KR100509600B1 - 필터막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및, 그필터막의 제조방법 - Google Patents

필터막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및, 그필터막의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판과; 상기 전면 유리 기판 및, 상기 배면 유리 기판의 내측면상에서 상호 직교하도록 각각 형성된 디스플레이 전극 및, 어드레스 전극과; 상기 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판의 내표면상에 각각 형성된 유전층과; 상기 배면 유리 기판의 유전층 상부에 형성되는 격벽과; 상기 격벽 사이에 각각 도포되는 레드, 그린, 블루의 형광체를;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체 또는 외부 광원으로부터의 발생되는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 공명 흡수할 수 있도록 나노 사이즈의 금속 미립자를 유전체 매트릭스에 분산시킴으로써 형성된 필터막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.

Description

필터막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및, 그 필터막의 제조 방법{Plasma display panel with filter film and method for manufacturing the filter film}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체의 발광시에 특정 파장대의 광을 흡수하는 필터 기능이 더 구비됨으로써 콘트라스트가 향상될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
통상적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하기 위한 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.
도 1에는 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 장치의 패널에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 전면 유리 기판(11)과 배면 유리 기판(12) 사이에 투명한 디스플레이 전극인 제 1 전극(13a)과 어드레스 전극인 제 2 전극(13b)이 형성된다. 제 1 전극(13a)과 제 2 전극(13b)은 전면 유리 기판(11) 및 배면 유리 기판(12)의 내표면에 각각 스트립 형상으로 형성되며, 기판(11,12)이 상호 조립되었을 때 상호 직각으로 교차하게 된다. 전면 유리 기판(11)의 내표면에는 유전층(14)과 보호층(15)이 차례로 적층된다. 한편, 배면 유리 기판(12)에는 유전층(14')의 상부 표면에 격벽(17)이 형성되며, 격벽(17)에 의해 셀(19)이 형성된다. 셀(19)내에는 아르곤과 같은 불활성 개스가 충전된다. 또한 각각의 셀(19)을 형성하는 격벽(17)의 내측에는 소정 부위에 형광체(18)가 도포된다. 한편, 도면 번호 13c 로 표시된 것은 버스 전극으로서, 제 1 전극(13a)의 길이가 증가할수록 라인 저항도 함께 증가하는 현상을 방지하기 위한 목적으로 제 1 전극(13a)의 표면에 형성하는 것이다.
위와 같은 구성을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 형광체(18)에 의해 만들어지는 빛은 디스플레이하고자 하는 정보를 표시하기 위하여 나타내는 빛으로서 특정 파장의 영역에서 피크를 가지고 있고 이들의 조합에 의하여 원하는 다양한 색으로 표시된다. 한편, 외부 광원이 패널의 전면에서 반사될때, 외부 광원은 통상적으로 가시광선에서 연속적인 파장을 갖고 있으므로 형광체가 발광하는 빛 이외의 파장의 빛을 갖게 되고 이는 화면의 콘트라스트를 저해하는 요소로 작용하게 된다.
형광체로서 널리 사용되고 있는 P22 계열 형광체를 예로 들어 이와 같은 현상을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도 2는 P22 계열 형광체의 발광 파장 분포곡선을 나타낸다. ZnS:Ag 형광체(청색)는 450 nm (21)에서, ZnS:Au,Cu,Al 형광체(녹색)는 540nm (22)에서, 그리고 Y2O2S:Eu 형광체(적색)는 630nm (23)에서 주 피크를 가지고 있다. 즉, 외광 반사로 인한 빛은 상기 형광체의 발광 분포와는 달리 가시광선의 전체 영역에서 연속적인 형태의 발광분포를 가지고 있는 것이 대부분이어서 형광체의 발광 피크들 사이 영역의 빛을 많이 포함하고 있다.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 청색과 녹색 형광체 피크(21,22)의 파장 분포대는 비교적 넓은 범위에 걸친 피크 형태를 나타내고 있어서 450nm 내지 550 nm에서 서로 중복되는 부분이 존재하고, 적색 형광체의 피크(23)는 580nm 부근에서 많은 사이드 밴드를 갖고 있으며, 이들 모두 음극선관의 콘트라스트를 저하시키는 요인으로 알려져 있다. 더욱이, 580nm 부근에서는 외광 및 눈의 시감도 효율(luminous efficiency)이 크기 때문에, 580nm 부근의 빛을 선택적으로 흡수하게 되면, 외부광을 효과적으로 흡수할 수 있고 형광체의 발광효율을 저하시키지 않으면서 형광체간 중복파장의 빛을 흡수하여 색순도를 향상시킬 수 있다.
