KR20060097770A - 발광 특성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법 - Google Patents

발광 특성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 제조 공정에 필수적인 에이징공정이 형광 층 열화를 최소로 생성시켜 비교적 큰 발광 효율과 고화질의 색상 재현이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 패널 내부에서 발생된 가스가 배기되는 동안 에이징공정이 일어난다. 또한, 에이징공정의 완성후, 전체 패널의 형광 층은 열적 열화를 복원하기 위해 가열된다.
전면 플레이트, 후면 플레이트, 파티션, 방전공간, 밀봉 유리 층, 방전가스, 플라즈마 디스플레이 패널

Description

발광 특성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법{PLASMA DISPLAY PANEL MANUFACTURING METHOD FOR ACHIEVING LUMINESCENCE CHARACTERISTICS}
도 1은 본 발명의 양 실시 예에 공통되는 PDP 구조의 횡단면이다;
도 2는 제 1실시 예에 관계되는 밀봉 장치용 구조의 평면도이다;
도 3은 밀봉 장치의 내부 구조도이다;
도 4의 A에서 C는 부속 장치를 사용하여 예열공정 및 밀봉공정의 동작을 나타낸다;
도 5는 제 1실시 예에 관계되는 에이징장치에 대한 구조를 나타낸 평면도이다;
도 6은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 7은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 8은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 9는 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 10은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 11은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 12는 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 13은 형광 층의 내구성을 평가하는 방전관을 위한 구조를 나타낸 평면도이다;
도 14는 형광물질의 광도와 부분 증기압 사이의 관계를 나타낸 그래프이다;
도 15는 형광물질에 대한 Y색도값과 부분 증기압 사이의 관계를 나타낸 그래프이다;
도 16은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 17은 후면 플레이트에 파티션, 밀봉유리 및 공기구멍의 상대적인 배치를 나타낸 평면도이다;
도 18은 제 2실시 예에 관계되는 에이징 장치에 대한 구조를 나타낸 평면도이다;
도 19는 에이징 동안 저하된 발광특성이 있는 청색 형광물질이 가열될 때 광도에서 상대적인 변화의 가열 온도 종속성을 나타낸 그래프이다;
도 20은 에이징 동안 저하된 발광특성이 있는 청색 형광물질이 가열될 때 Y 색도값에서 변화의 가열 온도 종속성을 나타낸 그래프이다;
도 21은 다양한 드라이버와 PDP에 연결된 패널 구동회로를 나타낸다;
도 22는 관련된 기술에서 PDP에 대한 구조를 나타낸다.
본 발명은 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 등에 영상을 디스플레이하기 위해 사용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
다음은 도면을 참조하여 디스플레이 패널에 관련된 기술을 설명이다.
도 22는 교류(AC) 플라즈마 디스플레이 패널(이하 "PDP " 라 한다)을 간략화 한 횡단면이다.
도 22에서, 방전 전극(211)은 전면 유리플레이트(210)에 형성된다. 그 다음에 이것들은 마그네슘 산화물(MgO)로 구성된 유전유리 층(212)과 보호 유전 층(213)으로 덮여있다. 이 기술은 일본 공개 특허 제 5-342991호에서 설명된다.
어드레스 전극(address electrode)(221)은 후면 유리플레이트(220)에 형성되고, 가시광선 반사 층(222)과 파티션(223)으로 덮여 있다. 형광 층(224)은 이것의 상부에 형성된다.
공간(230)은 방전가스를 둘러싸는 방전공간이다. 적색, 녹색 및 청색을 발생하는 세 가지 타입의 형광물질은 색 표시를 발생하기 위해 형광 층(224)에 순서대로 배치된다. 형광 층(224)은 전기 방전에 의해 생성된 예를 들어 147㎚ 파장의 단 파 자외선에 의해 여기되어, 가시광선을 방출한다.　
형광 층(224)으로 이루어진 형광물질은 다음과 같은 화합물을 사용하여 일반적으로 제조된다:
청색 형광물질: BaMgAl10O17 : Eu
녹색 형광물질: Zn2SiO4 : Mn 또는 BaAl12O19 : Mn
적색 형광물질: Y2O3 : Eu 또는 (YxGd1 -x) : Eu
다음은 PDP를 제조하는 방법과 관련한 기술의 설명이다.
첫째로, 방전 전극은 전면 유리플레이트에 형성되고, 유전물질 유리로 만들어진 유전 층은 방전 전극을 덮기 위해 형성된다. MgO로 만들어진 보호층은 유전 층의 상부에 형성된다. 다음에, 어드레스 전극은 후면 유리플레이트에 형성되고, 유전물질 유리로 만들어진 가시광선 반사 층은 이것의 상부에 형성된다. 그 다음에 유리 파티션은 이것의 상부에 일정한 간격으로 생성된다. 형광 층은 위와　같이　생성된파티션 사이의 공간에 위와 같이 생성된 적색, 녹색 및 청색 형광물질에 대한 형광 페이스트를 선택적으로 삽입하여 형성된다. 다음에，페이스트　내의　수지성분　등을　제거하기 위해 형광 층은　약 500℃의 온도에서 소성된다(형광물질 소성공정).
형광 층이 소성 되어진 후, 전면 플레이트 및 후면 플레이트와 함께 밀봉하기 위한 유리 원료는 후면 플레이트의 가장자리에 도포되고, 그 다음에 사전-소성은 유리 원료로부터 수지와 그와 같은 것을 제거하기 위해 약 350℃에서 수행된다 (밀봉공정, 사전소성공정).
이 후에, 전면 유리플레이트는 방전 전극, 유전유리 층 및 보호층으로부터 형성되고, 후면 유리플레이트는 그것들과 표시 전극 및 어드레스 전극의 사이에 샌드위치된 파티션과 함께 직각으로 배치된다. 그 다음에 패널은 유리 원료와 함께 플레이트의 가장자리를 밀봉하기 위해 약 450℃에서 가열된다(밀봉공정).
이 후, 패널의 내부는 약 350℃의 일정한 온도로 가열하여 배기되고(배기공정) 방전가스가 이 공정을 완료하면 일정한 압력으로 주입된다.
상기 공정을 사용하여 제조된 패널은 발화의 초기단계 동안 발광 및 방전 특성에 있어서 큰 경시변화를 나타낸다. 따라서, 제조된 패널을 소정시간 동안만 방전시킴으로써 발광 및 방전 특성을 안정화시킬 필요가 있다. 이 공정을 에이징공정이라 한다.
그러나, 종래의 PDP 제조공정에 있어서, 발광 및 방전 특성을 안정화시키기 위한 에이징공정이 발광 특성의 저하를 초래한다는 문제점이 제기되고 있다.
그 원인의 하나로, 사용되고 있는 형광물질의 열화를 들 수 있다. 특히, 청색 형광물질로서 사용되고 있는 화합물 BaMgAl10O17 : Eu는 에이징공정 동안 열화되기 쉬우며, 그 결과 광도의 감소와 발광 색도의 저하를 가져온다.상기한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 최소의 형광물질 저하와 함께 필요한 에이징공정을 얻을 수 있고, 고화질의 색 재현성뿐만 아니라 비교적 고휘도 효율을 갖는 PDP를 제 공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, PDP 제조방법으로, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 중 어느 하나에 방전 전극이 배열되고 전면 플레이트 및 후면 플레이트 중 어느 하나의 내부 면에 형광 층이 형성되고 양 플레이트 사이에 내부공간이 형성되도록 함께 밀봉되고, 방전공간 내에 방전가스가 존재할 때 방전 전극에 필요한 방전전압을 인가하여 에이징공정을 수행하고, 상기 가열공정은, 에이징공정 다음에 형광물질의 특성을 회복하기 위해 형광 층을 형성하는 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 300 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은, (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고, (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저빔을 조사하고, (c) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 370 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은, (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고, (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고, (c) 가열 매체를 상기 내부공간 둘레에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 400 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은, (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고, (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고, (c) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 500 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은, (a) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고, (b) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 가스가 내부공간으로부터 배기되는 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 형광물질은 에이징공정 다음에 일단 가스가 내부공간으로부터 배기되고 건조가스가 도입된 후 가열되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정은 패널에 형성된 제 1 공기구멍을 통해 건조가스가 도입되고, 그 도입가스를 패널에 형성된 제 2 공기구멍을 통해 배기되는 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가열공정을 행하는 PDP 는, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이의 내부공간을 구분하기 위해 다수의 파티션을 배열하여 형성된 다수의 방전공간과, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 외주 사이에 포함되어 후면 플레이트에 전면 플레이트를 밀봉하는 밀봉유리 층과, 다수의 파티션으로 형성된 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제 1 단부와 밀봉유리 층 사이에 형성된 제 1공간과, 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제 2 단부와 밀봉유리 층 사이에 형성된 제 2공간으로 구성되며, 제 1공간에 접속하기 위해 제 1공기 구멍이 형성되고, 제 2공간에 접속하기 위해 제 2공기 구멍이 형성되고, 건조가스를 제 1공기 구멍을 통하여 제 1공간으로 도입하는 도입공정과, 건조가스를 제2공간으로부터 제 2공기 구멍을 통하여 배기하는 배기공정을 수행하여 건조가스가 방전공간을 통해 순환되게 하는 가열공정을 포함하는 구조를 특징으로 한다.
여기서, 상기 방전가스는 제 1공간으로부터 제2공간에 이르는 다수의 가스통로를 통해 주로 흐르는 구조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제1 공기 구멍으로부터 가장 먼 거리에 있는 적어도 어느 하나의 파티션을 제외한 다수의 파티션의 파티션 단부와 제1공간에 접하는 밀봉유리 층 사이에서 최소거리가, 파티션에 평행한 밀봉유리 층과 인접한 파티션 사이의 최소거리 이상으로 되는 구조를 특징으로 한다.
여기서, 다수의 파티션 가운데 각각의 최 외층 파티션 중 일부분과 밀봉유리 층의 일부분은 최 외층 파티션 및 밀봉유리 층 사이의 공간에 방전가스가 흐르지 않도록 접속되는 구조를 더욱 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 최 외층 파티션의 어느 하나의 근방에 제 1 공기구멍이 형성되고, 최 외층 파티션의 다른 하나의 근방의 제 1 공기구멍의 대향 측에 제 2 구멍이 형성된 구조를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가열공정을 행하는 PDP 는, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이의 내부공간을 구분하기 위해 다수의 파티션을 배열하여 형성된 다수의 방전공간과, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 외주 사이에 포함되어 후면 플레이트에 전면 플레이트를 밀봉하는 밀봉유리 층과, 밀봉유리 층의 내부 둘레에서, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이에 포함된 장벽과, 다수의 파티션으로 형성된 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제1 단부와 장벽 사이에 형성된 제 1공간과, 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제2 단부와 장벽 사이에 형성된 제 2공간으로 구성되며, 제 1공간에 접속하기 위해 제 1공기 구멍이 형성되고, 제 2공간에 접속하기 위해 제 2공기 구멍이 형성되고, 건조가스를 제 1공기 구멍을 통하여 제 1공간으로 도입하는 도입공정과, 건조가스를 제2공간으로부터 제 2공기 구멍을 통하여 배기하는 배기공정을 수행하여 건조가스가 방전공간을 통해 순환되게 하는 가열공정을 포함하는 구조를 특징으로 한다.
