KR20090003678A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090003678A
KR20090003678A KR1020070066537A KR20070066537A KR20090003678A KR 20090003678 A KR20090003678 A KR 20090003678A KR 1020070066537 A KR1020070066537 A KR 1020070066537A KR 20070066537 A KR20070066537 A KR 20070066537A KR 20090003678 A KR20090003678 A KR 20090003678A
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phosphor
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지천운
이상한
박범희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 형광체 층에 안료를 혼합함으로써, 패널 반사율을 감소시키고, 콘트라스트 특성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판에 대항되게 배치되는 후면 기판과, 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽 및 방전 셀에 형성되는 형광체 층을 포함하고, 형광체 층은 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층 및 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층을 포함하고, 제 1 형광체 층은 백색 계열의 제 1 형광체 재질과 적색 안료(Pigment)를 포함하고, 적색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하이고, 제 2 형광체 층은 백색 계열의 제 2 형광체 재질과 청색 안료를 포함하고, 청색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 형광체 층의 성분을 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 도 4b는 제 1 형광체 층과 제 2 형광체 층의 반사율에 대해 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5b는 적색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 청색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8b는 형광체 층의 성분의 또 다른 일례에 대해 설명하기 위한 도면.
도 9a 내지 도 9b는 녹색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 전면 기판 102 : 스캔 전극
103 : 서스테인 전극 104 : 상부 유전체 층
105 : 보호 층 111 : 후면 기판
112 : 격벽 113 : 어드레스 전극
114 : 형광체 층 115 : 하부 유전체 층
112a : 제 2 격벽 112b : 제 1 격벽
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널에는 격벽으로 구획된 방전 셀(Cell) 내에 형광체 층이 형성되고, 아울러 복수의 전극(Electrode)이 형성된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 전극에 구동 신호를 공급하면, 방전 셀 내에서는 공급되는 구동 신호에 의해 방전이 발생한다. 여기서, 방전 셀 내에서 구동 신호에 의해 방전이 될 때, 방전 셀 내에 충진 되어 있는 방전 가스가 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고, 이러한 진공 자외선이 방전 셀 내에 형 성된 형광체를 발광시켜 가시 광을 발생시킨다. 이러한 가시 광에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상이 표시된다.
본 발명의 일면은 형광체 층에 의한 광 반사를 저감시켜 콘트라스트(Contrast) 특성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판에 대항되게 배치되는 후면 기판과, 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽 및 방전 셀에 형성되는 형광체 층을 포함하고, 형광체 층은 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층 및 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층을 포함하고, 제 1 형광체 층은 백색 계열의 제 1 형광체 재질과 적색 안료(Pigment)를 포함하고, 적색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하이고, 제 2 형광체 층은 백색 계열의 제 2 형광체 재질과 청색 안료를 포함하고, 청색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하이다.
또한, 적색 안료는 철(Fe) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 청색 안료는 코발트(Co) 재질, 구리(Cu) 재질, 크롬(Cr) 재질 또는 니켈(Ni) 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 적색 안료의 함유량은 0.1중량부이상 3중량부이하일 수 있다.
또한, 청색 안료의 함유량은 0.5중량부이상 4중량부이하일 수 있다.
또한, 적색 광의 색 좌료는 X축으로 0.620이상 0.650이하이고, Y축으로 0.340이상 0.370이하일 수 있다.
또한, 청색 광의 색 좌료는 X축으로 0.135이상 0.165이하이고, Y축으로 0.040이상 0.070이하일 수 있다.
또한, 녹색 광의 색 좌료는 X축으로 0.265이상 0.295이하이고, Y축으로 0.640이상 0.670이하일 수 있다.
또한, 제 3 형광체 층은 백색 계열의 제 3 형광체 재질과 녹색 안료를 포함하고, 녹색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 3중량부이하일 수 있다.
또한, 녹색 안료는 아연(Zn) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 녹색 안료의 함유량은 적색 안료의 함유량 및 청색 안료의 함유량 보다 적을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 대항되게 배치되는 후면 기판과, 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽 및 방전 셀에 형성되는 형광체 층을 포함하고, 형광체 층은 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층 및 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층을 포함하고, 제 1 형광체 층의 색은 제 2 형광체 층의 색 및 제 3 형광체 층의 색과 다르고, 제 2 형광체 층의 색은 제 3 형광체 층의 색과 다르고, 파장이 550nm인 대역에서 패널 반사율이 30%이하이다.
또한, 제 1 형광체 층의 색은 적색 계열의 색이고, 제 2 형광체 층의 색은 청색 계열의 색이고, 제 3 형광체 층의 색은 백색 계열의 색일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1a를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 서로 나란한 스캔 전극(102, Y)과 서스테인 전극(103, Z)이 배치되는 전면 기판(101)과, 전면 기판(101)에 대항되게 배치되며 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)과 교차하는 어드레스 전극(113)이 배치되는 후면 기판(111)이 실 층(Seal Layer, 미도시)에 의해 합착되어 이루어질 수 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 배치된 전면 기판(101)의 상부에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 덮는 상부 유전체 층(104)이 배치된다.
상부 유전체 층(104)은 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)의 방전 전류를 제한하며 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)간을 절연시킬 수 있다.
상부 유전체 층(104) 상부에는 방전 조건을 용이하게 하기 위한 보호 층(105)이 배치될 수 있다. 이러한 보호 층(105)은 이차전자 방출 계수가 높은 재질, 예컨대 산화마그네슘(MgO) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 후면 기판(111)에는 전극, 예컨대 어드레스 전극(113)이 배치되고, 어드레스 전극(113)이 배치된 후면 기판(111)에는 어드레스 전극(113)을 덮으며 어드레스 전극(113)을 절연시킬 수 있는 유전체 층, 예컨대 하부 유전체 층(115)이 배 치될 수 있다.
하부 유전체 층(115)의 상부에는 방전 공간 즉, 방전 셀을 구획하는 스트라이프 타입(Stripe Type), 웰 타입(Well Type), 델타 타입(Delta Type), 벌집 타입 등의 격벽(112)이 배치될 수 있다. 이러한 격벽(112)에 의해 전면 기판(101)과 후면 기판(111)의 사이에서 적색(Red : R), 녹색(Green : G), 청색(Blue : B) 방전 셀 등이 구비될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 방전 셀 이외에 백색(White : W) 또는 황색(Yellow : Y) 방전 셀이 더 구비되는 것도 가능하다.
격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 크세논(Xe), 네온(Ne) 등의 방전 가스가 채워질 수 있다.
아울러, 격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 어드레스 방전 시 화상표시를 위한 가시 광을 방출하는 형광체 층(114)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 적색(Red : R) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue, B) 광을 발산하는 제 2 형광체 층, 녹색(Green : G) 광을 발산하는 제 3 형광체 층이 배치될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 이외에 백색(White : W) 광 또는 황색(Yellow : Y) 광을 발산하는 다른 형광체 층이 더 배치되는 것도 가능하다.
