KR20020016494A - 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 및 그 제조방법과 이를 이용하여 접합한 배기 튜브가 없는 평판 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계 방출 표시소자(FED), Plasma display panel(PDP), VFD(Vacuum Fluorescence Display), 평면 광원(Flat Light Source) 등 유리로 구성된 소자를 진공분위기에서 접합(seal) 할 수 있는 실 글라스 및 그의 제조 방법과 그 실 글라스를 이용하여 접합한 배기튜브가 없는 평판 디스플레이에 관한 것이다. 종래에는 진공중에서 접합공정을 수행하면 프릿내의 잔류 바인더에 의해 버블발생 및 가스 발생되어 진공도 및 밀봉이 원활하게 이루어지지 않는 단점이 있었고, 이에 따라 배기튜브를 이용하여 장시간 배기 공정을 수행하고 있었다. 본 발명은, 패이스트(paste) 형태의 프릿 글라스(frit glass)를 소정의 형상으로 제작된 사이드 글라스(side glass) 표면에 소정의 두께로 양면을 도포한 후 건조공정을 행한다. 프릿이 도포된 사이드 글라스를 진공 챔버(chamber) 내에 위치시키고 가열하여 프릿을 용융시켜 바인더(binder) 및 가스(gas)를 제거한다. 이렇게 하여 진공중에서 사용 가능한 실 글라스(seal glass)가 만들어진다. 상기 실 글라스를 이용하여 진공중에서 접합 공정을 수행하면 버블발생이나 탈 가스 현상이 없게 되고, 이에 따라 배기튜브 없는 평판 디스플레이를 제작할 수 있게 되는 것이다.

Description

진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 및 그 제조방법과 이를 이용하여 접합한 배기 튜브가 없는 평판 디스플레이{A seal glass, its products and manufacturing methode, and flat panel display, which can be used for sealing glasses in a vacuum atmosphere}

본 발명은 PDP, FED, VFD 등의 평판 디스플레이 제조에 필요한 소재부품에 관한 것으로 보다 상세하게는 진공분위기에서 평판 디스플레이의 패널을 접합할 때 사용할 수 있는 실 글라스(seal glass)와 그 제조방법 및 이를 이용한 평판 디스플레이에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이는 플라스마 표시소자(PDP), 전계방출 표시소자(FED), 진공 형광소자(VFD)등이 있는데, 이들 모두 두 장의 패널 사이의 진공 기밀을 유지한 상태로 프릿(frit)을 이용하여 접합하고 있다.

종래의 프릿을 이용한 패널 접합 방법은, 평판 디스플레이의 상하 패널(유리)중 어느 일측 패널의 한면에 프릿을 소정의 두께와 폭으로 도포하는 직접 접합과, 두 패널 사이의 간격 맞추기 위하여 소정의 형태로 제작된 사이드 글라스(side glass)의 양면에 프릿을 도포한 실 글라스를 이용한 접합 방법이 있다.

실 글라스는, 가루반죽(paste) 형태의 프릿 글라스(frit glass)를 소정의 형상으로 제작된 사이드 글라스 위에 디스펜싱(dispensing) 법이나 스크린프린팅(screen printing) 법으로 소정의 두께로 양면을 도포한 후 건조공정을 거치고, 300℃ 이상의 유리화(가소결, glazing)공정을 거친다.

이때의 유리화 공정은 프릿 내 바인더(binder) 성분을 산화 시켜 제거하는 과정으로 대기압 산화 분위기에서 행하여진다. 이렇게 하여 접합 공정에 사용될 실 글라스(seal glass)가 만들어진다. 상기 직접 접합방법은 디스플레이 패널의 소정 부위에 프릿 패이스트(frit paste)를 직접 도포하여 상기와 동일한 건조 및 유리화 공정을 행하여 패널 상에 실 글라스를 형성하여 접합한다.

