KR100444515B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에이징 정도와 에이징 종료시점을 정확하게 판단하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법은 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 에이징을 실시하는 단계와, 상기 에이징 실시에 따른 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시 발생되는 방전전류를 감시하여 상기 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 되는 시점에 상기 에이징을 종료하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법{AGING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 에이징 정도와 에이징 종료시점을 정확하게 판단하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에 관한 것이다.
정보처리 시스템이 발전하고 그 보급이 확대됨에 따라 시각정보 전달 수단으로서 표시장치의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 표시장치의 주종을 이루고 있는 음극선관(Cathod Ray Tube : CRT)은 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 등의 단점이 있다. 최근에는 음극선관의 단점을 해결할 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다) 등의 평판표시장치가 개발되고 있다. 편판표시장치 중, PDP는 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 진공자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 구조가 단순해짐으로 제작이 용이해지고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 특히, 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1을 참조하면, 교류 면방전형 PDP는 방전유지전극(16)이 형성된 상부기판(10)과, 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12)을 구비한다.
상부기판(10)과 하부기판(12)은 격벽(14)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 상부기판(10), 하부기판(12) 및 격벽(14)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe,He+Xe, He+Ne+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 방전유지전극(16)은 하나의 플라즈마 방전채널 내에 2 개가 한 쌍을 이루게 된다. 한 쌍의 방전유지전극(16) 중 어느 하나는 어드레스기간에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 어드레스전극(22)과 함께 대향방전을 일으킨 후에, 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 방전유지전극(16)과 면방전을 일으키는 주사/서스테인전극으로 이용된다. 또한, 주사/서스테인전극과 한 쌍을 이루는 방전유지전극(16)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 공통서스테인전극으로 이용된다. 방전유지전극들(16)이 형성된 상부기판(10) 상에는 유전체(18)와 보호층(20)이 적층된다. 유전체(18)는 플라즈마 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 보호막(20)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지며, 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로 인하여 발생하는 유전체(18)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 하부기판(12)에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(14)이 수직으로 신장된다. 하부기판(12)과 격벽들(14)의 표면에는 진공자외선에 의해 여기되어 적, 녹, 청(R,G,B)의 가시광을 발생하는 형광체층(24R,24G,24B)이 형성된다.
이러한 PDP의 제조공정을 간략하게 설명하면, 먼저, PDP의 상판과 하판 각각을 제작한 후에 상판과 하판 사이에 실링재를 도포하고 그 실링재를 고온으로 소정시킴으로써 상판과 하판을 합착하게 된다. 이어서, 배기/방전가스 주입공정은 하판 상에 공기배출구와 그 공기배출구에 배기관(도시되지 않음)을 연결하여 상/하판 사이의 방전공간을 10-6Torr까지 배기시킨 후에 Ne+Xe, He+Xe, He+Ne+Xe 등의 불활성가스를 방전공간으로 주입하게 된다. 불활성가스의 주입이 완료되면 배기관은 팁-오프(Tip-off)된다. 배기관의 팁-오프시에 배기관의 끝부분은 대략 800℃ 이상으로 가열되어 떨어지고, 배기관의 분리로 인하여 개방된 하판 상의 공기배출구는 밀봉된다. 전 제조공정을 마쳐 완성된 PDP는 박막층, 후막층, 가스층의 복합층 구조로 구성되어 있지만 각 층과 셀마다 방전조건이 불균일하기 때문에 동작을 안정화시키기 위하여 많은 시간동안 에이징처리되고 있다.
이러한 에이징처리는 상온(20∼25℃) 분위기 하에서 도 2와 같이 상부기판(10)의 좌측패드들을 전도성패드(26)로 모두 단락시키고 마찬가지로 상부기판(10)의 우측패드들을 전도성패드(26)로 모두 단락시킨 다음, 양 패드들(26)에 전원공급원(27)을 접속시켜 방전유지전극쌍(16) 사이에 방전을 일으키게 된다. 여기서, 에이징 처리시 방전조건은 전도성패드(26)에 의한 전하의 공급량, 즉 전력에 따라 좌우되므로 전도성패드(26)에 공급되는 전압과 전류에 따라 조정될 수 있다.
