KR100363261B1 - 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시패널의 진공 패키징 방법 - Google Patents
진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시패널의 진공 패키징 방법Info
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치, 형광표시장치 및 전계 방출 표시장치(FED:Field Emission Display) 등으로 대표되는 평판 표시 장치에서 사전에 진공중에서 열처리된 프릿 프레임으로 평판 표시 패널을 진공으로 밀봉하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법{Method for vacuum packaging by a preglazing of frit frame}을 기재한다. 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법은, 진공 중에서 프릿 프레임을 사전 열처리를 통하여 프릿 깊숙한 곳의 기포까지 터져 나오게 한 프릿 프레임으로 평판 표시 패널을 진공 챔버 내에서 패키징함으로써 프릿 프레임에서 아웃 개싱의 발생원을 사전에 제거하여 패널 사용중에 아웃개싱이 일어나지 않도록 한다.
Description
본 발명은 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치, 형광표시장치 및 전계 방출 표시장치(FED:Field Emission Display) 등으로 대표되는 평판 표시 장치에서 사전에 진공중에서 열처리된 프릿 프레임으로 평판 표시 패널을 진공으로 밀봉하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법{Method for vacuum packaging by a preglazing of frit frame}에 관한 것이다.
일반적인 표시 장치의 대표적인 응용 분야는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비전 수상기 등에 주로 적용되고 있으며, 최근에는 새로운 응용분야가 광범위하게 창출되고 있다. 현존하는 표시 장치는 브라운관, 일명 CRT 표시 장치와 최근 급속한 기술발전을 보이고 있는 평판표시소자로 크게 분류할 수 있다.
최근 각광 받고있는 평판표시소자로서는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치, 형광표시장치, 전계방출형 표시장치(FED:Field Emission Display)등이 활발하게 연구개발 되어지고 있다.
이러한 평판표시소자에 있어서, 패널 내부의 진공을 요구하는 평판 표시 소자의 패키징 공정은 중요한 기술 분야에 속한다. 기존의 진공 패키징 기술은 봉착과 배기의 두 단계로서 패키징을 수행하고 있다.
도 1a 내지 도 1c는 각각 기존의 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법을 공정 단계별로 나타낸 도면들이다. 우선, 도 1a에 도시된 바와 같은 유리 프레임(glass frame)(11)을 준비하고, 그 양면에 도 1b에 도시된 바와 같이, 프릿(frit)(12)을페이스트(paste) 상태로 제조하여 적당한 두께로 인쇄한다. 이 인쇄된 프릿 프레임(frit frame)을 도 1c에 도시된 바와 같은 대기압하의 소성로(13)에서 소성한다. 이 소성 공정은 프릿 페이스트(frit paste)의 바인더(binder)를 제거하는 역할을 한다.
이와 같이, 종래에는 소성된 프릿 프레임을 평판 표시 패널의 가장자리에 배치하고 대기 중에서 봉착하고자 하는 평판 표시 패널을 가열함으로써 접합물질인 프릿(frit)(12)을 녹여 봉착을 수행한 후, 내부의 가스를 배출하기 위한 배기 공정을 수행하여 패키징을 완성한다.
그러나 이 경우 대기 중에서 고온 소성을 거침으로서 평판 표시 패널의 산화나 오염 문제가 발생할 수 있을 뿐 만 아니라 도 2에 도시된 바와 같이 패널 사용중 시간 경과에 따라 프릿 프레임(도 1의 11, 12)으로부터 아웃개싱(out-gassing)이 일어난다. 도 2는 패키징된 평판 표시 패널의 사용 시간 경과에 따른 아웃 개싱되는 가스 성분별 압력을 나타낸다.
또한, 가열에 의한 봉착 공정과 배기 공정의 두 단계의 공정을 거쳐야 하므로 번거롭다.
