KR100370406B1 - Method for laser vacuum packaging of flat-panel display - Google Patents

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KR100370406B1
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정재연
차승남
박남신
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삼성에스디아이 주식회사
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    • H01L51/5246Sealing arrangements having a self-supporting structure, e.g. containers characterised by the peripheral sealing arrangements, e.g. adhesives, sealants

Abstract

PURPOSE: A vacuum packaging method of a flat display using a laser is provided to minimize bubble generation in frit so as to improve attachment intensity of an upper plate and a lower plate and maintain high vacuum state. CONSTITUTION: A vacuum packaging method of a flat display is initiated by forming a first frit layer(23a) along a top surface boundary of a lower plate(22) by screen printing. The first frit layer(23a) is pre-baked to remove bubble sources such as moisture and binder. A second frit layer(23b) is formed on the first frit layer(23a) by screen printing and pre-baked to remove the bubble sources. When an upper plate(21) is aligned with the lower plate(22), the first frit layer(23a) and the second frit layer(23b) form a space between the upper plate(21) and the lower plate(22). The aligned plates(21,22) are baked in a vacuum furnace(24) to make the space to a vacuum state. A laser beam(28) is radiated only to the first and the second frit layers(23a,23b) in the vacuum furnace(24) to seal the upper plate(21) and the lower plate(22).

Description

레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법{Method for laser vacuum packaging of flat-panel display} Vacuum packaging method of a flat panel display device using a laser {Method for laser vacuum packaging of flat-panel display}

본 발명은 평판표시장치의 진공 패키징 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전계방출형 표시장치와 같은 평판표시장치를 레이저를 이용하여 진공 패키징하는 방법에 관한 것이다. The invention relates to a method for vacuum packaging using, and more particularly, to a flat panel display device is a laser, such as a field emission type display device related to a vacuum packaging method of the flat panel display.

현재 정보전달매체의 중요부분으로서 널리 사용되고 있는 표시장치는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 수상기 등에 주로 적용되고 있으며, 최근에는 새로운 응용분야가 광범위하게 창출되고 있다. A display device which is widely used as an important part of the current information transfer medium has been mainly applied to a monitor television receiver and a personal computer, it has recently become a new generation of applications extensively. 이러한 표시장치는 브라운관을 이용한 표시장치, 즉 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT) 표시장치와 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)로 크게 분류될 수 있다. This display device is displayed using a cathode ray tube device, i.e. the cathode ray tube can be classified as;; (FPD Flat Panel Display) (Cathode Ray Tube CRT) display and a flat panel display device. 특히, 평판표시장치는 최근 급속한 기술발전을 보이고 있는 것으로, 그 종류로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 형광표시장치(Fluorescent Display) 및 전계방출형 표시장치(Field Emission Display; FED)등이 있으며, 이들은 현재 각 분야에서 활발하게 연구개발되고 있다. In particular, flat panel display devices that recently seen rapid technological development, the kind of a liquid crystal display device (Liquid Crystal Display; LCD), plasma display (Plasma Display Panel; PDP), fluorescent display (Fluorescent Display) and field emission type display device; the like (field emission display FED), and these are being actively research and development in current various fields.

상기와 같은 평판표시장치 중 그 내부의 진공을 필요로 하는 평판표시장치를 제조하기 위해서는 일반적으로 서로 마주보는 상부기판과 하부기판을 소정 간격을 두고 봉착시키고 그 내부를 진공상태로 만드는 패키징(Packaging) 공정을 거치게된다. In order to manufacture the flat panel display devices that require the inside of the vacuum of the flat panel display device as described above generally face with a predetermined upper substrate and the lower substrate interval facing each other as and packaging to make the inside a vacuum state (Packaging) It is subjected to the process.

도 1은 종래의 평판표시장치의 패키징 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 이를 참조하면, 종래에는 이와 같은 패키징 공정은 상부기판(11)과 하부기판(12)을 봉착시키는 공정과 상부기판(11)과 하부기판(12) 사이에 형성된 공간을 진공상태로 만드는 배기 공정의 크게 두 공정으로 나뉘어져 수행된다. 1 is when a view illustrating a packaging method of a conventional flat panel display device, refer to it, in the prior art, such a packaging process is process and the upper substrate 11 to face the upper substrate 11 and lower substrate 12 and a space formed between the lower substrate 12 is carried out divided into two major processes of the exhaust process to make a vacuum state. 상기 봉착 공정을 설명하면, 먼저 프릿(Frit, 13)이라는 저융점의 유리 분말(glass powder)을 페이스트(paste) 형태로 만들어 하부기판(12) 상의 봉착하고자 하는 부위에 소정 두께로 도포한다. Referring to the said sealing step, the first coated with a frit (Frit, 13) made of glass that form the powder (glass powder), a paste (paste) having a low melting point in the predetermined region to be sealed on the lower substrate 12 thickness. 이어서 하부기판(12) 상에 도포된 프릿(13)을 예비소성시켜 프릿(13)내의 수분이나 바인더(binder) 성분등을 제거한다. Then the frit 13 is applied to the surface of the lower substrate 12 by calcination to remove the water or binder (binder) component in the frit (13). 그 후에, 상부기판(11)을 하부기판(12) 위에 정렬시킨 후, 이들을 소성로(14)에서 소정 온도로 가열함으로써 프릿(13)을 녹여 상부기판(11)과 하부기판(12)을 봉착시키게 된다. Thereafter, after the upper substrate 11 is arranged on the lower substrate 12, by heating them in the firing furnace 14 at a predetermined temperature to melt the frit (13) thereby sealing the upper substrate 11 and lower substrate 12 do. 그리고, 상기 배기 공정을 설명하면, 상기와 같이 상부기판(11)과 하부기판(12)이 봉착된 후에 하부기판(12)에 마련된 배기구(15)를 통해 상부기판(11)과 하부기판(12) 사이에 형성된 공간 내부의 가스들을 배출시킴으로써 그 공간을 소정의 진공상태로 만든다. Then, when the description of the evacuation process, the upper substrate 11 and lower substrate 12 through the exhaust port 15 is provided on the lower substrate 12 after the sealing the top substrate 11 and bottom substrate (12 as described above by) discharging the gas inside the space formed between the space make a predetermined vacuum state. 그 이후에, 진공상태의 유지를 위하여 배기구(15)를 소정의 방법으로 밀폐시킴으로써, 평판표시장치의 패키징 공정이 완료된다. By thereafter, sealing the exhaust port 15 to maintain the vacuum state by a predetermined method, the packaging process of the flat panel display device is completed.

