KR100570684B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 이 플라즈마 디스플레이 패널은 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층이 구비되고, 상기 적색 형광체층이 LiGdF4:Eu를 포함한다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 발광 효율이 우수한 적색 형광체를 사용하여 우수한 발광 효율과 높은 휘도를 나타낸다.
적색형광체,리튬가돌리움플루오라이드,PDP

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도.
도 3은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 사시도.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적색 발광 효율이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래 기술]
플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접전간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다. 플라즈마 디스플레이 패널은 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다.
도 3은 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 사시도이다. 도 3에 나타낸 것과 같이, 전면 기판(103) 및 배면 기판(105)을 이루는 2매의 기판 사이에는 방전 셀을 형성하는 격벽(107)이 일정 간격을 두고 다수로 배치되며, 이 공간에는 적색, 녹색, 청색 형광체층(109)이 형성된다. 상기 배면 기판(105)에는 어드레스 신호를 인가받는 어드레스 전극(111)이 각각 형성된다. 상기 전면 기판(103)에는 상기 어드레스 전극(111)과 교차하는 방향으로 임의의 간격을 두고 하나의 방전 셀에 대하여 한쌍의 유지 전극을 형성하는 X 전극(113)과 Y 전극(115)이 다수로 형성된다. 상기 방전공간에는 Ne-Xe 또는 He-Xe 등의 방전가스가 봉입된다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에는 3 개의 전극이 설치되어 있으며, 형광체층(109)에는 적색, 녹색, 청색의 형광체가 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다. 상기 전극 사이에 소정의 전압이 인가되면 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 상기 형광체층이 여기되며, 여기된 형광체는 빛을 방사한다.
형광체층에 사용되는 형광체 중 적색 형광체로는 (Y,Gd)BO3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)2O3:Eu 또는 Y2O3:Eu가 사용되고 있으며, 상기 적색 형광체의 휘도가 우수함에 따라 지금까지는 적색 형광체의 휘도를 향상시키기 위한 시도가 이루어지지 않았다. 그러나 상기 형광체는 하나의 진공 자외선광에 의해서 여기되어 하나의 적색 가시광을 발산하므로 방출된 가시광의 에너지는 입사된 진공 자외선광의 에너지에 비해 낮기 때문에, 발광 효율이 다소 낮고, 이로 인해 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 낮아질 우려가 있다.
본 발명은 발광 효율이 우수한 적색 형광체를 사용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층을 포함하는 형광체층이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 적색 형광체층은 LiGdF4:Eu를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색 형광체로 유로피움 이온이 도핑된 결정성 리튬 가돌리늄 플루오라이드(LiGdF4:Eu)를 사용하여, 우수한 발광 효율을 나타내는 적색 형광체층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
상기 적색 형광체는 진공 자외선 광자가 형광체에 조사되면 Gd3+ 이온은 광자를 흡수하고 그 에너지를 Eu3+에 두 단계로 전달한다. 각 에너지 전달 단계에서 Eu3+ 이온에 의해 가시광자가 방출됨으로 하나의 진공 자외선 광자로 두 개의 가시 광자를 만들어 내게 되는 것이다. 이러한 현상은 양자역학적 잘림(Quantum cutting)이라 일컬어지며 이론적 양자 효율은 200%이다. 이는 여기 상태의 Gd3+ 이온과 Eu3+ 이온의 특징정인 성질과 각 이온 사이에서의 효율적인 에너지 전달에 기 인하는 것이다.