이를 보완하기 위하여 개발된 레이저에 의한 진공 패키징 기술은 진공 중에서 레이저를 이용하여 프릿(frit) 만을 국부적으로 가열하여 패키징을 완성하는 기술이다. 이 기술의 경우 진공에서 봉착이 수행되므로 별도의 배기 공정이 필요없고 고온이나 오염으로부터 패널을 보호할 수 있다. 하지만 이 진공 레이저 봉착 기술의 문제점은 진공 중에서 프릿(frit)이 녹을 때 발생하는 기포로 인한 접착강도의저하, 진공 누설(vacuum leakage) 등이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창출한 것으로, 진공 상태에서 미리 열처리되어 기포가 제거된 프릿 프레임으로 평판 표시 패널을 진공 패키징하여 사용중에 기포가 발생되지 않도록 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 각각 기존의 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법을 공정 단계별로 나타낸 도면들,
도 2는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 방법으로 패키징된 평판 표시 패널의 사용 시간 경과에 따른 아웃 개싱되는 가스 성분별 압력을 나타낸 그래프들,
도 3은 일반적인 평판 표시 패널의 진공 레이저 봉착 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법에서 진공 중에서 프릿 프레임을 사전 열처리하는 공정을 단계별로 나타낸 도면들,
도 5는 도 4a 내지 도 4d에 도시된 방법으로 사전 열처리된 프릿 프레임으로 진공 패키징된 평판 표시 패널의 사용 시간 경과에 따른 아웃 개싱되는 가스 성분별 압력을 나타낸 그래프들,
도 6 내지 도 9는 각각 대기 중에서 1차 소성만을 한 프릿 프레임과 진공 중에서 2차 소성을 한 프릿 프레임으로 진공 레이저 패키징을 수행한 후 프릿 프레임 표면의 기포발생 정도를 현미경으로 관찰한 사진으로서,
도 6은 대기 중에서 1차 소성만을 프릿 프레임으로 레이저 패키징을 수행한 평판 표시 패널의 프릿 표면의 기포 발생 정도를 보여주는 사진,
도 7, 도 8 및 도 9는 각각 진공중에서 2차 소성을 한 프릿 프레임으로 진공 레이저 패키징을 수행한 후의 평판 표시 패널의 프릿 프레임 표면의 기포 발생 정도를 보여주는 사진들,
도 10은 진공 소성을 한 프릿 프레임으로 레이저 진공 패키징을 수행한 평판 표시 패널의 내부 진공도를 측정한 결과를 나타낸 그래프,그리고 도 11은 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법에 사용되는 국부 가열 히터의 개략적 모양을 보여주는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 유리 프레임(glass frame) 12. 프릿(frit)
13. 소성로 110. 적외선 레이저
120. 레이저 빔 스캐너 130. 레이저 빔
140. 패널 상판 150. 프릿 프레임(frit frame)
151. 프레임 152. 프릿
160. 패널 하판 170. 진공 챔버
200. 국부 가열 히터
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법은, 평판 표시 패널을 프릿 프레임으로 진공 패키징하는 방법에 있어서, (가) 프레임에 프릿 페이스트를 인쇄하고 소성하여 상기 프릿 프레임을 형성하는 단계; (나) 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 가열하여 프릿 속에 내재된 기포를 터져나오게하는 프릿 프레임 사전 진공 소성하는 단계; 및 (다) 상기 사전 진공 소성된 프릿 프레임을 상기 평판 표시 패널의 테두리에 배치하고 상기 프릿을 가열하여 진공중에서 패키징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 레이저 빔으로 가열함으로써 이루어지거나 혹은 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 히터로 가열함으로써 이루어진다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (다) 단계는 진공 상태에서 상기 프릿 프레임을 레이저 빔으로 스캐닝하면서 선택적으로 가열함으로써 이루어지거나 혹은 진공상태에서 상기 평판 표시 패널의 테두리에 배치된 상기 프릿 프레임 모양으로 형성된 히터로 상기 프릿 프레임 만을 선택적으로 가열함으로써 이루어지는 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 평판 표시 패널의 진공 패키징 기술은 기존의 평판 표시 패널의 진공 패키징 기술이 봉착과 배기의 두 단계로서 패키징을 수행하는데 비하여 진공 중에서 평판 표시 패널의 패키징을 수행하는 기술로서 봉착과 배기가 동시에 수행되어지는 것이 특징이다.
