KR20040037667A

KR20040037667A - 플라즈마 디스플레이 패널과 그 제조방법 및 제조장치

Info

Publication number: KR20040037667A
Application number: KR1020020066249A
Authority: KR
Inventors: 주병권; 이덕중; 이윤희
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-07

Abstract

본 발명은 후면 유리 기판에 형광체 수납부를 형성하는 공정과; 전면 유리 기판 또는 후면 유리 기판의 가장자리부에 유기 교결제를 위치시키는 공정과; 밀폐공간 내에 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판을 정열하는 공정과; 상기 정열된 유리 기판 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과; 상기 밀폐공간에 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과; 상기 유기 교결제에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제시함으로써, 종래의 배기용 세관이 구비된 구조를 취함에 따른 문제점, 즉, 그 세관의 봉합을 위해 고온이 가해져 패널 내부의 구조를 해할 수 있다는 점, 봉합 공정 후 세관 잔여분의 긴 길이가 패널의 두께의 간소화를 저해한다는 점, 봉합 공정시 발생한 가스가 진공도를 저하시켜 패널의 품질을 열화시킨다는 점 등을 모두 근본적으로 해결할 수 있도록 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널과 그 제조방법 및 제조장치{PLASMA DISPLAY PANEL AND MANUFACTURING METHOD, MANUFACTURING APPARATUS THEREOF}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : plasma display panel)과 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 플라즈마 디스플레이 패널 내부의 공간부에 비활성 가스를 충진시키고 이를 봉합하는 패키징 방법에 관한 것이다.

대화면 평판 디스플레이(FDP : flat panel display)의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널은 다른 디스플레이에 비해 초대형화에 적합하고, 매우 강한 비선형성, 넓은 시야각 및 형광막을 이용한 풀 컬러(full color) 구현이 용이하다는 장점을 가지고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널의 동작원리는 캐소드와 애노드의 양 전극 사이에 비활성 가스(Ne, Ar, Xe) 또는 이들의 혼합물을 두고 높은 전압을 인가하면 플라즈마의 전리 현상이 일어나는데, 이러한 전리 현상에서 발생한 배큠 울트라 바이올렛(VUV : vacuum ultra violet)이 3원색(red, green, blue)으로 이루어진 형광막을 자극함으로써 색상 기타 화면을 구현하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 유리 기판(1)과 후면 유리 기판(2)의 사이에 공간부가 형성되고, 후면 유리 기판(2)의 내측면에 설치된 복수개의 격벽(4) 사이에 복수개의 형광체 수납부(5)가 형성되며, 상기 공간부가 비활성 가스에 의해 충진되는 구조를 취하고 있다.

특히 문제가 되는 것은 고진공 공정을 거쳐 상기 공간부를 비활성 가스에 의해 충진시키고 봉합하는 패키징 방법에 관한 것으로서, 상기 공정에 있어서의 진공도는 플라즈마 디스플레이 패널의 품질을 좌우하는 매우 중요한 결정요소 중의 하나이다.

종래에 있어서는 캐소드 레이 튜브(CRT : cathode ray tube)의 패키징 방법을 응용하는 것이 일반적이었으며, 그 내용은 다음과 같다.

즉, 배기용 세관(6)을 후면 유리 기판(2)의 배기구(8)에 유리 프릿(flit)(7)으로 연결하고, 그 세관(6)을 통해 비활성 가스를 주입한 후, 세관(6)의 봉입할 부분을 국부적으로 가열하여 반용융 상태로 녹인 다음, 세관(6)을 절단 및 실링하는 절단 밀봉 공정(tip-off process)이 그것이다.

이러한 공정은 패널(유리 기판)에 대해 상당한 크기의 스트레스를 가해지게 되므로, 그 스트레스를 최소화하기 위하여, 3mm 이상의 두꺼운 유리 기판을 사용하거나, 내부에 폭 150㎛의 지지용 스페이서를 장착하는 것이 일반적이었다.

이와 같이, 종래의 기본적인 진공 패키징 기술은 캐소드 레이 튜브(CRT : cathode ray tube) 패키징 방법에 바탕을 두고 있으나, 근본적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 캐소드 레이 튜브와 비교할 때, 그 내부 체적이 수 cm³이하로 매우 작기 때문에, 다음과 같은 문제점을 안고 있었다.

