KR100417889B1 - 대형의 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FPD(Flat Panel Display)의 생산시 최종 공정인 상 ·패널 디스플레이의 진공 접착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 디스플레이를 이루는 상하의 두패널 사이에 접착제를 발라 진공 용기 속에서 가열하여 접착한 뒤 패널의 배기구를 진공 밀폐시켜 진공용기 내부에 불활성 가스를 주입하여 진공 용기 내부와 패널 내부 공간 사이에 압력 차이를 발생시켜 두 패널을 접착하는 방식과 최종적으로 진공의 압력차이를 이용하여 패널의 배기구를 탄성있는 마개로 접착하도록 구성한 것이다.

따라서 이상과 같은 대형의 상 ·하널 패널 디스플레이의 진공 접착장치에 의해 보다 간단하고 안전한 상태에서 진공되도록 구성하여 패널 내부에 오염이 발생하지 않아 제품의 품질 및 생산성을 월등히 향상시킬 수 있고, 또한 가스의 재활용 장치가 별도로 필요 없어 기존 방식보다 설치비용이 저렴하게 소요되는 경제적 이점이 있고 최종적으로 마개를 제품자체에 부착시키고 다시 밀봉재를 덮는 이중의 안전장치로 인하여 제품을 더욱 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

대형의 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치{A sticking device for large display panels in vacuum condition}

본 발명은 FPD(Flat Panel Display)의 생산시 최종 공정인 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 디스플레이를 이루는 상하의 두패널 사이에 접착제를 발라 진공 용기 속에서 가열하여 접착 한 뒤 패널의 배기구를 진공 밀폐 시켜 진공용기 내부에 불활성 가스를 주입하여 진공 용기 내부와 패널 내부 공간 사이에 압력 차이를 발생시켜 두 패널을 접착하는 방식과 최종적으로 진공의 압력차이를 이용하여 패널의 배기구를 탄성있는 마개로 접착하는 방식을 이용한 밀봉장치에 관한 것이다.

상기에서 FPD 란 PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 네온사인, 전광판 등에 사용하는 평판 디스플레이이다.

기존 프라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 PDP라 함) 공정에서 사용하는 밀봉방식은 대기에서 1차적으로 밀봉을 한 뒤 최종적으로 유리 배기관을 통하여 배기하여 진공을 만들고, 유리 배기관을 히터로 밀봉하는 방식이다.

상기와 같이 대기에서 1차 밀봉시에는 도 1 에서 보는 바와 같은 구조로 먼저 상기의 두 패널을 진공 상태에서 부착한다.

그리고 상기에서 두 패널을 진공 상태에서 부착시킬 때에는 스프링 또는 유사한 기능을 가지는 기계장치로 압력을 가하여 패널을 부착시키나 압력을 가하는작업에서 패널의 크기가 소형으로 제한된다.

그 이유는 상기와 같이 기계적인 장치로 힘을 가할 때 패널의 크기가 작을 때는 큰 영향을 받지 않게 되지만 대형화되면 가해지는 압력이 패널에 일정하게 작용할 수 없기 때문이다.

또한 패널의 부착면에 발린 접합제에서 기포가 발생하여 진공 기밀에 막대한 영향을 줄 수 있으며 상기의 패널이 파손될 수 있는 문제점이 있다.

상기의 내용과 일부 유사한 본원의 특허출원제1999-47608호의 "평판 디스플레이의 가스주입장치 및 밀봉장치"가 있다.

이는 디스플레이의 패널에 접착제를 도포하여 진공속에서 히터블록으로 간접적으로 열을 가하여 패널을 1차적으로 밀봉하고, 하부 패널의 소정의 위치에 접착제를 가진 캡을 유동성이 있게 장착하고, 밀봉된 하부 패널에 밀봉장치를 이송시켜 상기 밀봉장치에 장착된 오링을 밀착시켜 상기 밀봉장치의 가스주입관을 통하여 패널내부가 특정압력이 되도록 가스를 주입하고, 밀봉장치의 히터를 이송시켜 캡에 있는 접착제에 열을 가하여 최종적으로 밀봉시키는 장치를 제공하는 것이다.

상기 장치는 주입 가스의 소모량이 기존의 튜브를 이용한 배기 장치와 같으며, 진공에서 밀봉을 한 패널과 같이 패널 상 ·하의 오염이 거의 없도록 하였고, 또한 밀봉 캡을 자동으로 공급하기 위하여 별도의 장치를 구비하지 않아도 되는 효과를 얻고자 하는데 있다.