또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 어느 하나의 방전 셀에서의 형광체 층(114)의 두께가 다른 방전 셀과 상이할 수 있다. 예를 들면, 녹색(G) 방전 셀의 형광체 층, 즉 제 3 형광체 층 또는 청색(B) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 2 형광체 층의 두께가 적색(R) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 1 형광체 층의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 여기서, 제 3 형광체 층의 두께는 제 2 형 광체 층의 두께와 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭은 실질적으로 동일할 수도 있지만, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 하나의 폭이 다른 방전 셀의 폭과 다른 것도 가능하다.
예컨대, 적색(R) 방전 셀의 폭이 가장 작고, 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭을 적색(R) 방전 셀의 폭보다 크게 할 수 있다. 여기서, 녹색(G) 방전 셀의 폭은 청색(B) 방전 셀의 폭과 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
그러면 방전 셀 내에 배치되는 형광체 층(114)의 폭도 방전 셀의 폭에 관련하여 변경된다. 예를 들면, 청색(B) 방전 셀에 배치되는 제 2 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓고, 아울러 녹색(G) 방전 셀에 배치되는 제 3 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓을 수 있고, 이에 따라 구현되는 영상의 색온도 특성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 도 1a에 도시된 격벽(112)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽의 구조도 가능하다. 예컨대, 격벽(112)은 제 1 격벽(112b)과 제 2 격벽(112a)을 포함하고, 여기서, 제 1 격벽(112b)의 높이와 제 2 격벽(112a)의 높이가 서로 다른 차등형 격벽 구조 등이 가능하다.
이러한, 차등형 격벽 구조인 경우에는 제 1 격벽(112b) 또는 제 2 격 벽(112a) 중 제 1 격벽(112b)의 높이가 제 2 격벽(112a)의 높이보다 더 낮을 수 있다.
또한, 도 1a에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능하다. 예컨대, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능하다. 또한, 방전 셀의 형상도 사각형상뿐만 아니라 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능하다.
또한, 여기 도 1a에서는 후면 기판(111)에 격벽(112)이 형성된 경우만을 도시하고 있지만, 격벽(112)은 전면 기판(101) 또는 후면 기판(111) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 일례만을 도시하고 설명한 것으로써, 본 발명이 이상에서 설명한 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. 예를 들면, 이상의 설명에서는 번호 115의 하부 유전체 층 및 번호 104번의 상부 유전체 층이 하나의 층(Layer)인 경우만을 도시하고 있지만, 하부 유전체 층 또는 상부 유전체 층 중 적어도 하나는 복수의 층으로 이루지는 것도 가능한 것이다.
또한, 후면 기판(111)에 배치되는 어드레스 전극(113)은 폭이나 두께가 실질적으로 일정할 수도 있지만, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 폭이나 두께와 다를 수도 있다. 예컨대, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 그것보다 더 넓거나 두꺼울 수 있다.
다음, 도 1b를 살펴보면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 또 다른 구조의 일례가 나타나 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 각각 복수 층(Multi layer) 구조를 갖는 것이 가능하다. 예를 들면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)을 포함할 수 있다.
여기서, 버스 전극(102b, 103b)은 실질적으로 불투명한 재질, 예컨대 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 재질 중 적어도 하나를 포함하고, 투명 전극(102a, 103a)은 실질적으로 투명한 재질, 예컨대 인듐주석산화물(ITO) 재질을 포함할 수 있다.
아울러, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 버스 전극(102b, 103b)과 투명 전극(102a, 103a)을 포함하는 경우에, 버스 전극(102b, 103b)에 의한 외부 광의 반사를 방지하기 위해 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)의 사이에 블랙 층(120, 130)이 더 포함될 수 있다.
한편, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)에서 투명 전극(102a, 103a)이 생략되는 것도 가능하다. 즉, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 투명 전극(102a, 103a)이 생략된 ITO-Less 전극인 것도 가능한 것이다.
다음, 도 1c를 살펴보면 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제 1 영역(140)과 제 2 영역(150)으로 나누어질 수 있다.
제 1 영역(140)에는 복수의 제 1 어드레스 전극(Xa)이 나란히 배치될 수 있다. 또한, 제 2 영역(150)에는 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)이 나란히 배치되고, 아울러 이러한 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)은 각각 제 1 어드레스 전극(Xa)과 마주보도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 제 1 영역(140)에 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극이 나란히 배치되는 경우에, 제 2 영역(150)에는 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극에 각각 대응하는 Xb1 제 2 어드레스 전극부터 Xbm 제 2 어드레스 전극이 나란히 배치되는 것이다. 여기서, Xa1 제 1 어드레스 전극과 Xb1 제 2 어드레스 전극은 서로 마주보도록 배치되고, 아울러 Xam 제 1 어드레스 전극과 Xbm 제 2 어드레스 전극도 서로 마주보도록 배치된다.
다음, 도 1d에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb)이 서로 마주보는 A의 영역이 보다 상세히 도시되어 있다.
도 1d를 살펴보면, Xa(m-2) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극, Xa(m-1) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-1) 제 2 어드레스 전극, Xam 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극이 각각 d의 간격을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 작은 경우에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 커플링(Coupling)에 의해 전류가 흐를 가능성이 있고, 반면에 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 큰 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상에 줄무늬 형태의 노이즈가 시청자의 눈에 감지될 수 있다.
이를 고려할 때, 서로 마주보는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 간의 간격 d는 대략 50㎛(마이크로미터)이상 300㎛(마이크로미터)이하인 것이 바람직할 수 있고, 보다 바람직하게는 대략 70㎛(마이크로미터)이상 220㎛(마이크로미터)이하일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 여기, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법의 일례를 설명하는 것으로서, 본 발명이 도 2에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법은 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 살펴보면, 초기화를 위한 리셋 기간에서는 스캔 전극으로 리셋 신호가 공급될 수 있다. 리셋 신호는 상승 램프(Ramp-Up) 신호와 하강 램프(Ramp-Down) 신호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 셋업(Set-Up) 기간에서는 스캔 전극으로 제 1 전압(V1)부터 제 2 전압(V2)까지 급격히 상승한 이후 제 2 전압(V2)부터 제 3 전압(V3)까지 전압이 점진적으로 상승하는 상승 램프 신호가 공급될 수 있다. 여기서, 제 1 전압(V1)은 그라운드 레벨(GND)의 전압일 수 있다.
이러한 셋업 기간에서는 상승 램프 신호에 의해 방전 셀 내에는 약한 암방전(Dark Discharge), 즉 셋업 방전이 일어난다. 이 셋업 방전에 의해 방전 셀 내에는 어느 정도의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓일 수 있다.
