KR100956069B1

KR100956069B1 - 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널

Info

Publication number: KR100956069B1
Application number: KR1020080115672A
Authority: KR
Inventors: 이동헌
Original assignee: 이동헌
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-05-07

Abstract

본 발명은 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널에 관한 것으로서, 본 발명의 전극제조방법은 유리기재 카트리지 상에 유리기재를 안치하는 단계; 상기 유리기재 안치단계에서 안치된 유리기재를 사이에 두고 유리기재 카트리지의 양면에 금속박판을 각각 배치하는 금속박판 배치단계; 상기 금속박판 배치단계에서 배치된 상기 금속박판들을 유리기재의 양면에 각각 밀착시키는 금속박판 밀착단계; 상기 유리기재가 100℃ 내지 500℃의 온도로 유지되게 한 상태에서, 상기 금속박판 밀착단계에서 상기 유리기재의 일면에 밀착된 금속박판을 유리기재에 접합되도록 하는 금속박판 접합단계; 및 상기 유리패널 전극용 금속박판 접합단계에서 유리기재에 접합된 피막에 전극을 형성하는 전극 형성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 따라서, 양극접합용 전극부재로도 금속박판을 채용하여 전체 구조를 컴팩화할 수 있으므로 유리패널 전극의 생산성, 경제성 및 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있으며, 특히 유리패널 전극의 양산이 가능하게 된다.

PDP, 유리패널, 전극, 유리기재, 금속박판, 진공, 알루미늄

Description

정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODES OF GLASS PANEL FOR INFORMATION DISPLAY AND GLASS PANEL MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 유리를 재료로 사용하는 유리기재상에 알루미늄 전극을 형성하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널에 관한 것이다.

평판형 정보 디스플레이 기기의 일종인 PDP(Plasma Display Panel)는 자발광 평판형 표시소자로서, 그 개략적인 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 크게 대별하면, 후면판(180)과 전면판(110)으로 구분할 수 있다.

상기 후면판(180)은 유리 및 금속기재를 소재로 이루어지며, 그 일면에 어드레스 전극(150)이 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(150)의 위에는 유전층(190)과 직사각형 또는 와플(waffle) 형상의 격벽(160)이 존재하며, 상기 격벽(160) 사이의 공간상 표면에 형광체가 도포되어 있어 서브 화소(sub pixel)를 구성한다.

상기 전면판(110)은 유리기재로 이루어지며, 그 일면에는 전극(140)이 형성되어 있고, 그 아래에는 유전체(120)와 MgO 보호층(130)이 형성되어 있다. 상기 전면판(110)의 전극(140)을 좀더 상세히 설명하면 도 2에 도시한 바와 같이, 서스테인 전극(141)과 버스 전극(142)으로 이루어지며, 상기 서스테인 전극(141)은 투명한 산화물이면서도 전기 전도성이므로 전면판(110)의 전극으로 사용되고, 상기 버스 전극(142)은 대형 패널에서 발생하는 전압강하를 방지하기 위해 사용된다.

그런데, 위와 같은 전면판의 버스 전극재료 및 후면판의 어드레스 전극재료로서는 대표적으로 은(Ag)이 사용되어 왔는데, 은(Ag) 분말이 포함되어 있는 페이스트(paste) 또는 시트(sheet)를 유리기재에 도포/라미네이션한 후, 노광/현상 등의 방법을 통하여 전극의 형상으로 패터닝(patterning)하는 방법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 은(Ag)은 고가이기 때문에 제조원가가 너무 높아지게 되므로, 은(Ag)보다 가격이 저렴한 알루미늄(Al) 전극을 사용하는 방법이 미국 특허등록번호 제6,037,713호 및 제6,517,400호에 개시되어 있다.

상기 미국 특허등록번호 제6,037,713호에서는, 알루미늄 박막을 유리기재 상에 화학진공증착(CVD) 및 스퍼터링법으로 500 내지 4,000㎚의 두께로 형성한 후, 이를 전극 형태로 패터닝한 후, 투명유리 유전체의 소성과정에서 알루미늄 전극과 산화반응 및 확산을 억제하기 위해서 알루미늄 전극의 표면에 크롬 산화물을 코팅하는 방법이 제공되고 있다. 이 방법은 알루미늄 막을 진공증착하여 제조하기 때문에, 제조장비가 고가이고 생산성이 낮아 알루미늄 전극의 제조원가가 높아지고, 또, 이들 전극과 유리 유전체와의 반응을 억제하기 위한 별도의 산화막형성 공정이 요구되며, 전극으로서 유용한 5μm 이상의 두께를 얻기 위해서는 장시간이 요구되고, 또 알루미늄층과 유리기재간의 응력에 의하여 알루미늄 박막이 벗겨지게 되는 박리현상도 발생되게 되어 전극으로서의 기능을 제대로 수행할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 미국 특허등록번호 제6,517,400호에서는, 알루미늄 필름을 세라믹 페이스트 표면에 라미네이션하여 접착시킨 후 전극형태로 패터닝하거나, 포토레지스트를 유리기재 상에서 패터닝한 후 구리(Cu) 등을 도금하여 전극형태를 얻고, 이들 전극재료와 투명 유전체 소성과정에서 발생할 수 있는 계면 산화반응을 억제하기 위해서 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)을 코팅하는 방법을 제공하고 있다. 이 방법에서 제공하는 기술의 경우에도 알루미늄 필름을 접착하기 위해서 세라믹 페이스트가 별도로 요구되고, 별도의 산화반응 방지층이 요구되며, 알루미늄과 유리기재를 접착시키기 위해서 세라믹 페이스트를 소성하는 추가의 공정이 요구되는 문제점이 있다.

