KR19990043895A - 평판표시장치 및 그 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시장치 및 그 형성방법에 관한 것으로, 평판 디스플레이의 하부기판과 상부기판 사이의 셀갭에 스페이서가 구비되되, 상기 스페이서가 하부기판에 정렬되어 프릿 글라스나 정전접합제로 고정되어 구비됨으로써 형광층과 캐소드층의 손상없이 셀갭을 조절할 수 있도록 할 수 있도록 하는 기술이다.

Description

평판표시장치 및 그 형성방법

본 발명은 평판표시장치 및 그 형성방법에 관한 것으로, 특히 평탄 디스플레이의 셀갭을 유지하기 위한 스페이서의 형성공정시 기판 상부의 구조물이 손상되는 것을 방지하고 그에 따른 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

전계방출소자는, 팁의 날카로운 부분에 전계가 집중되는 현상을 이용하여 비교적 낮은 전압, 예를 들어 5∼10 V 정도의 전압을 인가하여 금속 또는 도체에 약 5×10⁷V/㎝ 정도의 높은 전기장이 인가되도록 함으로써 전자들이 고체로부터 진공정밖으로 양자역학적인 터널링을 통해 튀어나오게 하여 맞은 편의 후면 전극에 인가된 전압에 의하여 가속되어 전극위에 형서된 형광층을 때려 발광시킴으로써 영상을 표시하는 디스플레이 소자로서, 상기 FED 는 CRT의 고선명성과 액정표시장치 ( liquid crystal display; 이하 LCD 라 칭함 ) 의 경박형의 장점을 모두 갖추고 있어 차세대 표시장치로서 주목받고 있다.

특히, FED는 경박형의 제작이 가능할 뿐만 아니라, LCD의 결정적인 단점인 공정수율, 제조단가 및 대형화의 문제점들을 해결할 수 있다. 즉, LCD는 하나의 단위화소라도 불량이 발생되면 제품전체가 불량 처리되지만, FED는 하나의 화소 그룹에 그보다 작은 다수개의 단위화소들이 형성되어 있어 한 두개의 단위화소에 불량이 발생하여도 화소 그룹의 동작에는 이상이 없어 제품 전체의 수율이 향상된다. 또한 FED는 LCD에 비해 구조가 간단하고, 소비전력이 작아 단가가 낮고, 휴대형 표시장치에 적합한 등의 이점이 있다.

초기의 FED는 공동에 의해 외부로 노출되어 있으며, 날카로운 부분을 갖는 원뿔형 에미터(캐소드)와, 상기 에미터의 양측에 정렬되어 있는 게이트와 상기 게이트와 일정간격 이격되어 있는 애노드(Anode)로 구성되며, 각각은 CRT 의 캐소드, 게이트 및 애노드와 대응된다.

여기서, 상기 FED 는 형광층과 투명전극이 형성되는 상부기판 ( 이하에서 "상판"이라 함 ) 과 FEA가 형성되는 하부기판 ( 이하에서 "하판" 이라 함 ) 의 셀갭을 유지하기 위하여 스페이서 형성공정을 실시하고, 상기 상부기판과 하부기판의 끝부분을 실링하여 밀봉시킨다.

이때, 상기 FED 용 스페이서는 상판과 하판의 간격이 150 ∼ 2000 ㎛ 가 되게 유지해 주어야 하며, 이를 만족시키기 위해서 인쇄법, 스페이서용 미세 입자를 기판위에 뿌려 형성하는 방법, 또는 스페이서용 물질을 기판 상부에 적정높이 형성하고 이를 패터닝하여 형성하는 방법 등이 있다.

그러나, 상기 인쇄법은 기존의 PDP 에서 사용되고 있는 격볍형성방법을 응용하여 실시할 수 있으나 좁은 폭으로서 300 ㎛ 정도 높이의 스페이서를 형성하기 어렵고, 스페이서용 미세입자를 기판위에 뿌려 형성하는 방법은 고밀도의 패널 제작이 어렵고 이를 패널전체에 뿌리는 경우는 캐소드 팁들을 손상시킬 수 있으며, 스페이서용 물질을 기판 상부에 적정 높이 전면에 형성하고 이를 식각하는 경우는 고밀도의 패터닝공정은 가능하나 물질선정과 공정 프로세스가 어렵다.

도 1a 내지 도 1c 는 종래기술에 따른 평판표시장치의 형성방법을 도시한 것으로, 격벽형성방법을 이용한 예를 도시한 것이다. 그리고, 도 1a 는 상판과 하판 사이에 스페이서가 형성된 FED의 단면도이고, 도 1b 및 도 1c 는 프릿 글라스 ( frit glass ) 가 구비된 상판의 단면도 및 평면도를 도시한다.

먼저, 하부기판(3)의 예정된 부분에 프릿 글라스(4)를 인쇄한다. 그리고, 상기 프릿 글라스(4)를 350 ℃ 정도의 온도에서 프리베이킹 ( prebaking ) 하여 내부에 함유된 유제와 바인더를 제거한다.

