KR100744741B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 특히 형광체 구조를 변경하여 명실 명암비를 개선한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 본 발명은 형광체 표면에 소정 주기의 광 결정을 형성하여 적색, 녹색 및 청색의 선택적 반사를 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 상기와 같은 본 발명은 명실 명암비 저하에 가장 큰 영향을 미치는 인자가 형광체 표면에서 가시광의 반사에 근거하므로 형광체 자체의 표면개질을 통하여 표면반사를 최소화하고 특히, 특정주기를 표면에 생성하여 R, G, B 색상의 선택적인 반사를 유도함으로써 기존의 방법들과 달리 높은 색순도와 휘도 극대화가 가능한 장점이 있다.

PDP, 플라즈마 디스플레이 패널, 형광체, 구형

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질 형광체의 제조방법을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 구형 형광체 제조방법을 나타낸 것이다.

{도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명}

201 : 구형 형광체 입자 202 : 구형 광 결정

301 : 고분자-형광체 콜로이드

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 특히 형광체 구조를 변경하여 명실 명암비를 개선한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

최근 디지털 방송이 본격화되면서 대화면 평판 디스플레이에 대한 수요가 높 아지고 디지털 방송 시대에 적합한 고정세 디스플레이에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이러한 추세에 발맞추어 액정디스플레이(LCD TV), 플라즈마 디스플레이(PDP), projection TV등 다양한 평판디스플레이들이 시장에서 각각의 영역을 점하고 있다. 각 디스플레이마다 장, 단점을 보유하고 있지만 특히, 플라즈마 디스플레이의 경우 최근 가격경쟁이 심화되고 있고 저소비전력, 고효율, 고휘도에 대한 요구가 높아지고 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

플라즈마 디스플레이 패널(15)은 전기적으로 절연성의 전면 기판(1A)과, 상기 전면 기판(1A)과 대향하는 전기적으로 절연성의 배면 기판(1B)으로 구성된다. 배면 기판(1B)과 마주보는 전면 기판(1A) 상에는 소정의 간격으로 떨어져서 서로 평행하게 연장하는 주사 전극(9) 및 공통 전극(10)이 형성된다. 주사 전극(9) 및 공통 전극(10) 각각은 전기 전도성을 제공하는 버스 전극(13), 및 상기 버스 전극(3) 상에 형성되며 전기 방전을 야기하기 위한 주방전 전극(2)으로 구성된다. 주방전 전극(2)은 광투과율의 감소를 방지하기 위해 ITO(Indium-Tin Oxide) 또는 SnO₂ 으로 구성된다.

유전체층(4A)이 전면 기판(1A) 상에 형성되어 주사 전극(9) 및 공통 전극(10)을 피복한다. 유전체층(4A)은 유전체층(4A)을 방전으로부터 보호하기 위한 보호층(5)으로 피복된다. 보호층(5)은 예를 들면 산화마그네슘(MgO)으로 구성된다.

전면 기판(1A)과 대향하는 배면 기판(1B) 상에는 주사 전극(9) 및 공통 전극 (10)이 연장하는 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 다수의 데이터 전극(6)이 형성된다. 데이터 전극(6)은 서로 동일한 간격으로 떨어지며, 서로 평행하게 연장한다. 유전체층(4B)이 배면 기판(1B) 상에 형성되어, 데이터 전극(6)을 피복한다. 유전체층(4B) 상에는 데이터 전극(6)과 평행하게 연장하는 다수의 격벽(partition wall; 7)이 형성된다. 격벽(7)은 제 1 및 제 2의 기판(1A 및 1B) 사이에 방전 공간을 정의하고, 서로 인접하게 위치된 격벽(7)은 그들 사이에 셀을 정의한다.

형광체(8)가 격벽(7)의 측벽과 유전체층(4B)의 노출된 면에 도포된다. 형광체(8)는 방전에 의해 생성된 자외선을 가시광선으로 변환한다. 예를 들면, 레드, 그린 및 블루(RGB) 형광체가 매 세 개의 셀마다 도포되어, 칼라 이미지 디스플레이를 보장한다. 전면 및 배면 기판(1A 및 1B) 사이 및 인접한 격벽(7) 사이에 충진된 방전 가스 공간은 예를 들면 헬륨, 네온 또는 크세논 또는 이들의 조합으로 이루어진 방전 가스로 채워진다.

