KR20020042005A

KR20020042005A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정

Info

Publication number: KR20020042005A
Application number: KR1020000071689A
Authority: KR
Inventors: 이미경; 신귀성
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-05
Also published as: JP2002231138A; US6809476B2; US20020063522A1; JP3631717B2; KR100364743B1

Abstract

합착시 불순가스가 발생하지 않도록 하고 상온에서 합착이 이루어질 수 있도록 하여 제품 생산공정에 소요되는 시간을 줄이고 패널 특성저하와 성능저하 및 패널 손상을 방지할 뿐 아니라, 외부의 기압 변화에 따른 구조적 변형을 방지할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정에 관한 것으로, 제 1 기판의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 제 1 점착제를 도포하는 단계와, 제 1 점착제 도표영역 외곽에 제 1 점착제와 소정간격을 갖도록 제 2 점착제를 도포하는 단계와, 제 1 점착제와 제 2 점착제 상측에 맞물리도록 밀봉재를 도포하는 단계와, 제 2 점착제 도포영역 외곽에 제 2 점착제와 소정간격을 갖도록 접착제를 도포하는 단계와, 제 1 기판상에 제 2 기판을 정렬시키는 단계와, 제 1 기판과 제 2 기판에 소정압력을 가하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어지므로 패널의 특성 저하 및 손상을 방지하고 에너지 손실을 최소화하고 외부 기압 변화에 의한 패널의 위치상의 변화를 방지하는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정{PLASMA DISPLAY PANEL AND FABRICATING PROCESS OF THE SAME}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 특히 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 1b와 1c는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 사시도 및 단면도이며, 도 2a 내지 도 2d는 종래의 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 합착공정을 나타낸 도면 및 단면도이다.

멀티미디어 시대의 도래에 따라 기존에 비해 세밀하고, 크며, 자연색에 가까운 색상을 표현할 수 있는 디스플레이가 요구되고 있다. 특히 40인치 이상의 대형 디스플레이를 위해서는 현재의 CRT(Cathode Ray Tube) 구조나, LCD(Liquid Crystal Display)로는 한계가 있으므로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이 차세대 디스플레이의 한 분야로서 많이 거론되고 있다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이 서로 대향하여 설치된 상판(10)과 하판(20)이 서로 합착되어 구성된다. 도 1c에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면구조를 도시한 것으로서, 설명의 편의를 위하여 하판(20) 면이 90°회전되어 있다.

상판(10)은 서로 평행하게 형성된 스캔전극(16, 16')과 유지전극(17, 17'), 그리고 스캔전극(16, 16')과 유지전극(17, 17')을 포함한 상판(10)상에 형성되는 유전층(11) 및 보호막(12)으로 구성되어 있으며, 하판(20)은 어드레스전극(22)과,어드레스전극(22)을 포함한 기판 전면에 형성된 유전체막(21), 어드레스전극(22) 사이의 유전체막(21) 위에 형성된 격벽(23), 그리고 각 방전셀 내의 격벽(23) 및 유전체막(21) 표면에 형성된 형광체(24)로 구성되어 있으며, 상판(10)과 하판(20) 사이의 공간은 헬륨(He), 크세논(Xe) 등의 불활성 가스가 혼합된 방전가스가 채워져 방전영역을 이루고 있다.

이와 같은 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 구동전압이 인가되면, 어드레스 전극(22)과 스캔 전극(16, 16') 사이에 대향방전이 일어나고, 이 대향방전에 의해 방전셀 내의 불활성가스에서 방출된 전자들 중에 일부가 보호층 표면에 충돌한다. 이러한 전자의 충돌로 인하여 보호층 표면에서 2차적으로 전자가 방출된다. 그리고, 2차적으로 방출된 전자들은 플라즈마 상태의 가스에 충돌하여 방전을 확산시킨다. 어드레스 전극(22)과 스캔 전극(16, 16') 사이의 대향방전이 끝나면, 어드레스 전극(22)과 스캔 전극(16, 16') 위의 보호층 표면에 각각 반대극성의 벽전하가 생성된다.

그리고, 스캔 전극(16, 16')과 유지 전극(17, 17')에 서로 극성이 반대인 방전전압이 지속적으로 인가되면서, 동시에 어드레스 전극(22)에 인가되던 구동전압이 차단되면, 스캔 전극(16, 16')과 유지 전극(17, 17') 상호간의 전위차로 인하여 유전층과 보호층 표면의 방전영역에서 면방전이 일어난다. 이러한 대향방전과 면방전으로 인하여 방전셀(cell) 내부에 존재하는 전자들이 방전셀 내부의 불활성 가스에 충돌하게 된다. 그 결과, 방전셀의 불활성 가스가 여기되면서 방전셀 내에147nm의 파장을 갖는 자외선이 발생한다. 이러한 자외선이 어드레스 전극(22)과 격벽 주위를 둘러싸고 있는 형광체와 충돌하여 영상이 구현된다.