여기서, 상기 방전가스는 제 1공간으로부터 제2공간에 이르는 다수의 가스통로를 통해 주로 흐르는 구조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 적어도 하나의 파티션을 제1 공기 구멍으로부터 가장 먼 거리에 있는 적어도 어느 하나의 파티션을 제외한 다수의 파티션의 파티션 단부와 제1공간에 접하는 장벽 사이의 최소거리가, 파티션에 평행한 장벽과 인접한 파티션 사이의 최소거리 이상으로 되는 구조를 특징으로 한다.
여기서, 다수의 파티션 가운데 각각의 최 외층 파티션의 일부분과 장벽의 일부분은 최 외층 파티션 및 장벽 사이의 공간에 방전가스가 흐르지 않도록 접속되는 구조를 더욱 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 최 외층 파티션의 어느 하나의 근방에 제 1공기 구멍이 형성되고, 최 외층 파티션 중 다른 하나의 근방의 제 1공기 구멍의 대향 측에 제 2공기 구멍이 형성된 구조를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 건조가스는 산소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 에이징공정 다음의 가열공정에 의하여 가열된 플레이트 사이의 내부공간으로부터 도입된 건조가스를 배기하는 배기공정은 플레이트가 여전히 가열되는 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
(실시 예)
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하면서 설명한다.
제 1 실시 예
도 1은 본 실시 예에 관계되는 교류 PDP의 필수적인 구성요소를 나타낸 횡-단면도로, PDP의 중심의 표시영역 일부분이 도시되어 있다.
이 PDP는 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)로 구성된다. 전면 플레이트(10)는 내부표면이 방전 전극(12), 쌍으로 형성된 주사 전극(12a) 및 유지 전극(12b), 유전 층(13) 및 보호층(14)으로 배치되어있는 전면 유리플레이트(11)로 형성된다. 후면 플레이트(20)는 내부 표면이 어드레스 전극(22) 및 가시광선 반사 층(23)으로 배치되어있는 후면 유리플레이트(21)로 형성된다. 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)는 방전 전극(12)과 어드레스 전극(22)이 서로 마주보는 상태로 일정 간극을 두고 평행하게 배열된다. 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20) 사이의 공간은 평행하게 설치되는 파티션(24)에 의해 복수의 방전공간(30)으로 구획된다. 방전가스는 이들 방전공간(30)에 둘러싸여 있다.
부가적으로, 적색, 녹색 및 청색의 형광물질이 교대로 구성되는 형광 층(25)은 방전공간(30) 내의 후면 플레이트(20)의 표면에 인가된다.
방전 전극(12)과 어드레스 전극(22) 각각은 같은 간격을 두고 평행하게 배치되는 데, 방전 전극(12)은 파티션(24)과 직각으로, 어드레스 전극(22)은 파티션(24)과 평행하게 배치된다. 패널은, 방전 전극(12)과 어드레스 전극(22)의 교차점에 의해 적색, 녹색 및 청색 광선을 방사하는 셀(cell)이 형성되는 구조를 갖는다. 어드레스 전극(22)은 메탈전극, 예를 들면, 은 전극 또는 Cr - Cu - Cr(크롬-구리-크롬)전극이다. 방전 전극(12)은 ITO, SnO₂또는 ZnO와 같은 전기전도 메탈산화물로 만들어진 넓은 투명 전극에 은 전극이나 Cr-Cu-Cr 전극과 같은 좁은 버스전극을 적층하여 구성될 수 있다. 이와 같은 전극 구조는 표시전극 내의 저항을 낮게 유지시켜 셀 내에 넓은 방전영역이 확보될 수 있도록 하므로 보다 바람직하다. 그러나, 방전 전극(12)은 어드레스 전극(22)과 같이 은 전극으로 또한 형성될 수 있다.
유전 층(13)은 방전 전극(12)이 배열되어 있는 전면 유리플레이트(11)의 전 체표면을 덮기 위해 인가된 유전물질로 형성된다. 저 융점을 가지는 납유리는 이런 목적을 위해 일반적으로 사용되지만, 저 융점을 가지는 비스무스(bismuth)유리 또는 이 두가지 유리 타입의 적층물도 또한 사용될 수 있다.
보호층(14)은 유전 층(13)의 전체표면을 덮는 마그네슘 산화물(MgO)의 박막이다. 가시광선 반사 층(23)은 유전 층(13)과 같은 물질로 형성되지만, TiO₂입자는 유전체뿐만 아니라 가시광선 반사 층과 같은 작용을 가능하게 하기 위해 추가된다.
파티션(24)은 유리물질로 구성되고 후면 플레이트(20)의 가시광선 반사 층(23) 상에 돌출하여 배치된다.
여기에서, 형광 층(25)은 다음의 형광물질을 사용하여 형성된다.
청색 형광물질: BaMgAl10O17 : Eu
녹색 형광물질: Zn2SiO4 : Mn
적색 형광물질: Y2O3 : Eu or (YxGd1 -x) : Eu.
이 형광물질의 구성은 종래에 사용된 것과 동일하다. 그러나, 제조공정 중 형광물질에 발생하는 가열 열화가 종래 기술에 비해 적으며, 그 결과 우수한 색 발광성을 얻을 수 있게 된다.
바꾸어 말하면, 종래의 PDP에서 단지 청색 셀 만 발화될 때, 색 발광에 대한 Y 색도 좌표(CIE 색 좌표계)는 0.085 이상이고, 색 조정 없이 화이트 밸런스(White Balance)에서 색 온도는 약 6000K이다. 그러나, 본 발명의 PDP에서 단지 청색 셀 만 발화될 때, 색 발광에 대한 Y 색도 좌표는 0.08 미만이고, 0.06 미만까지 감소될 수 있으며, 색 조정 없이 화이트 밸런스(White Balance)에서 약 7000K에서 11000K 까지 색 온도를 만든다. 청색 셀에 대한 Y 색도 좌표의 크기를 감소시킴으로써, 청색 영역에서 색 재생 밴드가 넓어진 PDP가 성취된다. 발명가와 다른 사람들에 의해 수행된 실험은 6000K 초과의 색 온도를 성취할 수 있는 청색 형광물질에 대한 광 스펙트럼이 455㎚ 이하의 피크 파장을 필요로 한다는 것이 확인된다. 즉 말하자면, 피크 파장이 455㎚를 초과하여 쉬프트 된다면, 색은 녹색에 근접하게 이동하고 색 재생특성은 저하한다. 이러한 광 스펙트럼 특성은 청색 형광물질이 발화될 때만 적용된다.
본 실시 예는 유전 층(13)이 대략 20 ㎛의 두께이고 보호층(14)이 대략 1.0 ㎛의 두께인 40인치 하이-비전 텔레비전에 적합한 예를 들어 설명한다. 파티션(24)의 높이는 0.1에서 0.15 ㎜이고, 파티션은 0.15에서 0.3 ㎜의 간격으로 유지되고 형광 층(25)의 두께는 5에서 50 ㎛ 이다. 둘러싸인 가스와 플레이트의 사이에는 Xe가 5%로 형성된 Ne-Xe 타입의 가스가 있으며, 플레이트 내부의 압력은 500에서 800 torr로 설정한다.
PDP가 구동될 때, PDP는 도 21에 나타난 바와 같이 다양한 드라이버와 구동 회로(300)를 구비한다. 파워는 생성되는 방전을 발화시키게 하는 셀을 위해 주사 전극(12a)과 어드레스 전극(22) 사이에 인가된다. 이런 다음에, 펄스 전압은 유지 방전을 생성하기 위해 주사 전극(12a)과 어드레스 전극(22) 사이에 인가된다. 셀의 방전은 형광 층(25)에 의해 가시광선으로 변환되는 자외선의 방사를 동반한다. 이 와 같이 셀을 발화시킴으로서 영상이 디스플레이된다.
PDP 의 제조방법
다음은 상기 구조의 PDP를 제조하기 위해 사용된 방법을 설명한다.
전면 플레이트의 제조
전면 플레이트(10)는 다음의 방식으로 제조된다.
방전 전극(12)은, 투명한 전극을 형성하기 위한 페이스트(paste)를 전면 유리플레이트(11) 위에 도포하고, 그 위에 은 전극을 위한 페이스트를 스크린 인쇄 방식을 사용해 도포한 후, 그 결과물을 소성함으로써 형성된다. 그리고 나서, 예를 들면 70%산화연(PbO)과 15%붕산(B2O3) 및 15%이산화규소(SiO2)로 구성되는 납유리 물질을 포함하는 페이스트가 이 구조를 감싸기 위해 스크린 인쇄를 사용하여 도포되고 그 다음에 유전 층(13)을 형성하기 위해 소성된다.
마지막으로, 마그네슘 산화물(MgO) 보호층(14)이 화학증착(CVD)법을 사용하여 유전 층(13)의 표면에 형성된다.
후면 플레이트의 제조
후면 플레이트(20)는 다음의 방식으로 제조된다.
어드레스 전극(22)은, 전극을 형성하기 위한 페이스트를 후면 유리플레이트(21) 위에 스크린 인쇄한 후 그 결과물을 소성함으로써 형성된다. TiO₂입자와 유전체 유리입자를 포함하는 페이스트가 스크린 인쇄법에 의해 어드레스 전극(22) 위에 도포되고, 이를 소성함으로써 가시광선 반사 층(23)이 형성된다. 유사하게, 파티션(24)은, 유리입자를 포함하는 페이스트를 일정 간격을 두고 여러 차례 도포하여 스크린 인쇄한 후 그 결과물을 소성함으로써 형성된다. 이 시점에서, 밀봉공정 중의 유동을 방지하기 위해, 파티션을 둘러싸는 후면 유리플레이트(21) 상에 장벽을 형성하는 것이 바람직하다. 장벽을 형성함으로써, 밀봉유리의 밀봉 작업시 밀봉유리가 패널의 안쪽으로 밀려 들어가는 것을 방지할 수 있다.
적색, 녹색 및 청색 형광물질 페이스트는 스크린 인쇄에 의해 파티션(24) 사이의 갭에 도포되고, 이를 공기 중에서 소성함으로써 형광 층(25)이 형성된다.
