KR20090096150A - 동일한 제타 전위를 갖는 형광체층들이 배치된 플라즈마디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090096150A
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최익규
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박규찬
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송유미
김민주
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Abstract

본 발명은 동일한 극성의 제타 전위를 갖는 형광체층들을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 형광체층들은 양의 제타 전위를 가짐으로써 형광체층들에 따른 방전 특성 및 수명 특성을 균일하게 유지할 수 있으며, 나아가 어드레스 방전을 용이하게 야기하고 유지 방전 동안 양전하에 의한 형광체층 손상을 감소시킬 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 형광체층, 제타 전위

Description

동일한 제타 전위를 갖는 형광체층들이 배치된 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel positioned of phosphors layers having the same zeta potential each other}
본 발명은 복수의 방전셀들 각각에 형광체층이 배치된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 자발광형 디스플레이 장치로서, 소정의 에너지 자극에 의해 발광하는 형광체층을 필수적으로 구비한다. 특히, 디스플레이 장치의 풀칼라 구현을 위해, 플라즈마 디스플레이 패널은 다른 컬러를 발광하는 복수의 형광체층들을 복수의 방전셀들 각각에 포함한다.
그러나 종래 플라즈마 디스플레이 패널에 배치된 형광체층은 서로 다른 방전 특성을 가짐으로써 서로 다른 정도의 에너지 자극에 의해 발광하게 된다. 따라서 형광체들 간의 방전 전압이 상이하고, 수명도 서로 달라 플라즈마 디스플레이 패널의 신뢰성을 저하하는 문제가 본 출원인에 의해 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은 복수의 형광체층들에 따른 방전 전압 및 수명 특성을 균일하게 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하고자 한다.
본 발명은 서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 방전 공간을 구획하여 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽과, 상기 방전셀에서 상호 교호하게 전압이 인가되어 유지방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들과, 상기 방전셀에서 상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 어드레스 전극들과, 상기 방전셀들 각각에 배치되는 형광체층, 및 상기 방전셀들에 채워진 방전가스를 포함하고, 상기 방전셀들 각각에 배치된 형광체층은 동일한 제타 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체층은 양 전위의 제타 전위를 가질 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체층은 상기 어드레스 전극 상에 배치될 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 어드레스 전극에 양의 전압을 인가하고, 상기 주사 전극에 음의 전압을 인가하여 상기 어드레스 방전을 수행할 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체층은 상기 유지방전에 노출된다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 방전셀들 중 제1 방전셀에는 녹색 광을 나타내는 녹색 형광체층이 배치되고, 상기 방전셀들 중 제2 방전셀에는 청색 광을 나타내는 청색 형광체층이 배치되며, 상기 방전셀들 중 제3 방전셀에는 적색 광을 나타내는 적색 형광체층이 배치될 수 있으며, 상기 녹색 형광체층, 청색 형광체층 및 적색 형광체층은 동일한 극성의 제타 전위를 가질 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체들은 주형광체 재료에 금속 산화물의 종류 또는 함량을 조절하여 동일한 극성의 제타 전위, 바람직하게는 양 전위의 제타 전위를 갖도록 할 수 있다.
본 발명은 복수의 방전셀들 각각에 형광체층을 배치하되, 복수의 방전셀에 배치된 형광체층들이 동일한 제타 전위를 갖도록 함으로써, 형광체층들에 따른 방전 특정 및 수명 특성을 균일하게 할 수 있다. 즉, 상기 방전셀들에 어드레스 방전 또는 유지방전을 야기할 때, 형광체층들이 제타 전위의 극성 차이로 인한 방전 특성이 불균일해짐을 방지할 수 있으며, 나아가 방전 상태가 상이함으로써 형광체층들 마다 수명이 상이해 지는 현상을 방지할 수 있다.