동작에 있어서, 소정의 파형을 각각 갖는 전압이 주사 전극(9), 공통 전극(10) 및 데이터 전극(6)에 인가된다. 주사 전극(9)과 공통 전극(10) 사이의 전압 차이 또는 공통 전극(10)과 데이터 전극(7) 사이의 전압 차이가 임계 전압을 초과하면, 주사 전극(9)과 공통 전극(10) 사이 및 공통 전극(10)과 데이터 전극(6) 사이에서 방전이 각각 발생되고, 그에 따라, 형광체(8)가 가시광선을 방출한다.

최근의 기술발전으로 휘도나 암실에서 명암비에 대한 개선은 지속적으로 이루어져 많은 결과들이 속속 발표되고 있다. 그러나 이러한 기술적인 발전과는 달리 명실 명암비에 대한 개선은 거의 진전이 없어 플라즈마 디스플레이 제조업체에서는 해결방안을 찾기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. RCA에서는 전면 유리판에 color filter를 부가하여 명실 명암비를 개선하는 방법을 제안하였고 그 외 업체들에서도 전면 필터에 다양한 재료의 코팅 및 조합을 통하여 명실 명암비를 개선하고자 노력하고 있다. 그러나 이러한 노력은 궁극적으로 투과율의 감소를 동반하여 전체적인 효율감소의 단점을 동시에 안고 있는 방법들이다. 또한 형광체의 반사율을 저감하기 위하여 color 착색등의 방법을 검토하고 있으나 효율의 감소등으로 인하여 실제적인 효과를 얻지는 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 그 목적은 외부 입사광에 의한 형광체 표면반사를 최소화하면서 R, G, B 색상의 선택적인 반사를 통하여 높은 색순도와 휘도를 가지므로 명실 명암비를 획기적으로 개선할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 형광체 표면에 소정 주기의 광 결정을 형성하여 선택적으로 적색, 녹색 및 청색의 선택적 반사를 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 광 결정은 적어도 1층 이상이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 형광체의 크기는 2~3㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 형광체의 모양은 구형인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 광 결정의 크기는 상기 형광체 표면에 반사하고자 하는 파장의 반(λ/2)인 것이 바람직하다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 다른 형광체는 다공성 구형 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 다공성 구형 형광체는 단분산 고분자 입자 콜로이드 용액과 형광체 입자를 혼합용액으로 사용하여 에어로졸을 분무시키는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 플라즈마 디스플레이에 사용되는 형광체 표면에서의 가시광 반사율을 낮추기 위하여 형광체 자체에 대한 표면 개질을 통하여 형광체의 외부 입사 가시광 반사율을 최소화하고 동시에 특정파장 영역, 즉 R, G, B 색상을 선택적으로 반사하도록 조절함으로써 명실 명암비뿐만 아니라 색순도와 휘도를 높일 수 있는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 개질 형광체의 제조방법을 나타낸 것이다.

상기 실시예는, 구형의 형광체 표면에 광 결정을 형성하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.

일반적으로 빛을 제어하기 위하여 빛의 파장크기로 산란점을 규칙적으로 배열시킴으로써 산란된 빛의 크기나 방향을 선택적으로 조절할 수 있다. 즉, 산란점의 구조와 굴절률에 따라 특정파장의 빛을 규칙적으로 산란시킴으로써 임의의 방향에 대해 높은 반사율을 얻을 수 있다. 이는 적절한 설계를 통하여 원하는 파장의 빛을 선택적으로 반사시킬 수 있음을 의미하고 있다. 최근의 기술발전으로 구형의 광 결정을 원하는 사이즈로 얻는 기술들은 다양한 방법들이 제안되고 있다. 그 가운데 콜로이드 용액을 에멀젼 또는 에어로솔 같은 구형의 액적에 제한시켜 구형의 광 결정을 제작하는 유용한 방법도 제안되고 있다. 따라서 본 발명에서는 평균 2~3 마이크로 사이즈의 구형 형광체 표면에 반사하고자 하는 파장의 l/2(노색의 경우 약 250~ 300 nm 사이즈)에 해당하는 투명한 구형 광 결정을 단층 또는 다층으로 균일하게 코팅, 제작하여 형광체 표면에서 R, G, B 색상의 선택적인 반사가 가능해짐으로서 외부입사 가시광의 반사율을 저감을 통해 명실 명암비를 획기적으로 개선함과 동시에 휘도의 감소없이 높은 색순도의 발광색만이 외부로 출사된다.

