KR100403260B1 - 평판표시소자의기판정합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판소자의 두 기판을 정합시키는 신규한 평판소자 자체의 구조를 개시한다.

종래 시감에 의한 정합은 과정이 어렵고 편차가 커서 정도가 낮고 자동화가 불가능하며 측벽의 소성시나 이동시 유동되어 정합상태가 흐트러지는 문제가 있었다.

본 발명에서는 기판에 인입홈을 형성하여 다른 기판에 결합된 정합블록과의 결합으로 정합시키도록 함으로써 고정도의 정합이 용이하게 이루어져 안정되게 유지될 수 있도록 하였다.

Description

평판표시소자의 기판정합구조

본 발명은 평판소자에 관한 것으로, 특히 그 기판을 정합(align)시키는 구조에 관한 것이다.

기판상에 기능층을 형성하여 박형(箔型)의 화상표시소자를 구성한 평판표시소자는 휴대용이나 디스플레이용 화상표시장치로서 LCD(액정표시소자)나 PDP(플라즈마 표시소자)등이 이미 널리 사용되고 있다.

이러한 평판표시소자의 일례로서 PDP의 구성을 도 1을 통해 살펴보면 이것은 서로 대향하는 두 기판(P1, P2)에 전극(E1, E2)등의 기능층을 형성하고 측벽(W)으로 밀봉된 캐비티(cavity)에 방전기체를 충전함으로써 구성되고, 격벽(B)으로 구획된 화소를 두 전극(E1, E2)이 선택하여 방전(S)을 일으킴으로써 화상을 표시하게 된다.

이러한 소자는 양 기판(P1, P2)에 각각 전극(E1, E2)등 소정의 기능층들을 형성한 후 봉합재(sealant)에 의해 측벽(W)을 소성함으로써 구성되는데, 양 기판(P1, P2)상의 전극(E1, E2)등의 기능층이 정확히 대응되어야 고화질의 화상이 구현될 수 있으므로 기판(P1, P2)간의 정합이 매우 중요하다.

종래에는 기판(P1, P2)간의 정합을 전극(E1, E2)등의 기능층 형성시 외측 비유화면의 소정위치에 "+"자 형태의 마아킹(marking;M1, M2)를 형성하고, 봉합시 육안에나 확대경 또는 모니터를 통해 양 기판(P1, P2)의 정합상태를 관찰하며 조정하는 방법을 사용하였다.

그러나, 이러한 방법은 매우 번거로울 뿐아니라 작업자의 시감(視感)차이에따라 기판(P1, P2)의 정합상태가 달라 질 수밖에 없으며, 또한 작업자가 없는 자동화가 불가능하므로 소자의 품질과 생산성이 그다지 높지 못한 문제가 있었다.

한편 이러한 과정에서 정확한 정합이 이루어진다고 하더라도 측벽(W)을 형성할 봉합제는 유동체인 페이스트(paste)이므로 소성과정에서 양 기판(P1, P2)이 유동하여 정합상태가 뒤틀리게 된다.

이를 방지하기 위해 정합된 두 기판(P1, P2)의 주위에 집게 형태의 클램프(clamp)를 복수로 결합해주게 되는데, 이러한 클램프의 결합과정에서의 접촉이나 탄성반발력 등에 의해 기판(P1, P2)간의 정합상태는 더욱 심하게 흐트러지게 된다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 기판간의 정합이 용이하며 설정된 정합상태가 유동되지 않는 기판정합구조를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 기판정합구조는 두 기판중의 적어도 어느 한 기판의 소정위치에 인입홈을 형성하여 나머지 한 기판에 결합된 고상(固狀)의 정합블록(alignment block)의 선단을 이 인입층에 진입 및 결합시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 두 기파중의 적어도 어느 한 시판의 소정위치에 인입홈이 형성되고, 나머지 다른 한 기판의 대응위치에 상기 인입홈에 대응하는 형상의 정합블록이 결합되며, 상기 정합블록의 선단이 상기 인입홈에 진입되어 정합된 것을 특징으로 한다.

