KR100893147B1 - 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법은 상면패널과 하면패널을 결합시키는 결합제의 고온 용착시 발생되는 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되도록 상면패널과 하면패널 사이에 실링제가 구비되어, 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되어 품질이 향상되는 효과가 있다. 또한, 상기 상면패널과 하면패널의 합착시 UV에 경화되는 구조용 에폭시가 사용되어 불순가스가 발생되지 않음으로 챔버 내부에 주입된 방전가스의 재사용이 가능하여 생산비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 챔버 내부에 진공펌프를 연결하여 진공배기 시킨 후 방전가스를 주입하고, 상기 상면패널과 하면패널을 합착 시키므로 배기시간 및 합착시간이 저감되어 생산성이 증가되는 효과가 있다.
상면패널, 하면패널, 격벽, 형광체, PDP, 플라즈마, 방전가스, 실링제, 챔버

Description

패널 합착 구조 및 그 장치와 방법 {panel bonding structure, method and apparatus for the same}
도 1은 PDP를 다층구조 형식으로 표현한 사시도,
도 2는 PDP의 기본 셀 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 PDP의 제조 공정이 도시된 공정도,
도 4는 종래 기술에 의한 패널 합착 방법이 도시된 공정도,
도 5는 종래의 PDP 제조 공정에서 배기관 설치부가 도시된 단면도,
도 6은 종래의 PDP 제조 공정에서 기판의 합착 과정을 나타낸 참고도,
도 7은 종래의 PDP 제조 공정에서 배기관이 밀봉된 단면도,
도 8은 종래 기술에 의한 패널 합착 장치가 도시된 구성도,
도 9는 본 발명에 의한 PDP 패널 합착 구조가 간략하게 도시된 단면도,
도 10은 본 발명에 의한 패널 합착 장치가 도시된 구성도,
도 11은 본 발명에 의한 패널 합착 방법이 도시된 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110 : 상면패널 111 : 제 1유리평면
112 : 보조전극 113 : 투명전극
114, 123 : 유전체막 115 : 보호막
120 : 하면패널 121 : 제 2유리평면
122 : 어드레스 전극 124 : 격벽
125 : 형광체 130 : 결합제
140 : 실링제 150 : 프리폼 형성 챔버
155 : 제 1 UV 조사수단 156 : 제 1 UV 램프
157 : 제 1시창부 158 : 히터
160 : 플라즈마 세정 챔버 170 : 가스주입 및 합착 챔버
175 : 제 2 UV 조사수단 176 : 제 2 UV 램프
157 : 제 2시창부 178 : 밀봉용 치구
179 : 고정대 180 : 진공펌프
본 발명은 상면패널과 하면패널로 구성된 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상면패널과 하면패널을 밀봉시키는 밀봉제의 고온 용착시 발생되는 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되도록 상면패널과 하면패널 사이에 차단재가 구비되어 품질이 향상되고, 생산성이 증가되는 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법에 관한 것이다.
일반적으로 PDP는 대면적용 디스플레이 소자로서 많이 사용되는 것으로, 최근 소비자의 요구가 설치공간을 적게 차지하면서 대형화면을 제공할 수 있는 디스플레이 소자로 바뀌면서, 상기와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 유기EL(Electro luminescent), LCD(Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plasma Display Panel) 등의 제품이 개발되어 상용화되고 있다.
상기 PDP는 상, 하면패널을 약간의 틈새를 두고 붙이고, 그 안에 불활성 가스인 방전 가스를 집어넣은 후 전기 에너지를 가하여 가스를 방전시키면, 자외선이 발생되는데, 이 자외선 중 특정 파장대의 자외선이 하면패널에 발라진 형광체를 발광시켜서 가시광선을 만들어 주면, 상기 가시광선에 화면에 투사되어 영상이 보이게 된다.
도 1은 PDP를 다층구조 형식으로 표현한 사시도이고, 도 2는 PDP의 기본 셀 구조를 나타낸 단면도이다.
상기 PDP는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상면패널(10)과 하면패널(20)을 형성하는 2장의 평면유리 위에 필요한 몇 가지 막을 입힌 후, 이들을 서로 붙임으로써 완성되는 디스플레이 장치이다.
보다 상세하게는, 제 2평면유리(21)의 상측에 어드레스 전극(22)을 설치한 후 유전체막(23)을 형성하고 각 셀을 구분할 수 있도록 격벽(24)을 설치한 후 유전체막(23)과 격벽(24)주위에 형광체(25)를 도포하여 하면패널(20)을 완성하고, 또 제 1평면유리(11)의 하측에 보조전극(12) 및 투명전극(13)을 설치한 후 유전체막(14)을 형성하고 그 아래쪽에 산화인듄(ITO)으로 이루어진 보호막(15)을 형성하여 상면패널(10)을 완성한 후 상기 상면패널(10)과 상기 하면패널(20)을 약간의 틈새를 두고 부착시킴으로써 PDP의 제조를 완성하게 된다. 물론, 상기 상면패널(10)과 하면패널(20) 사이에는 불활성가스인 방전가스를 집어넣어야 한다.
