KR100355819B1

KR100355819B1 - 정전접합장치및그장치를이용한정전접합방법

Info

Publication number: KR100355819B1
Application number: KR1019960024157A
Authority: KR
Inventors: 문제도; 최영환; 정효수
Original assignee: 사단법인 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2002-12-11
Also published as: KR980001883A

Abstract

본 발명은 유리와 유리를 접합시키기 위한 정전접합장치에 관한 것으로, 특히 전극이 코팅된 유리기판의 전극 테두리에 전원을 인가할 수 있는 양전극과, 접합되는 유리기판의 테두리에 압력과 전원을 인가할 수 있는 음전극을 밑판의 지지대에 설치하고, 상기 밑판을 열판에 장착하여 일정한 온도에서 일정한 압력을 유리의 접합부분에 고르게 전원을 인가함으로써 정전접합을 용이하게 실시할 수 있는 정전접합장치를 제공한다.

Description

정전접합 장치 및 그 장치를 이용한 정전접합방법

본 발명은 전계방출 표시소자의 제조를 위한 진공패케이징 시 유리와 유리를 정전접합시키는 장치에 관한 것으로, 특히, 실링을 위한 테두리 부분의 전극에 인가되는 전압분포와 유리를 눌러주는 압력을 일정하게 유지하여 정전접합을 용이하게 할 수 있는 정전접합장치에 관한 것이다.

일반적으로 유리와 유리를 정전접합시키기 위해 사용하는 정전접합장치는 제 1도에 도시된 바와 같이 열평판(105)을 기판으로 하여 열평판(105) 상부에 전극(103)이 코팅되어 있는 유리기판(104)을 올려놓고, 상기 전극이 코팅된 유리(104)의 전극(103) 상부에 다른 접합될 유리(102)를 올려놓는다. 다음에 열평판(105)에 음극을 연결하고, 접합될 유리기판(102) 상부에 포인트로 양극(101)을 접속시킨 다음, 상기 열평판(105)을 가열하여 유리기판(102, 104)이 일정한 온도가되도록 한후, 전력공급원(100)으로부터 전원을 공급하여 정전접합을 실시하였다.

상기와 같은 정전접합이 되기 위해서는 접합시키려는 두 물체에 전원이 공급되기 이전부터 두 물체의 계면에서 많은 면적이 접하는 것이 결합에 도움을 준다. 또한, 유리표면에 존재하는 불순물에 정전접합이 영향을 받을 수 있다.

상술한 제 1도와 같은 정전접합장치는 전극중의 하나를 포인트로 유리에 접속을 시키므로 시편을 누르는 압력이 크지 않다. 따라서 유리표면에 존재하는 불순물에서 오는 부정적인 효과가 크게 나타나게 된다. 또한, 정전접합을 10^-7정도의 고진공 실링에 이용할 때, 대면적의 전극을 하나의 포인트로 유리에 접속시키면 전압분포가 같 지 않고, 유리를 누르는 압력이 없어 접합을 이루기가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 실링을 위한 테두리부분에 전압을 고르게 인가할 수 있도록 하며, 상부로부터 유리를 눌러주는 압력을 일정하게 유지하면서 정전접합을 실시함으로써, 고진공 패캐이징 공정에 용이하게 사용할 수 있는 정전접합장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 장치를 이용한 정전접합방법을 제공하는데 있다.

제 1도는 종래의 정전접합 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.

제 2A도는 본 발명에 따른 정전접합장치를 나타낸 측단면도.

제 2B도는 본 발명에 따른 정전접합장치의 음전극을 나타낸 사시도.

제 2C도는 본 발명에 따른 정전접합장치의 양전극을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 전력공급원 101, 201 : 양전극

102, 202 : 상부 유리 103, 203 : 전극

104, 204 : 전극이 코팅된 유리 105, 205 : 열판

206 : 밑판 207 : 음전극

208 : 지지대 208': 지지대 삽입홀

209 : 절연 알루미나 210 : 절연막

211 : 온도측정기 삽입홀

본 발명의 목적은 통상의 로더를 이용해 양전극을 상하로 움직여 두 유리를접합하는 정전접합장치에 있어서, 정전접합되는 유리들에 열을 가하기 위한 열평판과, 열평판 상부에 설치되어 접합될 유리기판들이 놓여지며 모서리에 설치되는 지지대와, 열평판으로부터 가해지는 온도를 측정하기 위한 온도 측정기가 설치될 홀을 포함하는 밑판과, 지지대에 승강 가능케 설치되어 양극을 전극이 코팅된 유리의 테두리에 인가하기 위한 양전극과, 양극의 안쪽 홈에 삽입되어 접합되는 유리의 테두리에 음극의 전원을 공급하기 위한 음전극과, 음전극과 양전극에 전원을 공급하기 위한 전력 공급장치를 포함하는 정전접합장치에 의해 달성 가능하다.

