KR100480690B1 - 표시장치의형광물질도포방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시장치의 형광체 도포방법에 관한 것으로, 특히 화학적인 에칭 공정을 거치지 않고 형광체를 패널 위의 필요한 위치에 직접 분사시킴으로써 종래에 비해 제조단가와 공정시간을 줄이는 것이다. 본 발명은 표시장치의 스크린 패널 위에 형광물질을 도포하는 공정에 있어서, 발열체에 전원을 인가하여 열을 발생시키는 단계와, 상기 발생된 열에 의해 형광물질의 체적을 증가시키고, 증가된 체적에 의해 형광방울을 생성하는 단계와, 상기 생성된 형광방울을 상기 표시장치의 스크린 패널상에 도포하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

표시장치의 형광물질 도포방법

본 발명은 화면표시소자에 있어서, 표면에 형광물질을 도포하기 위한 도포방법에 관한 것이다.

CRT모니터 혹은 레이저모니터 등의 스크린 유리에 도포되는 형광물질을 도포하는 방법은 섀도우마스크를 이용하여 코팅과 노광 및 현상을 반복하는 방법이 있다. 도1a에서 도1l는 이러한 형광물질의 도포방법을 도시한 예이다.

먼저 도1a에 나타낸 것과 같이 스크린 유리로 사용된 기판(10) 위에 블랙매트릭스층(BM:Black Matrix)(11)를 도포한다. 이 블랙매트릭스층에 사용된 재료로는 빛을 투과시키지 않는 광차단물질을 채용한다. 그리고, 도1b에 나타낸 것과 같이 이 블랙매트릭스층의 위에 망(mesh)형태의 섀도우마스크(12)를 씌우고 자외선(13)을 쪼여 블랙매트릭스층을 노광한다. 이 때, 이 섀도우마스크는 기판의 쓰임새에 따라 조금 다른 모양의 것을 사용한다. 섀도우마스크 모양의 예는 도2에 나타나 있다. 그 후, 자외선으로 노광된 블랙매트릭스층을 현상하면, 도1c에 나타낸 것과 같이 섀도우마스크에 의해 자외선이 가려졌던 부분은 남고, 섀도우마스크의 구멍(도2의 22)을 통해 자외선에 노출되었던 부분은 식각되어 스크린 위에 블랙매트릭스(11')가 완성된다.

그리고, 도1d에 나타낸 것과 같이 블랙매트리스가 형성된 기판 위에 녹색형광물질(14)을 코팅한다. 그 후, 도1e에 나타낸 것과 같이 적당한 섀도우마스크를 그 위에 씌워 자외선을 쪼여 녹색형광물질을 노광한다. 그리고, 이 자외선으로 노광된 녹색형광물질을 현상하면, 도1f에 나타낸 것과 같이 섀도우마스크에 의해 자외선이 가려졌던 부분은 남고, 섀도우마스크의 구멍을 통해 자외선에 노출되었던 부분은 식각되어 스크린 위에 녹색형광체(14')가 완성된다. 그 후, 도1g와 도1l에 나타낸 것과 같이 도1d부터 도1f에 해당하는 공정을 두번 더 반복하여 적색형광물질(15)을 현상하여 적색형광체(15')를 완성하고, 청색형광물질(16)을 현상하여 청색형광체(16')를 완성한다. 이러한 공정을 거쳐 스크린 유리 기판(10)에 형광체(14', 15', 16')가 도포되는 것이다.

그런데, 상술한 도1a∼도1l에 나타낸 종래의 도포방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저 형광체의 재료 소모량이 많다. 스크린의 화소 하나는 형광체 세 개(Red, Green, Blue)에 해당한다. 그런데, 종래의 도포방법은 하나의 형광체를 도포하기 위하여 기판 전면에 형광체를 코팅한 후, 화소의 3분의 1에 해당하는 양만 제외하고 모두 식각하여 제거하기 때문에 실제로 스크린에 도포되는 형광체량의 두배에 해당하는 형광체가 손실된다. 따라서, 형광체의 소모량이 많아지는 것이다.

그리고, 식각공정에 따른 제조시간이 길다는 문제점이 있다. 형광체 세 개를 도포하는 공정과 모양이 모두 동일함에도 불구하고, 종래의 도포방법은 각각의 형광체 도포공정이 따로따로 실시되어야 한다. 왜냐하면, 형광체 세 개의 모양이 모두 같아도 도포되는 위치가 조금씩 다를 뿐만아니라, 형광체 재료가 각각 다르기 때문이다. 이것은 동일한 마스크를 사용함에도 불구하고, 공정이 비효율적으로 이루어진다.

