KR20080084269A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20080084269A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 이 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 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 방전 공간 내 함유된 방전 가스와, 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 유전체층에 배치되는 배치되는 MgO 보호막을 구비하며, 상기 MgO 보호막은 광산란 물질인 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)를 1.0 내지 20 중량%으로 포함하고, 상기 광산란 물질은 100 내지 900 nm의 입자 크기를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막 내 광산란 물질을 포함함에 따라 외광 반사가 저감되고 청색 발광 효율이 개선되어 고품위의 화면을 구현한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 청색 형광체, 외광 반사, 청색 발광 효율

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 실시예 1에서 따라 제작된 보호막이 형성된 상부 패널의 투과율을 보여주는 그래프이다.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외광 반사를 저감시키고 청색 발광 효율을 개선시킴으로써 고품위의 화면 구현이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래 기술]
플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 전극 간에 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 이루어진 보호막은 방전 전압을 낮추며 스퍼터링에 의해 유전체층을 보호함으로써 플라즈마 디스플레이 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한 교류형 플라즈마 디스플레이는 구동시 8000K 이상의 색 온도를 만족시켜야 상대적으로 감성적인 느낌의 화면을 구현하게 된다. 그러나 상기 교류형 플라즈마 디스플레이는 적색 및 녹색 형광체에 비해 청색 형광체층의 발광 효율이 낮다. 이에 청색 형광체층의 발광 효율을 향상시키기 위해 재료 면에서 다양한 형 광체가 개발되고 있고, 구조 면에서는 격벽이나 전극을 비대칭으로 설계하는 등의 방법이 제안되고 있다.
한편 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 전극, 격벽 등은 무기 물질의 외형빛이 백색을 나타내어 외광 반사율이 높아, 다른 종류의 디스플레이들과 비교하여 명실 콘트라스트가 취약한 단점이 있다.
이를 개선하기 위해 대한민국 특허출원 제2003-56849호는 상판의 투명 유전체층에 무기 안료를 혼입하는 방법을 제안하고 있다. 이를 통해 명실 콘트라스트를 어느 정도 개선하였으나, 상기 투명 유전체층의 착색으로 인해 오히려 패널의 효율이 저하되는 또 다른 문제를 나타내었다.
대한민국 특허공개 제2005-81078호에는 MgO 보호막 상에 TiO2를 함유하거나, 상기 보호막 상에 TiO2를 포함하는 추가의 보호막을 형성하여 플라즈마 디스플레이 패널의 이차전자 방출 계수를 높여 방출 전압을 낮추고, 효율을 높일 수 있다고 개시하고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 내 광산란 물질을 함유시켜, 외광 반사를 저감시키고 청색 형광체층의 발광 효율을 증가시켜 고품위의 화면 구현이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판을 포함한다.
상기 제1 기판 위에 형성되는 복수의 어드레스 전극들, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1 기판 전면에 형성되는 제1 유전체층, 상기 제1 유전체층 상에 위치하며 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들, 상기 방전 공간 내에 형성되는 적색, 청색 및 녹색 형광체층을 포함하고, 상기 방전 공간 내 방전 가스를 함유한다.
상기 제2 기판은 제1 기판에 대향하며, 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 MgO 보호막이 배치된다.
이때 상기 MgO 보호막은 광산란 물질인 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)를 1.0 내지 20 중량%으로 포함하고, 이때 상기 광산란 물질은 100 내지 900 nm의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래 플라즈마 디스플레이 패널의 경우 적색, 녹색 형광체의 발광 효율에 비해 청색 형광체의 발광 효율이 낮고 명실 콘트라스트가 낮은 문제가 있다. 에 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에서 MgO 보호막에 광산란 물질을 함유시켜 이러한 문제를 해소한다.
상기 광산란 물질은 MgO와 동일한 산화물 형태를 가지며, 보호막을 청색으로 착색시키는 물질이 가능하다. 바람직하기로 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)가 가능하다.
상기 MOx는 보호막을 청색으로 착색시킴에 따라 외광 반사를 저감시킬 뿐만 아니라, 청색 형광체층의 발광 효율을 향상시킨다. 보다 바람직하기로 상기 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)는 ZnO, TiO2, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
이러한 광산란 물질인 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)는 보호막 내 1.0 내지 20 중량%, 바람직하기로 5.0 내지 15 중량%로 함유되어 전술한 바의 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 MOx는 보호막 전체 중량에 대하여 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 또는 18 중량%로 사용될 수도 있다. 상기 만약 상기 함량이 상기 범위 미만이면 광산란 물질의 혼합 효과를 얻을 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 보호막 자체 특성에 영향을 미쳐 보호막의 2차 전자 방출이 너무 적어지는 문제가 발생한다.
