用于等离子体显示面板的绿色磷光体 相关申请的相互参考
本申请要求2003年11月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2003-0083599的优先权，在此结合其公开的整个内容作为参考。
【发明领域】
本发明涉及用于等离子体显示面板的绿色磷光体，尤其涉及具有改善的色纯度、寿命和放电稳定性的用于等离子体显示面板的绿色磷光体。
背景技术
等离子体显示面板(PDP)是在等离子体显示面板中利用等离子体现象显示图像的平板显示器件。因为在非真空状态的气体氛围下对彼此分隔的两个电极施加大于某种水平的电势时，在面板中形成放电，所以等离子体现象也称为气体放电现象。
目前使用的等离子体显示面板通常使用与图1中所示相类似的交流(AC)驱动等离子体显示面板。AC等离子体显示装置的基本结构中，面对背面基板3而设置前面基板1，在这两个基板之间具有放电空间5。在前面基板1上，多对持续电极形成图案，每个包括扫描电极X和公共电极Y。扫描电极X和公共电极Y都包括透明电极7和金属膜9。还将电介质层11覆盖在前面基板和持续电极上用于AC驱动。电介质层11的表面上用MgO钝化层13覆盖。在背面基板3上，设置了多个寻址电极A并且该多个寻址电极由电介质层15覆盖；和多个阻挡肋17，其在相邻阻挡肋之间形成相应的红色、绿色和蓝色磷光体层19R、19G和19B。
前面基板面对背面基板设置，并且这两个基板彼此密封。其内部空间被排空以达到近似真空状态，并且往其中注入放电气体。放电气体可以包括惰性气体如He、Ne或Xe中的任何一种或其混合物。这种PDP包括一排具有相应红色、绿色和蓝色磷光体层19R、19G和19B的三电极组。当在两个电极之间施加预定电压而产生等离子体放电时，由等离子体放电产生的UV射线激活荧光层，并且发出可见光。
典型的是，用于PDP的磷光体为由紫外线激活的磷光体。因为在红色、绿色和蓝色中绿色具有最高地白色亮度分数，所以，对于改进PDP亮度来说绿色亮度是最重要的。目前，将Zn2SiO4:Mn、BaAl12O19:Mn或(Ba，Sr，Mg)O·αAl2O3: Mn(其中α为1到23的整数)用于绿色磷光体，并且其中，Zn2SiO4:Mn是最普遍的，这归因于它较好的亮度特性。然而，正如下面进一步详细讨论的那样，它也有缺点，即放电特性趋于退化。
如图1所示，由于前面基板1的MgO层13和背面基板3的磷光体层19R、19G、19B直接暴露于放电空间，所以，堆积在磷光体层和MgO层上的壁电荷的数量直接影响了MgO层的二次电子发射系数和磷光体层的表面电荷。在正极性表面起电期间，很少发生放电失败，而在负极性表面起电期间，放电失败是常有的。这个倾向很大的取决于驱动系统。为了增加放电稳定性和减少放电失败，通常选择红色、绿色和蓝色磷光体，使得表面充电特性为正极性的，而不考虑颜色。然而，Zn2SiO4:Mn，这种最普遍的绿色磷光体具有负极性的表面起电特性。因此，在对磷光体层的表面起电特性敏感的驱动波形，即背面基板的变化中驱动PDP时，绿色单元的放电电压高于红色和蓝色单元的放电电压。
增加放电电压的机理如下所述：根据复位放电，在实际放电期间驱动交流等离子体显示器的特性，即，在对寻址电极端子施加放电电压之前，堆积壁电荷。在放电电压施加到寻址电极端子之前，具有相反极性的壁电荷分别堆积在前面基板和背面基板上。由此，在前面和背面基板之间产生电压差。
当电压差达到某种电平时，施加具有与堆积在寻址电极端子和扫描电极端子上的壁电荷的极性相同的电压以放电。由此，通过在适当的电平有效堆积壁电荷来降低寻址放电电压。在放电电压施加到寻址电极端子上之前，阳离子作为壁电荷堆积在背面基板的磷光体层表面上。当阳离子的壁电荷使具有负极性表面起电特性的Zn2SiO4:Mn平衡时，绿色单元产生比红色单元和蓝色单元小的放电电压。因此，Zn2SiO4:Mn的绿色单元与红色单元或蓝色单元相比，会需要更高的寻址电压，并且有时发生放电失败。
为了解决关于Zn2SiO4:Mn的问题，韩国专利未审查公开出版物No.2001-62387公开了一种绿色磷光体，其中YBO3:Tb添加到Zn2SiO4:Mn中。然而，得到的绿色磷光体具有恶化的色纯度。此外，韩国专利未审查公开出版物No.2000-60401公开了一种绿色磷光体，其中带正电的氧化锌和氧化锰材料添加到Zn2SiO4:Mn中。然而，因为色纯度和寿命恶化，所以，这种方法得到的绿色磷光体也引发了问题。此外，日本专利未审查公开出版物No.2003-7315公开了活性锰的铝酸盐绿色磷光体活性铽的磷酸盐或活性铽的硼酸盐可以改善驱动电压和亮度劣变。然而，不能充分改善绿色磷光体的余辉性能并且上述方法对于UV共谋电阻(UV collusion resistance)和寿命的改善是有限的。