셋업 기간 이후의 셋다운(Set-Down) 기간에서는 상승 램프 신호 이후에 이러 한 상승 램프 신호와 반대 극성 방향의 하강 램프 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
여기서, 하강 램프 신호는 상승 램프 신호의 피크(Peak) 전압, 즉 제 3 전압(V3)보다 낮은 제 4 전압(V4)부터 제 5 전압(V5)까지 점진적으로 하강할 수 있다.
이러한 하강 램프 신호가 공급됨에 따라, 방전 셀 내에서 미약한 소거 방전(Erase Discharge), 즉 셋다운 방전이 발생한다. 이 셋다운 방전에 의해 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 안정되게 일어날 수 있을 정도의 벽전하가 균일하게 잔류된다.
리셋 기간 이후의 어드레스 기간에서는 하강 램프 신호의 최저 전압, 즉 제 5 전압(V5)보다는 높은 전압, 예컨대 제 6 전압(V6)을 실질적으로 유지하는 스캔 바이어스 신호가 스캔 전극에 공급된다.
아울러, 스캔 바이어스 신호로부터 하강하는 스캔 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드의 어드레스 기간에서 스캔 전극으로 공급되는 스캔 신호(Scan)의 펄스폭은 다른 서브필드의 스캔 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예컨대, 시간상 뒤에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭이 앞에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭보다 작을 수 있다. 또한, 서브필드의 배열 순서에 따른 스캔 신호 폭의 감소는 2.6㎲(마이크로초), 2.3㎲, 2.1㎲, 1.9㎲ 등과 같이 점진적으로 이루어질 수 있거나 2.6㎲, 2.3㎲, 2.3㎲, 2.1㎲......1.9㎲, 1.9㎲ 등과 같이 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 스캔 신호가 스캔 전극으로 공급될 때, 스캔 신호에 대응되게 어드레스 전극에 데이터 신호가 공급될 수 있다.
이러한 스캔 신호와 데이터 신호가 공급되면, 스캔 신호와 데이터 신호 간의 전압 차와 리셋 기간에 생성된 벽 전하들에 의한 벽 전압이 더해지면서 데이터 신호가 공급되는 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 발생될 수 있다.
여기서, 어드레스 기간에서 서스테인 전극의 간섭에 의해 어드레스 방전이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 서스테인 전극에 서스테인 바이어스 신호가 공급될 수 있다.
서스테인 바이어스 신호는 서스테인 기간에서 공급되는 서스테인 신호의 전압보다는 작고 그라운드 레벨(GND)의 전압보다는 큰 서스테인 바이어스 전압(Vz)을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.
이후, 영상 표시를 위한 서스테인 기간에서는 스캔 전극 또는 서스테인 전극 중 적어도 하나에 서스테인 신호가 공급될 수 있다. 예를 들면, 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 신호가 공급될 수 있다.
이러한 서스테인 신호가 공급되면, 어드레스 방전에 의해 선택된 방전 셀은 방전 셀 내의 벽 전압과 서스테인 신호의 서스테인 전압(Vs)이 더해지면서 서스테인 신호가 공급될 때 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 서스테인 방전 즉, 표시방전이 발생될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드에서는 서스테인 기간에서 복수의 서스테인 신 호가 공급되고, 복수의 서스테인 신호 중 적어도 하나의 서스테인 신호의 펄스폭은 다른 서스테인 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예를 들면, 복수의 서스테인 신호 중 가장 먼저 공급되는 서스테인 신호의 펄스폭이 다른 서스테인 신호의 펄스폭보다 클 수 있다. 그러면, 서스테인 방전이 더욱 안정될 수 있다.
다음, 도 3은 형광체 층의 성분을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 1 형광체 재질과 적색 안료(Pigment)를 포함한다.
여기서, 제 1 형광체 재질은 적색 광을 발산하는 것 이외에는 특별히 제한되지 않으나, 적색 광의 발광 효율을 고려할 때 (Y, Gd)BO:Eu일 수 있다.
적색 안료는 적색 계열의 색을 갖고, 제 1 형광체 재질과 혼합되어 제 1 형광체 층이 적색 계열의 색을 갖도록 할 수 있다. 이러한 적색 안료는 그 색이 적색 계열인 것을 제외하고는 특별히 제한되지는 않으나, 분말 제조의 용이성, 색감, 제조 단가를 고려할 때, 철(Fe) 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
철(Fe) 재질은 제 1 형광체 층에서 산화철 상태일 수 있다. 예를 들면, 철(Fe) 재질은 제 1 형광체 층에서 αFe2O3 상태로 존재할 수 있다.
청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 2 형광체 재질과 청색 안료를 포함한다.
여기서, 제 2 형광체 재질은 청색 광을 발산하는 것 이외에는 특별히 제한되지 않으나, 청색 광의 발광 효율을 고려할 때 (Ba, Sr, Eu)MgAl10O17일 수 있다.
청색 안료는 청색 계열의 색을 갖고, 제 2 형광체 재질과 혼합되어 제 2 형광체 층이 청색 계열의 색을 갖도록 할 수 있다. 이러한 청색 안료는 그 색이 청색 계열인 것을 제외하고는 특별히 제한되지는 않으나, 분말 제조의 용이성, 색감, 제조 단가를 고려할 때, 코발트(Co) 재질, 구리(Cu) 재질, 크롬(Cr) 재질 또는 니켈(Ni) 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 코발트(Co) 재질, 구리(Cu) 재질, 크롬(Cr) 재질 또는 니켈(Ni) 재질 중 적어도 하나는 제 2 형광체 층에서 금속산화물 상태일 수 있다. 예를 들어, 코발트(Co) 재질의 경우에는 제 2 형광체 층에서 CoAl2O4 상태로 존재할 수 있다.
녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 3 형광체 재질을 포함하고, 안료는 포함하지 않을 수 있다.
여기서, 제 3 형광체 재질은 녹색 광을 발산하는 것 이외에는 특별히 제한되지 않으나, 녹색 광의 발광 효율을 고려할 때 Zn2Si04:Mn+2와 YBO3:Tb+3을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 제 1 형광체 층과 제 2 형광체 층의 반사율에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4a에서는 모든 방전 셀에 적색 광을 발산하는 제 1 형광체 층이 배치된 7인치(Inch) 테스트 모델을 제작하고, 전면 기판이 제거된 상태에서 격벽과 제 1 형광체 층에 직접 광을 조사하여 반사율을 측정한다.
여기서, 제 1 형광체 재질은 (Y, Gd)BO:Eu이고, 적색 안료는 철(Fe) 재질이 고, 이러한 철(Fe) 재질은 αFe2O3의 상태로 제 1 형광체 재질과 혼합되어 있다.
①은 제 1 형광체 층이 적색 안료를 포함하지 않는 경우이고, ②는 제 1 형광체 층이 적색 안료를 0.1중량부 포함하는 경우이고, ③은 제 1 형광체 층이 적색 안료를 0.5중량부 포함하는 경우이다.
