KR20010037560A

KR20010037560A - 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그

Info

Publication number: KR20010037560A
Application number: KR1019990045141A
Authority: KR
Inventors: 장우성; 김제석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-05-15
Also published as: KR100672546B1

Abstract

본 발명은 소성시 플라즈마 표시소자의 기판 휨을 방지하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그는 하부기판을 상부 및 하부에서 지지하여 상기 하부기판의 휨을 방지하는 지그를 구비한다.

이에따라, 본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그는 소성시 세터의 파손을 방지함과 아울러, 하부기판의 휨을 방지하게 된다.

Description

플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그{Jig for Plasticizing Substrate of Plasma Display Panel Device}

본 발명은 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그에 관한 것으로, 특히 소성시 플라즈마 표시소자의 기판 휨을 방지하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그에 관한 것이다.

통상의 교류형(AC Type) 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다)는 도 1 에서와 같이 어드레스 전극(12)이 실장되어진 하부 유리기판(10)과 투명전극쌍(22)이 실장되어진 상부 유리기판(20)을 구비한다. 어드레스 전극(12)이 실장된 하부 유리기판(10) 상에는 벽전하(Wall Charge)를 형성하기 위한 소정 두께의 하부 유전체후막(14)과 방전셀들을 분할하는 격벽(16)이 순차적으로 형성되게 된다. 또한, 하부 유전체후막(14)의 표면과 격벽(16)의 벽면에는 형광체막(18)이 소정의 두께로 도포되게 된다. 이 형광체 막(18)은 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 한편, 투명전극쌍(22)이 실장되어진 상부 유리기판(20)의 밑면에는 상부 유전체후막(24) 및 보호막(26)이 순차적으로 형성되게 된다. 상부 유전체후막(24)은 하부 유전체후막(14)과 마찬가지로 벽전하를 형성하게 되고, 보호막(26)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 충격으로부터 상부 유전체후막(24)을 보호하게 된다. 이러한 AC PDP는 격벽(16)에 의해 하부 및 상부 유리기판들(10,20)이 이격됨에 의해 형성되는 방전셀을 가지게 된다. 이 방전셀에는 He+Xe의 혼합가스 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 봉입되게 된다.

한편, PDP를 고해상도 디스플레이에 적용하는 추세에 따라 격벽은 점점 고정세화된다. 즉, 패널의 해상도가 커질수록 상기 방전셀의 공간이 작아지게 되므로 효율을 향상시키기 위해서는 격벽의 높이를 높게 형성하는 것이 요구된다. 이에따라, 격벽의 폭은 좁고 높이가 높은 고 종횡비(High-Ratio)가 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 공정을 단순화함과 아울러, 고종횡비를 갖는 고정세 격벽을 제조할수 있는 LTCCM(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal; 이하 "LTCCM"이라 함)방식이 제안되고 있다.

도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 종래의 LTCCM방식에 따른 격벽 제조방법의 수순이 도시되어 있다.

먼저, 그린테잎(Green Sheet;30)를 형성한다. (제1 단계) 첫 번째 공정에서 격벽재 슬러리를 형성한다. 격벽재 슬러리(Slurry)는 격벽 조성물을 표 1에 나타난 조성비로 혼합함에의해 형성되게 된다. 표 1의 조성비는 글래스의 무게를 100 중량%로 하여 산출된 것이다.

격벽 조성물 및 조성비

조성물	조성비(중량%)
글래스	70
용 매	24
가소제	2
결합제	3
첨가제	1

표 1에 나타난 바와같이 종래 격벽 조성물은 70 중량%의 글래스 분말과, 24 중량%의 용매와, 2 중량%의 가소제와, 3 중량%의 결합제와, 1 중량%의 첨가제를 함유한다. 상기 격벽 조성물을 표 1의 조성비로 혼합함에 의해 격벽재 슬러리가 형성되게 된다. 격벽재 슬러리는 액상의 상태를 유지하며 테이프 캐스팅(Tape Casting)용으로 사용된다.

