KR101578073B1 - 기밀 밀봉 방법 및 기밀 밀봉된 기판 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기밀 밀봉 방법 및 기밀 밀봉된 기판 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글라스 프릿 페이스트에 의해 두 기판 사이의 공간을 기밀하게 밀봉하는 기밀 밀봉 방법 및 이에 의해 제조된 기판 패키지에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 제 1 기판 및 상기 제 1 기판보다 크기가 작은 제 2 기판을 준비하는 기판 준비단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 서로 대향하게 배치하고, 글라스 프릿 페이스트가 상기 제 1 기판의 상면 테두리 및 상기 제 2 기판의 측면에 접착되도록 상기 글라스 프릿 페이스트를 도포하는 글라스 프릿 페이스트 도포단계; 및 도포된 글라스 프릿 페이스트에 레이저를 조사하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 공간을 기밀 밀봉하는 레이저 조사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 기밀 밀봉 방법 및 기밀 밀봉된 기판 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글라스 프릿 페이스트에 의해 두 기판 사이의 공간을 기밀하게 밀봉하는 기밀 밀봉 방법 및 이에 의해 제조된 기판 패키지에 관한 것이다.
수분 내지 산소 등과 같은 외부 환경에 민감한 디바이스는 외부 환경으로부터 디바이스를 보호하기 위해 기밀 밀봉된다. 특히, 넓은 시야각, 우수한 콘트라스트, 빠른 응답속도 등의 장점을 가져 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있는 유기 전계 발광표시장치(OLED)는 수분 및 산소에 의해 전극 및 유기층들이 열화되는 것을 방지하기 위해 기밀 밀봉되고 있다.
또한, 건축물의 창호로 사용되며 우수한 단열 성능을 갖는 복층 유리의 경우도 진공을 유지하기 위해 기밀 밀봉된다.
이와 같은, 기밀 밀봉은 일반적으로 두 기판 중 적어도 어느 하나의 테두리부에 페이스트를 도포한 후 두 기판을 접합함으로써 이루어진다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0041438호에는 프릿을 바 형태로 가공하여 제 1 판유리와 제 2 판유리 사이에 배치한 후, 열처리를 통해 제 1 판유리와 제 2 판유리를 기밀 밀봉하는 방법이 개시되어 있으나, 이와 같은 방법은 고온 진공 챔버를 필요로 하며, 또한 제 1 판유리와 제 2 판유리를 고정하기 위해 클램프를 사용하는 경우 균일한 접합면의 형성이 어려워 진공 형성 시 불량률이 증가하는 문제를 가진다.
그리고, 대한민국 공개특허 제10-2006-0005369호에는 레이저를 이용하여 프릿을 가열하고 연화함으로써, 첫번째 기판 플레이트와 두번째 기판 플레이트를 기밀하는 방법이 개시되어 있다. 여기서, 레이저는 첫번째 기판 플레이트 또는 두번째 기판 플레이트를 통과한 후 프릿을 가열하고 연화하는데, 이 경우 레이저가 기판 플레이트에 의해 굴절 및 흡수되어 프릿에 정확한 에너지를 공급할 수 없어 프릿과 기판 플레이트가 충분히 접합되지 않는 문제를 발생한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 이격된 두 기판에 의해 형성되는 공간을 기밀하게 밀봉하기 위한 글라스 프릿 페이스트와 기판과의 접합력을 향상시킬 수 있는 기밀 밀봉 방법 및 이에 의해 제조된 기판 패키지를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제 1 기판 및 상기 제 1 기판보다 크기가 작은 제 2 기판을 준비하는 기판 준비단계; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 서로 대향하게 배치하고, 글라스 프릿 페이스트가 상기 제 1 기판의 상면 테두리 및 상기 제 2 기판의 측면에 접착되도록 상기 글라스 프릿 페이스트를 도포하는 글라스 프릿 페이스트 도포단계; 및 도포된 글라스 프릿 페이스트에 레이저를 조사하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 공간을 기밀 밀봉하는 레이저 조사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법을 제공한다.