그러나 상기의 평판 디스플레이의 가스주입장치 및 밀봉장치는 소형의 패널을 부착한 평판 디스플레이를 형성하는데 적합한 구조로 되어 있는 반면 대형 평판디스플레이를 완성하기에는 적합하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위하여 별도의 진공용기와 가스주입장치에 의해 패널을 안전하게 밀봉시키는 대형의 상·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치를 안출한 것으로, 보다 간단하고 안전한 상태에서 진공상태가 되도록 하여 패널 내부의 오염도 거의 없도록 하였으며, 또한 최종 마개를 하부 패널의 배기구에 바로 장착하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 진공 용기내에서 평판 디스플레이를 이루는 상 ·하 두 패널 사이에 접합제를 발라 접착하여 미세한 공간부를 형성하고 상기 공간부에 가스주입장치로 불활성 가스를 주입하여 진공용기의 내부압력과 공간부의 내부압력의 차이를 발생시켜 마개가 자연적으로 흡입구의 표면에 흡착되고, 최종적으로 상기 마개에 밀봉재를 덮어 밀폐시키는 수단을 제공하고자 하는 것이다

도 1은 종래 방법에 의해 패널부를 접착하는 상태를 나타낸 단면도

도 2는 종래의 최종 캡을 가열한 뒤 패널에 부착하는 상태를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에서 진공용기 내부와 패널 내부의 압력 차이를 이용하여 접착하는 상태를 나타낸 단면도

도 4는 본 발명에서 탄성있는 마개를 이용하여 가열 없이 패널에 부착하는 단계의 상태를 나타낸 단면도

도 5는 본 발명에서 패널이 진공밀봉 공정을 끝내고 진공용기 외부로 나와 최종적으로 몰딩하는 상태를 나타낸 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 상부 패널 11. 하부 패널

12. 접합제 13. 가스주입장치

14. 오링 15. 가스주입관

16. 마개 17. 배기구

18. 스프링 19. 유니트

20. 공간부 21. 밀봉재

22. 진공용기

이하, 첨부된 도면에 관련하여 본 발명의 실시례에 의해 이루어진 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 방법에 의해 패널부를 접착하는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 2는 종래의 최종 캡을 가열한 뒤 패널에 부착하는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에서 진공용기 내부와 패널 내부의 압력 차이를 이용하여 접착하는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에서 탄성있는 마개를 이용하여 가열 없이 패널에 부착하는 단계의 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에서 패널이 진공밀봉 공정을 끝내고 진공용기 외부로 나와 최종적으로 몰딩하는 상태를 나타낸 단면도이다.

상기의 도 3은 본 발명에서 진공용기 내부와 패널 내부의 압력 차이를 이용하여 접착하는 상태를 나타낸 단면도로, 구체적으로는 상 ·하부의 패널(10, 11)에 형성된 접착면을 따라 접합제(12)를 바른 후, 패널을 진공용기(22)내부로 이동하여 고정장치에 부착하는 것을 나타낸다.한편, 상기의 접합제(12)는 Frit Paste를 뜻하는 것으로, Frit는 PbO, ZnO, SiO₂, B₂O₃, Fe₂O₃, SnO₂의 성분을 가진 유리형태의 분말가루이며, 상기 Frit에 용제(Vehicle)의 액을 혼합하여 이를 가열시켜 녹이게 되면 상기의 접합제(12)가 형성된다.

따라서 진공 용기(22)에 형성된 히터(22)로 열을 가하여 상기 상 ·하부 패널(10, 11)에 도포된 상기의 접합제(12)를 적정온도인 300∼350℃까지 가열하게 된다.이때, 접합제(12)를 가열시키는 적정온도는 상기의 언급된 Frit Paste 의 종류와 용도에 의해 구분되는데 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.먼저 대기용 Frit Paste 의 경우는 400∼450℃ 정도의 온도이며, 진공용 Frit Paste 의 경우는 300∼350℃의 온도이다.

즉, 상기와 같이 가열된 하부 패널(11)을 상부 패널(10)의 하부까지 이송한 후 X, Y축방향으로 이송하면서 하부 패널(11)을 상부 패널의 위치에 정확하게 이송한 뒤 최종적으로 하부 패널(11)을 상부 패널(10)에 밀착시켜 일정한 압력을 가하도록 구성한다.

상 ·하의 두 패널 사이에는 미세한 공간부(20)가 발생하고, 상기 하부 패널(11)의 일측면에는 배기구(17)가 형성되어 있다.

상기의 작업과정에서 두 패널(10,11)을 접착시킨 후, 진공 용기(22) 내부에서 상기 패널(10,11)이 이동하여 하부 패널(11)에 형성된 배기홈(17)에 마개(16)를 고정하여 구성한다.

그리고 불활성 가스를 투입하면 진공 용기(22) 내부압력과 상기 패널(10,11)의 내부 공간부(20)는 압력의 차이가 발생한다.

따라서 상기 패널(10,11)은 압력변화에 의해 더욱 견고히 접착하도록 구성하였다.

도 4는 본 발명에서 탄성있는 마개를 이용하여 접착하는 상태를 나타낸 단면도로써, 먼저 진공 용기(22) 내부에 고정된 상기 하부 패널(11)의 배기구(17) 전면에 가스주입장치(13)를 상향시켜 이송한다.