도 4a를 살펴보면, ①과 같이 제 1 형광체 층에 적색 안료가 혼합되지 않는 경우에는 400nm부터 750nm까지의 모든 파장 대역에서 반사율이 75%이상이다. 이와 같이, 적색 안료가 생략되는 경우에 반사율이 높은 이유는 백색 계열의 색을 갖는 제 1 형광체 재질이 입사되는 광을 대부분 반사하기 때문이다.
②와 같이 제 1 형광체 층에 0.1중량부의 적색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 550nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 60%이하이고, 파장이 550nm이상인 대역에서는 반사율이 대략 60%이상 75%이하이다.
③과 같이 제 1 형광체 층에 0.5중량부의 적색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 550nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 50%이하이고, 파장이 550nm이상인 대역에서는 반사율이 대략 50%이상 70%이하이다.
이상에서와 같이, 제 1 형광체 층에 적색 안료를 혼합하는 경우에 반사율이 감소하는 이유는, 적색 계열의 색을 갖는 적색 안료가 입사되는 광을 흡수하기 때문이다.
도 4b에서는 모든 방전 셀에 청색 광을 발산하는 제 2 형광체 층이 배치된 7인치 테스트 모델을 제작하고, 전면 기판이 제거된 상태에서 격벽과 제 2 형광체 층에 직접 광을 조사하여 반사율을 측정한다.
여기서, 제 2 형광체 재질은 (Ba, Sr, Eu)MgAl10O17이고, 청색 안료는 코발트(Co) 재질이고, 이러한 코발트(Co) 재질은 CoAl2O4 상태로 제 2 형광체 재질과 혼합되어 있다.
①은 제 2 형광체 층이 청색 안료를 포함하지 않는 경우이고, ②는 제 2 형광체 층이 청색 안료를 0.1중량부 포함하는 경우이고, ③은 제 2 형광체 층이 청색 안료를 1.0중량부 포함하는 경우이다.
도 4b를 살펴보면, ①과 같이 제 2 형광체 층에 청색 안료가 혼합되지 않는 경우에는 400nm부터 750nm까지의 모든 파장 대역에서 반사율이 대략 72%이상이다. 이와 같이, 청색 안료가 생략되는 경우에 반사율이 높은 이유는 백색 계열의 색을 갖는 제 2 형광체 재질이 입사되는 광을 대부분 반사하기 때문이다.
②와 같이 제 2 형광체 층에 0.1중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 510nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 74%이상이지만 하이고, 파장이 510nm이상 650nm이하인 대역에서는 반사율이 대략 60%까지 감소하였다가 대략 72%까지 상승한다.
③과 같이 제 2 형광체 층에 1.0중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 510nm부터 650nm까지의 대역에서는 반사율이 최저 50%이하이다.
이상에서와 같이, 제 2 형광체 층에 청색 안료를 혼합하는 경우에 반사율이 감소하는 이유는, 청색 계열의 색을 갖는 청색 안료가 입사되는 광을 흡수하기 때 문이다.
이와 같이, 반사율이 감소하게 되면 구현되는 영상의 콘트라스트(Contrast) 특성이 향상될 수 있고, 이에 따라 영상의 화질이 향상될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 적색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b에서는 적색(R) 방전 셀에는 제 1 형광체 층을 배치하고, 청색(B) 방전 셀에는 제 2 형광체 층을 배치하고, 녹색(G) 방전 셀에는 제 3 형광체 층을 배치하고, 제 2 형광체 층에 1.0중량부의 청색 안료를 혼합한 상태에서 제 1 형광체 층에 혼합되는 적색 안료의 함량을 변화시키면서 반사율과 휘도를 측정한다. 여기서는, 전면 기판과 후면 기판이 합착된 패널 상태에서 패널 반사율과 휘도를 측정한다.
여기서, 제 1 형광체 재질은 (Y, Gd)BO:Eu이고, 적색 안료는 철(Fe) 재질이고, 이러한 철(Fe) 재질은 αFe2O3의 상태로 제 1 형광체 재질과 혼합되어 있다.
또한, 제 2 형광체 재질은 (Ba, Sr, Eu)MgAl10O17이고, 청색 안료는 코발트(Co) 재질이고, 이러한 코발트(Co) 재질은 CoAl2O4 상태로 제 2 형광체 재질과 혼합되어 있다.
도 5a를 살펴보면, ①은 제 2 형광체 층이 1.0중량부의 청색 안료를 포함하는 상태에서 제 1 형광체 층이 적색 안료를 포함하지 않는 경우이고, ②는 제 2 형광체 층이 1.0중량부의 청색 안료를 포함하는 상태에서 제 1 형광체 층이 적색 안 료를 0.1중량부 포함하는 경우이고, ③은 제 2 형광체 층이 1.0중량부의 청색 안료를 포함하는 상태에서 제 1 형광체 층이 적색 안료를 0.5중량부 포함하는 경우이다.
①과 같이 제 1 형광체 층에 적색 안료가 혼합되지 않는 경우에는 파장이 400nm부터 550nm사이에서는 패널 반사율이 대략 33%에서 38%까지 상승한다. 또한, 파장이 550nm이상에서는 패널 반사율이 대략 33%까지 하강한다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하의 대역에서는 반사율이 대략 37%이상 38%이하의 높은 값을 갖는다.
이와 같이, 적색 안료가 생략되는 경우에는 백색 계열의 색을 갖는 제 1 형광체 재질이 입사되는 광을 대부분 반사하기 때문에 제 2 형광체 층에 청색 안료가 혼합되어 있더라도 패널 반사율이 상대적으로 높다.
반면에, ②와 같이 제 1 형광체 층에 0.1중량부의 적색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 750nm까지의 모든 대역에서 반사율이 대략 34%이하이고, 파장이 500nm이상 600nm이하인 대역에서도 반사율이 대략 33%이상 34%이하의 상대적으로 작은 값을 갖는다.
또한, ③과 같이 제 1 형광체 층에 0.5중량부의 적색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 650nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 24%에서 31.5%사이의 값을 갖고, 파장이 650nm이상 750nm이하의 대역에서는 반사율이 30%이하까지 감소한다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하인 대역에서도 반사율이 대략 27.5%이상 29.5%이하의 작은 값을 갖는다.
이상에서와 같이, 적색 안료의 함량이 증가하면 패널 반사율은 감소하는 것을 알 수 있다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하의 대역, 바람직하게는 550nm의 파장 대역에서는 ①과 같이 적색 안료를 포함하지 않은 경우의 반사율과 ② 또는 ③과 같이 적색 안료를 포함하는 경우의 반사율의 차이가 상대적으로 큰 것을 알 수 있다.
