KR100444512B1

KR100444512B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법

Info

Publication number: KR100444512B1
Application number: KR10-2002-0004477A
Authority: KR
Inventors: 정재상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2004-08-16
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: US20030141815A1; KR20030064052A; US6986694B2; JP2003234068A

Abstract

본 발명은 패널 에이징 시간을 단축할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법은 상판을 제작하는 단계와, 하판을 제작하는 단계와, 상기 상판과 하판의 불순물을 플라즈마 클리닝공정 및 히팅공정 중 적어도 어느 하나의 공정으로 제거하는 단계와, 상기 불순물이 제거된 상판과 하판을 합착하는 단계와, 상기 합착된 상판과 하판을 배기 및 가스를 주입하는 단계와, 상기 가스가 주입된 플라즈마 디스플레이 패널을 약 12시간 이하에서 에이징하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법{Method For Removing Impurities Of Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 에이징 시간을 단축할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법을 제공하는데 있다.

정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히 종래 음극선관(Cathod Ray Tube)은 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 불활성혼합가스의 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, 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.

도 1은 통상적으로 교류형 PDP에 매트릭스 형태로 배열되어진 셀 구조를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, PDP 셀은 상부기판(10) 상에 순차적으로 형성된 유지전극쌍(14, 16), 상부 유전체층(18) 및 보호막(20)을 가지는 상판(UP)과, 하부기판(12) 상에 순차적으로 형성된 어드레스전극(22), 하부 유전체층(24), 격벽(26) 및 형광체층(28)을 가지는 하판(DP)을 구비한다. 상부기판(10)과 하부기판(12)은 격벽(26)에 의해 평행하게 이격된다. 유지전극쌍(14, 16) 각각은 상대적으로 넓은 폭을 가지며 90% 이상의 광투과율이 좋은 투명전극물질(ITO)로 이루어진 투명전극(14A, 16A)과, 상대적으로 좁은 폭을 가지는 버스전극(14B, 16B)으로 이루어진다. 여기서, 투명전극물질(ITO)은 저항값이 크므로 전력을 효율적으로 전달하지 못한다. 따라서, 투명전극(14A, 16A) 상에 도전성이 좋은 물질, 예를 들면 은(Ag)나 구리(Cu)로 이루어진 버스전극(14B, 16B)을 형성시킴으로써 투명전극(14A, 16A)의 저항성분을 보상한다. 이러한 유지전극쌍(14, 16)은 주사유지전극 및 공통유지전극으로 구성된다. 주사유지전극(14)에는 패널 주사를 위한 주사신호와 방전유지를 위한 유지신호가 주로 공급되고, 공통유지전극(16)에는 유지신호가 주로 공급된다. 상부 유전체층(18)과 하부 유전체층(24)에는 전하가 축적된다. 보호막(20)은 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(18)의 손상을 방지하여 PDP의 수명을 늘릴 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(20)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 어드레스전극(22)은 유지전극쌍(14, 16)과 교차하게 형성된다. 이 어드레스전극(22)에는 디스플레이될 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 격벽(26)은 어드레스전극(22)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선이 인접한 셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(28)은 하부 유전체층(24) 및 격벽(26)의 표면에 도포되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 그리고, 가스방전을 위한 불활성 가스가 내부의 방전공간에 주입되어진다.

이러한 PDP 셀은 어드레스전극(22)과 주사유지전극(14) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(14, 16) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. PDP 셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(28)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 셀들을 가지는 PDP는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, PDP는 비디오데이터에 따라 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)를 구현하게 된다.

이러한 PDP의 불순물 제거방법은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상판(UP)과 하판(DP)을 각각 제조하게 된다.(T1단계)

상판(UP)의 제조방법은 먼저 상부기판(10) 상에 투명전도성물질을 증착한 후 패터닝하여 투명전극(14A,16A)을 형성한다. 이 투명전극(14A,16A)이 형성된 상부기판(10) 상에 크롬(Cr)/구리(Cu)/크롬(Cr)을 증착한 후 패터닝하여 버스전극(14B,16B)이 형성된다. 이에 따라, 투명전극(14A,16A)과 버스전극(14B,16B)을 이용하여 유지전극쌍(14,16)이 형성된다. 유지전극쌍(14,16)이 형성된 상부기판(10) 상에 유전물질을 스크린프린팅방법으로 도포하여 유전체층(18)이 형성된다. 유전체층(18) 상에 산화마그네슘(Mgo)을 약 5000Å정도로 증착하여 보호막(20)이 형성되어 상판(UP)이 완성된다.