여기에서 사용된 형광물질 페이스트는 다음의 방식으로 생성된다.
청색 형광물질(BaMgAl10O17: Eu)을 형성하기 위해, 바륨 탄산염(BaCO₃), 마그네슘 탄산염(MgCO₃) 및 알루미늄 탄산염(α- Al₂O₃)이 Ba, Mg 및 Al의 원자비가 1:1:10이 되도록 결합된다.
다음에, 일정량의 유로퓸 산화물(Eu₂O₃)이 혼합물로 추가되어, 볼 분쇄기에서 적당량의 융제(AlF₂, BaCl₂)와 결합되며, 그 다음에 청색 형광물질을 생성하기 위해 일정한 시간(예를 들어 30분) 동안 1400℃에서 1650℃사이의 온도에서 탈 산화된 분위기(H₂또는 N₂) 내에서 소성된다.
적색 형광물질(Y₂O₃: Eu)을 형성하기 위해, 일정량의 유로퓸 산화물(Eu₂O₃)이 이트륨 수산화물(Y₂(OH)₃)에 추가되고 볼 분쇄기에서 융제의 적당한 양과 함께 혼합된다. 혼합된 결과물은 적색 형광물질을 얻기 위해 일정한 시간(예를 들면 1시간) 동안 1200℃에서 1450℃사이의 온도로 공기 중에서 소성된다.
녹색 형광물질(Zn₂SiO4 : Mn)의 경우에, 아연 산화물(ZuO)과 규소 산화물(SiO₂)은 Zn과 Si의 원자 비가 2:1이 되도록 결합된다.
다음에, 일정량의 망간 산화물(Mn₂O₃)이 혼합물로 추가되어, 볼 분쇄기에서 혼합된다. 혼합된 결과물은 녹색 형광물질을 얻기 위해 일정한 시간(예를 들면 30분) 동안 1200℃에서 1350℃사이의 온도로 공기 중에서 소성된다.
위의 방법을 사용하여 생성된 형광물질 입자는 가루로 만들어지고 나서 일정 입자 크기의 형광물질을 얻기 위해 체로 걸러진다. 그 다음에 각각의 색을 위한 형광물질을 결합제 또는 용제와 혼합함으로써 페이스트를 얻는다.
형광 층(25)은 위의 스크린 인쇄 방법과 다른 방법을 사용하여 또한 형성될 수 있다. 예를 들면, 패널 상부를 스캐닝하는 노즐로부터 형광 잉크를 분출시키는 방법이 사용될 수 있다. 또 다른 방법으로, 각각의 색에 대한 형광물질을 갖는 수지제 감광성 시트(sheet)를 형성하여 이를 파티션(24)이 배열된 후면 유리플레이트(21)의 면에 고정한 후, 사진 석판을 사용하여 수지시트에 패턴을 형성하여 노출시킴으로써 불필요한 구성요소를 제거하는 방법이 사용될 수 있다.
전면 플레이트와 후면 플레이트의 밀봉
밀봉 유리(유리 원료)는 위에서 설명된 바와 같이 제조된 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)의 한쪽 또는 양쪽에 도포되고, 밀봉 유리 층을 형성하기 위해 사전-소성(pre-baking) 작업을 시행한다. 플레이트는, 전면 플레이트(10) 위의 방전 전극(12)과 후면 플레이트(20) 위의 어드레스 전극(22)이 직각을 이루는 상태 로 서로 대향되게 배치된다. 양 플레이트를 가열하여 밀봉 유리 층을 연화시킴으로써 밀봉작업을 수행한다.
그리고 나서, 가스는 패널의 내부가 배기되는 동안에 패널을 소성하여 밀봉된 플레이트 사이의 공간으로부터 가스를 일시적으로 제거한 후, 방전가스를 이 공간에 채운다.
다음은 사전-소성과 밀봉공정의 상세한 설명이다.
도 2는 사전-소성과 밀봉공정에서 사용된 밀봉 장치용 구조를 나타낸다.
밀봉장치(40)는 가스 공급 밸브(42)와 가스 배출 밸브(43)가 부착되어 있는 오븐(41)을 포함한다. 오븐(41)은 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)를 가열한다. 가스 공급 밸브(42)는 오븐(41)의 내부에 주입되는 대기가스의 양을 조절한다. 가스 배출 밸브(43)는 오븐(41)의 내부로부터 배기되는 가스의 양을 조절한다.
오븐(41)은 가열기(도시 생략)를 사용하여 고온에서 재료를 가열할 수 있다. 분위기 가스, 예를 들어 약 20 torr 분압의 수증기가 함유되어 있는 건조공기가 가스 공급 밸브(42)를 통하여 오븐(41)의 내부에 주입되어 전면 플레이트와 후면 플레이트가 가열되는 분위기를 형성하며, 오븐(41)의 내부에 고진공을 생성하기 위해 진공 펌프(도시 생략)를 사용하여 가스 배출 밸브(43)를 통하여 배기된다. 그러므로 오븐(41)내부의 진공은 가스 공급 밸브(42)와 가스 배출 밸브(43)에 의해 조절될 수 있다. 여기에서, '건성가스'와 '건조공기'라는 표현은 20torr 이하(22℃ 이하의 기화점)의 부분 증기압을 갖는 가스와 공기 수단으로 이해될 수 있다.
가스 건조 장치는 분위기 가스 공급원과 오븐(41) 사이에 위치된다. 이 가스 건조 장치는 분위기 가스를 영하 수십도 이하의 저온으로 냉각하여 응축시킴으로써 분위기 가스 중의 습기를 제거하는 데 사용된다. 그 결과, 분위기 가스 중의 수증기의 양(부분 증기압)을 조절할 수 있게 된다.
전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)를 정렬하고 지지하기 위한 플랫폼(44)은 오븐(41)의 내부에 제공된다. 후면 플레이트를 수평상태로 이동시키는 핀(45)이 플랫폼(45)의 상부 표면에 설치된다. 압력장치(46)가 후면 플레이트(20)를 아래쪽으로 내리누르기 위해 플랫폼(44) 위에 제공된다.
공기구멍(21a)은 후면 유리플레이트(21)의 가장자리에 근접하여 형성된다. 유리관(26)이 공기구멍(21a)에 부착되고, 이 유리관(26)은 외부로부터 오븐으로 삽입되어진 파이프(48)에 연결된다.
도 3은 오븐(41)내부를 나타낸다. 도 2와 도 3에서, 후면 플레이트(20)는, 그 파티션 라인이 도면의 수평면과 평행하게 되도록 배열된다. 후면 플레이트(20)는 전면 플레이트(10)보다 약간 더 길게 수평으로 배치되고, 도 2와 도 3에서 나타낸 바와 같이 전면 플레이트(10)의 양쪽으로 돌출된다(어드레스 전극(22)을 구동회로에 연결하는 선로 연결선을 이 돌출부에 위치된다). 핀(45)과 압력장치(46)가 네 개의 모서리 각각의 위와 아래로부터 후면 플레이트(20)의 돌출부를 잡아주기 위해 배열된다.
네 개의 핀(45)의 상부는 플랫폼(44)의 상부 표면으로부터 위쪽으로 튀어나오고, 플랫폼(44) 내부에 설치된 핀 조절장치(도시 생략)에 의해 동시에 상하로 이동된다.
네 개의 압력장치(46) 각각은 원형의 홀더(46a), 슬라이더(46b) 및 스프링(46c)으로 구성된다. 홀더(46a)는 오븐의 상부에 고정된다. 슬라이더(46b)는 상하 이동이 자유로운 상태로 홀더(46a)에 삽입된다. 홀더(46a) 내부의 스프링(46c)은 슬라이더(46b)에 힘을 가하게 되며, 따라서 슬라이더의 하단이 하면 플레이트(20)를 밑으로 내리누르게 된다.
도 4는 밀봉 장치를 사용하여 예열공정 및 밀봉공정을 위해 수행된 동작을 나타낸다. 사전-소성공정, 예열공정 및 밀봉공정은 도면을 참고하여 설명한다.
사전- 소성공정
이 공정에서, 유리 부착 층(15)은 밀봉 유리 페이스트를 도포하여 후면 플레이트(20)를 마주보는 전면 플레이트(10)표면의 가장자리, 전면 플레이트(10)를 마주보는 후면 플레이트(20)표면의 가장자리, 또는 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20) 각각의 마주보는 면의 가장자리 주변에 형성된다. 도면에서, 밀봉 유리 층(15)은 전면 플레이트(10)의 표면상에 형성된다.
전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)는 플랫폼(44)의 지정된 영역에 배치되기 전에 일직선으로 하여 배치된다. 그 다음에 압력 장치(46)는 후면 플레이트(20)를 밑으로 누르기 위해 설치된다(도 4A).
다음에, 그 다음 동작은 대기가스(건조공기)가 오븐(41)을 통하여 순환되어지는 동안(또는 가스 배출 밸브(43)를 통해 가스가 배출되어 진공이 생성되어지는 동안)에 수행된다.
핀(45)이 상승하면서 일정한 움직임으로 후면 플레이트(2)를 들어올린다.(도 4B). 그에 따라, 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20) 사이의 갭이 넓혀지고, 형광 층(25)이 있는 후면 플레이트(20)의 표면이 오븐(41)내부의 가스에 노출된다.
플레이트가 상기와 같이 배치되어 있는 상태에서, 오븐(41) 내부는 약 350℃의 사전-소성 온도로 가열되고, 오븐(41)의 온도를 상기 온도로 10분에서 30분 동안 유지하는 것에 의해 사전-소성이 이루어진다.
예열공정
전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)는 그것들에 흡수된 가스를 방출하기 위해 더 높은 온도로 가열된다. 일정한 온도(예를 들면 400℃)에 도달할 때, 예열공정은 종결된다.
밀봉공정
다음에, 핀(45)이 하강하여, 후면 플레이트(20)를 전면 플레이트(10)에 접하게 원위치시킨다.(도 4C).
오븐(41) 내부의 온도가 밀봉 유리 층(15)(약 450℃)의 연화점보다 더 높은 밀봉온도에 도달할 때, 이 온도는 10분에서 20분 사이 동안 지속된다. 여기에서, 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)의 가장자리는 연화된 밀봉유리로 밀봉된다. 이 과정에서, 압력 장치(46)에 의해 후면 플레이트(20)가 전면 플레이트(10)에 대해 가압되어 밀봉이 확실히 이루어지게 된다.
본 실시 예에서 사용된 밀봉방법은 다음과 같은 효과를 나타내는 것으로, 종래기술과는 상이한 방법이다.
종래방법과 마찬가지로, 증기 또는 다른 가스가 전면 플레이트와 후면 플레 이트로 흡수되어 지지만, 본 실시 예의 밀봉방법에 따르면, 흡수된 가스는 플레이트를 가열함으로써 방출될 수 있다.