상기 가스주입장치(13)의 전면에 형성된 오링(14)의 면이 하부 패널(11) 일측에 형성된 배기구(17)의 외주연을 감싸면서 밀착됨과 동시에 가스주입장치(13)에 형성된 가스 주입관(15)을 통해 가스가 유입되면서 공간부(20)의 내부에도 불활성 가스가 유입되도록 구성한다.

한편, 상기 공간부(20)에 지속적으로 가스가 유입되면서 어느 순간 진공장치(13)의 내부 압력이 상기 공간부(20)의 압력보다 커지면서 가스주입장치(13)에 부착된 마개(16)가 순간적으로 배기구(17)의 표면에 흡착되도록 구성한다.

또한, 상기와 같이 마개(16)의 부착 작업이 끝난 후 바로 상기 가스주입 장치(13)는 작동이 순간적으로 정지하면서 원위치 하도록 하강한다.

그리고 배기구(17)에 흡착된 마개(16)의 표면에 밀봉재(21)를 덮어 외부의 충격에도 견딜 수 있고 가스 누출을 미연에 방지하도록 구성된다.이때, 상기의 밀봉재(21)는 진공등을 유지하기 위해 사용되어지는 Bonding 물질이며, 재질은 합성수지와 세라믹의 혼합물이고, 상기의 Frit Paste 와 같이 열을 가할 필요는 없다.

상기에서 가스주입장치(13)의 내부는 진공 콘덕턴스(Conductances)로도 유리하고, 가스주입장치와 하부 패널이 진공 밀봉이 잘 될 수 있도록 기구적으로 유연성 있게 설계하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 상부 패널(10)과 하부 패널(11)을 부착하기 전에 상기 상부 패널(10)에 형성된 접착면을 따라 접합제(12)를 바른 후 진공 용기(22) 내의 히터 열로 상 ·하부 패널(10, 11)위에 발라진 접합제(12)를 적정온도안 300∼350℃까지 가열하고, 상기 하부 패널(11)을 상부 패널(10)에 밀착한다.

상기의 진공 용기(22) 내부에서 상기 두 패널은 접합제에 의해 접착되므로 상 ·하의 두 패널의 사이에는 미세한 공간부(20)가 발생한다.

하부 패널(11)의 일측면에 배기구(17)를 형성하고 상기 배기구(17)에 마개(16)를 고정시킨 후 다시 진공용기(22)의 내부에서 상기 패널(10,11)을 이동시켜 고정한다.

그리고 진공용기(22)의 내부에 불활성 가스를 주입하고, 가열하면 패널(10,11)에 형성된 공간부(20)의 압력이 상기 진공용기(22) 내부 압력과 차이가 나면서 패널(10,11)은 견고히 밀착된다.

이 후 상기 하부 패널(11)의 일측면에 형성된 배기구(17)에 밀봉 마개(16)를 고정시켜 패널을 완성시킨다.

따라서 상기의 마개(16)를 배기구(17)에 밀봉하기 위해서 상기 상하부 패널(10,11)을 이동시킨 후 진공 상태에서 배기구(17)를 통해 가스를 상기 공간부(20) 내부로 주입한다.

이때 공간부(20)에 지속적으로 가스가 유입되고, 어느 순간 가스주입장치(13)의 내부 압력이 공간부(20)의 압력보다 커지면서 상기 가스주입장치(13)에 부착된 마개(16)는 압력의 차이에 의해 순간적으로 배기구(17)의 표면에 바로 흡착되면서 밀봉된다.

또한 배기구(17)에 부착된 마개(16)의 표면을 별도의 밀봉재(21)로 Bonding 하여 도 5와 같이 외부의 충격에도 견딜 수 있다.

이와 같이 완성된 패널은 광고용으로 사용되는 대형의 전광판, 네온사인의 디스플레이에 이용할 수 있다.

이상과 같은 대형의 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치에 의해 보다 간단하고 안전한 상태에서 진공되도록 구성하여 패널 내부에 오염을 발생하지 않아 제품의 품질, 생산성을 월등히 향상시킬 수 있다.

또한 가스의 재활용 장치가 별도로 필요 없어 기존 방식보다 설치비용이 저렴하게 소요되는 경제적 이점이 있고 최종적으로 마개를 제품자체에 부착시키고 다시 밀봉재를 덮는 이중의 안전 장치로 인하여 제품을 더욱 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 대형의 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치에 있어서,

   상기 대형의 상·하패널을 정렬하고 진공용기 내부압력과 패널사이의 미세한 공간부에 압력의 차이를 발생시켜 패널의 전면에 일정한 힘을 가하는 수단과; 상기 진공용기에 형성된 가스주입장치의 내부압력과 상기 공간부 내부압력의 차이를 발생시켜 마개가 배기구의 표면에 흡착되도록 구성함을 특징으로 한, 대형의 상 ·하 패널 디스플레이의 진공 접착장치
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