두 번째 공정으로, 격벽재 슬러리(Slurry)를 테이프 캐스팅장치(도시되지 않음)에 투입하여 소정의 두께를 갖는 그린테잎(30)를 형성하게 된다. 이러한 과정에 의해 형성된 그린테잎(30)가 도 2a에 도시되어 있다.

이어서, 그린테잎(30)를 기판(32)에 적층한다. 그린테잎(30)를 소정의 두께(예를들면, 0.5㎜)를 갖는 기판(32)의 상부에 적층하여 부착시키게 된다. 상기 기판(32)의 재질로는 글래스, 글래스-세라믹, 세라믹, 금속 등을 사용하게 된다. 특히 금속재질의 경우 0.5 - 1㎜ 두께의 티타늄(Titanium)이 주로 사용된다. 이때, 기판(32)의 상부에 적층된 그린테잎(30)가 도 2b에 도시되어 있다.

다음으로, 그린테잎(30)에 전극(34)을 형성한다. 상기 기판(32)에 적층된 그린테잎(30)을 인쇄기(도시되지 않음)에 투입함에의해 전극(34)이 형성되게 된다. 이때, 그린테잎(30)의 상부에 형성된 전극(34)이 도 2c에 도시되어 있다.

이어서, 전극(34)의 상부에 전극보호층(36)을 형성한다. 전극보호층(36)은 방전에의한 스퍼터링(Sputtering)으로부터 전극(34)을 보호함과 아울러, 방전에의해 발생된 전하를 축적하여 구동전압을 낮추게 된다. 이때, 전극(34)의 상부에 형성된 전극보호층(36)이 도 2d에 도시되어 있다.

이어서, 격벽형상의 금형(38)을 상기 기판(32)의 상부에 위치시킨후, 소정의 압력을 가함에의해 격벽(40)을 성형시키게 된다. 상기 기판(32)의 상부에 격벽 형상의 홈(38a)을 가진 금형(38)을 위치시킨후, 소정의 압력을 가해 그린테잎(30)에 격벽(40)을 성형하게 된다. 이때, 그린테잎(30)는 금형(38)에 인가되는 압력에 의해 격벽형성 홈(38a)으로 이동되어 격벽의 형상으로 성형된다. 이때, 격벽을 성형하는 과정이 도 2e에 도시되어 있다.

마지막으로, 성형이 완료된 기판(32)을 소정의 온도에서 소성함에 의해 격벽(40)을 형성하게 된다. 이때, 소성에 의해 형성된 격벽(40)이 도 2f에 도시되어 있다. 상기 소성과정에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다. 소성로(도시되지 않음)의 벨트에 세라믹 세터(Setter)를 위치시킨후 세터의 상부에 격벽이 성형된 하판을 놓은후, 승온존, 유지존, 냉각존을 거쳐서 소성을 수행하게 된다. 이때, 승온존에서는 그린테잎에 존재하는 유기물들이 타서 없어지는 바인더 번-아웃(Binder Burn-Out) 공정을 거치며 그 이상의 온도에서 무기물들에 결정핵이 생성됨과 아울러 성장되게 된다. 이어서, 냉각존에서 단위시간당 소정의 온도로 냉각되는 냉각공정을 거치면서 소성과정이 수행되게 된다.

그러나, 소성과정에서는 PDP의 하판에 마련된 금속기판과 격벽이 형성된 그린테잎의 열팽창계수 차이에 의해 도 3과 같이 측정용 정반(50)에서 소정의 변위(h)로 하판이 휘어지게 된다. 실제로, 산화규소(SiO₂)와 알루미나(Al₂O₃)를 재질로 하고 평탄도가 5㎛ 이내로 제작된 고온용 세터위에 하판을 올려놓은후 상기의 소성과정을 수행할 경우 h가 약 60㎜가 된다. 이때, h가 5㎜이상일 경우에는 형광체 인쇄시 격벽과 형광체의 얼라인 불량이 발생하게 되고, 상판 및 하판 접합공정시 응력이 발생하여 상판이 파괴되는 문제점이 있다.

