KR100244129B1 - 평판표시소자의 배기관및 그 봉지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시소자의 신규한 배기관과 그 봉지방법을 개시한다.

종래에는 버어너등의 열융착으로 배기관을 봉지하였으므로 배기장치의 구성이 복잡하고 배기관의 길이가 길어져 배기관의 설치도 어려운 문제가 있었다.

본 발명에서는 배기관의 펀넬 상부에 인입부를 형성하고, 이 인입부를 선별적으로 가열하거나 인입부의 둘레에 금속링을 탄성조임상태로 설치하여 가열하도록 함으로써 신속하고 깨끗한 봉지와 아웃개싱현상의 방지를 달성하였다.

Description

평판표시소자의 배기관 및 그 봉지방법

제1도는 평판표시소자 패널의 일반적인 밀봉구조를 보이는 개략 측단면도.

제2도는 종래의 배기관 설치구조를 보이는 측면도.

제3도는 동일자 출원되는 배기관 설치구조를 보이는 단면도.

제4도는 동일자 출원되는 배기관 봉지방법을 보이는 단면도.

제5도는 본 발명 배기관의 구성을 보이는 단면도.

제6a도, 제6b도는 본 발명에 사용될 금속링의 구성들을 보이는 측면도 및 평면도.

제7도 및 제8도는 본 발명 금속링의 가열방법들을 보이는 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P : 패널(panel) 10, 20 : 배기관

10 : 펀넬(funnel) 1,1a~1c : 금속링

2 : 인입부(recess)

본 발명은 평판표시소자의 제조에 관한 것으로, 특히 그 패널 내부 캐비티(cavity)의 배기와 밀봉에 사용되는 배기관과 이를 사용하는 봉지(封止: tipping)방법에 관한 것이다.

화상표시장치로 주로 사용되는 브라운관은 고해상도와 속동성(速動性)등을 염가로 달성할 수 있음에도 불구하고 큰 소비전력과 고전압의 사용, 그리고 큰 부피와 중량에 따른 취급곤란과 대형화의 한계등의 문제점을 가지고 있다.

이에 따라 주로 휴대용 화상표시장치로 개발되어온 평판표시소자가 전자제품의 경박단소(輕薄短小)화 경향에 따라 상당한 분야에서 브라운관을 대치해 가고 있다.

평판표시소자는 하나 또는 복수의 기판상에 기능층을 배열하여 화상을 표시할 수 있도록 구성한 소자로서, 비발광형 소자인 액정표시소자(LCD; Liquid Crystal Disp1ay)나 발광형 소자인 플라즈마 표시소자(PDP; P1asma Disp1ay Panel) 또는 전계발광소자(FED; Field Emission Disp1ay)등이 다양하게 사용되고 있다.

이러한 평판표시소자는 그 캐비티(cavity)내에 적절한 작동유체를 주입하거나 진공상태를 형성하기 위해 배기시키게 되는데, 액정등 액상의 작동유체가 주입되는 LCD는 분위기에 의한 배기방법이 주로 사용되나, PDP나 FED등 나머지 대부분의 평판표시소자는 패널에 배기관을 연장하여 이를 통해 캐비티를 배기하고 필요한 작동유체를 주입한 뒤 배기관을 봉지(tipping)하여 밀봉하게 된다.

즉 제1도에 도시된 바와 같이 두 기판(P1,P2)이 측벽(W)으로 봉합(sealing)되어 패널(P)이 구성되면 그 사이에 캐비티(K)가 형성되는데, 그 배기 및 밀봉을 위해 배면측의 기판(P1)에 배기구멍(H)을 형성하여 그 주위에 깔때기형태, 즉 펀넬(funnel;F)을 가지는 배기관(X)을 접합하고, 이 배기관(X)을 통해 패널(P)의 캐비티(K)를 배기 및 충전한뒤 배기관(X)의 중간을 가열등에 의해 봉지(封止;tipping)시킴으로써 패널(P)을 밀봉하는 것이다.

그런데 이러한 배기관(X)을 패널(P)에 설치하기 위해서는 배기관(X)에 연장된 펀넬(F)을 배기구멍(H) 주위의 패널(P)상에 접합하지 않으면 안된다.

이러한 접합은 유리페이스트(T)를 배기구멍(H) 주위에 도포한 후 배기관(X)의 펀넬(F)을 그 위에 얹어 소성로등에 투입하여 유리 페이스트(T)를 소결(燒結)시킴으로써 이루어진다.