이러한 정합블록은 쐐기(wedge)와 같이 인입홈에 결합되어 두 기판을 기계적으로 결합하게 되므로, 기판간의 정합이 극히 용이하게 이루어지고 봉합제의 소성전에도 양 기판의 정합상태가 흐트러지지 않게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 3에서, 두 기판(P1, P2)중 적어도 어느 한 기판상의 소정위치, 이 실시예에서는 두 기판(P1, P2)의 대응위치에는 각각 인입홈(2;2a;2b)이 형성되어 있어서, 양 기판(P1, P2)의 정합시에는 먼저 한 기판(P1, P2)의 인입홈(2b)내에 정합블록(1)의 하부를 진입시켜 결합한 뒤, 다음 다른 기판(P1, P2)을 덮어 그 인입홈(2b)내에 정합블록(1)의 하부를 진입시켜 결합한 뒤, 다음 다른 기판(P11, P2)을 덮어 그 인입홈(2a)을 정합블록(1)의 상부에 맞추어 결합하면 양 기판(P1, P2)의 정합이 간단하게 완료된다.

이러한 결합과정은 마아킹(도 2의 M1,M2)의 시감확인 등 번잡한 절차없이 단순한 기계적 작업으로 수행할 수 있으므로, 기판(P1, P2)봉합시의 정합작업이 극히 간단하며 작업자의 주관적 관찰이나 판단도 불필요하므로 봉합공정의 자동화도 극히 용이하게 달성할 수 있게 된다.

여기서 기판(P1, P2)에 인입홈(2;2a;2b)을 형성하는 방법으로는 기판(P1, P2) 성형시나 또는 성형후의 열간(熱間) 가압성형, 화학적 식각(etching)이나 절삭공구를 사용한 기계적 절삭이나 샌드 블래스팅(sand blasting) 등의 방법이 모두 가능하다. 이러한 일반적 가공방법에 의해 형성된 인입홈(2)은 어느 방법이나 적어도 작업자의 시간에 의한 오차범위보다 더욱 정도(精度)가 높은 기판(P1, P2)의 정합이 가능하다.

그러나, 고(高) 피치의 고해상도 소자의 경우에는 인입홈(2)을 레이저 에칭으로 형성하는 것이 바람직하다. 레이저 에칭은 가공물에 레이저빔을 조사(照射)하여 가공물을 식각하거나 절단하는 가공방법으로 구성에 따라서는 A 단위까지 극히 고정도의 가공이 가능하게 된다.

특히 인입홈(2)이 레이저 에칭으로 형성되는 경우에는 정합블록(1)도 레이저 절단등에 의해 제조되면 기판(P1, P2)을 고정도로 정합시킬수 있어서 바람직하다.

도 4의 각도에는 이러한 인입홈(2)과 이에 대응하는 정합블록(1)의 바람직한 여러 가지 형태들이 도시되어 있다.

먼저, 도 4a에는 직육면체 또는 정육면체 등 육면체 형태의 정합블록(1)과 이에 대응하는 인입홈(2)이, 도 4b에는 원통형의 정합블록(1)과 원형단면의 인입홈(2)이, 도 4c에는 누은 사각 기둥형태의 정합블록(1)과 이에 따라 길게 연장되는 인입홈(2)이, 그리고 도 4d에는 "L"자 형태의 정합블록(1)과 이에 대응하는 인입홈(2)이 각각 형성되어 있다.

여기서 도 4b의 구성은 원통형외에도 세운 사각기둥이나 삼각기둥형태로 구성될 수 있으며 도 4d의 구성은 "L"자형외에도 "+"형 등 다른 기하학적 형태로 구성될 수도 있다.