한편, 자외선에 의해 형광체의 여기를 통해 발생된 가시광은 투명한 광 결정에 의해 흡수 없이 광 결정 효과를 통해 외부로 출사되는 광효율이 증가하는 장점도 있다. 이러한 효과를 통해 기존의 접근방법과 달리 휘도감소 없이 명실 명암비 를 획기적으로 개선할 수 있으며 휘도개선 효과도 동시에 구현할 수 있게 된다.

표면개질 형광체의 제조는 기 제조된 마이크로 사이즈의 형광체와 특정사이즈로 단분산된 구형 광 결정을 활용하여 자기결정조립방법을 통하여 원하는 두께의 단층 또는 다층으로 표면을 개질한 구형 형광제를 제조할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 구형 형광체 제조방법을 나타낸 것이다.

상기 실시예는, 본 발명에 의해 제안된 다공성 구형 형광체를 구현한 전자현미경 사진을 보여주고 있다.

도 3을 참조하면, 사용하는 고분자의 템플리트(template)의 입도에 따라 원하는 사이즈의 다공을 형광체 표면에 구현할 수 있고 표면적의 증가로 표면 광흡수 역시 증가되어 내부에서 발생된 진공 자외선(vacuum ultraviolet, 'VUV')을 높은 전환효율로 가시광으로 전환할 수 있게 된다. 또한, 외부에서 입사되는 가시광은 표면에서 반사율을 낮춰주게 됨으로써 높은 명실 명암비와 고휘도 구현이 가능해 진다.

다공성 구형 형광체의 제조는 단분산 고분자 입자 콜로이드 용액과 형광체 입자를 혼합용액으로 사용하여 에어로솔을 분무시키는 방법을 이용하여 제조 가능하다. 분무된 에어로솔은 고분자/형광체 2상 분산계를 포함한 액적이고 이를 고분자가 분해 가능한 온도에서 고분자 입자를 제거하여 콜로이드 결정의 역전된 구조체인 다공성 구형 형광체를 제조할 수 있다.

상기 다공성 구형 형광체의 다공의 크기는 한정된 것이 아니다. 즉, 본 발명은 형광체 표면의 표면적을 넓힘으로써, 반사율을 낮추는 것이 목적이므로 상기 다공성 구형 형광체에 형성된 다공의 크기는 구형 형광체의 표면적이 넓게 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그러나 상기 다공성 구형 형광체의 다공의 크기는 특정파장의 빛의 반사율을 낮추기 위해서는 계산에 의해서 조정될 수는 있으나 이는 본 발명의 요지는 아니므로 그 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이에서 명실 명암비를 획기적으로 개선 가능한 방법제공에서 뛰어난 효율을 얻을 수 있다. 명실 명암비 저하에 가장 큰 영향을 미치는 인자가 형광체 표면에서 가시광의 반사에 근거하므로 형광체 자체의 표면개질을 통하여 표면반사를 최소화하고 특히, 특정주기를 표면에 생성하여 R, G, B 색상의 선택적인 반사를 유도함으로써 기존의 방법들과 달리 높은 색순도와 휘도 극대화가 가능한 장점이 있다.

현재까지 표면 roughness로 산란을 유도하여 반사율을 저하하기 위한 노력은 있었으나 효율감소의 원인으로 인해 큰효과를 보지 못한 것과 비교해서 본 발명은 전체적인 광효율의 감소없이 명실 명암비를 개선할 수 있는 방법으로서 그 파급효과는 매우 크다.

Claims (7)

1. 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 구형 형광체 각 입자 표면에 소정 주기의 크기를 가지는 광 결정이 형성되어, 선택적으로 적색, 녹색 및 청색의 빛을 반사 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1항에 있어서, 상기 광 결정은 적어도 1층 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1항에 있어서, 상기 형광체의 지름의 크기는 2~3㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 광 결정의 크기는 상기 형광체 표면에 반사하고자 하는 빛의 파장의 반(λ/2)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 형광체는 다공성 구형 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 6항에 있어서, 상기 다공성 구형 형광체는 단분산 고분자 입자 콜로이드 용액과 형광체 입자를 혼합용액으로 사용하여 에어로솔을 분무시키는 방법을 이용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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