KR20030017879A - 레이저를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널용 후면유리의 격벽을 형성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP)용 후면 유리의 격벽을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 도포된 격벽용 재료층에 유리 기판을 통해 레이저를 주사하여 원하는 패턴의 재료층을 소성시키는 본 발명의 방법에 의하면, 고정밀 패턴의 격벽을 PDP용 후면 유리 상에 간편하게 형성시킬 수 있다.

Description

레이저를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널용 후면 유리의 격벽을 형성하는 방법{METHOD FOR THE PREPARATION OF BARRIER RIBS OF A BACK SIDE GLASS FOR A PLASMA DISPLAY PANEL USING A LASER}

본 발명은 레이저를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP)용 후면 유리의 격벽을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 PDP용 후면 유리 위에 격벽재를 도포한 후 유리를 통해 레이저를 주사하여 상기 재료층을 소성시킴으로써, 고정밀 패턴의 격벽을 간편하게 형성하는 방법에 관한 것이다.

PDP용 후면 유리에 있어서의 격벽의 역할은 일정한 절연된 공간을 형성시켜 RGB(Red/Green/Blue) 방전공간을 확보함으로써 이들 3색의 형광체 혼합을 방지하는 것이다. 일반적으로, PDP용 후면 유리의 격벽은 50㎛ 이하의 폭 및 150㎛의 높이의 줄(stripe) 무늬의 형상을 가지며, 격벽들 사이의 피치(pitch)는, 42" VGA 급에서는 220㎛, 25" XGA 급에서는 150㎛ 정도이다. 이와 같은 규격을 기준으로 하여, 격벽은 높이가 일정하고 두께가 가능한 얇아야 하며 일정 이상의 강도를 가져야 하므로, 격벽 형성공정은 PDP 제조시 가장 어려운 공정에 해당한다.

격벽 제조방법 중 하나인 인쇄법에서는, 격벽재를 스크린 인쇄하고 건조시키는 공정을 8∼10회 반복하여 150㎛ 높이의 적층된 격벽을 형성한다. 이 방법은 저가이고 필요한 부분만 인쇄하기 때문에 재료의 손실이 없다는 장점이 있는 반면, 1회당 인쇄막 두께가 약 20㎛로 한정되어 인쇄회수가 많아질 수 밖에 없기 때문에 격벽 높이를 일정하게 하기 힘들고 고정세 제품에 적용하기 어렵다는 문제가 있다.

이에, 최근에는 감광체(photoresistor)와 샌드 블라스팅(sand blasting)을 함께 이용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 이 방법에 의하면, 유리 기판 전체에 격벽재를 2∼3회 도포하거나 또는 필름상의 격벽재(듀퐁 및 일본전기초자사제)를 부착한 다음, 그 위에 감광체를 붙이고 광마스크(photomask)를 끼워서 노광 현상한 후, 감광체가 남아 있지 않은 부분의 격벽재를 샌드 블라스팅 처리하여 제거하고, 이어 광마스크 및 감광체를 제거한 후 남은 격벽재를 소성함으로써 격벽을 형성한다. 이 방법은 포토리소그라피(photolithography) 기술을 사용하고 있어, 상기 인쇄법보다 고정세의 패턴을 형성할 수 있으나, 다량의 재료를 소모할 뿐만 아니라 샌드 블라스팅을 필요로 해 공정이 복잡해지고 먼지가 다량 발생하며 장시간이 소요된다는 단점이 있다.

샌드 블라스팅 공정을 생략하기 위해서, 격벽재와 감광체가 혼합된 필름상을 사용하는 격벽 제조방법도 개발되었으나, 이제까지 발표된 기존의 방법들은 기계적 가공 및/또는 화학적 처리를 필요로 하여 정밀성이 떨어지거나 재료의 소모가 많다는 문제를 여전히 가지고 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 PDP용 후면 유리의 격벽을 고정밀 패턴을 가지도록 보다 간편하고 경제적으로 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 후면 유리의 격벽 형성공정을 대략적으로 보여주는 도이고,

도 2는 도 1의 격벽 형성공정 중 레이저 빔 주사에 따른 격벽의 형성 원리를 설명해 주는 도이며,

도 3 및 4는 각각 격벽 형성을 위해 레이저 빔 공급장치로부터 발생된 레이저를 후면 유리를 통해 도포된 격벽용 재료층과 접촉시키는 공정의 측면도 및 정면도이다.

<도면 부호에 대한 간단한 설명>

1: 레이저 발생기2: 빔 스캐너(scanner)

3: 레이저 빔4: 도포된 격벽용 재료층

5: 후면 유리6: 형성된 격벽

7: 용융 상태의 격벽재8: 레이저의 초점

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 유리 기판 상에 격벽용 재료를 도포한 다음, 도포된 격벽용 재료층에 유리 기판을 통해 레이저를 주사하여 원하는 패턴의 재료층을 소성시킨 후, 소성되지 않은 재료층을 제거하는 것을 포함하는, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 후면 유리의 격벽 형성방법을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 격벽 형성방법은 레이저를 이용하여 도포된 격벽용 재료층을 용융시킴으로써 이를 후면 유리 표면에 응고시켜 원하는 패턴의 격벽을 형성시키며, 이때 레이저를 후면 유리를 관통하여 재료에 조사시키는 것을 특징으로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 격벽 형성공정을 대략적으로 보여준다.