첫째, 봉입 공정 후 플라즈마 디스플레이 패널의 외면에는 약 0.5 ~ 1cm 정도 길이의 세관(9) 잔여분이 남게 되는데, 이는 패널의 두께를 초과하는 상당한 길이로서 전체 패널의 두께를 감소시키는데 제약이 된다.

둘째, 진공도의 저하가 불가피하므로, 품질의 신뢰성 확보가 곤란하다. 봉입 공정은 봉입할 부분의 배기용 세관을 국부적으로 가열하여 반용융 상태로 녹인 후, 배기용 세관을 절단 및 실링하는 공정으로 이루어진다. 이때, 배기용 세관은 일단 고체 상태에서 반용융 상태로 되었다가 다시 고체 상태로 돌아오기 때문에 이 과정에서 미소량의 가스가 유입됨에 따라 진공도를 크게 저하시키기 때문이다.

셋째, 적절한 배기를 위한 배기용 세관의 내경 확보가 곤란하다. 종래의 제조방법에 있어서 배기 공정은 배기용 세관의 컨덕턴스와 패널 자체의 컨덕턴스에 의해 크게 의존한다. 여기서, 컨덕턴스란, 펌프를 사용한 패널 내부의 가스 분자의 배기 공정시, 그 배기의 난이도를 나타낸다. 이러한 컨덕턴스를 크게 하기 위해서는 배기용 세관의 내경이 크고, 세관의 길이는 짧은 것을 사용하여야 할 것이나, 이러한 형상의 배기용 세관을 사용할 경우 봉입 시에 진공도를 저하시키는 가스 발생이 많아지게 되고 봉입 후, 플라즈마 디스플레이 패널의 외면에 형성되는 세관 잔여분의 길이가 증가하는 등 나쁜 영향을 미치게 된다.

넷째, 유리 프릿의 소결시 발생하는 가스와 배기용 세관의 용융을 위한 400℃ 이상의 고온으로 인해 패널 내부의 금속 전극이 손상을 받을 수 있다.

본 발명은 종래의 배기용 세관이 구비된 구조를 취함에 따른 문제점, 즉, 그 세관의 봉합을 위해 고온이 가해져 패널 내부의 구조를 해할 수 있다는 점, 봉합 공정 후 세관 잔여분의 긴 길이가 패널의 두께의 간소화를 저해한다는 점, 봉합 공정시 발생한 가스가 진공도를 저하시켜 패널의 품질을 열화시킨다는 점 등을 모두근본적으로 해결하고 보다 간단한 방법으로 이를 구현할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 및 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도

도 3은 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 전면 유리 기판2 : 후면 유리 기판

3 : 전극 및 보호층4 : 격벽

5 : 형광체 수납부6 : 배기용 세관

7 : 유리 프릿8 : 배기구

9 : 유기 교결제 수납부10 : 유기 교결제

11 : 히터13 : 제조장치 본체

14 : 배기구15 : 진공 펌프

16 : 가스 주입구17 : 가스 주입장치

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 전면 유리 기판과 후면 유리 기판의 사이에 공간부가 형성되고, 상기 후면 유리 기판의 내측면에 설치된 복수개의 격벽 사이에 복수개의 형광체 수납부가 형성되며, 상기 공간부가 비활성 가스에 의해 충진되는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판의 가장자리부가 유기 교결제에 의해 상호 봉합된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제시한다.

여기서, 상기 전면 유리 기판 또는 후면 유리 기판의 가장자리부 내측면에는 상기 유기 교결제 보호용 수납부가 형성된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단, 즉, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 전면 유리 기판 또는 후면 유리 기판의 가장자리부에 유기 교결제를 위치시키는 공정과; 밀폐공간 내에 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판을 정열하는 공정과; 상기 정열된 유리 기판 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과; 상기 밀폐공간에 상기 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과; 상기 유기 교결제에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단, 즉, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 후면 유리 기판의 내측면에 상기 복수개의 격벽 및 상기 유기 교결제 보호용 수납부를 형성하는 공정과; 밀폐공간 내에 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판을 정열하는 공정과; 상기 정열된 유리 기판 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과; 상기 밀폐공간에 상기 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과; 상기 유기 교결제에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제시한다.

여기서, 상기 유기 교결제 보호용 수납부는 SiO₂화합물 또는 절연물을 프린팅함으로써 형성될 수도 있고, 샌드 블래스터(sand blaster)를 이용하여 형성될 수도 있으며, 프레스(press) 방식에 의해 형성될 수도 있고, 엘.티.씨.씨.(LTCC : low temperature co fired ceramic)를 이용하여 형성될 수도 있다.