그런데 이와 같은 종래의 방법에 의하면, 소성로(14)의 가열온도가 프릿(13)의 재질에 따라 다소 차이가 있으나 대개 400℃에 이르며, 이러한 고온 공정에서 기판(11, 12) 표면에 형성된 전극이나 발광요소등의 산화 또는 오염 문제가 발생하여 발광 성능이 저하되는 단점이 있다. However, this, according to such conventional method, although slightly depending on the material of the firing furnace heating temperature frit 13 of the 14 usually reaches up to 400 ℃, electrodes formed on the surface of the substrate (11, 12) in this high temperature step and the oxidation or contamination problems, such as light-emitting element caused by the disadvantage that the luminous performance. 또한, 크게 봉착 공정과 배기 공정의 두 공정을 거쳐야 거쳐야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. In addition, it goes through go through the larger of the two steps of a process of sealing and exhausting processes, so there is a problem in that the productivity decreases.

이에 따라, 상기와 같은 종래 방법의 문제점을 해결할 수 있는 진공 패키징 방법이 제안되어 사용되고 있다. Accordingly, in use the vacuum packaging methods which can solve the problems in the conventional method as described above it has been proposed. 진공 패키징은 프릿의 소성을 진공 중에서 행하는 방법이므로, 기판 표면에 형성된 전극이나 발광요소등의 산화 및 오염을 방지할 수 있으며 배기 공정이 생략되어 생산성이 향상되는 잇점이 있다. Vacuum packaging has the advantage that because it is a method of performing the firing of the frit in a vacuum, to prevent oxidation and fouling of the electrode and the light emitting element formed on the substrate surface, is omitted, the evacuation process and increases productivity. 또한, 배기구를 만들지 않아도 되며, 이에 따라 배기구를 밀폐시키는 공정도 필요 없게 된다. In addition, there is no need to create a vent, thus not need a step of sealing the vent. 이러한 잇점을 가진 진공 패키징 방법은 기본적으로 진공 중에서 프릿을 소성하게 되나, 그 소성 방법에 따라 기판 전체를 가열하는 방법과 프릿이 도포된 부위만을 국부적으로 가열하는 방법으로 나눌 수 있다. Vacuum packaging method that has these advantages, but it is basically a plastic frit under vacuum, can be divided into a method of heating the entire substrate and a method of frit is locally heated only the application site in accordance with the sintering method. 기판 전체를 가열하는 방법은 프릿의 융점까지 기판 전체를 가열하여야 하므로 고온에 의하여 표시장치의 특성이 열화되는 단점이 있는 반면에 국부 가열 방법은 기판을 프릿의 융점 이하의 적정 온도로 가열한 후 프릿이 도포된 부위만을 프릿의 융점 이상의 온도로 가열하므로 공정 소요 시간의 단축과 표시장치를 그 특성의 열화로부터 보호할 수 있다는 장점이 있다. A method of heating the entire substrate, so must heat the entire substrate to the melting point of the frit, while the disadvantage that the properties of the display device by high-temperature degradation local heating method and then heating the substrate to an appropriate temperature below the melting point of the frit frit heating only the coating portion to a temperature equal to or higher than the melting point of the frit because it has the advantage to protect the display of the speed and processing time required from the deterioration of its characteristics.