여기서, 상기 격벽(24)에 의해 형성된 방전공간 내부에 인쇄 도포된 상기 형광체(25)는 각 셀의 방전 시 자외선에 의해 여기되어 가시광을 방출한다.
도 3은 PDP의 제조 공정이 도시된 공정도로서, 여기서 PDP의 제조 공정을 살펴보면 전공정(S1)과 후공정(S2) 및 모듈공정(S3)으로 구분할 수 있다. 상기 전공정(S1)은 상, 하면패널 제조단계(S11)로 평면유리에 여러 가지의 막을 입혀 상기 상면패널(10)과 하면패널(20)을 제조하는 공정이고, 상기 후공정(S2)은 상기 상면패널(10)과 하면패널(20)의 합착 및 배기단계(S12), 방전 가스 주입 및 팁 오프단계(S13), 에이징 및 검사단계(S14)로 구성되어 있다. 또, 상기 모듈공정(S3)은 PDP를 완성하는 최종 공정으로서 회로의 실장, 세트를 조립하는 조립단계(S15)로 구성되어 있다.
도 4는 종래 기술에 의한 패널 합착 방법이 도시된 공정도이다.
종래 기술에 의한 패널 합착 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상면패널(10)과 하면패널(20)을 진공챔버에 삽입하는 제 1단계(S21)와, 상기 제 1단계(S22)에서 챔버에 삽입된 상면패널(10)과 하면패널(20)을 정렬한 후 상기 상면패널(10)과 하면패널(20) 사이에 결합제를 도포하는 제 2단계(S23)와, 제 2단계(S23)에서 결합제가 도포된 상, 하면패널을 가열 압착하여 상기 결합제를 용착시켜 PDP 패널을 형성하는 제 3단계(S24)와, 제 3단계(S24)에서 합착된 패널에 배기관을 형성하고 내부의 공기를 제거하고 방전가스를 집어넣는 제 4단계(S25)와, 제 4단계(S25)에서 방전가스가 주입된 패널의 배기관을 봉지하는 제 5단계(S26)와, 제 5단계(S26)에서 배기관이 봉지된 패널을 취출하는 제 6단계(S27)를 포함하여 구성된다.
도 5는 종래의 PDP 제조 공정에서 배기관 설치부가 도시된 단면도이고, 도 6은 종래의 PDP 제조 공정에서 기판의 합착 과정을 나타낸 참고도이며, 도 7은 종래의 PDP 제조 공정에서 배기관이 밀봉된 단면도이다.
보다 상세하게 설명하면, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상면패널(10)에 결합제(30)를 바른 후 하면패널(20)을 접근시켜 고정한 후 상기 결합제(30)를 고온으로 녹여 서로 붙이게 되는데, 이 것을 기판의 합착이라 한다. 기판의 합착에 사용되는 결합제(30)의 주성분은 프릿(frit;유리의 원료, SiO2)이며, 도포성과 접착성의 향상을 위해 약간의 첨가제가 섞여 있다.
상기한 상면패널(10)과 하면패널(20)의 합착 방법을 자세히 살펴보면 다음과 같다. 디스펜서를 이용하여 상면패널(10)의 테두리에 프릿 글라스를 일정한 두께로 도포한 다음 120℃ 정도의 온도에서 건조를 한다. 그리고 결합제(30) 내에 남아있는 불순물을 제거하기 위해 400℃ 이상의 온도에서 가소성을 시행하며, 그 후 상면패널(10)과 하면패널(20)을 정렬하고 합착용 집게(35)로 고정한다. 이후, 결합제(30)의 용융점 이상의 온도에서 결합제(30)를 용융시켜 상면패널(10)과 하면패널(20)이 합착되도록 한다.
상기 후공정의 두 번째 단계는 상면패널(10)과 하면패널(20)에 형성된 각종 막에 붙어 있는 불순물과 막에서 나오는 불순가스를 제거하는 공정이다. 불순물 및 불순가스의 제거는 높은 진공과 배기의 반복을 통해 이루어진다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상면패널(10)과 하면패널(20)을 합착시킬 때 배기관(40)을 설치하고, 그 배기관(40)을 통해 진공 또는 배기가 이루어지도록 하는 것이다. 상기 배기관(40)은 일반적으로 긴 대통의 유리관을 사용하는데, 당업자들 사이에 팁(tip)이라는 용어로 사용되기도 하며, 기판을 합착시킬 때 하면패널(20)에 프릿 링(31)을 이용하여 설치한다. 그리고, 상기 하면패널(20)에 배기홀(27)을 형성하고, 상기 배기홀(27)에 배기관(40)을 일치시킨 후 프릿 링(31)을 용융 및 응고시켜 설치를 완료한다.
