들을 덮으면서 상기 제2 기판 전면에 형성되는 제2 유전체층, 및 상기 제2 유전체층 상에 배치된 MgO 보호막을 구비하며, 상기 보호막이 500 ppm 이하의 Gd 계열 화합물을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널은 MgO 보호막 내 포함된 Gd 계열 화합물이 청색 발광 효율을 개선하여 색 좌표 변화를 최소화하고, 수명 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 MgO 보호막 내 불순물의 흡착을 제어하여 방전 안정성을 개선함에 따라 화면의 표시 품질이 개선된다.

플라즈마 디스플레이 패널, ＭｇＯ, Ｇｄ₂Ｏ₃

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 Gd₂O₃의 함량에 따른 청색 색좌표 수치 변화를 보여주는 그래프.

도 3은 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 Gd₂O₃의 함량에 따른 방전 지연 시간 변화를 보여주는 그래프.

[산업상 이용 분야]

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 색 좌표 변화가 최소화되며, 향상된 수명 특성을 가지고 방전 안정성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

[종래 기술]

플라즈마 디스플레이 패널은 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 플라즈마를 발생하기 위한 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류(conduction current)가 전극을 통해 직접 흐르는 직류형(DC형)과 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출되지 않아 변위전류(Displacement Current)가 흐르는 교류형(AC형)으로 구분된다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성된 구조를 가진다.

상기 전극, 격벽, 유전체층 등은 경제적인 면을 고려하여 일반적으로 인쇄 공정으로 형성됨에 따라 막이 두껍게 형성되고 이에 따라 박막 공정에 비해 성막 상태가 상당히 불량하다. 따라서 방전에 의해 발생된 전자 및 이온의 스퍼터링(sputtering)에 의해 유전체층과 그 하부의 전극이 손상되어 교류형 플라즈마 디스플레이 소자의 수명을 단축시키는 문제가 발생된다.

이를 해결하여 방전시의 이온 충격의 영향을 감소시키기 위하여, 유전체층 상에 수백 nm 정도의 얇은 두께로 보호막을 형성한다. 일반적으로 보호막 재료로는 MgO를 사용하고 있다. MgO로 된 보호막은 방전 전압을 낮추며 스퍼터링에 의해 유전체층을 보호함으로써 플라즈마 디스플레이 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.

그러나 상기 MgO 보호막만으로는 플라즈마 공간 내에서 충분한 보호층(protect-layer)의 역할을 하고, 2차 전자 방출 효과를 내는 데에는 한계가 있 다. 즉, 상기 MgO 보호막은 높은 2차 전자 방출 효과에도 불구하고 수분에 매우 취약한 특성이 있어서, 내(耐) 스퍼터링(sputtering)성이 취약하고 전압(플라즈마 방전 전압) 특성이 불안정하여 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 구현에 있어서 적지 않은 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명의 목적은 청색 발광 효율을 개선하여 색 좌표 변화를 최소화하고, 수명 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 MgO 보호막 내 불순물의 흡착을 제어하여 방전 안정성을 개선함에 따라, 표시 품질이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1 및 제2 기판을 포함한다.

상기 제1 기판은 기판 상에 복수의 어드레스 전극들; 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1 기판 전면에 형성되는 제1 유전체층; 상기 제1 유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들; 상기 방전 공간 내에 형성되는 형광체층을 포함한다.

또한 상기 제2기판은 상기 제1 기판에 대향하고 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 표시 전극들; 상기 표시 전극들을 덮으면서 상기 제2 기판 전면에 형성되는 제2 유전체층 및 상기 제2 유전체층이 코팅되고, 상기 제2 유전체층 상에 형성된 MgO 보호막을 포함한다. 이때 상기 MgO 보호 막은 Gd 계열 화합물을 500 ppm 이하의 양으로 포함한다.

