JP4139670B2 - プラズマディスプレイパネルのエージング処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のエージング処理方法に係るもので、詳しくは、エージング処理の終了時点を正確に決定し得るプラズマディスプレイパネルのエージング処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報処理システムが発展し、その普及が拡大することに伴って、視覚情報を伝達する手段としての表示装置の重要性が高まっている。このような表示装置の主要な部分としての陰極線管（ＣＲＴ）は、サイズが大きくて動作電圧が高く、表示される画面が歪む現象が発生するという短所がある。従って、最近は、陰極線管の短所を解決した液晶表示装置（ＬＣＤ）や、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネルのようなフラットパネルディスプレイが開発されている。フラットパネルディスプレイ中、ＰＤＰは、Ｈｅ、Ｘｅ又はＮｅ、Ｘｅから構成された不活性混合ガスが放電中に発生する１４７ｎｍ波長の紫外線を蛍光体に当てて、その蛍光体を発光させる現象を利用している。薄型化及び大型化が容易で、構造が簡単で製作が容易であり、他のフラットパネルディスプレイに比べて輝度及び発光効率が高いという長所がある。特に、交流面放電型ＰＤＰは、不活性混合ガスが放電する時に電極の表面に壁電荷を蓄積させ、且つ、放電により発生されるスパッタリングから電極を保護するようにして、低電圧によってもＰＤＰを駆動させることができ、又、寿命も長い。
【０００３】
従来の交流面放電型ＰＤＰは、図１０に示したように、下部基板１０７と、上部基板１０１と、下部基板１０７の１面に形成されて下部基板１０７と上部基板１０１とを平行に離隔させる隔壁１０４と、下部基板１０７の各隔壁１０４の表面に形成されて紫外線により励起されて赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の可視光を発生する各蛍光体層１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂと、下部基板１０７上に複数形成されて各放電領域を選択的に放電させるアドレス電極１０６Ａ、１０６Ｂ、．．．０１６Ｎと、上部基板１０１の上面に設置されて放電領域内でアドレス電極１０６Ａ、１０６Ｂ、．．．、１０６Ｎとの間で放電が行われる放電サステイン電極１０８Ａ、１０８Ｂ、．．．、１０８Ｎと、それら放電サステイン電極１０８Ａ、１０８Ｂ、．．．、１０８Ｎの上面に形成され、プラズマ放電時に発生したスパッタリングにより発生する後述する誘電体層の損傷を防止して２次電子の放出効率を高める保護膜１０３と、プラズマ放電電流を制限させるだけでなくプラズマ放電時に壁電荷を蓄積する誘電体層１０２と備えていた。
【０００４】
上部基板１０１と下部基板１０７とは、隔壁１０４によって所定距離離され、上部基板１０１、下部基板１０７及び隔壁１０４により形成された放電空間にはＮｅ＋Ｘｅ、Ｈｅ＋Ｘｅ、Ｈｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅのような混合ガスが注入される。
【０００５】
又、各放電サステイン電極１０８Ａ、１０８Ｂ、．．．、１０８Ｎは、一つのプラズマ放電チャンネルの内部に二つが一対として形成され、それら一対の放電サステイン電極１０８Ａ、１０８Ｂのいずれか、例えば１０８Ａが、アドレス期間に供給されるスキャンパルスに応答してアドレス電極と共に対向放電を生じさせ、また、維持期間には供給される維持パルスに応答して他方の放電サステイン電極１０８Ｂとの間に面放電を起こすスキャン／サステイン電極として利用される。スキャン／サステイン電極と一対を成す他の一つの放電サステイン電極１０８Ｂは維持パルスを供給する共通サステイン電極である。
【０００６】
放電サステイン電極１０８Ａ、１０８Ｂ、．．．、１０８Ｎが形成された上部基板１０１の面には、誘電体層１０２と保護膜１０３が積層されている。誘電体層１０２はプラズマ放電電流を制限する役を果たすと同時にプラズマ放電時に壁電荷を蓄積する。保護膜１０３は、通常、酸化マグネシウムＭｇＯから形成されて、プラズマ放電時に発生するスパッタリングによる誘電体層１０２の損傷を防止して２次電子の放出効率を高める。
