KR100264456B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽 형성용 금형을 이용하여 격벽용 페이스트의 소성 중에 한번의 공정으로 격벽을 형성시킴으로써 생산 공정을 단순화하여 생산성 향상을 도모하는 동시에 격벽의 정도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법(Manufacturing apparatus & the method for PDP's barrier rib)에 관한 것으로서,

그 장치는 상면에 격벽용 페이스트가 도포되어 있는 유리기판의 하부에 배치되어 상기 유리기판을 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 하부금형과, 상기 유리기판의 상부에 배치되어 하면이 격벽의 반대 형상으로 가공되어 있는 금형코아와, 상기 금형코아에 결합되어 상기 금형코아를 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 상부금형과, 상기 하부금형 및 상부금형을 지지하고 각 가열히터의 가열동작에 따라 상기 하부금형, 상부금형, 금형코아가 그 사이 간격이 좁아지게 열팽창하도록 하여 유리기판 상의 격벽용 페이스트가 금형코아에 충진되면서 격벽이 형성되도록 하는 상부선반 및 하부선반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 격벽용 페이스트의 소성 중에 격벽을 제조함으로써 고정도의 형상을 갖는 격벽을 제조할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 벽걸이용 차세대 대형 디스플레이 각광을 받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(이하 PDP라 한다.)은 가스의 플라즈마 방전에 의한 발광을 이용한 장치로써, 기본 구조는 행방향전극과 열방향전극이 설치된 2매의 유리판에 의해 구성된 방전공간(약 0.1㎜의 공간)에 Ne 등의 가스를 주입시키고 봉입한 형태로 되어 있다. 이때, 상기 PDP는 전극이 방전공간에 노출된 DC형과 유전체층으로 덮혀있는 AC형으로 크게 나눌 수 있다.

일반적인 AC형 PDP는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 평행하게 대향되는 전면 유리기판(1)과 후면 유리기판(2)을 포함하는데, 그 사이의 절연성 격벽(3)에 의해 가스공간(4)이 형성된 구조를 갖는다.

상기 후면 유리기판(2)은 그 위에 여러 개의 어드레스전극(10)이 평행하게 형성되어 있고, 그 위에 유전체층(20)이 형성되어 있으며, 다시 그 위에 상기 어드레스전극(10)과 교차되는 방향으로 유지전극(11)이 형성되어 있고, 그 위에 MgO층(30)이 형성되어 있다.

상기 전면 유리기판(1)에는 형광체층(40)이 형성되어 있다.

상기 가스공간(4)에는 네온(Ne)이나 헬륨(He) 등의 방전 가스가 채워지고, 방전셀 단위로 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체가 구분되어 도포된다.

상기와 같이 구성된 PDP에서 격벽은 상기 각각의 어드레스 전극 사이에 스트라이프 모양으로 형성되며, 상기 각각의 어드레스 전극을 복수의 방전셀로 분리하는 역할을 한다. 결국, 격벽은 각각의 화소셀을 분리시켜 인접셀 간의 전기적, 광학적 상호혼신(crosstalk)을 방지하는 역할을 한다.

상기의 격벽을 제조하는 방법으로는 종래의 경우 스크린 인쇄법, 에디티브(additive)법, 샌드 블라스팅법 및 감광성 페이스트법 등이 있다.

도 2는 종래 기술에 의하여 스크린 프린팅법을 이용한 격벽 제조 과정을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 먼저 격벽형성용 글라스(110) 위에 스크린 프린팅법으로 격벽재료인 글라스 페이스트(120)를 소정의 두께로 인쇄하고 건조한다.

그후, 원하는 높이의 격벽을 형성하기 위해서 상기의 스크린 프링팅을 동일한 위치에 수회(약 10 내지 15회) 반복하여 실시한다.

상기의 공정에 의해 원하는 높이로 격벽이 형성되면 소성로에서 소성을 수행하여 제품을 완성한다.