나아가, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단, 즉, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 구현하기 위한 장치로서, 내부에 상기 유리 기판의 수납 및 정열 공간이 형성됨과 아울러, 배기구 및 가스 주입구가 구비된 밀폐구조의 본체와; 상기 배기구에 연결된 진공 펌프와; 상기 가스 주입구에 연결된 가스 주입장치와; 상기 본체 내부에 장착된 히터를; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치를 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시례에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서, 도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도, 도 3은 제조장치의 구조를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 제조방법은 후면 유리 기판(2)에 상기 형광체 수납부(5)를 형성하는 공정과; 전면 유리 기판(1) 또는 후면 유리 기판(2)의 가장자리부에 유기 교결제(oranic binder : 10)를 위치시키는 공정과; 밀폐공간 내에 전면 유리 기판(1)과 후면 유리 기판(2)을 정열하는 공정과; 상기 정열된 유리 기판(1,2) 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과; 상기 밀폐공간에 상기 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과; 유기 교결제(10)에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하여 구성된다.

즉, 종래에 있어서는 상기 전면 유리 기판(1)과 후면 유리 기판(2) 사이의 공간부의 진공상태화 및 가스 충진을 위해, 별도의 배기용 세관(6)이 구비된 구조를 취하고 있었으므로, 가스 충진 후 이를 봉합하기 위한 공정에서 많은 문제점이 도출되어 왔던 것이다.

본 발명은 상기 문제를 해결코저, 별도의 배기용 세관과 같은 구조를 생략하는 대신, 별도의 밀폐의 공간을 구성하고 그 내부에서 유리 기판(1,2)의 정열 공정, 진공 상태화 공정, 가스 충진 공정을 모두 수행한 후, 미리 유리 기판(1,2)의 가장자리부에 위치시킨 유기 교결제(10)를 가열하고 이에 의해 상기 유리 기판(1,2)이 봉합되도록 하는 제조방법을 채택한 것이다.

여기서, 유기 교결제는 유리에 비해 용융점이 매우 낮은 물질로 구성되며, 용융 및 경화에 의해 유리 기판(1,2)의 가장자리부를 봉합할 수 있는 물질이면 어느 것이나 가능하다.

즉, 본 발명에 의한 제조방법은 종래의 배기용 세관이 구비된 구조를 취함에 따른 문제점, 즉, 그 세관의 봉합을 위해 고온이 가해져 패널 내부의 구조를 해할 수 있다는 점, 봉합 공정 후 세관 잔여분의 긴 길이가 패널의 두께의 간소화를 저해한다는 점, 봉합 공정시 발생한 가스가 진공도를 저하시켜 패널의 품질을 열화시킨다는 점 등을 모두 근본적으로 해결할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 제조방법에 의해 제조된 플라즈마 디스플레이 패널은 도 2에 도시된 바와 같이 기본적으로, 전면 유리 기판(1)과 후면 유리 기판(2)의 사이에 공간부가 형성되고, 후면 유리 기판(2)의 내측면에 설치된 복수개의 격벽(4) 사이에 복수개의 형광체 수납부(5)가 형성되며, 상기 공간부가 비활성 가스에 의해 충진되는 구조를 취한다는 점에서는 종래의 구조와 동일하나, 전면 유리 기판(1)과 후면 유리 기판(2)의 가장자리부가 유기 교결제(10)에 의해 상호 봉합된 구조를 취한다는 점에서 종래의 구조와 차이를 나타내게 된다.

여기서, 유기 교결제(10)는 봉합 전 유리 기판(1,2)의 가장자리부에 어떠한 형태로 위치시키든 관계없을 것이나, 전면 유리 기판(1) 또는 후면 유리 기판(2)의 가장자리부 내측면에 유기 교결제 보호용 수납부(9)가 별도로 형성된 구조를 취하는 것이 보다 안정적인 봉합을 가능하게 한다는 측면에서 바람직하다.

이러한 구조를 취하는 경우에는, 상기 제조방법에서 유리 기판(1,2)에 유기 교결제 보호용 수납부(9)를 형성하는 공정이 추가되어야 할 것인 바, 이는 후면 유리 기판(2)의 내측면에 상기 복수개의 격벽(4)을 형성하는 공정과 동시에 행하는것이 바람직하다.