한편, 580nm의 빛을 선택적으로 흡수하는 경우에는 음극선관의 전체적인 색감(body color)이 청자색 색채를 띄기 때문에 이에 대한 보색효과를 발휘시켜 무채색감을 주기 위해서는 410nm 부근의 빛을 추가적으로 흡수해주는 것이 바람직하다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 580nm, 500nm 및 410nm 부근의 빛을 선택적으로 흡수하도록 함으로써 콘트라스트를 향상시키고자 하는 노력이 계속되어 왔다.
구체적으로 예를 들면, 음극선관에 대한 발명인 미국특허 제5,200,667호, 제5,315,209호 및 제5,218,268호는 특정파장의 빛을 흡수하는 염료 또는 안료를 포함하는 필름층을 음극선관의 패널 형광면 외면에 형성하는 방법을 개시하고 있다. 다른 방법으로는, 굴절률이 서로 다른 복수개의 투명 산화물층으로 음극선관의 형광면 외면을 코팅하고 코팅의 두께을 조절함으로써 광간섭 현상에 의하여 외면 반사를 줄이는 방법이 있다.
그러나, 상기 방법들은 음극선관의 외면 반사를 감소시킴으로써 콘트라스트 향상을 꾀하고 있으나, 패널 내면과 형광체와의 경계면에서 발생하는 빛의 반사를 줄여주지 못한다는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 미국특허 제4,019,905호, 제4,132,919호 또는 제5,627429호 등에서는 패널의 내면과 형광막 사이에 특정 파장대의 빛을 흡수할 수 있는 안료를 함유하는 중간층을 형성하는 방법을 개시하고 있고, 미국특허 제5,068,568호, 제5,179,318호 등은 패널의 내면과 형광막 사이에 저굴절률층과 고굴절률층을 번갈아 적층하여 광간섭 현상을 이용하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법들은 실제에 있어서 효과적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 형광체에서 발광하는 빛과 외부 광원으로부터 반사되는 빛중 특정한 파장대의 빛을 흡수하는 필터를 더 구비함으로써 콘트라스트가 향상될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판과; 상기 전면 유리 기판 및, 상기 배면 유리 기판의 내측면상에서 상호 직교하도록 각각 형성된 디스플레이 전극 및, 어드레스 전극과; 상기 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판의 내표면상에 각각 형성된 유전층과; 상기 배면 유리 기판의 유전층 상부에 형성되는 격벽과; 상기 격벽 사이에 각각 도포되는 레드, 그린, 블루의 형광체를;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체 또는 외부 광원으로부터의 발생되는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 공명 흡수할 수 있도록 나노 사이즈의 금속 미립자를 유전체 매트릭스에 분산시킴으로써 형성된 필터막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 금속 미립자는 금, 은, 구리, 백금 및 팔라듐 미립자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 미립자이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유전체 매트릭스는 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 알루미나로부터 선택되는 하나 이상의 유전체로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 2 종류 이상의 금속 미립자를 포함하여, 선택적으로 흡수하는 빛의 파장대가 2 개 이상이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 상이한 크기의 금속 미립자를 포함하여 선택적으로 흡수하는 빛의 파장대가 2 개 이상이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 파장대가 서로 다른 제 1 필터막과 제 2 필터막을 적층시킴으로써 이루어진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 내측면과 상기 전면 유리 기판상의 유전체층 사이에 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 외측면에 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막은 별도의 기판상에 형성되어 상기 별도의 기판이 상기 전면 유리 기판의 전방에 배치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 인듐 주석 산화물을 함유하는 도전성 재료로 형성된 도전막을 더 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필터막에는 특정 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있는 안료 또는 염료가 더 포함된다.