상기 후공정의 마지막 단계는 방전가스를 주입하고 에이징한 후 검사하는 공정이다. 배기관(40)을 통해서 방전가스를 주입하고, 주입된 방전가스가 새어 나오지 않게 배기관(40) 끝에 열을 가하여 녹여 밀봉한다. 이 과정을 팁 오프(Tip-Off)라 하며, 팁 오프 이후에는 에이징 및 검사를 실시한다.
도 8은 종래 기술에 의한 패널 합착 장치가 도시된 구성도이다.
이를 위한 패널 합착 장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 상면패널(10) 및 하면패널(20)이 입출되는 입구부(51) 및 출구부(52)가 형성된 챔버(50)와, 상기 챔버(50)의 상측에 설치되어 상기 상면패널(10)이 고정되는 지지대(52)와, 상기 챔 버(50)의 하측에 설치되어 상기 하면패널(20)을 지지하는 동시에 방전가스가 주입되도록 내부배관이 형성된 가스주입 및 받침대(54)와, 상기 가스주입 및 받침대(54)의 내부에 설치되어 상기 하면패널(20)을 상측으로 가압하여 밀봉시키는 밀봉용 치구(56)로 구성된다.
그리고, 상기 챔버(50)의 일측에는 상기 하면패널(20)의 가압시 상기 결합제가 용융되도록 내부를 가열시키는 히터(58)가 설치되고, 상기 가스주입 및 받침대(54)의 일측에는 상기 상, 하면패널(10)(20) 사이의 공기를 빼내는 진공펌프(미도시)가 설치된다.
상기 후공정의 기판 합착, 배기, 가스 주입 및 팁 오프의 공정은 동일한 설비에서 할 수 있거나 혹은 기판 합착은 별도 설비에서 하고 나머지는 같은 설비에서 시행할 수 있다. 전자를 일체형이라 하며 후자를 분리형이라 한다.
한편, 도 5와 같이, 배기관(40)이 있는 형식의 경우에는 배기 시간이 많이 걸리기 때문에 양산 설비를 갖출 때 설비의 길이가 수십 미터 이상이 되어 공간을 많이 차지하게 된다. 그리고, 상기 PDP를 여러 장 로딩하여 열풍 가열로를 지나고, 패널을 언로딩 해 주는 수십 대의 카트가 필요하게 된다. 카트는 진공을 위한 펌프, 진공 배관계, 가스주입을 위한 봄베 및 배관계, 팁 오프 유닛 등 매우 복잡한 구조를 갖게 된다.
그러나, 이러한 공정은 현재 일반적으로 널리 사용되고 있는 방식이나, 몇 가지의 문제점이 있다. 우선, 높은 진공도로 배기시키기 위해서는 많은 시간이 걸 린다. 40인치 이상의 상면패널(10)과 하면 기판이 수백 마이크로미터의 틈새를 두고 합착/밀봉되어 있는데 그 틈새 속에 갇혀 있는 불순가스를 한쪽 구석에 있는 좁고 긴 배기관(40)을 통해서 배기되기 때문에, 높은 진공(10-7 Torr)으로도 수 시간이 걸린다. 이와 같이 엄청난 고 진공에 높은 열을 가해 주므로 패널에는 엄청난 부하가 가해지고 있으며 PDP는 본질적으로 열 편차와 인장강도에 취약한 유리이기 때문에, 가해지는 분위기 조건은 PDP 특성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 낮은 온도와 대기압 상태에서 쉽게 배기 또는 클리닝되고 배기 시간을 줄일 수 있는 방법이 필요하다.
또, 상기 PDP에 부착된 배기관(40)이 패널을 이동시키는 도중이나, 배기 혹은 가스 주입시에 잘 부러진다는 점이다. 배기관(40) 역시 유리관이기 때문에 이동중의 충격이나, 배기시의 승온 또는 강온시의 열 편차에 의해 파손될 수 있다. 이외에도, 가스를 주입한 후 팁 오프를 실시할 경우에도 얇고 긴 배기관(40)의 구조와 충격에 취약한 유리라는 특성으로 인해 자동화가 곤란하다. 결과적으로 팁이 있는 경우에는 배기 시간이 길어져 생산공정 전체의 병목부분이 되고, 양산을 위해서는 엄청난 설비 공간을 필요로 하게 된다. 따라서, 빠르면서 깨끗하게 상면패널(10)과 하면패널(20)에서 발생하는 오염 물질을 제거하는 방법이 숙제로 남아 있다. 즉, 배기 시간을 줄이고 배기관(40) 파손을 없앨 수 있으며, 짧은 시간에 상면패널(10)과 하면패널(20)의 오염된 물질을 깨끗하게 제거하는 것이 가장 중요하고 시급한 과제로 되어 있다.