그 다음에, 하판(3) 상부에 홈(20)이 형성된 하드마스크(2)를 상기 프릿 글라스(4)에 정렬시켜 고정시킨다. 이때, 상기 하드마스크(2)는, 평탄도가 우수하며 열에 잘 휘지않는 재료를 이용하되, 끝부분은 순간 접착제로 고정된다.

그리고, 상기 홈(20)을 통하여 상기 하판(3)에 형성된 본딩용 프릿 글라스(4)에 정렬되도록 스페이서(1)를 상기 홈(20)에 삽입한다.

그 다음에, 상기 스페이서(1) 본딩용 판넬(5)을 상기 스페이서(1)가 구비된 하판 상부에 형성한다. 이때, 상기 본딩용 판넬(5)은 세라믹과 같이 평탄도가 우수하며 열에 잘 휘지 않는 특성을 물질을 사용한다.

그리고, 상기 하판(3)과 본딩용 판넬(5)을 집게와 같은 물건으로 압력을 가해주어 상기 스페이서(1)가 상기 하판(3)에 형성된 프릿 글라스(4) 부분에 접착되도록 한다. (도 1a)

그 다음, 상기 본딩용 판넬(5)과 하드 마스크(2)를 제거하고, 스페이서(1)가 고정된 하판(3) 상부에 프릿 글라스(14)가 인쇄된 상판(15)을 정렬하여 접착함으로써 FED를 형성한다. 이때, 상기 상판(15)은 상기 프릿 글라스(14)가 구비되지않을 수도 있다. (도 1b, 도 1c)

여기서, 캐소드와 게이트전극이 구비된 기판을 하판으로 하고, 애노드가 구비된 기판을 상판으로 하거나, 이와 반대로 캐소드 전극과 게이트전극이 구비된 기판을 상판으로 하고, 애노드가 구비된 기판을 하판으로 할 수도 있다.

상기한 바와 같이 종래기술에 따른 평판표시장치의 형성방법은, 낮은 셀갭으로 인하여 고휘도와 고발광효율을 갖는 패널을 형성하기 위해 높은 전압을 상,하판에 인가하기 어렵고, 스페이서의 접착공정시 형광층이나 캐소드층이 손상될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 상판과 하판의 셀갭을 증가시키고 끝부분에 지지대를 형성하여 형광체와 캐소드 전극의 손상을 방지할 수 있는 평판표시장치의 및 그 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1c 는 종래기술에 따른 평판표시장치의 형성방법을 도시한 단면도 및 평면도.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치의 형성방법을 도시한 단면도 및 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스페이서 2 : 하드마스크

3 : 하부기판, 하판 4,14 : 프릿 글라스

5 : 본딩용 기판 6 : 프릿 프리폼

7 : 순간 접착제 15 : 상부기판, 상판

20 : 홈

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 평판표시장치는,

평판 디스플레이의 하부기판과 상부기판 사이의 셀갭에 스페이서가 구비되되, 상기 스페이서가 하부기판과의 계면에 프릿 글라스로 고정되어 구비되는 것과,

상기 스페이서는 바아형 ( bar type ) 으로 정렬되어 구비되는 것과,

상기 스페이서는 상기 프릿 글라스 대신에 정전접합제로 고정되는 구비되는 것을 특징으로한다.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 평판표시장치의 형성방법은,

하부기판 상부에 프릿 글라스를 인쇄하는 공정과,

상기 프릿 글라스를 프리베이킹하는 공정과,

상기 하부기판 상부에 홈이 형성되는 하드 마스크를 정렬시켜 고정시키는 공정과,

상기 홈을 통하여 상기 프릿 글라스에 스페이서를 정렬시키는 공정과,

상기 스페이서가 형성된 하부기판 상측에 본딩용 기판을 위치시키고, 알루미늄으로 덮인 프릿 프리폼을 상부기판과 본딩용 기판 사이의 끝부분에 접착시키는 공정과,

상기 상부기판과 하부기판에 외측으로 부터 일정한 압력을 가하며 열처리공정을 실시하여 스페이서를 상기 하부기판에 접착시키는 공정과,

상기 프릿 프리폼을 제거하는 공정과,

상기 하드 마스크를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치의 형성방법을 도시한 단면도 및 평면도를 도시한다.

먼저, 하판(3) 상부에 프릿 글라스(4)를 형성하되, 스페이서가 형성될 위치에 인쇄법으로 형성한다. 이때, 상기 프릿 글라스(4)는 스페이서의 폭보다 좁게 형성한다. 그리고, 상기 프릿 글라스(4) 대신에 정전접착제를 인쇄하고 후속공정으로 전압을 인가하여 스페이서와 접착시킬 수 있다.

그리고, 상기 프릿 글라스(4)을 프리 베이킹하여 상기 프릿 글라스(4) 내부의 유제와 바인더를 제거한다.