그런데 종래의 에이정 처리방법은 에이징 정도를 판단할 수 있는 근거가 확립되어 있지 않았다. 현재까지 PDP의 에이징 정도를 판단할 수 있는 근거로는 전압, 휘도, 색좌표, 색온도 등 다양한 인자들(Factors)이 이용되고 있지만 이러한 인자들은 에이징 종료시점(Aging end time)을 정확하게 지시할 수 없는 실정이다. 이를 상세히 하면, 도 3에서 알 수 있는 바 방전전압으로 에이징 종료시점을 판단한다면 방전전압의 수동으로 패널에 공급되고 육안에만 의존하여 그 변화가 관찰되기 때문에 부정확할 수 밖에 없다. 일반적으로 전압은 전류에 비하여 민감도가 작기 때문에 수천 Å 정도의 두께를 가지는 박막에 대하여 방전특성의 안정화를 판단하는데 한계가 있다. 또한, 방전전압은 쉽게 포화되는 경향이 있으므로 패널이 실질적으로 안정화되기도 전에 방전전압이 안정화된 것으로 오판단될 수 있기 때문에 에이징이 부족하여 실제 구동시 방전전압특성의 불균일로 인하여 오방전이 발생되기 쉽다. 휘도나 색온도 특성은 방전이 발생한 후 방전시 발생된 진공자외선으로 형광체를 여기, 발광시켜 가시광을 발생시킨 후에에 알 수 있는 2차 판단 인자이기 때문에 패널의 안정화를 정학하게 평가하기에는 한계가 있다. 또한, 휘도나 색온도로써 에이징 종료시점을 판단한다면 에이징 경과시간이 지나치게 길어지는 경향이 있기 때문에 형광체가 열화되거 손상되기 쉽고 그 수명이 짧아지게 된다. 또한, 휘도나 색온도 특성을 감시하여 에이징 처리를 하게 되면, 형광체의 상태나 공정 상의 변수에 따라 에이징 시간이 달라질 수 있으므로 에이징 종료시점이 정확히 판단될 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 에이징 정도와 에이징 종료시점을 정확하게 판단하도록 한 PDP의 에이징 처리방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 3 전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 도면.
도 2는 종래의 에이징 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 에이징 처리시 시간경과에 따른 휘도, 방전전압, 색온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 상온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서 검출되는 전류변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 상온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서 에이징 경과시간에 따른 응답시간의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 전압에 대한 전류의 응답시간을 나타내는 파형도이다.
도 7은 고온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서 검출되는 전류변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 고온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서 에이징 경과시간에 따른 응답시간의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 고온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서 에이징 경과시간에 따른 방전전압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 고온 분위기 하에서 실시되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법에서의 휘도변화와 상온 분위기로 복귀할 때의 휘도변화를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 상부기판 12 : 하부기판
14 : 격벽 16 : 유지전극
18 : 유전체층 20 : 보호막
22 : 어드레스 전극 24R,24G,24B : 형광체
26 : 전도성 패드 27 : 전원공급원
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 에이징 처리방법은 PDP에 대한 에이징을 실시하는 단계와, 상기 에이징 실시에 따른 상기 PDP의 방전시 발생되는 방전전류를 감시하여 상기 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 되는 시점에 상기 에이징을 종료하는 단계를 포함한다.
상기 에이징은 20∼25℃ 의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 한다.
상기 에이징은 100∼150℃ 의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 상온(20∼25℃)의 분위기 하에서 에이징 처리를 실시할 때 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 에이징 처리방법은 패널의 전류를 감시하여 에이징 처리를 제어하고 에이징 정도와 에이징 종료시점을 판단하게 된다. 에이징처리시 패널의 유지전극쌍에 전압이 인가되어 방전이 일어나게 된다. 이 때, 패널의 유지전극으로부터 검출되는 전류는 초기에 변위전류(41)이며 방전이 일어난 후에 방전전류(42)가 발생된다. 에이징 시간이 경과될 수록 방전전류의 피크값이 나타나는 주기는 조금씩 빨라지게 된다. 이 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 안정화되는 시점이 에이징 종료시점으로 판단된다. 에이징 처리시 검출되는 전류는 일반적으로 1시간 이내에 안정화되는 전압과 달리 에이징 상태에 따라 변하게 된다. 시편으로써 40″테스트 패널에 대하여 상온(20∼25℃)에서에이징 처리한 바에 의하면, 에이징시 검출된 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 되는 시점이 에이징 시작후 대략 5 시간으로 관찰되었다. 다시 말하여, 상온(20∼25℃)의 분위기하에서 에이징을 실시하고 전류를 감시하면 에이징 종료시점은 도 5와 같이 에이징 시작 후 대략 5 시간으로 관찰되었다.