종래의 통상적인 제조방법에 의하면, 실온에서 전면과 후면 플레이트를 통로(67)를 따라 끼워맞추는 것에 의해 이루어지며, 이와 같은 구조는 가스의 순환을 전혀 방해하지 않는다. 사전-소성공정이 수행된 후, 플레이트를 밀봉하기 위해 이들을 가열한다. 이것은 플레이트로 흡수되어진 가스가 밀봉공정 동안에 방출된다는 것을 의미한다. 플레이트로 흡수된 가스의 일정한 양은 사전-소성공정 동안에 방출된다. 그러나, 밀봉공정이 시작될 때까지 플레이트가 대기중에 실온으로 유지되기 때문에 가스가 한번 더 흡수되고, 이 가스는 밀봉공정 동안에 방출된다. 방출된 가스는 플레이트 사이의 좁은 공간에 가두어진다. 측정결과에 따르면, 이 공간의 부분 증기압은 통상적으로 20 torr이상 되는 것을 알 수 있다.
그 결과, 이 공간 내부의 형광 층(25)은 가스(특히 보호층(14)에 의해 방출된 증기)에 의해 열적 열화현상을 나타내는 경향이 있다. 형광 층(25)(특히 청색 형광 층)이 열적으로 열화되면, 그것의 광도는 감소된다.
반대로, 본 실시 예에서 사용된 제조하는 방법에 따르면, 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)로 흡수되어진 증기 등의 가스가 밀봉공정과 예열공정 동안에 방출되지만, 플레이트 사이의 갭이 넓게 형성되어 있기 때문에, 생성된 가스가 플레이트 사이의 공간에 가두어지지 않는다. 예열이 완전히 이루어진 후에, 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)는 가열되어 있는 상태에서 함께 밀봉되며, 따라서, 예열공정이 끝난 후에도 습기 등이 플레이트로 흡수되지 않는다. 그러므로, 밀 봉공정 동안에 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)로부터 생성되는 가스의 양이 감소되어 형광 층(25)의 열적 열화가 방지된다.
본 실시 예에 있어서, 예열공정에서 밀봉공정까지의 제조 공정 일부는 건조공기가 순환되는 분위기에서 수행되므로, 분위기 가스에 포함된 증기에 의해 야기되는 형광 층(25)의 열적 열화가 발생하지 않는다.
또한, 밀봉장치(40)를 사용함으로써, 전면 플레이트(10)와 후면 플레이트(20)가 정렬된 상태에서 밀봉될 수 있다.
다음에, 패널은 오븐(41) 밖으로 꺼내어져 냉각된다. 에이징공정에 사용되는 구동회로 등이 방전 전극에 연결되는 데, 에이징공정은 광도와 방전 특성을 안정화시키기 위해 수행된다.
도 5는 본 실시 예에서 에이징공정을 수행하는 에이징 장치(50)의 구조를 나타낸다. 에이징 장치(50)는 파이프(52a와 52b), 밸브(53a와 53b) 및 구동회로(54)로 구성된다. 파이프(52a와 52b)는 패널의 내부에서 방전가스를 순환시킨다. 밸브(53a와 53b)는 패널(51) 내부의 방전가스의 압력을 조절한다. 구동회로(54)는 펄스전압을 가하기 위해 사용된다.
후면 플레이트(55)는 어드레스 전극, 가시광선 반사 층 및 파티션으로 형성된다. 두 개 이상의 공기 구멍(56)은 패널의 내부에 통로를 허용하기 위해 후면 플레이트(55)의 비-표시(non-display) 영역에 형성된다. 이들 공기 구멍(56)은 공기 구멍(21a)과 그 밖의 새롭게 형성된 공기 구멍을 포함한다. 유리관(57)이 이들 각각의 공기 구멍에 부착되며, 후면 플레이트(55)가 플랫폼(도시 생략)의 상부에 배 치된다.
그 다음에 유리관(57)은 방전가스를 순환하기 위해 사용되는 파이프(52a와 52b)에 연결된다. 다음에, 파이프(52a)를 통해 패널(51) 내부에 진공이 형성된 후, 방전가스(58)가 파이프(52b)를 통해 주입된다. 그리고 나서 방전가스가 일정한 압력하에 일정 유량으로 지속적으로 흐를 수 있도록 밸브(53a, 53b)가 조절된다. 유량 변동은 방전전압이 변동하는 원인이 되므로, 가스 유량이 동일한 레벨로 유지되는 것은 바람직하다. 방전 전압의 변동 현상은, 변동률을 미리 판단한 후, 어떠한 변화라도 커버할 수 있도록 충분히 큰 방전전압을 가하는 것에 의해 방지할 수 있다.
공기 구멍(56)이 도면에서와 같이 2 개소에 형성되는 경우, 각 공기 구멍은 후면 플레이트(55)의 대각선 방향으로 서로 반대 코너에 배치되며, 파티션이 그들 사이를 수직으로 지나게 된다. 이와 같은 배치에 의해 패널의 내부에 주입된 가스가 효과적으로 흐를 수 있게 된다.
본 발명에서, He, Ne, Ar, Xe와 같은 건성 불활성 가스 또는 위의 혼합물이 방전가스로 사용되어 패널 내부의 공간을 통하여 순환되고, 방전가스압력은 100 torr에서 760 torr의 레벨로 설정된다.
가스압력이 조정된 후, 가스가 패널의 내부를 통하여 순환되는 동안에 구동회로(54)에 의해 일정 전압이 전면 플레이트(58)에 형성된 방전 전극에 가해진다. 이와 같은 공정에 의해, 패널(51) 내부에 방전이 생성되며, 패널(51)은 일정한 시간 동안 에이징된다.
패널(51)내부의 방전가스를 순환시키는 동안에 방전이 지속되므로, 패널 내부에 생성된 증기를 포함하는 가스가 배기될 수 있으며, 따라서 종래의 에이징 동안 발생하는 형광 층의 발광 특성 저하 현상이 감소될 수 있다.
게다가, 건성가스가 패널 내부에 주입되는 방전가스로 사용되기 때문에, 형광 층이 방전가스에 포함된 증기와 접촉하게 될 때 생기는 열적 열화가 감소될 수 있다.
위의 효과를 달성하기 위해서는, 패널(51) 내부의 파티션에 의해 형성된 극히 좁은 통로에 생성된 가스가 에이징공정 동안에 효과적으로 방출될 필요가 있다. 그러므로 주입된 방전가스를 파티션에 의해 형성된 통로를 통하여 고르게 흐르게 할 필요가 있다.
도 6에서 도 12는 이 효과를 성취하는 다양한 패널 구조를 나타낸다. 파티션은 패널의 표면을 가로질러 평행선을 따라 동일한 간격으로 설치되지만, 도 6에서 도 12는 패널의 양쪽에 이들 중의 일부만을 나타내고 있다.
도 6은 파티션(61)에 직각으로 설치된 밀봉 유리 층(62)과 파티션 단부(63) 사이의 공간 중 가장 짧은 공간이, 파티션(61)에 평행으로 설치된 밀봉 유리 층(64)과 그에 인접하는 파티션(61) 사이의 공간 중 가장 짧은 공간보다 더 넓게 형성된 구조를 갖는 패널을 나타낸다. 공기 구멍(65a)으로부터 주입된 방전가스는 파티션의 단부 상부에 형성된 영역(66a)에 퍼지게 되고, 파티션 사이의 통로(67)로 고르게 흘러 들어가게 되며, 그 다음에 파티션의 단부 하부에 형성된 공간(66b)에 위치된 공기 구멍(65b)을 통해 배기된다(표현 '상부'와 '하부'는 도면상에서의 상 부, 하부를 의미한다.). 패널 내부에 생성된 가스가 효과적으로 배기되어, 에이징공정 동안에 발생하는 형광물질의 열화 현상이 감소된다.
이 구조에 의하면, 밀봉 유리 층(62)과 파티션 단부(63) 사이의 가장 짧은 공간과, 밀봉 유리 층(64)과 인접하는 파티션(61) 사이의 가장 짧은 공간 사이의 차이가 커진다. 따라서, 공기 구멍(65a)으로부터 주입된 가스가 공기 구멍(65a) 부근의 공간(66a)에 넓게 퍼진 후, 파티션 사이의 통로(67)를 통하여 더 고르게 흐를 수 있게 되므로, 통로(67)의 각각으로 더 고르게 분배되어 효과적으로 배기될 수 있다. 여기에서, 파티션에 평행하여 끼워진 밀봉 유리 층(64)의 적어도 일부분이 가장 근접한 파티션에 연결되는, 도 7에 나타낸 것과 같은 구조가 가장 효과적이다. 이는, 패널 양 측부에 설치된 파티션 외측에는 발생되지 않으며, 따라서, 이 부분으로는 가스가 흐를 필요가 없기 때문이다. 패널의 이 부분으로 가스의 흐름이 방지될 수 있다면, 에이징공정 동안, 방전이 발생하는 방전 영역으로의 가스의 유입 또는 유출이 더 효과적으로 이루어질 수 있다.
파티션 단부와 공간(66a)에 인접한 밀봉 유리 층 사이에서 간격은, 가스가 유입되는 공기 구멍(65a)에 인접한 패널 내부 부분과 관련해서는 중요성을 갖는다. 만일 공기 구멍(65a)으로부터 가장 멀리 떨어진 파티션의 단부(63)가 밀봉 유리 층(62)과 밀착되게 형성된다면, 공기 구멍(65a)을 통해서 공간(66a)으로 주입된 가스는 여전히 통로(67)에 분배될 수 있으므로, 가스의 순환에 지장을 주지 않게 된다.
다시 말해서, 만일 공기 구멍(65a)에 근접한 패널부가 협소하다면, 가스는 대신 훨씬 용이하게 순환할 수 있는 넓은 공간으로 분배되므로, 가스가 각각의 통로(67)에 효과적으로 분배되지 못한다. 지금부터, 공간(66a)에 인접한 파티션의 단부와 밀봉유리 층(장벽) 사이의 거리에 대해 언급하는 경우, 가스가 주입되는 공기 구멍으로부터 가장 멀리 떨어진 파티션을 제외한 다른 파티션의 단부와 관련된 거리를 의미하기로 한다.
마찬가지로, 파티션 단부와 공간(66b)에 인접한 밀봉유리 층 사이에서 거리는, 가스가 유입되는 공기 구멍(65a)에 인접한 패널의 내부 부분과만 관련된다. 만일, 공기 구멍(65a)으로부터 가장 멀리 떨어진 파티션의 단부(63)가 밀봉 유리 층(62)과 밀착되면, 공기 구멍(65a)으로부터 공간(66b)에 주입된 가스는 여전히 통로(67)를 통해 분배되며, 만일 공기 구멍(65b)에 인접한 패널부가 협소하다면, 가스는 대신 훨씬 용이하게 순환할 수 있는 넓은 공간으로 분배되므로, 가스를 효과적으로 분배할 수 없게 된다.