또한 본 발명에 따르면, 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판과; 상기 전면 유리 기판 및, 상기 배면 유리 기판의 내측면상에서 상호 직교하도록 각각 형성된 디스플레이 전극 및, 어드레스 전극과; 상기 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판의 내표면상에 각각 형성된 유전층과; 상기 배면 유리 기판의 유전층 상부에 형성되는 격벽과; 상기 격벽 사이에 각각 도포되는 레드, 그린, 블루의 형광체를;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 형광체 또는 외부 광원으로부터의 발생되는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있도록 유기 염료와 유기 용제와 유기 바인더를 수지에서 혼합시킨 용액을 코팅함으로써 형성된 유기 필터막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유기 필터막은 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 파장대가 서로 다른 제 1 유기 필터막과 제 2 유기 필터막으로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 내측면과 상기 전면 유리 기판상의 유전체층 사이에 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 외측면에 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유기 필터막은 별도의 기판상에 형성되어 상기 별도의 기판이 상기 전면 유리 기판의 전방에 배치된다.
또한 본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유리 기판을 패널을 준비하는 단계; 금속염, 매트릭스 전구체, 물 및 산촉매를 포함하는 졸 상태의 도포액을 준비하는 단계; 상기 전면 유리 기판의 일측면상에 상기 도포액을 도포하는 단계; 및, 상기 도포액을 도포한 전면 유리 기판을 소성시켜 나노 사이즈의 금속미립자가 분산된 필터막을 얻는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 금속염의 종류 및 함량을 조절하여 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 매트릭스 전구체의 종류 및 성분비를 조절하여 매트릭스의 굴절률을 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 물 및 산촉매의 함량과 산촉매의 종류를 조절하여 금속 미립자의 입도를 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 소성단계의 소성온도를 조절하여 금속 미립자의 입도를 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 향상은 패널 외면과 내면에서의 반사를 줄이고, 적색 형광체의 580nm 부근의 파장이나 적색, 녹색 및 청색 형광체의 각각의 주 피크 사이 파장대의 빛을 선택적으로 흡수함으로써 가능하다고 할 수 있다. 본 발명에서는 특정 파장의 빛을 흡수할 수 있는 금속 미립자의 공명흡수(Surface Plasma Resonance; SPR) 현상을 이용함으로써 형광체의 발광 피크들 사이의 특정 파장의 빛을 효과적으로 흡수하도록 함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
금속 미립자의 공명 흡수 현상이란, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나와 같은 유전체 매트릭스내에 분산되어 있는 나노사이즈의 금속 미립자가 외부에서 가해지는 전기장에 대해 입자 표면에 있는 전도전자들이 공명하면서 가시광선 영역의 흡수밴드를 갖는 현상을 의미한다(J. Opt. Soc. Am. B vol.3, No.12/ Dec. 1986, pp 1647-1655). 여기에서 상기 "나노사이즈"란 용어는 수 나노미터 내지 수백 나노미터의 크기 즉, 1 나노미터 이상, 1 미크론 미만의 크기를 나타낸다.
구체적으로 예를 들면, 유전체 매트릭스가 실리카이고, 100 나노미터 이하 금속 미립자가 금(Au)인 경우에는 530nm, 은(Ag)인 경우에는 410nm, 구리(Cu)인 경우에는 580nm 부근의 빛을 강하게 흡수한다. 백금(Pt) 이나 팔라듐(Pd)의 경우에는 매트릭스의 종류에 따라 380nm 내지 800nm에 걸쳐 브로드하게 흡수한다.
이러한 흡수 파장의 위치는 유전체 매트릭스의 종류(즉, 굴절률), 금속의 종류, 금속 미립자의 크기 등에 의해 결정되며, 편극도가 큰 제 2 성분의 유전체가 첨가되어 전체적인 굴절률이 커질수록 흡수피크가 장파장 쪽으로 이동한다.
참고로, 실리카의 굴절률은 1.52, 알루미나의 굴절률은 1.76, 지르코니아의 굴절률은 2.2, 티타니아의 굴절률은 2.5-2.7이다.
금속의 종류는 주기율표에서 금속으로 분류되는 원소, 즉 전이금속, 알칼리족 금소, 알칼리토금속 등을 포함한다. 그 중에서도 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐은 특히 가시광선 영역에서 흡수가 일어나기 때문에 더욱 바람직하다.