상기한 국부 가열 방법도 여러가지가 있으나, 이 중에서도 레이저를 이용한 국부 가열 방법이 최근에 들어 주목받고 있다. Wherein a local heating method, but also the number of, among these there is a local heating method using a laser is attracting attention in recent. 이러한 레이저 진공 패키징 방법을 보다 상세하게 설명하면, 하부기판의 가장자리를 따라 프릿을 소정 두께로 도포한 뒤에, 이를 가열하여 예비소성시킴으로써 프릿 내의 바인더 성분 등을 제거한다. More specifically such a laser vacuum packaging method, along the edge of the lower substrate after frit is applied to a predetermined thickness, and heated to remove the binder component or the like in the frit by calcination. 그 후에, 상부기판을 하부기판 위에 정렬시키고 이들을 진공 상태의 소성로에 장입하여 프릿의 융점 이하의 적정 온도로 가열한 상태에서, 레이저 빔으로 프릿이 도포된 부위만을 국부적으로 가열함으로써 프릿을 용융시켜 상부기판과 하부기판을봉착시키게 된다. After that, to align the upper substrate on the lower substrate and those with charged in a vacuum calcination furnace melting the frit by heating in a state of heating to an appropriate temperature below the melting point of the frit, only the frit application site with a laser beam to locally upper thereby sealing the substrate and the lower substrate.

그러나, 상기한 바와 같은 레이저를 이용한 진공 패키징 방법에 있어서는, 조사된 레이저 빔에 의해 프릿이 용융될 때 다수의 기포가 발생되며, 이로 인해 접착강도의 저하 및 진공 누설 등이 발생하는 문제점이 있다. However, in using a laser as described above, the vacuum packaging method, when the frit is melted by the irradiated laser beam and a large number of bubbles are generated, whereby there is a problem that such decrease in the bonding strength and vacuum leaks. 이는 예비소성단계에서 수분이나 바인더 성분 등 기포발생원이 충분히 제거되는 부위는 프릿의 표면으로부터 30㎛ ~ 40㎛ 정도이며, 그 내부에는 기포발생원이 충분히 제거되지 않고 잔존하기 때문이다. This is because the remaining sites of the cell source such as water or a binder component sufficiently removed in the pre-firing step is 30㎛ ~ 40㎛ degree from the surface of the frit, and the inside of the cell source is not sufficiently removed. 즉, 레이저 빔에 의해 프릿이 용융되면서 그 내부에 갇혀 있던 핀홀(pin-hole)이 진공 상태의 소성로 내에서 그 압력차이로 인해 팽창하거나, 또는 예비소성단계에서 제거되지 않고 남아 있던 미량의 바인더 성분이 타면서 발생되는 가스에 의해 기포가 발생되는 것이다. That is, as the frit is melted by laser beam pin holes (pin-hole) trapped therein is expanded due to the pressure difference in the firing furnace in a vacuum state, or a trace amount of the binder component remaining without being removed in the pre-firing step the bubbles will be generated by the gas generated while riding. 도 3a는 상기한 종래의 레이저를 이용한 진공 패키징 방법에 의해 실제 소성 공정을 거친 프릿을 절단하여 그 단면을 촬영한 현미경 사진으로서, 이를 보면 프릿의 내부에 크고 작은 기포들이 발생한 것을 알 수 있다. Figure 3a as a cut rough the actual baking process by a vacuum packaging method using a conventional laser wherein the frit-up the cross section micrographs, it can be seen that this has occurred When large and small air bubbles inside of a frit. 또한, 이를 시료로 열중량분석(Thermogravimetric analysis; TGA)을 실시한 결과 미량의 바인더 성분이 남아 있었다. In addition, this thermogravimetric analysis in the sample; and remained a very small amount of the resulting binder component subjected to (Thermogravimetric analysis TGA).

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 프릿에서의 기포 발생을 최소화하여 상부기판과 하부기판의 접착강도를 높이고 고진공상태를 유지할 수 있는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The invention of as being created to solve the problems of the prior art, especially to minimize air entrainment in the frit increase the bonding strength of the upper substrate and the lower substrate flat panel display apparatus using a laser which can maintain a high vacuum state as described above there is provided a vacuum packaging method.

도 1은 종래의 평판표시장치의 패키징 방법을 설명하기 위한 도면, 1 is a view illustrating a packaging method of a conventional flat panel display device,

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면, Figures 2a-2e is a schematic diagram for step-by-step description of a vacuum packaging method of the flat panel display apparatus using a laser according to the present invention,

도 3a 및 도 3b는 프릿의 단면을 촬영한 현미경 사진으로서, 도 3a는 종래의 레이저 진공 패키징 방법에 의한 프릿의 단면 사진이고, 도 3b는 본 발명에 따른 레이저 진공 패키징 방법에 의한 프릿의 단면 사진, 3a and 3b as a microscope, photographing a cross-section of a frit, Figure 3a is a cross-sectional photograph of the frit by a conventional laser vacuum packaging method, Fig. 3b is a cross-sectional photograph of the frit by laser Vacuum packaging method according to the invention ,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법의 진행 중 기판상의 온도분포를 설명하기 위한 것으로서, 도 4a는 온도 측정 위치를 보여주는 도면이고, 도 4b는 프릿의 단위 길이당 흡수된 에너지에 따른 각 위치에서의 온도 변화를 나타낸 그래프, Figures 4a and 4b as for explaining the substrate temperature distribution on of the vacuum packaging method of the flat panel display device using the laser proceeds in accordance with the invention, Figure 4a is a diagram showing the temperature measurement positions, Figure 4b is a unit of frit showing the temperature changes in the angular position corresponding to the energy absorption per unit length graph,

도 5는 레이저 빔의 스캐너 장치의 사진. 5 is a photo of a scanner unit of the laser beam.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