공간(66a)에 인접한 파티션 단부와 밀봉 유리 층(또는 장벽) 사이의 거리를 언급하는 경우, 가스가 주입되는 공기 구멍으로부터 가장 멀리 떨어진 파티션을 제외한 다른 파티션의 단부와 관련된 거리를 의미하기로 한다.
만일, 가스가 배기되는 공간(66b)의 밀봉 유리 층과 파티션 사이의 틈이 협소하면, 통로(67)로부터 유입되어 공간(66a)을 통해 흐르는 가스가 공기 구멍(65b)을 통해 배기되기 어렵게 된다. 그러나, 위에서 상술한 바와 같이, 파티션의 단부(63)와 공간(66a)에 인접한 밀봉 유리 층 사이의 간격을 넓히는 것에 의해 가스의 분배효율을 향상시킬 수 있다. 공간(66b)이 확장되면, 통로(67)에서 공간(66b) 으로의 가스 배출 효율이 향상됨은 물론이다. 그러므로, 위에서 설명한 바와 같이, 공간(66a, 66b)에서의 파티션 단부와 밀봉 유리 층 사이의 틈을 적절하게 설정함으로써, 통로(67)를 통한 가스의 유동이 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
도 8은 장벽(81,82)이 밀봉 유리 층(62, 64)과 파티션 사이에서 형성되는 패널의 구조를 도시한 도면이다. 장벽(81,82)은 밀봉시 밀봉 유리 층(62, 64)이 패널 내부로 밀려 들어가는 것을 방지한다.
파티션(61)에 직각으로 설치되는 장벽(81)과 파티션 사이의 가장 짧은 간격은, 파티션(61)에 평행하게 설치되는 장벽(82)과 인접 파티션(61) 사이의 가장 짧은 간격보다 넓게 형성된다.
공기 구멍(65a)으로부터 주입된 방전가스는 파티션의 단부 상부에 형성된 영역(66a)에 퍼지고, 파티션 사이의 통로(67)를 통해서 고르게 흘러들어가게 되며, 파티션 단부 하부에 형성된 공간(66b)을 거쳐, 공기 구멍(65a)을 통해 배기된다("상부"와 "하부"는 도면상에서의 상부와 하부를 의미한다). 패널 내부에 생성된 가스가 효과적으로 배기되어, 에이징공정 동안에 발생하는 형광물질의 열화현상이 감소된다.
이 구조에 의하면, 장벽(81)과 파티션 단부(63) 사이의 가장 짧은 공간과 장벽(82)과 인접하는 파티션(61) 사이의 가장 짧은 공간 사이의 차이가 커진다. 따라서, 가스가 파티션 사이에 통로(67)를 통해서 일정하게 흐르게 된다. 여기에서, 파티션에 평행하게 설치되는 장벽(82)의 적어도 일부가 가장 근접한 파티션(61)과 접촉하는 도 9에 도시된 것과 같은 구조가 가장 효과적이다. 이는, 패널 양측부에 설 치된 파티션의 외측에는 방전이 발생되지 않으며, 따라서, 이 부분으로는 가스가 흐를 필요가 없기 때문이다. 만일, 이 부분으로의 가스의 흐름이 방지 될 수 있다면, 에이징 동안에 방전이 발생되는 방전영역으로의 가스의 유입 또는 유출이 훨씬 효과적으로 이루어질 수 있다.
또 다른 예로, 도 10에 도시된 바와 같이 구성된 패널에 의해 서로 동일한 효과를 얻을 수 있다. 도 10의 패널에는, 파티션(61)에 직각 방향으로만 장벽(81)이 형성되고, 파티션(61)과 밀봉 유리 층(64)은 연결되어 있다.
공기 구멍(65a,65b)의 위치는 파티션 단부의 상부 및 하부에 한정될 필요는 없다. 공기 구멍(65a,65b)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 파티션(61)의 중간 단면부에 인접하게 위치할 수 있다. 공기 구멍(65a,65b)의 양측에 위치하는 파티션(61) 및 장벽(82)은, 도면에 도시된 바와 같이 연결될 수 있으며, 이와 같은 구성에 의해 가스의 순환이 일 방향 흐름으로 제한되고, 통로의 가스 유입이 보다 더 효율적으로 이루어 질 수 있게 된다.
가스의 주입 및 배기가 가능하면 공기 구멍의 수는 두 개로 한정할 필요가 없으며, 더 많은 수의 공기 구멍이 사용될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 패널은 파티션(83)에 의해 복수의 구획으로 구분되어, 가스의 주입 및 배기를 각 구획에 대해 별도로 조절할 수도 있다.
에이징이 수행된 후, 패널이 오븐(41) 내에 재투입되고, 밀봉 유리의 연화점 350℃ 보다 낮은 배기온도까지 온도를 저하시킨다. 이 배기온도는 한 시간 동안 유 지되고, 8 x 10-7 torr의 진공 상태에 도달할 때까지 배기시켜, 플레이트 사이의 가스가 제거되는 동안 패널은 가열되어 진다. 이 배기공정은 파이프(48)에 진공펌프(도시안됨)를 연결하여 수행된다. 그러나, 파이프에 연결된 공기 구멍 하나만이 개방되고, 나머지 공기 구멍은 닫혀져서 패널에 가스를 보낼 수 없다.
배기공정 후 PDP는 다음의 방법으로 제작된다. 첫째로, 플레이트 사이의 공간을 진공으로 유지한 상태로, 패널을 실온까지 냉각시킨다. 다음, 방전가스가 유리관의 개구를 통해 플레이트 사이의 공간에 주입된다. 이 후, 모든 공기 구멍은 밀봉되고, 유리관은 제거되어진다.
에이징공정을 전술한 방법과 같이 수행함으로써, 종래 에이징공정 중 필연적으로 발생하는 형광물질의 열적 열화를 줄일 수 있다.
이하 실험 결과를 통해 그 이유를 설명한다.
먼저, 사용된 청색 형광(BaMgAl10O17:EU)의 전기방전에 대한 내성은 도 13에서 도시된 것과 같은 장치를 사용하여 평가하였다.
이 평가장치에 의해, 전기방전을 인가하기 전과 일정 시간 동안 전기방전을 인가한 후의 형광물질의 발광특성을 측정한다.
첫째로, 소정량의 형광물질이 방전관(110)의 내부표면에 도포된다. 방전가스(111)가 소정 압력으로 방전관(110) 내부에 주입되고, 전극(112) 사이에서 전압을 인가하여 방전이 일어나도록 한다. 방전가스(111)는 Ne, Xe와 증기의 혼합물이고, 가스압은 100 Torr로 세트된다. Ne 및 Xe의 비율은 95:5로 정해지고, 형광발광 특성은 증기량(또는 증발 점)을 변경시키면서 측정한다.
관 내부에 생성된 열을 제거하기 위해 열 제거 물질(이 경우, BaO)이 방전튜브(110) 내부에 위치해 있다.
도 14는 방전(방전 전 및 후)에 따른 발광강도의 변화율을 도시한 도면이다.
도 15는 방전 후 y색도 값을 측정한 결과이다. 양쪽 결과는 사용된 청색 형광물질(BaMgAl10O17:EU)에 적용된다.
양 도면에서 수평축은 방전가스에 포함된 증기의 분압을 나타낸다.
청색 형광물질의 실험 전 y색도 값은 0.052 였다.
부분 증기압이 감소하여 방전이 약해짐에 따라 발광 광도는 증가되어진다. 부분 증기압이 0(Torr)의 영역에 있을 때, 방전에 의한 색도 변이는 관측되지 않았지만, 증기의 분압이 증가함에 따라 색도 변이가 증가함을 확인할 수 있다. 청색 형광물질의 y값에서 이런 증가는 패널의 칼라 재생 대역폭을 협소하게 할 수 있다.
y값의 변화로부터 방전 후 발광 광도가 저하된다는 것을 추론할 수 있으며, 이는 증기 중에서 패널을 단순가열할 때의 저하 값보다 더 크다는 것을 알 수 있다.
결론적으로, PDP에 대해 실행된 에이징공정 동안 발생하는 청색 형광물질(BaMgAl10O17:EU)의 열화는, 전면 플레이트의 보호 MgO층 및 후면 플레이트와 파티션에 형성된 형광물질 층으로부터 에이징공정 동안 발생하는 증기 함유 가스에 그 원인이 있으며, 이와 복합적으로, 에이징공정 동안의 방전에 의해 발생하는 이온충 돌과 진공 자외선 방사에 그 원인이 있는 것으로 간주된다.
자외선 방사에 의해 발생하는 열화는 에이징공정 중 필연적으로 수반되기 때문에, 방전가스에 포함된 증기압의 분압을 저하시킴으로써, 형광물질 저하의 나머지 원인을 제거하는 것에 의해, 청색 형광물질(BaMgAl10O17:EU)의 발광특성 열화를 방지할 수 있다.
에이징공정 자체만을 볼 때, 파티션에 의해 형성된 좁은 공간 내에서 방전이 일어나며, 보호층, 형광 층 및 파티션으로부터 발생하는 증기함유가스가 이들 공간 내에 갖히는 것에 의해 형광 층이 영향을 받는 것으로 인식된다.
다시 말해서, 방전이 발생할 때, 형광 층의 표면은 생성된 플라즈마에 의해 약 1000℃로 가열되어진다. 이와 같은 고온에서는, 플라즈마에 의해 발생한 증기가 형광 층의 표면과 접촉함에 따라 스퍼터링(sputtering) 현상이 발생하여 형광 층의 열화를 초래하게 된다.
따라서, 가스와 형광 층 간의 접촉에 의해 발생하는 형광물질의 열적 열화현상은 방전 중에 생성된 증기를 포함한 가스를 냉전공간으로부터 배기함으로써 방지할 수 있다.
본 실시 예에서, 방전가스는 에이징공정 동안 연속적으로 패널 내부를 통해서 순환되어지나, 방전가스의 주입 및 배기를 일정시간 간격을 두고 반복하여 시행함으로써, 방전가스를 패널 내부에 단속적으로 순환시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
방전가스의 주입 및 배기가 단속적으로 수행된다 하더라도, 방전공간 내부의 증기를 포함한 가스는 여전히 효과적으로 배기될 수 있다.
다른 방법으로, 다수의 방전이 단속적으로 발생되도록 함으로써, 방전공간의 방전가스가 방전과 방전 사이의 시간 간격 동안 교체되도록 하는 방법이 있다.