【０００７】
又、下部基板１０７には、放電空間を分離する複数の各隔壁１０４が垂直に形成され、下部基板１０７及び隔壁１０４の表面には、紫外線により励起されて赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂが形成されている。
【０００８】
以下、このように構成される従来ＰＤＰの製造方法に対して説明する。
先ず、上述したようなそれぞれの部材を配置した上部基板１０１と下部基板１０７との間にシーリング材を塗布して重ね、シーリング材を高温に焼成させることで、上部基板１０１を下部基板１０７の上に固定する。次いで、排気／放電ガス注入工程を実施する。その際、下部基板１０７に空気排出口（図示されず）を形成し、空気排出口に排気管（図示されず）を連結して上／下部基板１０１、１０７間の放電空間の圧力を１０^−６Ｔｏｒｒに維持させた後、Ｎｅ、Ｘｅ及びＨｅから成る不活性ガスを放電空間に注入して、排気管をチップ−オフ（Ｔｉｐ−ｏｆｆ）する。排気管の終端はほぼ８００℃以上に加熱すると離脱する。排気管の離脱により開放された下部基板１０７の空気排出口を密封することでＰＤＰ製造方法が終了する。このような製造方法により製造されたＰＤＰは、薄膜層、厚膜層及びガス層から成る複合層構造を有する。これらは、層及びセル毎に放電条件が均一でないために、全体的に安定した放電のために長時間のエージングを行うことが必要である。
【０００９】
従来のＰＤＰのエージングシステムは、図１１に示したように、上部基板２０３及び下部基板２０２と、それら上部基板２０３及び下部基板２０２を電気的に連結する各伝導性パッド２０１、２０４と、それら伝導性パッド２０１、２０４に電源を供給する電源２０５とを備えていた。
【００１０】
このように構成されたエージングシステムのエージング処理方法は、常温（２０〜２５℃）下で、上部基板２０３の各左側放電サステイン電極１０８Ｂ、．．．を伝導性パッド２０１により全て短絡させ、同様に、上部基板２０３の右側放電サステイン電極１０８Ａ、．．．を伝導性パッド２０４により全て短絡させた後、それら各パッド２０１、２０４に電源２０５を接続させて電源を供給して放電を起こさせ、伝導性パッド２０１、２０４を介する電荷の供給によってエージング処理を施していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来エージング処理方法においては、エージング終了時点を決定する根拠が確立されていなかった。現在まで、ＰＤＰのエージング終了時点を決定する根拠としては、電圧、輝度、色座標及び色温度のような多様な因子が利用されていた。しかし、このような各因子によっては、エージング終了時点を正確に決定することができないという不都合な点があった。
【００１２】
従来のエージング処理時の時間経過による輝度、放電電圧及び色温度特性は、図１２に示すようにエージング時間によってなだらかに変化し、放電電圧、輝度及び色温度のような各因子のいずれによってもエージング終了時点を決定するための明確な基準を決めることができなかった。そのため、以下のような不都合な点があった。
【００１３】
電圧は電流に比べて感度が小さいので、数千Å程度の厚さを有する各薄膜に対する放電特性が安定になる時点を決定するには一定の限界がある。ＰＤＰの放電電圧は、すぐに飽和される傾向があるので、ＰＤＰパネルが実質的に安定する以前に放電電圧が安定になったと誤認してエージングを終了する傾向があった。その場合、パネルを駆動する時に放電電圧の特性が均一にならず誤放電が発生することがあった。
【００１４】
輝度及び色温度を検出しようとする場合、それらの特性は、可視光が発生された後に検出することになり、いわゆる２次判断因子であるために、エージング終了時点を正確に決定することには限界がある。そのため、輝度及び色温度によってエージング終了時点を決定すると、エージング経過時間があまり長くなる傾向があり、蛍光体が劣化して損傷し易くなり、工程タックタイム（tack-time）が長くなるという不都合な点があった。
【００１５】
