KR20090046023A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090046023A
KR20090046023A KR1020070111924A KR20070111924A KR20090046023A KR 20090046023 A KR20090046023 A KR 20090046023A KR 1020070111924 A KR1020070111924 A KR 1020070111924A KR 20070111924 A KR20070111924 A KR 20070111924A KR 20090046023 A KR20090046023 A KR 20090046023A
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양종문
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 제 1 안료(Pigment)로서, 코발트(Co)재질을 포함하고, 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하일 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
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 형성된 형광체를 발광시켜 가시 광을 발생시킨다. 이러한 가시 광에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상이 표시된다.
본 발명의 일면은 반사율이 감소된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 제 1 안료(Pigment)로서, 코발트(Co)재질을 포함하고, 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하일 수 있다.
또한, 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상0.6중량부 이하일 수 있다.
또한, 상부 유전체 층은 제 1 안료로서 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함할 수 있다.
또한, 상부 유전체 층의 두께는 아래의 수학식 1에 따르를 수 있다.
수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
여기서, T는 상부 유전체 층의 두께로서 그 단위는 [㎛]이고, C는 코발트 재질의 함량으로서 그 단위는 [중량부]일 수 있다.
또한, 상부 유전체 층의 두께는 33㎛이상 39㎛이하일 수 있다.
또한, 방전 셀에는 형광체 층이 더 포함되고, 형광체 층은 형광체 재질과 제 2 안료 재질을 더 포함할 수 있다.
또한, 형광체 층은 적색 광을 방출하는 제 1 형광체 층, 청색 광을 방출하는 제 2 형광체 층 및 녹색 광을 방출하는 제 3 형광체 층을 포함하고, 제 1 형광체 층은 제 2 안료로서 철(Fe) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)로서, 코발트(Co)재질을 포함하고, 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 30%이하 포함할 수 있다.
또한, 방전 가스는 상기 크세논(Xe)을 12%이상 20%이하 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 반사율을 낮추어 콘트라스트(Contrast) 특성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패 널(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)을 포함할 수 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 배치된 전면 기판(101)의 상부에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 상부에 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 배치될 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 백 색(White : W) 또는 황색(Yellow : Y) 방전 셀이 더 구비되는 것도 가능하다.
격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 크세논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 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, 제 1, 2, 3 형광체 층 중 적어도 하나의 두께는 다른 형광체 층의 두께와 다를 수 있다. 예를 들면, 제 3 형광체 층 또는 제 2 형광체 층의 두께가 제 1 형광체 층의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
또한, 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.
또한, 도 1에 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 포함 하고, 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 격벽(112a) 중 제 1 격벽(112b)의 높이가 제 2 격벽(112a)의 높이보다 더 낮을 수 있다.
또한, 도 1에서는 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 1에서는 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.
또한, 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.
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 이러한 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 있 다.
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 신호가 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.
도 3은 상부 유전체 층의 성분을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 상부 유전체 층은 유리 재질과 제 1 안료(Pigment)를 포함하고, 제 1 안료에 의해 청색 계열의 색을 갖는다.
유리 재질은 특별히 제한되지 않으나, P2O6-B2O3-ZnO계 유리, ZnO-B2O3-RO(RO는 BaO, SrO, La2O3, Bi2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리, ZnO-BaO-RO(RO는 SrO, La2O3, Bi2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리, ZnO-Bi2O3-RO(RO는 SrO, La2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리 재질 중 어느 하나이거나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
제 1 안료는 상부 유전체 층에 포함되어, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖도록 하는 것을 제외하고는 특별히 제한되지 않으나, 분말 제조의 용이성, 색감, 제조 단가, 상부 유전체 층의 반사율 등을 고려할 때, 코발트(Co) 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상부 유전체 층의 제조 방법의 일례를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 유리 재료와 제 1 안료를 혼합한다. 예를 들면, P2O6-B2O3-ZnO계 유리 재질과 제 1 안료로서 코발트(Co) 재질을 혼합할 수 있다.
이후, 제 1 안료가 혼합된 유리 재질을 이용하여 유리를 제조한다. 여기서, 코발트(Co)에 의해 청색 계열의 색을 갖는 청색 유리가 제조될 수 있다.
이후, 제조한 청색 유리를 파쇄하여 청색 유리 분말을 제조한다. 여기서, 유리 분말의 입도는 대략 0.1㎛(마이크로미터)이상 10㎛(마이크로미터)이하인 것이 바람직할 수 있다.
이후, 청색 유리 분말을 바인더(Binder), 용매 등과 혼합하여 유전체 페이스트(Paste)를 제조할 수 있다. 이때, 유전체 페이스트에는 분산 안정제 등의 첨가제가 더 추가될 수 있다.