이러한 메커니즘으로 인하여, 리튬 가돌리늄 플루오라이드 형광체는 기존에 하나의 진공 자외선 광자가 하나의 가시 광자를 만들어내는 기존에 사용되던 (Y,Gd)BO3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)2O3:Eu 또는 Y2 O3:Eu 형광체에 비하여 발광 효율이 매우 우수하다. 따라서, 상기 리튬 가돌리늄 플루오라이드 형광체를 플라즈마 디스플레이 패널에 사용하면 적색 형광체의 발광 효율은 60% 이상, 전체 플라즈마 디스플레이 패널의 효율은 15% 이상 향상시킬 수 있다. 또한 리튬 가돌리늄 플루오라이드 형광체는 기존에 사용되던 (Y,Gd)BO3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)2 O3:Eu 또는 Y2O3:Eu 형광체에 비하여 휘도도 매우 우수한 형광체이다. 따라서, 본 발명의 적색 형광체를 플라즈마 디스플레이 패널에 적용할 경우, 적색 방전 셀을 녹색 및 청색 방전 셀에 비하여 어드레스 전극 방향에 따른 폭이 작게 형성할 수 있어 방전 특성을 균일하게 할 수 있다. 즉, 적색 방전 셀을 녹색 및 청색 방전 셀의 폭 길이의 10 내지 30% 정도로 작게 형성하여도 적절한 휘도를 맞출 수 있어, 방전 특성을 균일하게 할 수 있다.
이러한 적색 형광체를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 배치되는 제 1 및 제 2 기판과, 제 2 기판에 형성되는 어드레스 전극들과, 제 1 기판과 제 2 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽과, 각각의 방전 셀 내에 형성되는 적색 형광층, 녹색 형광층 및 청색 형광층과, 제 1 기판에 형성되는 방전유지 전극들을 포함하며, 방전 셀들이 다른 색의 방전 셀들과는 이웃하게 배치 되고, 같은 색의 방전 셀들과는 임의의 간격을 두고 분리되어 이 방전 셀들 사이에서 공통의 비방전 영역을 형성하고, 적색 방전 셀이 녹색 및 청색 방전 셀에 비하여 어드레스 전극 방향에 따른 폭이 작게 형성된 것이다.
상기 각각의 방전 셀들은 어드레스 전극 방향에 따른 제 1 격벽 부재들과, 제 1 격벽 부재들과 교차하는 제 2 격벽 부재들에 의해 둘러싸인 사각의 아일랜드 형상으로 이루어지며, 다음의 조건을 만족한다.
D4(R) < D4(G, (B)
여기서, D4(R)은 어드레스 전극 방향에 따른 적색 방전 셀의 폭을 나타내고, D4(G, B)는 어드레스 전극 방향에 따른 녹색 및 청색 방전 셀의 폭을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 기판(2)과 제 2 기판(4)이 임의의 간격을 두고 대향 배치되고, 양 기판의 사이 공간에는 격벽(6)에 의해 구획되는 방전 셀들(8R, 8G, 8B)이 마련되어 각 방전 셀(8)의 독립적인 방전 매커니즘에 의한 가시광 방출로 임의의 칼라 영상을 구현한다.
이의 구성을 구체적으로 살펴보면, 먼저 제 2 기판(4)의 내면에는 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극들(10)이 형성되고, 어드레스 전극들(10)을 덮 으면서 제 2 기판(4)의 내면 전체에 유전층(12)이 형성된다. 어드레스 전극(10)은 일례로 스트라이프 패턴으로 이루어져 이웃한 어드레스 전극(10)과 소정의 간격을 두고 나란하게 형성된다.
상기 유전층(12) 위에는 격벽(6), 특히 매트릭스 형태의 격벽(6)이 형성되고, 격벽(6)의 네 측면과 유전층(12) 상면에 걸쳐 적, 녹, 청색의 형광층(14R, 14G, 14B)이 마련된다. 격벽(6)은 어드레스 전극 방향에 따른 제 1 격벽 부재(6a)와, 어드레스 전극과 직교하는 방향(도면의 X 방향)에 따른 제 2 격벽 부재(6b)로 이루어지며, 제 1, 2 격벽 부재(6a, 6b)로 둘러싸인 방전 셀(8) 내부는 방전 가스(Ne-Xe 혼합 가스)로 채워진다.
그리고 제 2 기판(4)에 대향하는 제 1 기판(2)의 내면에는 어드레스 전극(10)과 직교하는 방향을 따라 주사 전극(16)과 표시 전극(18)으로 이루어지는 방전유지 전극(20)이 형성되고, 방전유지 전극들(20)을 덮으면서 제 1 기판(2)의 내면 전체에 도시하지 않은 투명 유전층과 MgO 보호막이 위치한다.