또한, 일반적으로 결합제(30)에 사용되는 프릿은 불순물 제거를 위해 400℃이상의 고온에서 가소성하고 있지만, 합착시 프릿의 용융점 온도에서 용융할 때 많은 양의 불순물들이 발생되며, 이 불순물들이 PDP 셀 내부로 흡입되어 배기하는데 많은 시간이 걸리게 된다. 또, 결합제(30)를 400℃ 이상의 고온에서 가소성하고 결합제(30)를 용융시킴으로 공정시간이 길어지고, 가열 및 냉각으로 인한 에너지 소모량이 많으며, 결합제(30)가 강성 및 접착력은 좋지만 외부충격에 약하여 충격으로 인한 균열의 원인이 되기도 한다.
상기한 기술의 문제점을 해결하기 위한 여러 방법들이 고안되고 있으며, 배기 방법을 개선하고 배기관(40) 파손을 원천적으로 없애기 위해서 배기를 먼저 하고 나중에 기판을 합착하고 가스를 주입을 하는 방식도 그 중의 하나이다.
즉, 배기관(40)이 있는 형식에서는 합착, 배기 및 가스 주입, 팁 오프의 공정으로 작업이 진행되나, 배기를 먼저 하고 나서 합착을 나중에 하여 배기관(40)을 요구하지 않도록 하는 것이다. 그러나, 이 방식은 배기 후 두 기판을 합착시키기 위하여 프릿 링을 용융시킬 때, 불순가스가 많이 나와서 PDP 셀의 내부를 오염시키게 되고, 방전가스 분위기에서 합착할 때 고가의 방전가스가 불순가스에 의해 오염되어 사용이 불가능해지는 등의 문제점을 가지고 있다.
이러한 방전가스의 오염 방지를 위해 방전 가스를 챔버(50) 내에 채우지 않고 별도의 구멍을 통해서 주입하는 세미 팁 리스(Semi-Tip-Less) 방식도 고안되었다. 그러나, 세미 팀 리스 방식 또한 방전가스 주입 후 프릿 실을 용융시켜서 주입구멍을 밀봉하고, 있어 용융시 발생되는 불순가스가 PDP 셀 내부로 들어가는 치명 적인 결함으로 인해 거의 실용화되지 못하고 있다.
즉, 팁 리스 혹은 세미 팁 리스 방식은 프릿 실을 고온에서 녹여서 붙이게 되는데, 프릿 실이 녹을 때 매우 많은 불순가스가 발생된다. 이 불순가스가 PDP 셀의 내부로 유입되는 경우가 PDP의 품질이 저하되어 사용이 곤란해지기도 한다. 따라서, 현재는 배기관(40)이 있는 형식이 주로 사용되고 팁 리스 방식 및 세미 팁 리스 방식은 상기한 문제점으로 인해 거의 사용되지 않고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상면패널과 하면패널을 밀봉시키는 밀봉제의 고온 용착시 발생되는 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되도록 상면패널과 하면패널 사이에 차단재가 구비되고, 상기 상면패널과 하면패널의 합착시 UV광에 의해 경화되는 결합제를 사용하여 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되어 품질이 향상되고, 배기시간 및 합착시간이 저감되어 생산성이 증가되는 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 패널 합착 구조는 제 1유리평면의 하측에 투명전극이 형성되어 보호막이 형성된 상면패널과, 상기 상면패널의 하측에 소정 간격 이격되게 배치되고 제 2유리평면의 상측에 격벽이 형성되어 형광 체가 구획되게 도포된 하면패널과, 상기 상면패널과 상기 하면패널 사이의 가장자리에 도포되어 상기 상면패널과 하면패널을 결합시키는 결합제와, 상기 결합제의 내측 둘레에 배치되어 상기 결합제의 가열시 발생되는 가스가 상기 상면패널과 하면패널 사이로 유입되는 것을 차단하는 실링제를 포함하여 구성된다.
그리고, 본 발명에 의한 패널 합착 장치는 상면패널의 저면과 하면패널의 상면에 실링제를 도포시키는 프리폼 형성 챔버와, 상기 프리폼 형성 챔버에서 이송된 상기 상면패널과 하면패널이 플라즈마 세정되는 플라즈마 세정 챔버와, 상기 플라즈마 세정 챔버에서 상기 상면패널과 하면패널이 이송되어 방전 가스가 주입된 후 결합제가 도포되어 합착수단에 의해 합착되는 가스주입 및 합착 챔버를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 패널 합착방법은 상면패널과 하면패널을 프리폼 형성 챔버에 삽입하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 프리폼 형성 챔버에 삽입된 상면패널의 저면과 하면패널의 상면 가장자리 부분에 각각 실링제를 부착시킨후 상기 프리폼 형성 챔버를 진공배기시키는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 진공배기된 상면패널과 하면패널을 플라즈마 세정 챔버로 진공을 유지시키며 이송시켜 플라즈마 세정후 상기 프리폼 형성 챔버의 진공압보다 높은 진공압으로 진공배기 시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 플라즈마 세정후 진공배기된 상면패널과 하면패널을 가스주입 및 합착 챔버로 진공을 유지시키며 이동시킨 후 상기 가스주입 및 합착 챔버에 방전가스를 주입하는 제 4단계와, 상기 제 4단계에서 방전가스가 주입된 후 상면패널과 하면패널을 압착시키고 가장자리 둘레를 결합제로 결합시키는 제 5단계 와, 상기 제 5단계에서 결합된 상면패널 및 하면패널을 상기 가스주입 및 합착 챔버에서 취출시키는 제 6단계를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명에 의한 PDP 패널 합착 구조가 간략하게 도시된 단면도이다.