더욱이 이때 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)는 100 내지 900 nm, 바람직하기로 200 내지 800 nm, 더 바람직하게는 300 내지 700nm의 나노 사이즈의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 MOx는 400, 450, 500, 550, 600, 또는 650nm의 나노 사이즈의 입자 크기를 가질 수도 있다. 만약 상기 입자 크기가 상기 범위 미만이면 입자간 응집이 발생하여 보호막 내 균일한 혼합을 이룰 수 없고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 보호막의 자체 특성에 영향을 미친다.
이와 같이 광산란 물질이 함유된 보호막을 청색으로 착색되며, 이때 기판의 투과율은 하기 수학식 1을 만족한다:
[수학식 1]
T410 -700 nm : T410 -470 nm = 1:1.05 ~ 1: 1.30
(상기 수학식 1에서, T410 -700 nm 은 410 내지 700 nm 파장 범위의 투과율이고, T410 -470 nm 은 410 내지 470 nm 파장 범위의 투과율이다)
상기 수학식 1에서 T410 -470 nm에서의 투과율을 살펴보면 보호막 내 광산란 물질을 첨가함에 따라 청색으로 착색되어 기판의 투과율이 증가함을 알 수 있다. 만약 투과율이 상기 범위 미만이면 투과율 조정 효과가 미비한 문제가 발생하고, 이와 반대로 상기를 초과하면 패널의 외광과 투과율 저하로 인한 패널 전체의 효율저하가 되는 문제가 발생한다.
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, 배면 기판) 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. 이때 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)로 구성되는 표시 전극들(13)이 형성되고, 상기 표시 전극들(13)을 덮으면서 제2 기판(11) 전체에 제2 유전체층(15)과 상기 제2 유전체층(15) 위에 본 발명의 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)를 포함하는 MgO 보호막(17)이 위치한다.
이때 보호막(17) 내 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)는 보호막(17) 전면에 걸쳐 혼합되거나, 청색 형광체층(9)에 대응하는 보호막 영역에만 선택적으로 이루어진다. 이 경우 외광 반사를 효과적으로 차 단할 뿐만 아니라 청색 형광체층의 발광 효율과 휘도를 향상시킬 수 있다.
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 건식 및 습식 방법이 가능하다.
상기 건식 방법으로는 통상적인 전자빔 증착법, 이온 플레이팅법 및 마그네트론 스퍼터링법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법이 가능하다. 일예로 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)를 형성할 수 있는 분말(M)을 타켓이나 타블렛의 형태로 Mg와 혼합한 후 산소 분위기 하에 증착 공정을 수행함으로써 보호막 내 간단히 혼합할 수 있다
또한 상기 습식 방법으로는 후막 인쇄법, 딥 코팅(dipping coating), 다이 코팅(dye coating), 스핀 코팅(spin coating), 그린 시트 코팅(green sheet coating), 및 잉크젯(ink-jet) 코팅 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법이 가능하다. 일예로 MgO 분말에 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다) 분말을 균일하게 혼합하여 보호막 형성용 조성물을 제조하고, 상기 보호막 형성용 조성물을 제2 유전체층 상에 도포한 후 소성하여 보호막을 형성한다.
또한 본 발명은 청색 형광체층의 색 순도를 높이기 위해 방전 셀 내 방전 가 스로 Xe, He, 및 Ne이 함유된 방전 가스를 사용한다.
부연하면 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성은 방전 가스에서 발생되는 자외선에 따라 결정되고 즉, 자외선의 파장이 길수록 휘도 특성이 향상되고, 색 순도는 방전 가스 자체의 색 및 방전 휘도에 의해 결정된다. 즉, 방전 가스 자체의 색이 무색에 가까울수록 그리고 방전 가스 자체의 방전 휘도가 낮을수록 형광층의 색재현에 영향을 끼치지 않아 색 순도를 향상시킨다. 이때 자외선의 양, 방전 가스 자체의 색 및 방전 휘도는 방전 가스의 혼합비에 의해 결정되므로 방전 가스의 혼합비가 플라즈마 디스플레이 패널의 전기적/광학적 파라미터에 영향을 미치는 주요소로 작용한다.
