KR19980017588A - 플라즈마 표시소자의 에이징방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AC PDP 등 구조가 복잡한 PDP의 제조에 적합한 신규의 에이징 방법을 개시한다.

구동전압의 안정하를 위한 에이징은 종래 시간이 장시간 소요되고 패널이 손상되며 패널 특성이 낮은 문제가 있었다.

본 발명에서는 고온 분위기에서의 에이징으로 에이징 시간을 단축하고 패널의 손상을 방지하며, 배기과정에서의 에이징으로 에이징을 촉진하는 동시에 패널 특성을 향상시켰다. 이러한 두 특징은 고온배기과정에서의 에이징으로 동시에 구현된다.

Description

플라즈마 표시소자의 에이징 방법

제1도는 PDP의 기본적 구성을 보이는 단면도들로서 (a)는 DC PDP, (b)는 AC PDP,

제2도는 종래의 PDP 제조방법을 보이는 블록도,

제3도는 본 발명 PDP 제조방법을 보이는 블록도,

제4도는 종래방법과 본 발명 방법을 비교한 온도 그래프,

제5도는 종래방법과 본 발명 방법을 비교한 방전전압 그래프이다.

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명*

T1 : 유지온도

T2 : 주입온도

T3, T4 : (에이징) 개시온도

V1 : 방전개시전압

V2 : 사용전압

t1, t2 : 에이징(aging)시간

본 발명은 플라즈마 표시소자(PDP: Plasm Display Panel)의 제조에 관한 것으로, 특히 그 에이징(aging)방법에 관한 것이다.

기체방전현상을 화상표시에 이용하는 PDP는 그 기본적인 구성을 제1도 (a)에 도시된 직류(DC) PDP에 의해 쉽게 알 수 있는 바, 전면 및 배면기판(P1, P2)에 전극(E1, E2)이 교차 대향 배열되고 그 교차점을 격벽(B)이 구획하여 화소를 형성하며, 각 화소에는 소정의 형광체(F)가 도포되어, 두 전극(E1, E2)의 선택에 의해 발생된 방전이 형광체(F)를 방광시킴으로서 화상을 표시하게 된다.

이러한 DC PDP는 그 구성과 구동이 간단하지만 전극(E1, E2)의 선택시에만 발광하게 되므로 고해상도의 동(動)화상 표시시에는 발광휘도가 낮은 문제가 있어서 사용이 곤란하게 된다.

이에 비해 (b)에 도시된 교류(AC) PDP는 어느 한 전극(E2)상에 유전층(I)을 피복하여 유전층(I)의 표면에 벽전하(wall charge)를 형성함으로써 신속하고 강력하며 길게 연장되는 방전을 일으켜 발광휘도를 개선하고 있다.

이와 같은 PDP의 전극(E1, E2)이나 형광체(F) 또는 유전층(I) 등의 기능층들은 일반적으로 인쇄방법으로 형성되는 바, 인쇄 및 막(膜)의 유지를 위해 기능층을 재질외에도 유기용제나 바인더(binder) 등 여러가지 다른 성분들이 혼합된다.

이러한 성분들은 기능층의 소성(燒成)과정에서 거의 대부분 휘산(揮散)되지만 일부를 기능층내에 잔류하게 되는 바, 그 결과 완성된 PDP는 초기부터 균일한 특성을 나타내지 못하고 상당한 작동시간이 경과되어야 안정된 특성을 나타내게 된다.

이에 따라 PDP의 제조과정에서 PDP가 안정된 특성을나타낼 수 있기 까지 미리 작동시키게 되는 바, 이러한 작동과정을 활성화(activation) 또는 에이징 과정으로 호칭하고 있다.

제2도에는 이러한 에이징 과정을 포함하는 일반적인 PDP 제조과정을 도시하고 있는 바, 각각 기능층들이 형성된 두 기판(E1, E2)을 봉합하여 PDP 패널을 구성하고 나면, 이 패널은 먼저 배기공정으로 투입되는데 일반적으로 배기공정은 패널을 배기로에 투입하여 400℃ 이상의 온도로 가열하여 배기하는 고온배기공정으로 이루어진다.

이 고온배기공정은 제4도의 실선(c) 그래프를 참조하면 먼저 유지온도(T1)까지 승온시키면서 배기를 개시하여 소정시간동안 이 유지온도(T1)를 유지한 뒤 냉각을 개시하여 주입온도(T2)에 도달하면 배기를 중단하고 방전가스를 주입하고, 냉각된 패널의 온도가 상온에 가까와지면 패널을 배기로에서 반출하여 이를 밀봉하게 된다.