여기서, 상기 유기 교결제 보호용 수납부(10)는 SiO₂화합물 또는 절연물을 프린팅하는 방식, 샌드 블래스터(sand blaster)를 이용하는 방식, 프레스(press) 방식, 엘.티.씨.씨.(LTCC : low temperature co fired ceramic)를 이용하는 방식 등에 의해 용이하게 구현될 수 있다.

도 3은 상기와 같은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 구현하기 위한 제조장치의 일실시예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치는 내부에 유리 기판(1,2)의 수납 및 정열 공간이 형성됨과 아울러, 배기구(14) 및 가스 주입구(16)가 구비된 밀폐구조의 본체(13)와; 배기구(14)에 연결된 진공 펌프(15)와; 가스 주입구(16)에 연결된 가스 주입장치(17)와; 본체(13) 내부에 장착된 히터(11)를; 포함하여 구성된다.

본 제조장치의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

본체(13)의 내부 수납공간에 형광체 수납부 형성 공정 및 유기 교결제 수납 공정을 마친 유리 기판(1,2)을 정열시킨 후, 이를 밀폐시킨다.

진공 펌프(15)에 의해 본체(13) 내부 수납공간을 진공상태로 만든 후, 가스 주입장치(17)를 작동시켜 상기 내부 수납공간에 비활성 가스를 충진시킨다.

비활성 가스의 충진이 완료된 후, 히터(11)를 소정 시간 작동시켜 유기 교결제(10)의 용융 및 응고에 의해, 유리 기판(1,2) 내부 공간부를 비활성 가스가 충진된 상태에서 봉합시킨다.

본 발명은 종래의 배기용 세관이 구비된 구조를 취함에 따른 문제점, 즉, 그 세관의 봉합을 위해 고온이 가해져 패널 내부의 구조를 해할 수 있다는 점, 봉합 공정 후 세관 잔여분의 긴 길이가 패널의 두께의 간소화를 저해한다는 점, 봉합 공정시 발생한 가스가 진공도를 저하시켜 패널의 품질을 열화시킨다는 점 등을 모두 근본적으로 해결할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 및 장치를 제공한다.

Claims

전면 유리 기판과 후면 유리 기판의 사이에 공간부가 형성되고, 상기 후면 유리 기판의 내측면에 설치된 복수개의 격벽 사이에 복수개의 형광체 수납부가 형성되며, 상기 공간부가 비활성 가스에 의해 충진되는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판의 가장자리부가 유기 교결제에 의해 상호 봉합된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 전면 유리 기판 또는 후면 유리 기판의 가장자리부 내측면에는 상기 유기 교결제 보호용 수납부가 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하기 위한 방법으로서,

상기 전면 유리 기판 또는 후면 유리 기판의 가장자리부에 유기 교결제를 위치시키는 공정과;

밀폐공간 내에 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판을 정열하는 공정과;

상기 정열된 유리 기판 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과;

상기 밀폐공간에 상기 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과;

상기 유기 교결제에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제2항의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하기 위한 방법으로서,

상기 후면 유리 기판의 내측면에 상기 복수개의 격벽 및 상기 유기 교결제 보호용 수납부를 형성하는 공정과;

밀폐공간 내에 상기 전면 유리 기판과 후면 유리 기판을 정열하는 공정과;

상기 정열된 유리 기판 사이의 공간부를 진공상태로 만드는 공정과;

상기 밀폐공간에 상기 비활성 가스를 주입함으로써 상기 공간부를 충진시키는 공정과;

상기 유기 교결제에 열을 가함으로써 상기 공간부를 봉합하는 공정을; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 유기 교결제 보호용 수납부는 SiO₂화합물 또는 절연물을 프린팅함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 유기 교결제 보호용 수납부는 샌드 블래스터를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 유기 교결제 보호용 수납부는 프레스 방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 유기 교결제 보호용 수납부는 엘.티.씨.씨.를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 구현하기 위한 장치로서,

내부에 상기 유리 기판의 수납 및 정열 공간이 형성됨과 아울러, 배기구 및 가스 주입구가 구비된 밀폐구조의 본체와;

상기 배기구에 연결된 진공 펌프와;

상기 가스 주입구에 연결된 가스 주입장치와;

상기 본체 내부에 장착된 히터를; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치.