KR20020056964A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패널 에이징 시간을 감축할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 상부기판 및 하부기판 중 적어도 어느 하나를 세정하는 단계와, 상부기판과 하부기판을 합착하는 단계와, 합착된 상/하부기판 내의 가스를 배기하고 방전가스를 주입하는 단계와, 합착된 상/하부기판의 전극에 소정 주파수의 전압을 인가하여 방전을 일으키므로써 합착된 상/하부기판을 에이징하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 상/하부기판 합착공정전에 플라즈마 클리닝공정을 실시함으로써 패널 에이징공정 시간의 절반을 감축할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 에이징 공정이 절반으로 줄이게 되면 그만큼 공정시간 및 비용이 감소하게 됨으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 저가격화 및 신뢰성 증가의 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법{Method Of Fabricating Plasma Display Panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한것으로, 특히 패널 에이징 시간을 감축할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는데 있다.
정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히, 종래 CRT(Cathod Ray Tube)는 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세가 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면디스플레이의 연구가 활발히 진행 중이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)와, 전계방출 표시장치(Field Emission Display) 및 플라즈마 표시장치 (Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있다. PDP는 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 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. 이러한 이점들로 인하여 PDP에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1을 참조하면, 통상적인 3전극 교류형 PDP의 방전셀에 대한 단면도를 도시한 것이다. PDP는 한 화소에 해당하는 것으로써 화사의 표시면인 상부기판(10)과 , 격벽(14)에 의해 상부기판(10)과 평행하게 배치된 하부기판(12)을 구비한다. 상부기판(10) 상에는 유지전극(16) 즉, 주사/유지 전극 및 유지전극이 나란하게 배치되고 유지전극(16)은 투명(ITO)전극(16A)과, Cr/Cu/Cr로 이루어진 버스전극(16B)으로 구성된다. 이러한 유지전극(16)에서 주사/유지 전극은 어드레스 방전을 위한 주사신호와 유지방전을 위한 유지신호를 공급하는 역활을 하게 된다.
유지전극(16)이 배치된 상부기판(10)상에는 전하축적을 위한 유전체층(18) 스크린 프린팅 방법에 의해 도포되고, 이 유전체층(18) 표면에는 보호막(20)이 성막된다. 여기서, 보호막(20)은 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(18)을 보호하여 수명을 연장시켜 줄 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높여주고 산화물 오염으로인한 내화 금속의 방전 특성 변화를 줄여주는 역할을 하는 것으로 주로 산화마그네슘(MgO) 막이 이용되고 잇다.
하부기판(12)은 어드레스 전극(22)을 스크린 프린팅 방법에 의해 형성하게 된다. 이 어드레스전극(22)은 어드레스 방전을 위한 데이터신호를 공급하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12)상에 격벽(14)을 스크린 프린팅 방법이나 샌드브라스트(Sand Blast) 방법을 이용하여 어드레스전극(22)과나란하게 형성하게 된다. 격벽(14)은 방전셀간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 방전셀 내부에 방전공간을 마련함과, 아울러 상부기판(10)과 하부기판(12)을 지지하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12) 및 격벽(14)의 표면에 고유색의 가시광선을 각각 발생하는 형광체(24R, 24G, 24B)를 스크린 프린팅 방법으로 성막하게 된다.
이렇게, 상부기판(10)과 하부기판(12)을 제작한 후 도 2와 같은 제조공정에 의해 완성된다.
도 2를 참조하면, 상술한 바와 같이 상부기판(10)과 하부기판(12)을 완성한 후 상/하판의 합착공정과, 배기/가스 주입공정 및 패널 에이징(Panel Aging) 공정후에 완성된다.
합착공정은 실(Seal)제가 도포된 상부 기판 및 하부 기판의 위치를 맞추고 임시 고정시킨다. 접합장치의 포인트는 화상 처리 기술에 의해 위치를 결정하는 정밀도와 정반(평면도, 평행도)이다. 임시로 고정한 상부 기판 및 하부 기판을 소성로에 넣어 450도의 열을 가해 실제인 녹는점이 낮은 유리를 녹여 고정시킨다. 합착공정 다음의 공정인 배기/가스 주입공정은 접합한 상부기판(10) 및 하부기판(12)장의 유리 안을 진공으로 만들고, 여기에 네온(Ne), 크세논(Xe), 헬륨(He)등을 혼합한 가스를 수㎎ 봉입함으로써 이루어진다.