본 실시예에서 방전유지 전극(20)은 일례로 스트라이프 패턴으로 이루어져 각 방전 셀(8)에 한쌍이 대응하는 버스 전극(16a, 18a)과, 버스 전극(16a, 18a)으로부터 각 방전 셀(8) 내부를 향해 연장되어 한쌍이 마주하도록 형성되는 돌출 전극(16b, 18b)으로 이루어진다. 돌출 전극(16b, 18b)은 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 전극일 수 있으며, 버스 전극(16a, 18a)으로는 통상의 금속 전극을 사용하는 것이 바람직하다.
이로서 어드레스 전극(10)과 주사 전극(16) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인 가하여 발광을 위한 방전 셀을 선택하고, 주사 전극(16)과 표시 전극(18) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하면 방전 셀(8) 내의 방전 가스가 플라즈마 방전을 일으키면서 진공 자외선이 방출되며, 진공 자외선이 형광층(14)을 여기시켜 가시광으로 변환시킴으로써 칼라 표시를 가능하게 한다.
여기서, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 적, 녹, 청색의 형광체 특성에 따라 방전 셀들(8)을 구획하는 격벽(6)의 구조를 변화시켜 적, 녹, 청색의 방전 셀들(8R, 8G, 8B)이 모여 하나의 화소를 구성할 때에 각 방전 셀들(8)의 형광체 효율과 방전 특성을 균일화하는 구조를 적용한다. 본 실시예에서 상기 구조는 격벽(6) 이외 구성 요소들의 변화를 최소화하면서 방전 셀들(8)의 체적을 색상별로 차등 적용시키는 것으로 이루어진다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 잘 나타난 바와 같이 격벽(6)을 구성하는 제 1, 2 격벽 부재(6a, 6b) 중 제 1 격벽 부재(6a)는 제 2 기판(4) 전체에 걸쳐 동일한 폭으로 형성되며, 어드레스 전극(10)과 직교하는 방향을 따라 적, 녹, 청색의 방전 셀들(8R, 8G, 8B)을 구획한다. 반면, 제 2 격벽 부재(6b)는 어드레스 전극(10) 방향을 따라 배치된 같은 색의 방전 셀들(8) 사이에 위치하여 이 방전 셀들(8)을 구획하는데, 이러한 제 2 격벽 부재(6b)는 적색 방전 셀(8R)이 녹색 방전 셀(8G) 및 청색 방전 셀(8B)에 비하여 그 폭이 작게 형성되도록 이루어진다.
즉, 제 2 격벽 부재(6b)는 다음의 조건을 만족하도록 형성된다.
D1(R) > D1(G, B)
여기서, D1(R)은 적색의 방전 셀들 사이에 위치하는 제 2 격벽 부재의 폭을 나타내고, D1(G, B)는 녹색 및 청색의 방전 셀들 사이에 위치하는 제2 격벽 부재의 폭을 나타낸다.
특히 본 실시예에서 어드레스 전극(10)과 직교하는 방향을 따라 위치하는 복수개의 제 2 격벽 부재들(6b)은 동일한 수평 기준선(H)을 갖도록 형성된다.