그런데 긴 세장재(細長材)인 배기관(X)을 패널(P)상에 세워 유지하는 것이 곤란할 뿐아니라 유동상태인 유리페이스트(T)상의 배기관(X)의 위치가 변화되지 않도록 제2도에 도시된 바와 같이 지지대(10)가 사용되고 있다.

이 지지대(10)는 패널(P)상에 얹히는 큰 지지링(10a)상에 상방으로 포스트(post;10b)를 연장하여 그 상부에서 두 안내링(10c, 10d)을 상하로 현수(hanging)시켜 구성되어 있다.

이러한 지지대(10)는 배기관(X)의 설치시마다 이를 지지하도록 설치되어 소성이 완료될 때까지 배기관(X)을 지지해야 하므로 평판표시소자의 양산시에는 다량의 지지대(10)가 제작되어 사용되어야 하며 그 제작과 유지에 상당한 원가가 소요되며 취급이 번거로운 문제가 있다.

또한 지지대(10)의 안내링(10c,10d)은 배기관(X)의 상부를 지지해 줄뿐이므로 펀넬(F)이 설치시 기울거나 소성중 유동되어 기우는 경우에는 이를 잡아줄수 없어 많은 불량을 초래하게 된다.

뿐만아니라 펀넬(F) 단부의 좁은 면적에 유리페이스트(T)를 발라 패널(P)에 접합하게 되므로 그 접합이 이루어지지 않고 강도상으로도 취약부를 형성하여 취급중 손상되기 쉽다.

이러한 종래의 배기관 설치구조에 있어서 더욱 큰 문제는 배기관(X)의 연장방향과 크기가 제한되며 지지대(10)의 열전도율과 열팽창율이 큰 차이가 있는 점이다.

즉 배기관(X)이 펀넬(F)로부터 직선으로 연장되지 않으면 적절한 지지대(10)의 구성이 곤란하여 경사형이나 절곡형의 배기관(X)을 구성할 수 없다. 이러한 문제는 패널(P)면에 직교하게 연장되는 배기관(X)에 의해 한번에 한 패널(P)밖에 배기할 수 없는 생산성상의 문제를 초래한다.

한편 배기효율을 높이기 위해서는 배기관(X)의 단면이 큰 것이 유리하며 배기관(X)의 길이도 필요시 충분한 길이를 가져야 하나, 이러한 구성들은 그렇지 않아도 전도되기 쉬운 배기관(X)의 직경을 증가시키면 종래의 문제는 더욱 심화된다.

또한 제2도와 같이 지지대(10)로 배기관(X)이 지지된 패널(P)을 소성로에 투입되어 주로 복사 및 대류열에 의해 가열되는데, 이때 열전도율이 큰 금속제의 지지대(10)가 먼저 급속히 가열되므로 패널(P)에 대해 열충격(heat shock)을 가해 배면기판(P1)에 크랙(crack)등의 손상이 발생되기 쉬운 것이다.

이와 같은 문제의 해결을 위해 본 발명자는 제3도에 도시된 바와 같이 배기관이 펀넬(10)과 연장관으로 분리구성되어 펀넬(10)만을 페널(P)에 소성접합한 뒤 펀넬(10)의 네크(12)에 연장관을 접합하는 "평판표시소자의 배기관 설치구조"를 본원과 동일자로 출원(출원번호 추후보정)하고 있다.

한편 제1도에 도시된 종래의 봉지방법에서와 같이 배기관(X)을 버어너(burner) 나 토오치(torch)등으로 가열하여 열융착으로 봉지하기 위해서는 패널(P)의 배기장치에 버어너등을 설치해야 하므로 배기장치의 구조가 복잡해질 뿐아니라, 배기관(X)의 길이도 상당히 길어져야 하므로 유동이나 전도등 소성시의 문제점이 크게 나타나게 된다.

또한 배기관(X)을 구성하는 유리가 가열에 의해 융용되어 유동됨으로써 맞붙어 융착되는 것이므로 그 시간이 많이 소요될 뿐아니라, 융용에 따라 유리내부의 가스가 방출된다. 이러한 가스방출을 소위 "아웃개싱(out-gassing)"으로 호칭하는 바, 특히 전계방출소자(Field Emission Disp1ay;FED)와 같이 내부용적이 작은 소자에 있어서는 그 진공도에 치명적인 영향을 미치게 되는 것이다.

이에 따라 본 발명자는 제4도에 도시된 바와 같이 배기관(10,20)의 둘레에 금속링(1)을 감아 설치하고, 이 금속링(1)을 전류 통전(通電)이나 유도가열에 의해 발열시켜 배기관(10,20)을 봉지하는 "평판표시소자의 배기관 봉지방법"을 본원과 동일자로 출원(출원번호 추후보정)하고 있다.