파장이 500nm이상 600nm이하의 대역은 가시광선에서 주로 적색, 주황, 노랑의 색으로 보이고, 이에 따라 500nm이상 600nm이하 대역의 반사율이 높다는 것은 구현되는 영상의 색감이 붉은 색에 가깝다는 것을 의미할 수 있다. 이러한 경우는 색온도가 상대적으로 낮아 시청자는 쉽게 눈의 피로를 느낄 수 있으며, 영상이 선명하지 못하다고 느낄 수 있다.
반면에, 파장이 500nm이상 600nm이하의 대역의 반사율이 낮다는 것은 적색, 주황, 노랑의 광의 흡수율이 높고, 이에 따라 구현되는 영상의 색온도가 상대적으로 높아서 시청자는 구현되는 영상을 보다 선명하게 느낄 수 있다.
따라서, 파장이 500nm이상 600nm이하의 대역에서 ①과 같이 적색 안료를 포함하지 않은 경우의 반사율과 ② 또는 ③과 같이 적색 안료를 포함하는 경우의 반사율의 차이가 상대적으로 크다는 것은, 제 1 형광체 층에 적색 계열의 색을 갖는 적색 안료를 혼합하더라도 색온도가 과도하게 낮아지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 시청자로 하여금 영상을 보다 선명하게 느끼도록 할 수 있음을 의미할 수 있다.
이상에서 설명 내용을 고려할 때, 500nm이상 600nm이하의 파장 대역의 기준이 될 수 있는 550nm의 파장 대역에서 패널 반사율을 30%이하로 하여 색온도 특성향을 향상시키는 것이 바람직할 수 있다.
다음, 도 5b에서는 제 2 형광체 층에 포함된 청색 안료의 함량을 고정시키고, 제 1 형광체 층에 포함되는 적색 안료의 함량을 변경시키면서 동일 영상에 대한 휘도를 측정한다.
도 5b를 살펴보면 제 1 형광체 층에 적색 안료가 포함되지 않는 경우에 구현되는 영상의 휘도는 휘도가 대략 176[cd/m2]이다.
제 1 형광체 층에 포함되는 적색 안료의 함량이 0.01중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 175[cd/m2]이다. 이와 같이, 적색 안료가 혼합된 경우에 영상의 휘도가 감소하는 이유는, 적색 안료의 입자가 제 1 형광체 재질의 입자 표면의 일부를 가리고, 이에 따라 적색 안료의 입자가 방전 셀 내에서 방전에 의해 발생한 자외선이 제 1 형광체 재질의 입자에 조사되는 것을 방해하기 때문이다.
적색 안료의 함량이 0.1중량부에서 3중량부사이인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 168[cd/m2]에서 174[cd/m2]사이의 안정된 값을 갖는다.
또한, 적색 안료의 함량이 3중량부에서 5중량부사이인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 160[cd/m2]에서 168[cd/m2]사이의 값을 갖는다.
반면에, 적색 안료의 함량이 6중량부를 이상인 경우에는 제 1 형광체 층에 포함되는 적색 안료의 함량이 과도할 수 있고, 이에 따라 제 1 형광체 재질의 입자 표면에서 적색 안료의 입자에 의해 가려지는 면적이 과도하게 증가함으로써, 구현되는 영상의 휘도는 대략 149[cd/m2]이하로 급격하게 감소하게 된다.
이상의 도 5a 내지 도 5b의 내용을 고려할 때, 반사율을 감소시키면서도 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서 제 1 형광체 층에서 적색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.1중량부이상 3중량부이하일 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 청색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 여기, 도 6a 내지 도 6b에서는 앞선 도 5a 내지 도 5b와 중복되는 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 6a 내지 도 6b에서는 적색(R) 방전 셀에는 제 1 형광체 층을 배치하고, 청색(B) 방전 셀에는 제 2 형광체 층을 배치하고, 녹색(G) 방전 셀에는 제 3 형광체 층을 배치하고, 제 1 형광체 층에 0.2중량부의 적색 안료를 혼합한 상태에서 제 2 형광체 층에 혼합되는 청색 안료의 함량을 변화시키면서 반사율과 휘도를 측정한다. 여기서는, 전면 기판과 후면 기판이 합착된 패널 상태에서 패널 반사율과 휘도를 측정한다.
나머지 실험 조건은 앞선 도 5a 내지 도 5b의 경우와 실질적으로 동일하다.
도 6a를 살펴보면, ①은 제 1 형광체 층이 0.2 중량부의 적색 안료를 포함하는 상태에서 제 2 형광체 층이 청색 안료를 포함하지 않는 경우이고, ②는 제 1 형 광체 층이 0.2 중량부의 적색 안료를 포함하는 상태에서 제 2 형광체 층이 청색 안료를 0.1중량부 포함하는 경우이고, ③은 제 1 형광체 층이 0.2 중량부의 적색 안료를 포함하는 상태에서 제 2 형광체 층이 청색 안료를 0.5중량부 포함하는 경우이고, ④는 제 1 형광체 층이 0.2 중량부의 적색 안료를 포함하는 상태에서 제 2 형광체 층이 청색 안료를 3중량부 포함하는 경우이고, ⑤는 제 1 형광체 층이 0.2 중량부의 적색 안료를 포함하는 상태에서 제 2 형광체 층이 청색 안료를 7중량부 포함하는 경우이다.
①과 같이 제 2 형광체 층에 청색 안료가 혼합되지 않는 경우에는 파장이 400nm부터 550nm사이에서는 패널 반사율이 대략 35%에서 40.5%까지 상승한다. 또한, 파장이 550nm이상에서는 패널 반사율이 대략 35.5%까지 하강한다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하의 대역에서는 반사율이 대략 39%이상 40.5%이하의 높은 값을 갖는다.
이와 같이, 청색 안료가 생략되는 경우에는 백색 계열의 색을 갖는 제 2 형광체 재질이 입사되는 광을 대부분 반사하기 때문에 제 1 형광체 층에 적색 안료가 혼합되어 있더라도 패널 반사율이 상대적으로 높다.
반면에, ②와 같이 제 2 형광체 층에 0.1중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 750nm까지의 모든 대역에서 반사율이 대략 38%이하이고, 파장이 500nm이상 600nm이하인 대역에서도 반사율이 대략 34%이상 37%이하의 상대적으로 작은 값을 갖는다.
또한, ③과 같이 제 2 형광체 층에 0.5중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에 는 파장이 400nm부터 650nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 26%에서 29%사이의 값을 갖고, 파장이 650nm이상 750nm이하의 대역에서는 반사율이 대략 28%부터 32.5%사이의 값을 갖는다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하인 대역에서도 반사율이 대략 28%이상 29%이하의 작은 값을 갖는다.
또한, ④와 같이 제 2 형광체 층에 3중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 650nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 22.5%에서 29%사이의 값을 갖고, 파장이 650nm이상 750nm이하의 대역에서는 반사율이 대략 29%부터 31%사이의 값을 갖는다.