따라서 플라즈마 디스플레이 패널이 제 성능을 발휘하고 수명을 길게 하기 위해서는 패널 내부의 막들이 견고하게 제조되어야 하고 방전가스 이외에는 불순가스가 존재하지 않아야 된다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정은 편의상 크게 전(前)공정, 후(後)공정, 모듈공정의 3가지로 나눌 수 있다.

먼저, 전 공정은 상판(10)과 하판(20)에 여러 가지의 막을 형성하는 공정이다. 그리고 후공정은 상판(10)과 하판(20)의 합착, 배기, 방전가스 주입 및 팁(Tip) 오프, 에이징(Aging) 및 검사단계로 이루어지는 공정이다. 이때 팁 오프는 배기관을 통해 배기 및 방전가스 주입을 완료하고 배기관을 잘라내고 밀봉하는 공정이며, 에이징은 전극에 전원을 인가하여 소정시간 구동함으로서 최종적으로 불순물을 제거하고 그에 따른 방전전압 강하효과를 얻기 위한 공정이다.

마지막으로 모듈공정은 회로 및 실장과 조립하여 플라즈마 디스플레이 패널을 완성하는 최종 공정이다.

이하, 상기의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2c에서 도시한 바와 같이, 상판(10)과 하판(20)이 합착 설비로 운송되고 디스펜서(Dispenser)를 이용하여 도 2a와 같이, 상판(10) 내지 하판(20)의 테두리에 밀봉재(30) 즉, 프릿(Frit)을 일정한 두께로 도포한다.

이때 프릿은 유리와 SiO₂및 접착성을 향상시키기 위한 첨가제로 이루어진다.

그리고 약 120℃의 온도에서 건조시키고 프릿에 잔존하는 불순물을 제거하기 위해 400℃ 이상의 고온에서 소성시킨다.

이어서 소성이 완료된 상판과 하판이 합착 설비로 이동되는데, 이때 상판(10)이 대기에 노출된 상태로 합착 설비로 이동된다.

그리고 도 2b와 같이, 합착 설비내에서 상판(10)과 하판(20)을 정렬(Align)한 후 합착용 집게(50)로 고정시킨 다음 프릿을 용융시키면 도 2c와 같이, 상판(10)과 하판(20)이 합착된다.

또한 합착공정시 긴 대롱형태의 유리로 이루어진 배기관(40)을 프릿 링(도시 생략)을 이용하여 하판(20)의 배기홀(도시 생략)에 부착한다.

다음으로, 합착이 완료된 패널이 배기 및 가스 주입 설비로 이동된다.

그리고 배기 및 가스 주입 설비는 고진공 및 가열조건에서 상기 합착공정시 형성한 배기관(40)을 이용하여 막에 붙어있는 불순물과 막에서 발생되는 불순가스를 외부로 배출하는 배기공정을 수행한다.

마지막으로 상기 배기관(40)을 통해 방전가스를 주입하고 주입된 방전가스가 누출되지 않도록 배기관(40) 끝에 열을 가하여 녹이고 팁 오프(Tip off)시킨다.

그리고 에이징(Aging)후 패널의 상태를 검사하여 공정을 끝마치게 된다.

이와 같이, 배기관 방식의 제조설비중 합착과 배기 및 가스 주입이 별도로이루어지는 분리형 제조설비는 합착용 설비와 배기 및 가스 주입 설비로 분리되는데, 배기 및 가스 주입 설비는 배기 및 방전가스 주입 조건을 형성하기 위한 열풍 가열로(도시 생략)와, 패널(도시 생략)을 로딩(Loading)하고 상기 열풍 가열로(도시 생략)내에서 배기 및 방전가스 주입을 수행한 다음 패널을 언로딩(Unloading)하기 위한 카트(Cart)(도시 생략)를 포함하여 이루어진다.

그리고 카트(도시 생략)는 패널을 진공상태로 조성하기 위한 진공 펌프(도시 생략), 배기용 분지관(도시 생략)과 밸브 및 배관 등으로 이루어진 진공 배관계, 방전가스 주입용 봄베(도시 생략), 가스주입용 분지관(Manifold)(도시 생략)과 밸브 및 배관 등으로 이루어진 가스주입 배관계, 배기관(40)을 팁 오프 시키기 위한 팁 오프 유닛(도시 생략) 등 복잡한 구조로 이루어진다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 합착 제조공정은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 프릿의 불순물을 제거하기 위해 소성공정을 수행하지만 소성공정의 가열 및 냉각으로 에너지 소모가 증가하며, 합착시 가해진 고열에 의해 프릿으로부터 많은 양의 불순물이 다시 발생되므로 배기시간 상승을 초래하고 프릿 자체가 외부충격에 약하므로 외부 충격시 패널 균열의 원인이 된다.