바람직하게 상기 형광체층들이 양의 제타 전위를 가짐으로써, 어드레스 방전을 용이하게 야기할 수 있다. 상기 형광체층들의 하부에 배치된 어드레스 전극에 양의 전압을 인가하고 상기 어드레스 전극에 대항하는 주사전극에 음의 전압을 인가하여 어드레스 방전을 야기하기 때문이다. 또한, 주사전극과 유지전극에 교호하 게 전압을 인가하여 유지방전을 일으키는 동안, 상기 형광체층들이 양의 제타 전위를 가짐으로써 양전하에 의한 손상을 감소시킬 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 형광체층들이 약 20 mV 이상 약 60mV 이하의 제타 전위 값을 가짐으로써, 상기 형광체층들이 서로 실질적으로 동일한 양의 제타 전위 값을 가짐으로써 방전 특성 및 수명 특성을 균일하게 할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다. 본 실시 예에서는 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 예시하나, 이에 한정되는 것은 아니며 방전 공간을 구획하여 복수의 형광체층들이 배치되는 구조의 플라즈마 디스플레이 패널이라면 모두 본 발명에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명은 복수의 형광체층들이 각각 구분되어 배치되는 구조라면 모두 적용될 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은 전방패널(210)과 후방패널(220)을 구비한다.
전방패널(210)은 제1 기판(211), 제1 기판(211) 상에 서로 나란하게 배치된 주사전극(212)과 유지전극(213)의 쌍(214)들, 상기 쌍(214)을 덮고 있는 제1 유전체층(215) 및 보호막(216)을 포함한다.
후방패널(220)은 상기 제1 기판(211)에 대항하여 배치되는 제2 기판(221), 상기 제2 기판(221) 상에 상기 주사전극과 유지전극의 쌍(214)들을 가로질러 배치된 복수의 어드레스 전극(222)들, 상기 어드레스 전극(222)들을 덮는 제2 유전체 층(223) 및 상기 제2 유전체층(223) 상에 매트릭스 형태로 배치된 격벽(224)을 구비한다.
상기 전방패널(210)과 후방패널(220)이 결합하면, 격벽(224)의 하부는 제2 유전체층(223)과 접하고 상부는 제1 유전체층(215)과 접한다. 따라서 격벽(224)은 제1 기판(211)과 제2 기판(221) 사이의 방전 공간을 구획하여 복수의 방전셀(226)들을 형성하도록 한다. 본 실시 예에서 격벽(224)은 매트릭스 형태로 배치되므로, 상기 방전셀(226)은 직사각형의 모양을 갖는다.
방전셀 구조, 전극 구조 등의 플라즈마 디스플레이 패널의 내부 구조는 상기 설명된 바에 한정되지 않으며 다양하게 형성될 수 있다. 본 발명은 복수의 형광체층들이 서로 구분되어 배치될 수 있는 구조이면 적용될 수 있다.
상기 방전셀(226) 내부에 형광체층(225)이 배치된다. 본 실시 예에서는 3종의 형광체층들이 배치되는데, 구체적으로 적색 형광체층(225a), 녹색 형광체층(225b) 및 청색 형광체층(225c)이 배치된다.
본 실시 예에서 적색 형광체층(225a)은 (Y,Gd)BO3:Eu, 또는 Y(V,P)O4:Eu를, 청색 형광체층(225c)은 BaMgAl10O17:Eu, 또는 CaMgSi2O6:Eu를 포함한다. 상기와 같은 형광재료를 포함하는 적색 형광체층(225a)과 청색 형광체층(225c)은 그 표면에 대전되는 제타 전위가 약 +40mV이다. 즉, 양의 제타 전위를 갖는다.
그러나, 본 실시 예에서 사용하고자 하는 녹색 형광체층(225b)의 형광재료인 Zn2SiO4:Mn는 음의 제타 전위를 갖는다. 따라서 본 실시 예에 따른 녹색 형광체 층(225b)은 형광재료인 Zn2SiO4:Mn에 MgO, SrO, CaCO3, BaCO3, La2O3, 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 금속 산화물을 혼합 또는 코팅한 녹색 형광체를 사용한다. 이때, 양의 제타 전위를 갖기 위해서, 금속 산화물 중에서 ZnO는 포함하지 않는다. Zn2SiO4:Mn에 ZnO를 혼합한 녹색 형광체는 음의 제타 전위를 가지기 때문이다. 따라서 Zn2SiO4:Mn에 상기 금속 산화물이 혼합 또는 코팅된 녹색 형광체는 상기 적색 형광체 및 청색 형광체와 동일한 극성, 더욱 구체적으로 양의 제타 전위를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 금속 산화물의 함량을 조절하여 적색 형광체, 청색 형광체 및 녹색 형광체가 실질적으로 동일한 제타 전위를 갖도록 할 수 있다. 여기서 실질적으로 동일한 제타 전위라 함은 상기 적색 형광체 및 청색 형광체가 갖는 제타 전위 약 40mV와 실질적으로 동일한 작용 효과를 나타내는 약 20mV 이상 60mV 이하 제타 전위 범위에 해당하는 값들을 의미할 수 있다. 그러나, 본 실시 예에서 언급한 제타 전위 값들은 형광재료 및 첨가물에 따라 변경 가능 한 것이며, 즉, 본 발명에 따른 형광체층이 제타 전위가 40mV 또는 이와 실질적으로 동일한 작용 효과를 나타내는 제타 전위 범위인 20 mV 이상 60 mV 이하의 구체적인 수치를 갖도록 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 복수의 형광체층들이 구분되어 배치되고, 이들 형광체층들이 동일한 극성, 바람직하게는 양 전위의 제타 전위를 갖도록 설계되면 되는 것이다.