하판(DP)의 제조방법은 먼저 하부기판(12) 상에 전도성물질을 증착한 후 패터닝하여 어드레스전극(22)이 형성된다. 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(12) 상에 유전물질을 스크린 프린팅방법으로 도포하여 하부유전체층(24)이 형성된다. 하부유전체층(24)이 형성된 하부기판(12) 상에 스크린 프린팅방법 또는 샌드블라스트방법으로 격벽(26)을 형성한다. 이후, 격벽(26) 상에 스크린 프린팅방법으로 형광체(28)를 형성하여 하판(DP)이 완성된다.

완성된 상판(UP)과 하판(DP)을 얼라인한 후 밀착시켜 고온의 열을 가하여 실링재(도시하지 않음)를 녹임으로써 상판(UP)과 하판(DP)을 합착한다.(T2단계) 이어서, 하판(DP)의 주입구에 배기관(도시되지 않음)을 합착하여 방전공간 내부를 10^-6Torr까지 배기시킨 후 불활성가스를 소정의 압력으로 주입하고 배기관을팁-오프(Tip-off)한다.(T3단계) 배기관의 팁-오프는 배기관의 끝부분을 유리가 녹는 온도인 800도 이상으로 가열하여 녹이고, 녹인 부분을 합착하여 붙인다. 그런 다음, 팁-오프된 패널은 안정된 특성을 나타낼 수 있기까지 미리 작동시키는 에이징(aging) 공정을 실행한다.(T4단계) 에이징공정은 패널에 소정전압을 인가하여 초기에 불량패널을 검사하거나 소자의 전압안정화를 통해 패널의 신뢰성을 확보하는 단계로 통상 24시간정도 소요된다.

그러나, 24시간정도가 소요되는 에이징공정시간은 대량생산시 시간 및 비용이 가장 많이 드는 장애물로 작용할 가능성이 높다. 이에 따라, 최근에는 에이징공정시간을 줄여 PDP의 저가격화를 이루려는 목적의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 에이징 시간을 단축할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법을 나타내는 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법을 나타내는 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거장치를 나타내는 도면.

도 5는 종래와 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전개시전압을 나타내는 도면.

도 6은 종래와 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 클리닝공정을 실시한 보호막의 화학적 변화를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 히팅공정을 실시한 형광체의 TPD곡선을 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 상부기판 12 : 하부기판

14 : 주사유지전극 16 : 공통유지전극

18,24 : 유전체층 20 : 보호막

22 : 어드레스 전극 26 : 격벽

28 : 형광체

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법은 상판을 제작하는 단계와, 하판을 제작하는 단계와, 상기 상판과 하판의 불순물을 플라즈마 클리닝공정 및 히팅공정 중 적어도 어느 하나의 공정으로 제거하는 단계와, 상기 불순물이 제거된 상판과 하판을 합착하는 단계와, 상기 합착된 상판과 하판을 배기 및 가스를 주입하는 단계와, 상기 가스가 주입된 플라즈마 디스플레이 패널을 약 12시간 이하에서 에이징하는 단계를 포함한다.

상기 플라즈마 클리닝공정은 상판에 상측전극을, 하판에 하측전극을 장착하는 단계와, 진공가스분위기에서 방전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상측전극에는 고주파전원단자에 연결되고, 하측전극에는 그라운드전원단자에 연결되는 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 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 PDP의 제조공정을 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 제조공정은 상판과 하판을 제작하는 단계(S1)와, 플라즈마 클리닝 또는(/및) 히팅공정단계(S2)와, 상판과 하판을 합착하는 단계(S3)와, 배기/가스주입공정단계(S4)와, 에이징공정단계(S5)를 포함한다.

본 발명에 따른 PDP는 상판과 하판을 제작한 후 상판과 하판을 합착하기 전에 플라즈마 클리닝 또는(/및) 히팅공정을 통해 상판과 하판의 불순물을 제거하게된다. 이에 따라, 에이징공정처리시간이 종래의 24시간에서 12시간이하로 종래보다 약 1/2이상 감소하게 된다.

상판과 하판의 제작단계는 종래와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

합착된 상판과 하판을 플라즈마 클리닝 및 히팅공정하기 위한 클리닝 장치 및 히팅장치는 도 4에 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 진공장치 내에 제1 및 제2 평판전극(32,34)을 배치한다. 제1 평판전극(32)은 상판(UP)의 상부기판과 대면되게 형성되어 MHz대역의 고주파(RF)전원단자에 연결된다. 제2 평판전극(34)은 하판(DP)의 하부기판과 대면되게 형성되어 기저(Ground)전원단자에 연결된다.