11,21...상부기판 12,22...하부기판 11,21 ... 12 and 22 ... lower substrate upper substrate

13...프릿 14,24...소성로 13 ... 14,24 ... frit baking furnace

23a...제1 프릿층 23b...제2 프릿층 23a ... first frit layer 23b ... second frit layer

25...히터 27...레이저 25 ... heater 27 ... Laser

28...레이저 빔 29...스캐너 28 ... laser beam 29 ... scanner

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 평판표시장치의 내부가 진공상태가 되도록 레이저를 이용하여 상부기판과 하부기판을 봉착시키는 진공 패키징 방법에 있어서: In the vacuum packaging method of the present invention to an aspect of the is, using a laser to the inside of the flat panel display device such that the vacuum sealing of the upper substrate and the lower substrate, comprising:

(가) 상기 하부기판의 상면 가장자리를 따라 제1 프릿층을 형성시키는 단계; (A) forming a first frit layer along a top edge of the lower substrate;

(나) 상기 제1 프릿층을 대기상태의 소성로에서 건조 및 예비소성시켜 상기 제1 프릿층내의 수분과 바인더 성분을 제거하는 단계; (B) The step of drying and calcination in a calcination furnace of the first standby state to the frit layer to remove water and binder component in the first frit layer;

(다) 상기 제1 프릿층 위에 제2 프릿층을 형성시킨 후 대기상태의 소성로에서 예비소성시키는 단계; (C) placing the first preliminary firing at a stand-by state after forming the second frit layer on the frit layer firing furnace;

(라) 상기 하부기판 위에 상기 상부기판을 정렬시킨 상태로 진공상태의 소성로에서 상기 제1 및 제2 프릿층의 구성재료인 프릿의 융점보다 낮은 소정의 온도로 가열하는 단계; (D) heating in a state in which the alignment of the upper substrate on the lower substrate in the first and second predetermined temperature lower than the melting point of the material of the frit in the frit layer in the vacuum sintering furnace; And

(마) 상기 제1 및 제2 프릿층이 형성된 부위에만 레이저 빔을 조사하여 적어도 상기 제2 프릿층을 용융시킴으로써 상기 상부기판과 상기 하부기판을 봉착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a; (e) a step of sealing the upper substrate and the lower substrate, the first and the second region by irradiating the laser beam only to the frit layer is formed by melting at least the second frit layer.

여기에서, 상기 (다) 단계에서 형성되는 상기 제2 프릿층의 두께는 30㎛ ~ 40㎛인 것이 바람직하다. Here, the thickness of the second frit layer formed in the (c) step is preferably in the 30㎛ ~ 40㎛.

그리고, 상기 (라) 단계에서의 상기 하부기판과 상부기판의 정렬은 소성로 장입 전과 후에 모두 가능하며, 이 순서는 소성로의 형태에 따라 달라질 수 있다. Then, the alignment of the lower substrate and the upper substrate in the step (D) phase is possible both before and after sintering furnace charged, the order may vary depending on the type of baking furnace. 그리고, 장입된 하부기판과 상부기판의 가열 온도는 상기 제1 및 제2 프릿층의 구성재료인 프릿의 융점보다 낮은 온도, 예컨대 250℃ ~ 300℃, 바람직하게는 실질적으로 300℃이다. Then, the charged substrate and the lower heating temperature of the upper substrate to the first and second low temperatures, for example 250 ℃ ~ 300 ℃ than the melting point of the material of the frit in the frit layer, and preferably substantially 300 ℃. 이는 국부 가열에 의한 프릿층의 국부 용융에 의한 온도 차이에 의해 상부기판과 하부기판이 파손되는 것을 막기 위해서이다. This is to prevent the upper substrate and the lower substrate broken by the temperature difference caused by local melting of frit layer due to local heating.

상기 (나) 및 (다) 단계에서의 예비소성은 소성로에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 (마) 단계는 상기 (라) 단계에서 각 부위의 온도가 평형 상태로 된 후에 수행되는 것이 바람직하다. Calcination in the step (b) and (c) step is preferably is preferably carried out in a calcination furnace, the (e) step is carried out after each part temperature in the (D) step of equilibrium.

상기 레이저 빔으로는 적외선 레이저 빔, 예를 들면 파장이 1,064㎚인 CW Nd:YAG 레이저 빔을 사용하는 것이 바람직하다. The laser beam is an infrared laser beam, for a wavelength of CW Nd 1,064㎚ example: it is preferable to use a YAG laser beam.

이와 같은 본 발명에 의하면, 프릿층에서의 기포 발생을 최소화하여 상부기판과 하부기판의 접착강도를 높이고 그 내부의 고진공상태를 유지할 수 있게 된다. According to the present invention as, by minimizing the generation of air bubbles in the frit layer to increase the bonding strength of the upper substrate and the lower substrate it can be maintained to a high vacuum state therein.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. It will now be described a preferred embodiment of a vacuum packaging method of the flat panel display apparatus using a laser according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다. Figures 2a-2e is a view for step-by-step instructions to a vacuum packaging method of the flat panel display apparatus using a laser according to the present invention.