종래의 방법에 의해 만들어지거나 패널 상에 형성된 실 글라스는 패널을 진공중에서 접합할 경우 접합공정 중 실 글라스의 프릿에서 버블(bubble)이 발생되고 탈 가스 현상으로 인해 진공 기밀 성 및 강도 특성이 양호한 패널을 제조 할 수가 없었다. 그 이유는 프릿의 가소결 공정이 대기 중에서 이루어지기 때문에 프릿내의 바인더와 가스를 완전히 제거하지 못하고, 이로 인해 접합공정에서 적정한 접합온도까지 온도를 올리면 버블발생으로 인해 불량이 발생되고, 버블 발생을 방지하기 위해 접합 온도를 낮추면 접합 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 실 글라스를 이용하여 두장의 패널을 접합한 후, 접합 후공정으로 일측 패널의 소정부위에 미리 형성시킨 배기튜브를 통하여 원하는 진공도까지 배기시킨 후 배기 튜브를 가열 밀봉한다. 진공상태에서 실 글라스를 이용한 접합을 행하면, 프릿에서 버블이 발생되어 특성이 저하되므로 미리 접합한 후에 배기튜브를 이용하여 진공도를 맞추고 있다.

그런데, 배기 튜브가 돌출된 형태로 남아있기 때문에 매우 불편하고 파손의우려가 높으며, 배기 공정의 소요시간이 대략 10시간 정도 소요되고 자동화 설비에서는 10여 시간 동안 배기 공정을 수행할 수 있도록 적어도 수십미터(예; 50m) 정도의 배기라인을 갖추어야 하므로 설비비용이 과다하고 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 진공분위기에서 유리를 접합할 수 있는 실 글라스(seal glass) 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 미리 바이더와 가스를 제거하여 진공 분위기에서 패널 접합이 가능한 실 글라스를 미리 제작하여 별도의 상품으로서 공급할 수 있도록 한 실 글라스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 실 글라스를 이용하여 배기 공정 및 배기 튜브 없이 제작한 평판 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실 글라스 제조 방법의 특징은, 접합하고자 하는 유리와 열팽창 계수가 일치하게 제조된 분말(powder) 형태의 프릿 글라스(frit glass)나 가루반죽(paste) 형태의 프릿 글라스의 유리화(glazing) 공정을 대기중에서 행하는 것이 아니고 진공분위기에서 행하여 진공내 접합 공정 중 버블 발생이나 탈 가스 현상을 완전 제거함을 특징으로 한다.

본 발명의 실 글라스는, 프릿을 진공 분위기에서 가열하여 프릿내의 바인더와 가스를 제거한 후 유동성이 있는 상태에서 소정의 형태로 성형하고, 그 성형된프릿을 실 글라스 형태로 제작하여 제공함을 특징으로 한다.

본 발명의 실 글라스의 다른 실시 예는, 사이드 글라스의 양면에 프릿을 도포한 후 진공 분위기에서 가열하여 프릿내의 바인더 및 가스를 제거하고, 그 프릿이 도포되어 소결 된 사이드 글라스를 실 글라스 형태로 제작하여 제공함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 실 글라스를 이용하여 평판 디스플레이의 상하 패널을 진공상태에서 직접 접합시킴으로써, 배기 공정이 필요치 않고 배기 튜브가 없는 평판 디스플레이를 제공할 수 있게 된다.

도 1A 내지 도 1C는 본 발명에 의한 진공분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조 공정도.

도 2A 내지 도 2C는 본 발명에 의한 사이드 글라스 예시도.

도 3A는 본 발명에 의한 다른 실시 예를 보인 실 글라스 제조 개념도.

도 3B는 본 발명에 의한 다른 실시 예의 성형틀을 이용한 실 글라스 제조 개념도.

도 4A 내지 도 4C는 본 발명에 의한 배기 튜브가 없는 평판 디스플레이의 제조 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 사이드 글라스 20 : 프릿

21 : 바인더 및 가스 30 : 진공챔버

40 : 도가니 또는 지그 50 : 노즐

60 : 성형틀 100 : 실 글라스

100' : 프릿 봉 200 : 평판 디스플레이

210, 220 : 패널 230 : 배기공

이하 본 발명에 따른 실 글라스 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 실 글라스 제조 방법의 일실시 예는 도 1A 내지 도 1C에 도시된 바와 같이, 사이드 글라스(10)의 양표면에 프릿(20)을 도포하여 건조시키는 제1단계(도 1A)와, 진공 챔버(30)에 넣고 가열하여 프릿(20) 내의 바인더 및 가스(21)를 제거하는 제2단계(도 1B)와, 바인더(21)와 가스를 제거한 후 냉각에 의해 프릿(20)을 소결시켜 실 글라스(100)를 제작하는 제3단계(도 1C)로 이루어진다.