위 양전극과 음전극은 유리기판과 접합되는 부분이외의 부분에 절연물질을 코팅하거나 알루미나를 붙인 구성으로 하는 것이 좋다.

위 지지대는 스테인레스봉 표면에 알루미나 튜브를 입힌 구성으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적은 밑판에 전극이 코팅된 유리기판을 설치하는 단계와,

전극이 코팅된 유리기판 상부에 접합될 유리기판을 설치하는 단계와 전극이 코팅된 유리기판의 테두리에 양전극을 밀착시키는 단계와, 접합될 유리기판의 상부에 압력을 가하도록 음전극을 밀착시키는 단계와, 밑판 하부의 열평판을 가열하여 상기 접합될 두 유리기판을 가열하는 단계, 두 유리기판이 가열된 상태에서 양전극과 음전극에 전원을 인가하여 두 유리기판을 정전합시키는 단계를 포함하는 정전접합장치를 이용한 정전접합방법에 의해 달성 가능하다.

위 하나의 유리기판에 형성되어 있는 전극은 도금방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제 2A도는 본 발명에 따른 정전접합장치에 전극이 코팅된 유리와, 접합될 유리를 장착한 것을 나타낸 것으로서, 정전접합장치 중 전극장치는 양전극(201), 음전극(207), 로더(종래에 알려진 일반적인 기술을 이용하면 되므로 도시 생략함), 지지대(208)가 설치되어 있는 밑판(206) 등 4부분으로 이루어져 있다. 먼저 양전극(201)은 제 2C도에 도시된 바와 같이 중앙이 뚫린 사각의 평판에 사각통 형상의 돌출된 테두리를 갖도록 형성되어 접합된 유리기판의 테두리에 전극을 인가할 수 있는 구조로 되어 있으며, 유리기판과 접합되는 부분에는 전극을 인가하기 위한 전극이 코팅되어 있다. 또한 모서리부분에는 지지대(208)에 양전극(201)을 삽입하여 로더에 의해 상하로 유동시킬 수 있도록 지지대 삽입홀(208')이 형성되어 있다. 또한 중앙의 홀에는 음전극(207)이 삽입된다.

다음으로 음전극(207)은 제 2B도에 도시된 바와 같이 평평한 사각의 판에 접합되는 유리기판(202)의 테두리에 전극을 인가할 수 있는 사각통 형상의 틀이 돌출되어 있으며, 양전극(201)의 홈에 삽입된다. 이 때 사각통 형상의 틀 즉, 유리기판(202)과 접합되는 부분에는 전극이 코팅되어 접합될 유리기판(202)의 테두리에 전원을 인가할 수 있다. 또한 상기 양전극(201)과 음전극(207)의 전극부분을 제외한 테두리는 모두 절연물인 알루미나(209)가 코팅되거나 붙어 두 전극(201, 207)을 절연시킨다.

또한, 접합되는 유리기판들(202, 204)과 양전극(201)과 음전극(207)을 설치할 밑판(206)은 금속판으로 만들어지며, 온도를 측정하기 위한 온도측정기(도시되지 않음)가 삽입될 온도측정기 삽입홀(211)이 형성되어 있다.

또한, 밑판(206)의 하부에는 밑판(206)과 밑판(206)에 장착된 유리기판(202, 204)들을 가열하기 위하여 열판(205)이 설치된다.

이 때, 상기 밑판(206)에는 4개의 지지대(208)가 각 모서리마다 설치 고정되며, 각 지지대(208)에는 양전극(201)이 끼워져 로더에 의해 음전극(207)과 양전극(201)의 높이와 압력을 조절할 수 있게 되어 있다. 상기 지지대(208)는 스테인레스로 만들어지며, 상기 지지대(208) 주위에 알루미나(209)와 같은 절연물을 끼우거나 절연물을 코팅하여 양전극(201)과 밑판(206)을 절연시킨다.