상기 580 nm 의 파장대 부근의 빛을 흡수하는 필터막(제 1 필터막)은 실리카와 티나니아가 1:1 의 중량비로 이루어진 유전체 매트릭스에 금속 미립자가 상기 유전체 매트릭스의 총 몰(mole)수를 기준으로 1 내지 20몰% 분산되어 있는 것이 바람직스럽다. 금속의 종류에 따라서 다소 차이는 있겠지만, 일반적으로 금속 미립자의 크기가 약 100 나노미터 이하인 경우에는 미립자의 크기가 커질수록 흡수 강도가 커지는 경향이 있다.
한편, 상기 410 nm 의 파장대 부근의 빛을 흡수하는 필터막(제 2 필터막)은 실리카와 티타니아가 1:1 중량비로 이루어진 매트릭스에 은미립자가 상기 유전체 매트릭스의 총 몰수를 기준으로 1 내지 20 몰% 로 분산되어 있는 것이 바람직스럽다.
상기 제 1 필터막과 제 2 필터막의 형성 위치는 형광체로부터 발생하는 빛의 경로상이면 어디에라도 형성 가능하다. 예를 들면, 전면 기판의 내측면과 전면 기판의 유전체층 사이에 상기 필터막들을 형성할 수 있다. 또한 전면 기판의 외측면에도 필터막들을 형성할 수 있으며, 전면 기판의 외측면에 배치되는 별도의 유리 기판이나 PET 기판상에도 필터막들을 형성할 수 있다. 더욱이, 제 1 필터막과 제 2 필터막을 적층시키지 아니하고, 단일의 필터막에 상이한 크기의 금속 미립자를 분산시키거나 또는 상이한 종류의 금속 미립자를 분산시켜서 필터막을 형성할 수도 있다. 또한, 상기 금속 미립자를 분산시킨 필터막을 형성하기 위한 도포액에 안료나 염료를 더 포함시킬 수 있으며, 상기 안료나 염료도 선택적으로 특정 파장의 빛을 흡수할 수 있는 것이다. 즉, 필터막내에 금속 미립자뿐만 아니라 특정 파장의 빛을 흡수할 수 있게 하는 안료나 염료도 함께 분산시켜 놓을 수 있다.
상기 제 1 및, 제 2 필터막 이외에 도전막을 더 구비할 수도 있다. 공지된 바와 같이 도전막은 인듐 주석 산화물과 같은 재료로써 투명 도전막으로 형성할 수 있으며, 도전막을 접지시킴으로써 정전기 방지 및, 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있다. 또한 도전막에 스크래치를 형성함으로써 외광의 난반사를 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 도전막은 상기 필터막들과 함께 그 어느 곳에도 배치될 수 있다. 예를 들면 전면 유리 기판의 내측면 또는 외측면에 배치될 수 있다.
금속의 종류에 따라 다소 차이는 있겠지만, 일반적으로 금속 미립자의 크기가 약 100 나노미터 이하인 경우에는 미립자의 크기가 커질수록 흡수 강도가 커지는 경향이 있다. 그러나, 금속 미립자의 크기가 100 나노미터를 초과하는 경우에는 미립자의 크기가 커질수록 흡수 피크의 위치가 장파장 쪽으로 이동한다. 따라서, 금속 미립자의 크기는 흡수 강도와 흡수 피크의 위치 모두에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 상기 흡수 강도는 금속 미립자의 크기 및 함량과, 상기 제 2 성분 유전체의 첨가량에도 의존한다.
본 발명에 있어서, 바람직한 금속 미립자의 함량은 유전체 매트릭스의 총 몰수를 기준으로 1 내지 20몰%이다. 금속 미립자의 함량이 이 범위 내라면, 흡수시키고자 하는 빛의 파장 및 흡수 강도를 적절하게 조절할 수 있다.
따라서, 흡수피크가 530nm에 위치하는 금(Au) 미립자와 실리카 매트릭스를 예로들어, 580nm 부근에 위치하는 파장을 흡수하기 위해서는 다음과 같은 방법을 생각할 수 있다.