이후, 유전체 페이스트를 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)이 형성된 전면 기판에 도포하고, 도포한 유전체 페이스트를 건조 또는 소성하여 상부 유전체 층을 형성할 수 있다.
이러한 방법으로 형성된 상부 유전체 층은 청색 계열의 색을 가질 수 있다.
이상에서는 상부 유전체 층을 형성하는 방법의 일례만을 설명한 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상부 유전체 층은 라미네이팅(Laminating) 법을 통해 형성될 수도 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는 상부 유전체 층이 유리 재료와 제 1 안료로서 코발트(Co) 재질을 0.2중량부 포함하는 제 1 타입 패널(Type 1)과, 제 1 안료를 포함하지 않는 제 2 타입 패널(Type 2)을 제작하고, 각각의 패널에 동일한 구동 신호를 공급하는 상태에서 MCPD-1000장비를 이용하여 색좌표를 측정한 그래프가 도시되어 있다.
도 4를 살펴보면, 제 1 안료를 포함하지 않는 제 2 타입인 경우에 녹색(G)의 색좌표(P1)는 X축으로 대략 0.272이고, Y축으로 대략0.672이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P2)는 X축으로 대략 0.630이고, Y축으로 대략 0.357이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P3)는 X축으로 대략 0.190이고, Y축으로 대략 0.115이다.
제 1 타입 패널의 경우에는 녹색(G)의 색좌표(P10)가 X축으로 대략 0.270이고, Y축으로 대략 0.670이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P20)는 X축으로 대략0.600이고, Y축으로 대략 0.340이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P30)는 X축으로 대략 0.155이고, Y축으로 대략0.060이다.
여기서, 제 1 타입 패널의 P10, P20 및 P30을 연결하는 삼각형이 제 2 타입 패널의 P1, P2 및 P3을 연결하는 삼각형에 비해 색좌표 상에서 청색(B) 방향으로 이동한 것을 알 수 있다. 이는, 제 1 타입 패널의 색온도가 제 2 타입 패널의 색온도보다 더 높고, 따라서 시청자는 제 1 타입 패널의 영상이 제 2 타입 패널의 영상에 비해 더 선명하다고 느낄 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 함유되는 제 1 안료의 함량이 과도하게 많은 경우에는 상부 유전체 층의 투과율이 저하됨으로써 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 감소할 수 있고, 반면에 제 1 안료의 함량이 과도하게 적은 경우에는 색온도 개선 효과가 미미해질 수 있다.
따라서 제 1 안료를 유리 재질과 혼합할 때, 투과율 및 색좌표 특성을 고려하여 제 1 안료의 함량을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상부 유전체 층에 코발트(Co)가 제 1 안료로서 포함되어, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되면, 상부 유전체 층이 외부에서 입사되는 광을 흡수할 수 있게 되고, 이에 따라 패널 반사율을 감소시켜 콘트라스트(Contrast) 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 포함되는 코발트(Co)의 함량이 일정한 경우 상부 유전체 층의 두께가 증가하면 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성은 향상되지만, 투과율이 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 감소할 수 있다. 또한, 상부 유전체 층의 두께가 일정한 경우에는 코발트(Co) 재질의 함량이 증가하면 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성은 향상되지만, 투과율이 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 감소할 수 있다.
따라서 반사율을 낮추면서 투과율을 높이기 위해서는 상부 유전체 층의 두께를 제 1 안료로서 포함되는 코발트(Co)의 함량에 따라 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 코발트의 함량과 상부 유전체 층의 두께의 관계에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5에는 상부 유전체 층의 두께(T)와 코발트(Co) 재질의 함량(C)의 비율(T/C)의 변화에 따른 콘트라스트 특성과 구현되는 영상의 휘도의 데이터가 도시되어 있다.
상부 유전체 층의 두께는 T로서, 단위는 [㎛]이고, 코발트 재질의 함량은 C로서, 단위는 [중량부]이다.
A 타입은 상부 유전체 층의 두께를 39㎛와 33㎛로 설정하고, 코발트(Co) 재질의 함량을 변경하는 방법으로 T/C를 10부터 500까지 변경시키면서 콘트라스트와 휘도를 측정한다.
B 타입은 코발트(Co) 재질의 함량을 0.1중량부와 0.6중량부로 설정하고, 상 부 유전체 층의 두께를 변경하는 방법으로 T/C를 10부터 500까지 변경시키면서 콘트라스트와 휘도를 측정한다.