상기와 같은 종래 기술의 PDP의 격벽 제조방법은 글라스 페이스트의 반복 인쇄와 건조를 통해 정확한 정위치가 잡기 어려우므로 형성된 격벽의 정도가 도 2에 도시된 바와 같이 좋지 않게 되는 문제점이 있으며, 상기의 이유로 인해 완성된 PDP의 화질이 나빠지게 되는 문제점이 있다.

또한, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조의 반복 공정이 많아져 작업공수가 많아지기 때문에 격벽의 두께를 얇게 하기가 어려워 HD TV급에서 요구되는 미세 패턴을 형성하기 어렵게 되는 문제점이 있다.

한편, 에디티브법은 감광성 페이스트를 도포한 후 마스크를 씌우고 노광, 형상, 에칭 등을 거쳐 식각된 틈에 격벽용 페이스트를 도포, 건조 및 연마한 후 감광성 페이스트를 제거하고 소성하여 격벽을 형성하는 방법으로 격벽의 두께에 제한이 없어 미세 패턴의 형성에는 문제가 없으나, 제조가격이 비싸고 격벽용 페이스트와 감광성 페이스트의 완전한 분리가 어려워 찌꺼기가 남거나 격벽의 허물어짐이 발생할 소지가 높게 되는 문제점이 있다.

또한, 샌드 블라스팅법은 격벽용 페이스트를 도포, 건조 후 그 위에 내샌딩성 페이스트를 도포하고, 마스크를 씌워 격벽 부위를 제외한 부분의 내샌딩성 페이스트를 노광, 현상, 에칭을 통하여 제거한 다음 샌드블라스트를 이용하여 격벽용 페이스트를 파낸 후 내샌딩성 페이스트를 제거하고 소성시켜 격벽을 형성한다. 이 방법은 격벽의 높이가 균일하고 형상이 우수하나, 샌딩에 의해 제거되는 페이스트의 양이 많아 제조가격이 비싸고 공해문제가 발생하며 기판과 전극이 샌딩시 충격을 받는다는 문제점이 있다.

또한, 감광성 페이스트법은 감광성 페이스트를 도포한 후 마스크를 씌우고 노광, 형상, 에칭 및 소성을 거쳐 격벽을 제조하는 방법으로 가장 간단한 제조방법인데, 감광체의 하부까지 감광이 어려워 후막 형성이 어렵고, 페이스트 가격이 고가라는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 격벽 형성용 금형을 이용하여 격벽용 페이스트의 소성 중에 한번의 공정으로 격벽을 형성시킴으로써 생산 공정을 단순화하여 생산성 향상을 도모하는 동시에 격벽의 정도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 AC형 PDP의 셀 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 PDP의 격벽 제조방법을 나타내는 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 격벽의 정도를 나타내는 확대도,

도 4는 본 발명에 의한 PDP의 격벽 제조장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 의한 PDP의 격벽 제조순서를 나타내는 단면도,

도 6은 본 발명에 의한 격벽용 페이스트의 소성온도 곡선을 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

210 : 유리기판 211 : 격벽용 페이스트

220 : 하부금형 230 : 하부선반

240 : 금형코아 250 : 상부금형

221, 251 : 가열히터 260 : 상부선반

270 : 가이드바

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 상면에 격벽용 페이스트가 도포되어 있는 유리기판의 하부에 배치되어 상기 유리기판을 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 하부금형과, 상기 유리기판의 상부에 배치되어 하면이 격벽의 반대 형상으로 가공되어 있는 금형코아와, 상기 금형코아에 결합되어 상기 금형코아를 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 상부금형과, 상기 하부금형 및 상부금형을 지지하고 각 가열히터의 가열동작에 따라 상기 하부금형, 상부금형, 금형코아가 그 사이 간격이 좁아지게 열팽창하도록 하여 유리기판 상의 격벽용 페이스트가 금형코아에 충진되면서 격벽이 형성되도록 하는 상부선반 및 하부선반을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치를 제공한다. 이때, 상기 상부선반과 하부선반 사이에 배치되어 상기 금형코아와 하부금형이 일정한 간격을 유지하도록 하는 가이드바(guide bar)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기에서 본 발명의 실시예에 의하면, 금형코아의 소재는 내압축 강도와 경도가 우수한 금속 또는 세라믹을 사용하며, 그 표면이 페이스트와의 융착을 방지하기 위하여 내융착성이 우수한 금속 또는 세라믹막이 코팅되어 있다.