상기 Gd 계열 화합물은 보호막 내 50 내지 500 ppm, 바람직하기로 150 내지 300 ppm의 양으로 도핑되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에서 보호막에 관한 것이다. 보호막은 플라즈마 디스플레이 패널에서 방전시 이온 충격으로 인하여 유전체층과 그 하부의 전극이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다. 보호막은 일반적으로 MgO로 형성되며, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널은 표시품질을 개선하고자 하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.

본 발명에서는 MgO 보호막을 Gd 계열 화합물로 도핑하여 상술한 효과를 얻을 뿐만 아니라 청색 색좌표를 개선하여 고품위의 화면을 구현할 뿐만 아니라 빠른 응답속도를 가져 방전 안정성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있다.

Gd 계열 화합물은 고온에서 매우 안정적이며, 약 314 nm의 파장을 강하게 방출하므로 일반적으로 250 nm 이상 파장의 자외선과 반응성이 우수한 청색 형광체의 발광 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 Gd 계열 화합물은 산소와 수소와의 원활한 반응성이 있으므로 MgO 표면에 흡착되어 있는 불순물들과 반응하여 불순물을 제거하는 효과도 있다. 이러한 Gd 계열 화합물로는 Gd₂O₃, GdF₃, Gd₂Te₃, GdCl₃, GdCl₃·6H₂O, GdBr₃, GdI₃, GdI₃, Gd₂S₃, GdSe, GdN 및 Gd(OH)₃로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.

본 발명에 따른 Gd 계열 화합물이 전술한 바의 특성을 나타내기 위해 MgO 보호막 내 최소 50 ppm 이상이 함유되고, 보호막 자체 특성에 영향을 주지 않는 범위, 즉 500 ppm 이하로 포함될 수 있으며, 바람직하기로는 150 내지 300 ppm 범위에서 최적의 효과를 나타낸다.

상기 Gd 계열 화합물의 함량이 50 내지 500 ppm의 범위에서 청색의 색좌표 수치(y)가 0.047 내지 0.058을 나타내고, 150 내지 300 ppm 범위에서는 0.047 내지 0.049를 나타냄에 따라 청색 형광체의 청색 발광효율을 높여, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 색온도가 향상되어 고품위의 화면을 구현한다. 또한 MgO 보호막 내 불순물의 흡착을 제거함에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 응답속도를 빠르게 하여 방전 안정성을 향상시킨다.

그러나 상기 도핑되는 Gd 계열 화합물의 함량이 500 ppm을 초과하거나 50 ppm 미만이면 청색의 색좌표 수치(y)가 0.060 이상으로 증가하여 상기 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 방전 지연 현상이 나타나 방전 안정성이 크게 저하된다.

상기 보호막을 갖는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 도 1에 나타내었으나, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 구조가 도 1에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 분해 사시도이다.

도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1 기판(1, 배면 기판) 및 제2 기판(11, 전면 기판)을 포함한다.

상기 제1 기판(1) 상에 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 복수의 어드레스 전극들(3)이 형성되고, 이 어드레스 전극들(3)을 덮으면서 제1 기판(1)에 제1 유전체층(5)이 형성된다.

상기 제1 유전체층(5) 위로 각 어드레스 전극(3) 사이로 소정의 높이로 제공되며 방전 공간을 형성하는 복수의 격벽(7)이 형성되며, 상기 격벽(7)은 필요에 따라 개방형 또는 폐쇄형으로 형성될 수 있다.

각각의 격벽(7) 사이에 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층(9)이 위치한다.

그리고, 제1 기판(1)에 대향하는 제2 기판(11, 전면 기판)의 일면에는 어드레스 전극(3)과 교차하는 방향으로 한 쌍의 투명 전극(13a)과 버스 전극(13b)으로 구성되는 표시 전극들(13)이 형성되고, 상기 표시 전극들(13)을 덮으면서 제2 기판(11) 전체에 제2 유전체층(15)과, 이 제2 유전체층(15) 상에 본 발명의 Gd 계열 화합물을 포함하는 MgO 보호막(17)이 위치한다.