이런 경우에, 가스의 주입과 배기를 수행하기 위해 단지 한 개 공기 구멍이 필요하며, 가스는 방전과 방전 사이에 교체되기 때문에 2개 이상의 공기 구멍은 불필요하다.
만일, 패널 내부를 통해서 순환되는 방전가스가 과도한 양의 증기를 포함하면, 이 증기는 형광물질과 접촉하여 열적 열화현상을 발생시키게 된다. 그러므로, 패널 내부로 주입되는 방전가스로는 가능한 증기가 없는 건조공기를 사용하는 것이 바람직하다.
도 14와 도 15에 도시된 실험결과를 고려할 때, 플레이트 사이 공간을 통해서 순환된 가스의 부분증기압은 15 Torr이하(즉, 증발 점 20℃ 이하)여야 한다.
부분 증기압이 낮을수록 형광물질에 대한 발광특성의 열화현상이 억제되므로, 가능한한 부분 증기압 10 Torr이하(10℃이하 증발 점), 5 Torr이하( 1℃이하), 1 T orr이하 (-20℃)또는 0.1 Torr (-40℃)이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
제 1 연구
패널 발광특성
패널수 패널 발광도 (cd/m2) 패널에서 모든 셀이 점화될 때 색온도 (k)
1 2 3 520 500 470 8100 7000 6300
표 1에서 PDP(1)는 본 연구와 관련된 PDP이며, 이것은 위의 실시 예에 근거한 에이징공정을 도 8에 도시된 바와 같이, 구성된 패널에 적용하여 제작된 것이다.
에이징공정기간 동안 주입된 방전가스는 Ne와 Xe가 95:5로 혼합된 혼합물이고, 플레이트 내부에 주입된 가스에서 포함된 증기의 분압은 1 Torr이하이다. 방전가스 압력은 500 Torr이다.
표에서 숫자 2로 표시된 PDP는 본 연구와 관련된 PDP 이며, 이것은 도 16에 도시된 바와 같이 구성되며, 파티션(61)에 직각으로 설치된 장벽(81)과 파티션 단부(63) 사이의 가장 짧은 간격이 파티션(61)에 평행하게 설치된 장벽(81)과 이것에 가장 인접한 파티션(61) 사이의 간격에 비해 가능한 한 좁게 구성된 것이다. 에이징공정은 위의 실시 예와 동일한 방식으로 패널에서 실행된다.
표에서 PDP(3)는 비교를 목적으로 제공된 PDP로, 도 16과 같이 구성되어 있으며, 도 17에 도시된 바와 같이 하나의 공기 구멍(65)이 설치되어 있다. 에이징공정은 밀봉상태에서 공기 구멍을 통해 수행된다.
에이징공정 중의 방전은 12시간 동안 위의 각각의 PDP에서 수행되고, 나머지 제조처리는 각각의 PDP에 대해 동일한 조건하에서 실행된다.
또한, 공기구멍 및 격벽을 제외한 나머지 패널의 구성은 각각 케이스에서 동일하다.
형광 층의 두께는 30㎛이고 95%의 Ne와 5%의 Xe로 구성된 방전가스가 주입된다. 에이징은 방전 전극 사이에서 교대로 펄스 교류전류 200V, 5O Hz를 인가함으로 수행된다.
에이징이 끝난 후, 제조된 패널의 발광특성을 평가하기 위해, 제조된 패널의 모든 셀을 점화함으로써 화이트 점화(White ignition)가 수행된다(이 평가결과는 표 1에서 도시되어 있다). PDP(1)이 가장 만족할 만 특성을 나타냈다. PDP(1)의 특성이 PDP(2)의 특성보다 더 우수한 이유는, PDP(1)에 의하면, 방전가스가 파티션 사이의 통로로 골고루 흐를 수 있으며, 에이징공정 중 패널 내부에서 생성된 증기를 포함하는 배기가스를 효과적으로 배출시키기 때문일 것이다.
반대로, PDP(2)에 따르면, 공기구멍(65a)으로부터 주입된 대부분의 방전가스는, 공간(66b)으로 흘러들어 공기구멍(65a)으로부터 배기되기 전에, 가장 왼쪽(도면에서) 파티션과 격벽(82) 사이에 형성된 공간(161)으로 흘러들어가게 된다.
그 결과, 대부분의 방전가스는 파티션 단부의 상부 공간(66a)으로부터 통로(67)로 분배되지 않은 채 배출되며, 그에 따라, 파티션 사이의 공간에 생성된 증기를 포함한 가스가 효율적으로 배출되지 못하게 된다.
PDP(3)에 따르면, 파티션 사이에 공간으로부터 증기를 포함하는 가스를 배기할 수 없고, 이것의 발광특성은 PDP(1)와 PDP(2)의 것보다 훨씬 낮다.
PDP(1)과 PDP(2)는 종래의 방법에 의해 에이징 처리된 PDP(3)보다 훨씬 개선된 패널특성을 구비한다. 그 이유는, 에이징공정 동안 패널 내부에 생성된 배기가스에 의해 패널특성의 열화가 방지되기 때문이다.
도 8,16,17에 도시된 바와 같이 구성된 패널의 발광특성은 본 연구에 의해 도시되었다.
그러나, 도 9에서 도 12까지의 어느 한 항에 도시된 것과 같은 구조를 구비한 패널은 효율적으로 파티션 사이의 공간에 생성된 가스를 배기할 수 있고, 본 연구와 동일한 발광특성을 얻을 수 있다.
제 2 실시 예
본 실시 예에서, 에이징공정과 연속된 처리는 제 1 실시 예와 다르며, PDP의 구조와 사용된 제조방법은 동일해서, 단지 본 실시 예의 독특한 점은 다음과 같이 설명할 수 있다.
본 실시 예에서, 전면 및 후면 플레이트가 밀봉된 후, 에이징공정은 종래에 통상적으로 사용되던 조건 하에서 수행된다. 이 방법은 펄스 방전이 방전 전극 사이에 방전을 생성하기 위해 인가되는 단순한 공정이다.
그러나, 종래의 에이징공정 동안에, 위에서 상술한 형광물질의 열적 열화에 의해 발광강도 및 방전특성이 현저히 나빠지게 된다. 본 실시 예는 에이징공정 동안에 형광물질 층에서 발생되는 발광특성의 저하를 효과적으로 재복구하기 위한 것이다.
이런 목적을 달성하기 위해서, 다음의 추가공정은 에이징공정의 종결 후 본 실시 예서 수행된다. 도 18은 본 실시 예에 따라 에이징공정 및 후속 열처리 공정을 수행하는 패널 제조장치를 나타내는 도면이다. 패널 제조장치는 파이프(102a,102b),밸브(103a,103b),구동회로(104) 및 오븐(108)으로부터 구성된다.
파이프(102a,102b)는 패널(101)의 내부로부터 가스를 주입하고, 배기한다. 밸브(103a,103b)는 패널(101) 내부에 가스압력을 조절한다. 구동회로(104)는 방전전압을 인가한다.
2개 이상 공기구멍(106)은 패널 내부에(이것은 공기구멍(21a)에 추가한 새로운 공기구멍을 포함한다.) 엑세스를 제공하기 위해 어드레스 전극, 가시광선 반사 층, 파티션과 형광물질 층이 형성되는 후면 유리플레이트(105)의 비 표시 영역에서 형성된다.
유리관(107)은 이 공기구멍(106)에 부착되고, 방전가스가 순환되는 파이프(102a,102b)에 연결되어 있다. 본 연결이 형성된 후, 패널 내부에 진공을 형성하기 위해 파이프(102b)를 통해 배기되는 동안(배기공정) 패널(101)이 소정온도까지 가열된다.
패널이 냉각된 후, 방전가스가 파이프(102a)를 통해서 소정 압력으로 유입되어진다. 전면 플레이트(109)에 형성된 전극 사이에 소정전압이 인가되어, 패널 내부에 방전이 일어나도록 함으로써, 소정시간 동안 에이징을 수행한다.
본 실시 예에서 사용하는 방전가스는 He, Ne, Ar, Xe 같은 비 활성가스나 그 혼합물이며, 방전가스압력은 100에서 760 Torr 사이로 설정되어 있다.
에이징공정이 완결된 후, 패널 내부의 방전가스는 파이프(102a)를 통해서 배기되고, 건조공기가 파이프(102a)를 통해서 주입된다. 일정량의 건조공기가 패널(101) 내부를 통해서 지속적으로 순환하는 동안, 밀봉유리가 융해되지 않는 어떤 온도까지 패널(101)이 가열된다.
PDP는 다음의 방법으로 제작된다. 패널(101)이 냉각된 후, 패널 내부는 진공을 형성하기 위해 파이프(102b)를 통해서 배기된다. 이때 어떤 조성을 가진 방전가스는 파이프(102a)를 통해서 주입되고, 유리관(107)은 밀봉된다.
에이징공정 동안 발생된 형광 층의 발광특성의 저하는, 전술한 바와 같이, 방전이 발생된 후 패널을 가열하는 것에 의해 회복될 수 있다. 건조공기가 패널 내부로 제공하는 동안 가열공정을 수행하게 되면, 회복도가 훨씬 증대된다. 건조공기가 사용되는 경우, 공기 구멍의 위치를 위에서 설명한 제 1 실시 예에 따라(도 6에서 도 12까지 도시된) 형성하게 되면, 가스가 훨씬 효과적으로 순환될 수 있으며, 따라서 회복도가 훨씬 개선된다.
다른 방법으로, 가열공정 중에 패널 내부에 건조공기를 순환시키지 않고, 가열중 패널 내부에 생성된 가스를 배기하는 간단한 방법에 의해서도 가열중 패널 내부에 생성된 증기를 배출시키는 것이 가능하므로, 형광 층의 특성이 회복될 수 있다.
방전영역에 건조공기를 순환시키지 않고 단순히 패널 내부에 건조공기를 주입하는 것에 의해, 형광 층의 열화를 어느 정도 방지할 수 있다.
그러나, 배기되는 증기의 양이, 가스가 내부공간을 통해서 순환될 때 배기되는 증기의 양에 비해 상대적으로 소량이므로 회복도는 낮다.
배기 후 방전가스를 배출시키지 않은 채 패널을 가열하는 경우 역시, 발광특성은 여전히 어느 정도 회복될 수 있다. 그러나, 만일 패널 내부에 방전이 발생한 후 방전가스를 배출시키면 회복도를 보다 더 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 상기 방법에 의해, 발광특성이 어떻게 효과적으로 회복될 수 있는지에 대해 기술한다.