또한, 상기 상부금형과 하부금형의 소재는 열전도율과 열팽창 계수가 큰 금속을 사용하고, 상기 상부선반과 하부선반 및 가이드바의 소재는 내굽힘 강도와 내열성이 우수한 금속을 사용한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 상면에 격벽용 페이스트가 도포되어 있는 유리기판의 하부에 가열히터가 삽입된 하부금형을 배치시키는 제1 과정과, 하면이 격벽의 반대 형상으로 가공되어 있는 금형코아와, 상기 금형코아를 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 상부금형을 상기 유리기판의 상부에 배치시키는 제2 과정과, 상기 하부금형, 상부금형, 금형코아가 그 사이 간격이 좁아지게 열팽창하도록 상기 각 가열히터를 동작시킴으로써 유리기판 상의 격벽용 페이스트가 금형코아에 충진되면서 격벽이 형성되도록 하는 제3 과정으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 제2 과정에는 금형코아의 표면이 페이스트와의 융착을 방지하기 위하여 금형코아의 표면에 내융착성이 우수한 금속 또는 세라믹막을 코팅시키는 과정이 포함된다.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 PDP용 격벽 제조 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 챔버 내의 하측에는 유리기판(210)과 격벽용 페이스트(211)를 가열하기 위한 하부금형(220)이 내부에 가열히터(221)를 삽입한 상태로 위치하고 있고, 상기 하부금형(220)은 챔버 밖의 하부선반(230)에 조립되어 있다.

또한, 챔버 내의 상측에는 금형코아(240)를 가열하기 위한 상부금형(250)이 내부에 가열히터(251)를 삽입한 상태로 위치하고 있고, 상기 상부금형(250)은 챔버 밖의 상부선반(260)에 조립되어 있다. 이때, 상기 하부금형(220) 및 상부금형(250)의 재질은 무산소동으로 그 두께는 5㎝이다.

한편, 상기 상부선반(260)과 하부선반(230)은 상기 금형코아(240)와 하부금형(220)이 전면에 걸쳐서 균일한 간격을 유지하도록 미세조정이 가능한 가이드바(270)에 의해 챔버 밖에서 조립되어 있다.

상기에서 각 가열히터(221,251)는 챔버 내의 오염을 방지하고 상기 격벽용 페이스트(211)를 신속히 가열할 수 있도록 할로겐 램프로 되어 있고, 상기 금형코아(240)는 내압축 강도, 내열성 및 경도가 높은 SUS 420 J2 계열의 스테인레스 스틸을 다이아몬드 바이트로 격벽의 반대 형상으로 가공한 후 표면에는 격벽용 페이스트(211)와의 융착을 방지하기 위해 귀금속막을 스퍼터링 장치를 이용하여 코팅하였다. 이때, 금형코아(240)의 전체 두께는 1㎝로 한다.

이하, 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 상세히 설명한다.

먼저, 3㎜ 두께의 소다라임 유리기판(210)에 전극, 유전체층 등을 형성한 후에 그 위에 소성온도가 500 ~ 550℃인 격벽용 페이스트(211)를 150 내지 200㎛ 정도 도포한 후, 상기 격벽용 페이스트(211)가 도포된 유리기판(210)을 상기 하부금형(220) 위에 얹어서 금형코아(240)와 격벽용 페이스트(211) 사이의 간격이 t가 되도록 한다.(도 5의 (A) 참조) 이때, 상기 간격 t는 상기 가이드바(270)를 조절하여 0.76㎜가 되게 한다.

그후, 상기 하부금형(220) 및 상부금형(250)에 삽입된 가열히터(221,251)를 이용하여 도 6에 도시된 바와 같은 격벽용 페이스트의 소성 온도 곡선을 따라 온도를 승온시키면 하부금형(220), 상부금형(250), 금형코아(240) 및 유리기판(210)이 열팽창을 하게 된다.