상술한 구조를 갖는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 충분히 이해될 수 있는 내용이므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명의 주요 특징은 보호막의 형성 공정에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 보호막은 후막법 또는 증착법으로 형성될 수 있다.

상기 후막법을 이용한 보호막의 제조는 MgO를 포함하는 보호막 형성용 조성물에 Gd계열 화합물을 첨가하고, 습식 코팅 후 건조 및 소결 공정을 거쳐 이루어진 다.

또한 증착법을 이용한 보호막의 제조는 통상적은 전자빔 증착법, 이온 플레이팅법 및 마그네트론 스퍼터링법과 같은 증착법으로 형성될 수 있다. 이때 증착법을 이용한 보호막의 제조는 보호막 제조시 Gd 계열 화합물을 타켓이나 타블렛의 형태로 Mg와 혼합한 후 산소 분위기 하에 증착 공정을 수행함으로써 보호막 내 간단히 Gd 계열 화합물을 도핑할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

소다석회 유리로 제조된 전면 기판 위에 인듐 틴 옥사이드 투명 전극 및 은 버스 전극을 포함하는 표시 전극을 통상의 방법으로 스트라이프 상으로 형성하였다.

이어서, 납계 유리의 페이스트를 표시 전극이 형성된 전면 기판의 전면에 걸쳐 코팅하고 소성하여 유전체층을 형성하였다. 상기 유전 층에 이온 플레이팅 공정으로 Gd₂O₃가 50 ppm 함유된 MgO 보호막을 제조하여 상부 패널을 제작하였다.

다음으로, 준비된 유리 기판 위에 어드레스 전극과 유전체층을 형성한 후에, 상기 유전체층 위에 상기 제조된 격벽 형성용 조성물을 도포하고, 건조, 소성한 후, 패터닝 및 에칭하여 격벽을 형성하였다.

상기 격벽으로 구획된 배면 기판의 방전셀 내에 적색, 녹색 및 청색 형광체를 분사하고, 건조 및 소성시켜 형광체층을 형성하여 배면 패널을 제조하였다. 이때 적색 형광체로 (Y,Gd)BO₃:Eu을, 청색 형광체로 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu을, 녹색 형광체로 ZnSiO₄:Mn을 사용하였다.

상기 전면 패널 및 배면 패널을 이용하여 패널을 조립, 봉착, 배기, 방전 기체 주입 및 에이징하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

(실시예 2 내지 10)

Gd₂O₃의 함량을 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm, 300 ppm, 350 ppm, 400 ppm, 450 ppm, 및 500 ppm으로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.

(비교예 1)

Gd₂O₃를 사용하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 Gd₂O₃를 포함하지 않는 MgO 보호막이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.

(비교예 2)

Gd₂O₃의 함량을 550 ppm으로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.

(비교예 3)

Gd₂O₃의 함량을 600 ppm으로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.

(실험예 1)

상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 청색 색좌표를 측정하여 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다. 이때 도 2는 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 Gd₂O₃의 함량에 따른 청색 색좌표 수치 변화를 보여주는 그래프이다.

	Gd2O3의 함량(ppm)	청색 색좌표(y)		Gd2O3의 함량(ppm)	청색 색좌표(y)
비교예 1	0	0.059	실시예 7	350	0.053
실시예 1	50	0.053	실시예 8	400	0.053
실시예 2	100	0.051	실시예 9	450	0.055
실시예 3	150	0.047	실시예 10	500	0.058
실시예 4	200	0.048	비교예 2	550	0.062
실시예 5	250	0.047	비교예 3	600	0.063
실시예 6	300	0.049

상기 표 1 및 도 2를 참조하면, 보호막 내 Gd₂O₃의 함량에 따라 청색의 색좌표 수치가 변함을 알 수 있다. 특히, 실시예 1 내지 10의 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막 내 Gd₂O₃를 50 내지 500 ppm 포함하여 청색 색좌표의 수치(y)가 0.47 내지 0.58의 값을 나타내며, 그 중 실시예 3 내지 6에서 청색 색좌표의 수치(y)가 0.047 내지 0.049를 나타냄에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 색온도가 증가됨을 확인할 수 있었다.