이와 같이 본 발명은, 패이스트(paste) 형태의 프릿(20)(frit glass)를 소정의 형상으로 제작된 사이드 글라스(side glass)(10) 표면에 디스팬싱(dispensing) 법이나 스크린 프린팅(screen printing) 법으로 소정의 두께로 양면을 도포 한 후건조공정을 행한다. 프릿(10)이 도포된 사이드 글라스(20)를 진공 챔버(chamber)(30) 내에 위치시키고 가열하여 프릿(20)을 용융시켜 바인더(binder) 및 가스(gas)(21)를 제거한다. 이렇게 하여 진공 중에서 사용 가능한 실 글라스(seal glass)(100)가 만들어진다.

상기 실 글라스(100)는 평판 디스플레이의 밀봉 형태나 규격에 따라 그 형태와 규격으로 제작되며, 사이드 글라스(10)를 재단하여 실 글라스(100) 형태로 접합시켜 양면에 프릿(20)을 도포하고, 진공 챔버(30)내에서 가열하여 바인더 및 가스(21)를 제거한 후 냉각시켜 소결시킴으로써 진공중에서 접합 공정이 가능한 실 글라스(100)를 미리 제작하여 접합 공정용 제품(밀봉재 부품)으로 별도로 제공할 수 있게 되는 것이다.

사이드 글라스(100)는, 도 2A 내지 도 2C에 도시된 바와 같이, 접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 미리 소정의 형태로 유리를 재단하여 사이드 글라스(10)를 실 글라스(100) 형태(예; 도 2A의 사각 프레임)로 제작한 후 양면에 프릿을 도포하여 건조시킨다. 예를 들어 도 2A에 도시된 바와 같이, 유리를 사각 프레임 형태로 재단하거나, 기역자 형태로 재단하거나 바 형태로 재단한 후 이들을 사각형 프레임 형태로 접합시켜 사이드 글라스(10)를 미리 제작하고, 그 사각 프레임 형태의 사이드 글라스(10)의 양표면에 프릿(20)을 도포할 수 있다.

또 다른 방법은, 도 2B에 도시된 바와 같이, 접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 두께와 폭이 정해지는 유리 바를 재단하고, 그 유리 바의 양면에 프릿을 도포하여 건조시킨 후 재단하여 접합 대상의 접합 규격에 따른 형태로 정렬시키고 그 유리 바 끼리의 이음매부분에 상기 프릿(20)을 재 도포하고 건조시켜 소정의 형태로 사이드 글라스(10)를 제작할 수 있다.

또한 도 2C와 같이, 배기공을 막기 위한 캡핑(Capping)용은 원판 또는 사각판 등의 금속 또는 유리 재질의 캡핑용 사이드 글라스(10)의 일측 표면에만 프릿(20)을 도포하고 건조시켜 진공중에서 용융에 의해 바인더 및 가스를 제거한 캡핑용 실 그라스를 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실 글라스(100)는, 미리 프릿(20) 내의 바인더와 가스(21)를 제거한 상태로 성형하여 소결시킨 것이므로, 진공 챔버(30)내에서 패널 접합공정을 수행하여도 가스나 버블 발생이 없다.

도 3A는 본 발명의 다른 실시 예를 보인 개념도이다. 본 발명의 다른 실시 예로서 사이드 글라스를 사용하지 않고 파우더(powder)나 패이스트(paste) 형태의 프릿(20)을 진공 챔버(30) 내의 도가니나 지그(jig)(40)에 넣은 후 가열하여 탈 가스, 탈 바인더를 실행한 후 유동성이 있는 상태에서 소정의 형상으로 성형하여 실 글라스를 만들 수도 있다. 즉, 유동성이 있는 상태에서 노즐(50)을 통하여 압출하여 프릿 봉 또는 프릿 바(100') 형태로 성형시킨다. 또는 유동성이 있는 상태에서 성형 틀(60)에 부어 성형시킨다.