또한, 격벽이 형성된 금속기판의 뒷면에 구동회로부가 인쇄된 별도의 그린테잎이 마련된 하판을 세터위에 올려놓은체 소성과정을 수행할 경우에는 그린테잎과 전극부는 바인더 번-아웃이 제대로 되지 않을뿐만 아니라 전극 및 그린테잎과 세터사이에 반응이 일어나 세터가 깨지는 문제점이 있다.

이에따라, 소성과정에서 이러한 문제를 해결하기위한 새로운 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 소성시 플라즈마 표시소자의 기판 휨을 방지하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 표시소자의 구조를 도시한 도면.

도 2a 내지 도 2f는 종래의 플라즈마 표시소자의 제조방법을 도시한 도면.

도 3은 소성된 하판의 휨 정도를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 기판 소성용 지그를 도시한 분해사시도.

도 5는 도 4의 측면을 도시한 측면도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 하부기판 12 : 어드레스전극

14,24 : 유전체후막 16,40 : 격벽

18 : 형광체 20 : 상부기판

22 : 투명전극쌍 26 : 보호층

30 : 그린테잎 32 : 기판

34 : 전극 36 : 전극보호층

38 : 금형 50 : 측정용 정반

52,72 : 하판 60 : 상부지그

62 : 하부지그 64 : 조립용 홀

66 : 조립용 핀

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그는 하판을 지지하여 상기 하판의 휨을 방지하는 지그를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 하부기판 소성용 지그는 하판(72)의 상부에 위치하여 하판(72)에 힘을 가하는 상부지그(60)과, 하판(72)의 하부에 위치하여 상기 하판(72)의 하부면에 힘을 가하는 동시에 소성시 세터(Setter)와의 사이에 소정 공간을 만드는 하부지그(62)로 구성된다.

상기 상부지그(60) 및 하부지그(62)는 각각 금속 또는 세라믹이나 글래스로 제조하는 것이 가능하며, 하판(72)와 유사한 열팽창 계수를 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라 티타늄(Ti) 기판을 하판(72)로 사용하는 경우, 상부 및 하부지그(60,62)도 같은 티타늄(Ti) 금속을 사용하여 제작한다.

상부지그(60)는 하판(72)의 상부에서 일정한 힘을 가하여 하판(72)의 상부면을 누르도록 액자형으로 형성된다. 하부지그(62)는 상기 상부지그(60)와 조립되어 하판(72)에 일정한 힘을 가하는 동시에 소성로에서 하판(72)과 상기 하판(72)을 이송할 때 사용되는 이송 수단인 세터와의 사이에 일정한 공간이 형성되도록 하판(72)의 하부면을 받치는 액자형으로 형성된다. 상기 상부 및 하부지그(60,62)의 가장자리부에는 조립용 홀(64)이 형성되며, 도 5와 같이 조립용 홀(64)를 통해 조립용 핀(66)이 끼워져 상부 및 하부지그(60,62) 사이에 하판(72)을 고정시키게 된다.

이하, 상기 지그(60,62)를 이용한 본 발명에 따른 하판의 소성 방법을 알아본다. 우선, 하판(72)에 그린테잎을 형성하고 전극 및 압력에 의해 격벽을 형성하는 과정은 도 2a 내지 도 2f에 도시된 종래의 경우와 동일하다. 그 다음 하판(72)을 소성하기 전에 본 발명에서는 준비된 하판(72)의 가장자리에 미리 상부 및 하부지그(60,62)와의 조립 시에 사용될 조립용 홀(64)를 형성한다. 하판(72)의 제작시에는 얼라인(Align)이나 에칭을 위해 여러 가지 홀이 필요하므로 이러한 홀들을 가공하는 단계에서 함께 조립용 홀(64)을 가공한다.