또한, 파장이 500nm이상 600nm이하인 대역에서도 반사율이 대략 26.5%이상 28%이하의 작은 값을 갖는다.
또한, ⑤와 같이 제 2 형광체 층에 7중량부의 청색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 700nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 25%에서 28%사이의 값을 갖고, 파장이 700nm이상의 대역에서는 반사율이 대략 28%부터 30%사이의 값을 갖는다.
다음, 도 6b에서는 제 1 형광체 층에 포함된 적색 안료의 함량을 고정시키고, 제 2 형광체 층에 포함되는 청색 안료의 함량을 변경시키면서 동일 영상에 대한 휘도를 측정한다.
도 6b를 살펴보면 제 2 형광체 층에 청색 안료가 포함되지 않는 경우에 구현 되는 영상의 휘도는 휘도가 대략 176[cd/m2]이다.
제 2 형광체 층에 포함되는 청색 안료의 함량이 0.01중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 175[cd/m2]이다.
청색 안료의 함량이 0.1중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 172[cd/m2]이다.
청색 안료의 함량이 0.5중량부에서 4중량부사이인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 164[cd/m2]에서 170[cd/m2]사이의 안정된 값을 갖는다.
또한, 청색 안료의 함량이 4중량부에서 5중량부사이인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 160[cd/m2]에서 164[cd/m2]사이의 값을 갖는다.
반면에, 청색 안료의 함량이 6중량부를 초과하면 제 2 형광체 층에 포함되는 청색 안료의 함량이 과도할 수 있고, 이에 따라 제 2 형광체 재질의 입자 표면에서 청색 안료의 입자에 의해 가려지는 면적이 과도하게 증가함으로써, 구현되는 영상의 휘도는 대략 148[cd/m2]이하로 급격하게 감소하게 된다.
이상의 도 6a 내지 도 6b의 내용을 고려할 때, 반사율을 감소시키면서도 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서 제 2 형광체 층에서 청색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.5중량부이상 4중량부이하일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에는 제 1 형광체 층이 0.2중량부의 적색 안료를 포함하고, 제 2 형광체 층이 1.0중량부의 청색 안료를 포함하는 제 1 타입 패널(Type 1)과, 적색 안료 및 청색 안료를 포함하지 않는 제 2 타입 패널(Type 2)을 제작하고, 각각의 패널을 동일한 구동 신호를 공급하는 상태에서 MCPD-1000장비를 이용하여 색좌표를 측정한 그래프가 도시되어 있다.
도 7을 살펴보면, 적색 안료 및 청색 안료를 포함하지 않는 제 2 타입인 경우에 녹색(G)의 색좌표(P1)는 X축으로 대략 0.269이고, Y축으로 대략 0.668이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P2)는 X축으로 대략 0.600이고, Y축으로 대략 0.335이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P3)는 X축으로 대략 0.160이고, Y축으로 대략 0.065이다.
여기서, 녹색의 색좌표(P1), 적색의 색좌표(P2) 및 청색의 색좌표(P3)를 연결하는 삼각형의 면적이 제 2 타입 패널의 색구현 범위이다.
제 1 형광체 층이 적색 안료를 포함하고, 제 2 형광체 층이 청색 안료를 포함하는 제 1 타입인 경우에 녹색(G)의 색좌표(P10)는 X축으로 대략 0.268이고, Y축으로 대략 0.669이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P20)는 X축으로 대략 0.640이고, Y축으로 대략 0.355이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P30)는 X축으로 대략 0.154이고, Y축으로 대략 0.060이다.
여기서, 녹색의 색좌표(P10), 적색의 색좌표(P20) 및 청색의 색좌표(P30)를 연결하는 삼각형의 면적이 P1, P2 및 P3을 연결하는 삼각형의 면적보다 더 넓다. 즉, 제 1 타입 패널의 색구현 범위가 제 2 타입 패널의 색구현 범위보다 더 넓다. 이는, 적색 안료 및 청색 안료가 포함됨으로써 적색 및 청색의 구현 범위가 각각 증가하기 때문이다.
한편, 녹색, 적색 또는 청색 중 어느 하나의 색좌표가 과도하게 크거나 혹은 작은 경우에는 구현되는 영상의 화질이 악화될 수 있다. 예를 들어, 적색의 색좌표가 과도하게 큰 경우에는 구현되는 영상이 전체적으로 붉은 빛을 가질 수 있고, 반면에 적색의 색좌표가 과도하게 작은 경우에는 적색의 구현범위가 과도하게 감소할 수 있다.
따라서 안료를 형광체 재질과 혼합할 때, 색좌표를 고려하여 혼합되는 안료의 양을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 안료의 함량을 과도하게 많은 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 감소할 수 있고, 안료의 함량이 과도하게 적은 경우에는 패널 반사율이 과도하게 증가할 수 있다.
따라서 색구현 범위, 반사율 및 휘도를 모두 고려할 때, 적색 광의 색 좌료는 X축으로 0.620이상 0.650이하이고 Y축으로 0.340이상 0.370이하이고, 청색 광의 색 좌료는 X축으로 0.135이상 0.165이하이고 Y축으로 0.040이상 0.070이하이고, 녹색 광의 색 좌료는 X축으로 0.265이상 0.295이하이고, Y축으로 0.640이상 0.670이하이도록 안료의 함량을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
이상에서 설명한 형광체 층의 제조 방법의 일례를 살펴보면 다음과 같다. 여기서는, 제 1 형광체 층의 제조 방법을 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, (Y, Gd)BO:Eu의 제 1 형광체 재질의 분말과, αFe2O3의 적색 안료의 분말을 바인더, 용매와 혼합하여 형광체 페이스트(Paste)를 형성한다. 여기서, 적색 안료를 젤라틴에 혼합한 상태로 바인더 및 용매와 혼합하는 것도 가능하다. 이때, 형광체 페이스트의 점도는 대략 1500CP 이상 30000CP 이하일 수 있다. 형광체 페이스트에는 필요에 따라 계면 활성제, 실리카, 분산안정제 등이 첨가제로서 더 추가될 수 있다.
이때 사용되는 바인더는 특별히 제한되지 않으나 에틸셀룰로오스 또는 아크릴 수지 계열이거나, PMA 또는 PVA 등의 고분자 계열의 바인더일 수 있다. 용매는 특별히 제한되지 않으나 α-테르피네올, 부틸카르비톨, 디에틸렌글리콜, 메틸에테르 등이 사용가능하다.
형광체 페이스트를 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 도포하고, 건조 또는 소성 공정을 거치면 제 1 형광체 층이 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8b는 형광체 층의 성분의 또 다른 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다. 여기, 도 8a 내지 도 8b에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8a를 살펴보면, 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 3 형광체 재질과 녹색 안료를 더 포함할 수 있다.