본 발명은 이와 같이 각각 동일자로 출원되는 배기관 설치구조 및 봉지방법에 함께 사용되기에 적합한 배기관과, 이를 사용하는 다른 봉지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 배기관은 펀넬의 상부에 내측으로 축경(縮徑)된 인입부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면 이 인입부에 금속링을 설치하여 지지하기 용이하고 금속링의 발열시 신속한 봉지가 이루어지게 된다. 뿐만아니라 종래의 외부 가열에 의한 열융착방법의 사용시에도 신속한 봉지가 이루어져 아웃개싱등의 문제를 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

이러한 본 발명 배기관의 구체적 특징 및 이점들과 이를 응용한 봉지방법들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시에들의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

제5도에서, 배기관(10,20)의 펀넬(10)에는 그 상부에 내측으로 축경된 인입부(2)가 형성되어 대략 비대칭의 장구형태로 구성된다. 이 배기관(10,20)은 종래와 같은 일체형 배기관(제1도의 X)일 수도 있으나 바람직하기로는 동일자 출원되는 "평판표시소자의 배기관 설치구조"에서와 같이 펀넬(10)과 연장관(20)으로 분리구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 펀넬(10)은 인입부(2) 부위를 종래와 같이 버어너로 가열하면 인입부(2) 내측의 내경(內徑)이 작으므로 종래에 비해 신속하게 융용되어 봉지되고 아웃개싱의 발생량도 작게 된다.

바람직하기로 이 인입부(2) 둘레에는 금속링(1)이 끼워져 설치된다.

그러면 금속링(1)은 정확한 봉지위치에 용이하게 설치되어 안착될 수 있으며 금속링(1)의 가열시 봉지위치도 정확한 위치에 이루어지게 된다.

이러한 금속링(1)은 제6도에 도시된 바와 같이 여러가지 방식으로 구성될 수 있는데, 먼저 제6a도의 구성은 금속선을 인입부(2)의 둘레에 수회감아 절단하여 코일(coil) 형태의 금속링(1a)을 구성한 것이다. 이러한 금속링(1a)은 통전(通電) 또는 유도가열에 의해 발열시킬 수 있는 바, 통전가열시 금속링(1a)은 니크롬등 고저항선금속으로 구성되고 양단에 충분한 길이를 접속부로 잔류시켜야 한다. 한편 유도가열시에는 금속링(1a)을 투자성(투(透磁性)이 낮고 인덕턴스(inductance)가 큰 금속재질로 구성한다. 이러한 금속링(1a)은 버어너 가열에도 사용할 수 있다.

한편 제6b도의 금속링(1b)은 주로 통전가열을 위한 구성으로 고저항성 금속으로 구성된 대략 "C"자형의 발열부(1b1)의 양단에 고도전성 금속으로된 접속탭(tab)(1b2)을 구비한 구성이다.

한편 제6c도의 구성은 일측이 절개된 대략 C자형의 금속링(1c)으로 유도가열과 버어너 가열에 사용될 수 있다. 유도가열의 경우 금속링(1c)은 전술한 바와 같이 인더턴스가 큰 금소재질로 구성되며, 버어너 가열의 경우 금속링(1)의 열전도율이 지나치게 크면 인입부(2) 주위에 열충격(heat shock)에 의한 손상을 입힐 염려가 있으므로 유리제로 된 배기관(10,20) 또는 펀넬(10)과 열전도율이 지나치게 큰 차이가 있는 재질은 곤란하다.

바람직하기로 각 금속링(1;1a~1c)의 내경은 인입부(2)의 외경보다 작게 구성되어, 강제적으로 벌린 상태로 인입부(2)에 설치된다. 그러면 금속링(1)은 인입부(2)를 탄성복원력에 의해 내측으로 죄어주게 된다.

이와 같이 배기관(10,20) 펀넬(10)의 인입부(2)에 설치된 금속링(1)은 제7도에 도시된 바와 같이 통전가열이나 유도가열, 그리고 제8도에 도시된 바와 같은 버어너 가열에 의해 가열되어 배기관(10,20)을 봉지할 수 있다.