发明概述
在本发明的一个实施例中，提供了用于具有良好色纯度、寿命特性和放电稳定性的等离子体显示面板的绿色磷光体。
本发明的另一个实施例提供了用于等离子体显示面板的两种绿色磷光体的组合物，其中第一绿色磷光体包括第一磷光体ReBO3:Tb，其中Re为一种或多种稀土元素，优先选自由Sc、Y、La、Ce和Gd构成的一组；和第二磷光体MgAlxOy:Mn，其中x为1～20以及y为1～30。
根据本发明的另一个实施例，提供了用于等离子体显示面板的三种绿色磷光体的组合物。其中第一绿色磷光体包括第一磷光体ReBO3:Tb，其中Re为一种或多种稀土元素，优先选自由Sc、Y、La、Ce和Gd构成的一组。第二磷光体MgAlxOy:Mn，其中x为1～20以及y为1～30。第三磷光体选自由Zn2SiO4:Mn、(Ba，Sr，Mg)O·αAl2O3:Mn及其混合物构成的一组，其中α为1到23的整数。
在本发明的另一个实施例中提供的等离子体显示面板，包括具有红色、绿色和蓝色磷光体图案的磷光体层，其中绿色磷光体图案包括上述任一种磷光体或上述磷光体的组合物。
【附图说明】
结合构成说明书一部分的附图，说明本发明的实施例，并且连同说明用于解释本发明的原理。
图1示出本发明等离子体显示面板内部结构的断面透视图。
详细描述
绿色磷光体Zn2SiO4:Mn具有上述缺陷，并且绿色磷光体(Ba，Sr，Mg)O·αAl2O3:Mn(其中α为1到23中整数)对于真空紫外线(VUV)是非常易损坏的，因此，它们的寿命性能差。在本发明中，代替上述磷光体，提供MgAlxOy:Mn(其中x为1～20以及y为1～30)和ReBO3:Tb(其中Re为由Sc、Y、La、Ce、Gd及其组合物构成的一组中选出的稀土元素)的混合物作为绿色磷光体，其中MgAlxOy:Mn在高能量时具有强阻抗，ReBO3:Tb具有良好的亮度。本发明的磷光体具有良好的寿命和亮度性能。
根据本发明的一个优选实施例，用于等离子体显示面板的绿色磷光体包括第一磷光体ReBO3:Tb(其中Re由Sc、Y、La、Ce、Gd及其组合物构成的一组中选出的稀土元素)和第二磷光体MgAlxOy:Mn(其中x为1～20以及y为1～30)。第一磷光体的含量优选为30～80wt％，并且更优选为40～60wt％。第二磷光体的含量优选为20～70wt％，并且更优选为30～50wt％。当第一磷光体的含量小于30wt％时，亮度衰退，并且当第一磷光体的含量大于80wt％时，色纯度特性降低。当第二磷光体的含量大于70wt％时，寿命特性衰退，并且当第二磷光体的含量小于20wt％时，放电稳定性的改进小。
第一磷光体的具体例子包括YBO3:Tb、(Y，Gd)BO3:Tb、(Y，Gd，La)BO3:Tb等，以及第二磷光体的具体例子包括MgAl2O4: Mn、MgAl3O4:Mn等。
根据本发明的另一个优选实施例，绿色磷光体除ReBO3:Tb和MgAlxOy:Mn之外还包括Zn2SiO4:Mn。也就是说，绿色磷光体包括第一磷光体ReBO3:Tb(其中Re为由Sc、Y、La、Ce、Gd及其组合物构成的一组中选出的稀土元素)；第二磷光体MgAlxOy:Mn(其中x为1～20以及y为1～30)；和由Zn2SiO4:Mn、(Ba，Sr，Mg)O·αAl2O3:Mn(其中α是1到23的整数)及其混合物构成的一组中选出的第三磷光体。
第一磷光体的含量优选为30～80wt％，并且更优选为40～60wt％。第二磷光体的含量优选为10～60wt％，并且更优选为10～30wt％。第三磷光体的含量优选为10～40％，并且更优选为10～30wt％。当第一磷光体的含量小于30wt％时，亮度衰退，并且当含量大于80wt％时，色纯度特性降低。第一和第二磷光体的具体例子如上所述。
作为第一和第三磷光体，可以使用根据公知方法制备的磷光体。第二磷光体MgAlxOy:Mn按下法制备：将焊剂添加到氧化镁、氧化铝、作活性剂的氧化锰和锰盐的混合物中，然后对得到的混合物进行热处理。氧化镁的例子为MgO，氧化铝的例子为Al2O3，氧化锰的例子为MnO2，以及锰盐的例子为MnCO3、MnCl2等。焊剂的例子包括MgF2、AlF3等。然而，第二磷光体的制备并不局限于上述方法。
通过在放电单元中使用本发明的绿色磷光体形成绿色磷光体层来制造等离子体显示器。