따라서 이들 방법들은 종래 사용되고 있는 고가의 은(Ag) 버스 및 어드레스 전극재료를 저가의 알루미늄으로 대체하여 재료비를 절감할 수 있는 가능성을 제공하고 있지만, 공정장비 또는 재료가 고가이거나, 다단계의 공정을 사용해야 하는 문제점이 있기 때문에 PDP의 성능개선 및 제조원가의 절감에 미치는 효과가 제한적이어서 실용상 사용되지 않고 있다.

한편, 유리기재 상에 알루미늄 전극을 형성하는 방법으로서, 상기의 증착 및 스퍼터링 공정에 의하지 않고, 양극접합(anodic bonding)에 의한 전극제조방법이 연구되고 있다(Thomas R. Anthony, Anodic bonding of imperfect surfaces, Journal of Applied Physics, vol.54, No.5 May 1983 참조).

이 방법에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 히터(109) 위에 알루미늄 양극판(111)과 알루미늄 박판(105)을 차례로 올리고, 그 위에 유리기재(103)를 올린 다음, 다시 그 위에 음극판(101)을 올려놓고, 250℃로 가열한 상태에서 1000V의 DC 전압을 인가하며, 이때, 유리기재(103)와 알루미늄 박판(105)의 접합 접촉면에서 균일한 양극접합이 일어나도록 음극판(101) 위를 일정한 압력(P)으로 누르게 된다.

이에 따라, 유리기재(103) 내에 함유된 나트륨과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 양이온은 음극 금속전극부재(101) 쪽으로 이동하면서 유리기재(103)와 알루미늄 박판(105)이 서로 접합을 하여 유리기재(103) 상에 알루미늄 박막을 형성된다. 이렇게 접합된 알루미늄 막을 포토레지스트(photoresist)와 노광 및 패터닝 공정 단계를 거쳐 전극으로 만들어 사용하게 된다.

위와 같은 전극제조방법은 유리기재와 알루미늄 박판을 접합함에 있어 종래와 같이 전극을 형성하는데 필요로 하는 고온 소결공정을 생략할 수 있으므로 이에 따른 부대설비가 필요 없고, 또 작업시간도 단축할 수 있다. 그러나 유리기재(103)와 알루미늄 박판(105)의 접촉면과, 압력을 인가하는 장치의 표면은 일반적으로 마이크로하게 평탄하지 못하므로 음극판(101)을 통해 알루미늄 박판(105) 전면에 걸쳐 압력(P)을 가하더라도 유리기재(103)와 알루미늄 박판(105) 사이에 접합에 필요한 균일한 압력을 인가하는 것이 곤란하다. 특히 평판 정보 디스플레이에 사용되는 유리기재와 같은 대면적의 전 표면적에 걸쳐서 균일한 압력을 인가하는 것은 실질적으로 불가능하여, 양극접합 강도가 불균일하거나, 양극접합이 발생하지 않는 결 함이 발생한다. 또한 이들 가압 과정에서 유리기재와 알루미늄 박판 계면에 공기 및 수분이 포집될 수 있는데, 이들 결함의 발생을 원리적으로 억제하는 것이 불가능하여, 미 접합 부위를 발생시키기 때문에, 이와 같은 방법에 의해서 유리기재에 알루미늄 전극을 형성하는 실제적인 방법으로 사용하는 것은 불가능하였다.