상기와 같이 구성되어 있는 정전접합장치를 이용하여 유리기판을 접합시키는 방법은 먼저 밑판(206)을 열판(205) 상부에 설치하고, 상기 밑판(206) 상부에 전극(203)이 코팅된 유리기판(204)을 올려놓은 다음, 상기 전극이 코팅된 유리기판(204)의 전극 상부에 접합될 유리기판(202)을 정렬시켜 놓는다. 다음에 지지대(208)에 설치되어 있는 양전극(201)을 로더를 이용하여 전극이 코팅된 유리기판(204)의 전극(203) 테두리에 일정한 압력으로 접합되도록 한 후, 역시 로드를 이용하여 음전극(207)을 접합되는 유리기판(202)의 테두리에 일정한 압력(이 기술분야에서 널리 알려진 1Mpa ~ 10Mpa)을 가하도록 밀착시킨다. 다음으로 양전극(201)과 음전극(207)에 전원공급장치(200)로부터 전원을 공급하면서 열판(205)을 가열시켜 일정한 온도(이 기술분야에서 널리 알려진 100℃ ~ 450℃)를 유지하도록 하여 정진접합을 실시한다.

이 때, 유리기판들 사이의 간격을 일정한 두께 이상으로 유지하기 위해서는하나의 유리기판 상부에 형성되는 전극을 도금방법으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 도금되는 전극으로는 알루미늄 또는 다른 금속류가 사용되며 도금방법으로는 화학종착법이나 증기증착법 등의 여러 가지 방법으로 금속을 코팅한 후, 코팅된 금속에 전극을 연결한 다음, 원하는 도금재료가 용해되어 있는 수용액에 넣고 전압을 인가하여 원하는 두께의 전극을 도금할 수 있다.

상술한 바와 같이 음전극에는 보통유리를 접합시키고, 전극을 코팅한 유리는 양전극에 접합시킨다. 상기 접합되는 두 유리기판에는 일정한 압력이 가해지므로 상기 두 유리기판 사이에 존재하는 불순물을 어느 정도 파괴할 수 있다.

가해준 전위 차에 의해 나트륨 이온이 음극으로 움직이고, 음극과 양극의 전위 차가 두 유리사이의 계면에 걸쳐 두 물체를 결합시킨다. 또한 압력을 가함으로써 두 물체사이의 간격을 줄일 수 있으므로 결합력을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 전정접합장치를 사용하면 전극이 코팅된 유리기판에 전압이 일정하게 인가되고, 일정한 무게가 두 물체사이의 거리를 좁혀 계면에 존재하는 불순물을 어느 정도 제거할 수 있어 결합력의 증가를 가져온다. 특히, 본 발명에 따른 정전접합장치를 이용하여 전계방출 표시소자에 사용되는 10^-7토르 정도의 고진공을 유지하는 실링에도 적용할 수 있다.

본 발명은 전계방출 표시소자 뿐만 아니라 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 모든 평판 디스플레이에 사용될 수 있다.

Claims

통상의 로더를 이용해 양전극을 상하로 움직여 두 유리를 접합하는 정전접합장치에 있어서,

정전접합되는 유리들에 열을 가하기 위한 열평판과,

상기 열평판 상부에 설치되어 접합될 유리기판들이 놓여지며 모서리에 설치되는 지지대와, 상기 열평판으로부터 가해지는 온도를 측정하기 위한 온도 측정기가 설치될 홀을 포함하는 밑판과,

상기 지지대에 승강 가능케 설치되어 양극을 전극이 코팅된 유리의 테두리에 인가하기 위한 양전극과,

상기 양극의 안쪽 홈에 삽입되어 접합되는 유리의 테두리에 음극의 전원을 공급하기 위한 음전극과,

상기 음전극과 양전극에 전원을 공급하기 위한 전력 공급장치를 포함하는 정전접합장치.
제1항에 있어서, 상기 양전극과 음전극은 유리기판과 접합되는 부분이외의 부분에 절연물질을 코팅하거나 알루미나를 붙인 것을 특징으로 하는 정전접합장치.
제1항에 있어서, 상기 지지대는 스테인레스봉 표면에 알루미나 튜브를 입힌 것을 특징으로 하는 정전접합장치.
밑판에 전극이 코팅된 유리기판을 설치하는 단계와,

상기 전극이 코팅된 유리기판 상부에 접합될 유리기판을 설치하는 단계와,

상기 전극이 코팅된 유리기판의 테두리에 양전극을 밀착시키는 단계와,

상기 접합될 유리기판의 상부에 압력을 가하도록 음전극을 밀착시키는 단계와,

상기 밑판 하부의 열평판을 가열하여 상기 접합될 두 유리기판을 가열하는 단계와,

상기 두 유리기판이 가열된 상태에서 양전극과 음전극에 전원을 인가하여 두 유리기판을 정전접합시키는 단계를 포함하는 정전접합장치를 이용한 정전접합방법.
제5항에 있어서, 상기 하나의 유리기판에 형성되어 있는 전극은 도금방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 정전접합장치를 이용한 정전접합방법.