첫째, 제2성분으로서 편극도 및 굴절률이 큰 티타니아, 지르코니아 또는 알루미나를 실리카 매트릭스에 첨가하여 흡수피크를 장파장 쪽으로 이동시키고, 그 첨가량으로 흡수피크의 강도를 조절한다. 흡수피크의 강도는 패널의 투과도나 필터막의 농도 등을 고려하여 결정되어야 하며, 일반적으로 피크 폭이 좁고 강도는 큰 것이 바람직하다.
둘째, 제2성분을 첨가하지 않고, 금속 미립자의 크기가 커지도록 한다. 즉, 상기 금속 미립자는 졸겔법에 의하여 패널에 도포되는데, 실리카졸 합성시 물의 첨가량, 산촉매의 종류 및 첨가량, 열처리 단계에서의 승온 속도를 조절함으로써 매트릭스의 구조를 변화시켜 형성되는 금속입자의 크기를 변화시킬 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 첨가되는 물의 양을 늘리거나 열처리 시간이 길어지면 금속 입자의 크기가 커진다.
한편, 580nm 부근의 빛을 선택적으로 흡수하게 되는 경우에는 전체적인 색감에 무채색감을 주기 위해서 410nm 부근의 빛을 흡수해 줄 수 있는데, 상기 제 1 필터막이 흡수하는 특수 파장이나 흡수 강도에 따라서 상기 제 2 필터막에 포함되는 금속 미립자의 함량은 변화될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 실시 태양을 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 7 에 도시된 것은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판을 단면으로 도시한 것이다. 이들 도면에 있어서 동일한 번호는 동일한 구성 요소를 표시한다. 도면에 있어서, 도면 번호 31 은 전면 유리 기판을, 도면 번호 33a 는 디스플레이 전극을, 도면 번호 33c 는 버스 전극을, 도면 번호 34 는 유전층을, 도면 번호 35 는 보호층을 표시한다.
도 3을 참조하면, 전면 유리 기판(31)과 유전층(34) 사이에는 필터막(36)이 형성되어 있다. 상기 필터막(36)은 예를 들면 상기에서 설명된 바와 같이 580 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 1 필터막이거나 또는 410 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 2 필터막일 수 있다. 또한, 하나의 필터막(36)에 상이한 종류의 금속 미립자를 포함시키거나, 또는 상이한 크기의 금속 미립자를 분산시킴으로써 580 nm 부근의 빛과 410 nm 부근의 빛을 동시에 흡수하도록 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전면 유리 기판(31)과 유전층(34) 사이에는 제 1 필터막(41)과 제 2 필터막(42)이 형성되어 있다. 상기 제 1 필터막(41)은 상기에서 설명된 바와 같이 580 nm 부근의 빛을 흡수하며, 상기 제 2 필터막(42)은 410 nm 부근의 빛을 흡수한다. 다른 예에서는 제 1 필터막(41)과 제 2 필터막(42)의 상호 배치 상태가 바뀔 수도 있다.
도 5를 참조하면, 전면 유리 기판(31)의 외측 표면에 필터막(51)이 형성되어 있다. 상기 필터막(51)은 도 3 의 예에서와 같이 580 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 1 필터막이거나 또는 410 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 2 필터막일 수 있다.
도 6 을 참조하면, 전면 유리 기판(31)의 외표면에는 제 1 필터막(61)과 제 2 필터막(62)이 형성되어 있다. 상기 제 1 필터막(61)은 상기에서 설명된 바와 같이 580 nm 부근의 빛을 흡수하며, 상기 제 2 필터막(62)은 410 nm 부근의 빛을 흡수한다. 다른 예에서는 제 1 필터막(61)과 제 2 필터막(62)의 상호 배치 상태가 바뀔 수도 있다.
도 7 을 참조하면, 특정 파장의 빛을 흡수하는 필터막은 별도의 기판상에 형성되어 있다. 도면 번호 74 로 표시된 것은 별도의 필터 기판이며, 상기 필터 기판(74)의 내측면에 580 nm 부근의 빛을 흡수할 수 있는 제 1 필터막(71)과 410 nm 부근의 빛을 흡수할 수 있는 제 2 필터막(72)이 형성된다. 두가지의 필터막중 어느 하나만을 선택하여 형성하거나, 필터 기판(74)의 다른 표면에 필터막을 형성하는 것도 가능하다.