◎표시는 콘트라스트 특성이 충분히 높거나 구현되는 영상의 휘도가 충분히 높아서 매우 양호함을 나타내고, ○표시는 상대적으로 양호함을 나타내고, X표시는 콘트라스트 특성이 과도하게 낮거나 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 낮아서 매우 불량함을 나타낸다.
먼저, A 타입의 콘트라스트의 측면을 살펴보면, T/C가 10이상 330이하에서는 콘트라스트 특성이 매우 양호(◎)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 충분히 많고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 충분히 높기 때문이다.
이 경우에, 유전체 층의 두께(T)가 33㎛라고 가정하면, 코발트(Co) 재질의 함량은 대략 0.1중량부이상 3.3중량부이하로서 충분히 많다. 그러면, 반사율이 충분히 높아서 콘트라스트 특성이 향상될 수 있는 것이다.
또한, T/C가 390이상 480이하에서는 콘트라스트 특성이 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 반사율이 낮아서 콘트라스트 특성이 악화될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
반면에, T/C가 500이상인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 불량(X)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 과도하게 적고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 과도하게 낮기 때문이다.
이 경우에, 유전체 층의 두께(T)가 39㎛라고 가정하면, 코발트(Co) 재질의 함량은 대략 0.078중량부이하로서 과도하게 적다. 그러면, 반사율이 과도하게 낮아지게 되고, 이에 따라 콘트라스트 특성이 악화될 수 있는 것이다.
또한, A 타입의 구현되는 영상의 휘도 측면을 살펴보면 T/C가 10이상 30이하인 경우에는 휘도가 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 과도하게 많고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮기 때문이다.
반면에, T/C가 40이상 80이하인 경우에는 휘도는 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 투과율이 낮아서 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
또한, T/C가 110이상인 경우에는 휘도가 매우 양호(◎)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 충분히 적고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 충분히 높기 때문이다.
다음, B 타입의 콘트라스트의 측면을 살펴보면, T/C가 10인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 과도하게 얇고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 과도하게 낮기 때문이다.
이 경우에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부라고 가정하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 대략 1㎛로서 과도하게 얇다. 그러면, 반사율이 과도하게 낮아서 콘트라스트 특성이 악화될 수 있다.
반면에, T/C가 30이상 60이하인 경우에는 콘트라스트 특성은 상대적으로 양 호(○)하다. 이 경우에는 반사율이 낮아서 콘트라스트 특성이 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
또한, T/C가 80이상인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 양호(◎)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 충분히 두껍고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 충분히 높기 때문이다.
이 경우에, 코발트(Co)의 함량(C)을 0.6중량부라고 가정하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 48㎛이상 300㎛이하로서 충분히 두껍다. 그러면, 반사율이 충분히 높아서 콘트라스트 특성이 향상될 수 있다.
다음, B 타입의 구현되는 영상의 휘도 측면을 살펴보면, T/C가 10이상 260이하에서는 휘도가 매우 양호(◎)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 충분히 얇고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 충분히 높기 때문이다.
또한, T/C가 290이상 420이하에서는 휘도가 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 투과율이 낮아서 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
반면에, T/C가 480이상인 경우에는 휘도가 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 과도하게 두껍고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮기 때문이다.
이상에서 설명한 도 5의 데이터를 고려하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 아래의 수학식 1에 따르는 것이 바람직할 수 있다.
수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
더욱, 바람직하게는 상부 유전체 층의 두께(T)는 아래의 수학식 2에 따를 수 있다.
수학식 2 : 110 ≤ T/C ≤ 260
도 6a 내지 도 6b는 제 1 안료의 함량에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b에는 상부 유전체 층에 포함된 코발트 재질(Co)의 함량이 0중량부, 0.05중량부, 0.1중량부, 0.15중량부, 0.2중량부, 0.3중량부, 0.5중량부, 0.6중량부, 0.7중량부, 1.0중량부인 각각의 경우에서 암실 콘트라스트(C/R), 명실 콘트라스트, 반사광, 반사율, 색온도, 휘도 등을 측정한 데이터가 도시되어 있다. 이때, 상부 유전체 층의 두께(T)가 38㎛로서 모두 동일하다.
암실 콘트라스트는 주위가 어두운 암실에서 화면에 1% 윈도우(Window) 패턴의 영상을 표시한 상태에서 콘트라스트를 측정한 것이다.
명실 콘트라스트는 주위가 밝은 명실에서 화면에 25% 윈도우 패턴의 영상을 표시한 상태에서 콘트라스트를 측정한 것이다.