먼저, 도 2a를 참조하면 전계방출형 표시장치와 같은 평판표시장치의 하부기판(22)의 상면 가장자리를 따라 프릿을 소정 두께(T 1 )로 도포하여 제1 프릿층(23a)을 형성시킨다. First, the Referring to Figure 2a is applied to the field emission display and a flat panel display lower substrate 22, a predetermined frit thickness along a top edge of the (T 1) of the device, such as to form a first frit layer (23a). 프릿은 저융점의 유리 분말을 페이스트(paste) 형태로 만든 것이다. Frit is made of a glass powder having a low melting point of a paste (paste) form. 프릿의 도포는 여러가지 방법에 의할 수 있으나, 일반적으로 스크린인쇄(screen-printing)법에 의해 이루어진다. Application of the frit, but can be of a variety of ways, generally made by screen printing (screen-printing) method. 제1 프릿층(23a)의 두께(T 1 )는 하부기판(22)과 상부기판 사이의 최종 간격과 후술하는 제2 프릿층의 두께에 따라 적정하게 정해진다. The thickness of the first frit layer (23a), (T 1) is determined appropriately according to the thickness of the second frit layer will be described later and the final distance between the lower substrate 22 and upper substrate. 예를 들면, 상부기판과 하부기판(22) 사이의 간격이 500㎛로 설정된 전계방출형 표시장치를 진공 패키징하는 경우에, 제1 프릿층(23a)의두께(T 1 )는 대략 480㎛가 되도록 한다. For example, the thickness (T 1) in the case of vacuum packaging a field emission display interval is set to 500㎛ between the upper substrate and the lower substrate 22, the first frit layer (23a) is substantially 480㎛ such that.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이 하부기판(22) 상에 형성된 제1 프릿층(23a)을 건조시키고 이들을 대기 상태의 소성로(24)에 장입하여 가열하는 예비소성단계를 수행한다. Then, following the calcination step of drying the first frit layer (23a) formed on the lower substrate 22 is heated by charging them into a firing furnace 24 of the stand-by state, as shown in Figure 2b. 이때 하부기판(22)과 제1 프릿층(23a)의 가열은 소성로(24) 내에 마련된 평판 형상의 히터(25), 예컨대 할로겐 램프로 가열되는 흑연판에 의해서 이루어진다. The heating of the lower substrate 22 and the first frit layer (23a) is made by the graphite plate is heated by the heater 25, for example a halogen lamp in a flat plate shape provided in the sintering furnace (24). 이 단계에서, 제1 프릿층(23a) 내부의 수분이나 바인더 성분 등이 제거된다. In this step, the first frit layer the like (23a) water or a binder component inside is removed. 특히, 전술한 바와 같이 제1 프릿층(23a)의 표면으로부터 대략 40㎛까지는 수분이나 바인더 성분 등 기포발생원의 충분한 제거가 이루어진다. In particular, a sufficient removal of the air bubble generating source such as water or a binder component is made up to approximately 40㎛ from the surface of the first frit layer (23a) as described above.

다음으로 도 2c를 참조하면, 하부기판(22) 상에 형성된 제1 프릿층(23a) 위에 프릿을 스크린인쇄법에 의해 다시 소정 두께(T 2 )로 도포하여 제2 프릿층(23b)을 형성시킨다. Next, Referring to FIG. 2c, form the lower substrate 22, the first frit layer (23a) by a predetermined frit over again by the screen printing method is applied to a thickness (T 2), the second frit layer (23b) formed in the thereby. 이때 형성되는 제2 프릿층(23b)의 두께(T 2 )는 30㎛ ~ 40㎛인 것이 바람직하다. The thickness of the second frit layer (23b) is formed (T 2) is preferably in the 30㎛ ~ 40㎛. 형성된 제2 프릿층(23b)은 전술한 제1 프릿층(23a)의 예비소성과 같은 방법으로 예비소성단계를 거친다. The second frit layer formed of (23b) is subjected to a preliminary firing step in the same way as the above-mentioned preliminary sintering of the first frit layer (23a). 이때, 제2 프릿층(23b)의 두께(T 2 )가 30㎛ ~ 40㎛이므로 전술한 바와 같이 수분이나 바인더 성분 등의 기포발생원이 충분히 제거될 수 있다. At this time, the cell has a source of water or a binder component as a second frit, so the thickness (T 2) is 30㎛ ~ 40㎛ the layer (23b) described above can be sufficiently removed. 상기한 예에서, 제1 프릿층(23a)의 두께(T 1 )는 대략 480㎛인 반면에 제2 프릿층(23b)의 두께(T 2 )는 대략 40㎛가 되도록 한다. In the above example, the first thickness of the frit layer (23a) (T 1) is the thickness of the second frit layer (23b) on the other hand is approximately 480㎛ (T 2) is such that substantially 40㎛. 따라서, 제1 프릿층(23a)과 제2 프릿층(23b)의 전체 두께는 대략 520㎛가 된다. Thus, the overall thickness of the first frit layer (23a) and the second frit layer (23b) is approximately 520㎛.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이 하부기판(22) 위에 상부기판(21)을 정렬시킨다. Then, to align the upper substrate 21 on the lower substrate 22 as shown in Figure 2d. 따라서, 제1 프릿층(23a)과 제2 프릿층(23b)에 의해 하부기판(22)과 상부기판(21)의 사이에는 내부 공간이 형성된다. Therefore, the frit layer is between the first (23a) and a lower substrate 22 and upper substrate 21 by the second frit layer (23b) has an inner space is formed. 이 상태에서 이들을 진공상태의 소성로(24)에 장입하여 소정 온도로 가열한다. In this state, charging them in a vacuum sintering furnace 24 to be heated to a predetermined temperature. 가열은 소성로(24) 내에 마련된 평판 형상의 히터(25), 예컨대 할로겐 램프로 가열되는 흑연판에 의해서 이루어진다. Heating is performed by the graphite plate is heated by the heater 25, for example a halogen lamp in a flat plate shape provided in the sintering furnace (24). 이 단계에서의 가열 온도는 제1 및 제2 프릿층(23a, 23b)의 구성재료인 프릿의 융점보다 낮은 온도, 예컨대 250℃ ~ 300℃, 바람직하게는 대략 300℃이다. The heating temperature in this step is a first and a second frit layer low temperature, for example 250 ℃ ~ 300 ℃, preferably about 300 ℃ than the melting point of the material of the frit (23a, 23b). 이 단계는 진공상태의 소성로(24) 내에서 수행되므로 하부기판(22)과 상부기판(21)의 사이의 가스들이 배기되어 그 내부 공간이 진공상태로 된다. This step is performed because of the gas between the inside of the vacuum sintering furnace 24, the lower substrate 22 and upper substrate 21 that is an exhaust its internal space is under vacuum.