또, 형광체 세 개를 도포할 때, 종래의 형광체 도포방법은 동일한 모양의 섀도우마스크를 그 위치만 조금씩 이동시키면서 사용하기 때문에 형광체의 도포위치가 정확하지 않다. 상술한 바와 같이 화소 하나당 같은 모양의 형광체 세 개가 형성되어 있다. 그래서, 종래의 형광체 도포방법은 동일한 모양의 섀도우마스크를 이용하여 실시하는 노광공정이 포함되어 있다. 다만, 각각의 노광공정은 섀도우마스크를 조금씩 이동(shift)시켜 실시함으로써 각각의 형광체가 서로 겹치지 않는 것이다. 이 때, 종래의 형광체 도포방법은 약간의 정렬오차(Align error)의 대비책으로 도1l에서 보이는 바와 같이 블랙매트릭스에 서로 다른 형광체의 중복부분을 발생시킨다. 이 중복부분으로 인해 칼라화면의 재현성이 떨어지는 것이다.

따라서, 종래의 형광체 도포방법은 대량생산시, 재료의 손실량이 많고 공정시간이 길며 화면의 재현성이 떨어지는 문제점이 있으므로, 이에 따른 대책이 필요하다.

본 발명은 필요한 부위만 형광체를 도포하여 재료의 손실을 줄이고, 공정시간을 단축하여 효율적으로 형광체를 기판 위에 도포하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 표시장치의 스크린 패널 위에 형광물질을 도포하는 방법에 있어서, 발열체에 전원을 인가하여 열을 발생시키는 단계와, 상기 발생된 열에 의해 형광물질의 체적을 증가시키고, 증가된 체적에 의해 형광방울을 생성하는 단계와, 상기 생성된 형광방울을 상기 표시장치의 스크린 패널상에 도포하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 표시장치의 스크린 패널 위에 형광물질을 도포하는 또다른 방법에 있어서, 형광물질이 담긴 용기에 압력을 가하여 상기 형광물질을 형광방울로 생성하는 단계와, 상기 생성된 형광방울을 대전시키는 단계와, 상기 대전된 형광방울중 도포를 원하는 필요한 형광방울 만큼을, 소정의 전원을 인가하여 편향시킨 후, 상기 표시장치의 스크린 패널상에 도포하는 단계와, 상기 편향되지 않은 형광방울은 회수하여 상기 용기에 충진하여 재사용하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본발명의 상세구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

관련하여, 형광물질이 담긴 용기는 잉크젯프린터나 버블젯프린터의 노즐과 비슷한 형광체분사부(170)가 형성되어 있다. 또한, 이 형광체분사부에는 필요에 따라 외부로부터 형광물질이 유입되는 형광물질충진부(150)가 있을 수 있다. 즉, 본형광물질 도포방법은 잉크젯프린터나 버블젯프린터의 인쇄방법을 응용한 것이다. 본 발명은 형광물질을 형광방울로 생성하는 방법에 따라 여러가지 실시예가 있다.

(실시예1)

본 실시예1은 형광물질을 발열체에 의해 형광방울로 생성하는 방법이다. 예를 들어, 본 실시예1은 도3에 나타낸 것과 같이 구성된 형광물질 도포기에 의해 구현될 수 있다.

먼저 전극(120)에 펄스파형의 전류가 인가된다. 그러면, 전극에 연결된 발열체(110)는 전류가 전극에 인가될 때마다 열이 발생되어 소정의 용기(160)에 담긴 형광물질(140) 내에 포함된 기포(130)의 체적을 증가시킨다. 체적이 증가된 기포는 그 증가분만큼의 형광물질을 용기의 노즐을 통해 외부로 밀어낸다. 이 밀려난 형광물질(140')이 형광방울로 되어 패널(100) 위에 분사된다.

본 실시예의 변형으로 용기에 연결된 발열체에 열이 발생되면, 그 열에 의해 형광물질이 팽창하여 그 팽창분과 동일한 부피의 형광물질이 노즐을 통하여 밖으로 밀려나도록 할 수 있다.

(실시예2)

본 실시예2는 실시예1과 달리 노즐(170)에서 지속적으로 형광물질(140')이 분사되고, 게터부(220)에서 그 분사되는 대부분의 형광물질을 회수하도록 구성된다. 그리고, 본 실시예2의 장치는 형광체재주입부(230)에 의해 회수된 형광물질(140''')이 필요에 따라 형광체를 담는 용기에 재주입되도록 구성될 수 있다.