본 발명의 방법에 따르면, 먼저 후면 유리 기판 상에 격벽용 재료를 적절한 두께로 도포하는데, 상기 재료는 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 그 특성에 따라 분말상, 분말을 용제에 녹인 페이스트상 또는 그린시트(green sheet)일 수 있다. 본 발명에 사용되는 격벽용 재료는 용융 점도가 커 용융시 형상이 유지되는 것이어야 한다.

이어, 본 발명의 방법에 따라, 도포된 격벽용 재료층에 유리 기판을 통해 레이저를 주사하여 재료층을 원하는 패턴으로 소성시키면, 용융된 재료는 서서히 냉각되면서 응고되어 원하는 패턴의 격벽을 형성한다. 이때, 후면 유리로는 격벽용 재료를 도포하는 면에 어드레스 전극(불투명 전극)(및 필요에 따라 유전체층)이 비연속적으로 형성된 것을 사용하는 것이 일반적이나, 전극이 없는 격벽용 재료층 부분에만 레이저의 초점을 맞추므로 전극에는 손상없이 재료층만을 녹여 응고시킬 수있다.

도 3 및 4는 각각 레이저 발생기(1)와 빔 스캐너(2)로 이루어진 레이저 빔 공급장치로부터 발생된 레이저 빔(3)을 후면 유리(5)를 통해 도포된 격벽용 재료층(4)과 접촉시키는 공정의 측면도 및 정면도이다. 도 3 및 4로부터 알 수 있듯이, 움직이는 부분은 후면 유리(5)와 빔 스캐너(2) 뿐이어서, 공정 중 진동 발생이 적다.

레이저 빔 주사에 따른 격벽 형성 원리를 도 2를 참조로 하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다: 후면 유리(5)를 통해 입사된 레이저 빔(3)은 유리에 입사되면서 굴절이 발생되어 초점 거리가 길어지므로, 레이저의 초점(8)을 초기에 후면 유리 바로 윗부분에 위치시키면, 도포된 격벽용 재료층(4)이 녹으면서 용융된 재료(7) 바로 윗부분으로 초점이 이동하여 계속적으로 재료층을 녹일 수 있다.

본원 발명에서와 같이, 후면 유리를 통해 레이저를 투입할 경우에는, 투입되는 면이 평면의 유리여서 입사 레이저 빔을 산란시키는 양이 적어 레이저 투과량이 항상 일정하고, 레이저의 투입에 의해 후면 유리 부분의 재료층이 열을 많이 받아 후면 유리 부분이 넓고 바깥쪽 전면 유리 부분이 좁은 사다리꼴의 격벽이 형성되므로, 형광물질이 발광할 경우 빛이 전면부로 많이 반영되어 전체적인 광량이 많아져 화면의 밝기가 밝아진다. 반면, 상부에서 바로 레이저를 투입할 경우에는, 격벽 재료가 녹은 표면이 평면이 아닌 곡면으로 된 임의의 형상을 가져 레이저가 표면에서 난반사되므로, 레이저의 계속적인 침투가 어려워 가열상태를 지속시키기 어렵다. 또한, 레이저가 투입되는 재료층의 표면 부분이 더 많은 열을 받아 두께가 두꺼워지기 때문에, 후면 유리 부분이 얇고 바깥쪽 전면 유리 부분이 넓은 격벽이 형성되어, 형광물질이 균일하게 도포된 경우에도 형광물질에서 발생하여 전면부로 나가는 광의 양이 상대적으로 적어져 밝기가 어두워진다.

상기 레이저의 주사에 이어, 소성되지 않은 재료층을 진공으로 흡입하거나 퍼징(purging)시켜 제거함으로써 원하는 패턴의 격벽을 최종적으로 형성한다. 제거되는 재료는 회수하여 재활용할 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 상기 잔여 재료의 제거 이전 또는 이후, 바람직하게는 제거 이후에, 부분적인 가열에 의해 형성된 잔류 응력을 해소해 주기 위해 유리 전체를 어닐링(annealing)한 후 서냉시킬 수 있다. 이러한 공정은, 격벽의 고정을 위해 소성 과정을 필요로 하는 기존의 가공법에 비해 훨씬 단순한 것이다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 격벽 형성방법은 1) 레이저를 이용할 뿐 아니라 움직이는 부분이 적어 진동 발생이 적으므로, 격벽의 두께 및 격벽간의 간격을 정밀하게 조절할 수 있고, 2) 추가적인 소성 및 샌드 블라스팅이 필요없어 기존에 비해 공정이 단축되고, 3) 가공시 물리적인 힘이 가해지지 않아 변형되는 부분이 없어 격벽이 형성된 후면 유리의 내구성이 강하며, 4) 화학 반응을 위한 화학물질의 투입이 없어 환경 공해가 적다는 장점을 갖는다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 격벽을 형성시킴으로써 고해상도의 PDP를 낮은 가격에 대량 생산할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 고정밀 패턴의 격벽을 PDP용 후면 유리 상에 간편하게 환경 오염 없이 형성할 수 있어, 고해상도의 PDP를 낮은 가격에 대량 생산할 수 있다.

Claims (3)

1. 유리 기판 상에 격벽용 재료를 도포한 다음, 도포된 격벽용 재료층에 유리 기판을 통해 레이저를 주사하여 원하는 패턴의 재료층을 소성시킨 후, 소성되지 않은 재료층을 제거하는 것을 포함하는, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 후면 유리의 격벽 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   소성되지 않은 재료층의 제거 이전 또는 이후에 유리 전체를 추가로 어닐링(annealing)하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   소성되지 않은 재료층의 제거가, 진공 흡입 또는 퍼징(purging)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.