그 다음에, 상기 프릿 글라스(4)가 위치한 부분을 노출시키는 홈(20)이 구비된 하드 마스크(2)를 정렬하여 고정시킨다. 이때, 상기 하드 마스크(2)는 열에 대한 특성이 우수하고 평탄도가 우수한 물질로 형성한다.

그리고, 상기 하드 마스크(2)의 홈(20)에 스페이서(1)를 정렬시킨다. 이때, 상기 스페이서(1)는 가능한 기판(3)과 같은 물질을 사용하되, 어려울 때는 열팽창계수가 비슷한 물질로 형성한다. 일반적으로 소다-라임 ( soda-lime ) 이나 포토센시티브 글라스 ( photosensitive glass ) 를 사용한다. 그리고, 상기 스페이서(1)는 바아형으로 형성한다.

그 다음에, 상기 하판(3) 상부에 본딩용 기판(5)을 정렬하여 위치시키고, 알루미늄 호일(7)로 덮인 프릿 프리폼 ( frit preform ) (6)을 이용하여 순간 접착제로 하판(3)과 고정시킨다. 이때, 상기 프릿 프리폼(6)은 프릿 글라스(4) 및 스페이서(1)의 전체두께와 같은 두께로 형성함으로써 정렬 및 프릿 프리폼(6)의 접착을 용이하게 한다.

그리고, 집게와 같은 기구를 이용하여 상기 본딩용 기판(5)과 하판(3)에 일정압력을 가하고, 400 ∼ 500 ℃ 정도의 온도에서 상기 기판(3,5)과 프릿 글라스(4)가 접착되도록 열처리한다. 이때, 상기 열처리공정은 상기 프릿 프리폼(6)에 덮인 순간 접착제는 모두 소실되어 상기 프릿 프리폼(6)을 용이하게 제거할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 열처리공정은, 일정압력하에서 기존에 인쇄된 본딩용 유리층인 프릿 글라스(4)가 녹게 되고 스페이서(1)가 이를 누르면서 기판(3)에 강하게 본딩된다. 이때, 상기 프릿 프리폼(6)은 본딩용 유리층인 프릿 글라스(4)가 녹아서 눌려질때같이 눌려지게 되며 결국 스페이서(1)의 높이까지 눌려지게 된다.

후속공정으로 프릿 프리폼(6)을 제거하고, 상기 본딩용 기판(5)을 제거한 다음, 상기 하드 마스크(5)를 제거한다.

그리고, 상기 스페이서(1)가 형성된 하판(3) 상부에 상판(도시안됨)을 정렬시켜 실링공정으로 밀봉시킴으로써 FED를 형성한다.

여기서, 캐소드와 게이트전극이 구비된 기판을 하판으로 하고, 애노드가 구비된 기판을 상판으로 하거나, 이와 반대로 캐소드 전극과 게이트전극이 구비된 기판을 상판으로 하고, 애노드가 구비된 기판을 하판으로 할 수도 있다. (도 2a, 도 2b)

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 평판표시장치의 및 그 형성방법은, 상판과 하판의 셀갭을 고려하여 용이하게 형성할 수 있되, 애노드가 구비된 기판에 형성된 형광층과 캐소드가 형성된 기판의 캐소드 층의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 평판 디스플레이의 하부기판과 상부기판 사이의 셀갭에 스페이서가 구비되되, 상기 스페이서가 하부기판과의 계면에 프릿 글라스로 고정되어 구비되는 평판표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스페이서는 바아형 ( bar type ) 으로 정렬되어 구비되는 것을 특징으로하는 평판표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스페이서는 상기 프릿 글라스 대신에 정전접합제로 고정되는 구비되는 것을 특징으로하는 평판표시장치.
4. 하부기판 상부에 프릿 글라스를 인쇄하는 공정과,

   상기 프릿 글라스를 프리베이킹하는 공정과,

   상기 하부기판 상부에 홈이 형성되는 하드 마스크를 정렬시켜 고정시키는 공정과,

   상기 홈을 통하여 상기 프릿 글라스에 스페이서를 정렬시키는 공정과,

   상기 스페이서가 형성된 하부기판 상측에 본딩용 기판을 위치시키고, 알루미늄으로 덮인 프릿 프리폼을 상부기판과 본딩용 기판 사이의 끝부분에 접착시키는 공정과,

   상기 상부기판과 하부기판에 외측으로 부터 일정한 압력을 가하며 열처리공정을 실시하여 스페이서를 상기 하부기판에 접착시키는 공정과,

   상기 프릿 프리폼을 제거하는 공정과,

   상기 하드 마스크를 제거하는 공정을 포함하는 평판표시장치의 형성방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 프릿 글라스는 정전접합제로 사용하는 것을 특징으로하는 평판표시장치의 형성방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 열처리공정은 400 ∼ 500 ℃ 정도의 온도에서 실시하는 것을 특징으로하는 평판표시장치의 형성방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 프릿 프리폼 제거공정은 상기 열공정시 알루미늄과 상,하기판의 접착하는 순간접착제가 된 후 알루미늄과 함께 제거하는 것을 특징으로하는 평판표시장치의 형성방법.