여기, 도 8a는 제 3 형광체 층이 녹색 안료를 포함하는 것을 제외하고는 도 3의 내용과 실질적으로 동일할 수 있다.
녹색 안료는 녹색 계열의 색을 갖고, 제 3 형광체 재질과 혼합되어 제 3 형광체 층이 녹색 계열의 색을 갖도록 할 수 있다. 이러한 녹색 안료는 그 색이 녹색 계열인 것을 제외하고는 특별히 제한되지는 않으나, 분말 제조의 용이성, 색감, 제조 단가를 고려할 때, 아연(Zn) 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
아연(Zn) 재질은 제 3 형광체 층에서 산화아연 상태일 수 있다. 예를 들면, 아연(Zn) 재질은 제 3 형광체 층에서 ZnCO2O4상태로 존재할 수 있다.
다음, 도 8b를 살펴보면 제 3 형광체 층의 반사율에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8b에서는 앞선 도 4a 내지 도 4b의 경우와 유사하게 모든 방전 셀에 녹색 광을 발산하는 제 3 형광체 층이 배치된 7인치 테스트 모델을 제작하고, 전면 기판이 제거된 상태에서 격벽과 제 3 형광체 층에 직접 광을 조사하여 반사율을 측정한다.
여기서, 제 3 형광체 재질은 Zn2Si04:Mn+2와 YBO3:Tb+3을 5:5의 비율로 포함하고, 녹색 안료는 아연(Zn) 재질이고, 이러한 아연(Zn) 재질은 ZnCO2O4의 상태로 제 3 형광체 재질과 혼합되어 있다.
①은 제 3 형광체 층이 녹색 안료를 포함하지 않는 경우이고, ②는 제 3 형광체 층이 녹색 안료를 0.1중량부 포함하는 경우이고, ③은 제 3 형광체 층이 녹색 안료를 0.5중량부 포함하는 경우이고, ④는 제 3 형광체 층이 녹색 안료를 1.0중량부 포함하는 경우이다.
①과 같이 제 3 형광체 층에 녹색 안료가 혼합되지 않는 경우에는 400nm부터 750nm까지의 모든 파장 대역에서 반사율이 75%이상이다. 또한, 파장이 400nm이상 500nm이하의 대역에서는 반사율이 대략 80%이상이다.
이와 같이, 녹색 안료가 생략되는 경우에 반사율이 높은 이유는 백색 계열의 색을 갖는 제 3 형광체 재질이 입사되는 광을 대부분 반사하기 때문이다.
②와 같이 제 3 형광체 층에 0.1중량부의 녹색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 550nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 75%이하이고, 파장이 550nm이상 700nm이하인 대역에서는 반사율이 대략 66%이상 70%이하이다.
③과 같이 제 3 형광체 층에 0.5중량부의 녹색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 550nm까지의 대역에서는 반사율이 대략 73%이하이고, 파장이 550nm이상인 대역에서는 반사율이 대략 63%이상 65%이하이다.
④와 같이 제 3 형광체 층에 1.0중량부의 녹색 안료가 혼합된 경우에는 파장이 400nm부터 750nm까지의 모든 대역에서 반사율이 ③의 경우와 유사하다.
이상에서와 같이, 제 3 형광체 층에 녹색 안료를 혼합하는 경우에 반사율이 감소하는 이유는, 녹색 계열의 색을 갖는 녹색 안료가 입사되는 광을 흡수하기 때문이다.
또한, ③의 경우와 ④의 경우에서 반사율이 유사한 것은 녹색 안료의 함량이 증가하더라도 반사율의 개선 효과는 미미하다는 것을 의미할 수 있다.
도 9a 내지 도 9b는 녹색 안료의 함량과 반사율 및 휘도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9b에서는 적색(R) 방전 셀에는 제 1 형광체 층을 배치하고, 청색(B) 방전 셀에는 제 2 형광체 층을 배치하고, 녹색(G) 방전 셀에는 제 3 형광체 층을 배치하고, 제 2 형광체 층에 1.0중량부의 청색 안료를 혼합하고, 제 1 형광체 층에 0.2 중량부의 적색 안료를 포합한 상태에서 제 3 형광체 층에 혼합되는 녹색 안료의 함량을 변화시키면서 반사율과 휘도를 측정한다. 여기서는, 전면 기판과 후면 기판이 합착된 패널 상태에서 패널 반사율과 휘도를 측정한다.
여기서, 제 1 형광체 재질은 (Y, Gd)BO:Eu이고, 적색 안료는 철(Fe) 재질이고, 이러한 철(Fe) 재질은 αFe2O3의 상태로 제 1 형광체 재질과 혼합되어 있다.
또한, 제 2 형광체 재질은 (Ba, Sr, Eu)MgAl10O17이고, 청색 안료는 코발트(Co) 재질이고, 이러한 코발트(Co) 재질은 CoAl2O4 상태로 제 2 형광체 재질과 혼합되어 있다.
또한, 제 3 형광체 재질은 Zn2Si04:Mn+2와 YBO3:Tb+3을 5:5의 비율로 포함하고, 녹색 안료는 아연(Zn) 재질이고, 이러한 아연(Zn) 재질은 ZnCO2O4의 상태로 제 3 형광체 재질과 혼합되어 있다.
도 9a에는 550nm의 파장 대역에서 반사율을 측정한 데이터가 도시되어 있다.
도 9a를 살펴보면, 녹색 안료의 함량이 0중량부인 경우에는 패널 반사율이 28%로서, 상대적으로 높다.
또한, 녹색 안료의 함량이 0.01중량부인 경우에는 패널 반사율이 대략 26.5% 이고, 0.05중량부인 경우에는 패널 반사율이 대략 26.2%이다.
또한, 녹색 안료의 함량이 0.1중량부인 경우에는 패널 반사율이 26%이고, 0.2중량부인 경우에는 25.9%이다.
또한, 녹색 안료의 함량이 크게 증가하여 2.5중량부인 경우에는 0.2중량부인 경우에 비해 패널 반사율이 대략 1.6%감소한 24.3%이다.
또한, 녹색 안료의 함량이 3중량부인 경우에는 패널 반사율이 24%이다.
또한, 녹색 안료의 함량이 4중량부인 경우에는 패널 반사율이 23.8%, 5중량부인 경우에는 23.5%이고, 7중량부인 경우에는 22.8%이다.
이상의 내용을 살펴보면, 녹색 안료의 함량이 4중량부이상인 경우에는 패널 반사율의 감소 효과가 미미함을 알 수 있다.
다음, 도 9b에서는 청색 안료의 함량 및 적색 안료의 함량을 고정시키고, 제 3 형광체 층에 포함되는 녹색 안료의 함량을 변경시키면서 동일 영상에 대한 휘도를 측정한다.