도 6a를 살펴보면, 코발트(Co) 재질의 함량이 0중량부인 경우, 즉 상부 유전 체 층에 제 1 안료가 포함되지 않는 경우에는 암실 콘트라스트는 9870:1이고, 명실 콘트라스트는 48:1이고, 반사광은 18.31[cd/m2]이고, 패널 반사율은 35%이고, 색온도는 7100K이다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부인 경우에는 암실 콘트라스트는 9900:1이고, 명실 콘트라스트는 49:1이고, 반사광은 17.8[cd/m2]이고, 패널 반사율은 34%이고, 색온도는 7200K이다.
이상에서와 같이, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부 이하인 경우에는 코발트 재질의 함량이 미미함으로써, 콘트라스트 특성이 저하되고, 반사광 및 반사율이 상대적으로 큰 값을 갖고, 색온도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
반면에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부인 경우에는 암실 콘트라스트는 10400:1이고, 명실 콘트라스트는 52:1이고, 반사광은 12.1[cd/m2]이고, 패널 반사율은 31%이고, 색온도는 7500K이다. 즉, 코발트(Co) 함량이 0.1중량부인 경우에는 0.05중량부이하인 경우에 비해 콘트라스트 특성이 개선되며, 반사광 및 반사율의 값이 감소하고, 색온도가 증가한다.
코발트(Co) 재질의 물성으로 인해 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되고, 이에 따라 외부로부터 입사되는 광을 상부 유전체 층이 흡수함으로써, 콘트라스트 특성이 향상되고, 반사광 및 반사율이 감소할 수 있는 것이다.
또한, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 됨으로써, 패널 내부에서 외부로 방출되는 가시광선이 상부 유전체 층을 통과하면서 청색 광이 더욱 강조될 수 있고, 이에 따라 색온도 특성이 향상되는 것이다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하인 경우에는 암실 콘트라스트는 11000:1 ~ 11670:1로서 더욱 개선되고, 명실 콘트라스트도 54:1 ~ 56:1로 더욱 개선되며, 반사광은 10.2[cd/m2] ~ 8.2[cd/m2]로 더 감소하고, 패널 반사율도 29% ~ 25.2%로서 더욱 감소하고, 색온도는 8050K ~ 8400K로서 더욱 증가한다. 즉, 코발트(Co) 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하인 경우에는 콘트라스트 특성, 반사광 및 반사율, 색온도 특성이 모두 개선된다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.5중량부이상인 경우에는 암실 콘트라스트는 12010:1이상이고, 명실 콘트라스트도 58:1이상이고, 반사광은 7.8[cd/m2]이하이고, 패널 반사율도 24%이하이고, 색온도는 8500K이상이다.
다음, 도 6b를 살펴보면 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 코발트(Co)가 포함되지 않는 경우에 구현되는 영상의 휘도는 대략 183[cd/m2]이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 182[cd/m2]이다. 이와 같이, 코발트(Co) 재질을 포함하는 경우에 영상의 휘도가 감소하는 이유는, 코발트(Co) 재질로 인해 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되고, 이로 인해 상부 유전체 층의 투과율이 저하되기 때문이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 180[cd/m2]이다. 또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하 인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략177[cd/m2]이상179[cd/m2]이하이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.4중량부이상 0.6중량부이하인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 168[cd/m2]이상 173[cd/m2]이하이다.
반면에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.7중량부이상인 경우에는 코발트(Co) 재질의 함량이 과도할 수 있고, 이에 따라 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮아져서 구현되는 영상의 휘도는 대략 154[cd/m2]이하로 급격하게 감소하게 된다.
이상의 도 6a 내지 도 6b의 내용을 고려할 때, 반사율 및 반사광 특성, 콘트라스트 특성, 색온도 특성을 향상시키면서도 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서는, 상부 유전체 층이 제 1 안료로서 코발트(Co) 재질을 0.01중량부이상 0.6중량부이하 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.15중량부이상 0.3중량부이하 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 상부 유전체 층의 두께에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b에는 상부 유전체 층의 두께(T)가 25㎛, 28㎛, 30㎛, 33㎛, 35㎛, 36㎛, 38㎛, 39㎛, 43㎛, 45㎛인 각각의 경우에서 측정된 반사율과 휘도에 대해 데이터가 도시되어 있다. 여기서, 상부 유전체 층에는 제 1 안료로서 코발트(Co)이 포함되고, 코발트(Co) 재질의 함량은 0.2중량부로서 모두 동일하다.
먼저, 도 7a를 살펴보면, 상부 유전체 층의 두께가 25㎛인 경우에는 상부 유전체 층의 두께가 과도하게 얇아서 외부에서 입사되는 광을 충분히 흡수하기 어렵 기 때문에 패널 반사율이 30.4%로서 상대적으로 높다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 28㎛이상 30㎛이하인 경우에도 패널 반사율이 28.2%이상 29.1%이하로서 상대적으로 높다.