又、蛍光体の状態及び工程上の変数によってエージング時間が異なることがあるために、エージング終了時点を正確に決定することができないという不都合な点があった。
【００１６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、ＰＤＰのエージング時間が不足するために発生するパネルの放電特性が不安定になる問題点と、過エージングによる蛍光体劣化及び工程タックタイムが長くなる問題点とを全て解決し得る方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また、エージング処理時にパネルの電流波形変化を監視してエージング終了時点を正確に決定した後、温度、周波数及び供給電圧の大きさ並びに因子を利用してエージング終了時間を短縮し得る方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るプラズマディスプレイパネルのエージング処理方法は、プラズマディスプレイパネルに対して電源から電圧を供給してエージング処理を開始する段階と、パネルに印加される電流波形の変化を監視して電流波形の変化によりエージング終了時点を判断する段階を備えていることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本実施形態に係るＰＤＰのエージングシステムにおいては、図１に示したように、上部基板４０２及び下部基板４０３と、右側の放電サステイン電極および左側の放電サステイン電極にそれぞれ電気的に接続される伝導性パッド４０１、４０６と、それら伝導性パッド４０１、４０６に電源を供給する電源４０４と、電源４０４と各伝導性パッド４０１、４０６間に流れる電流を検出する電流検出部４０５とを備えている。
【００２０】
このように構成されたプラズマディスプレイパネルのエージングシステムによるエージング処理方法においては、常温（２０〜２５℃）で上部基板４０２の各左側放電サステイン電極を伝導性パッド４０１により全て短絡させ、同様に上部基板４０２の各右側放電サステイン電極を伝導性パッド４０６により全て短絡させた後、それら両方の各パッドに電源４０４を接続させて繰り返しパルスを加えて放電を起こさせてエージング処理を行う。
【００２１】
次いで、電流検出部４０５によって所定時間毎に電流波形の変化を検出する。この時、電流検出部４０５は、瞬間的な電流値を検出するのではなく、電流波形の動きの変化を監視する。
【００２２】
即ち、図１に示したように、エージング処理時にパネルの伝導性パッド４０１、４０６に電源４０４から電力を供給して放電を発生させると、パネルの放電サステイン電極から検出される電流は、図２に示すように、初期には変位電流５０１が発生し、変位電流が発生された後からは放電電流５０２が発生する。そして、エージング時間が経過すると放電電流の最初のピークが現れる時点が少しずつ早くなってくる。この放電電流の最初のピークが現れる時点が一定に安定になる時点をエージング終了時点として決定する。（最初のピーク以外に２番目又はその後のピークの変化によってエージング終了時点を決定することができる。）なお、図は２０分（ＭＩＮ）〜３０分ごとに測定した結果である。
【００２３】
以下、このようなエージング終了時点の決定を図式化して詳しく説明する。
一例として、ＰＤＰパネルに供給される供給電圧に対する電流の応答時間を図３に示す。電源４０４から前記パネルに電圧を印加した後、図４に示したように、電流検出部４０５から検出された放電電流のピークに到達するまでの時間を応答時間ＲＴとすると、エージング終了時点は図３のように表現することができる。
【００２４】
ＰＤＰパネルに電圧を供給した後、放電電流がピークに達するまでの応答時間は、エージング時間が経過するにつれてだんだん短くなり、所定時点以後には、電流の応答時間が一定になることが分かる。従って、その時点をエージング処理終了時間とする。
【００２５】
例えば、７．５インチテストパネルに対して常温（２０〜２５℃）でエージング処理をすると、エージング時に検出された放電電流の最初のピークが現れた後、ピークになる時間が一定になる時点がエージング開始後のほぼ５時間であると観察された。即ち、常温（２０〜２５℃）下でエージングを実施して電流波形の変化を監視した結果、エージング終了時点は、図３に示したように、エージング開始後、ほぼ５時間と観察された。このような方法によってエージング最適の終了時点を決定することができる。