마지막으로 공정으로 교류형 PDP의 제조에 있어서 패널제작 과정에서 발생되는 전극 표면의 오염 및 산화 등으로 구동전압이 상승하고, 발광형태가 얼룩이 생기는 현상이 발생하는데, 이를 위해서 전극표면(즉, 절연층)을 균일화하여 양호한방전특성을 얻고 구동전압을 감소시키기 위해 패널 어셈블리 후 반드시 에이징 공정을 실시하게 된다.
에이징 공정은 패널에 적당한 전압을 인가하여 초기에 불량판넬을 검사하거나, 소자의 전압안정화를 통해 판넬의 신뢰성을 확보하는 단계로 통상 24시간 정도 소요된다. 이러한 에이징 공정시간으로 인하여 PDP의 가격이 높아진다.
따라서, 향후 대량생산시 에이징 공정이 시간 및 비용이 가장 많이드는 베틀 넥(Bottle Neck)으로 작용할 가능성이 많기 때문에 최근에 에이징 공정의 시간을 줄여 PDP의 저가격화를 이루려는 목적의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 에이징 시간을 감축하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 면방전 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 도면.
도 2는 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명에 의한 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 나타내는 순서도.
도 4a 및 도4b는 플라즈마 클리닝장치를 나타내는 도면.
도 5는 플라즈마 클리닝을 실시한 보호막(산화마그네슘)의 물리적 변화를 나타내는 분석도.
도 6은 플라즈마 클리닝을 실시한 보호막(산화마그네슘)의 화학적적 변화를 나타내는 그래프.
도 7은 본 발명의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시전압을 종래의 방전 개시전압을 비교한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 10 : 상부기판6, 14 : 하부기판
2 : 유지전극쌍3 : 버스 라인
4 : 유전층5, 12 : 보호막
7 : 어드레스 전극8 : 격벽
9, 16 : 형광체20 : 주파수공급원
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 상부기판 및 하부기판 중 적어도 어느 하나를 세정하는 단계와, 상부기판과 하부기판을 합착하는 단계와, 합착된 상/하부기판 내의 가스를 배기하고 방전가스를 주입하는 단계와, 상/하부기판의 전극에 소정 주파수의 전압을 인가하여 방전을 일으키므로써 합착된 상/하부기판을 에이징하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치 (Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함)의 제조공정을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, PDP패널은 상/하판을 완성한 후 플라즈마 클리링(Plasma-Cleaning:이하 "PC"라 함)공정, 상/하판의 합착공정과, 배기/가스 주입공정 및 패널 에이징(Panel Aging)공정의 순서에 의해 완성된다.
상부기판(10) 상에는 유지전극(16) 즉, 주사/유지 전극 및 유지전극이 나란하게 배치되고 유지전극(16)은 투명(ITO)전극(16A)과, Cr/Cu/Cr로 이루어진 버스전극(16B)으로 구성된다. 이러한 유지전극(16)에서 주사/유지 전극은 어드레스 방전을 위한 주사신호와 유지방전을 위한 유지신호를 공급하는 역활을 하게 된다. 유지전극(16)이 배치된 상부기판(10) 상에는 전하축적을 위한 유전체층(18) 스크린 프린팅 방법에 의해 도포되고, 이 유전체층(18) 표면에는 보호막(20)이 성막된다.
여기서, 보호막(20)은 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(18)을 보호하여 수명을 연장시켜 줄 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높여주고 산화물 오염으로인한 내화 금속의 방전 특성 변화를 줄여주는 역할을 하는 것으로 주로 산화마그네슘(MgO) 막이 이용되고 잇다.