둘째, 합착시 고진공 상태에서 고열을 가하므로 패널에 엄청난 부하가 가해지는데, 패널은 열편차와 인장강도에 취약한 유리로 이루어지므로 패널의 파손 또는 패널 특성 저하를 초래할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 합착시 불순가스가 발생하지 않도록 하고 상온에서 합착이 이루어질 수 있도록 하여 제품 생산공정에 소요되는 시간을 줄이고 패널 특성저하와 성능저하 및 패널 손상을 방지하며 또한, 외부 기압 변화에 따른 패널의 구조 변화를 방지할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조공정을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 평면도.

도 1b와 1c는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 사시도 및 단면도.

도 2a 내지 도 2d는 종래의 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 합착공정을 나타낸 도면 및 단면도.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 상판 200: 하판

300: 제 1 점착제 310: 제 2 점착제

400: 밀봉재 500: 접착제

600: 유효화면

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 기판과, 제 1 기판의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 도포된 제 1 점착제와, 제 1 점착제 도포영역 외곽에 제 1 점착제와 소정간격을 갖도록 도포된 제 2 점착제와, 제 1 점착제와 제 2 점착제 상측에 맞물리도록 도포된 밀봉재와, 제 2 점착제 도포 영역 외곽에 제 2 점착제와 소정간격을 갖도록 도포된 접착제와, 그리고, 밀봉재와 접착제 표면에 밀착된 상태로 제 1 기판 상측에 정렬된 제 2 기판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정은 제 1 기판의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 제 1 점착제를 도포하는 단계와, 제 1 점착제 도표영역 외곽에 제 1 점착제와 소정간격을 갖도록 제 2 점착제를 도포하는 단계와, 제 1 점착제와 제 2 점착제 상측에 맞물리도록 밀봉재를 도포하는 단계와, 제 2 점착제 도포영역 외곽에 제 2 점착제와 소정간격을 갖도록 접착제를 도포하는 단계와, 제 1 기판상에 제 2 기판을 정렬시키는 단계와, 제 1 기판과 제 2 기판에 소정압력을 가하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정 순서를 나타낸 도면 및 각각의 단면도이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3a와 같은 하판(200)에 도 3b에 도시한 바와 같이, 격벽 형성 과정에 사용되는 스크린 인쇄법으로 점착제(300, 310)를 이용하여, 리브(Rib)를 형성한다.

즉, 하판(200)의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 제 1 점착제(300)를 도포한 후 상기 제 1 점착제(300) 도포영역 외곽에 상기 제 1 점착제(300)와 소정간격을 갖도록 제 2 점착제(310)를 도포한다.

여기서, 제 1 점착제(300)와 제 2 점착제(310)는 동일 물질이며, 상판(100)과 하판(200)의 합착시 가해지는 압력에 의해 변형이 발생되지 않는 특성을 갖고, 그 높이는 격벽에 비해 낮아야 한다.

이어서, 도 3c와 같이, 엘라스토머(Elastomer) 계열의 밀봉재(400)를 상기 하판(200)에 도포된 제 1 및 제2 점착제(300, 310)의 상측에 맞물리도록 정렬하여 도포한다(도 3c).

여기서, 밀봉재(400)는 합착압력(압축력)에 의해 변형되는 특성을 갖는 엘라스토머 계열의 물질로 이루어진다.

이때, 엘라스토머 계열의 밀봉재(400)는 기존의 밀봉재인 프릿(Frit)과 달리, 고무(Rubber)로서, 가열 또는 가압에 따른 불순 가스 배출이 없고 자체가 일정한 탄성을 가져 외부 충격에 견딜 수 있는 특성을 나타낸다.

이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 접착제(500)를 상기 하판(200)에 도포된 제 2 점착제(310)의 외곽을 따라 소정 간격을 두고 도포한다.

이러한 상기 접착제(500)는 상기 상판(100)과 상기 하판(200)을 접착력으로 합착 해주는 보조 압력인가 수단이고 상온에서 신속하게 응고 가능하고 내측의 밀봉재(400)에 압력을 가할 수 있으며, 압축/인장에 견딜 수 있는 것이 사용된다.

이어서, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상판(100)과 상기 하판(200)을 정밀 정렬시킨 다음 소정 압력을 가하여 상기 상판(100)과 하판(200)의 합착상태를 유지시킨다.

그리고 상기 접착제(500)의 응고에 따라 상기 상판(100)과 하판(200)의 합착이 완료된다.