이렇게 제작된 프릿 봉 또는 바(100')를 접합하고자 하는 패널의 밀봉 라인에 정렬시켜 진공 챔버내에서 가압 및 가열하여 접합시킨다. 이때 프릿 봉 또는 바는 실 글라스(100) 형태로 정렬시킬 때 모서리 부분에서 서로 겹치는 형태로 정렬시킨다. 이는 접합공정에서 프릿이 용융 되므로 균일한 두께로 밀봉 접합이 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 실 글라스는, 사이드 글라스를 사용하는 실 글라스와, 사이드 글라스를 사용하지 않는 실 글라스 및 캡핑(Capping)용 실 글라스로 구분될 수 있다.

사이드 글라스를 사용하는 경우는, 미리 사각 프레임으로 사이드 글라스를 만들어 프릿을 도포/건조한 후 바인더 및 가스를 제거한 방식과, 프릿을 도포/건조한 사이드 글라스를 재단/정렬, 이음부분 덧칠(재도포)한 후 바인더 및 가스를 제거한 방식으로 FED, VFD의 프레임 실로 적용된다.

사이드 글라스 사용하지 않고 성형한 경우는, 프릿을 진공챔버 내에서 도가니 또는 지그 속에 넣고 가열하여 바인더와 가스를 제거하고 유동성이 있는 상태에서 소정형태로 성형한 것으로 직접 압출하여 프릿 봉으로 성형하거나 성형틀을 이용하여 성형할 수 있으며 PDP의 프레임 실에 적용된다.

캡핑(capping)용(배기공을 막기 위한 것) 실 그라스는 금속이나 유리면의 한면에 프릿을 소정의 형상/두께로 도포/건조하고 진공내에서 용융 탈가스하여 만든 것으로서, 적용 패널은 PDP 가스 주입공정 후 캡핑 공정(반드시 필요한 공정)과, FED, VFD 프레임 실 후 캡핑 공정(제조방식에 따라 할 수도 있고 프레임 실만으로 끝낼 수 있음)등에 적용된다.

한편, 도 4A 및 도 4B는 본 발명에 의한 실 글라스를 이용하여 제작한 평판 디스플레이 접합 공정도이다. 본 발명에 의해 제공되는 실 글라스를 이용하여 평판 디스플레이의 접합공정을 수행한다. 먼저, 사이드 글라스의 양면에 프릿을 도포한실 글라스 또는 사이드 글라스 없이 프릿 봉을 이용한 실 글라스(100)를 편판 디스플레이의 일측 패널(210)에 정렬시키고, 진공 챔버(30) 내에서 실 글라스(100)가 정렬된 일측 패널의 상면에서 타측 패널(220)을 정렬시켜 가열후 가압하여 접합 공정을 수행한다. 그리고, 도 4C와 같이 상기 실 글라스(100)를 이용한 접합 공정 후, 가스 주입등의 후 공정을 거친 후 배기공을 캡용 실 글라스로 캡핑하는 공정이 더 포함될 수 있다.

이와 같이 진공 상태에서 상기한 실 글라스를 이용하여 평판 디스플레이 패널의 접합 공정을 행할 수 있게되고, 이때 가스발생이나 버블 발생이 없기 때문에 원하는 진공도 및 밀봉 상태를 얻을 수 있게 된다. 그러므로 배기 튜브가 없는 평판 디스플레이를 제작할 수 있고, 아울러 배기 공정도 필요치 않게 된다.