격벽이 형성된 하판(72)을 소성하기에 앞서 상기 준비된 상부지그(60)와 하부지그(62)에 형성된 조립용 홀(64)과 하판(72)에 형성된 조립용 홀(64)을 맞추어 조립용 핀(66)을 체결해 하판(72)을 상부 및 하부지그(60,62) 사이에 고정시킨 후, 소성로에 준비된 세터에 올려놓고 소성 공정을 행한다. 조립용 핀(66)으로 하판(72)을 상부 및 하부지그(60,62) 사이에 고정시킬 때에는 하판(72)에 인장을 가해 편평하게 만들에 고정시키면 더욱 휨 방지 효과가 커진다.

소성 공정에서는 소성로 내에 지그(60,62)로 고정된 하판(72)을 위치시킨 후, 승온, 유지 및 냉각 공정을 거치게 된다. 이 때, 승온 공정에서는 그린테잎에 존재하는 유기물들이 타서 없어지는 바인더 번-아웃(Binder Burn-out) 과정이 진행되고, 그 이상의 온도에서의 유지 공정에서는 무기물들에 결정핵 생성 및 성장 과정이 진행된다. 그리고, 냉각 공정을 거치면서 최종적으로 패널의 하판이 제작되게 된다. 지그(60,62)를 사용하여 소성을 행할 경우, 지그를 사용하지 않은 경우보다 하판(72)의 휨 정도가 훨씬 작아진다. 실험 결과 소성 후 40 인치의 티타늄 기판의 휨 정도를 높이로 측정했을 때, 지그(60,62)가 없는 경우에는 60㎜ 정도로 매우 컸다. 하지만, 지그(60,62)를 이용하여 하판(72)을 소성한 경우에는 5㎜ 정도로 매우 낮아졌다.

본 발명에 있어서 하판(72)에 격벽만 형성된 경우에는 상부지그(60)만을 이용하여도 소정의 휨 방지 효과를 얻을 수 있다. 또한, 하판(72)의 전면에는 그린테잎에 의해 격벽이 형성되고, 후면에는 그린테잎에 의해 구동회로부 등이 형성되어지는 경우에는 종래에 지그(60,62)를 사용하지 않았을 때 소성 공정시 하판(72)의 구동회로부가 세터에 바로 올려지게 되므로 구동회로부의 바인더 번-아웃이 충분히 일어나지 않고, 그린테잎으로 이루어진 구동회로부와 알루미나로 이루어진 세터가 반응하게 되어 원하는 특성을 얻기 어려웠다. 하지만, 본 발명의 지그(60,62)를 사용하는 경우에는 하부지그(62)에 의해 하판(72)의 구동회로부와 세터와의 사이에 일정한 공간이 마련되어 직접 접촉되지 않게 되므로 이러한 문제점이 해결되는 동시에 기판의 휨 현상도 5㎜ 미만으로 방지되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그는 하판의 휨을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그는 세터의 파손 및 하판의 휨을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

플라즈마 표시소자의 기판 소성시 상기 기판의 휨이 방지되게끔 격벽이 형성된 상기 기판의 상부면에 힘을 가하는 액자형 상부지그를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그.
제 1 항에 있어서,

상기 기판의 하부에서 상기 기판의 하부면을 지지하는 액자형 하부지그를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그.
제 2 항에 있어서,

상기 상부지그, 하부지그 및 기판은 그 가장자리부의 동일한 위치에 조립용 홀을 구비하고, 상기 조립용 홀을 관통하는 조립용 핀에 의해 상기 기판이 상기 상부지그 및 하부지그 사이에 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그.
제 2 항에 있어서,

상기 하부지그는 상기 기판 소성에 사용되는 소성로의 세터와 상기 기판 사이에 소정 공간이 형성되게끔 일정한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 기판 소성용 지그.