이때, 상기 하부금형(220), 상부금형(250), 금형코아(240) 및 유리기판(210)의 열팽창 방향을 살펴보면, 챔버 밖의 가이드바(270)에 의해 하부선반(230) 및 상부선반(260)은 조립되어 있으면서 상온 상태에 있기 때문에 챔버 내부의 온도 승온에 상관없이 열팽창을 하지 않으므로 상기 하부금형(220) 및 상부금형(250)이 상기 하부선반(230) 및 상부선반(260)의 방향으로 열팽창 되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 열팽창의 방향은 각각 상부금형(250)은 금형코아(240) 방향으로, 하부금형(220)은 격벽용 페이스트(211) 방향으로 발생하게 된다.

결국, 온도가 상승함에 따라 간격 t는“O”이 되고 격벽용 페이스트(211)는 금형코아(240)의 격벽형상으로 가공된 홈으로 충진이 시작되고, 도 6의 A 구간이 끝나기 전에 완전 충진이 이루어진다.(도 5의 (B) 참조) 이 상태에서 20 ~ 50℃ 정도 온도를 상승시키면 이미 완전 충진이 됐기 때문에 더 이상의 충진은 없지만 충진 밀도가 커지게 된다.

그후, 도 6의 B 구간에서 격벽용 페이스트(211)는 소성되고, C 구간의 온도 곡선을 따라 냉각이 이루어진다. 완전히 냉각된 후 취출을 수행하면 고정도의 격벽을 얻을 수 있다.(도 5의 (C) 참조)

상기에서 설명한 바와 같은 본 발명의 PDP의 격벽 제조장치 및 그 방법은 금형코아에 PDP용 격벽의 형태로 홈을 형성하고 열팽창을 이용하여 격벽용 페이스트의 소성 중에 격벽을 제조하기 때문에 공정이 간단하고 고정도의 격벽을 형성시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 그에 따라 표시품질이 우수한 PDP를 안정적으로 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 상면에 격벽용 페이스트가 도포되어 있는 유리기판의 하부에 배치되어 상기 유리기판을 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 하부금형과,

   상기 유리기판의 상부에 배치되어 하면이 격벽의 반대 형상으로 가공되어 있는 금형코아와,

   상기 금형코아에 결합되어 상기 금형코아를 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 상부금형과,

   상기 하부금형 및 상부금형을 지지하고 각 가열히터의 가열동작에 따라 상기 하부금형, 상부금형, 금형코아가 그 사이 간격이 좁아지게 열팽창하도록 하여 유리기판 상의 격벽용 페이스트가 금형코아에 충진되면서 격벽이 형성되도록 하는 상부선반 및 하부선반을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부선반과 하부선반 사이에 배치되어 상기 금형코아와 하부금형이 일정한 간격을 유지하도록 하는 가이드바(guide bar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금형코아의 소재는 내압축 강도와 경도가 우수한 금속 또는 세라믹을 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 금형코아는 그 표면이 페이스트와의 융착을 방지하기 위하여 내융착성이 우수한 금속 또는 세라믹막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부금형과 하부금형의 소재는 열전도율과 열팽창 계수가 큰 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부선반과 하부선반 및 가이드바의 소재는 내굽힘 강도와 내열성이 우수한 금속을 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조장치.
7. 상면에 격벽용 페이스트가 도포되어 있는 유리기판의 하부에 가열히터가 삽입된 하부금형을 배치시키는 제1 과정과,

   하면이 격벽의 반대 형상으로 가공되어 있는 금형코아와, 상기 금형코아를 가열할 수 있도록 가열히터가 삽입된 상부금형을 상기 유리기판의 상부에 배치시키는 제2 과정과,

   상기 하부금형, 상부금형, 금형코아가 그 사이 간격이 좁아지게 열팽창하도록 상기 각 가열히터를 동작시킴으로써 유리기판 상의 격벽용 페이스트가 금형코아에 충진되면서 격벽이 형성되도록 하는 제3 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제2 과정에는 금형코아의 표면이 페이스트와의 융착을 방지하기 위하여 금형코아의 표면에 내융착성이 우수한 금속 또는 세라믹막을 코팅시키는 과정이 포함된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.

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