【００２６】
このような決定方法を利用して他の各因子の数値を変化させてエージング終了時点を操り上げることもできる。例えば、温度に対して説明すると、次のようである。
【００２７】
図５は、本実施形態に係るエージング処理時に高温下で検出される電流波形の変化を示したグラフである。図中「Ｈ」は時間である。それぞれの時間ずらして測定した結果を示している。この例におけるＰＤＰのエージング処理方法は、ほぼ１００〜１５０℃の温度でエージングを実施した。同様に電流検出部４０５でパネルの電流波形の変化を監視して、エージング終了時点を決定することができる。
【００２８】
即ち、１００〜１５０℃の高温下でエージングを実施すると、パネルの放電サステイン電極から検出される電流の波形は、常温と同様に初期に変位電流５０１が現れた後に放電電流５０２が現れ、エージング時間が経過するほど放電電流の最初のピークが現れる時点は少しずつ早くなる。電流波形の変化が安定する時間は常温下でエージング処理する時よりも短くなる。従って、１００〜１５０℃の温度でパネルを放電させると、蛍光体の励起エネルギーが少なくなり、エージング時間が短縮されるため、蛍光体の劣化や損傷を少なくすることができる。
【００２９】
例えば、７．５インチテストパネルに対して高温（１００〜１５０℃）でエージング処理をすると、エージング時に検出される放電電流の最初のピークが現れる時間が一定に安定するエージング終了時点は、図６に示したように、エージング開始後ほぼ１時間であると観察された。
【００３０】
このように、高温下でエージングを実施すると、常温で実施したエージング処理に比べて、放電電流の最初のピークが現れる時間を一定に安定する時点であるエージング終了時点がより早くなる。
【００３１】
このようなエージング処理方法は、放電電圧及び輝度の変化によってその正確性を確認することができる。
【００３２】
本実施形態に係るエージング処理時の高温におけるエージング経過時間の放電電圧の変化は、図７に示したように、エージング時間が経過するほど放電が開始する放電開始電圧Ｖ_Ｆは低くなって、エージング開始後のほぼ１時間後には放電電圧Ｖ_Ｆが１９５［Ｖ］〜１９６［Ｖ］で一定に維持される。図における「Ｈ」は時間である。従って、高温でエージング処理を行ってエージング経過による放電電流変化を監視すると、前述したように、エージング開始後にほぼ１時間以後の経過時点で電流の最初のピークが現れる時点が一定に安定することは勿論、放電電圧Ｖ_Ｆも一定になるので、パネルの放電特性が一定に安定になるエージング終了時点が正確に決定されることが分かる。
【００３３】
又、温度に係るエージング結果の場合、図８に示したように、エージング前の初期輝度に比べて高温でエージング処理する時は、時間が立つにつれて輝度が急激に減少する。然し、高温下でエージングが終わった後の常温における輝度の測定を表している図９に示したように、エージング後の温度を常温に維持させて輝度を再測定すると輝度が一定に維持される。したがって、通常高温でエージングを実施した場合に発生する蛍光体の劣化が見られず、常温エージングの場合と比較してあまり差が無いことが分かる。
【００３４】
以上説明したように、温度を変えてエージング処理時間を短縮させる方法以外にも、温度以外に他の因子として周波数（供給電圧パルスの周波数を上昇させて電流波形の変化を監視することで、最適の周波数を捜し出して最短時間でエージング終了時点を捜すことができる。）、供給電圧の大きさ及び各因子を調節することでエージング終了時点を短縮できることが分かるであろう。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本実施形態に係るＰＤＰのエージング処理方法においては、エージング処理時にパネルの電流波形の変化を監視し、エージング終了時点を正確に決定することで、エージング時間が不足して発生するパネルの放電特性が不安定になる問題点及び過エージングによる蛍光体の劣化と工程のタックタイムが長くなる問題とを全て解決できるという効果がある。