하부기판(12)은 어드레스 전극(22)을 스크린 프린팅 방법에 의해 형성하게 된다. 이 어드레스전극(22)은 어드레스 방전을 위한 데이터신호를 공급하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12)상에 격벽(14)을 스크린 프린팅 방법이나 샌드브라스트(Sand Blast) 방법을 이용하여 어드레스전극(22)과나란하게 형성하게 된다. 격벽(14)은 방전셀간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 방전셀 내부에 방전공간을 마련함과, 아울러 상부기판(10)과 하부기판(12)을 지지하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12) 및 격벽(14)의 표면에 고유색의 가시광선을 각각 발생하는 형광체(24R, 24G, 24B)를 스크린 프린팅 방법으로 성막하게 된다.
PC공정은 에이징(Aging) 시간을 줄이기 위한 수단으로 도 4a 및 도 4b와 같다.
PC공정은 도 4a와 같이 상부기판(10)만을 PC하는 방법과, 도 4b와 같이 상부/하부기판(10, 14)을 PC하는 방법이 있다.
도 4a를 참조하면, 상부기판(10)만을 PC하는 방법으로 고주파(Radio Frequency:이하 "RF"라 함) 주파수공급원(20)과, 진공장치 안에 설치되는 상측전극(22)과, 그라운드(GND)에 접속된 하측전극(24)과, 상측전극(22) 및 하측전극(24)사이에 위치하는 상부기판(10)을 구비한다.
주파수공급원(20)은 주기가 ㎒ 대역인 RF를 상측전극(10)에 공급하며, 상측전극(22)은 주파수공급원(20)으로부터 ㎒ 대역인 RF를 공급받으며, 상부기판(10)이 장착된다. 하측전극(24)는 그라운드와 연결된다.
PC는 표 1과 같은 공정조건으로 실시하게 된다.
항목 공정조건
Base Pressure 10(-7)Torr ∼ 10(-6)Torr
Plasma source RF(13.56㎒)
Process Pressure 수m Torr ∼ 수 Torr
전극간 거리 10 mm 100mm
Precess Gas Inert Gas(He, Ne, Ar, Kr, Xe)
Precessing Time 1 min ∼ 10 min
위와 같은 공정조건으로 진공장치 안의 상측전극(22)에 장착된 상부기판(10)과 하측전극(24)사이에서 불활성가스(Inert Gas) 분위기로 플라즈마 방전을 시키면 상부기판(10)상의 보호막(MgO)(12)이 가스(Gas)의 양이온에 의해서 적절하게 클리닝(Cleaning)된다.
또한, 도 4b를 참조하면, 상부 및 하부기판(10)을 PC하는 방법으로 RF 주파수공급원(20)과, 진공장치 안에 설치되는 상측전극(22)과, 그라운드(GND)에 접속된 하측전극(24)과,상측전극(22)에 장착되는 상부기판(10) 및 및 하측전극(24)에 장착되는 하부기판(14)를 구비한다.
주파수공급원(20)은 주기가 ㎒ 대역인 RF를 상측전극(10)에 공급하며, 상측전극(22)은 주파수공급원(20)으로부터 ㎒ 대역인 RF를 공급받으며, 상부기판(10)이 장착된다. 하측전극(24)은 그라운드와 연결되어 있으며, 하부기판(14)가 장착되며,상부기판(10) 및 하부기판(14)의 PC는 표 1과 같은 공정조건으로 실시한다.
진공장치 안의 상측전극(22)에 장착된 상부기판(10)과 하측전극(24)에 장착된 하부기판(14) 사이에서 불활성가스(Inert Gas) 분위기로 플라즈마 방전을 시키면 상부기판(10)상의 보호막(12)과 하부기판(14)상의 형광체(16)이 가스(Gas)의 양이온에 의해서 적절하게 클리닝된다.
위와 같은, 플라즈마 방전에 의해 PC를 실시하면 도 5와 같이 물리적변화 및도 6과 같이 화학적변화의 나타난다.
도 5는 PC를 실시한 산화마그네슘의 보호막의 물리적변화를 나타내는 도면으로써 PC전의 보호막(12)을 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscopy)로 분석한 것으로 PC전보다 PC후의 보호막(12)의 평탄화도(Flatness)가 증가한 것을 볼수 있다.