한편, 도 4c의 구성을 누은 원통형으로 하거나 도 4e와 같이 구(球)형의 정합블록(1)가 원호형태의 인입홈(2)으로 구성할 수도 있다. 이러한 구성은 기판(P1, P2)의 정합시 자중(自重)에 의해 자동적으로 센터링(centering)되어 기판(P1, P2)의 설치가 용이하여 자동화에 특히 적합한 이점도 있으나, 표면이 곡면이므로 외력등의 인가시 두 기판(P1, P2)의 정합상태가 유동되는 단점도 있다.

한편 도 5의 각 도에는 정합블록(1)을 기판(P1, P2)에 결합하는 여러 가지 방법들을 도시하고 있다.

먼저, 도 5a의 구성은 도 3의 기본구성과 같이 양 기판(P1, P2)에 각각 인입홈(2;2a;2b)을 형성하여, 정합블록(1)은 그 하부가 하측기판(P2)의 인입홈(2b)에 삽입된 후 상측기판(P1)을 덮으면 정합블록(1)의 상부가 상측기판(P1)의 인입홈(2a)에 진입되어 양 기판(P1, P2)을 정합시키게 된다.

한편, 도 5b의 구성은 하측기판(P2)상에 정합블록(1)이 인쇄층의 적층으로 형성되고 상측기판(P1)의 인입홈(2)에 그 상부가 진입되도록 된 구성이다. 이러한 인쇄방법은 평판소자의 제조에 가장 널리 적용되고 있는 방법으로 별다른 추가적 공정이나 설비 없이도 용이하게 정합블록(1)을 구성할 수 있게 된다.

또한 도 5c의 구성은 정합블록(1)을 하측기판(P2)상에 집합재(A)로 부착하고 상측기판(P1)의 인입홈(2)에 진입시킴으로써 정합하는 구성이다. 여기서 정합재(A)는 도 1의 측벽(W)의 구성에 사용되는 소성방식의 페이스트 외에도 물유리나 기타 접착제의 사용이 가능하다.

이상에 있어서 도 5b의 인쇄층 적층에 의한 구성을 제외하면 정합블록(1)은 모두 독립된 블록으로 구성된다. 여기서 정합블록(1)은 측벽(W)의 일부(도 6b 및 6c를 통해 후술함)를 구성하는 경우를 제외하면 기판(P1, P2)과 반드시 접합되어야 할 필요는 없다. 그러나 기판(P1, P2)의 봉합이나 배기등의 고온공정을 거치게 되므로 내열성이 큰 재질이어야 하는바, 예를들어 유리성형제, 세라믹 소결체나 세라믹 가압성형체 또는 가(假)소성체로 구성될 수 있다.

정합블록(1)의 크기는 평판소자 자체의 해상도나 피치(pitch)에 무관하게 충분히 크게 구성할 수 있으므로 이러한 정합블록(1)은 일반적인 성형이나 소결등의 방법으로 용이하게 구성할 수 있다. 특히 세라믹 가압성형체나 가소성체로 정합블록(1)을 구성하는 경우에는 정합블록(1)은 측벽(W)의 소성시 함께 소결되어 양 기판(P1, P2)에 일체로 부착될 수 있다.

한편, 소자가 고정밀도를 요구하는 경우 정합블록(1)은 유리나 세라믹 소결체의 레이저 절단으로 구성될 수도 있다. 이때 인입홈(2) 역시 전술한 바와 같이 레이저 에칭으로 구성되는 것이 바람직하다.

도 6에는 이러한 정합블록(1) 및 인입홈(2)의 형성위치에 대한 몇가지 실시예를 도시하고 있다.

먼저, 도 6a의 구성은 정합블록(1) 및 인입홈(2)이 측벽(W)의 내측 또는 외측에 별도로 형성된다. 이때 정합블록(1)은 기판(P1, P2)의 정합 역할만 하므로 기판(P1, P2)에 정합될 필요는 없다.