【００３６】
又、本実施形態に係るＰＤＰのエージング処理方法においては、エージング処理時にパネルの電流波形変化を監視してエージング終了時点を正確に決定した後、温度、周波数及び供給電圧の大きさのような因子を利用してエージング終了時間を短縮し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係るエージングシステムの構成を示した図である。
【図２】 本実施形態に係るエージング処理時に常温下で検出される電流波形の変化を示したグラフである。
【図３】 参考例に係るＰＤＰパネルに供給される供給電圧に対する電流の応答時間を示したグラフである。
【図４】 参考例に係るエージング処理時の常温下でエージング経過時間による供給電圧に対する電流の応答時間の変化を示したグラフである。

【図５】 本実施形態に係るエージング処理時に高温下で検出される電流波形の変化を示したグラフである。
【図６】 本実施形態に係るエージング処理時に高温下でエージング経過時間による供給電圧に対する電流の応答時間の変化を示したグラフである。
【図７】 本実施形態に係るエージング処理時に高温下でエージング経過時間による放電電圧の変化を示したグラフである。
【図８】 本実施形態に係るエージング処理時に高温下でエージング経過時間による輝度変化を示したグラフである。
【図９】 本実施形態に係るエージング処理時に高温下でエージング終了後、常温で測定された輝度変化を示したグラフである。
【図１０】 従来の交流面放電型プラズマディスプレイパネルを示した構成図である。
【図１１】 従来のＰＤＰのエージングシステムを示したほぼ平面面である。
【図１２】 従来のエージング処理時の時間経過による輝度、放電電圧及び色温度特性を示したグラフである。
【符号の説明】
４０１、４０６：伝導性パッド ４０２：上部基板
４０３：下部基板 ４０４：電源
４０５：電流検出部

Claims (2)

1. プラズマディスプレイパネルに対するエージング処理方法であって、
   前記プラズマディスプレイパネルに対して１００−１５０℃でエージング処理を行うとともに、
   前記エージング処理が始まった後、前記パネルに印加される電流波形の変化を監視して、前記プラズマディスプレイパネルから放電される放電電流の最初のピークが現れる応答時間を所定時間毎にチェックし、前記放電電流の最初のピークが現れる応答時間が一定に安定になったらその時点を前記エージング処理の終了時点とする
   ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルのエージング処理方法。
2. プラズマディスプレイパネルの上部基板及び下部基板を夫々準備し、前記上部基板と下部基板間にシーリング材を塗布した後、該シーリング材を高温に焼成させて前記上部基板と下部基板とを合着する段階と、
   前記下部基板上に空気排出口を形成し、該空気排出口に排気管を連結して前記上部基板と下部基板間の放電空間を一定に維持させた後、Ｎｅ、Ｘｅ及びＨｅから成る不活性ガスを放電空間に注入する段階と、
   該不活性ガスの注入が完了すると、前記排気管をチップ−オフ（Ｔｉｐ−ｏｆｆ）する段階と、
   前記プラズマディスプレイパネルをエージング処理する段階とを備えているプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   前記プラズマディスプレイパネルをエージング処理する段階は、
   前記プラズマディスプレイパネルに対して１００−１５０℃で行われ、
   前記プラズマディスプレイパネルに電源電圧を供給することで、前記エージング処理を開始した後、前記プラズマディスプレイパネルから放電される放電電流の最初のピークが現れる応答時間を所定時間毎にチェックし、前記放電電流の最初のピークが現れる応答時間が一定に安定になったらその時点を前記エージング処理の終了時点とする
   ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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