KR100262746B1 - 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 배면판과 격벽을 일체로 하는 플라즈마 표시소자를 제조할 시에 표시소자의 격벽 모양이 뚜렷하게 나타나는 금형틀을 사용하여 제조공정으로서 사출공정에 의한 플라즈마 표시소자의 대량 생산과 공정의 단순화를 통해 양질의 제품을 생산할 수 있도록 하여 종래의 표시소자 격벽제조 방법이 여러 단계의 제조공정과 긴 제조시간, 그리고 높은 생산단가 등 여러 가지 문제점을 초래하였던 것을 해소하기 위한 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법에 관한 것이다. 즉 가동 고정판(1)에 금형틀 하판(3)을 체결하고, 금형틀 상판(5)을 상기 금형틀 하판(3)의 상부에 고정 결합시켜 일정 모양의 내부 공간(5A)을 형성하고, 사출기(7) 내부의 격벽 물질(9)을 주입공(52)을 통해 금형틀 상·하판(5)(3)의 내부 공간(5A)으로 이송시킨 후, 스크류(72)의 회전으로 발생하는 가압력을 격벽 물질(9)에 전달하여 소결시킴으로써 격벽(91)과 배면판(92)을 일체로 형성함으로써 격벽의 일정 간격을 유지할 수 있고, 배면판과 격벽이 같은 물질로서 종래의 플라즈마 표시소자의 제조방법에 있어 온도 변화에 따른 이물질과 격벽의 틀어짐으로 인해 휘도가 낮아져 제품의 불량률이 증가하던 문제점을 해소할 수 있으며 제조 시간을 대폭적으로 줄여 대량 생산을 통한 원가 절감에 기여할 수 있게 된다.

Description

금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법(FORMING METHOD FOR PLASMA DISCHARGE DISPLAY TO USE MOLD)

본 발명은 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 배면판과 격벽을 일체로 하는 플라즈마 표시소자를 제조할 시에 표시소자의 격벽 모양이 뚜렷하게 나타나는 금형틀을 사용하여 제조공정으로서 사출공정에 의한 플라즈마 표시소자의 대량 생산과 공정의 단순화를 통해 양질의 제품을 생산할 수 있도록 하여 종래의 표시소자 격벽제조 방법이 여러 단계의 제조공정과 긴 제조시간, 그리고 높은 생산단가 등 여러 가지 문제점을 초래하였던 것을 해소하기 위한 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법에 관한 것이다.

플라즈마 표시소자는 기체 방전시 생기는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 소자이다. 플라즈마 표시소자는 기체 방전 현상을 이용한 표시소자이므로 기체 방전 표시 소자라고도 부르는데 플라즈마를 만들기 위해 외부에서 가해주는 전계 인가 구동 방법에 의하여 직류형 및 교류형으로 구분을 한다. 그리고 구조 자체, 즉 표시 셀의 구조, 전극의 재질, 방전 기체의 조성비 및 종류 등도 플라즈마 표시소자의 기능 및 특성을 결정한다. 플라즈마 표시소자는 40인치 이상의 대형 모니터를 제작 가능하게 하며 넓은 시야각을 갖는 등 다른 평판 소자보다 유리한 특징을 갖고 있어 차세대 고선명 벽걸이 TV나 TV와 PC의 기능이 복합화된 멀티미디어용 표시장치로서 유력시 되고 있어 최근에 들어 이에 대한 관심이 고조되고 있다.

플라즈마 표시소자가 대형의 표시소자로서 독보적인 구현 가능성을 보이고 있다고 평가되는 요인중의 하나가 저가격으로 대형화가 가능한 후막 인쇄 공정을 채택하고 있기 때문이다. 후막 인쇄 공정은 오랜 기술적 경험을 갖고 있는 실크 스크린 인쇄 기술과 현재 활발히 응용되고 있는 표면 장착 기술등의 광범위한 응용분야를 가진 분야이다. 특히 200㎛ 이상의 높이를 갖게 되어 적층 인쇄가 불가피한 인쇄 의한 격벽 형성을 대체하기 위하여 샌드 블라스팅법(Sand Blasting), 스퀴징법(Squeezing) 등 신공정이 활발히 개발되고 있으며 이러한 신공정 기술의 개발은 플라즈마 표시소자의 궁극적인 목표인 고선명 벽걸이 텔레비젼을 구현함에 있어서, 여타의 다른 평판 표시소자와의 경쟁속에서 우위를 확보하고 시장을 선점하는데 필요한 열쇠라 할 수 있다.