상기 녹색 형광체층(225b)을 구성하는 녹색 형광체의 제조 방법을 구체적으로 살펴본다.
MgO, SrO, CaCO3, BaCO3, La2O3, 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 금속 산화물의 원료, 즉 금속염을 용매에 용해한 다음, Zn2SiO4:Mn를 혼합한다. 상기 금속 산화물이 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부로 함유하도록 혼합한다. 상기 용매로는 순수 또는 알콜계, 에테르계, 에스테르계 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올 등을 사용할 수 있다.
상기 금속 산화물을 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 0.1 미만으로 혼합하거나 또는 5 중량부 초과하여 혼합하면, 약 40mV 제타 전위를 갖는 적색 형광체층(225a) 및 청색 형광체층(225c)과 제타 전위 값이 현저하게 달라져, 상기 형광체층들이 각각 배치된 방전셀의 방전 특성이 서로 균일하게 유지될 수 없으며 수명도 상이할 수 있다.
이후, 상기 혼합물을 여과하고, 용매를 분리 및 건조하여 250℃ 내지 700℃에서 소성한다. 소성 시간은 1 내지 10 시간이며, 소성 온도에 따라 변경될 수 있다. 상기 소성 온도가 250℃ 미만이면 금속염이 완전히 분해되지 않아 휘도를 저하하거나 금속염이 완전히 산화되지 않아 금속 산화물을 형성하지 못한다. 또한, 소성 온도가 700℃를 초과하면 형광재료와 금속 산화물이 반응하여 대전 특성이 변경되지 않을 수 있다.
그리고 소성 결과물을 500℃ 내지 900℃에서 열처리함으로써 Zn2SiO4:Mn에 금속 산화물을 혼합한 녹색 형광체를 얻을 수 있다. 이러한 열처리는 상기 소성에 형광체가 산화되어 휘도가 저하되는 것을 회복하기 위함이다. 따라서 열처리는 환원 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 열처리는 불활성 가스 분위기하에서 행할 수 있으며, 예를 들어 H2 가스, N2 가스 또는 이들의 혼합 가스에서 실시할 수 있다. 또한, 열처리 온도는 500℃ 내지 900℃에서 행하는 것이 바람직한데, 500℃ 미만에서 행하면 형광체 내의 Mn의 환원이 제대로 이루어지지 않아 휘도 회복이 용이하지 않으며 900℃ 초과하여 행하면 주 형광체와 상기 금속 산화물이 반응하여 대전 특성이 변경되지 않을 수 있다.
이와 같이 얻어진 녹색 형광체는 파우더 상태로, 평균 입경이 10㎚ 내지 10㎛이다. 또한, Zn2SiO4:Mn에 금속 산화물이 혼합된 녹색 형광체는 양의 제타 전위를 갖는다. 이와 같이 제조된 녹색 형광체를 방전셀에 도포하여 형성한 녹색 형광체층(225b)은 적색 형광체층(225a) 및 청색 형광체층(225c)과 동일한 극성의 제타 전위, 즉 양의 제타 전위를 가지므로, 상기 형광체층에 따른 방전 특성을 균일하게 유지할 수 있으며, 불균일한 방전 특성으로 인한 형광체층의 손상의 차이도 방지하여 수명도 균일하게 할 수 있다.