상기 단계에서 평판표시장치 각 부위의 온도가 평형 상태로 되면, 도 2e에 도시된 바와 같이 상부기판(21)과 하부기판(22)이 진공상태의 소성로(24) 내에 장입되어 있는 상태에서 제1 및 제2 프릿층(23a, 23b)이 형성된 부위에만 레이저 빔(28)을 조사한다. In the state in which the flat panel display of the temperature of each part in the above step when in equilibrium, the upper substrate 21 and lower substrate 22 as shown in Fig. 2e is charged in a vacuum calcination furnace (24) of claim 1 and a second frit layer (23a, 23b) are formed only in areas irradiated with a laser beam (28). 레이저 빔(28)이 조사되면, 적어도 제2 프릿층(23b)은 용융되며, 제1 프릿층(23a)의 표면 부분도 용융될 수 있다. When the laser beam 28 is irradiated, at least a second frit layer (23b) is melted, the melt may be of the surface portion of the first frit layer (23a). 이로 인해 상부기판(21)과 하부기판(22)의 봉착이 이루어진다. This sealing is made of the upper substrate 21 and lower substrate 22. 이때 레이저 빔(28)에 의해 용융되는 제1 및 제2 프릿층(23a, 23b)의 두께는 80㎛이하가 되도록 제어한다. The thickness of the laser beam 28, the first and second frit layer (23a, 23b) that is melted by the controls such that 80㎛ below. 이 정도의 두께는 상부기판(21)과 하부기판(22)을 봉착시키는데 충분한 두께가 된다. The thickness of this degree is a sufficient thickness sikineunde sealing the upper substrate 21 and lower substrate 22.

이와 같이, 레이저 빔(28)에 의해 제1 및 제2 프릿층(23a, 23b)의 용융되는 부위의 두께가 80㎛이하이며, 이 부위는 전술한 두 번의 예비소성단계에서 기포발생원이 충분히 제거된 부위이다. Thus, a first frit and a second layer below the thickness of the portion that is melted in 80㎛ (23a, 23b) by means of a laser beam 28, a portion is removed from the two pre-sintering step described above is sufficient bubble generation source It is a part. 따라서, 레이저 빔(28)에 의해 제1 및 제2 프릿층(23a, 23b)이 용융될 때에도 기포가 거의 발생하지 않게 된다. Accordingly, bubbles are hardly generated even when the melt of the first and second frit layer (23a, 23b) by means of a laser beam (28). 도 3b는 상기한 본 발명에 따른 방법에 의해 실제 소성 공정을 거친 프릿층을 절단하여 그 단면을 촬영한 현미경 사진으로서, 이를 보면 프릿층의 내부에 기포가 거의 발생되지 않았음을 알 수 있다. Figure 3b as a cut rough frit layer the actual firing step by the method according to the present invention described above taking a cross-section micrograph, looking at this, there is a bubble in the interior of the frit layer can be seen that it is not rare. 따라서, 상부기판(21)과 하부기판(22)의 접착강도가 향상되며, 진공 누설이 방지될 수 있다. Therefore, improvement in adhesive strength of the upper substrate 21 and lower substrate 22 and, a vacuum leak can be prevented.

