KR20070099381A - Heat treatment furnace of preparing flat display panel, manufacturing device and method of flat display panel including the same, and flat display panel prepared thereby - Google Patents

Heat treatment furnace of preparing flat display panel, manufacturing device and method of flat display panel including the same, and flat display panel prepared thereby Download PDF

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KR20070099381A
KR20070099381A KR1020060043891A KR20060043891A KR20070099381A KR 20070099381 A KR20070099381 A KR 20070099381A KR 1020060043891 A KR1020060043891 A KR 1020060043891A KR 20060043891 A KR20060043891 A KR 20060043891A KR 20070099381 A KR20070099381 A KR 20070099381A
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이성현
이원영
유재원
신승협
김병욱
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주식회사 동진쎄미켐
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Abstract

A heat treatment furnace for manufacturing a flat display panel, a flat display panel manufacturing apparatus including the same, a manufacturing method of the same, and a flat panel display device using the same are provided to improve performance of a material layer by lowering resistance of the material layer. A heat treatment furnace includes a magnetron(301), a waveguide(302), and a discharge tube(305). The magnetron is formed to generate microwaves. The waveguide is formed to transmit the microwaves generated from the magnetron. The discharge tube is formed to generate plasma by using the microwaves transmitted through the waveguide and gas supplied through a gas supply unit. The discharge tube is formed to irradiate the plasma onto a structure for manufacturing a flat panel display device.

Description

평판 표시 소자 제조용 열처리로, 이를 포함하는 평판 표시 소자 제조장치, 이의 제조방법, 및 이를 이용한 평판 표시 소자{HEAT TREATMENT FURNACE OF PREPARING FLAT DISPLAY PANEL, MANUFACTURING DEVICE AND METHOD OF FLAT DISPLAY PANEL INCLUDING THE SAME, AND FLAT DISPLAY PANEL PREPARED THEREBY}Heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device, a flat panel display device manufacturing apparatus including the same, a method for manufacturing the same, and a flat panel display device using the same DISPLAY PANEL PREPARED THEREBY}

도 1은 본 발명의 평판 표시 소자(FLAT DISPLAY PANEL, FDP) 제조용 열처리로에 적용되는 마이크로웨이브 플라스마 시스템의 시스템 개략도이다.1 is a system schematic diagram of a microwave plasma system applied to a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device (FDP) of the present invention.

도 2는 본 발명의 FDP 제조용 열처리로를 포함하는 FDP 제조장치의 일 실시예에 대한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of an embodiment of an FDP manufacturing apparatus including a heat treatment furnace for manufacturing FDP of the present invention.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 FDP 제조용 열처리로에 적용되는 마이크로웨이브 플라스마 시스템에서 방전관으로부터의 수평, 수직 거리와 기판이 가열되는 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다. (도 3a는 수직거리, 도 3b는 수평거리)3A to 3B are graphs showing the relationship between the horizontal and vertical distances from the discharge tube and the temperature at which the substrate is heated in the microwave plasma system applied to the heat treatment furnace for manufacturing an FDP of the present invention. (FIG. 3a is a vertical distance, FIG. 3b is a horizontal distance)

도 4는 본 발명의 FDP 제조용 열처리로에 적용되는 마이크로웨이브 플라스마 시스템에서 방전관에 유입되는 가스의 유속과 온도와의 관계를 나타내는 그래프이다. (방전관 끝부분에서 10cm를 이격한 후 기판이 가열되는 온도를 방전관중심으로부터 거리로 표현한 것임.)Figure 4 is a graph showing the relationship between the flow rate and the temperature of the gas flowing into the discharge tube in the microwave plasma system applied to the heat treatment furnace for manufacturing FDP of the present invention. (The temperature at which the substrate is heated after 10 cm from the end of the discharge tube is expressed as the distance from the center of the discharge tube.)

도 5는 본 발명의 FDP 패널 제조용 열처리로에서 대면적 처리를 위하여 마이크로웨이브 플라스마 방전관을 병렬로 배열한 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view showing an embodiment in which microwave plasma discharge tubes are arranged in parallel for a large area treatment in a heat treatment furnace for manufacturing a FDP panel of the present invention.