도 9b를 살펴보면 제 3 형광체 층에 녹색 안료가 포함되지 않는 경우에 구현되는 영상의 휘도는 휘도가 대략 175[cd/m2]이다.
또한, 제 3 형광체 층에 포함되는 녹색 안료의 함량이 0.01중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 174[cd/m2]이다. 이와 같이, 녹색 안료가 혼합된 경우에 영상의 휘도가 감소하는 이유는, 녹색 안료의 입자가 제 3 형광체 재질의 입자 표면의 일부를 가리고, 이에 따라 녹색 안료의 입자가 방전 셀 내에서 방전에 의해 발생한 자외선이 제 3 형광체 재질의 입자에 조사되는 것을 방해하기 때문이다.
녹색 안료의 함량이 0.05중량부에서 2.5중량부사이인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 166[cd/m2]에서 172[cd/m2]사이의 안정된 값을 갖는다.
또한, 녹색 안료의 함량이 3중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 164[cd/m2]이다.
반면에, 녹색 안료의 함량이 4중량부이상인 경우에는 제 3 형광체 층에 포함되는 녹색 안료의 함량이 과도할 수 있고, 이에 따라 제 3 형광체 재질의 입자 표면에서 녹색 안료의 입자에 의해 가려지는 면적이 과도하게 증가함으로써, 구현되는 영상의 휘도는 대략 149[cd/m2]이하로 급격하게 감소하게 된다.
이상의 도 9a 내지 도 9b의 내용을 고려할 때, 반사율을 감소시키면서도 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서 제 3 형광체 층에서 녹색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 3중량부이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.05중량부이상 2.5중량부이하일 수 있다.
또한, 녹색 안료의 함유량이 증가하더라도 패널 반사율의 개선 효과는 적색 안료 및 청색 안료의 경우에 비해 미미하다. 이에 따라, 녹색 안료의 함량은 적색 안료 및 청색 안료의 함량에 비해 더 적은 것이 바람직할 수 있다. 또한, 녹색 안료는 생략되는 것도 가능하다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10a 내지 도 10b에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
먼저, 도 10a를 살펴보면 전면 기판(101)에는 격벽(112)과 중첩(Overlap)하는 블랙 매트릭스(Black matrix, 1000)가 더 배치될 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(1000)는 입사되는 광을 흡수함으로써, 격벽(112)이 광을 반사하는 것을 억제할 수 있다. 그러면, 패널 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성이 향상될 수 있다.
도 10a에서는 전면 기판(101)의 상부에 블랙 매트릭스(1000)가 배치되는 경우만을 도시하고 있지만, 도시하지는 않았지만 상부 유전체 층(미도시)의 상부에 블랙 매트릭스(1000)가 배치되는 것도 가능한 것이다.
또한, 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)의 사이에 블랙 층(120, 130)이 더 배치될 수 있다. 그러면, 블랙 층(120, 130)에 버스 전극(102b, 103b)에 의한 광 반사를 방지함으로서, 패널 반사율을 더욱 낮출 수 있다.
다음, 도 10b를 살펴보면 두 개의 서스테인 전극(103) 사이에서 두 개의 서스테인 전극(103)에 각각 접하는 공통 블랙 매트릭스(1010)이 배치될 수 있다. 이러한 공통 블랙 매트릭스(1010)는 블랙 층(120, 130)과 실질적으로 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에는, 블랙 층(120, 130)의 제조 시 공통 블랙 매트릭스(1010)를 함께 형성하는 것이 가능하여, 제조 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
다음, 도 10c를 살펴보면 격벽(112)의 상부에 탑 블랙 매트릭스(1020)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 격벽(112)의 상부에 직접 탑 블랙 매트릭스(1020)를 형 성하게 되면, 전면 기판(101)에 블랙 매트릭스를 형성하지 않아도 패널 반사율을 감소시킬 수 있다.
한편, 이상에서 상세히 설명한 바와 같이 형광체 층에 안료를 혼합하게 되면 패널 반사율을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 형광체 층이 적색 안료를 포함하고, 제 2 형광체 층이 청색 안료를 포함할 수 있다.
따라서 도 10a 내지 도 10c에서 설명한 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되는 것이 가능하다. 그 이유는, 형광체 층에 안료가 혼합되어 패널 반사율을 충분히 낮출 수 있기 때문에 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되더라도 패널 반사율이 급격하게 증가하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되면 제조 공정이 더욱 단순해질 수 있고, 제조 단가가 더욱 저감될 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 형광체 층에 안료를 혼합함으로써, 패널 반사율을 감소시키고, 콘트라스트 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 대항되게 배치되는 후면 기판;
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽; 및
    상기 방전 셀에 형성되는 형광체 층;
    을 포함하고,
    상기 형광체 층은 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층 및 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층을 포함하고,
    상기 제 1 형광체 층은 백색 계열의 제 1 형광체 재질과 적색 안료(Pigment)를 포함하고,
    상기 적색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하이고,
    상기 제 2 형광체 층은 백색 계열의 제 2 형광체 재질과 청색 안료를 포함하고,
    상기 청색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색 안료는 철(Fe) 재질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색 안료는 코발트(Co) 재질, 구리(Cu) 재질, 크롬(Cr) 재질 또는 니켈(Ni) 재질 중 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색 안료의 함유량은 0.1중량부이상 3중량부이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색 안료의 함유량은 0.5중량부이상 4중량부이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색 광의 색 좌료는 X축으로 0.620이상 0.650이하이고, Y축으로 0.340이상 0.370이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색 광의 색 좌료는 X축으로 0.135이상 0.165이하이고, Y축으로 0.040이상 0.070이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 녹색 광의 색 좌료는 X축으로 0.265이상 0.295이하이고, Y축으로 0.640이상 0.670이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 형광체 층은 백색 계열의 제 3 형광체 재질과 녹색 안료를 포함하고,
    상기 녹색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 3중량부이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 녹색 안료는 아연(Zn) 재질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 녹색 안료의 함유량은 상기 적색 안료의 함유량 및 상기 청색 안료의 함유량 보다 적은 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 대항되게 배치되는 후면 기판;
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽; 및
    상기 방전 셀에 형성되는 형광체 층;
    을 포함하고,
    상기 형광체 층은 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층 및 녹색(Green) 광을 발산하는 제 3 형광체 층을 포함하고,
    상기 제 1 형광체 층의 색은 상기 제 2 형광체 층의 색 및 상기 제 3 형광체 층의 색과 다르고, 상기 제 2 형광체 층의 색은 상기 제 3 형광체 층의 색과 다르고,
    파장이 550nm인 대역에서 패널 반사율이 30%이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 형광체 층의 색은 적색 계열의 색이고, 상기 제 2 형광체 층의 색은 청색 계열의 색이고, 제 3 형광체 층의 색은 백색 계열의 색인 플라즈마 디스플레이 패널.
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