도면에 도시된 실시 태양들 이외에도, 콘트라스트 향상을 위해 흡수가능한 파장대의 수에 따라 3개 이상의 층을 형성하는 것도 가능하며, 하나의 층에 여러 종류의 금속 미립자를 분산시키는 것도 가능하다.
이하에서는 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적인 것으로서, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
테트라오르토실리케이트(TEOS) 4.5g을 시약급 메탄올 30g, 에탄올 30g 및 n-부탄올 12g과 순수 4g을 혼합한 용매에 분산시켰다. 상기 분산액에 HAuCl4·4H2O 0.5g을 첨가하여 실온에서 약 24시간 동안 교반하여 용액 A를 준비하였다.
티타늄 이소프로폭사이드(TIP) 25g에 에탄올 36g, 순수 1.8g, 염산(35% 농도) 2.5g을 차례로 부가하고, 실온에서 24시간동안 교반하여 용액 B를 준비하였다.
상기 용액 A 12g, 용액 B 3g 및 에탄올 12g을 혼합하여 금 함량은 12몰%이고, 티타니아와 실리카의 배합비는 1:1 몰비인 도포액을 제조하였다.
약 150rpm으로 회전하는 세정된 유리 기판에 상기 도포액 50ml를 적하하여 스핀 코팅하였다. 코팅된 패널을 450℃로 유지된 소성로에 넣어 30분간 소성함으로써 였다. 이후에, 공지된 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
그 결과 제조된 음극선관의 성능 테스트 결과, 필터층의 흡수 파장은 580nm로 나타났으며, 그 실험 결과는 도 8 에 도시된 바와 같다. 실시예 1 에 의해 형성되는 필터층은 예를 들면 도 3 및, 도 5 에 도시된 필터막을 형성하는데 적용될 수 있으며, 다른 예에서는 도 4 및, 도 6 내지 도 8 에서 580 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 1 필터막을 형성하는데 적용될 수 있다.
<실시예 2>
금속염으로서 HAuCl4 대신 NaAuCl4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
<실시예 3>
금속염으로서 HAuCl4 대신 AuCl3를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
<실시예 4>
실시예 1 과 동일한 방식으로 도포액을 만들되, 실시예 1 의 스핀 코팅 방식 대신에 직접적인 코팅(예를 들면 스프레이 도포)으로써 도포액을 코팅하고, 소성 온도는 200 내지 250 ℃ 로 하였다. 즉, 코팅 방식과 소성 온도에 있어서만 실시예 1 과 상이하다.
<실시예 5>
실시예 4 에서 제조한 음극선관의 패널을 100℃로 예열한 다음, 순수와 하이드라진을 9:1 중량비로 혼합한 용액을 다시 코팅하고, 200℃로 소성하였다. 이것은 필터막이 형성된 상층부에 다시 다른 코팅막을 형성함으로써 후처리를 하는 경우에 해당한다.
<실시예 6>
금속 염으로서 HAuCl4 대신 NaAuCl4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하였다.
<실시예 7>
금속 염으로서 HAuCl4 대신 NaAuCl4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5과 동일한 방법으로 실시하였다.
<실시예 8>
평균 입경 80nm의 인듐 주석 산화물(ITO) 2.5g 을 메탄올 20g, 에탄올 67.5g, 및 n-부탄올 10g 을 혼합한 혼합용매에 분산시켜 제1 도포액을 준비하였다.
실시예 1의 도포액을 제2 도포액으로 준비하였다.
먼저, 제1 도포액 50ml를 실시예 1과 동일한 방법으로 스핀코팅한 다음, 그 위에 제2 도포액 50ml를 동일한 방법으로 스핀코팅하는 방식으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다. 이것은 필터막의 상층부에 ITO 도전막을 형성하는 경우에 해당한다.
상기 제 1 도포액에 의한 필터막은 580 nm 부근의 빛을 흡수하게 된다. 한편, 상기 ITO 도전막(미도시)을 형성하고 이를 접지시킴으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 작동시에 발생하는 전자기파를 차폐할 수 있다. 상기 ITO 도전막은 도 3 내지 도 7 에 도시된 그 어느 필터막과 접하도록 형성될 수 있다.
<실시예 9>
실시예 8에서 제조한 음극선관의 패널을 실시예 5과 동일한 방법으로 후처리 하였다.