즉 제7도의 우반부에 도시된 통전가열의 경우는 금속링(1)에 전류를 통전시킴으로써 발생되는 금속링(1)의 저항열에 의해 이에 접촉하는 인입부(2) 주위의 유리를 연화(軟化)시키게 된다. 이때 금속링(1)은 인입부(2)를 탄성복원력에 의해 죄어주고 있는 상태이므로 연화된 인입부(2)는 내측으로 밀리며 아물려저 서로 달라 붙음으로써 봉지된다. 즉 본 발명에 의하면 배기관(10,20)의 봉지위치, 즉 펀넬(10)의 인입부(2) 주위에 유리가 스스로 유동될 만큼 완전히 용융되지 않고 연화되기만 하면 봉지가 이루어지므로 봉지가 신속하고 아웃개싱이 거의 발생되지 않으며 봉지부위가 깨끗하게 된다.

제1도와 같이 배기관(10,20)을 하방으로 하여 봉지하는 경우, 봉지의 완료후 금속링(1)은 자중에 의해 낙하되어 분리된다. 필요에 따라서는 패널(P)의 재생(salvaging)시의 리이크(leak)나 절단을 위해 금속링(1)을 잔류시킬 수도 있다.

한편 제7도의 좌반부에 도시된 유도가열은 교류를 고주파(RF; Radio Frequency) 발진부(RF)에 의해 고주파로 변조하여 발진코일(RC)에 인가함으로써 고주파로 변화되는 자계를 형성한다. 그러면 이 고주파 자계내에 위치하는 금속링(1)이 인덕턴스에 의해 발열하게 되는 바, 이 발열에 의한 봉지작용은 통전가열시와 동일하다.

한편 이러한 금속링(1)에 대해 버어너 가열하는 방법도 가능하다.

이 방법은 제8도에 도시된 바와 같이 인입부(2)가 없이도 구현될 수 있는 바, 이를 통해 살펴보기로 한다.

제8도에서 배기관(X)상의 한 위치, 예를 들어 펀넬(F) 직상부에는 본 발명의 금속링(1)이 탄성조임상태로 설치된다. 이 상태에서 버어너(B) 또는 토오치(torch)로 금속링(1)에 대해 불꽃(flame;M)을 인가하면 배기관(X)의 유리재질보다 열전도율이 더 높은 금속링(1)이 우선적으로 가열되어 그 주위의 유리가 먼저 연화되고, 금속링(1)의 탄성복원력에 의해 죄어져 봉지된다.

이러한 제8도의 방법은 물론 펀넬(F)에 인입부(2)가 구비되는 경우, 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다. 또한 이 방법은 전술한 방법들에 비해 배기장치의 단순화나 배기관(X) 길이의 단축등은 불가능하지만 신속하고 깨끗한 봉지와 아웃개싱 방지의 효과는 보장될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 배기관의 봉지가 정확한 위치에 신혹하고 깨끗하게 이루어지며, 아웃개싱현상등을 방지하여 FED등 내부용적이 작은 소자의 진공도 및 이에 따른 동작 특성의 향상이 가능하다. 또한 구성에 따라 배기장치의 단순화와 배기관 길이의 단축도 여러가지 효과가 있다.

Claims (10)

1. 그 펀넬이 평판표시소자 패널의 배면기판에 형성된 배기구멍상에 설치되어 상기 패널의 내부캐비티를 배기한 뒤 봉지되는 평판표시소자의 배기관에 있어서, 상기 펀넬의 상부에 내측으로 인입된 인입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
2. 제1항에 있어서, 상기 인입부를 버어너로 가열하여 봉지하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
3. 제1항에 있어서, 상기 인입부의 둘레에 금속링이 설치되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
4. 제3항에 있어서, 상기 금속링의 내경이 상기 인입부의 외경보다 작아, 상기 금속링이 상기 인입부를 탄성적으로 죄는 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
5. 제3항에 있어서, 상기 금속링이 가열되어 상기 인입부를 연하시킴으로써 봉지하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속링에 전류를 인가하여 가열시키는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
7. 제5항에 있어서, 상기 금속링에 고주파자계를 인가하여 가열시키는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
8. 제5항에 있어서, 상기 금속링을 버어너로 가열시키는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관.
9. 평판표시소자의 패널의 배면기판에 부착된 배기관을 통해 상기 패널의 내부 캐비티를 배기한뒤, 상기 배기관을 봉지하는 방법에 있어서, 상기 배기관의 봉지될 위치에 둘레에 금속링을 탄성조임상태로 설치하고, 상기 금속링을 버어너의 불꽃으로 가열하여 봉지하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관 봉지방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 봉지위치에 인입부를 형성하여 상기 금속링이 상기 인입부 둘레에 설치되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 배기관 봉지방법.