상기 레이저 조사단계는 상기 글라스 프릿 페이스트에 상기 레이저를 직접 조사될 수 있으며, 바람직하게는 상기 제 2 기판 측에서 상기 제 1 기판 측 방향으로 조사될 것이다.
그리고, 상기 글라스 프릿 페이스트는 V2O5, 탄소 분말, 및 탄소 나노튜브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나에는 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 일정 간격을 유지하도록 하는 스페이서가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 글라스 프릿 페이스트의 열팽창 계수는 80 ~ 90*10-7/℃인 것이 바람직하다.
상기 레이저는 CO2 레이저일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법은 상기 레이저 조사단계 후 상기 글라스 프릿 페이스트의 외부를 에폭시 또는 아크릴계 수지로 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제 1 기판; 상기 제 1 기판보다 크기가 작은 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판의 상면 테두리와 상기 제 2 기판의 측면에 접착되어 형성되며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 기밀 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉된 기판 패키지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 글라스 프릿 페이스트의 접착력 향상 및 레이저에 의한 기판 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법의 개략적인 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법에 의해 제조되는 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 단면도.
도 3은 레이저가 조사된 본 발명에 따른 글라스 프릿 페이스트의 높이를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법에 의해 제조되는 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 단면도.
도 3은 레이저가 조사된 본 발명에 따른 글라스 프릿 페이스트의 높이를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 사시도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 기밀 밀봉 방법 및 기밀 밀봉된 기판 패키지에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법의 개략적인 흐름도이고, 도 2는 이와 같은 방법에 의해 제조되는 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법은 서로 이격되게 배치된 두 기판이 외부의 수분 및 공기로부터 차단된 내부 공간을 형성하도록 글라스 프릿 페이스트를 이용하여 기밀 밀봉하는 방법으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 준비단계(S100), 글라스 프릿 페이스트 도포단계(S200), 및 레이저 조사단계(S300)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따라 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이에 형성되는 공간을 기밀 밀봉하기 위해서는, 우선 제 1 기판(110)과 제 1 기판(110)보다 크기가 작은 제 2 기판(120)을 준비한다.
제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 글라스 프릿 페이스트(130)에 접착되어 기밀 밀봉된 내부 공간을 형성하는 기판으로서, 제 2 기판(120)은 제 1 기판(110)보다 작은 크기(면적)를 가진다.
제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 유리 기판일 수 있다. 바람직하게, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 소다라임(soda-lime)계 유리 기판일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 열강화 또는 화학강화된 유리기판일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 구애될 것은 아니며, 플라스틱 재질의 기판도 사용 가능할 것이다.
본 발명에 따른 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 0.5㎜ 이상, 더 나아가 3㎜ 이상의 두께를 갖는 기판이어도 무방하다.
한편, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 중 적어도 어느 하나에는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 소정 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 스페이서(spacer)가 형성될 수 있다. 즉, 기밀 밀봉에 의해 진공 상태의 내부 공간을 형성하는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 경우, 시간이 경과함에 따라 내·외부 압력 차에 의해 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 서로 접촉될 수 있는데, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 중 적어도 어느 하나에 스페이서를 형성시킴으로써 이와 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 스페이서는 제 1 기판과 제 2 기판이 이격된 거리만큼의 높이를 가지며, 제 1 기판(110)에 형성되는 스페이서는 제 2 기판(120)과 대향하는 면에 형성되고, 제 2 기판(120)에 형성되는 스페이서는 제 1 기판(110)과 대향하는 면에 형성된다. 스페이서는 하나 이상일 수 있으며, 투명도 내지 굴절률 조절을 위해 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과 같은 재질로 이루어질 있다.
이후, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)을 서로 대향하게 배치하고, 글라스 프릿 페이스트(130)가 제 1 기판(110)의 상면 테두리 및 제 2 기판(120)의 측면에 접착되도록 글라스 프릿 페이스트(130)를 도포한다(S200).