도 6은 PC를 실시한 산화마그네슘의 보호막의 화학적변화를 나타내는 도면으로써 PC전의 보호막(12)을 엑스레이 광전자 분광기(X-ray Photoelectron Spectroscophy)로 분석한 것으로 PC를 약 1분정도 실시하면 보호막(12) 표면에 존재하던 불순물(H2O)이 보호막(MgO) 표면과 결합한 Mg-OH peak가 거의 제거됨을 알 수 있다.
이러한 플라즈마 클리닝공정에 의해 세정된 상부 및 하부기판을 합착하게 된다. 합착공정은 실(Seal)제가 도포된 상부 기판 및 하부 기판의 위치를 맞추고 임시 고정시킨다. 접합 장치의 포인트는 화상 처리 기술에 의해 위치를 결정하는 정밀도와 정반(평면도, 평행도)이다. 임시로 고정한 상부 기판 및 하부 기판을 소성로에 넣어 450도의 열을 가해 실제인 녹는점이 낮은 유리를 녹여 고정시킨다. 합착공정 다음의 공정인 배기/가스 주입공정은 접합한 상부 기판 및 하부 기판의 안을 진공으로 만들고, 여기에 네온(Ne), 크세논(Xe), 헬륨(He)등을 혼합한 가스를 수㎎ 봉입함으로써 이루어진다.
마지막으로 공정으로 교류형 PDP의 제조에 있어서 패널제작 과정에서 발생되는 전극 표면의 오염 및 산화 등으로 구동전압이 상승하고, 발광형태가 얼룩이 생기는 현상이 발생하는데, 이를 위해서 전극표면(즉, 절연층)을 균일화하여 양호한 방전특성을 얻고 구동전압을 감소시키기 위해 패널 어셈블리 후 반드시 에이징 공정을 실시하게 된다.
에이징 공정은 패널에 적당한 전압을 인가하여 초기에 불량판넬을 검사하거나 소자의 전압안정화를 통해 판넬의 신뢰성을 확보하는 단계로 통상 24시간 정도 소요된다.
그러나, 본 발명에 의한 제조공정은 도 7과 같이 전압 안정화 및 에이징 공정의 시간이 단축된다.
도 7는 본 발명에 따른 플라즈마 클리닝공정을 추가하여 제작한 PDP 소자의 방전 개시전압과 시간관계를 종래의 제작공정과 비교한 그래프로써, 시간을 나타내는 가로축과 방전전압을 나타내는 세로축상에 A는 종래의 방전개시전압이며, B는 본 발명에 의한 PDP소자의 방전개시 전압으로 A와 현저한 차이를 볼 수 있다. 따라서 PDP의 에이징 시간을 현재 24시간의 절반인 12시간으로 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 상/하부기판 합착공정전에 플라즈마 클리닝공정을 실시함으로써 패널 에이징공정 시간의 절반을 감축할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 에이징 공정이 절반으로 줄이게 되면 그만큼 공정시간 및 비용이 감소하게 됨으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 저가격화 및 신뢰성 증가의 효과가 있다.
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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 상부기판 및 하부기판 중 적어도 어느 하나를 세정하는 단계와,
    상기 상부기판과 상기 하부기판을 합착하는 단계와,
    상기 합착된 상/하부기판 내의 가스를 배기하고 방전가스를 주입하는 단계와,
    상기 합착된 상/하부기판의 전극에 소정 주파수의 전압을 인가하여 방전을 일으키므로써 상기 합착된 상/하부기판을 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계는 상기 상부 기판을 세정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계는 상기 상부 기판과 상기 하부기판 모두를 세정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계는 플라즈마 방전을 이용하여 상기 상부기판 및 하부기판중 적어도 어느 하나를 세정하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 플라즈마 방전으로 네온(Ne)과, 크세논(Xe)과, 헬륨(He)과, 아르곤(Ar) 및 크립톤(Kr)등의 불활성가스인 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 상기 상측전극 및 상기 하측전극 사이의 거리인 10∼100미리미터인 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 상기 상측전극에 공급되는 고주파는 적어도 ㎒대역의 고주파를 사용하는 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 공정시간이 수분 ∼ 수십분인 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 기본 압력으로 10(-7)Torr ∼ 10(-6)Torr인 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 세정하는 단계의 조건은 공정압력으로 수 mTorr ∼ 수 Torr인 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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