제1 및 제2 평판전극(32,34)이 상판(UP)과 하판(DP)에 장착한 후 불활성기체 분위기에서 방전을 시키면 상판(UP)의 보호막과 하판(DP)의 형광체의 표면이 가스의 양이온에 의해서 클리닝된다. 이 때, 클리닝과 히팅 조건은 표1에 도시되어 있다.

항목	공정조건
기본 압력	10^-7~10^-6Torr
플라즈마 전원	RF(13.56MHz)
공정압력	수m~수 Torr
전극간 거리	수십~수백mm
공정가스	불활성가스(He,Ne,Ar,Kr,Xe)
공정시간	수~수십min
히팅온도	수십~수백℃

이러한 플라즈마 클리닝공정과 동시에 상판(UP)과 하판(DP)의 상부기판과 하부기판을 진공중에서 히터(36,38)를 이용하여 히팅한다. 이외에도 플라즈마 클리닝공정 대신에 히팅공정을 실시하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이렇게 표면이 클리닝된 상판(UP)과 하판(DP)을 합착하여 PDP를 완성하게 된다.

도 5는 종래와 본 발명에 따른 에이징시간을 나타내는 그래프로써, V1은 종래의 에이징시간과 방전전압과의 관계를, V2는 본 발명에 따른 에이징시간과 방전전압과의 관계를, 가로축은 시간(H)을, 세로축은 방전전압(V)을 각각 나타낸다.

도 5를 참조하면, 종래에는 약 24시간동안의 에이징을 통해 PDP의 대표적인 오염원인 물(H₂0)이 표면에서 대부분 제거되는 반면에, 본 발명에서는 약 12시간동안 종래보다 상대적으로 낮은 방전전압의 에이징을 통해 물이 표면에서 대부분이 제거됨을 알 수 있다. 이에 따라, 에이징시간을 약 1/2이상으로 줄이게 되어 그 만큼의 공정시간 및 비용이 감소하게 된다.

도 6은 종래와 본 발명에 따른 보호막의 화학적변화를 나타내는 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscophy)분석그래프이다.

도 6을 참조하면, 고주파전원단자에 연결된 제1 평판전극(32)과, 그라운드단자에 연결된 제2 평판전극(34)을 각각 상판(UP)과 하판(DP)에 장착한 후 불활성기체 분위기에서 방전을 시켜 플라즈마 클리닝공정을 실행하게 된다. 그러면, 보호막 표면에 존재하던 불순물(H₂0)이 보호막표면과 결합한 Mg-OH 피크가 거의 제거됨을 알수 있다. 또한, 결합에너지(Binding Energy)는 종래보다 상대적으로 낮아짐을 알 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 히팅공정을 실시한 형광체의 TPD(Temperature Programmed Desorption)곡선을 나타내는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 상판(UP)과 하판(DP)을 진공중에서 히터(36,38)를 이용하여 히팅하게 된다. 이에 따라, 형광체의 불순물인 H₂0는 약130℃정도에서 대부분이 제거되고, CO₂는 약 430℃에서 대부분이 제거된다. 즉, 수백 ℃범위에서 불순물이 제거됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법은 상판과 하판을 합착하기 전에 플라즈마 클리닝공정 및 히팅공정 중 적어도 어느 하나를 실행하여 불순물을 제거하게 된다. 이에 따라, 상판과 하판을 합착한 후 실행되는 에이징공정시간이 종래보다 약 1/2이하로 줄어들어 공정시간 및 비용이 감소하게 된다. 즉, PDP 패널의 저가격화 및 신뢰성이 증가된다.

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

상판을 제작하는 단계와,

하판을 제작하는 단계와,

상기 상판과 하판의 불순물을 플라즈마 클리닝공정 및 히팅공정 중 적어도 어느 하나의 공정으로 제거하는 단계와,

상기 불순물이 제거된 상판과 하판을 합착하는 단계와,

상기 합착된 상판과 하판을 배기 및 가스를 주입하는 단계와,

상기 가스가 주입된 플라즈마 디스플레이 패널을 약 12시간 이하에서 에이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 플라즈마 클리닝공정은

상기 상판에 상측전극을, 하판에 하측전극을 장착하는 단계와,

진공가스분위기에서 방전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법.
제 4 항에 있어서,

상기 상측전극에는 고주파전원단자에 연결되고, 상기 하측전극에는 그라운드전원단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 불순물 제거방법.
삭제