이와 같이 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 제 2 격벽 부재(6b)의 폭만을 변화시켜 적색 방전 셀(8R)의 체적을 가장 작게한다. 따라서 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 각 방전 셀들(8R, 8G, 8B)의 형광체 효율과 방전 특성을 균일하게 하여 색온도 특성을 개선하고, 방전의 균일성을 확보하는 장점을 갖는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
적색 형광체로 LiGdF4:Eu를 사용하여 에틸 셀룰로오스 바인더와 부틸 카비톨 아세테이트 및 터피네올 혼합 용매를 혼합한 후, 3롤 밀링을 2회 이상 수행하여 슬러리를 제조하고 통상의 방법으로 도 1에 나타낸 것과 같이 적색 방전 셀이 어드레스 전극 방향으로 녹색 및 청색 방전 셀의 가로폭 비율을 100%로 할 때, 적색 형광 층의 가로폭을 20% 줄인 방전셀에 통상의 방법으로 형광층을 형성시킨 후, 약 150도의 온도로 20분간 건조하여 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다
(실시예 2)
실시예 1과 동일하게 적색 형광체 슬러리를 제조하고 통상의 방법으로 도 1에 나타낸 것과 같이 적색 방전 셀이 어드레스 전극 방향으로 녹색 및 청색 방전 셀의 가로폭 비율을 100%로 할 때, 적색 형광층의 가로폭을 10% 줄인 방전셀에 통상의 방법으로 형광층을 형성시킨 후, 약 150도의 온도로 20분간 건조하여 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다
(실시예 3)
실시예 1과 동일하게 적색 형광체 슬러리를 제조하고 통상의 방법으로 도 1에 나타낸 것과 같이 적색 방전 셀이 어드레스 전극 방향으로 녹색 및 청색 방전 셀의 가로폭 비율을 100%로 할 때, 적색 형광층의 가로폭을 10% 줄인 방전셀에 통상의 방법으로 형광층을 형성시킨 후, 약 150도의 온도로 15분간 건조하여 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다
(비교예 1)
적색 형광체로 (Y,Gd)BO3:Eu를 사용하여 통상의 방법으로 도 1에 나타낸 것과 같이 적색 방전 셀이 어드레스 전극 방향으로 녹색 및 청색 방전 셀에 비하여 작은 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널 의 적색 형광체층만을 점등하여 측정한 적색 휘도 및 적색, 녹색 및 청색 형광체를 모두 점등하여 측정한 백색 휘도를 측정하고, 발광 효율을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 소비 전력은 280W로 모두 동등하게 하였다.
적색형광체 적색 휘도 적색 상대 휘도 백색 휘도 백색 상대휘도 발광 효율
비교예 1 (Y,Gd)BO3:Eu 398cd/m2 100% 1312cd/m2 100% 100%
실시예 1 LiGdF4:Eu 629cd/m2 158% 1521cd/m2 116% 116%
실시예 2 LiGdF4:Eu 673cd/m2 169% 1561cd/m2 119% 119%
실시예 3 LiGdF4:Eu 645cd/m2 162% 1535cd/m2 117% 117%
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 실시예 1 내지 3의 플라즈마 디스플레이 패널이 적색 휘도, 백색 휘도, 발광 효율이 모두 우수함을 알 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 발광 효율이 우수한 적색 형광체를 사용하여 우수한 광 효율과 높은 휘도를 나타낸다.

Claims (11)

  1. 서로 대향 배치되는 제 1 및 제 2 기판;
    상기 제 2 기판에 형성되는 어드레스 전극들;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽;
    상기 각각의 방전 셀 내에 형성되는 LiGdF4:Eu를 포함하는 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층; 및
    상기 제 1 기판에 형성되는 방전유지 전극들을 포함하며,
    상기 격벽이 상기 어드레스 전극 방향을 따라 위치하는 제 1 격벽 부재들과, 제 1 격벽 부재들과 교차하는 제 2 격벽 부재들로 이루어지고,
    상기 제 2 격벽 부재가 적색의 방전 셀이 녹색 및 청색의 방전 셀에 비하여 작게 되도록 형성된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽 부재가 상기 어드레스 전극 방향을 따라 위치하는 같은 색의 방전 셀들 사이에 배치되어 이 방전 셀들을 구획하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 격벽이 다음의 조건을 만족하는 플라즈마 디스플레이 패널.
    D1(R) < D1(G, B)
    여기서, D1(R)은 적색의 방전 셀들 사이에 위치하는 제 2 격벽 부재의 폭을 나타내고, D1(G, B)는 녹색 및 청색의 방전 셀들 사이에 위치하는 제 2 격벽 부재의 폭을 나타낸다.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 어드레스 전극과 직교하는 방향을 따라 위치하는 제 2 격벽 부재들이 동일한 수평 기준선을 갖도록 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 적색의 방전 셀이 녹색 및 청색의 방전 셀의 폭 길이의 10 내지 30% 작게 되도록 형성된 플라즈마 디스플레이 패널.
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