반면에, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛인 경우에는 패널 반사율이 27.4%로 감소한다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 35㎛이상인 경우에는 상부 유전체 층의 두께가 충분히 두껍기 때문에 패널 반사율이 26.9%이하이다.
다음, 도 7b를 살펴보면 휘도의 측면에서는 상부 유전체 층의 두께가 25㎛인 경우에 구현되는 영상의 휘도는 대략 184[cd/m2]이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 28㎛이상 30㎛이하인 경우에는 영상의 휘도는 대략 179[cd/m2]이상 181[cd/m2]이하이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛인 경우에는 영상의 휘도는 대략 178[cd/m2]이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 35㎛이상 39㎛이하인 경우에는 영상의 휘도는 대략 172[cd/m2]이상 176[cd/m2]이하이다.
반면에, 상부 유전체 층의 두께가 43㎛이상인 경우에는 영상의 휘도는 대략 156[cd/m2]이하로 급격히 감소한다.
이상의 도 7a 내지 도 7b의 내용을 고려할 때, 반사율을 감소시키면서 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서는, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛이상 39㎛이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 35㎛이상 38㎛이하일 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 포함되는 제 1 안료는 코발트(Co) 재질 이외에, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함하는 것이 가능하다.
니켈(Ni) 재질은 상부 유전체에 제 1 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층이 암청색(Dark Blue)을 갖도록 할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 암청색이 더욱 강조될 수 있다. 이러한 니켈(Ni) 재질의 함량이 과도하게 많은 경우에는 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮아질 수 있다. 따라서 니켈(Ni) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.2중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
크롬(Cr) 재질은 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 적색(Red)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 적색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 크롬(Cr) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
구리(Cu) 재질은 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 녹색(Green)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 녹색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 구리(Cu) 재질의 함량은 0.03중량부 이상 0.09중량부 이하인 것이 바 람직할 수 있다.
세륨(Ce) 재질은 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 황색(Yellow)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 황색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 세륨(Ce) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
망간(Mn) 재질은 상부 유전체 층에 제 1 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 청색이 더욱 진해지도록 할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색온도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 망간(Mn) 재질의 함량은 0.2중량부 이상 0.6중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
도 8은 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량에 대해 설명하기 위한 도면이다.
휘도를 측정할 때는 모든 방전 셀을 턴-온(Turn-on)시키는 풀-화이트(Full-White, F/W)인 경우의 휘도와, 화면에 25% 윈도우(Window) 패턴의 영상을 표시하는 경우의 휘도를 각각 측정한다.
또한, 효율을 측정할 때는 풀-화이트인 경우의 효율과, 25% 윈도우 패턴에서의 효율을 각각 측정한다.
또한, 휘도의 단위는 [cd/m2]이고, 효율의 단위는 [lm/W]이고, 반사율의 단위는 [%]이고, 색온도의 단위는 [K]이다.
도 8에는 상부 유전체 층이 무연인 경우와 상부 유전체 층이 유연인 경우의 휘도, 효율, 반사율, 색온도에 대한 데이터가 도시되어 있다. 여기서, 격벽은 납(Pb)의 함유량이 1000ppm이하인 무연 격벽이다.
유연 상부 유전체 층은 상부 유전체 층을 PbO-B203-SiO2계 유리 재료를 사용하여 형성함으로써, 상부 유전체 층의 납(Pb) 성분이 1000ppm을 초과하는 경우이고, 무연 상부 유전체 층은 상부 유전체 층의 납(Pb) 성분이 1000ppm이하인 경우이다.
도 8을 살펴보면, 유연 상부 유전체인 경우에 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 192V의 구동 전압을 걸어주면, 이때 풀-화이트에서 발생하는 광의 휘도는 대략 141[cd/m2]이고, 효율은 1.02[lm/W]이며, 25% 윈도우 패턴에서 발생하는 광의 휘도는 대략 364[cd/m2]이고, 효율은 0.72[lm/W]이다. 또한, 반사율은 26.4%이고, 구현되는 영상의 색온도는 8270K이다.
반면에, 무연 상부 유전체인 경우에 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 192V의 구동 전압을 걸어주면, 이때 풀-화이트에서 발생하는 광의 휘도는 대략 144[cd/m2]이고, 효율은 1.03[lm/W]이며, 25% 윈도우 패턴에서 발생하는 광의 휘도는 대략 370[cd/m2]이고, 효율은 0.74[lm/W]이다. 또한, 반사율은 26.4%이고, 구현되는 영상의 색온도는 8270K이다.