본 발명에 의한 PDP 패널은 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1유리평면(111)의 하측에 투명전극(ITO 전극)(113)이 형성되어 보호막(115)인 산화인듄(ITO)막이 입혀진 상면패널(110)과, 상기 상면패널(110)의 하측에 소정간격 이격되어 배치되고 제 2유리평면(121)의 상측에 격벽(124)이 형성되어 형광체(125)가 구획되게 도포된 하면패널(120)과, 상기 상면패널(110)과 상기 하면패널(120) 사이의 가장자리에 각각 도포되어 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)을 결합시키는 결합제(130)와, 상기 결합제(130)의 내측 가장자리에 배치되도록 상기 상면패널(110)의 저면과 상기 하면패널(120)의 상면에 도포되어 결합제(130)의 가열시 발생된 가스의 유입을 차단하는 실링제(140)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 PDP는 상면패널(110)과 하면패널(120)을 형성하는 2장의 평면유리 위에 필요한 몇 가지 막을 입힌 후, 이들을 서로 합착시키고 방전가스를 주입함으로써 완성되는 디스플레이 장치로서, 상기 하면패널(120)은 제 2평면유리(121)의 상측에 어드레스 전극(122)을 설치한 후 유전체막(123)을 형성하고 각 셀을 구분할 수 있도록 격벽(124)을 설치한 후 유전체막(123)과 격벽(124)주위에 형광체(125)가 도포되어 이루어진다.
한편, 상기 상면패널(110)은 제 1평면유리(111)의 하측에 보조전극(112) 및 투명전극(113)을 설치한 후 유전체막(114)을 형성하고 그 아래쪽에 보호막(115)을 형성하여 이루어진다.
그리고, 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)을 소정간격 이격되게 배치시키고 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)이 결합되도록 상기 상면패널(110)과 하면패널(120) 사이의 가장자리에 결합제(130)가 도포된다.
여기서, 상기 결합제(130)로는 일반적으로 프릿 글라스가 사용되는데, 상기 프릿 글라스는 이산화규소(SiO2)가 주성분으로 이루어진 유리재질로서, 상기 결합제(130)를 용융시켜 상기 상면패널(110)과 상기 하면패널(120)을 붙인 후 냉각시켜 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)이 분리되지 않도록 결합시킨다.
이때, 상기 결합제(130)를 가열할 경우 상기 결합제(130) 내부에 포함된 분순 분자들이 가스로 배출되며 상기 상, 하면패널(120)을 오염시키므로, 상기 상면패널(110)의 저면과 상기 하면패널(120)의 상면에 상기 결합제(130)의 내측 가장자리에 배치되도록 실링제(140)를 도포하여, 상기 결합제(130)의 가열시 발생된 분순 가스가 상기 상면패널(110)과 하면패널(120) 사이공간으로 유입되지 않도록 차단시킨다.
여기서, 상기 실링제(140)는 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)이 압착될 경우 맞물리며 탄성변형되어 상기 상면패널(110)과 하면패널(120) 사이의 공간을 밀폐시키는 탄성 중합체로 이루어진다.
상기 탄성 중합체는 내열성 고무재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상 기 탄성 중합체는 UV에 노출될 경우 경화되는 UV 경화성 합성 수지로 이루어진다.
한편, 상기 결합제(130)로 사용되는 프릿 글라스는 가열시 불순가스가 발생되므로, 상기 프릿 글라스를 UV조사시 경화되는 구조용 에폭시(Epoxy)로 대체 사용하고, 상기 상, 하면패널 사이에 상기 구조용 에폭시를 도포한 후 UV를 조사하여 상기 상 패널(110)과 하면패널(120)을 결합시킬 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 패널 합착 구조는 UV에 의해 경화되는 구조용 에폭시가 사용됨으로서 상기 상면패널(110) 및 하면패널(120)을 고온으로 가열할 필요가 없어지므로, 상기 상면패널(120) 및 하면패널(120)에 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명에 의한 패널 합착 장치가 도시된 구성도이다.