도 6은 상기 도 5의 구성을 가지는 열처리로에서의 기판이 받는 온도 분포를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a temperature distribution received by a substrate in the heat treatment furnace having the configuration of FIG. 5.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

301: 마그네트론 302: 도파관301: magnetron 302: waveguide

303: 3중막대 튜너 304: 가스공급 장치303: triple bar tuner 304: gas supply device

305: 방전관(플라스마 토치) 306: 마이크로웨이브 플라스마305: discharge tube (plasma torch) 306: microwave plasma

401: 건조로 402: 열처리로 (소성로)401: drying furnace 402: heat treatment furnace (firing furnace)

403: 냉각부 404: FPD용 패널 (유리재 기판)403: cooling unit 404: panel for FPD (glass substrate)

405 : 플라스마 토치 406: FPD용 패널 회송 레일405: plasma torch 406: panel return rail for FPD

본 발명은 마이크로웨이브 플라스마를 이용한 FPD용 패널인 FDP 즉, 평판 표시 소자 제조용 열처리로, 기판 제조장치 및 제조방법, 이를 이용한 평판 표시 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상압에서 밀폐 및 개방구조로 운용이 가능하여 공정 진행이 컨베이어 등의 연속적 시스템으로 이루어지며, 이에 따라 대기시간을 줄여 공정시간을 줄일 수 있고, 수율 향상과 비용 절감의 효과가 있으며, 기존 열처리로를 이용한 공정보다 고온에 노출되는 시간이 급격히 감소하므로, 고온공정으로 인한 기판의 열팽창 및 열수축으로 인한 기판 및 재료층의 손상을 줄일 수 있어 불량률을 감소시킴과 동시에 재료층의 치밀도가 증가하여 재료층의 성능을 향상시 키는 효과가 있는 평판 표시 소자 제조용 열처리로, 이를 포함하는 평판 표시 소자 제조장치 및 평판 표시 소자의 제조방법, 이를 이용하여 제조되는 평판 표시 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an FDP that is a panel for FPD using microwave plasma, that is, a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device, a substrate manufacturing apparatus and a manufacturing method, and a flat panel display device using the same. The process progresses to a continuous system such as a conveyor, so that the waiting time can be reduced by reducing the waiting time, improving the yield and reducing the cost, and being exposed to a higher temperature than the process using a conventional heat treatment furnace. This drastically reduces the damage of the substrate and the material layer due to the thermal expansion and thermal contraction of the substrate due to the high temperature process, thereby reducing the defect rate and increasing the density of the material layer, thereby improving the performance of the material layer. Heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device including the flat panel display device manufacturing apparatus and the flat panel including the same A method of manufacturing a display device, and a flat panel display device manufactured using the same.

일반적으로 플라스마 디스플레이 패널(PDP)이나 유기 및 무기 발광 표시 소자(ELD), 액정 표시 소자(LCD) 등을 포함하는 각종 평판 표시 장치(FPD)에 사용되는 평판 표시 소자(Flat Display Panel)는 그 용도와 특성에 따라 다양한 재료의 페이스트(paste)나 금속이 도포된 기판을 사용한다. In general, a flat display panel used in various flat panel display devices (FPD) including a plasma display panel (PDP), an organic and inorganic light emitting display device (ELD), a liquid crystal display device (LCD), and the like is used. Depending on the characteristics and characteristics, a paste or metal coated substrate of various materials is used.

이러한 페이스트를 이용하는 방법을 살펴보면, 페이스트를 기판에 인쇄 등의 방법으로 도포하여 기판에 두꺼운 페이스트 층이 형성되도록 한 후, 이 페이스트 층을 건조 및 소성 공정을 거쳐 기판에 필요한 구조물로 형성하거나 포토리소그래피 방법을 적용하여 패턴을 형성한 후 이를 건조한 후에 소성하는 방법이 적용되게 된다. 그러나 기존의 소성 공정은 소성로 전체를 가열하여 기판에 열을 전달하여 페이스트를 소성하는 간접가열방식이다. 평판 표시 소자에는 기판이 되는 패널로 탄산나트륨 유리가 주로 사용되기 때문에 600 ℃이하에서 소성온도를 유지해야한다. 따라서 새로운 페이스트의 개발로 소성온도를 낮추려는 노력이 이루어지고 있으나 여전히 500 ℃이상의 고온을 필요로 한다. (한국공개특허 2005-0114408 참조)In the method of using such a paste, a paste is applied to a substrate by printing or the like to form a thick paste layer on the substrate, and then the paste layer is formed into a structure required for the substrate through a drying and baking process or a photolithography method. After applying to form a pattern and dried it is a method of firing. However, the conventional firing process is an indirect heating method in which the entire firing furnace is heated to transfer heat to the substrate to burn the paste. Since sodium carbonate glass is mainly used as a panel for a flat panel display element, the firing temperature should be maintained below 600 ° C. Therefore, efforts have been made to lower the firing temperature with the development of new pastes, but still require high temperatures above 500 ° C. (See Korean Patent Publication No. 2005-0114408)

또한 이러한 소성공정에 걸리는 시간은 10~30 분 정도이며, 개별 기판을 처리하기에는 공정의 연속성을 확보하기 어렵다.In addition, the time required for the firing process is about 10 to 30 minutes, and it is difficult to secure the continuity of the process for treating individual substrates.