즉, 상판(100)과 하판(200) 합착시 상판(100)과 하판(200) 패널에 점착제를 이용하여 일종의 격벽을 형성하므로, 상기 격벽에 의해 엘라스토머 계열의 밀봉재(400)를 원활하게 정렬시킬 수 있고 합착시 가해지는 압력에 의해 엘라스토머 계열의 밀봉재(400)의 변형을 유도하여 구조적으로 향상된 진공효과를 가져오며 패널 내부와 외부 사이의 압력 변화에 구조적 지지력을 제공하여 위치상의 변화를 방지한다.

또한, 상술한 본 발명에 따른 제조 및 합착공정은 상온에서 이루어지므로 기존과 달리, 프릿을 용융시켜 상판(100)과 하판(200)이 합착되도록 한 다음 냉각시키기 위한 가열과 냉각공정이 필요 없으므로 에너지 손실을 방지하고 공정시간을 단축시킬 수 있다.

상술한 공정을 거쳐, 완성된 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 기판(200)과, 제 1 기판(200)의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 도포된 제 1 점착제(300)와, 제 1 점착제(300) 도포영역 외곽에 제 1 점착제(300)와 소정간격을 갖도록 도포된 제 2 점착제(310)와, 상기 제 1 점착제(300)와 제 2 점착제(310) 상측에 맞물리도록 도포된 밀봉재(400)와, 상기 제 2 점착제(310) 도포 영역 외곽에 제 2 점착제(310)와 소정간격을 갖도록 도포된 접착제(500)와, 그리고, 상기 밀봉재(400)와 접착제(500) 표면에 밀착된 상태로 상기 제 1 기판(200) 상측에 정렬된 제 2 기판(100)을 포함한 구조를 갖는다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 상판과 하판의 합착공정이 상온에서 이루어지므로 기존의 고온/고압 조건과 달리 패널에 가해지는 부하가 적어 패널의 특성저하를 방지할 수 있다.

둘째, 상판과 하판의 합착공정이 상온에서 이루어지므로 기존 프릿을 이용한 합착공정에서의 가열 및 냉각공정이 필요없어 에너지 손실을 최소화할 수 있다.

셋째, 유리성분의 밀봉재 대신 엘라스토머 계열의 고무를 밀봉재로 사용하므로 합착시 불순가스의 배출이 없어 방전가스의 오염으로 인한 패널 특성저하를 방지할 수 있다.

넷째, 유리성분의 밀봉재 대신 엘라스토머 계열의 고무를 밀봉재로 사용하므로 자체의 탄성에 의해 외부충격에 의한 패널 손상을 방지할 수 있다.

다섯째, 하판의 엘라스토머의 정렬 및 구조적 지지력을 발생하기 위한 일종의 격벽을 형성하므로 진공으로 인한 밀봉력을 향상시킬 수 있으며 상판과 하판 합착시 접착제와 유리판 사이의 미끄럼을 방지하여 구조적 위치정렬이 가능하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims

플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정에 있어서,

제 1 기판의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 제 1 점착제를 도포하는 단계;

상기 제 1 점착제 도포영역 외곽에 상기 제 1 점착제와 소정간격을 갖도록 제 2 점착제를 도포하는 단계;

상기 제 1 점착제와 제 2 점착제 상측에 맞물리도록 밀봉재를 도포하는 단계;

상기 제 2 점착제 도포 영역 외곽에 상기 제 2 점착제와 소정간격을 갖도록 접착제를 도포하는 단계;

상기 제 1 기판 상에 제 2 기판을 정렬시키는 단계; 그리고,

상기 제 1 기판과 제 2 기판에 소정 압력을 가하여 합착하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 점착제는 동일 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정.
제 1 항에 있어서,

상기 밀봉재는 상기 합착압력에 의해 변형되는 특성을 갖는 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정.
제 1 항에 있어서,

상기 밀봉재는 엘라스토머(Elastomer) 계열의 물질임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정.
제 1 항에 있어서,

상기 전 공정은 상온에서 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정.
제 1 기판;

상기 제 1 기판의 유효화면의 외곽 소정영역을 따라 도포된 제 1 점착제;

상기 제 1 점착제 도포영역 외곽에 상기 제 1 점착제와 소정간격을 갖도록 도포된 제 2 점착제;

상기 제 1 점착제와 제 2 점착제 상측에 맞물리도록 도포된 밀봉재;

상기 제 2 점착제 도포 영역 외곽에 상기 제 2 점착제와 소정간격을 갖도록 도포된 접착제; 그리고,

상기 밀봉재와 접착제 표면에 밀착된 상태로 상기 제 1 기판 상측에 정렬된 제 2 기판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 점착제는 동일물질임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

상기 밀봉재는 상기 합착압력에 의해 변형되는 특성을 갖는 물질임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

상기 밀봉재는 엘라스토머(Elastomer) 계열의 물질임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.