표 2는 에이징공정이 플라즈마 표시 패널에 대해 수행되기 전 및 후의 발광특성의 변화를 나타낸다. 에이징공정동안 청색 형광물질이 특히 발광특성의 열화에 민감하다고 알려져 있으므로, 패널은 청색 형광물질(BaMgAl10O17:EU)로만 코팅시켰다.
에이징공정 전후의 청색 형광 층의 발광 특성
청색 형광 층의 상대적 강도 청색 형광 층의 y 값
에이징공정 전 에이징공정 후 100 69 0.085 0,092
발광강도는 에이징공정 이전의 발광 강도를 100으로 하여 측정하였다. 에이징공정에 의해 발광 강도에서 눈에 띄게 저하될 뿐만 아니라, 청색 형광물질의 y색도값이 증가함을 알 수 있다.
이것은 형광 층의 특성이 에이징공정 동안 열화된다는 것을 나타낸다.
도 19 및 도 20은 각각 최고 소성온도에 대한 상대 발광강도 및 y 색도 값의 종속성을 나타낸다. 이 결과는 에이징공정 동안 y색도값 및 발광강도가 저하된 청색형광물질(BaMgAl10O17:EU)을 최고온도를 30분 동안 유지한 상태로 건조공기(2 Torr의 부분증기압) 중에서 가열함으로써 얻은 결과이다.
상대발광강도는 에이징공정 이전의 청색 형광물질의 발광강도를 100으로 하여 결정되고, 완전히 비 가열된 청색 형광물질의 y색도 값은 0.052이다.
에이징공정 동안 열화된 형광물질의 발광특성(발광강도 및 y색도 값)이 건조분위기 내에서 형광물질을 재가열함으로써 회복될 수 있음을 알 수 있다.
다시 말해서, 에이징공정 동안의 청색 형광물질의 열화현상은 가역반응이다. 한편, 최고 소성온도는 약 300℃ 이상으로 하는 것이 발광특성을 회복시키는 데 효과적이다. 이 온도부터는, 소성온도가 올라갈수록 발광특성도 그에 대응하여 향상되지만, 약 500℃에 이르러서는 포화상태에 이른다. 도면에서 도시되지는 않았지만, 최고온도에서의 형광물질 소성에 의해, 발광특성의 회복이 보다 더 잘 이루어짐을 알 수 있었다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, He 와 Xe의 혼합물로 구성된 가스 내에서 형광물질을 가열공정을 수행한 결과, 건조공기를 사용한 경우와 y색도값의 회복율에 거의 차이가 없었으며, 가열분위기는 y색도 값의 회복에 크게 영향을 미치지 못한다는 것을 알 수 있었다. Ne/Xe 혼합물 내에서보다, 오히려 건조공기 내에서 가열공정을 수행하는 경우, 발광특성의 회복도가 더 컸다.
이에 대한 원인은, y 색도 값의 변화는 증기에 의해 발생되고, 따라서, 특성회복이 사용된 가스의 종류보다는 부분 증기압에 의존한다는 데 있다. 이와 대조적으로, 발광강도를 회복하기 위해서는 이온 접촉과 진공 자외 방사선에 의해 형광물질에 발생한 손상이 회복되어야 한다.
따라서, 산소를 포함한 분위기 내에서 가열공정을 수행함으로써 회복도를 증대시킬 수 있다.
다음은 건조공기에 포함된 증기의 분압과 발광특성 회복도 사이의 관계에 대해 설명한다.
위에서 상술한 바와 같이, 건조공기 내 수증기의 분압을 낮추면, 증기와 형광물질의 접촉에 의해 발생하는 열적 열화를 완화시킬 수 있다.
그러므로, 증기의 분압을 감소시키는 것에 의해 청색 형광물질의 회복율을 증대시킬 수 있는데, 약 15 Torr의 부분 증기압(약 20℃이하의 증발점)을 기점으로 최적의 결과를 얻을 수 있었다. 증기의 분압을 감소시킬수록, 발광특성의 열화를 더욱 제한할 수 있으므로, 부분 증기압은, 가능하다면 10 Torr이하(증발점 10℃이하), 5 Torr이하(1℃이하), 1Torr이하(-20℃이하) 또는 0.1 Torr이하(-40℃이하)로 하는 것이 바람직하다. 건조공기 중의 증기의 분압과 회복 효과 사이의 관계는 도 14 및 도 15에 도시된 그래프에 의해 설명된다. 그러나, 상기 도면은 방전이 완료된 때 얻어진 특성을 나타내는 그래프인 데 대해, 여기서 우리가 관심을 갖는 사항은 가열분위기에 함유된 증기의 분압과 열화된 형광특성의 회복도 사이의 관계이므로, 도 14 및 도 15에 도시된 효과가 상기 관계를 정확히 나타내는 것이라 할 수는 없으나, 이로부터 전반적인 경향은 파악할 수 있게 된다.
제 2 연구
Figure 112006059801980-PAT00001
표 3에 도시된 PDP(1 - 8)는 상기 실시 예에 근거하여 제조된 PDP이다.
패널(1)에서(4)는 에이징공정에 이어지는 가열공정이 다음의 방법으로 수행된 패널이다. 먼저, 패널은 건조공기(부분 증기압 2 Torr)가 패널 사이 공간을 통해서 순환하는 동안 소정 온도로 가열되어진다. 다음으로, 패널이 냉각되고, 배기된 후, 방전가스가 주입된다. 패널에 따라 가열온도 및 사용되는 가스의 종류를 달리하여 시험한다.
피크 가열온도(최고온도)는 30분 동안 유지되어진다. 에이징공정 후, 표 3의 PDP(5)는 패널 내부가 배기되는 동안 가열되어진다.
다음, 패널이 냉각 및 배기된 후 방전가스가 주입된다.
PDP(6)는 건조공기(부분 증기압 2 Torr)가 패널 내부를 통해서 순환하는 동안 소정 온도로 가열된 패널을 나타낸다. 패널은 내부가 배기되는 동안에도 지속적으로 가열되어진다.
다음으로, 냉각된 후 방전가스가 주입된다.
PDP(7)의 경우는, 건조공기(부분 증기압 2 Torr)가 주입된 후, 주입된 건조공기를 순환시키지 않고 패널 내부에 밀봉시킨 생태로 가열한 패널을 나타낸다. 패널은 방전가스가 주입되기 전에 냉각되고 배기된다.
PDP(8)는 종래의 방법을 사용하여 제조된 패널을 나타내는 것으로, 에이징 공정 후 단순 가열한 패널을 나타낸다.
PDP(9)는 비교를 위해서 포함된 것으로, 종래의 방법을 사용하여 제조된 패널을 나타내며, 에이징공정 완료 후 표에 나타낸 바와 같은 특성을 갖는다.
에이징공정 동안 각각의 PDP에 대해 24시간 동안 방전을 발생시켰으며, 에이징 공정이 끝날 때까지의 제조공정은 모든 PDP에 대해서 동일한 조건하에서 실행되었다. 모든 패널은 동일한 패널 구조를 갖는바, 각각의 사례에 대해, 형광물질 층의 두께는 30㎛이고, Ne(95%)와 Xe(5%)의 방전가스 혼합물이 500 Torr의 압력으로 주입된다.
청색 형광물질이 점화될 때 측정된 발광강도와 y색도 값이 발광특성으로 취급된다.
또한, 색조정 없는 화이트 밸런스 상태에서의 패널의 색 온도(청색, 녹색 및 적색 셀이 동일 전력을 방출하여 백색이 디스플레이될 때의 패널 색 온도) 및, 청색 및 녹색 셀이 동일한 전력(청색 및 녹색)을 방출할 때 발생된 광 스펙트럼의 피크 광도값이 측정된다. 패널(9)의 발광강도가 비교를 위한 상대 발광강도의 기준 값 100으로 표시되어 있다.
만일, 발광특성의 결과를 살펴보면, 실험의 PDP(1) 내지 PDP(8) 모두가 종래의 PDP(9)보다 나은 발광특성을 구비한다는 것을 알 수 있다.
PDP(1) 내지 PDP(3)에 대한 데이터를 비교해 보면, 에이징 처리 후 고온에서 가열된 패널이 더욱 우수한 발광특성을 나타낸다는 것을 분명히 알 수 있다. 이것은 가열온도를 높게 하면, 에이징공정 동안 손상된 청색 형광물질에 대한 회복율이 개선되기 때문이다.
또한, PDP(1,4,5)에 대한 데이터를 비교해 보면, 산소를 포함한 건조공기가 가장 만족할 만한 발광특성을 제공하는 가열분위기를 형성한다는 것을 알 수 있다. 이는, 에이징공정 동안 형광물질로부터 분리된 산소가, 산소를 포함한 분위기 내에서 패널을 가열함으로써 회복될 수 있다는 사실에 기인한다.
또한, PDP(1,6)에 대한 데이터를 비교해 보면, 에이징공정 후 냉각없이 배기된 PDP의 발광특성이 훨씬 만족할 만하다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 냉각공정을 행하지 않고 배기를 수행하면, 패널 내부로부터 발생한 흡수가스가 효과적으로 배기되기 때문이다.
가스를 순환시키지 않고 패널 내부에 단순히 밀봉시키는 경우에도, PDP(7)에 대한 데이터로부터 알 수 있듯이, 발광특성은 어느 정도 개선된다.
PDP(4)와 PDP(8)에 대한 데이터를 비교해 보면, 에이징공정 후 단순히 패널을 가열하는 것에 의해서도, 발광특성이 늦어도 개선될 수 있다는 것을 알 수 있으나(PDP(8)의 시험 결과 참조), 가열공정이 수행되기 전에 패널 내부를 배기시키는 경우, 보다 큰 회복도를 얻을 수 있게 된다.
또한, 에이징공정 후 패널을 배기시키지 않고, PDP(8)의 경우와 같이 패널 내에 증기함유가스가 잔류되어 있는 상태로 팬러을 가열하는 경우에도, 개선된 패널특성을 얻을 수 있다. 그 이유는, 방전 동안 형광물질에 미치는 자외선의 영향이, 증기를 포함한 다량의 가스가 여전히 패널 내부에 있을 때 방전이 발생하는 경우에 비해 작기 때문이다.
에이징공정에 이어지는 가열처리 동안에 만일 패널이 370℃이상의 온도로 가열되면, 발광강도가 상당히 개선되며, 거의 일정한 색도 값이 취득될 수 있다.
400℃이상으로 패널을 가열하면, 훨씬 더 높은 발광강도를 얻을 수 있게 된다.
색 조정을 받지 않은 상태의 색 온도 값 및, 청색 및 녹색 형광물질의 광 스펙트럼에서 비교 피크 강도 값은, 제조된 PDP를 조작하여 다음의 방법으로 측정할 수 있다.