대부분의 플라즈마 표시소자의 구조에서는 방전거리를 유지시키고 인접한 셀 간의 전기적·광학적 상호 혼신을 방지하기 위해 격벽을 필요로 하며 그 폭은 대략 100㎛ 내외이다. 그런데 플라즈마 표시소자의 셀 피치(Cell pitch)를 감안하면 패널 상에서 격벽이 차지하는 면적이 상당히 크고, 특히 40인치 이상의 고선명TV 등에서와 같이 셀 피치를 400㎛ 이하로 줄여야 할 경우에는 격벽의 폭을 줄이는 것이 필수적이라 할 수 있다. 또한 격벽 폭의 감소에 따른 방전면적의 확대는 휘도의 향상을 도모하여 방전 효율의 증가에 기여하므로 격벽의 형상은 플라즈마 표시소자 공정에서 가장 큰 비중을 차지하며 또한 패널의 대형화, 고정세화에 다른 종횡비(Aspect ratio)의 증가와 더불어 패널 생산의 가장 큰 장애로 등장하였다. 초기에는 스크린 인쇄를 이용한 후막 다층 인쇄 방법을 많이 사용하였으나 현재는 샌드 블라스팅법. 스퀴징법, 포델법 등 다양한 방법이 개발되고 있다.

도 1 (A)는 종래의 격벽 제조 방법인 스크린 인쇄법의 개략도이다. 스크린 인쇄의 원리는 패터닝된(patterned) 스크린을 일정 간격을 유지하여 기판 위에 놓고 격벽 형성에 필요한 페이스트(paste)를 압착하여 원하는 형상을 기판에 인쇄하는 방식이다. 그림에서 도시한 바와 같이 배면판(100)을 고정한 후 페이스트(101)를 배면판 위에 인쇄한다. 인쇄 후 페이스트(101)를 건조하며 배면판(100)을 다시 고정한 후, 건조한 페이스트(101)위에 중첩시켜 인쇄·건조한다. 이러한 과정을 10여차례 반복하여 최종적으로 배면판(100)위에 격벽(102)이 완성된다.

도 1 (B)는 샌드 블라스팅법을 통한 종래의 격벽 제조방법으로서 기판 위에 격벽 물질을 넓게 도포한 후 부분적으로 이를 제거함으로써 격벽을 형성하는 방법으로 최근 대형 패널을 생산하는 회사에서 많이 이용하고 있다. 제조 과정은 배면판(100)위에 격벽 재료 물질(200)을 도포하고, 격벽 재료 물질(200) 도포위에 감광 필름(300)을 피복한다. 이 감광 필름(300)상에 마스크(400)를 고정한 후 노광과 현상 작업을 거쳐 격벽이 형성된 부분위에 격벽 재료를 보호할 막이 남도록 한다. 그리고 연마제를 분사하여 감광성 필름(300)에 의해 보호되지 않는 부분을 물리적으로 제거하여 격벽을 형성하게 되는데 이때 사용되는 연마제는 Al₂O₃, SiC, 유리 미립자 등이 사용되고 압축된 공기나 질소 가스에 의해 분사된다. 그 후 방전셀(500)이 형성되며 격벽을 보호하는 막(300)을 제거하여 격벽을 형성한다.

도 1 (C)는 종래의 격벽 제조 방법인 스퀴징법으로서 샌드 블라스팅법과는 달리 격벽 높이의 부패턴(Negative pattern)을 형성시킨 후 글래스 페이스트를 채우고 높은 온도에서 소성하여 글래스 물질을 남기고 부패턴을 제거함으로써 격벽을 형성하는 방법이다. 제조 과정을 간략히 살펴보면 배면판(100)위에 부패턴(201)을 도포하고, 마스크(202)를 부패턴(201)위에 장착하고 노광하게 되는데 감광 물질이 부패턴(201)이므로 빛을 받지 않은 부분만 남게 되고 나머지는 현상된다. 글래스 페이스트(203)를 빈공간에 채운 후 다시 소성한다. 이후 다시 노광하여 감광성 필름을 제거하여 격벽(203)을 형성한다.