본 발명에 의한 패널 합착 장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1입구부(151) 및 제 1출구부(153)가 형성되어 제 1입구부(151)로 투입되는 상면패널(110)의 저면과 하면패널(120)의 상면에 실링제(140)를 도포시키는 프리폼 형성 챔버(150)와, 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 제 1출구부(153)와 연결되는 제 2입구부(161) 및 제 2출구부(163)가 형성되어 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)이 이송된 후 플라즈마 세정되는 플라즈마 세정 챔버(160)와, 상기 플라즈마 세정 챔버(160)의 제 2출구부(163)와 연결되는 제 3입구부(171) 및 제 3출구부(173)가 형성되어 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)이 이송되고 방전 가스가 주입된 후 결합제(130)가 도포되어 합착수단에 의해 합착되는 가스주입 및 합착 챔버(170)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 프리폼 형성 챔버(150)는 내부에 상기 프리폼 형성 챔버(150) 및 상기 상, 하면패널(110)(120)을 가열시킬 수 있도록 히터(158)가 구비되어, 상기 히터(158)를 작동시킴으로서 상기 프리폼 형성 챔버(150)와 상기 상, 하면패널(110)(120)에 흡착된 이물질이 연소되어 제거될 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 실링제(140)는 UV 경화성 합성수지로 이루어지는바 상기 프리폼 형성 챔버(150)는 일측에 제 1 UV 조사수단(155)이 설치된다.
여기서, 상기 제 1 UV 조사수단(155)은 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 외측에 설치된 제 1 UV 램프(156)와, 상기 제 1 UV 램프(156)에서 조사된 UV가 상기 프리폼 형성 챔버(150) 내부로 관통되도록 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 둘레부에 형성된 제 1시창부(157)로 구성된다.
또한, 상기 결합제(130)는 UV에 노출시 경화되는 엑폭시로 이루어지는바 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)는 일측에 제 2 UV 조사수단(175)이 설치되는데, 상기 제 2 UV 조사수단(175)은 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)의 외측에 설치된 제 2 UV 램프(176)와, 상기 제 2 UV 램프(176)에서 조사된 UV가 관통되도록 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)의 일측에 형성된 제 2시창부(157)로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 패널 합착 장치는 상기 프리폼 형성 챔버(150)와 상기 플라즈마 세정 챔버(160)와 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)중 하나 이상의 챔버에 연결되도록 설치된 적어도 하나 이상의 진공펌프(180)를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 각각의 챔버에 진공펌프(180)가 별도로 설치되어 각각의 챔버의 진공압을 조절할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 패널 합착 장치는 각각의 챔버에 형성된 입구부 및 출구부에 상기 상, 하면패널(110)(120)의 출입을 단속하는 개폐밸브(190a) (190b)(190c)(190d)가 각각 설치된다.
한편, 상기 압착수단은 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)의 하측에 설치되어 상기 하면패널(120)이 상기 상면패널(110)에 압착되도록 상하 운동되는 밀봉용 치구(178)와, 상기 밀봉용 치구(178)에 의해 가압되는 상면패널(110)이 지지되는 고정대(179)를 포함하여 구성되어, 상기 밀봉용 치구(178)가 상하 이동되며 상기 하면패널(120)을 상측으로 가압하도록 구성된다.
도 11은 본 발명에 의한 패널 합착 방법이 도시된 구성도이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 패널 합착 방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 상면패널(110)과 하면패널(120)을 프리폼 형성 챔버(150)에 삽입하는 제 1단계(S31)와, 상기 제 1단계(S31)에서 프리폼 형성 챔버(150)에 삽입된 상면패널(110)의 저면과 하면패널(120)의 상면 가장자리 부분에 각각 실링제(140)를 부착시킨후 상기 프리폼 형성 챔버(150)를 진공배기시키는 제 2단계(S33)와,
상기 제 2단계(S33)에서 진공배기된 상면패널(110)과 하면패널(120)을 플라즈마 세정 챔버(160)로 진공을 유지시키며 이송시켜 플라즈마 세정후 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 진공압보다 높은 진공압으로 진공배기 시키는 제 3단계(S37)와, 상기 제 3단계(S37)에서 플라즈마 세정후 진공배기된 상면패널(110)과 하면패널(120)을 가스주입 및 합착 챔버(170)로 진공을 유지시키며 이동시킨 후 상 기 가스주입 및 합착 챔버(170)에 방전가스를 주입하는 제 4단계(S38)와, 상기 제 4단계(S38)에서 방전가스가 주입된 후 상면패널(110)과 하면패널(120)을 압착시키고 가장자리 둘레를 결합제(130)로 결합시키는 제 5단계(S39)와, 상기 제 5단계(S39)에서 결합된 상면패널(110) 및 하면패널(120)을 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)에서 취출시키는 제 6단계(S42)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 제 1단계(S31)에서는 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 내부로 대기압 상태의 상, 하면패널(120)을 장입시켜, 상기 상, 하면패널(110)(120)에 실링제(140)가 도포될 수 있도록 배치시킨다.