이상에서 설명한 무연 상부 유전체 층인 경우와 유연 상부 유전체 층인 경우를 비교하면, 무연 상부 유전체 층인 경우에서 휘도 및 효율이 유연 상부 유전체 층에 비해 더 향상된 것을 알 수 있다. 이는 무연 상부 유전체 층의 납(Pb) 성분이 유연 상부 유전체 층에 비해 더 적어짐으로써, 무연 상부 유전체 층의 정전 용량(Capacitance)이 유연 상부 유전체 층의 정전 용량에 비해 더 작아지게 되고, 이에 따라 방전 전류가 감소하기 때문이다.
이와 같이, 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량을 1000ppm이하로 하게 되면, 상부 유전체 층이 코발트(Co) 재질이 제 1 안료로서 포함하더라도 상부 유전체 층의 투과율이 저하에 따른 휘도를 보상할 수 있다.
또한, 납(Pb) 성분은 인체에 축적될 경우에 인체에 심각한 악영향을 미칠 수 있는 독성 물질이다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 납(Pb) 성분이 1000ppm이하인 경우에는 인체에 대한 악영향을 줄일 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 바와 같이, 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량을 1000ppm이하로 하여 제 1 안료에 의한 휘도 저하를 방지하는 것도 가능하지만, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 함유량을 조절하여 상부 유전체 층에 포함되는 제 1 안료에 의한 휘도 저하를 방지하는 것도 가능하다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 9a 내지 도 9b는 크세논의 함유량과 휘도 및 방전 개시 전압의 관계에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9b에서는 방전 가스에 포함된 크세논(Xe)의 함량을 5%에서 35%까지 변경하면서 25% 윈도우 패턴 영상을 화면에 표시할 때의 휘도 및 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압(Firing Voltage)을 측정한다.
도 9a를 살펴보면, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 대략 5%인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 338[cd/m2]이고, 9%인 경우에는 대략 356[cd/m2]로서, 상대적으로 작다.
반면에, 크세논(Xe)의 함량이 10%인 경우에는 휘도가 대략 364[cd/m2]로 증가한다. 이와 같이, 크세논(Xe)의 함량이 증가함에 따라 휘도가 증가한 것은 크세논(Xe)은 방전 시 진공 자외선의 발생을 증가시킬 수 있는 특성을 갖고, 이에 따라 방전 셀 내에 채워진 방전 가스의 크세논(Xe) 함량이 증가하게 되면 방전 셀에서 발생하는 광의 양이 증가하기 때문이다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 11%인 경우에는 휘도가 대략 370[cd/m2]이고, 크세논(Xe)의 함량이 대략 12%이상 15%이하인 경우에는 휘도가 384[cd/m2]이상 399[cd/m2]이하의 높은 값을 갖는다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 16%이상 30%이하인 경우에는 휘도가 대략406[cd/m2]에서423[cd/m2] 사이 값을 갖는다.
한편, 크세논(Xe)의 함량이 35%이상인 경우에는 휘도 증가율이 둔화되어 425[cd/m2]를 갖는다.
이상에서와 같이, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 증가하면 구현되는 영상의 휘도가 증가하며, 크세논(Xe)의 함량이 35%이상으로 증가하는 경우에는 휘도 의 증가량이 미미함을 알 수 있다.
다음, 도 9b를 살펴보면, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 대략 5%인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 대략 134V이고, 9%인 경우에는 대략 135V로서, 상대적으로 작다.
반면에, 크세논(Xe)의 함량이 10%인 경우에는 방전 개시 전압은 대략 137V로 증가한다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 11%인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 139V이고, 크세논(Xe)의 함량이 대략 12%이상 15%이하인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 141V이상 143V이하이다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 16%이상 30%이하인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 144V이상 149V이하이고, 크세논(Xe)의 함량이 35%이상으로 급격하게 높아지는 경우에는 방전 개시 전압이 대략 153V이상으로 급격히 상승할 수 있다.
이상에서와 같이, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 증가하게 되면, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압이 상승함을 알 수 있다.
이상의 도 9a 내지 도 9b의 데이터를 고려할 때, 구현되는 영상의 휘도를 향상시키면서도 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위해서는 전면 기판과 후면 기판 사이에는 채워지는 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 30%이하 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 12%이상 20%이하 포함할 수 있다.
도 10은 형광체 층에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 살펴보면 형광체 층(114)은 형광체 재질의 입자(1000)와 함께 제 2 안료 재질의 입자(1010)를 포함할 수 있다. 제 2 안료 재질의 입자(1010)는 형광체 층(114)의 반사율을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 콘트라스트 특성이 향상될 수 있다.
예를 들어, 적색(Red) 광을 발산하는 제 1 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 1 형광체 재질과 제 2 안료로서 적색 안료(Pigment)를 포함할 수 있다.