위와 같은 이유로 유리기재에 형성되는 전극재료는 아직까지도 은(Ag)이 실용상 사용되고 있는 바, 상기 은(Ag) 전극을 현재 사용되는 알루미노보로실리케이트 글라스(Aluminoborosilicate glass) 유리기재 이외에 창유리로 널리 사용되고 있는 저가의 소다-라임 글라스(Soda-lime glass) 유리기재에 형성하게 되면, 상기 은 전극은 500℃ 이상의 고온으로 장시간에 걸친 소결공정을 거치기 때문에, 이들 소결공정에서 유리기재가 노랗게 변색되는 소위 황변 현상(yellowing phenomenon)이라는 불량이 발생하는 문제가 있으므로 현재까지 PDP의 유리기재로서 소다-라임 글라스(Soda-lime glass) 유리기재는 사용되지 못하게 되고, 따라서 PDP를 생산하기 위해서는 고가의 알루미노보로실리케이트 유리기재와 고가의 은전극을 사용하여야 하므로 원 재료비가 너무 높아 원가절감을 기할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 유리패널의 전극으로 알루미늄과 같은 금속박판을 사용함으로써, 기존 금속 분말(Ag 등)을 포함한 페이스트를 사용할 경우와 같이 고 비용과 긴 공정 시간이 소요되지 않도록 하여 유리패 널의 제조 비용을 절감할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 알루미노보로실리케이트 글라스는 물론 소다-라임 글라스(Soda-lime glass)와 같은 저가의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원소를 포함하는 유리기재 위에 알루미늄 박판과 같은 저가의 전극재료를 박막으로 접합시켜 전극으로 제조함으로써 저가로 유리패널을 제조할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유리기재의 상하면상에 각각 배치되는 유리패널 전극용 금속박판과 음전극부재용 금속박판 중에서 상기 유리패널 전극용 금속박판은 유리기재에 기포 또는 부풀음이 없이 균일하게 접합되도록 하면서 동시에 상기 음전극부재용 금속박판은 유리기재에 접촉되는 접촉면을 극대화시켜 균일한 전기 접촉이 이루어지도록 함으로써 유리기재에 접착되는 금속박판의 접착효율을 높이도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유리기재 상하면 상에 유리패널 전극용 금속박판과 음전극부재용 금속박판을 각각 밀착시키기 위해 사용되는 컴팩트한 구조의 유리기재 카트리지를 단위 공정 내에 다중 배열하여 유리패널 전극의 양극접합 작업이 동시 다발적으로 수행되도록 함으로써 전극용 금속박막이 접합된 유리기재, 더 나아가 유리패널의 대량 생산을 가능하도록 하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법은, 중앙에 관통부가 형성된 몸체와, 상기 몸체 내에 형성된 밀착용 공기통로를 구비한 유리기재 카트리지 상에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원소가 포함된 유리기재의 양면이 동시에 노출되도록 유리기재를 안치하는 유리기재 안치단계; 상기 유리기재 안치단계에서 안치된 유리기재를 사이에 두고 상기 유리기재 카트리지의 일면에 금속박판을, 상기 유리기재 카트리지의 타면에 금속박판을 각각 배치하는 금속박판 배치단계; 상기 금속박판 배치단계에서 배치된 상기 금속박판과 상기 유리기재 사이의 공간 및 상기 금속박판과 상기 유리기재 사이의 공간을 진공상태로 유지함으로써 상기 금속박판을 상기 유리기재의 일면에, 상기 금속박판을 상기 유리기재의 타면에 각각 밀착시키는 금속박판 밀착단계; 상기 유리기재가 100℃ 내지 500℃의 온도로 유지되게 한 상태에서, 상기 금속박판 밀착단계에서 상기 유리기재의 일면에 밀착된 상기 금속박판을 양극으로 하고 상기 유리기재의 타면에 밀착된 상기 금속박판을 음극으로 하여 상기 금속박판과 상기 금속박판 사이에 직류전압을 인가함으로써, 상기 유리기재와 상기 금속박판이 서로 접합되도록 하는 유리패널 전극용 금속박판 접합단계; 및 상기 유리패널 전극용 금속박판 접합단계에서 상기 유리기재에 접합된 피막을 패터닝하여 상기 유리기재 일측면 상에 전극을 형성하는 전극 형성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 위와 같은 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 의해 제조되는 정보 디스플레이용 유리패널을 제공한다.

본 발명의 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 의하면, 알루미노보로실리케이트 글라스는 물론 소다-라임 글라스(Soda-lime glass)와 같은 저가의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원소를 포함하는 유리기재 위에 알루미늄 박판과 같은 저가의 전극재료를 박막으로 접합시켜 전극으로 제조함으로써 저가로 유리패널을 제조할 수 있으므로 PDP의 제조원가를 대폭 낮출 수 있는 효과를 얻을 수가 있다.

또한, 본 발명의 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 의하면, 유리기재 카트리지를 이용해 대형의 유리패널이라도 기포가 포집되거나 박판이 접히는 것을 방지하면서 알루미늄을 박판으로 접합하여 전극으로 제조하는 것이 가능하게 될 뿐만 아니라, 유리기재 카트리지에 의해 알루미늄 박판을 양극으로 대전시키기 위해 사용되는 음전극부재로 또 다른 금속박판을 사용하게 되므로 음전극부재로 사용되는 금속박판과 유리패널의 접촉이 균일하게 이루어지도록 할 수 있으므로 유리패널에 접착되는 알루미늄 박판의 접착효율을 극대화시킬 수가 있다.