이에 대한 대안으로 마이크로웨이브를 이용한 유전가열이 제안되고 있다. 유전가열은 주변의 온도를 높이지 않고 마이크로웨이브를 흡수하는 물질을 선택적으 로 가열할 수 있다. 소성에 걸리는 시간도 기존공정의 절반에 불과하다. 또한 페이스트가 외부부터 가열되는 것이 아니라 내부로부터 효과적으로 가열되기 때문에 페이스트의 치밀도가 증가하며, 전극 제조 시 전극의 저항이 감소한다. 전극의 치밀도는 마이크로웨이브 출력이나 조사시간으로 조절할 수 있는 장점이 있다. As an alternative, dielectric heating using microwaves has been proposed. Dielectric heating can selectively heat materials that absorb microwaves without raising the ambient temperature. The time taken for firing is only half of the existing process. In addition, since the paste is effectively heated from the inside, instead of being heated from the outside, the density of the paste is increased, and the resistance of the electrode is decreased during electrode production. Electrode density has the advantage that it can be adjusted by microwave output or irradiation time.

그러나 유전가열은 마이크로웨이브 흡수율이 낮은 실리카 입자를 소결한 절연재료가 기판의 지지대로서 추가적으로 필요하며, 마이크로웨이브의 특성상 마이크로웨이브가 기판에 균일하게 조사되지 못하는 단점이 있다. 마이크로웨이브가 기판에 균일하게 조사되지 못하고 국지적으로 마이크로웨이브가 집중될 경우, 페이스트의 일부는 소성되지 못하고 그대로 남거나, 일부는 가열이 지나치게 되어 방전현상이 일어나 페이스트가 탄화되어 전극이 단선되는 현상이 일어난다. However, dielectric heating requires an additional insulating material obtained by sintering silica particles having low microwave absorption rate as a support for the substrate, and the microwave is not uniformly irradiated onto the substrate due to the characteristics of the microwave. If the microwave is not uniformly irradiated onto the substrate and the microwave is locally concentrated, a part of the paste remains unbaked, or some of the paste is excessively heated, resulting in discharge, resulting in carbonization of the paste and disconnection of the electrode. .

마이크로웨이브를 기판에 균일하게 조사하기 위해 금속재질의 반사용 날개를 사용하거나(일본공개특허 2005-172371 참조), 구면 반사경 또는 금속 재질의 반사부재를 이용하는 방법(한국공개특허 1999-015474 참조)이 있다. In order to uniformly irradiate the microwave to the substrate, a metal reflective wing (see Japanese Patent Laid-Open No. 2005-172371), or a method using a spherical reflector or a metal reflective member (see Korean Patent Laid-Open No. 1999-015474) have.

전자의 방법, 금속재질의 반사용 날개로 마이크로웨이브를 반사 및 확산시키는 방법은 소성로를 밀폐시켜야 소성로 내에서 마이크로웨이브의 균일성을 확보할 수 있으므로 챔버를 열고 패널은 넣은 후에 챔버을 밀폐시키고, 소성을 한 후에 다시 챔버를 열어 패널을 꺼내야 하므로 공정의 연속성을 확보하는데 어려움이 있으며, 챔버 내부 전체를 마이크로웨이브 흡수율이 낮은 재료로 제작해야 한다. In the former method, the method of reflecting and diffusing the microwaves with the reflecting blades made of metal is required to seal the kiln to ensure the uniformity of the microwave in the kiln, so the chamber is opened and the panel is sealed. It is difficult to secure the continuity of the process because it is necessary to open the chamber again after removing the panel, and the whole inside of the chamber should be made of a material having low microwave absorption rate.

후자의 방법, 구면 반사경 또는 금속 재질의 반사부재를 이용하는 방법은 마이크로웨이브의 출력, 마그네트론과 반사부재와의 거리, 반사부재에서 기판까지의 거리를 고려하여 반사경의 휨 정도 및 반사부재의 굴절 각도를 결정해야 한다. 또한 마이크로웨이브의 파장이 λ/4 되는 지점이 페이스트에 도달해야 효과적인 가열이 이루어지며, 이를 조절하는 데 많은 어려움이 존재한다. The latter method, using a spherical reflector or a metal reflective member, considers the deflection angle of the reflector and the deflection angle of the reflective member in consideration of the microwave output, the distance between the magnetron and the reflective member, and the distance from the reflective member to the substrate. You must decide. In addition, when the wavelength of the microwave is λ / 4 reaches the paste, effective heating is achieved, and there are many difficulties in controlling it.