완성된 PDD 패널은 최종공정에서 전술한 에이징공정으로 투입되는데, 에이징공정은 제5도의 실선으로 도시된 바와 같이 초기방전전압(V1)을 인가하여 방전가능전압이 사용전압(V2)이 되기까지 에이징시간(t1)동안, 점차 방전전압을 낮춰가면 PDP를 작동시키는 과정으로 이루어진다.

그런데 DC PDP의 경우는 초기방전전압(V1)이 사용전압(V2)에 비해 그다지 높지 않으며 에이징시간(t1)도 수십분 정도로 쉽게 안정된 상태에 도달하는데 비해, AC PDP의 경우는 초기방전전압(V1)도 사용전압(V2)의 2배 이상으로 높을 뿐아니라 사용전압(V2)으로 안정화되는데 소요되는 에이징시간(t1)도 무려 십수시간이 소요되고 있다.

이것은 AC PDP가 DC PDP에 비해 기능층의 구조가 복잡할 뿐아니라 벽전하 등의 형성이 안정화되는데 유전층(1)의 특성에 크게 의존하는 등에 기인하는 것으로 사료된다.

AC PDP의 에이징시간(t1)이 장시간을 소요하는 것은 AC PDP의 생산성과 제조원가에 크게 영향을 미치게 된다. 뿐만아니라, 초기방전전압(V1)이 사용전압(V2)의 2배 이상으로 높아 에이징과정에서 패널에 고열이 발생될 수 밖에 없는 바, 이는 패널의 유효영역과 그 주위의 비유효영역간에 큰 온도편차를 야기하여 유리로된 패널에 크랙(crack) 등의 손상을 야기하게 된다.

이러한 고열에 의한 패널의 손상을 방지하기 위해서는 인가되는 방전전압의 주파수를 낮추는 방법이 사용되고 있는 바, 그러면 에이징시간(t1)은 더욱 연장될 수 밖에 없게 되어 생산성에 더 큰 장애를 초래하게 된다.

또한 종래의 에이징은 모두 패널이 밀봉된 상태에서 수행되었으므로 에이징 과정에서 기능층들로부터 발생된 불순물은 그대로 방전가스내에 잔류하게 되고, 이에 따라 방전가스의 품위가 낮아져 완성된 PDP의 특성을 저하시키는 문제도 있었다.

이와 같은 종래의 여러가지 문제점들을 감안하여 본 발명의 목적은 에이징시간을 대폭 단축하고 에이징 과정에서의 패널 손상을 방지하여 완성된 패널의 품위를 향상시킬수 있는 에이징 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 첫번째 특징은 PDP 패널을 고온으로 가열한 고온 분위기에서 에이징을 수행하는 것이다.

그러면 고온으로 인해 패널의 활성화가 촉진되어 단시간내에 안정된 사용전압에 도달할 수 있게 될 뿐아니라, 에이징에 따른 온도편차가 없어 패널의 손상이 방지된다.

한편 본 발명의 두번째 특징은 PDP 패널의 배기중에 에이징을 수행하는 것이다.

이 방법은 바람직하기로 PDP 패널을 배기한 뒤 에이징가스를 주입하여 에이징을 수행한 뒤 다시 패널을 배기하여 방전가스를 주입하는 과정으로 이루어지는데, 에이징시 발생한 불순물이 패널 외부로 방출되므로 신속한 에이징이 가능할 뿐아니라 완성된 패널 내부에 불순물이 잔류하지 않아 방전가스의 품위가 높아지므로 패널의 특성이 향상될 수 있다. 또한 에이징에 최적인 분위기를 선택할 수 있어서 에이징의 효율과 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 첫번째 특징과 두번째 특징을 동시에 구현하는 본 발명의 세번째 특징은 PDP 패널의 고온배기고정중에 에이징을 수행하는 것이다.

이하 본 발명의 세번째 특징을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명함으로써 본 발명의 모든 특징이 더욱 명확해질 것이다.

제3도에서, PDP 패널의 에이징이 고온배기공정중에 수행(본 발명 제3특징)됨으로써 고온분위기하의 에이징(본 발명의 제1특징)과 배기과정 중의 에이징(본 발명 제2특징)이 동시에 구현된다.