본 발명에 의하면, 유리기재 상하면 상에 유리패널 전극용 금속박판과 음전극부재용 금속박판을 각각 밀착시키기 위해 사용되는 컴팩트한 구조의 유리기재 카트리지를 단위 공정 내에 다중 배열하여 유리패널 전극의 양극접합 작업이 동시 다발적으로 수행되게 되므로 전극용 금속박막이 접합된 유리기재, 더 나아가 유리패널의 대량 생산이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 종래와 같이 전극을 제조하기 위한 소결공정을 배제할 수 있으므로 패널의 제조 공정 단계가 단축되어 공정의 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전 극제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 유리패널을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 사용되는 유리기재 카트리지의 평면도와 단면도이다.

본 발명의 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 사용되는 유리기재 카트리지는 도 4 및 도 5에 도면부호 1로 도시되어 있으며, 상기 유리기재 카트리지(1)는 몸체(3)와, 이 몸체(3) 내에 형성된 밀착용 공기통로(5)와 신장용 공기통로(7)와 복수의 흡착공(9,11,13,15,17)으로 이루어지는 바, 보다 단순한 형태로서 도 7에 도시된 바와 같이 상기 몸체(3)에는 흡착공(15,17)이 생략될 수도 있고, 더욱 단순한 형태로서 상기 몸체(3)는 단순히 밀착용 공기통로(5)와 밀착용 흡착공(9)만을 구비하여 구성될 수도 있다.

상기 몸체(3)는 표면에 절연코팅이 되어 있거나 절연체로 제작될 수 있으며, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 흔히 볼 수 있는 액자틀과 같이 중앙에 관통부가 형성되어 있고, 내측부(4)에는 테이퍼진 삼각형과 같은 형태로서 상측 경사면(21)과 하측 경사면(22)이 구비되고, 외측부에는 사각형의 형태로서 상기 상측 경사면(21)과 연결되는 상측 수평부(23)와, 상기 하측 경사면(22)과 연결되는 하측 수평부(24)가 구비되며, 상기 상측 경사면(21)과 하측 경사면(22)이 만나는 부분에는 유리기재(10)를 올려 놓기 위한 안착턱(25)이 구비된다.

상기 밀착용 공기통로(5)와 신장용 공기통로(7)는 도 4에 도시된 것처럼, 몸체(3)의 둘레방향으로 관통되어 서로 연통되지 않도록 이격져서 도 5에 도시된 바 와 같이, 중심에 가까운 안쪽에는 밀착용 공기통로(5)가, 바깥쪽에는 신장용 공기통로(7)가 배치되어 있고, 몸체(3)의 측면 일측으로 개방된 각각의 진공압관(4a,4b)에 의해 외부에서 진공부압을 걸도록 되어 있다. 필요하다면 도 4에 도시된 것처럼 진공압관(4a,4b)의 입구측에 연결블록(6)을 장착하여 진공압관(4a,4b)과 외부 진공펌프의 연결을 원활히 할 수도 있다.

또한, 상기 밀착용 흡착공(9)은 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체(3)의 상하측 경사면(21,22)의 경계지점 즉, 뾰족한 끝부분에서 유리기재(10)에 인접하게 개구되어 밀착용 흡착공(9)의 입구(9a)와 유리기재(10)의 끝면(10c)이 일정 간격(g)을 두고 마주 보게 형성되어 있으며, 밀착용 공기통로(5)까지 연결되어 있다.

또한, 상기 신장용 흡착공(11,13)은 상측 신장용 흡착공(11)과 하측 신장용 흡착공(13) 한 쌍으로 이루어지는 바, 상측 신장용 흡착공(11)은 몸체(3)의 상측 수평부(23)에 개구되어 신장용 공기통로(7)로 연결되어 있으며, 하측 신장용 흡착공(13)은 하측 수평부(24)에 개구되어 마찬가지로 신장용 공기통로(7)로 연결되어 있다. 이때, 신장용 흡착공(11,13)의 입구에는 흡착홈(27)이 오목하게 형성되어 유리패널 전극이 되는 알루미늄 박판(20)과 음전극부재용 금속박판(30)이 열팽창 등으로 인해 늘어나더라도 흡착홈(27)의 곡면을 따라 빨려 들어가는 만큼 금속박판들(20)(30)을 더욱 당겨줄 수 있도록 함으로써 상하측 신장용 흡착공(11,13)에 의한 금속박판들(20)(30)의 흡착이 보다 효과적으로 이루어지게 할 수도 있다.