제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 서로 대향되며 단차를 갖도록 배치된다. 바람직하게, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 중심점은 동일선 상에 위치할 것이다.
글라스 프릿 페이스트(130)는 제 1 기판(110)의 상면 테두리 및 제 2 기판(120)의 측면에 접착되도록 도포된다. 본 발명에 따른 제 1 기판(110)이 제 2 기판(120)보다 크기가 크므로 글라스 프릿 페이스트(130)를 이와 같이 도포할 수 있다. 여기서, 상면은 제 2 기판(120)과 대향하는 제 1 기판(110)의 일면을 의미한다.
본 발명에 사용되는 글라스 프릿 페이스트(130)는 저융점 글라스 프릿에 에스테르 알코올과 에틸셀룰로오스 바인더가 혼합된 비히클(vehicle)을 혼합시킴으로써 제조할 수 있다. 글라스 프릿 페이스트(130)를 이와 같이 제조함으로써, 별도의 소성 공정 등이 없이도 글라스 프릿 페이스트(130)를 상온에서 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)에 접착시킬 수 있다.
글라스 프릿 페이스트(130)에는 V2O5, 탄소 분말(carbon powder), 및 탄소 나노튜브(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 이와 같은 성분 물질들은 레이저를 매우 잘 흡수하여 글라스 프릿 페이스트(130)가 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)에 보다 잘 부착되도록 한다.
또한, 글라스 프릿 페이스트(130)에는 분산제, 안정제, 계면활성제 등이 추가적으로 혼합될 수 있다.
한편, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)이 유리 기판인 경우 글라스 프릿 페이스트(130)는 유리와 유사한 80 ~ 90*10-7/℃의 열팽창 계수를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 글라스 프릿 페이스트(130)는 레이저의 파장, 예를 들어 810㎚,을 잘 흡수할수록 바람직하다. 그리고, 글라스 프릿 페이스트(130)는 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 연화 연도보다 낮거나 적어도 동일한 연화 온도를 갖고, 화학 물질 내지 물에 대한 높은 내구성을 갖는 것이 바람직하다.
글라스 프릿 페이스트(130)는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 이격된 거리와 제 2 기판(120)의 두께의 합만큼의 두께로 도포될 수 있다. 그리고, 글라스 프릿 페이스트(130)의 도포 두께는 글라스 프릿 페이스트(130)에 포함된 글라스 프릿의 양 및 입도 등에 의해 조절될 수 있다.
도 3은 레이저가 조사된 본 발명에 따른 글라스 프릿 페이스트의 높이를 나타낸 그래프이다.
마지막으로, 글라스 프릿 페이스트(130)에 레이저를 조사함으로써, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이에 형성된 공간을 기밀 밀봉한다(S300).
레이저를 글라스 프릿 페이스트(130)에 조사하면 글라스 프릿 페이스트(130)는 가열되어 연화된다. 이후 냉각되는 과정을 통해 글라스 프릿 페이스트(130)는 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 사이의 공간은 기밀 밀봉된다.
여기서, 레이저는 CO2 레이저일 수 있다.
바람직하게, 레이저는 글라스 프릿 페이스트(130)에 직접 조사될 것이다.
이와 같이, 레이저를 글라스 프릿 페이스트(130)에 직접 조사함으로써, 글라스 프릿 페이스트(130)의 접착력 향상 및 레이저에 의한 기판 파손을 방지할 수 있다. 즉, 종래와 같이 레이저가 제 1 기판 또는 제 2 기판을 통과한 후 글라스 프릿 페이스트에 조사되는 경우, 제 1 기판 또는 제 2 기판에 의한 흡수 내지 산란에 의해 레이저가 글라스 프릿에 에너지를 모두 공급할 수 없고, 또한 제 1 기판 또는 제 2 기판도 파손하게 된다. 그러나, 본 발명의 경우는 레이저를 글라스 프릿 페이스트에 직접 조사함으로써 이와 같은 문제가 발생하는 것을 방지한다.