도 1 (D)는 포델법(FODEL)을 간략히 도시한 것으로서 이 방법은 후막 기술의 연장으로 감광성의 격벽 물질을 입힌 후 패턴된 마스크를 올려 노광하여 남은 형상을 소성하여 격벽을 형성하는 방법이다. 과정은 먼저 배면판(100)위에 감광성 물질(301)을 도포하고 마스크(302)를 감광성 물질(301)위에 장착 후 노광한다. 노광할 부분을 현상하고 감광성 물질(301)이 소결되어 격벽(303)을 형성한다.

상기와 같이 구성된 종래에 따른 플라즈마 표시소자의 격벽은 그 제조 방법의 다양성에서 알 수 있듯이 여러 가지 문제점이 노출되었다. 이러한 각각의 격벽 제조 방법이 드러내는 단점을 살펴보면, 스크린 인쇄법은 각 회에 스크린과 기판의 적당한 위치를 잡고 인쇄와 건조를 되풀이하는 관계로 공정이 복잡하고 10여회의 인쇄를 하게 되므로 시간이 많이 걸릴 뿐 아니라 반복 작업시 위치가 어긋나 고행상도의 격벽 제작에 장애가 되고 있어 생산현장에서 70㎛ 이하의 폭을 가지는 격벽 인쇄를 달성하기 위해서는 인쇄 단계에 따라 여러 종류의 다른 페이스트를 사용하는 등 해결 방법을 모색하고 있으나 스크린 지지재료의 장력이 공정 회수에 따라 변하고 수명이 길지 않은 단점은 여전히 존재한다.

샌드 블라스팅법은 70㎛ 이하의 격벽을 대면적의 기판에 형성하는 것이 가능하지만 연마 분쇄 장비 등 설비 투자에 소요되는 경비가 크고 기판 유리에 물리적 충격을 가해 소성시 기판의 균열을 일으킬 수 있는 문제점이 있으며, 스퀴징법은 100㎛ 이상의 패턴을 도포할 때 시간이 많이 소요되고 형성된 패턴이 허물어지거나 소성시 격벽 균열의 위험이 있고 소성 후에도 감광성 필름이 잔존하여 이를 깨끗이 제거하는 방법이 과제로 남아 있다. 또한 포델법은 격벽 높이 200㎛ 이상을 UV 노광만으로 형성하기가 힘든 단점이 있고, 사용하는 감광성 물질의 특성에 형향을 많이 받으므로 재료의 개발이 뒷받침되어야 한다는 전제조건이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 배면판과 격벽을 일체로 하는 플라즈마 표시소자를 제조할 시에 표시소자의 격벽 모양이 뚜렷하게 나타나는 금형틀을 사용하여 제조공정으로서 사출공정에 의한 플라즈마 표시소자의 대량 생산과 공정의 단순화를 통해 양질의 제품을 생산할 수 있도록 하여, 격벽의 일정 간격을 유지할 수 있고, 배면판과 격벽이 같은 물질로서 종래의 플라즈마 표시소자의 제조방법에 있어 온도 변화에 따른 이물질과 격벽의 틀어짐으로 인해 휘도가 낮아져 제품의 불량률이 증가하던 문제점을 해소하는 데에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 플라즈마 표시소자의 제조에 있어, 지그에 결합되는 가동 고정판에, 격벽의 형상에 대응되도록 요철홈을 다수 구비하며 복수개의 냉각공을 내부에 갖는 금형틀 하판을 체결하고, 플라즈마 표시소자의 배면판 형상에 대응되는 금형틀 상판을 상기 금형틀 하판의 상부에 고정 결합시켜 일정 모양의 내부 공간을 형성하고, 원통형의 둘레면에 가열 장치를 구비하고 스크류 방식으로 전·후진 회동하여 내부의 격벽 물질을 용융·배출할 수 있는 사출기를 상기 금형틀 상판의 상단면 소정위치에 형성된 주입공에 맞물리고, 상기 사출기 내부의 격벽 물질을 주입공을 통해 금형틀 상·하판의 내부 공간으로 이송시킨 후, 스크류의 회전으로 발생하는 가압력을 격벽 물질에 전달하여 소결시킴으로써 격벽과 배면판을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하여 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 (A)(B)(C)(D)는 종래 격벽 제조 방법인 스크린 인쇄법, 샌드 블라스팅 법, 스퀴징법, 포델법의 일반적인 개략도