이 경우, 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.
이와 같이 제 1 형광체 층이 적색 안료를 포함하게 되면, 적색 안료가 외부에서 입사되는 광을 흡수함으로써, 패널 반사율을 낮출 수 있고, 이에 구현되는 영상의 콘트라스트(Contrast) 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 콘트라스트 특성을 더욱 향상시키기 위해 청색(Blue) 광을 발산하는 제 2 형광체 층은 백색 계열의 색을 갖는 제 2 형광체 재질과 제 2 안료로서 청색 안료를 포함하는 것도 가능하다.
이 경우, 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 청색 안료는 제 2 형광체 층에서 금속산화물 상태일 수 있다. 예를 들어, 코발트(Co) 재질의 경우에는 제 2 형광체 층에서 CoAl2O4 상태로 존재할 수 있다.
또한, 녹색 광을 발산하는 제 3 형광체 층은 제 2 안료로서 녹색 안료를 포함하는 것도 가능하다.
이 경우, 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.
도 11a 내지 도 11b는 적색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 11a에는 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 측정한 데이터가 도시되어 있다.
여기서, 제 1 형광체 층은 제 1 형광체 재질과 적색 안료 재질을 포함하고, 제 1 형광체 재질은 (Y, Gd)BO:Eu이고, 적색 안료는 철(Fe) 재질을 사용하였다.
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 11a를 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 11b를 살펴보면 적색 안료의 함량과 휘도의 관계에 대한 데이터가 도시되어 있다.
도 11b에서는 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 휘도를 측정한다. 여기서는, 전면 기판과 후면 기판이 합착된 패널 상태에서 휘도를 측정하였다.
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 11b를 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.
이상에서와 같이, 적색 안료의 함량이 증가하면 반사율을 감소할 수 있지만, 영상의 휘도는 오히려 감소할 수 있다. 따라서, 적색 안료의 함량을 조절함으로써 반사율을 감소시키면서 휘도의 과도한 저하를 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제 1 형광체 층에서 적색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하, 바람직하게는 0.1중량부이상 3중량부이하로 할 수 있다.
도 12a 내지 도 12b는 청색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12a에서는 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 혼 합된 것을 사용하였다.
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 12a를 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 때문이다. 이와 같이, 반사율이 감소하게 되면 구현되는 영상의 콘트라스트(Contrast) 특성이 향상될 수 있고, 이에 따라 영상의 화질이 향상될 수 있다.
도 12b에는 청색 안료의 함량과 휘도의 관계에 대한 데이터가 도시되어 있다. 이하에서는 앞서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 12b에서는 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 측정하였다.
도 12b를 살펴보면 제 2 형광체 층에 청색 안료가 포함되지 않는 경우에 구현되는 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.
이상에서와 같이, 청색 안료의 함량이 증가하면 반사율을 감소할 수 있지만, 영상의 휘도는 오히려 감소할 수 있다. 따라서, 청색 안료의 함량을 조절함으로써 반사율을 감소시키면서 휘도의 과도한 저하를 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제 2 형광체 층에서 청색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 5중량부이하, 바람직하게는 0.5중량부이상 4중량부이하일 수 있다.
도 13a 내지 도 13b는 녹색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 13a에서는 앞선 도 11a 및 도 12b의 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 1.0중량 부 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 13b에는 녹색 안료의 함량과 휘도의 관계에 대한 데이터가 도시되어 있 다.
도 13b에서는 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 측정하였다.
여기서, 제 1 형광체 재질은 (Y, Gd)BO:Eu이고, 적색 안료는 철(Fe) 재질이고, 이러한 철(Fe) 재질은 αFe2O3의 상태로 제 1 형광체 재질과 혼합된 것을 사용하였다.
또한, 제 2 형광체 재질은 (Ba, Sr, Eu)MgAl10O17이고, 청색 안료는 코발트(Co) 재질이고, 이러한 코발트(Co) 재질은 CoAl2O4 상태로 제 2 형광체 재질과 혼합된 것을 사용하였다.
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 혼합된 것을 사용하였다.
다음, 도 13b를 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.
이상에서와 같이, 녹색 안료의 함량이 증가하면 반사율을 감소할 수 있지만, 영상의 휘도는 오히려 감소할 수 있다. 따라서, 녹색 안료의 함량을 조절함으로써 반사율을 감소시키면서 휘도의 과도한 저하를 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제 3 형광체 층에서 녹색 안료의 함유량은 0.01중량부이상 3중량부이하, 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.