더욱 바람직하게, 레이저는 제 2 기판(120) 측에서 제 1 기판(110) 측 방향으로 조사될 것이다.
이와 같은 레이저 조사는 제 2 기판(120)이 제 1 기판(110)보다 크기가 작으며, 글라스 프릿 페이스트(130)가 제 2 기판(120)의 측면에 접착되도록 도포되기 때문에 가능하다. 레이저를 제 2 기판(120) 측에서 제 1 기판(110) 측 방향으로 조사함으로써, 즉 제 2 기판(120) 측에서 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 주평면에 대해 수직한 방향으로 레이저를 조사함으로써, 기밀 밀봉된 내부 공간에 형성될 수 있는 유기층과 같은 기능층들이 레이저에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법은 레이저 조사단계(S300) 후 글라스 프릿 페이스트의 외부를 에폭시 또는 아크릴계 수지로 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 글라스 프릿 페이스트의 외부를 에폭시 또는 아크릴계 수지로 도포함으로써, 기밀 밀봉의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기밀 밀봉 방법은 진공 챔버에서 수행될 수 있으나, 반드시 이로 한정되는 것은 아니다. 진공 챔버에서 수행되지 않을 경우, 구멍이 형성된 제 1 기판 또는 제 2 기판을 글라스 프릿 페이스트로 접착한 후 구멍을 통해 내부 공기를 흡입하고 이를 밀폐함으로써 진공 상태의 내부 공간을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 기밀 밀봉된 기판 패키지의 개략적인 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기밀 밀봉된 기판 패키지는 제 1 기판(210), 제 2 기판(220), 및 밀봉부(230)를 포함하여 이루어진다.
제 1 기판(210) 및 제 2 기판(220)은 상술한 기밀 밀봉 방법에서 설명한 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과 동일하므로 이의 설명은 생략한다.
밀봉부(230)는 제 1 기판(210)의 상면 테두리와 제 2 기판(220)의 측면에 접착되어 형성되며, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이의 공간을 기밀 밀봉한다.
이와 같은 밀봉부(230)는 상술한 기밀 밀봉 방법에서 설명한 바와 같이 제 1 기판(210)의 상면 테두리 및 상기 제 2 기판(220)의 측면에 접착되도록 도포된 글라스 프릿 페이스트에 레이저를 조사함으로써 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110, 210: 제 1 기판
120, 220: 제 2 기판
130: 글라스 프릿 페이스트
140: 밀봉부
120, 220: 제 2 기판
130: 글라스 프릿 페이스트
140: 밀봉부
Claims (9)
- 제 1 기판 및 상기 제 1 기판보다 크기가 작은 제 2 기판을 준비하는 기판 준비단계;
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 서로 대향하게 배치하고, 글라스 프릿 페이스트가 상기 제 1 기판의 상면 테두리 및 상기 제 2 기판의 측면에 접착되도록 상기 글라스 프릿 페이스트를 도포하는 글라스 프릿 페이스트 도포단계; 및
도포된 글라스 프릿 페이스트에 레이저를 조사하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 공간을 기밀 밀봉하는 레이저 조사단계;
를 포함하고,
상기 레이저 조사단계는 상기 글라스 프릿 페이스트에 상기 레이저를 직접 조사하되,
상기 레이저는 CO2 레이저로, 상기 제 2 기판 측에서 상기 제 1 기판의 주평면에 대해 수직한 방향으로 상기 글라스 프릿 페이스트를 향해 조사되고,
상기 레이저 조사단계 후 상기 글라스 프릿 페이스트의 외부를 에폭시 또는 아크릴계 수지로 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 글라스 프릿 페이스트는 V2O5, 탄소 분말, 및 탄소 나노튜브 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 어느 하나에는 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판이 일정 간격을 유지하도록 하는 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 글라스 프릿 페이스트의 열팽창 계수는 80 ~ 90*10-7/℃인 것을 특징으로 하는 기밀 밀봉 방법.
- 삭제
- 삭제
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