한편, 이 단계에서 사용되는 레이저 빔(28)으로는 적외선 레이저 빔, 바람직하게는 파장이 1,064㎚인 CW Nd:YAG 레이저 빔이 사용된다. On the other hand, a laser beam 28 that is used in this step is CW Nd infrared laser beam, preferably a wavelength of 1,064㎚: the YAG laser beam is used. 레이저 빔(28)의 최대 출력은 50W로서, 이는 용융되는 프릿층(23a, 23b)의 성질 및 두께에 따라 조절될 수 있다. The maximum power of the laser beam 28 is a 50W, which can be adjusted according to the nature and the thickness of the melted frit layer (23a, 23b). 레이저(27)로부터 출사된 레이저 빔(28)은 스캐너(29)를 거쳐 상부기판(21)의 가장자리를 따라 소정 속도로 이동하며 조사된다. The laser beam 28 emitted from the laser 27 is along the edge of the upper substrate 21, via the scanner 29 is moved at a predetermined speed, and is irradiated. 상기 스캐너(29)로는 도 5에 도시된 갈바노미터(Galvanometer)가 이용되며, 이 장치는 고속으로 회전하는 두 개의 축에 거울을 장착하여 각각 X축과 Y축의 빔 스캐닝이 가능하도록 한 장치이다. The scanner (29) includes a galvanometer (Galvanometer) is used as shown in Figure 5, the apparatus is a device to enable both to mount the mirror in two axes X-axis and Y-axis beam scanning each of which rotates at a high speed . 레이저 빔의 고속 스캐닝은 프릿층(23a, 23b)의 전표면을 동시에 균일하게 용융시킬 수 있는 장점을 가진다. High-speed scanning of the laser beam has the advantage that the entire surface of the can at the same time, to uniformly melt the frit layer (23a, 23b). 레이저 빔이 고속 스캐닝이 안될 경우에는, 프릿층(23a, 23b)의 국부적인 용융과 응고가 반복되어 열 스트레스가 발생하게 되며, 또한 상부기판(21)과 하부기판(22)의 정렬이 용융 중에 틀어질 수 있다. When the laser beam should not have a high speed scanning, while the localized melting and solidification of a frit layer (23a, 23b) are repeated is generated a thermal stress, and the alignment of the upper substrate 21 and lower substrate 22, the molten It may be the deadliest. 그리고, 이러한 빔 스캐닝 방식은 추가의 설비 투자 없이 스캐너의 위치와 회전각도 조절만으로 소면적에서 대면적까지의 빔 스캐닝이 가능한 장점을 가진다. Then, this beam scanning method has a merit capable of scanning the beam to a large area in a small area with only the location and rotation angle adjustment of the scanner without the need for additional capital investment.

이 단계에서, 기판상의 온도 변화는 도 4b의 그래프에서 볼 수 있다. In this step, the temperature change on the substrate can be seen in the graph of Figure 4b. 도 4a는 온도 측정 위치를 보여주며, 도 4b는 프릿층의 단위 길이당 흡수된 에너지에 따른 각 위치에서의 온도 변화를 보여준다. Figure 4a shows the temperature measurement positions, Figure 4b shows the temperature variation at each location corresponding to the energy absorption per unit length of the frit layer. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상부기판(21)의 프릿층(23) 직상부(A), 상부기판(21)의 중심부(B) 및 하부기판(22)의 중심부(C)에 각각 온도 센서를 설치하여 각 부위의 온도 변화를 측정하였다. As shown in Figure 4a, the frit layer 23 of the upper substrate 21 immediately above (A), each temperature sensor in the center (C) of the central portion of the upper substrate 21 (B) and a lower substrate 22, by installing a temperature change was measured for each region. 그 결과, 도 4b의 그래프에 도시된 바와 같이, 레이저 빔에 의해 가열되는 A 부위의 온도는 프릿층에 흡수되는 에너지에 비례하여 400℃까지 지속적으로 상승하나, B 및 C 부위의 온도는 300℃ 정도에서 거의 변화가 없음을 알 수 있다. As a result, as shown in 4b graph, the temperature of the A region to be heated by the laser beam is a continuous rise in proportion to the energy that is absorbed by the frit layer to 400 ℃, the temperature of the B and C region is 300 ℃ it can be seen almost no change in the level. 이와 같이, 레이저 빔을 사용하여 상부기판과 하부기판을 봉착시키게 되면, 프릿의 융점보다 낮은 온도로 상부기판과 하부기판을 유지하면서 패키징을 수행할 수 있게 되어 평판표시장치의 특성이 고온으로 인해 열화되는 것을 방지할 수 있게 된다. In this way, when thereby sealing the upper substrate and the lower substrate by using the laser beam, at a temperature lower than the melting point of the frit while retaining the upper substrate and the lower substrate to be able to perform the packaging deteriorated due to the characteristics of the flat panel display of high-temperature that it is possible to prevent.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법에 의하면 프릿층을 두 개의 층으로 형성시키고 두 번의 예비소성단계를 거치게 됨으로써 레이저 빔에 의해 프릿층을 용융시킬 때 기포의 발생이 최소화 될 수 있다. As described above, the air bubbles when, according to a vacuum packaging method of the flat panel display apparatus using a laser according to the present invention and forming a frit layer of two layer melt a frit layer using a laser beam by being subjected to two pre-baking step there is a generation can be minimized. 이에 따라 상부기판과 하부기판의 접착강도가 높아지고 진공 누설이 방지되어 평판표시장치 내부의 고진공상태를 유지할 수 있는 효과가 있다. Thus, it is increasing the bonding strength of the upper substrate and the lower substrate prevents vacuum leakage there is an effect that it is possible to maintain a high vacuum state within the flat panel display. 또한, 레이저 빔의 스캐닝에 갈바노미터를 사용함으로써 고속의 빔 스캐닝이 가능해지고, 빔의 고속 스캐닝은 프릿층의 전표면을 동시에 균일하게 용융시킬 수 있는 장점을 가진다. Further, by using the galvanometer for scanning the laser beam becomes high-speed beam scanning of the high-speed scanning of the beam has the advantage that the entire surface of the can at the same time, to uniformly melt the frit layer. 따라서, 프릿층의 국부적인 용융과 응고로 인한 열 스트레스의 발생이 방지되며, 상부기판과 하부기판의 정렬이 용융 중에 틀어질 수 있는 문제점이 해소된다. Therefore, the generation of thermal stress due to the localized melting and solidification of the frit layer is prevented, the problem that the alignment of the upper substrate and the lower substrate may be in the molten play is eliminated. 또한, 이러한 빔 스캐닝 방식은 추가의 설비 투자 없이 스캐너의 위치와 회전각도 조절만으로 소면적에서 대면적까지의 빔 스캐닝이 가능한 장점을가진다. In addition, such a beam scanning method has a merit capable of scanning the beam to a large area in a small area with only the location and rotation angle adjustment of the scanner without the need for additional capital investment.