상기 형광체층(225)은 다음과 같은 방법에 의해 각 방전셀(226)에 배치될 수 있다. 형광체 페이스트를 제조한 후, 상기 형광체 페이스트를 방전셀(226) 내에 도포한 후, 건조 및 소결하여 형성할 수 있다. 상기 형광체 페이스트는 상기 형광재료에 바인더 수지와 용매를 혼합 및 교반하여 제조할 수 있다.
예를 들어, 적색 형광체층(225a)은 (Y,Gd)BO3:Eu, 또는 Y(V,P)O4:Eu를 형광재료로 사용하고, 이에 바인더 수지와 용매를 혼합 및 교반하여 페이스트를 제조한다. 그리고 상기 페이스트를 방전셀(226)에 도포하고, 120 ℃ 내지 140 ℃ 정도에서 건조 및 약 200℃ 내지 600℃에서 1 내지 4 시간 동안 소결하여 상기 적색 형광체층(225a)를 형성할 수 있다. 청색 형광체층(225c)도 BaMgAl10O17:Eu, 또는 CaMgSi2O6:Eu를 형광채료를 사용하여 페이스트를 제조한 후, 상기 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다. 그러나, 녹색 형광체층(225b)은 형광재료인 Zn2SiO4:Mn에 MgO, SrO, CaCO3, BaCO3, La2O3, 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 금속 산화물을 혼합 또는 코팅한 녹색 형광체를 이용한다. 녹색 형광체의 제조 방법은 상기 설명된 바와 같이. 그리고 상기 녹색 형광체에 바인더 수지와 용매를 혼합하여 페이스트를 제조한 후, 상기 페이스트를 이용하여 제조할 수 있다. 따라서, 상기 적색 형광체층(225a), 녹색 형광체층(225b) 및 청색 형광체층(225c)는 동일한 극성, 즉 양의 제타 전위를 가질 수 있다.
상기 바인더 수지로는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 셀룰로오스계 수지로서는, 예를 들면, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 히드록시 메틸 셀룰로오스, 히드록시 에틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 히드록시 에틸 프로필 셀룰로오스, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 아크릴계 수지로서는, 예를 들면, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 이소프로필 메타크릴레이트, 폴리 이소부틸 메타크릴레이트, 또는 메틸 메타 아크릴레이트, 에틸 메타 아크릴레이트, 프로필 메타 아크릴레이트, 부틸 메타 아크릴레이트, 헥실 메타 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타 아크릴레이트, 벤질 메타 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 메타 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타 아크릴레이트, 히드록시 부틸 메타 아크릴레이트, 페녹시 2-히드록시 프로필 메타 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트, 페녹시 2-히드록시 프로필 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 등과 같은 아크릴계 모노머의 공중합체, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 조성물은 소량의 무기 바인더를 포함할 수도 있다. 바람직하게, 상기 바인더 수지의 함량은 형광체 페이스트 100 중량부에 대하여 2 내지 8 중량부로 할 수 있다.
상기 용매로서는 알콜계, 에테르계, 에스테르계 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve; BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate; BCA), 테르피네올(terpineol) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 상기 용매의 함량이 너무 높거나 너무 낮으면 상기 조성물의 유동특성이 적절치 못하여 녹색 형광체층을 형성하는 공정이 용이하지 않게 될 수 있다. 이러한 점을 고려하여 상기 용매의 함량은 형광체 페이스트 100 중량부에 대하여 25 내지 75 중량부로 할 수 있다.
상기 페이스트는 유동특성, 공정특성 등을 향상시키기 위하여 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면, 벤조페논 등과 같은 광증감제, 분산제, 실리콘계의 소포제, 평활제, 가소제, 산화방지제 등과 같은 다양한 첨가제가 단독, 또는 조합으로 사용될 수 있으며, 이들 첨가제는 모두 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상업적으로 입수할 수 있다.
상기 도포 방법, 건조 또는/소결 시간 및 온도 등의 공정 조건 및 바인더 수지. 용매, 첨가제 들은 다양하게 변경할 수 있는 것으로, 상기 방법에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 발광셀(226)의 내부에는 방전가스가 충전된다. 이 방전가스는 예를 들어 Xe이 5% 내지 10% 포함된 Ne-Xe 혼합가스인데, 필요에 따라서 Ne의 적어도 일부가 He으로 대체될 수도 있다.