도 3은 진공 레이저 봉착 장치의 개략적 구성을 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이, 진공 레이저 봉착 장치는 적외선 레이저(110), 레이저 빔 스캐너(120), 레이저 빔(130), 진공 챔버(chamber)(170), 패널 상판(140), 프릿 프레임(frit frame)(150), 패널 하판(160))로 구성되어 있다. 레이저(110)에서 나온 빔은 레이저 빔 스캐너(120)를 거쳐 패널(140, 160) 사이의 외각부 즉, 프릿 프레임(150)의 프릿(152)이 있는 부분을 국소적으로 조사하여 봉착을 수행한다. 이 공정은 진공 챔버(chamber)내에서 수행되며, 이 공정에서 프릿 프레임(frit frame)(150)에서 기포가 발생된다.
본 발명에 따른 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법은 프릿 프레임(frit frame)의 전처리(preglazing) 공정을 통하여 기포 발생을 없앤 것이 특징이다. 이러한 봉착에 사용되는 프릿 프레임(frit frame)의 제조는 도 4a 내지 도 4d에서 설명된다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같은 유리 프레임(glass frame)(151)을 준비하고, 그 양면에 도 4b에 도시된 바와 같이, 프릿(frit)(152)을 페이스트(paste) 상태로 제조하여 적당한 두께로 인쇄한다.
이 인쇄된 프릿 프레임(frit frame)(150)을 도 4c에 도시된 바와 같은 대기압하의 소성로(130)에서 소성한다. 이 소성 공정은 프릿 페이스트(frit paste)의 바인더(binder)를 제거하는 역할을 한다.
다음에, 소성이 완료된 프릿 프레임(frit frame)(150)을 도 4d에 도시된 바와 같이 진공 챔버(170)에 넣고 레이저 빔(130)을 이용하여 가열함으로써, 예를 들면 250℃∼600℃, 바람직하게는 350℃∼500℃로 가열함하여 프릿(152)를 녹여 평판 표시 패널(미도시)이 패키징되도록 한다.
이와 같은 공정들에서, 대기중의 소성로에서 프릿 프레임(frit frame)(150)을 소성하면 대부분의 바인더(binder)는 제거되나 프릿(frit)(152)내에 남아있는 미세한 양의 바인더나 핀홀(pin hole) 사이의 잔류물이 진공중에서 소성될 때 부풀어 올라 기포를 형성한다. 이러한 기포의 원인을 미리 제거하기 위해 소성로에서 소성된 프릿 프레임(frit frame)을 진공 챔버(170)에서 레이저 빔의 스캐닝(130)을 이용하여 소성한다. 이 공정에서 남아있는 바인더나 잔류 물질들이 진공중으로 방출된다. 도 4d에서 설명된 공정으로 제조된 프릿 프레임(frit frame)(150)을 도 3에 도시된 패키징 장치에 장착한 후 패키징 공정을 수행한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같은 레이저 패키징 장치에 의한 진공 패키징 외에도 도 11에 도시된 바와 같은 형태의 국부 가열 히터(200)를 이용하여 평판 표시 패널을 봉착할 수도 있다. 이러한 국부적 가열장치는 봉착 영역만을 국부적으로 가열함으로써, 실제로 영상이 표시되는 영역의 패널은 저온 상태를 유지하게 되어 산화 및 열 변형이 방지된다. 이러한 봉착 공정이 진공 챔버 내에서 행하여짐으로써 배기 공정이 생략될 수 있다.도 3 및 도 11에 도시한 봉착 공정에서 봉착을 위한 가열 온도는 250℃∼600℃, 바람직하게는 350℃∼500℃이다.도 5는 상기와 같은 진공중에서 레이저 가열 혹은 가열에 의한 preglazing 처리된 프릿 프레임으로 패키징된 평판 표시 패널의 사용 시간 경과에 따른 아웃 개싱되는 가스 성분별 압력을 나타낸다. 이 도면의 그래프를 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 패키징 방법에 의해 제작된 평판 표시 패널의 사용 시간 경과에 따른 아웃 개싱되는 가스 성분별 압력 그래프와 비교할 때 시간 경과에 따른 각 성분 가스 압력의 변화가 거의 없음을 알 수 있다. 이는 아웃 개싱이 거의 일어나지 않음을 의미한다.