바람직하기로 상기 방전 가스 내 Xe의 가스 분압은 10 내지 15%, He는 10 내지 60%, Ne는 25 내지 80%의 함량 범위로 존재한다. 이러한 혼합비를 지닌 방전 가스를 사용함에 따라 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 구동시 방전 지연 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 휘도를 증가시키는 효과가 있으며, 상기 방전 가스의 분압이 상기 범위를 벗어나는 경우 전술한 바의 효과를 얻기가 어렵다.
이와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막을 청색으로 착색시키고, 혼합 방전 가스를 사용하여 외광 반사를 저감시키고, 청색 형광체의 발광 효율을 증가시켜 고품위의 화면을 구현한다.
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.
MgO와 TiO2(입자크기: 700 nm)를 80:20의 중량비로 혼합하고, 이를 후막 인쇄법을 이용하여 상기 유전체층에 보호막을 형성하여 상부 패널을 제작하였다.
이후 통상의 공정으로 하부 패널을 제조한 후, 상기 상부 패널과 대면시킨 후 패널을 조립, 봉착, 배기 과정을 거친 후, Xe 15%, He 35%, 및 Ne 50%의 방전 가스를 200 Torr의 압력으로 주입하고, 에이징하는 단계를 거침으로써, 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
(실시예 2)
보호막 내 MgO와 TiO2를 90:10의 중량비로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 3)
보호막 내 MgO와 TiO2를 95:5의 중량비로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 4)
보호막 내 MgO와 TiO2를 99:1.0의 중량비로 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 5)
입자 크기가 100 nm인 TiO2를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 6)
입자 크기가 300 nm인 TiO2를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 7)
입자 크기가 900 nm인 TiO2를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 4와 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실시예 8)
TiO2 대신 입자 크기가 900 nm인 ZnO를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(비교예 1)
TiO2를 사용하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 TiO2를 포함하지 않는 MgO 보호막이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다.
(실험예 1)
상기 실시예 1에서 제작된 보호막이 형성된 상부 패널의 투과율을 측정하였으며, 얻어진 결과를 하기 도 2에 나타내었다.
도 2는 실시예 1에서 제작된 보호막이 형성된 상부 패널의 투과율을 보여주는 그래프이다. 상기 도 2를 참조하면, 실시예 1의 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널은 410 nm나 470 nm의 청색 영역 부근에서의 투과율 80% 이상으로 나타났다. 이러한 결과는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막이 청색으로 착색됨에 따라 외광 반사가 저감되고 기판의 투과율을 높일 뿐만 아니라 청색 발광 효율을 증가시킴을 의미한다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막에 광산란 물질을 함유시켜 외광 반사가 저감되고 청색 형광체층의 발광 효율이 증가하여 고품위의 화면 구현이 가능해진다.

Claims (7)

  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 다수의 격벽들, 상기 방전 공간 내에 형성되는 적색, 청색 및 녹색의 형광체층과, 상기 방전 공간 내 함유된 방전 가스와,
    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 유전체층에 배치된 MgO 보호막을 구비하며,
    상기 MgO 보호막은 광산란 물질인 MOx(이때 M=Zn, Ti 및 이들의 조합에서 선택된 것이고, 1≤x≤2 이다)를 1.0 내지 20 중량%으로 포함하고, 상기 광산란 물질은 100 내지 900 nm의 입자 크기를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광산란 물질은 ZnO, TiO2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광산란 물질은 입자 크기가 100 내지 900 nm인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광산란 물질은 보호막 전면에 걸쳐 함유되거나, 청색 형광체층에 대응하는 보호막 영역에만 선택적으로 함유되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널은 하기 수학식 1을 만족하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
    [수학식 1]
    T410 -700 nm : T410 -470 nm = 1:1.05 ~ 1: 1.30
    (상기 수학식 1에서, T410 -700 nm은 410 내지 700 nm 파장 범위의 투과율이고, T410-470nm은 410 내지 470 nm 파장 범위의 투과율이다)
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 가스 분압이 10 내지 15%인 Xe, 10 내지 60%인 He, 및 25 내지 80%인 He을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 보호막은 전자빔 증착법, 이온 플레이팅법, 마그네트론 스퍼터링법, 후막 인쇄법, 딥 코팅, 다이 코팅, 스핀 코팅(spin coating), 그린 시트 코팅, 및 잉크젯 코팅 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법으로 형성되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
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