상기 신장용 보조흡착공(15,17)은 도 5에 도시된 바와 같이 상측 신장용 보조흡착공(15)과 하측 신장용 보조흡착공(17) 한 쌍으로 이루어지는데, 상측 신장용 보조흡착공(15)은 상측 신장용 흡착공(11)과 상측 경사면(21) 사이에서 상측 신장용 흡착공(11)과 인접하게 개구되어 밀착용 공기통로(5)로 연결되어 있고, 하측 신장용 보조흡착공(17)은 하측 신장용 흡착공(13) 안쪽에서 하측 경사면(22) 외측에 개구되어 밀착용 공기통로(5)로 연결되어 있다. 이때, 흡착홈(27)과 마찬가지로 신장용 보조흡착공(15,17)의 입구에는 흡착홈(29)이 오목하게 형성되어 상하측 신장용 보조흡착공(15,17)에 의한 금속박판들(20)(30)의 흡착이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법의 순서도이다.

본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극을 제조하는 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 유리기재 안치단계(S10)와, 금속박판 배치단계(S20)와, 금속박판 밀착단계(S30)와, 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)와, 전극 형성단계(S50)로 이루어지며, 이하 각 단계에 대해서 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 유리기재 안치단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 유리기재 안치단계(S10)에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 내부에 밀착용 공기통로(5)가 형성된 유리기재 카트리지(1) 상에 즉, 유리기재 카트리지(1)의 안착턱(25)에 유리기재(10)의 양면이 동시에 노출되도록 유리기재(10)를 안치한다.

상기 유리기재(10)는 알칼리 금속 원소 또는 알칼리 토금속 원소가 포함된 소재가 사용될 수 있고, 여기에는 알루미노보로실리케이트 글라스 또는 일반 창유리로 널리 사용되는 소다-라임 글라스(Soda-lime glass)가 포함된다.

도 8은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금속박판 배치단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 금속박판 배치단계(S20)에서는 도 8에 도시된 것처럼, 상기 유리기재 안치단계(S10)에서 안치된 유리기재(10)를 사이에 두고 상기 유리기재 카트리지(1)의 상측 수평부(23)에 금속박판(20)을, 상기 유리기재 카트리지(1)의 하측 수평부(24)에 금속박판(30)을 각각 배치하며, 이때, 유리기재 카트리지(1)의 상측 수평부(23) 뿐 아니라 하측 수평부(24)에서 금속박판(20,30)이 떨어지지 않도록, 몸체(3)의 외곽 홈(38)에 자석(39)을 끼우고, 금속박판(20,30)의 바깥쪽에서 고정스트랩(41)을 붙여 자석(39)과 고정스트랩(41) 사이에 금속박판(20,30)을 물려 고정한다.

여기서, 상기 금속박판(20)은 차후 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)에서 양전극부재로서 전압이 인가되어 유리패널에 접합이 되게 되면서 유리패널의 전극으로 제조되게 되며, 알루미늄 박판과 같이 연신율과 전기전도성이 우수한 박판이 이용될 수 있으며, 상기 알루미늄 박판이라는 용어는 알루미늄 포일(foil)과 알루미늄 필름(film)을 총칭하는 용어로 사용된다.

상기 금속박판(30)은 차후 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)에서 음전극부재로서 전압이 인가되게 되며, 알루미늄 박판이나 구리 박판과 같이 연신율과 전기전도성이 우수한 박판이 이용될 수 있다.

상기 금속박판들(20)(30)은 5㎛ 내지 30㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 금속박판들(20)(30)의 두께가 5㎛ 이하인 경우에는 기계적으로 박판제작이 어렵게 되고, 두께가 30㎛ 이상인 경우에는 금속박판이 가열된 상태에서 유리기재에 접합되었다가 이후 냉각되는 과정에서 유리기재를 파손시킬 우려가 있고, 또 금속박판이 유리기재에 기포나 부풀음의 발생없이 균일하게 접착되도록 하기도 어려움이 있다.

도 9는 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금속박판 신장단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 금속박판 신장단계(S60)는 유리기재 카트리지(1)의 몸체(3) 내부에 신장용 공기통로(7)가 구비되어 있는 경우에 수행되며, 상기 신장용 공기통로(7)가 구비되어 있지 않은 경우에는 후술하는 금속박판 밀착단계(S30)가 바로 수행되게 된다.