예를들어 제4도와 같이 온도스케쥴(temperature schedule)이 유지되는 고온배기로 내에 패널이 투입되면 패널은 유지돈도(T1)까지의 승온과 유지온도(T2)에서의 소정시간 유지, 그리고 다시 냉각과정을 거쳐 소정의 주입온도(T2)에 도달하면 배기를 중단하고 방전가스를 주입하여, 냉각된 패널을 배기로에서 반출하여 밀봉하게 된다.

이러한 배기의 전체적인 과정은 제4도의 실선(c)으로 표시된 종래의 배기공정과 대략 유사하다.

그런데 본 발명에 있어서는 배기공정중에 에이징을 수행하게 되는바, 이 에이징과정은 배기공정의 승온과정(점선 그래프 c1) 또는 냉각과정(일점쇄선 그래프 c2)중의 어느 한 과정에서 이루어질 수 있다.

먼저 제4도에 c1으로 표시된 바와 같이 승온과정에서 에이징을 수행하는 방법을 살펴보면, 승온을 개시하여 패널의 온도가 유지온도(T1)보다 낮은 소정의 개시온도(T3)에 도달하면 배기를 중단하여, 패널내에 에이징가스를 주입하고 구동전압을 인가하여 패널의 에이징을 수행하게 된다.

패널의 구동전압이 안정화되어 에이징이 완료되면 다시 패널을 배기하여 에이징가스와 에이징시 발생된 불순물을 배출시킨 뒤 주입온도(T2)에서 방전가스를 주입하게 된다.

여기서 개시온도(T3)가 유지온도(T1)보다 낮은 이유는 에이징시 인가된 구동전압에 의해 패널이 발열하여 온도가 상승되기 때문이므로, 개시온도(T3)와 유지온도(T1)의 차이는 적어도 에이징시 패널의 온도상승량과 같거나 이보다 커야 한다.

한편 에이징가스로는 패널에 최종적으로 충전될 방전가스가 사용될 수도 있으나, 에이징가스가 방전가스와 별도로 주입되었다가 배출되므로 에이징가스는 방전가스의 조성과 달리 에이징에 최적인 별도의 성분비로 조성될 수 있다.

그러나 아직까지 에이징을 방전가스와 독립적인 분위기에서 수행해 본 바 없으며, 이는 본 발명에서 최초로 제안된 것이므로 에이징에 최적인 에이징가스의 조성에 대해서는 차후 속행될 실용화 실험으로 구체화 될 것이며, 그 결과는 별도의 출원이나 기술발표로 개시될 것이다.

이와 같은 방법에 있어서 에이징 전압인가시의 패널의 온도상승량은, 에이징 자체가 기능층의 분안정에 대해 수행되는 것이므로 일정하다고 보기는 어렵다. 따라서 승온과정에서 에이징을 수행하면 패널이 과열되어 열손상 등을 야기하거나, 역으로 유지온도(T1)에 도달하지 못하여 충분한 배기가 이루어지지 못할 우려가 있다.

이에 따라 냉각과정에서 에이징을 수행하는 것이 더욱 바람직하다고 판단되는 바, 이는 제4도의 일점쇄선(c2)과 같이 패널의 승온 및 유지과정을 거쳐 배기를 계속하여 패널이 냉각됨에 따라 소정이 개시온도(T4)에 도달하면 배기를 중단하고 에이징가스를 주입하여 에이징을 수행하는 것이다.

그러면 패널은 구동전압의 인가에 따라 온도가 상승하게 되는 바, 제4도에서 이 상승시의 온도가 승온과정에서 에이징 수행시의 개시온도(T3)과 동일한 것으로 도시되어 있다. 이것은 고온배기시 최고온도인 유지온도(T1)에 대해 에이징시 온도상승량의 2배 정도의 차이를 둔다는 것을 의미하는 것으로, 과열을 방지하기 위해 충분한 온도 차이를 둔다는 것외에 다른 물리적의미는 없다.

이와 같이 냉각과정에서 에이징을 수행하는 실시예에 대해 본 발명자는 기초적인 비교실험을 수행하였는데, 이는 실제 PDP 생산에 사용되는 배기로내에서 수행된 것은 아니며 패널의 배기와 분위기 온도의 조절 그리고 구동전압의 인가가 가능한 실험로에서 수행되었다.

휴대용 컴퓨터의 모니터로 사용될 10 칼라 AC PDP의 경우 실제 고온배기로에서 유지온도(T1)가지의 승온시간이 약 3시간, 유지시간 약 1.5시간, 그리고 냉각시간이 약 10시간 소요되며, 약 350V 정도의 초기 방전전압(V1)에서 200V 정도의 사용전압(V2)에 도달하는 에이징시간(t1)이 약 14시간 정도 소요되었다. 여기서 초기방전전압(V1)은 패널에 따라 상당히 불균일하여 상당수의 패널은 400V 이상의 초기방전전압(V1)을 인가하여야 방전을 개시하게 된다.