将本发明的绿色磷光体分散在粘结剂树脂溶解在溶剂的介质中，形成磷光体浆料组合物，粘结剂的例子包括纤维素树脂、丙烯酸树脂及其混合物。纤维素树脂的例子包括甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基丙基纤维素及其混合物。丙烯酸树脂的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯；聚甲基丙烯酸异丙酯；聚甲基丙烯酸异丁酯；丙烯酸单体的共聚物，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸苯氧基2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸苯氧基2-羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯等；及其混合物。本发明的磷光体浆料组分还可以包括少量的无机粘结剂。粘结剂的量可以在基于磷光体浆料组合物总量的大约2～8重量％范围内。
用于发光浆料组合物的溶剂的例子包括醇、醚、酯及其混合物。溶剂的优选例子包括丁基纤维素(BC)、丁基卡必醇醋酸酯(BCA)、萜品醇及其混合物。如果使用溶剂太多或太少，磷光体浆料组合物的流动性就不适于涂覆。考虑到这个影响，提供大约25～75重量％的溶剂。
本发明的磷光体浆料组合物还可以包括用于改善流动性和工艺性能的添加剂。各种添加剂包括，例如，光敏剂如苯甲酮、分散剂、硅基防雾剂、流变改性剂、增塑剂、抗氧化剂等，这些添加剂可以单独或组合使用。为了这些目的，可以使用本领域技术人员公知的商业购买的添加剂。
磷光体层和PDP的其他组件及其广泛已知的结构的制造方法均可以用于本发明的PDP。因此，在此不提供本发明PDP的制造方法及其结构的详细描述。
将得到的磷光体浆料涂覆在表面上以提供磷光体层。被涂覆的表面是背面基板3表面上的电介质层15和阻挡肋17侧壁，如图1中所示。磷光体浆料的涂覆方法包括但并不局限于丝网印刷或从喷嘴喷射磷光体浆料。然后，在足以使粘结剂树脂分解或燃烧的温度下，对涂覆的浆料层进行烧结，以此提供磷光体层。
下面的实施例进一步详细地说明本发明。然而，可以理解本发明并不受这些实施例的局限。
实施例和比较例
以表1中所示的混合比例混合每个绿色磷光体，然后，在乙基纤维素溶解在丁基卡必醇醋酸酯的介质中分散，从而得到磷光体浆料。在图1中示出的阻挡肋之间丝网印刷磷光体浆料，然后在500℃烧结，从而提供具有磷光体层的PDP。
表1 ReBO3:Tb 的量MgAl2O4:Mn 的量Zn2SiO4:Mn 的量(Ba，Sr，Mg)O·Al2O3:Mn 的量比较例1.1 - - 100 -实施例1 70 30 - -实施例2 50 40 - 10实施例3 50 10 40 -实施例4 30 70 - -
在仅激活每个PDP的绿色磷光体图案之后，使用色度(CA-100)的绿光亮度、亮度维持率(寿命)和放电变量测量根据CIE色度系统从PDP发出的绿光的色座标。结果示于表2中。在表2中，相对亮度是基于比较例1的100％的相对值。
表2色座标 x色座标 y相对亮度(％)寿命(200小 时之后) 放电变量比较例1 0.254 0.709 100 95％Va＝70V(大于或等于500)Va＝60V(大于或等于500)实施例1 0.285 0.644 112 100％Va＝70V(194.1)Va＝60V(258.0)实施例2 0.260 0.686 99 98％Va＝70V(227.6)Va＝60V(261.1)实施例3 0.279 0.668 102 97％Va＝70V(269.1)Va＝60V(311.4)实施例4 0.247 0.702 98 97％Va＝70V(202.5)Va＝60V(249.8)
如表2所示，实施例1的色纯度略微低于比较例1的色纯度。然而，实施例1的亮度和寿命特性(亮度维持率)得到较大地改善，且超过了比较例1的亮度和寿命特性(亮度维持率)。在实施例2～4中，亮度和寿命也得到了改善。
在表2中，Va代表寻址电压，并且为了根据下列等式评价放电稳定性，计算放电变量：
Nt/No＝exp(-(t-tf)/ts)
式中，Nt表示在时间t期间没有发生放电(也就是误放电)的时间量；No表示计算延迟放电的时间量；tf表示形成中的延迟；ts表示放电变量。
如表2所示，与比较例1对比，实施例1～4的放电变量大到寻址电压减至70V和60V。根据误放电量Nt和放电变量ts评价放电稳定性。作为ts，即表示放电变量参数越大，放电错误越增加，这导致了质量的恶化。因此，在放电稳定性方面，实施例1～4的改善显示超过比较例1。
如上所述，以最佳混合比混合具有良好亮度的ReBO3:Tb和在高能量方面具有良好阻抗的MgAlxOy:Mn(其中x为1～20以及y为1～30)，制备绿色磷光体，并且，该绿色磷光体由此能够在色纯度、寿命和放电稳定性方面改进等离子体显示面板。