도 2는 종래에 따른 플라즈마 표시소자의 확대 사시도

도 3 (A)(B)(C)(D)는 본 발명인 격벽 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타낸 측단면도

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 확대 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 가동 고정판 3 : 금형틀 하판

5 : 금형틀 상판 7 : 사 출 기

9 : 격벽 물질 31 : 요 철 홈

32, 51 : 냉 각 공 52 : 주 입 공

5A : 내부 공간 71 : 가열 장치

72 : 스 크 류 91 : 격 벽

92 : 배 면 판

도 3은 본 발명에 따른 격벽 제조 방법의 공정을 개략적으로 나타낸 측단면도이다. 이에 따르면 본 발명은 크게 가동 고정판(1)에 금형틀 하판(3)을 체결하고, 금형틀 상판(5)을 상기 금형틀 하판(3)의 상부에 고정 결합시켜 일정 모양의 내부 공간(5A)을 형성하고, 사출기(7) 내부의 격벽 물질(9)을 주입공(52)을 통해 금형틀 상·하판(5)(3)의 내부 공간(5A)으로 이송시킨 후, 스크류(72)의 회전으로 발생하는 가압력을 격벽 물질(9)에 전달하여 소결시킴으로써 격벽(91)과 배면판(92)을 일체로 형성함으로써 이루어진다.

구체적으로는 도 3 (A) 내지 (D)에서 도시하는 바와 같이 지그에 결합되는 가동 고정판(1)에, 격벽의 형상에 대응되도록 요철홈(31)을 다수 구비하며 복수개의 냉각공(32)을 내부에 갖는 금형틀 하판(3)을 체결하고, 플라즈마 표시소자의 배면판 형상에 대응되는 금형틀 상판(5)을 상기 금형틀 하판(3)의 상부에 고정 결합시켜 일정 모양의 내부 공간(5A)을 형성한다.

상기 내부 공간(5A)에 격벽 물질을 주입하기 위해서, 원통형의 둘레면에 가열 장치(71)를 구비하고 스크류 방식으로 전·후진 회동하여 내부의 격벽 물질(9)을 용융·배출할 수 있는 사출기(7)를 구비하며, 이를 상기 금형틀 상판(5)의 상단면 소정위치에 형성된 주입공(52)에 맞물리고, 상기 사출기(7) 내부의 격벽 물질(9)을 주입공(52)을 통해 금형틀 상·하판(5)(3)의 내부 공간(5A)으로 이송시킨 후, 스크류(72)의 회전으로 발생하는 가압력을 격벽 물질(9)에 전달하여 소결시킴으로써 격벽(91)과 배면판(92)이 일체로 형성된 플라즈마 표시소자를 제조할 수 있다.

본 발명의 실시 과정을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 살펴보면, 도 3 (A)는 충진 단계로서 정밀 가공으로 제작한 금형틀 하판(3)을 가동 고정판(1)에 고정시킨다. 여기에서 가동 고정판(1)은 최종 제품의 품질을 보장하기 위해 지반에 축을 둔 일정 형태의 지그상에 고정되어야 함은 물론이다. 이후에 상기 금형틀 하판(3)을 금형틀 상판(5)과 맞물려 체결하게 되는데, 금형틀 하판(3)은 종래 플라즈마 표시소자의 격벽에 맞물리는 구조를 이루며 금형틀 상판(5)은 종래 플라즈마 표시소자의 배면판에 대응·맞물리는 구조를 이루게 됨으로써 결과적으로 금형틀 상·하판(5)(3)의 결합은 그 내부에 격벽과 배면판의 형상을 가지는 일정 공간(5A)을 형성하게 된다.