한편, 도 6b와 도 6c의 구성은 정합블록(1)이 측벽(W)의 일부를 구성하게 되는데, 도 6b의 구성은 도 4d와 같은 "L"자형의 정합블록(1)이 측벽(W)의 모서리에 설치되고, 도 6d의 구성은 도 4c와 같은 사각기둥형태의 정합블록(1)이 측벽(W)의 적어도 일변, 바람직하기로는 서로 대향하는 두변, 경우에 따라서는 네변 모두를 형성하게 된다.

이와 같이, 정합블록(1)이 측벽(W)의 적어도 일부를 형성하는 경우에는 정합블록(1)은 기판(P1, P2)과 완전히 고착되어야 하는 바, 바람직하기로 정합블록(1)은 세라믹 소결체나 가소성체로 구성되어 측벽(W)의 접합제의 소성시 함께 소결되어 측벽(W)을 구성하게 된다. 한편 정합블록(1)이 유리성형체나 세라믹 소결체 또는 인쇄층으로 구성되는 경우에는 그 상부 및/또는 하부에 접합재를 도포하여 소성시키는 방법으로 양 기판(P1, P2,)을 봉합할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 2기판소자의 봉합시 양 기판을 극히 용이하게 정합시킬 수 있을 뿐아니라 정합상태가 소자의 취급시나 소성시 유동되지 않게 되어 높은 정도(精度)의 평판소자의 구성이 가능하다. 이러한 이점은 봉합공정을 자동화할 수 있게 하여 그 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 본 발명을 측벽의 형성에 함께 적용하는 경우에는 번거로운 습식공정을 건식공정으로 전환할 수 있어서 그 작업성도 개선되고 생산성의 더욱 큰 향상을 기대할 수 있게 된다.

도 1은 평판표시소자의 일례로서 PDP의 구성과 작용을 설명하기 위한 단면도,

도 2는 종래의 기판 정합방법을 보이는 사시도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 기판 정합구조의 기본적 원리를 보이는 순차적 단면도,

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 사용되는 정합블록이 여러가지 형태를 보이는 사시도 및 단면도,

도 5a 내지 도 5c는 정합블록의 결합방법들을 보이는 단면도,

도 6a 내지 도 6c는 정합블록의 설치위치들을 보이는 평면도.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

P1, P2: 기판(substrate)

W: 측벽(side wall)

1 : 정합블록(alignment block)

2;2a,2b: 인입홈

Claims (7)

1. 각각 소정의 기능층이 형성된 두 기판을 측벽으로 봉합하기 위해 서로 정합시키기 위한 평판표시소자 자체의 구조에 있어서,

   상기 두 기판중의 적어도 어느 한 기판의 소정위치에 인입홈이 형성되고, 나머지 다른 한 기판의 대응위치에 상기 인입홈에 대응하는 형상의 정합블록이 결합되며, 상기 정합블록의 선단에 상기 인입홈에 진입되어 정합된 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 정합블록이 독립된 블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
3. 제1항 또는 제2항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 인입홈이 두 기판의 대응위치에 각각 형성되고, 상기 정합블록이 상기 두 기판중의 한 기판의 인입홈에 결합된 후, 상기 정합블록에 나머지 한 기판의 인입홈을 결합하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
4. 제1항 또는 제2항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 정합블록이 상기 두 기판중의 한 기판상에 접합재로 접합되고, 나머지 한 기판의 인입홈에 상기 정합블록을 결합하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 정합블록이 상기 두 기판중의 어느 한 기판상에 인쇄층의 적층으로 구성되고, 상기 인입홈에 나머지 한 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
6. 제1항에 있어서, 상기 정합블록 및 인입홈이 상기 측벽의 내측 또는 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.
7. 제1항에 있어서, 상기 정합블록이 유리나 세라믹 소결체의 레이저 절단으로 구성되고, 상기 인입층이 레지저 에칭에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판정합구조.