이와 비교하여 Gd₂O₃를 사용하지 않은 비교예 1의 플라즈마 디스플레이는 청색 색좌표의 수치(y)가 0.059이었으며, Gd₂O₃를 과량으로 사용한 비교예 2, 3의 플라즈마 디스플레이 패널은 각각 0.062, 0.063을 나타내었다.

(실험예 2)

상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널을 상온(25 ℃)에서 작동시켜 각각의 응답시간을 측정하여 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다. 이때 도 3은 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 Gd₂O₃의 함량에 따른 방전 지연 시간 변화를 보여주는 그래프이다.

	Gd2O3의 함량(ppm)	방전 지연 시간 (nsec)		Gd2O3의 함량(ppm)	방전 지연 시간 (nsec)
비교예 1	0	587	실시예 7	350	324
실시예 1	50	393	실시예 8	400	385
실시예 2	100	342	실시예 9	450	423
실시예 3	150	251	실시예 10	500	451
실시예 4	200	217	비교예 2	550	463
실시예 5	250	186	비교예 3	600	532
실시예 6	300	269

상기 표 2 및 도 3을 참조하면, Gd₂O₃의 함량에 따라 방전 지연 시간이 변화됨을 알 수 있다.

특히 비교예 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 경우 상기 실험예 1의 색좌표 특성은 양호한 수준이었으나 방전 지연 시간이 587 nsec로 응답속도가 매우 느림을 알 수 있다. 또한 Gd₂O₃를 과량으로 사용한 비교예 2, 3의 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 지연 시간이 각각 463 nsec, 532 nsec로 나타났다.

이와 비교하여 본 발명에 따른 실시예 1 내지 10의 플라즈마 디스플레이 경우, 방전 지연 시간이 최소 186 nsec에서 최대 451 nsec로 비교예 1 내지 3과 비교하여, 방전 지연 현상이 크지 않음을 알 수 있다. 특히 실시예 3 내지 6에서 방전 지연 시간이 186 내지 269 nsec로, 플라즈마 디스플레이 패널의 응답속도가 빠르며 방전 안정성이 크게 개선됨을 알 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 MgO 보호막 내 Gd 계열 화합물을 포함하여 청색 발광 효율을 개선하여 색 좌표 변화를 최소화하고, 수명 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 MgO 보호막 내 불순물의 흡착을 제어하여 방전 안정성이 개선됨에 따라 화면의 표시 품질을 개선할 수 있다.

Claims (5)

1. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1 및 제2 기판;

   상기 제1 기판 위에 형성되는 복수의 어드레스 전극들;

   상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1 기판 전면에 형성되는 제1 유전체층;

   상기 제1 유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 복수의 격벽들;

   상기 방전 공간 내에 형성되는 형광체층;

   상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 복수의 표시 전극들;

   상기 표시 전극들을 덮으면서 상기 제2 기판 전면에 형성되는 제2 유전체층; 및

   상기 제2 유전체층 상에 배치된 MgO를 포함하는 보호막을 포함하며,

   상기 보호막이 500 ppm 이하의 Gd 계열 화합물을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 Gd 계열 화합물은 Gd₂O₃, GdF₃, Gd₂Te₃, GdCl₃, GdCl₃·6H₂O, GdBr₃, GdI₃, GdI₃, Gd₂S₃, GdSe, GdN 및 Gd(OH)₃로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것 인 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 Gd 계열 화합물은 보호막 내 50 내지 500 ppm의 농도로 도핑된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 Gd 계열 화합물은 보호막 내 150 내지 300 ppm의 농도로 도핑된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 보호막은 후막 인쇄법, 전자빔 증착법, 이온 플레이팅법 및 마그네트론 스퍼터링법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법으로 형성되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.

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