도 3 (B)는 가압 및 보압 단계로서 내부 공간(5A)에 격벽 물질(9)이 채워진 후에 사출기(7)의 스크류(72)가 더욱 전진하여 압력이 가해지는 단계이다. 이는 격벽 물질(9)이 사출기(7) 주위에 구비된 가열 장치(71)를 통해 액상화된 용융 상태에서 고체 상태로 변화할 때의 수축으로 인한 체적 감소를 가압 및 보압으로 보상하는 단계를 말함이다.

도 3 (C)는 금형틀 내부 공간(5A)의 성형품을 냉각 및 가소화시키는 단계로서 금형틀 상·하판(5)(3)의 내부에 다수 구비된 냉각공(32)(51)을 순환하는 공기로 인해서 금형틀(3)(5)이 냉각되고, 따라서 금형틀 내부의 격벽 물질(9)이 소결되는 과정을 나타내고 있다. 이후에 사출기(7)는 또 다른 제품의 제조 공정을 수행하기 위해 스크류(72)의 최초 가압당시의 역회전을 실시하여 후진하게 되며 사출기(7)내에 새로이 충진된 격벽 물질(9)의 용융을 시작한다.

도 3 (D)에서 도시한 바와 같이 상술한 전과정을 거쳐 격벽(91)과 배면판(92)이 일체인 플라즈마 표시소자의 완성품은 금형틀 상판(5)과 하판(3)을 분리하여 인출할 수 있게 된다. 여기에서 플라즈마 표시소자의 대량 생산을 위해서는 도 3 (A)(B)(C)(D)의 과정을 반복 수행함으로써 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 배면판과 격벽을 일체로 하는 플라즈마 표시소자를 제조할 시에 상술한 바와 같이 표시소자의 격벽 모양이 뚜렷하게 나타나는 금형틀을 사용하여 제조공정으로서 사출공정에 의한 플라즈마 표시소자의 대량 생산과 공정의 단순화를 통해 양질의 제품을 생산할 수 있도록 하여 격벽의 일정 간격을 유지할 수 있고, 배면판과 격벽이 같은 물질로서 종래의 플라즈마 표시소자의 제조방법에 있어 온도 변화에 따른 이물질과 격벽의 틀어짐으로 인해 휘도가 낮아져 제품의 불량률이 증가하던 문제점을 해소할 수 있으며 제조 시간을 대폭적으로 줄여 대량 생산을 통한 원가 절감에 기여할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 플라즈마 표시소자의 전면판과 배면판 사이 또는 격벽과 격벽 사이에 배열되는 음극과 양극에 의해 형성되는 화소들간의 광학적 상호 혼신(Cross talk)을 방지하는 다수의 나란한 격벽을 갖춘 플라즈마 표시 소자에 있어서,

   지그에 결합되는 가동 고정판(1)에, 격벽의 형상에 대응되도록 요철홈(31)을 다수 구비하며 복수개의 냉각공(32)을 내부에 갖는 금형틀 하판(3)을 체결하고,

   플라즈마 표시소자의 배면판 형상에 대응되는 금형틀 상판(5)을 상기 금형틀 하판(3)의 상부에 고정 결합시켜 일정 모양의 내부 공간(5A)을 형성하고,

   원통형의 둘레면에 가열 장치(71)를 구비하고 스크류 방식으로 전·후진 회동하여 내부의 격벽 물질(9)을 용융·배출할 수 있는 사출기(7)를 상기 금형틀 상판(5)의 상단면 소정위치에 형성된 주입공(52)에 맞물리고,

   상기 사출기(7) 내부의 격벽 물질(9)을 주입공(52)을 통해 금형틀 상·하판(5)(3)의 내부 공간(5A)으로 이송시킨 후, 스크류(72)의 회전으로 발생하는 가압력을 격벽 물질(9)에 전달하여 소결시킴으로써 격벽(91)과 배면판(92)을 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 금형틀을 이용한 플라즈마 표시소자 제조 방법.