이하에서는 상기 녹색 형광체층(225b)을 구성하는 녹색 형광체의 제조 예 및 제조된 녹색 형광체의 제타 전위를 평가한 실험 예를 설명한다.
본 제조 예에서는 적색 형광체층(225a)와 청색 형광체층(225c)는 약 40mV 제타 전위를 갖는 형광체를 포함할 때, Zn2SiO4:Mn를 형광 재료로 사용하여 양의 제타 전위 및/ 약 40mV의 제타 전위와 실질적으로 동일한 범위의 제타 전위를 갖는 녹색 형광체를 제조한 것이다. 이때, (Y,Gd)BO3:Eu, 또는 Y(V,P)O4:Eu, BaMgAl10O17:Eu, 또는 CaMgSi2O6:Eu 은 약 40mV의 제타 전위를 가짐으로써, (Y,Gd)BO3:Eu, 또는 Y(V,P)O4:Eu의 적색 형광체를 포함하는 적색 형광체층(225a)과 BaMgAl10O17:Eu, 또는 CaMgSi2O6:Eu의 청색 형광체를 포함하는 청색 형광체층(225c)은 약 40mV 제타 전위를 갖는다.
또한, 본 실험 예에서는 상기와 같이 제조한 녹색 형광체의 제타 전위를 직접 측정하여 보고 그 결과를 확인 입증한 것이다. 따라서, 이하에서 설명하는 제조 예에 따른 녹색 형광체를 사용하여 녹색 형광체층(225b)을 형성함으로써, 적색 형광체층(225a) 및 청색 형광체층(225c)과 동일한 극성, 즉 양의 제타 전위를 가질 수 있다.
<녹색 형광체의 제조 예 1>
우선, 용매에 마그네슘염을 혼합하였다. 이때, 마그네슘염은 MgO가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 2 중량부 포함되도록 용매에 가하여 교반하였다. 용매는 2-에톡시에탄올을 사용하였다. 상기 혼합물을 여과하고, 2-에톡시에탄올을 분리 및 건조하여 525℃에서 1시간 동안 소성하였다. 소성 결과물을 5% H2 및 95% N2 환원 분위기하에서 600℃ 온도에서 1시간 동안 열처리하였다. 따라서 Zn2SiO4:Mn에 MgO가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<녹색 형광체의 제조 예 2>
마그네슘염 대신 스트론튬염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn에 SrO가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻을 수 있었다.
<녹색 형광체의 제조 예 3>
마그네슘염 대신 탄산칼슘염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn에 CaCO3가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻을 수 있었다.
<녹색 형광체의 제조 예 4>
마그네슘염 대신 탄산바륨염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn에 BaCO3가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻을 수 있었다.
<녹색 형광체의 제조 예 5>
마그네슘염 대신 란탄염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn에 La2O3가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻을 수 있었다.
<녹색 형광체의 제조 예 6>
란탄염의 함량을 La2O3가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 100 중량부에 La2O3 0.5 중량부 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<녹색 형광체의 제조 예 7>
란탄염의 함량을 La2O3가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 1.0 중량부 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 100 중량부에 La2O3 1.0 중량부 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<녹색 형광체의 제조 예 8>
란탄염의 함량을 La2O3가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 1.5 중량부 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 100 중량부에 La2O3 1.5 중량부 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<녹색 형광체의 제조 예 9>
란탄염의 함량을 La2O3가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 2.5 중량부 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 100 중량부에 La2O3 2.5 중량부 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<녹색 형광체의 제조 예 10>
란탄염의 함량을 La2O3가 Zn2SiO4:Mn 100 중량부를 기준으로 3.0 중량부 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 녹색 형광체를 제조하였 다. 따라서, Zn2SiO4:Mn 100 중량부에 La2O3 3.0 중량부 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 얻었다.
<대조군>
대조군으로 금속 산화물을 포함하지 않고, 주 형광체인 Zn2SiO4:Mn 만을 포함하는 녹색 형광체를 사용하였다.
<비교군>
마그네슘염 대신 아연염을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 녹색 형광체를 제조하였다. 따라서, Zn2SiO4:Mn에 ZnO가 혼합 코팅된 파우더 상태의 녹색 형광체를 제조하였다.