이러한 고온배기로에서의 실제 생산과정을 실험로에서 재현해 보아 십수분정도의 오차내에서 에이징 소요시간 등은 거의 그대로 나타났으며, 10개의 샘플 중 2개 정도에서 크랙 등 패널 손상이 관찰되었다.

이에 비교하여 본 발명 방법은 실험로내의 패널이 300℃ 정도로 냉각된 상태에서 방전가스를 에이징가스로 주입하고 구동전압을 인가하여 에이징을 수행한 바, 10개의 실험샘플 모두가 350V의 초기방전전압(V1)의 인가로 방전을 개시하였으며 200V 정도의 사용전압(V2)으로 안정화되는데 소요된 시간, 즉 에이징시간(제5도의 t2)은 약 2시간 정도 소요되었으며 그 이후 방전전압이 완만히 하강하여 약 4기간이 경과하자 180V 정도로 일정하게 유지되었다.

또한 종래의 방법에 있어서 고온배기의 개시로부터 에이징의 종료시까지 소요된 전체시간이 28.5시간(배기종료시로부터 에이징 개시까지의 대기시간은 제외함)이었던데 비해, 본 발명에서는 16.5시간(사용전압 200V 도달) 내지 18.5시간(사용전압 180V 도달)이 소요되었으며 10개의 샘플중 손상된 패널은 발견되지 않았다.

즉 본 발명에 의하면 에이징시간(t1, t2)이 10시간 이상 현저히 단축될 뿐아니라 사용전압(V2)도 종래에 비해 약 20V정도 낮아지는 결과가 나타났으며 패널의 손상도 발생되지 않았다.

이러한 결과는 전술한 바와 같은 고온분위기에 의한 기능층의 활성화의 촉진과 온도편차감소, 배기에 의한 불순물의 배출과 이에 따른 패널 특성의 향상이 실제적인 실험으로 뒷받침되는 것이라 할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 AC PDP 뿐아니라 필요에 따라 DC PDP 등 다른 방식의 PDP의 제조과정에도 적용되어, 고품위의 PDP를 높은 수율(收率)과 생산성으로 제공하는 큰 효과를 발휘할 것이다.

Claims (11)

1. 플라즈마 표시소자 패널에 구동전압을 인가하여 이 구동전압이 사용전압으로 안정화 될때까지 작동시키는 에이징 방법에 있어서,

   상기 패널을 고온으로 가열한 분위기에서 에이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
2. 플라즈마 표시소자 패널에 구동전압을 인가하여 이 구동전압이 사용전압으로 안정화 될때까지 작동시키는 에이징 방법에 있어서,

   상기 패널을 배기하는 과정중에 에이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 패널을 배기한 뒤 상기 패널 내부에 에이징가스를 주입하고,

   상기 패널의 에이징을 수행한 뒤,

   다시 상기 패널을 배기하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 에이징가스가 상기 패널의 방전가스와 동일한 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 에이징가스가 상기 패널의 방전가스와 다른 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
6. 플라즈마 표시소자 패널에 구동전압을 인가하여 이 구동전압이 사용전압으로 안정화 될 때까지 작동시키는 에이징 방법에 있어서,

   상기 패널이 승온과 유지, 냉각과정을 포함하는 고온배기공정으로 배기되고,

   상기 고온배기공정중에 상기 패널의 에이징이 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 에이징이 상기 고온배기공정의 승온과정중에 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
8. 제6항 또는 제7항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 패널이 상기 승온과정에서, 상기 유지과정의 유지온도보다 상기 에이징에 따른 온도상승량과 같거나 큰 차이만큼 낮은 개시온도에 도달하면 상기 에이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 에이징이 상기 고온배기공정의 냉각과정중에 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
10. 제6항 또는 제9항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 패널이 상기 냉각과정에서, 상기 유지과정의 유지온도보다 상기 에이징에 따른 온도상승량과 같거나 큰 차이만큼 낮은 개시온도에 도달하면 상기 에이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.
11. 제6항에 있어서,

    상기 에이징 과정이 상기 배기를 중단하고 에이징가스를 주입하여 상기 에이징을 수행한 뒤, 다시 상기 배기를 수행하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 에이징방법.