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 14는 상부 유전체 층의 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면이다. 도 14에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 14를 살펴보면, 상부 유전체 층(104)은 주위보다 두께가 더 두꺼운 볼록부(Convex Portion, 700)와 두께가 주위보다 얇은 오목부(Concave Portion, 710)를 포함할 수 있다.
여기서, 오목부(710)는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 사이에 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상부 유전체 층(104)의 최대 두께, 즉 볼록부(700)에서의 상부 유전체 층(104)의 두께는 t2이고, 오목부(710)에서의 상부 유전체 층(104)의 두께는 t1이고, 오목부(710)의 깊이는 h이고, 오목부(710)의 폭은 W이다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)에 구동 신호가 공급되어 방전이 발생하는 경우에는, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 사이에 배치된 오목부(710)에 대부분의 벽 전하(Wall Charge)들이 쌓일 수 있기 때문에 방전의 경로가 상부 유전체 층(104)이 평탄(Flat)한 구조를 갖는 경우에 비해 상대적으로 짧아질 수 있다. 이에 따라, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이의 방전 개시 전압이 낮아져서 구동 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상부 유전체 층(104)이 안료로서 코발트(Co) 재질을 포함하는 경우에는, 상부 유전체 층(104)이 청색 계열의 색을 갖게 된다. 따라서 상부 유전체 층(104)이 코발트(Co) 재질을 포함하지 않고 투명한 색을 갖는 경우에 비해 투과율이 저하되어 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있다.
반면에, 도 14의 경우와 같이 상부 유전체 층(104)이 볼록부(700)와 오목부(710)를 포함하게 되면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 간의 방전 개시 전압이 낮아질 수 있고, 이에 따라 코발트(Co) 재질에 의한 휘도 저하를 보상할 수 있다.
도 15는 상부 유전체 층의 또 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 15를 살펴보면, 상부 유전체 층(104)은 2층(2-Layer) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상부 유전체 층(104)은 차례로 적층된 제 1 상부 유전체 층(900)과 제 2 상부 유전체 층(910)을 포함할 수 있다.
이러한 제 1 상부 유전체 층(900) 또는 제 2 상부 유전체 층(910) 중 적어도 하나에 안료가 포함될 수 있다.
한편, 상부 유전체 층(104)에 금속 재질의 안료가 포함되면, 상부 유전체 층의 유전율이 저하될 수 있다.
또한, 제 1 상부 유전체 층(900)은 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 매립하고, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 절연시키기 때문에 유전율이 상대적으로 높을수록 유리할 수 있다. 따라서 제 1 상부 유전체 층(900)에는 안료가 포함되지 않고, 제 1 상부 유전체 층(900)의 상부에 배치되는 제 2 상부 유전체(910)에 안료가 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 17a 내지 도 17c에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
먼저, 도 16a를 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 16a에서는 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 16b를 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 16c를 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 상부 유전체 층(104)이 안료를 포함하면 패널 반사율을 감소시킬 수 있다.
따라서 도 16a 내지 도 16c에서 설명한 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되는 것이 가능하다. 그 이유는, 상부 유전체 층(104)에 코발트(Co) 재질 등의 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 범 위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 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 상부 유전체 층의 성분을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 코발트의 함량과 상부 유전체 층의 두께의 관계에 대해 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 안료의 함량에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 7b는 상부 유전체 층의 두께에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8b는 납(Pb) 함유량에 대해 설명하기 위한 도면.
도 9a 내지 도 9b는 크세논의 함유량과 휘도 및 방전 개시 전압의 관계에 대해 설명하기 위한 도면.
도 10은 형광체 층에 대해 설명하기 위한 도면.
도 11a 내지 도 11b는 적색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12b는 청색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 내지 도 13b는 녹색 안료에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 상부 유전체 층의 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면.
도 15는 상부 유전체 층의 또 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면.

Claims (9)

  1. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층은 유리 재질과 제 1 안료(Pigment)로서, 코발트(Co)재질을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상0.6중량부 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층은 제 1 안료로서 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패 널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 아래의 수학식 1에 따르는 플라즈마 디스플레이 패널.
    수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
    (T : 상부 유전체 층의 두께[㎛], C : 코발트 재질의 함량[중량부])
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 33㎛이상 39㎛이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 셀에는 형광체 층이 더 포함되고,
    상기 형광체 층은 형광체 재질과 제 2 안료 재질을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 형광체 층은 적색 광을 방출하는 제 1 형광체 층, 청색 광을 방출하는 제 2 형광체 층 및 녹색 광을 방출하는 제 3 형광체 층을 포함하고,
    상기 제 1 형광체 층은 제 2 안료로서 철(Fe) 재질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)로서, 코발트(Co)재질을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고,
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 상기 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 30%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 상기 크세논(Xe)을 12%이상 20%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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