상기 금속박판 신장단계(S60)에서는 도 9에 도시된 것처럼, 위 금속박판 배치단계(S20)에서 몸체(3)의 상측 수평부(23) 및 하측 수평부(24)에 각각 배치된 금속박판(20)과 금속박판(30)을 상측 신장용 흡착공(11) 및 하측 신장용 흡착공(13)에 의해 진공흡착하여 각각 바깥쪽으로 팽팽하게 당겨지도록 하며, 이러한 상태에서는 몸체(3)의 상측 수평부(23)에는 금속박판(20)이 밀착되고, 하측 수평부(24)에 는 금속박판(30)이 밀착되게 되는데, 이를 위해, 진공압관(4b)을 통해 외부 진공통로(7)에 연결된 외부의 진공펌프를 가동시켜 상하측 신장용 흡착공(11,13)에 진공부압을 걸어 주며, 이때, 진공도는 금속박판들(20)(30)을 신장시키는데 필요한 정 도의 100 내지 10^-2torr 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금속박판 밀착단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 금속박판 밀착단계(S30)에서는 위 금속박판 배치단계(S20)에서 유리기재(10) 상측면(10a)에 배치된 금속박판(20)과 하측면(10b)에 배치된 금속박판(30)을 유리기재(10)의 양면에 각각 밀착시키게 되는데, 이를 위해 도 9에 도시된 금속박판(20)과 유리기재(10) 사이의 공간(A) 및 금속박판(30)과 유리기재(10) 사이의 공간(B)의 공기를 상기 밀착용 흡착공(9)과 상기 밀착용 공기통로(5)를 통하여 배기시키게 되면, 도 11의 화살표에서 보는 바와 같이 상기 공간(A)과 공간(B) 내부의 공기가 유리기재(10)와 유리기재 카트리지(1)의 틈새 사이로 배기되면서 도 12에 도시된 것처럼 금속박판(20)은 유리기재(10)의 일면(10a)에, 금속박판(30)은 유리기재(10)의 타면(10b)에 각각 밀착되게 된다. 이를 위해, 진공압관(4a)을 통해 밀착용 공기통로(5)에 연결된 외부의 진공펌프를 가동시켜 밀착용 흡착공(9)에 진공부압을 걸어 준다. 이에 따라, 금속박판(20,30)이 상하측 신장용 흡착공(11,13)에 걸린 진공부압에 의해 바깥쪽으로 팽팽하게 당겨진 상태에서 밀착용 흡착공(9)에 걸린 진공부압에 의해 유리기재(10)의 중심으로부터 주변부로 퍼져나가는 방향으로 유리기재(10)의 상측 및 하측면(10a,10b)에 밀착되므로 밀착 후 유리기재(10)와 금속박판(20,30) 사이에 기포가 포집되거나 금속박판(20,30)에 접힘이 발생되지 않게 된다.

이때, 유리기재 카트리지(1)의 몸체(3)의 내부에 밀착용 공기통로(5)와 연통되는 보조 신장용 흡착공(15,17)가 구비되어 있는 경우에는 상기 보조 신장용 흡착공(15,17)을 통해서 진공부압이 부가될 때, 도 12에 도시된 것처럼 금속박판들(20)(30)이 보조 신장용 흡착공(15,17)의 흡착홈(29)의 곡면을 따라 빨려 들어가게 되므로 금속박판들(20)(30)이 더욱 팽팽한 상태로 당겨질 수 있게 된다. 이에 따라 대면적을 가진 유리기재(10)의 표면 전체에 걸쳐 금속박판(20)(30)에 대해 대기압에 의한 가압력을 균일하게 유지하여 양질의 유리패널 전극을 제조할 수 있는 조건을 제공한다.

도 13은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금속박판 접합단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)에서는 위 금속박판 밀착단계(S30)에서 유리기재(10) 상면(10a)에 밀착된 금속박판(20)을 유리기재(10) 상에 접합하게 되는데, 이를 위해 상기 유리기재(10)가 소정온도로 유지되게 한 상태에서, 도 13에 도시된 것처럼 상기 금속박판 밀착단계(S30)에서 상기 유리기재(10) 일면(10a)에 밀착된 상기 금속박판(20)을 양극으로 하고 상기 타면(10b)에 밀착된 상기 금속박판(30)을 음극으로 하여 상기 금속박판(20)과 상기 금속박판(30) 사이에 직류전압을 인가하여 유리기재(10)의 상면(10a)과 금속박판(20)의 저면이 서로 접합된다. 이때, 유리기재(10) 하측면(10b)으로 석출된 나트륨 양이온(Na⁺)과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온은 추후 물 등으로 제거하면 된다. 그런데, 위의 금속박판 접합단계(S40)에서 금속박판(30)은 전면적에 걸쳐서 진공흡착에 의하여 유리기재(10)의 하면(10a)와 치밀하게 밀착이 되게 되므로 유리기재(10)와 상기 금속박판(30)은 균일한 전기접촉이 이루어지게 되므로 차후 제조되는 유리패널 전극의 품질이 크게 향상시킬 수 있게 된다.

여기서 본 발명에서 제공하는 적절한 양극반응의 공정변수로서 접합온도는 100℃ 내지 500℃, 접합시간은 1분 내지 2시간, 접합전압은 150V 내지 1500V가 바람직한데, 접합온도는 가열 및 냉각 시간이 길어지고 유리기재가 연화될 수 있기 때문에 500℃를 넘지 않도록 하고, 접합시간은 길수록 알루미늄 막의 접합도가 높아지므로 공정시간이 허용하는 한 길게 유지하는 것이 바람직하며, 접합전압은 유리의 절연 내전압(breakdown voltage)을 고려하여 1500V를 넘지 않도록 한다. 더욱 바람직하게는 접합온도는 150℃ 내지 300℃, 접합시간은 5분 내지 30분, 접합전압은 500V 내지 1000V 범위이다.