<실시예 10>
금속 염으로서 HAuCl4 대신 NaAuCl4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 8 과 동일한 방법으로 실시하였다.
<실시예 12>
금속 염으로서 HAuCl4 대신 NaAuCl4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 실시하였다.
상기 실시예 2-11에서 제조된 플라즈마 디스플레이 패널은 모두 필터막의 흡수파장이 580nm 이었으며, 콘트라스트, 휘도 및 내구성 테스트 결과도 모두 양호하였다. 또한 실시예 5 와 실시예 9 에서는 필터막을 형성한 후에 후처리로써 다른 코팅을 부가하였으며, 실시예 8 에서는 도전막(미도시)을 더 형성한 경우에 해당한다.
<실시예 12>
금속염으로서 HAuCl4 대신 AgNO3를 사용하고 은 함량을 5몰%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제2 도포액을 제조하고, 실시예 1의 도포액을 제1 도포액으로 준비하였다. 제1 도포액을 패널에 스핀코팅한 다음 제2 도포액을 스핀코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다. 실시예 12 에서 제 1 도포액은 결국 580 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 1 필터막으로 형성되고, 제 2 도포액은 410 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 2 필터막으로 형성된다. 이와 같이 2 가지의 필터막이 형성된 구조는 도 4, 도 6 및, 도 7 에 해당한다. 제조된 필터의 성능 테스트 결과, 필터막의 흡수 파장은 상기한 바와 같으며, 콘트라스트, 휘도 및, 내구성 시험 결과도 모두 양호하였다.
<실시예 13>
실시예 8 에서 제조한 패널의 내면에 실시예 12 의 제 2 도포액을 스핀 코팅하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조한 것이다. 즉, ITO 도전막을 기판상에 코팅하고, 그 위에 580 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 1 필터막을 형성하며, 다시 410 nm 부근의 빛을 흡수하는 제 2 필터막을 형성한 경우에 해당한다. 시험 결과, 흡수 파장, 콘트라스트, 휘도 및, 내구성 테스트 결과도 모두 양호하였다.
위에서 설명된 실시예 1 내지 실시예 13 의 예들은 모두 매트릭스내에 금속 미립자를 분산시켜서 특정 파장의 빛을 흡수하는 필터막을 얻는 것에 해당하는 것이다. 이러한 방식 이외에도, 특정 파장을 선택적으로 흡수할 수 있는 유기 염료를 유기 용제 및, 유기 바인더와 혼합하여 유기 필터막을 얻는 방식을 고려할 수 있다. 예를 들면 로다민과 같은 유기 염료를 PET 필름이나 유리 기판상에 코팅하였을때 도 9 에 도시된 바와 같이 580 nm 부근의 빛을 투과시키지 아니하는 특성을 가진다. 이를 이용하여 다음의 실시예 14 가 수행될 수 있다.
<실시예 14>
플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유리 기판 외표면, 또는 외부의 별도 유리 기판상에 500 내지 650 nm 또는 380 내지 450 nm 사이 파장내의 특정 파장을 선택적으로 흡수할 수 있는 유기 필터막을 형성한다. 로다민과 같은 유기 염료를 유기 용제 및, 유기 바인더와 함께 혼합하여, 수지에 0.1 내지 50 % 내에서 혼합한 후 일반적인 인쇄 혹은 코팅 방법으로 도포한다. 다음에 50 내지 200℃ 에서 건조하여 유기 필터막을 형성한다. 이러한 유기 필터막은 PET 필름상에 형성하여 라미네이션 방식에 의해 패널 외표면에 부착되거나 또는 별도의 유리에 부착되어 적용될 수도 있다.
본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 보다 효과적으로 형광체 발광 피크의 중복 파장을 흡수할 뿐만 아니라 패널의 외면과 내면에서의 반사를 최소화할 수 있어 휘도의 저하없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 졸겔법에 의하여 손쉽게 제조되는 금속 미립자 분산층은 안료나 염료에 비해 간단한 방법으로 흡수색의 순도나 강도를 조절할 수 있고, 부착성 또한 뛰어나므로 내구성도 향상된다. 이와 함께 유기 수지와 유기 염료를 혼합하여 코팅시킴으로써 얻어지는 유기 필터막을 이용하여 500 내지 650 nm 파장 범위 사이의 특정 파장을 선택적으로 흡수하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 태양 및 실시예를 참고로 설명되었으나, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 분해사시도이다.