도 5에 있어서, 수직축의 응답시간은 도 6과 같이 패널에 인가되는 전압의 인가시점으로부터 전류의 피크값이 나타나는 시간으로 정의된다.
도 7은 고온(100∼150℃)의 분위기 하에서 에이징 처리를 실시할 때 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 에이징 처리방법은 대략 100∼150℃의 온도에서 에이징을 실시하며 패널의 전류를 감시하여 에이징 정도와 에이징 종료시점을 판단하게 된다. 100∼150℃의 온도에서 패널을 방전시키게 되면, 형광체의 여기에너지가 작게 된다. 따라서, 고온 분위기 하에서 에이징을 실시하게 되면, 형광체의 열화나 손상이 최소화된다. 100∼150℃의 고온분위기 하에서 에이징을 실시하게 되면, 패널의 유지전극으로부터 검출되는 전류는 상온분위기와 마찬가지로 초기에 변위전류(41)가 발생되며 방전이 일어난 후에 방전전류(42)가 발생된다. 에이징 시간이 경과될 수록 방전전류의 피크값이 나타나는 주기는 조금씩 빨라지게 된다.
고온 분위기 하에서 에이징을 실시한 결과, 상온 분위기 하에서 실시된 에이징 처리에 비하여 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 안정화되는 시점 즉, 에이징 종료시점이 더 빨라지게 된다. 시편으로써 40″테스트 패널에 대하여고온(100∼150℃)에서 에이징 처리한 바에 의하면, 에이징시 검출된 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 되는 에이징 종료시점이 도 8과 같이 에이징 시작후 대략 1 시간으로 관찰되었다.
고온 분위기 하에서 실시되는 에이징의 경과에 따른 전하(Q) 대 전압(V) 특성변화를 나타내는 도 9에서 알 수 있는 바 에이징 시간이 결과할수록 방전을 일으킬 수 있는 방전전압(VF)이 낮아지게 된다. 에이징 시작 후에 대략 1시간 이후에는 방전전압(VF)이 195[V]∼196[V]에서 일정하게 된다. 따라서, 고온 분위기 하에서 에이징 처리를 하고 에이징 경과에 따른 방전전류변화를 감시하면 전술한 바와 같이 에이징 시작 후 대략 1 시간 이후의 경과시점에서 전류의 피크값이 나타나는 주기가 안정화됨은 물론 방전전압(VF)이 일정하게 되어 패널의 방전특성이 안정화되는 에이징 종료시점을 정확히 알 수 있다.
한편, 고온 분위기 하에서 에이징을 실시하면 도 10에서 알 수 있는 바 에이징시 패널로부터 검출되는 휘도가 낮지만 에이징 종료 후에 상온 환경으로 복귀되면 패널의 휘도는 245[cd/m2] 이상으로 높게 되고 일정하게 유지된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상온 분위기 또는 고온 분위기 하에서 에이징을 실시하게 되며 에이징 경과에 따른 방전전류의 변화를 감시하여 에이징 정도와 에이징 종료시점을 판정하게 된다. 그 결과, 본발명에 따른 PDP의 에이징 처리방법은 에이징 처리시 패널의 전류를 감시하여 에이징 종료시점을 정확하게 검출함으로써 방전전압, 휘도 또는 색온도를 감시하여 에이징 정도 및 에이징 종료시점을 판정하는 종래의 에이징 처리방법에서 발생되는 에이징의 부족시 패널의 방전특성이 불안정하게 되는 문제점과 과에이징(Over Aging)에 따른 형광체 열화와 수명단축문제를 해결할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 따른 PDP의 에이징 처리방법은 고온 분위기에서 에이징을 실시하여 형광체의 열화 및 손상을 최소화함은 물론, 에이징 시작 후 대략 1 시간 경과되는 시점에서 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 안정화되고 방전전압이 일정하게 되는 것을 확인하여 에이징 종료시점을 에이징 시작 후 대략 1 시간 경과되는 시점으로 판단할 수 있게 되었다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 에이징을 실시하는 단계와,
    상기 에이징 실시에 따른 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시 발생되는 방전전류를 감시하여 상기 방전전류의 피크값이 나타나는 주기가 일정하게 되는 시점에 상기 에이징을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이징은 20∼25℃ 의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이징은 100∼150℃ 의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 에이징 처리방법.
  4. 삭제
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