도 6 내지 도 9는 각각 대기 중에서 1차 소성만을 한 프릿 프레임과 진공 중에서 2차 소성을 한 프릿 프레임으로 진공 레이저 패키징을 수행한 후 프릿 프레임 표면의 기포발생 정도를 현미경으로 관찰한 사진이다. 도 6은 대기 중에서 1차 소성만을 프릿 프레임으로 레이저 패키징을 수행한 평판 표시 패널의 프릿 표면의 기포 발생 정도를 보여준다. 이 경우 심한 기포가 발생되었으며 진공 누설(vacuum leakage)가 발생하였다. 도 7, 도 8 및 도 9는 각각 진공중에서 2차 소성을 한 프릿 프레임으로 진공 레이저 패키징을 수행한 후의 평판 표시 패널의 프릿 프레임 표면의 기포 발생 정도를 보여준다. 도 7 및 도 8의 경우 히터(heater)를 이용하여 각각 400℃와 480℃에서 2차 소성한 프릿 프레임으로 레이저 패키징된 평판 표시 패널의 프릿 프레임 표면 사진이고, 도 9의 경우 적외선 레이저를 사용하여 2차 소성을 수행한 프릿 프레임으로 레이저 패키징된 평판 표시 패널의 프릿 프레임 표면 사진이다. 레이저를 사용할 경우 가열시간이 히터를 사용할 경우보다 약1/4로 줄어드는 장점이 있다.
이와 같이, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 상태에서의 프릿 프레임 국소 가열을 이용한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법으로 제작된 평판 표시 패널의 프릿들에서는 기포가 보이지 않는다.
도 10은 진공 소성을 한 프릿 프레임으로 레이저 진공 패키징을 수행한 평판 표시 패널의 내부 진공도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 패키징 후 약 600분 후까지 10-6torr대의 진공도가 유지 되었다. 도시된 바와 같이, 사용 시작후 진공공간의 내부압력이 초기에 서서히 증가하다가 일정시간이 지난 후에는 압력이 거의 증가하지 않는 상태로 그대로 유지됨을 알 수 있다. 이는 시간 경과에 따른 아웃개싱이 없음을 의미한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법은, 진공 중에서 프릿 프레임을 사전 열처리를 통하여 프릿 깊숙한 곳의 기포까지 터져 나오게 한 프릿 프레임으로 평판 표시 패널을 진공 챔버 내에서 패키징함으로써 프릿 프레임에서 아웃 개싱의 발생원을 사전에 제거하여 패널 사용중에 아웃개싱이 일어나지 않도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시패널의 진공 패키징 방법은 기존의 기술이 봉착과 배기의 두 단계로서 패키징을 수행하는데 비하여 진공 중에서 평판 표시 소자의 패키징을 수행하는 기술로서 봉착과 배기가 동시에 수행되어지는 장점을 지닌다.
Claims (5)
- 평판 표시 패널을 프릿 프레임으로 진공 패키징하는 방법에 있어서,(가) 프레임에 프릿 페이스트를 인쇄하고 소성하여 상기 프릿 프레임을 형성하는 단계;(나) 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 가열하여 프릿 속에 내재된 기포를 터져나오게하는 프릿 프레임 사전 진공 소성하는 단계; 및(다) 상기 사전 진공 소성된 프릿 프레임을 상기 평판 표시 패널의 테두리에 배치하고 상기 프릿을 가열하여 진공중에서 패키징하는 단계를 포함하되,상기 프릿 프레임 및 상기 프릿은 250℃∼600℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법.
- 제1항에 있어서,상기 (나) 단계는 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 레이저 빔으로 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법.
- 제1항에 있어서,상기 (나) 단계는 상기 프릿 프레임을 진공 상태에서 히터로 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법.
- 제1항에 있어서,상기 (다) 단계는 진공 상태에서 상기 프릿 프레임을 레이저 빔으로 스캐닝하면서 선택적으로 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법.
- 제1항에 있어서,상기 (다) 단계는 진공 상태에서 상기 평판 표시 패널의 테두리에 배치된 상기 프릿 프레임 모양으로 형성된 히터로 상기 프릿 프레임 만을 선택적으로 가열함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 중의 프릿 프레임 사전 열처리를 통한 평판 표시 패널의 진공 패키징 방법.
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