도 2는 형광체의 발광 분포곡선을 보여주는 그래프이다.
도 3 내지 도 7 에 도시된 것은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판을 단면으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 빛의 선택적 흡수 현상을 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 유기 필터막에서의 빛의 선택적 흡수 현상을 나타내는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11.12. 유리 기판 13a,13b,13c. 전극
14,14'. 유전층 15. 보호층
17. 격벽 18. 형광체

Claims (22)

  1. 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판과; 상기 전면 유리 기판 및, 상기 배면 유리 기판의 내측면상에서 상호 직교하도록 각각 형성된 디스플레이 전극 및, 어드레스 전극과; 상기 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판의 내표면상에 각각 형성된 유전층과; 상기 배면 유리 기판의 유전층 상부에 형성되는 격벽과; 상기 격벽 사이에 각각 도포되는 레드, 그린, 블루의 형광체를;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 형광체 또는 외부 광원으로부터 발생되는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 공명 흡수할 수 있도록 나노 사이즈의 금속 미립자를 유전체 매트릭스에 분산시킴으로써 형성된 필터막을 더 구비하며, 상기 금속 미립자는 금, 은, 구리, 백금 및 팔라듐 미립자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 미립자인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 매트릭스는 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 알루미나로부터 선택되는 하나 이상의 유전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터막은 2 종류 이상의 금속 미립자를 포함하여, 선택적으로 흡수하는 빛의 파장대가 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 필터막은 상이한 크기의 금속 미립자를 포함하여 선택적으로 흡수하는 빛의 파장대가 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터막은 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 파장대가 서로 다른 제 1 필터막과 제 2 필터막을 적층시킴으로써 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 내측면과 상기 전면 유리 기판상의 유전체층 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 필터막은 별도의 기판상에 형성되어 상기 별도의 기판이 상기 전면 유리 기판의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 1 항에 있어서, 인듐 주석 산화물을 함유하는 도전성 재료로 형성된 도전막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 필터막에는 특정 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있는 안료 또는 염료가 더 포함된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판과; 상기 전면 유리 기판 및, 상기 배면 유리 기판의 내측면상에서 상호 직교하도록 각각 형성된 디스플레이 전극 및, 어드레스 전극과; 상기 전면 유리 기판 및, 배면 유리 기판의 내표면상에 각각 형성된 유전층과; 상기 배면 유리 기판의 유전층 상부에 형성되는 격벽과; 상기 격벽 사이에 각각 도포되는 레드, 그린, 블루의 형광체를;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 형광체 또는 외부 광원으로부터의 발생되는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있도록 유기 염료와 유기 용제와 유기 바인더를 수지에서 혼합시킨 용액을 코팅함으로써 형성된 유기 필터막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 유기 필터막은 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 파장대가 서로 다른 제 1 유기 필터막과 제 2 유기 필터막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 유기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 내측면과 상기 전면 유리 기판상의 유전체층 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 유기 필터막은 상기 전면 유리 기판의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 유기 필터막은 별도의 기판상에 형성되어 상기 별도의 기판이 상기 전면 유리 기판의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제 12 항에 있어서, 인듐 주석 산화물을 함유하는 도전성 재료로 형성된 도전막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유리 기판을 패널을 준비하는 단계;
    금속염, 매트릭스 전구체, 물 및 산촉매를 포함하는 졸 상태의 도포액을 준비하는 단계;
    상기 전면 유리 기판의 일측면상에 상기 도포액을 도포하는 단계; 및
    상기 도포액을 도포한 전면 유리 기판을 소성시켜 나노 사이즈의 금속미립자가 분산된 필터막을 얻는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 금속염의 종류 및 함량을 조절하여 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 매트릭스 전구체의 종류 및 성분비를 조절하여 매트릭스의 굴절률을 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 도포액 준비단계에서는 상기 물 및 산촉매의 함량과 산촉매의 종류를 조절하여 금속 미립자의 입도를 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 소성단계의 소성온도를 조절하여 금속 미립자의 입도를 조절함으로써 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 흡수 파장과 흡수강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
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