본 발명에 의해 제조된 실 글라스를 사용하면 진공 분위기에서 유리의 접합이 가능하고 이를 평판 디스플레이 제조공정에 적용하면 패널 사이의 배기 공정이 필요 없게되어 기존의 10시간 정도 소요되는 제조공정을 20분대 이내로 줄일 수 있어 획기적인 생산성(throughput)증대가 제공된다. 또한 배기튜브가 없는 평판 디스플레이를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 파우더 형태나 패이스트 형태의 프릿을 사이드 글라스의 양표면에 도포하여 건조시키는 제1단계와;

   상기 프릿이 양면에 도포되어 건조시킨 사이드 글라스를 진공 챔버 내의 진공분위기에서 가열하여 상기 프릿 내에 포함되어 있는 바인더와 가스를 제거하는 제2단계와;

   상기 가열에 의해 바인더와 가스를 제거한 후 냉각시켜 실 글라스를 제작하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계는,

   접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 미리 소정의 형태로 유리를 재단하여 사이드 글라스를 실 글라스 형태로 제작한 후 양면에 프릿을 도포하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계는,

   접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 두께와 폭이 정해진 유리 바의 양면에 프릿을 도포하여 건조시킨 후 재단하여 접합 대상의 접합 규격에 따른 형태로 정렬시키고 그 유리 바 끼리의 접합부분에 상기 프릿을 도포하고 건조시켜 소정의 형태로 사이드 글라스를 제작하는 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
4. 파우더 형태나 패이스트 형태의 프릿을 진공 챔버내에서 도가니나 지그에 넣어 가열시켜 바인더와 가스를 제거하는 제1단계와;

   상기 제1단계에서 바인더와 가스를 제거한 후 유동성이 있는 상태의 프릿을 소정의 실 글라스 형태로 성형하는 제2단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,

   상기 제 1 단계를 수행한 후 유동성이 있는 프릿을 압출하여 소정 직경의 프릿 봉으로 성형하고, 성형된 프릿 봉을 재단하여 이어지는 부분이 겹치는 형태로 정렬시켜 진공 분위기에서 접합 공정을 수행 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,

   소정의 형태로 제작된 성형틀에 상기 유동성이 있는 프릿을 부어 성형시키는 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스 제조방법.
7. 소정형태의 사이드 글라스의 양 표면에 파우더 형태나 패이스트 형태의 프릿을 도포하여 건조시킨 후, 진공 챔버 내의 진공분위기에서 가열에 의해 상기 프릿을 용융시켜 그 프릿 내에 포함되어 있는 바인더와 가스를 제거하고, 진공 분위기 내에서 냉각에 의해 프릿을 소결시켜 접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 제작된 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 실 글라스는

   접합하고자 하는 대상의 접합 규격에 따라 사이드 글라스의 양면에 소정 두께의 프릿이 형성되어 제작된 사각 프레임 형태인 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 실 글라스는

   평판 디스플레이의 배기공을 막기 위해 한면에만 프릿이 형성된 캡핑용 실글라스인 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 실 글라스는

    사이드 글라스를 사용하지 않고 프릿을 진공중에서 용융시켜 바인더와 가스를 제거한 후 소정형태로 성형시켜 제작된 것을 특징으로 하는 진공 분위기에서 접합이 가능한 실 글라스.
11. 두 장의 패널 사이의 진공도를 유지하도록 밀봉 접합하여 제작하는 평판 디스플레이에 있어서,

    파우더 형태나 패이스트 형태의 프릿을 진공 챔버 내에서 가열하여 상기 프릿 내에 포함되어 있는 바인더와 가스를 제거한 후 냉각에 의해 프릿을 소정 형태로 성형시켜 실 글라스를 제작하고, 그 실 글라스를 이용하여 진공 챔버내에서 패널 접합 공정을 수행하여 돌출된 배기튜브가 없는 외형을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 배기튜브가 없는 평판 디스플레이.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 실 글라스는,

    소정형태로 제작된 사이드 글라스의 양표면에 프릿을 도포하여 건조시킨 후진공 챔버내에서 가열하여 바인더와 가스를 제거하고 진공분위기에서 냉각에 의해 프릿을 소결시킨 것을 특징으로 하는 배기튜브가 없는 평판 디스플레이.
13. 제 11 항 또는 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 실 글라스를 이용한 접합 공정 후, 가스 주입등의 접합 후공정을 거친 후 배기공을 캡용 실그라스로 캡핑 한 것으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기튜브가 없는 평판 디스플레이.