Claims (10)

  1. 평판표시장치의 내부가 진공상태가 되도록 레이저를 이용하여 상부기판과 하부기판을 봉착시키는 진공 패키징 방법에 있어서: In the vacuum packaging method of the interior of the flat panel display of sealing a upper substrate and a lower substrate using a laser so that the vacuum state:
    (가) 상기 하부기판의 상면 가장자리를 따라 제1 프릿층을 형성시키는 단계; (A) forming a first frit layer along a top edge of the lower substrate;
    (나) 상기 제1 프릿층을 대기상태의 소성로에서 건조 및 예비소성시켜 상기 제1 프릿층내의 수분과 바인더 성분을 제거하는 단계; (B) The step of drying and calcination in a calcination furnace of the first standby state to the frit layer to remove water and binder component in the first frit layer;
    (다) 상기 제1 프릿층 위에 제2 프릿층을 형성시킨 후 대기상태의 소성로에서 예비소성시키는 단계; (C) placing the first preliminary firing at a stand-by state after forming the second frit layer on the frit layer firing furnace;
    (라) 상기 하부기판 위에 상기 상부기판을 정렬시킨 상태로 진공상태의 소성로에서 상기 제1 및 제2 프릿층의 구성재료인 프릿의 융점보다 낮은 소정의 온도로 가열하는 단계; (D) heating in a state in which the alignment of the upper substrate on the lower substrate in the first and second predetermined temperature lower than the melting point of the material of the frit in the frit layer in the vacuum sintering furnace; And
    (마) 상기 제1 및 제2 프릿층이 형성된 부위에만 레이저 빔을 조사하여 적어도 상기 제2 프릿층을 용융시킴으로써 상기 상부기판과 상기 하부기판을 봉착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. The laser comprises a; (e) a step of sealing the upper substrate and the lower substrate by melting the first and second irradiated with a laser beam only in part 2 frit layer is formed at least the second frit layer vacuum packaging method of a flat panel display device using the same.
  2. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (다) 단계에서 형성되는 상기 제2 프릿층의 두께는 30㎛ ~ 40㎛인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. Vacuum packaging method of a flat panel display device using a laser, characterized in that the first frit is 2 the thickness of the layer is 30㎛ ~ 40㎛ formed in the (c) step.
  3. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1 및 제2 프릿층은 프릿을 스크린인쇄법에 의해 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. It said first and second frit layer is a vacuum packaging method of the flat panel display device using a laser, characterized in that is formed by applying a frit by a screen printing method.
  4. 삭제 delete
  5. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (라) 단계에서의 가열 온도는 250℃ ~ 300℃ 인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. Vacuum packaging method of the flat panel display of the heating temperature in the (D) comprises the steps of: using a laser, characterized in that 250 ℃ ~ 300 ℃.
  6. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (나), (다) 및 (라) 단계에서의 가열은 히터에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. It said (b), (c) and (d) the heating step is a vacuum packaging method of the flat panel display device using a laser, characterized in that is carried out by a heater at.
  7. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (라) 단계에서 각 부위의 온도가 평형 상태로 된 후에 상기 (마) 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. Vacuum packaging method of the back in the (d) step, the temperature of each part of the equilibrium flat panel display device using a laser, characterized in that the (e) step is carried out.
  8. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 레이저 빔은 적외선 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. Vacuum packaging method of the flat panel display of the laser beam using a laser, characterized in that the infrared laser bimin.
  9. 제 8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 레이저 빔은 파장이 1,064㎚인 CW Nd:YAG 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. The laser beam having a wavelength of 1,064㎚ CW Nd: vacuum packaging method of the flat panel display device using a laser, characterized in that a YAG laser bimin.
  10. 제 8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 레이저 빔의 조사는 갈바노미터를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 평판표시장치의 진공 패키징 방법. Irradiation of the laser beam is a vacuum packaging method of the flat panel display device using a laser, which is characterized by using a galvanometer.
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