실시예2를 구현한 장치가 도4에 도시되어 있다. 이 때, 노즐 근처에 하전부(200)를 구성하여 지속적으로 분사되는 형광물질을 대전시킨다. 그리고, 펄스인가부(210)를 구성하여 하전부에서 대전된 형광물질(140'')에 소정의 펄스형 전류를 인가한다. 본 실시예2는 이 펄스인가부를 제어함으로써 필요한 분량의 형광물질을 편향시킨다. 이 편향된 형광물질(140'''')은 게터부에서 회수되지 않고, 실시예1의 형광방울처럼 패널(100)에 분사된다.

(실시예3)

본 실시예3은 실시예1과 비슷하나, 발열소자를 이용하지 않고 압전소자(300)를 이용하여 직접 형광물질(140)에 압력을 가함으로써 적정 체적의 형광물질을 분사시키는 방법이다. 도5는 본 실시예3이 구현된 장치를 나타낸 것이다. 먼저 형광물질이 담긴 용기(160)에 접촉된 압전소자(또는, 피에조소자:piezo device)(300)에 펄스형을 전류를 인가한다. 그러면, 압전소자는 변형을 일으켜 용기에 압력을 가한다. 압력을 받은 용기는 그 압력에 의해 압전소자의 변형분에 해당하는 형광물질을 노즐을 통해 분사시킨다. 이 분사된 형광물질(140')이 패널(100)에 안착되는 것이다.

본 실시예3은 분사속도가 다른 실시예에 비해 빠르고, 실시예1과 달리 열에 의한 열화 또는, 변형이 없다는 장점이 있다.

본 발명은 종래의 형광물질 도포방법에 비해 다음과 같은 장점이 있다. 먼저 패널에서 필요한 부분에만 형광물질이 분사되므로, 종래에 비해 형광물질의 재료 손실이 줄어든다. 게다가 스크린의 면적에 상관없이 형광물질을 도포할 수 있다. 즉, 소면적, 대면적에 상관없이 동일한 기구와 동일한 공정에 약간의 변형만으로도 패널을 제조할 수 있으므로, 패널의 설비투자가 종래에 비해 적다. 따라서, 종래의 형광물질 도포방법에 의한 패널에 비해 그 제조단가가 절약된다.

그리고, 각각 다른 종류의 형광물질을 한꺼번에 도포할 수 있으므로, 종래에 비해 공정시간이 줄어든다. 따라서, 종래에 비해 제조공정의 효율이 높다.

뿐만 아니라, 서로 다른 종류의 형광물질이 겹쳐진 부위, 즉 형광물질의 중첩부위가 줄어들어 종래의 형광물질 도포방법에 의해 제조된 스크린에 비해 칼라화면의 재현성이 높아진다. 게다가 본 발명은 화학적인 식각작업이 없기 때문에 무독성, 무공해 공정을 이룰 수 있는 장점도 있다.

도 1a 내지 도 1l는 종래의 형광물질 도포방법을 나타낸 공정단면도.

도 2는 종래의 형광물질 도포방법에서 사용되는 섀도우마스크의 모양을 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 형광물질 도포방법을 구현한 실시예1에서 사용된 장치를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 형광물질 도포방법을 구현한 실시예2에서 사용된 장치를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 형광물질 도포방법을 구현한 실시예3에서 사용된 장치를 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 패널(스크린 유리) 110 : 발열판

120 : 전극 130 : 기포

140 : 형광물질 140' : 분사된 형광물질(형광방울)

140'' : 대전된 형광물질(형광방울)

140''' : 회수되는 형광물질(형광방울)

14O'''' : 편향된 형광물질(형광방울)

150 : 형광물질충진부

160 : 용기 170 : 형광체분사부

200 : 하전부 210 : 펄스인가부

220 : 게터부 230 : 형광체재주입부

300 : 압전소자(피에조소자)

Claims (2)

1. 표시장치의 스크린 패널 위에 형광물질을 도포하는 공정에 있어서:

   발열체에 전원을 인가하여 열을 발생시키는 단계와,

   상기 발생된 열에 의해 형광물질의 체적을 증가시키고, 증가된 체적에 의해 형광방울을 생성하는 단계와,

   상기 생성된 형광방울을 상기 표시장치의 스크린 패널상에 도포하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 형광물질의 도포방법.
2. 표시장치의 스크린 패널 위에 형광물질을 도포하는 공정에 있어서:

   형광물질이 담긴 용기에 압력을 가하여 상기 형광물질을 형광방울로 생성하는 단계와,

   상기 생성된 형광방울을 대전시키는 단계와,

   상기 대전된 형광방울중 도포를 원하는 필요한 형광방울 만큼을, 소정의 전원을 인가하여 편향시킨 후, 상기 표시장치의 스크린 패널상에 도포하는 단계와,

   상기 편향되지 않은 형광방울은 회수하여 상기 용기에 충진하여 재사용하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 형광물질의 도포방법.

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