<실험 예 1>
상기 대조군, 비교군 및 상기 실시예 1 내지 5의 녹색 형광체들의 제타 전위를 측정하였다. 상기 형광체들을 순수에 혼합하고, 초음파를 2분간 가하여 분산시켰다. 그리고 제타 전위 측정 장치를 이용하여 5회 측정 후 평균값을 산출하였다.
그 결과 하기 표 1과 같이, Zn2SiO4:Mn에 MgO, SrO, CaCO3, BaCO3, La2O3 각각을 혼합한 녹색 형광체들은 양의 제타 전위를 가짐을 알 수 있다. 주 형광체인 Zn2SiO4:Mn만을 함유한 녹색 형광체는 -29.85mV로 음의 제타 전위를 가지며, 또한 주 형광체에 다른 금속 산화물인 ZnO를 혼합한 녹색 형광체도 -10.26mV의 음의 제타 전위를 갖는다.
따라서, 적색 형광체로 (Y,Gd)BO3:Eu, 또는 Y(V,P)O4:Eu를, 청색 형광체로 BaMgAl10O17:Eu, 또는 CaMgSi2O6:Eu를 사용하는 경우, Zn2SiO4:Mn에 La2O3를 혼합한 녹색 형광체를 사용하면 상기 3종의 형광체들은 동일한 극성의 제타 전위뿐 아니라 서로 가장 근사한 제타 전위를 가질 수 있다. 따라서 상기 3종의 형광체들이 균일한 방전 특성 및 수명을 가질 수 있다.
[표 1]
제타 전위(mV)
대조군 -29.85
비교군 -10.26
실시예 1 31.76
실시예 2 22.54
실시예 3 12.35
실시예 4 24.51
실시예5 46.04
<실험 예 2>
본 평가에서는 금속 산화물의 함량에 따른 제타 전위를 평가하였다. 상기 제조예 5 내지 10의 녹색 형광체의 제타 전위를 측정하였다. 제타 전위 측정 방법은 상기 평가 1과 동일한 방법으로 행하였다.
하기 표 2를 살펴보면, Zn2SiO4:Mn 에 La2O3를 1.5 내지 2.0 중량부로 함유하는 녹색 형광체, 즉 제조예 8과 제조예 5의 녹색 형광체가 약 40mV 제타 전위를 갖는 적색 형광체 및 청색 형광체와 가장 근사한 값은 갖는다. 따라서 금속 산화물의 함량을 조절하여 상기 3종의 형광체들이 실질적으로 동일한 제타 전위를 갖도록 설계할 수 있다.
[표 2]
제타 전위(mV)
실시예 6 12.07
실시예 7 21.03
실시예 8 37.28
실시예 5 46.04
실시예 9 52.31
실시예 10 57.07
이하에서는 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에서 동일한 제타 전위를 갖는 형광체층으로 인해 방전 특성 및 수명 특성이 균일해질 수 있음을 설명한다.
도 2는 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이고, 도 3과 4 각각은 도 2에 도시된 타이밍도에서 (a) 구간 및 (b) 구간에서의 방전을 설명하기 위한 단면도이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 프레임 단위로 영상을 구현하며, 상기 프레임은 복수의 서브 필드들로 분할되어 구동된다. 또한, 상기 서브 필드는 방전셀의 상태를 초기화시키는 리셋 기간(PR), 표시하고자 하는 방전셀에 선택적으로 어드레스 방전을 야기하는 어드레스 기간(PA), 선택된 방전셀에 유지방전을 야기하는 유지기간(PS)으로 이루어질 수 있다. 필요에 따라서는 리셋 기간이 생략될 수도 있다.
보다 구체적으로 살펴 보면, 우선 리셋 기간(PR) 동안에는 유지전극과 어드레스 전극에 인가하는 전압은 일정하게 유지하고, 주사전극에 리셋 펄스를 인가하여 벽전하의 양을 조절한다.