전면 플레이트와 후면 플레이트가 분해되며, 자외선 램프를 사용하여 후면 플레이트에 노출된 형광물질 층상에 자외선을 비춰, 생성된 가시광선을 측정한다. 상기 방법에 의해 위의 패널을 측정한 결과, 제조된 PDP를 가동하여 측정한 값과 동일한 값을 얻을 수 있었다.
본 방법은, 색 유리가 전면 플레이트를 위해 사용될 때와 같이, 형광물질 층에 의해 생성된 가시광선이 정확히 포착되기 어려운 경우 특히 유용하다.
본 발명은 위의 언급한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 다음과 같은 변형이 또한 가능하다.
예를 들어, 제 1 실시 예와 같이 종래의 방법(전면 플레이트와 후면 플레이트를 단순히 오븐에서 가열하는 방법)에 의해 밀봉공정이 수행되는 경우, 밀봉처리 동안 생성된 열적 열화는, 제 2 실시 예에서 실행된 것처럼, 에이징공정이 완결되자마자 패널을 소성온도로 가열하는 것에 의해 회복될 수 있다.
제 2 실시 예에서, 전체 패널은 오븐에 위치하고, 에이징공정 후 형광물질의 특성을 회복하기 위해 가열되나, 형광물질 층만을 가열하는 것에 의해서도 회복과정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 전면 플레이트를 가로질러, 형광물질 층에 레이저 빔을 주사(scan)하거나, 후면 플레이트의 표면을 가로질러 레이저 빔을 주사하여, 형광물질을 가열하는 방법이 가능하다.
전체 패널이 가열되는 경우와 달리, 본 방법에 의하면, 밀봉유리를 가열하지 않고 형광물질 층을 가열할 수 있으므로 형광물질 층을 밀봉유리의 연화점보다 훨씬 높은 온도로 가열할 수 있게 된다. 특히, 형광물질의 특성이 가열처리에 의해 복구되는 경우, 패널은 포화온도(500℃)까지 가열되어질 수 있다. 따라서, 가열온도의 차이에 의해 복구도에 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 방법은, 패널 내부가 배기되면서 건조가스가 패널 내부를 통해서 순환되는 동안 수행되거나, 패널 내부의 부분 증기압이 감소되고 건조가스가 주입된 후에 수행하는 것이 바람직하다.
오븐을 사용하여 약 500℃의 온도로 패널을 가열하는 방법도 가능하다. 그러나, 이 방법에 따르면, 가열가능한 온도가 밀봉유리의 연화점 이하로 제한된다.
만일, 밀봉유리의 연화점이 500℃미만이라면, 500℃온도 이상으로 패널을 가열하기는 불가능하다. 그러나, 레이저 방법은 밀봉유리의 연화점에 의해 영향을 받지 않는다.
또 다른 방법으로, 소정 온도로 가열된 불활성 가스 등의 가열매체를 방전 영역 내부로 순환시켜 형광물질을 가열하는 것에 의해, 형광물질의 특성을 회복하는 방법이 가능하다.
레이저 방법과 마찬가지로, 또한 패널 전체를 가열하는 방법과는 달리, 전 패널이 가열되는 다른 방법의 경우처럼, 이 방법에 따르면, 밀봉유리를 가열하지 않고 형광물질을 가열할 수 있으므로, 형광물질이 밀봉유리의 연화점보다 높은 온도로 가열될 수 있다.
제 2 실시 예에서 사용된 방법과 제 1 실시 예에서 사용된 방법을 결합하여 사용하는 경우, 패널 내부에 산소를 포함한 가스를 순환시키면, 형광물질로부터 이탈된 산소를 회복시킬 수 있으므로 더욱 바람직하다.
또한, 형광물질은 앞서 언급한 물질 외에도, 이하 나타낸 바와 같이 구성될 수 있다.
청색 형광물질: (Ba,Sr)MgAL10O17:Eu
녹색 형광물질: BaAl12O19:Mn
적색 형광물질:(Y,Gd)BO3:Eu
끝으로, 상기 실시 예는 표면 방전 PDP를 예를 들어 설명하였으나, 대향 방전 PDP(opposing discharge PDP)에 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 직류 PDP에서도 이와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 PDP 제조방법은 텔레비전, 컴퓨터 모니터 등에서 디스플레이 스크린으로서 사용하기 위한 PDP를 제조하는데 사용될 수 있다.

Claims (25)

  1. PDP 제조방법에 있어서,
    전면 플레이트 및 후면 플레이트 중 어느 하나에 방전 전극이 배열되고 전면 플레이트 및 후면 플레이트 중 어느 하나의 내부 면에 형광 층이 형성되고 양 플레이트 사이에 내부공간이 형성되도록 함께 밀봉되고,
    방전공간 내에 방전가스가 존재할 때 방전 전극에 필요한 방전전압을 인가하여 에이징공정을 수행하고,
    상기 가열공정은, 에이징공정 다음에 형광물질의 특성을 회복하기 위해 형광 층을 형성하는 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 300 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은,
    (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고,
    (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저빔을 조사하고,
    (c) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 370 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은,
    (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고,
    (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고,
    (c) 가열 매체를 상기 내부공간 둘레에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 400 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은,
    (a) 전체 패널을 오븐에서 가열하고,
    (b) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고,
    (c) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 형광물질을 적어도 500 ℃ 로 가열하여 행해지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은
    (a) 형광물질이 위치된 플레이트의 일부에 레이저 빔을 조사하고,
    (b) 가열 매체를 상기 내부공간 주위에서 순환시키는 것 중 하나를 사용하여 형광물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  10. 제 3, 5, 7, 및 9 항 중 어느 하나의 항의 PDP제조방법에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 가스가 내부공간으로부터 배기되는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 PDP 제조방법.
  11. 제 3, 5, 7, 및 9 항 중 어느 하나의 항의 PDP제조방법에 있어서,
    상기 형광물질은 에이징공정 다음에 일단 가스가 내부공간으로부터 배기되고 건조가스가 도입된 후 가열되는 것을 특징으로 하는 PDP 제조방법.
  12. 제 3, 5, 7, 및 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정은 패널에 형성된 제 1 공기구멍을 통해 건조가스가 도입되고, 그 도입가스를 패널에 형성된 제 2 공기구멍을 통해 배기되는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 PDP 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가열공정을 행하는 PDP 는,
    전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이의 내부공간을 구분하기 위해 다수의 파티션을 배열하여 형성된 다수의 방전공간과,
    전면 플레이트 및 후면 플레이트 외주 사이에 포함되어 후면 플레이트에 전면 플레이트를 밀봉하는 밀봉유리 층과,
    다수의 파티션으로 형성된 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제 1 단부와 밀봉유리 층 사이에 형성된 제 1공간과,
    상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제 2 단부와 밀봉유리 층 사이에 형성된 제 2공간으로 구성되며,
    제 1공간에 접속하기 위해 제 1공기 구멍이 형성되고, 제 2공간에 접속하기 위해 제 2공기 구멍이 형성되고,
    건조가스를 제 1공기 구멍을 통하여 제 1공간으로 도입하는 도입공정과, 건조가스를 제2공간으로부터 제 2공기 구멍을 통하여 배기하는 배기공정을 수행하여 건조가스가 방전공간을 통해 순환되게 하는 가열공정을 포함하는 구조를 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 방전가스는 제 1공간으로부터 제2공간에 이르는 다수의 가스통로를 통해 주로 흐르는 구조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제1 공기 구멍으로부터 가장 먼 거리에 있는 적어도 어느 하나의 파티션을 제외한 다수의 파티션의 파티션 단부와 제1공간에 접하는 밀봉유리 층 사이에서 최소거리가, 파티션에 평행한 밀봉유리 층과 인접한 파티션 사이의 최소거리 이상으로 되는 구조를 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    다수의 파티션 가운데 각각의 최 외층 파티션 중 일부분과 밀봉유리 층의 일부분은 최 외층 파티션 및 밀봉유리 층 사이의 공간에 방전가스가 흐르지 않도록 접속되는 구조를 더욱 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    최 외층 파티션의 어느 하나의 근방에 제 1 공기구멍이 형성되고, 최 외층 파티션의 다른 하나의 근방의 제 1 공기구멍의 대향 측에 제 2 구멍이 형성된 구조를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 가열공정을 행하는 PDP 는,
    전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이의 내부공간을 구분하기 위해 다수의 파티션을 배열하여 형성된 다수의 방전공간과,
    전면 플레이트 및 후면 플레이트 외주 사이에 포함되어 후면 플레이트에 전면 플레이트를 밀봉하는 밀봉유리 층과,
    밀봉유리 층의 내부 둘레에서, 전면 플레이트 및 후면 플레이트 사이에 포함된 장벽과, 다수의 파티션으로 형성된 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제1 단부와 장벽 사이에 형성된 제 1공간과, 상기 방전공간에 접속되며 다수의 파티션의 제2 단부와 장벽 사이에 형성된 제 2공간으로 구성되며,
    제 1공간에 접속하기 위해 제 1공기 구멍이 형성되고, 제 2공간에 접속하기 위해 제 2공기 구멍이 형성되고,
    건조가스를 제 1공기 구멍을 통하여 제 1공간으로 도입하는 도입공정과, 건 조가스를 제2공간으로부터 제 2공기 구멍을 통하여 배기하는 배기공정을 수행하여 건조가스가 방전공간을 통해 순환되게 하는 가열공정을 포함하는 구조를 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 방전가스는 제 1공간으로부터 제2공간에 이르는 다수의 가스통로를 통해 주로 흐르는 구조를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 파티션을 제1 공기 구멍으로부터 가장 먼 거리에 있는 적어도 어느 하나의 파티션을 제외한 다수의 파티션의 파티션 단부와 제1공간에 접하는 장벽 사이의 최소거리가, 파티션에 평행한 장벽과 인접한 파티션 사이의 최소거리 이상으로 되는 구조를 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    다수의 파티션 가운데 각각의 최 외층 파티션의 일부분과 장벽의 일부분은 최 외층 파티션 및 장벽 사이의 공간에 방전가스가 흐르지 않도록 접속되는 구조를 더욱 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  22. 제 20 항 또는 21 항에 있어서,
    최 외층 파티션의 어느 하나의 근방에 제 1공기 구멍이 형성되고, 최 외층 파티션 중 다른 하나의 근방의 제 1공기 구멍의 대향 측에 제 2공기 구멍이 형성된 구조를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  23. 제 12항에 있어서,
    상기 건조가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  24. 제 12 항에 있어서,
    상기 건조가스는 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  25. 제 3, 5, 7 및 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 에이징공정 다음의 가열공정에 의하여 가열된 플레이트 사이의 내부공간으로부터 도입된 건조가스를 배기하는 배기공정은 플레이트가 여전히 가열되는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
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