도 14는 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 전극 형성단계를 설명하기 위한 도면이다.

상기 전극 형성단계(S50)에서는 도 14에 도시된 바와 같이, 유리기재(10)에 접합된 접합용 알루미늄 박막(20')을 패터닝하여 유리기재(10) 위에 유리패널 전극(20")을 형성하게 되는데, 그 구체적인 공정은 본 발명의 출원 전에 이미 공지된 방법을 이용하는 것이므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략하기로 하며, 그 개략적인 일예로서는 유리기재(10)에 접합된 금속박막(20')의 표면에 감광성 레지스트(photoresist)를 코팅하고, 서스테인 전극 또는 어드레스 전극의 형상으로 노광 현상하여 에칭 보호 패턴막을 형성하고, 이렇게 준비된 시료를 에칭용액을 이용하여 감광성 레지스트에 보호되지 않는 부분에 대해 화학적 에칭에 의해 제거함으로써 유리패널 전극(20") 패턴을 형성하여 PDP패널 등의 전면판 또는 후면판으로 제작하게 된다.

도 15는 다수의 유리기재 카트리지를 가열챔버에 수용하여 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 15를 참조하면, 다수의 유리기재 카트리지(1)가 고정지그(50)에 고정장착된 상태에서 가열챔버(70) 내부에 수용되어 있다.

상기 고정지그(50)는 복수의 유리기재 카트리지(1)를 동시에 착탈 가능하게 고정하도록 되어 있는 바, 유리기재 카트리지(1)에 의해 정보 디스플레이용 유리패널 전극을 제조할 때 복수의 유리기재 카트리지(1)를 동시에 착탈 가능하게 고정하여 유리패널 전극의 대량 생산을 가능하게 하는 장치로서, 다양한 구조의 것이 적용될 수 있다. 도시된 것처럼 고정지그(50)는 장착브래킷(31)에 의해 복수의 유리기재 카트리지(1)를 비스듬히 기운 상태로 중첩 배열하여 착탈 가능하게 지지할 수 있도록 되어 있으며, 도시되어 있지 않지만 내부에 고정된 각각의 유리기재 카트리지(1)로 진공펌프를 연결하도록 되어 있다.

상기 가열챔버(70)는 고정지그(50)에 고정되는 복수의 유리기재 카트리지(1)를 동시에 가열할 수 있도록 고정지그(50)를 둘러싸고 있는 가열수단으로서, 도 15에 도시된 바와 같이 고정지그(50)를 통해 유리기재 카트리지(1)를 내부에 장전하여 가열하도록 고정지그(50)를 둘러싸고 있으며, 고정지그(50)에 지지된 유리기재 카트리지(1)에 걸쳐지는 유리기재(10)와 유리기재(10) 위에 배치되는 금속박판(20)과 금속박판(30)을 가열하는 역할을 하는데, 이때, 가열챔버(70)는 내부의 온도를 전체적으로 높여 유리기재(10) 및 금속박판(20)(30)을 가열하게 되므로 균일한 가열이 이루어지도록 할 수가 있다.

도 1은 종래 정보 디스플레이 소자의 구조를 개략적으로 도시한 단면 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 전면 유리패널 구조의 개략 정단면도.

도 3은 유리기재 위에 알루미늄 박판을 접합하는 종래의 양극접합에 의한 전극제조방법을 예시한 개략 정면도.

도 4는 본 발명의 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에 사용되는 유리기재 카트리지의 평면도이다.

도 5는 도 4의 I-I선의 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 유리기재와 금속박판 사이의 공간에서 공기가 배기되는 상태를 설명하는 도면이다.

도 11은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금속박판 밀착단계를 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 본 발명에 따른 유리기재 카트리지에 신장용 보조흡착공이 구비된 금속박판 밀착단계를 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 본 발명에 따른 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법에서 금 속박판 접합단계를 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 유리기재 카트리지 3 ; 몸체

4 ; 내측부 5 ; 밀착용 공기통로

7 ; 신장용 공기통로 9 ; 밀착용 흡착공

10 ; 유리기재 11, 13 ; 상측 및 하측 신장용 흡착공

15, 17 ; 상측 및 하측 신장용 보조흡착공

20 ; 금속박판 21, 22 ; 상하측 경사면

25 ; 안착턱 27, 29 ; 흡착홈

30 ; 금속박판 39 ; 자석

41 ; 고정스트랩 50 ; 고정지그

70 ; 가열챔버

Claims

중앙에 관통부가 형성된 몸체(3)와, 상기 몸체(3) 내에 형성된 밀착용 공기통로(5)를 구비한 유리기재 카트리지(1) 상에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 원소가 포함된 유리기재(10)의 양면이 동시에 노출되도록 유리기재(10)를 안치하는 유리기재 안치단계(S10);