여기서, 상기 제 2단계(S33)는 상기 실링제(140) 부착전 상기 프리폼 형성 챔버(150)를 가열하는 제 1가열단계(S32)를 더 포함하여 구성되는데, 이는 상기 실링제(140)가 부착될 상, 하면패널(120)을 가열하여 상기 실링제(140)가 부착되기 쉽도록 하며, 상기 상, 하면패널(110)(120)에 붙어있는 이물질이 기화되어 제거하기 위해서이다.
한편, 상기 2단계(S33)에서 사용되는 실링제(140)가 UV 경화성 합성수지로 이루어진 경우 상기 실링제(140)가 경화되도록 UV를 조사하는 제 1 UV 조사단계(S34)를 포함하여 구성되어, 상기 실링제(140)에 UV를 조사함으로서 상기 실링제(140)가 경화되며 상기 상, 하면패널(110)(120)에 견고히 부착되도록 이루어지고, 상기 실링제(140)의 경화후 불순물이 제거되도록 상기 실링제(140)를 가열하는 제 2가열단계(S35)를 더 포함하여 구성되는데, 상기 실링제(140)를 가열하므로서, 상기 실링제(140)에 포함된 잔류불순물이 제거되고 상기 실링제(140)가 건조되 어 일정형태를 유지하기 쉽도록 하기 위함이다.
여기서, 상기 제 2단계(S33)에서 사용되는 실링제가 탄성 중합체로 이루어진 경우 제 2' 가열단계(S36)를 더 포함하여 구성되는데, 상기 탄성 중합체를 가열함으로서 상기 탄성 중합체 내측에 포함된 불순분자들이 용해되어 기체로 분출된다. 측, 상기 탄성 중합체는 가압시에 상기 탄성 중합체의 다른 일면에 접착되며 상기 상, 하면패널(110)(120) 사이의 공간을 밀폐시킨다.
그리고, 상기 제 2단계(S33)는 상기 실링제(140) 부착후 상기 프리폼 형성 챔버(150)의 진공압을 10-5 내지 10-7 Torr로 유지시키는 진공배기를 실시하는데, 이때, 상기 실링제(140) 내부에 녹아 있는 용제의 비등점이 낮아지게 되어 용제의 휘발성분이 상기 실링제(140)로부터 배출되어 상기 진공펌프(180)를 통해 외부로 배기된다.
상기 제 3단계(S37)는 상기 플라즈마 세정 챔버(160)의 진공압을 10-7 Torr 이하로 유지시킨 후 세정가스를 500 mTorr로 주입하며 플라즈마 세정을 실시한다. 이와 같이 플라즈마 세정을 실시하는 이유는 상기 플라즈마 세정 챔버(160) 또는 상, 하면패널(110)(120)에 오염물이 포함되어 있으면, PDP 패널 제작후 전압을 인가하여 방전시킬 때 오염원이 방출되어 상기 PDP 내부에 2차적인 오염이 발생되어 패널의 특성을 저하시키기 때문이다.
상기와 같이 제 3단계(S37)에서 플라즈마 세정이 완료되면 진공을 유지하며 상기 상, 하면패널(110)(120)을 가스주입 및 합착 챔버(170)로 이송시키고, 상기 가스주입 및 합착 챔버(170) 내부에 500 Torr의 압력으로 방전가스를 주입하는 제 4단계(S38)를 실시한다.
상기 제 5단계(S39)는 상기 제 4단계(S38)에서 방전가스의 주입이 완료되면, 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)의 정렬상태를 관측하며 상기 상면패널(110)과 하면패널(120)을 압착시키고 가장자리 둘레를 결합시킨다.
이때 사용되는 결합제(130)로 유리재질의 결합제(130)가 사용될 경우, 상기 결합제(130)가 용착되도록 상기 결합제(130)를 가열하는 제 3가열단계(S41)를 포함하여 구성되는데, 상기 실링제(140)로 패널 내부가 밀봉되므로 상기 결합제(130)의 용융시 발생되는 불순가스가 상기 패널 내부로 유입되는 것이 차단된다.
한편, 상기 제 5단계(S39)는 상기 결합제(130)로 UV 경화성 합성수지가 사용될 경우 상기 결합제(130)가 경화되도록 상기 결합제(130)에 UV를 조사시키는 제 2 UV 조사단계(S40)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 제 5단계(S39)에서 상기 상면패널(110) 및 하면패널(120)이 결합되면 상기 가스주입 및 합착 챔버(170)에서 취출시키는 제 6단계(S42)를 거친후 검사 및 조립단계로 진행되어 완성품으로 제작된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
예를 들어 본 발명에 의한 패널 합착 장치에 있어서, 상기 UV 조사수단은 인체가 UV에 노출되는 것이 차단되도록 상기 프리폼 형성 챔버(150) 또는 상기 가스주입 및 합착 챔버(170) 내부에 설치되는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 패널 합착 구조 및 그 장치와 방법은 상면패널과 하면패널을 결합시키는 결합제의 고온 용착시 발생되는 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되도록 상면패널과 하면패널 사이에 실링제가 구비되어, 불순가스가 패널 내부로 유입되는 것이 방지되어 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상기 상면패널과 하면패널의 합착시 UV에 경화되는 구조용 에폭시가 사용되어 불순가스가 발생되지 않음으로 챔버 내부에 주입된 방전가스의 재사용이 가능하여 생산비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 챔버 내부에 진공펌프를 연결하여 진공배기 시킨 후 방전가스를 주입하고, 상기 상면패널과 하면패널을 합착 시키므로 배기시간 및 합착시간이 저감되어 생산성이 증가되는 효과가 있다.