그리고 어드레스 기간(PA) 동안 주사전극에 순차적으로 주사 펄스를 인가하고, 표시하고자 하는 방전셀의 어드레스 전극에 어드레스 펄스를 인가하여, 그 전압차와 리셋 펄스에 의해 형성된 벽전하에 의한 전압차가 합해져서 어드레스 방전 을 야기한다. 이때, 상기 주사 펄스는 스캔 하이 전압(Vsch)을 유지하면서 상기 어드레스 펄스에 대항하여 스캔 로우 전압(Vscl)을 인가하는 파형을 가지며, 상기 어드레스 펄스는 상기 주사 펄스에 대항하여 데이터 전압(Va)를 인가하는 파형을 갖는다.
도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도로서, 전면패널(210)은 X 방향으로의 단면도이고, 후면패널(220)은 Y 방향으로의 단면도인 도 3을 함께 참조하여 어드레스 방전을 설명한다. 도 3에 도시된 단면도의 도면 부호는 도 1의 그것과 동일한 구성요소를 나타내는 것이므로, 도 3에 대한 구성 요소의 설명은 생략한다. 도 3에 따르면 리셋 동작에 의해 주사전극(212)과 유지전극(213) 상에 음의 벽전하(300) 및 , 양의 벽전하(305)가 각각 형성된 상태에서, 어드레스 전극에 데이터 전압을 인가하고 주사전극에 스캔 로우 전압을 인가함으로써 주사전극과 어드레스 전극에 어드레스 방전(310)을 야기한다. 이때, 어드레스 전극(222)에 데이터 전압을 인가하는데, 적색 형광체층(225a), 녹색 형광체층(225b) 및 청색 형광체층(225c)이 동일한 극성의 제타 전위를 가짐으로써, 상기 형광체층(225)들이 배치된 방전셀들의 방전 특성을 균일하게 할 수 있다. 또한, 상기 형광체층(225)들에 따른 방전 불균일로 인한 수명 차이를 방지할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터 전압은 + 값을 가지므로, 상기 어드레스 전극(222) 상에 배치된 형광체층(225)들이 양의 제타 전위를 갖도록 함으로써, 상기 어드레스 방전을 용이하게 야기할 수도 있다.
다시 도 2를 참조하면, 유지기간(PS)동안 모든 방전셀의 주사전극 및 유지전 극에 서로 교호하게 유지펄스를 인가하면, 어드레스 방전이 일어난 방전셀에 대해 유지 방전이 일어난다. 유지 방전도 도 4와 함께 설명하면, 어드레스 방전이 일어난 방전셀은 벽전하들(320, 325)이 증가한 상태이므로, 여기서 유지 전극 및 주사전극 각각에 순차적으로 소정 전압을 인가하면 상기 유지전극과 주사전극 사이에 면방전(330)이 일어나게 된다. 이때, 상기 유지방전으로 인해 발생한 양전하는 형광체층(225)의 손상을 야기할 수 있는바, 형광체층(225)이 양의 제타 전위를 갖는 경우, 그렇지 않은 경우보다 상대적으로 양전하에 의한 손상을 덜 받을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예 및 제조 예, 실험 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 3과 4 각각은 도 2에 도시된 타이밍도에서 (a) 구간 및 (b) 구간에서의 방전을 설명하기 위한 단면도이다.

Claims (7)

  1. 서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 방전 공간을 구획하여 복수의 방전셀들을 형성하는 격벽;
    상기 방전셀에서 상호 교호하게 전압이 인가되어 유지방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;
    상기 방전셀에서 상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 어드레스 전극들;
    상기 방전셀들 각각에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀들에 채워진 방전가스를 포함하고,
    상기 방전셀들 각각에 배치된 형광체층은 동일한 제타 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 형광체층은 양의 제타 전위를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 형광체층들은 상기 어드레스 전극 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 어드레스 전극에 양의 전압을 인가하고, 상기 주사 전극에 음의 전압을 인가하여 상기 어드레스 방전을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 형광체층은 상기 유지방전에 노출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 방전셀들 중 제1 방전셀에는 녹색 광을 나타내는 녹색 형광체층이 배치되고,
    상기 방전셀들 중 제2 방전셀에는 청색 광을 나타내는 청색 형광체층이 배치되며,
    상기 방전셀들 중 제3 방전셀에는 적색 광을 나타내는 적색 형광체층이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 형광체들은 주형광체 재료에 금속 산화물의 종류 또는 함량을 조절하여 동일한 극성의 제타 전위를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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