상기 유리기재 안치단계(S10)에서 안치된 유리기재(10)를 사이에 두고 상기 유리기재 카트리지(1)의 일면에 금속박판(20)을, 상기 유리기재 카트리지(1)의 타면에 금속박판(30)을 각각 배치하는 금속박판 배치단계(S20);

상기 금속박판 배치단계(S20)에서 배치된 상기 금속박판(20)과 상기 유리기재(10) 사이의 공간(A) 및 상기 금속박판(30)과 상기 유리기재(10) 사이의 공간(B)을 진공상태로 유지함으로써 상기 금속박판(20)을 상기 유리기재(10)의 일면(10a)에, 상기 금속박판(30)을 상기 유리기재(10)의 타면(10b)에 각각 밀착시키는 금속박판 밀착단계(S30);

상기 유리기재(10)가 100℃ 내지 500℃의 온도로 유지되게 한 상태에서, 상기 금속박판 밀착단계(S30)에서 상기 유리기재(10)의 일면(10a)에 밀착된 상기 금속박판(20)을 양극으로 하고 상기 유리기재(10)의 타면(10b)에 밀착된 상기 금속박판(30)을 음극으로 하여 상기 금속박판(20)과 상기 금속박판(30) 사이에 직류전압을 인가함으로써, 상기 유리기재(10)와 상기 금속박판(20)이 서로 접합되도록 하는 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40); 및

상기 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)에서 상기 유리기재(10)에 접합된 피막(20')을 패터닝하여 상기 유리기재(10) 일측면(10a) 상에 전극(20")을 형성하는 전극 형성단계(S50);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유리기재 카트리지(1)의 내부에 형성한 밀착용 공기통로(5)는,

상기 공간(A,B)의 공기를 외부로 배출시켜 상기 금속박판(20)과 상기 금속박판(30)을 유리기재(10)에 밀착시키도록 하기 위하여 상기 유리기재 카트리지(1)의 내주면에 개구된 다수의 밀착용 흡착공(9)과 연통되는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제2항에 있어서,

상기 유리기재 카트리지(1)의 내부에 형성한 밀착용 공기통로(5)는,

상기 밀착용 흡착공(9)과 이격져서 상기 유리기재 카트리지(1)에 형성되어 상기 금속박판(20)과 상기 금속박판(30)이 상기 유리기재 카트리지(1) 상에 잡아 당겨져서 신장되도록 하기 위한 다수의 보조 신장용 흡착공(15)과 연통되는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 금속박판 배치단계(S20)와 상기 금속박판 밀착단계(S30) 사이에는,

상기 유리기재 카트리지(1)에 상기 밀착용 공기통로(5)와 연통되지 않도록 형성된 신장용 공기통로(7)에 작용되는 진공부압에 의해 상기 금속박판(20)과 금속박판(30)이 각각 상기 유리기재 카트리지(1) 상에서 바깥측으로 잡아 당겨지도록 하는 금속박판 신장단계(S60)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 금속박판(20)은 두께 5㎛ 내지 30㎛의 알루미늄 박판이고, 상기 금속박판(30)은 두께 5㎛ 내지 30㎛의 알루미늄 박판 또는 구리 박판인 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유리패널 전극용 금속박판 접합단계(S40)에서, 상기 유리기재(10)의 소정온도는 150℃ 내지 300℃의 범위이고 상기 금속박판(20)과 상기 금속박판(30) 사이에 인가되는 직류전압은 500V 내지 1000V인 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유리기재 카트리지(1)는,

중앙에 관통부가 형성되어 있고, 내측을 향하여 테이퍼진 일측 및 타측 경사 면(21,22)을 갖는 몸체(3);

상기 몸체(3)의 내부에 둘레방향으로 관통 형성되어 외부에서 가해지는 진공부압이 작용하도록 되어 있는 밀착용 공기통로(5); 및

상기 몸체(3)의 내주면 상에 놓이는 유리기재(10)와 상기 몸체(3)의 일측면(23) 상에 배치되는 금속박판(20) 사이에서 상기 몸체(3)의 내주면 상에 개구되어 상기 밀착용 공기통로(5)로 연결되어 있는 밀착용 흡착공(9);으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유리기재 카트리지(1)는 가열챔버(70) 내부에 수용되어 있고, 상기 유리기재 카트리지(1)에 안착되는 유리기재(10)는 가열챔버(70) 내부의 온도에 의해서 100℃ 내지 500℃의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널의 전극제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 정보 디스플레이용 유리패널.