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  6. 상면패널의 저면과 하면패널의 상면에 실링제를 도포시키는 프리폼 형성 챔버와,
    상기 프리폼 형성 챔버에서 이송된 상기 상면패널과 하면패널이 플라즈마 세정되는 플라즈마 세정 챔버와,
    상기 플라즈마 세정 챔버에서 상기 상면패널과 하면패널이 이송되어 방전 가스가 주입된 후 결합제가 도포되어 합착수단에 의해 합착되는 가스주입 및 합착 챔버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프리폼 형성 챔버는 일측에 상기 프리폼 형성 챔버를 가열시키는 히터가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 실링제는 UV 경화성 합성수지로 이루어지고,
    상기 프리폼 형성 챔버는 일측에 제 1 UV 조사수단이 형성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 UV 조사수단은 상기 프리폼 형성 챔버의 외측에 설치된 제 1 UV 램프와,
    상기 제 1 UV 램프에서 조사된 UV가 관통되도록 상기 프리폼 형성 챔버의 일측에 형성된 제 1시창부로 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 결합제는 UV 경화성 에폭시로 구성되고,
    상기 가스주입 및 합착 챔버는 일측에 제 2 UV 조사수단이 형성된 것을 특징 으로 하는 패널 합착 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 UV 조사수단은 상기 가스주입 및 합착 챔버의 외측에 설치된 제 2 UV 램프와,
    상기 제 2 UV 램프에서 조사된 UV가 관통되도록 상기 가스주입 및 합착 챔버의 일측에 형성된 제 2시창부로 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 패널 합착 장치는 상기 프리폼 형성 챔버와 상기 플라즈마 세정 챔버와 상기 가스주입 및 합착 챔버중 하나 이상의 챔버에 연결되도록 설치된 적어도 하나 이상의 진공펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 패널 합착 장치는 각각의 챔버에 입구부 및 출구부가 형성되고, 상기 입구부 및 출구부에는 상기 상면패널과 하면패널의 출입을 단속하는 개폐밸브가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 패널 합착 장치.
  14. 상면패널과 하면패널을 프리폼 형성 챔버에 삽입하는 제 1단계와,
    상기 제 1단계에서 프리폼 형성 챔버에 삽입된 상면패널의 저면과 하면패널의 상면 가장자리 부분에 각각 실링제를 부착시킨후 상기 프리폼 형성 챔버를 진공배기시키는 제 2단계와,
    상기 제 2단계에서 진공배기된 상면패널과 하면패널을 플라즈마 세정 챔버로 진공을 유지시키며 이송시켜 플라즈마 세정후 상기 프리폼 형성 챔버의 진공압보다 높은 진공압으로 진공배기 시키는 제 3단계와,
    상기 제 3단계에서 플라즈마 세정후 진공배기된 상면패널과 하면패널을 가스주입 및 합착 챔버로 진공을 유지시키며 이동시킨 후 상기 가스주입 및 합착 챔버에 방전가스를 주입하는 제 4단계와,
    상기 제 4단계에서 방전가스가 주입된 후 상면패널과 하면패널을 압착시키고 가장자리 둘레를 결합제로 결합시키는 제 5단계와,
    상기 제 5단계에서 결합된 상면패널 및 하면패널을 상기 가스주입 및 합착 챔버에서 취출시키는 제 6단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 실링제 부착전 상기 프리폼 형성 챔버를 가열하는 제 1가열단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 실링제가 UV 경화성 합성수지로 이루어진 경우 상기 실링제가 경화되도록 UV를 조사하는 제 1 UV 조사단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 실링제의 경화후 불순물이 제거되도록 가열되는 제 2가열단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 프리폼 형성 챔버의 진공압을 10-5 내지 10-7 Torr로 유지시키는 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제 3단계는 상기 플라즈마 세정 챔버의 진공압을 10-7 Torr 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 제 5단계는 상기 결합제가 유리재질로 이루어진 경우 상기 결합제가 용착되도록 상기 결합제를 가열하는 제 3가열단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 제 5단계는 상기 결합제가 UV 경화성 합성수지로 이루어진 경우 상기 결합제가 경화되도록 상기 결합제에 UV를 조사시키는 제 2 UV 조사단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 합착 방법.
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