기존의 소성로를 이용하여 전극을 형성할 경우 소성공정은 500~600 ℃의 고온에서 10 분 이상 이루어지므로 특수 열강화 유리를 사용하더라도 기판의 열손상이 발생한다. 소성공정에 걸리는 시간이 10 분 이상 소요되므로 공정의 연속성 확보에 어려움이 있다. 또한 여러 개의 소성로를 이용하여 공정의 연속성을 확보하더라도 기판의 대형화에 대응하기에는 한계가 있다. 외부로터 가해지는 열로 소성을 하기 때문에 페이스트는 표면부터 가열되어 녹는다. 그래서 내부의 페이스트까지 가열하기 위해서 어느 정도 시간이 걸리며 이 시간이 소성공정에 걸리는 시간이 된다. 내부의 페이스트가 다 녹지 못하면 전극의 치밀도가 떨어져 전극의 저항을 상승시키는 요인이 되기도 한다.When the electrode is formed by using a conventional firing furnace, the firing process is performed for at least 10 minutes at a high temperature of 500 to 600 ° C., so that thermal damage to the substrate occurs even if a special thermally strengthened glass is used. Since the baking process takes more than 10 minutes, it is difficult to secure the continuity of the process. In addition, even if the continuity of the process is secured by using a plurality of firing furnaces, there is a limit to deal with the enlargement of the substrate. The paste is heated and melted from the surface because it is fired by the heat applied to the external rotor. Therefore, it takes some time to heat the internal paste, and this time is the time taken for the firing process. If the internal paste is not melted, the density of the electrode may be reduced, which may increase the resistance of the electrode.

또한 금속을 도포한 기판을 이용하는 방법을 보면, 일반적으로 기판에 금속을 도포하는 방법은 스퍼터(Sputter)공정을 이용하여 증착하는 방법을 사용하고 있다. 스퍼터링은 플라즈마를 이용해서 재료 표면의 분자 또는 원자를 떨어뜨려서 증착하는 방법으로 다양한 금속을 사용할 수 있고 용융점이 높은 물질의 막을 얻을 때 주로 사용되지만, 저 진공에서 증착이 이루어지기 때문에 Ar 입자가 최대 원자 농도비 2%에 이르고 낟알(grain) 경계면에 산소가 흡착되어 낟알 둘레 산란을 통하여 저항을 증가시키는 역할을 한다. 따라서 금속층의 치밀도가 떨어져 저항이 증가하는 문제점이 있다. 즉, 스퍼터링에 의해 얻어진 금속막은 본래 물질보다 높은 저 항치를 가지게 되는 문제점이 있으므로 이에 대한 개선을 위하여 열처리를 하여 상기 치밀도의 저하를 줄이고 이를 균일하게 하는 균일화처리가 필요한 실정이다.As a method of using a metal-coated substrate, in general, a method of applying a metal to a substrate uses a method of vapor deposition using a sputter process. Sputtering is a method of depositing molecules or atoms on the material surface by using plasma to deposit various metals and is mainly used to obtain a film of a high melting point material, but since the deposition is performed at low vacuum, the Ar particles are the largest atoms. It reaches a concentration ratio of 2% and oxygen is adsorbed on the grain boundary, which increases resistance through scattering around the grain. Therefore, there is a problem in that the resistance of the metal layer is reduced in density. That is, since the metal film obtained by sputtering has a problem of having a higher resistance value than the original material, a situation in which uniformity treatment is required to reduce the uniformity of the density by performing heat treatment to improve it.

따라서 연속적으로 패널의 열처리공정을 진행하며 열처리가 완료된 패널을 연속적으로 제공할 수 있는 열처리로 및 이러한 열처리공정을 단시간에 진행할 수 있는 패널가열방법의 개발이 절실히 필요한 실정이다.Therefore, there is an urgent need for the development of a heat treatment furnace that can continuously process the heat treatment process of the panel and continuously provide the finished heat treatment panel, and a panel heating method that can perform such heat treatment process in a short time.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 평판 표시 소자 기판에 형성된 구조물 형성 재료층의 열처리를 밀폐형은 물론 개방형 챔버에서도 진행할 수 있고, 순간가열을 통해 획기적으로 열처리 시간을 줄여, 기판의 손상을 줄이고 수율을 향상시키며, 재료층의 치밀도를 향상시켜 형성된 구조물의 성능을 향상시키는 효과가 있는 평판 표시 소자 제조용 열처리로, 이를 포함하는 평판 표시 소자 제조장치 및 평판 표시 소자의 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 평판 표시 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention can proceed the heat treatment of the structure forming material layer formed on the flat panel display element substrate in an open chamber as well as hermetic, and greatly reduce the heat treatment time through instant heating, A heat treatment for manufacturing a flat panel display device having an effect of reducing damage, improving yield, and improving the density of a material layer, thereby improving the performance of a formed structure, comprising: a flat panel display device manufacturing apparatus and a method of manufacturing the flat panel display device including the same Its purpose is to provide a flat panel display device manufactured using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention

평판 표시 소자 제조를 위한 패널에 형성되는 구조물 형성 재료층에 열처리를 하여 필요한 구조물을 형성하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로에 있어서, In the heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display element which forms a required structure by heat-treating the structure forming material layer formed in the panel for flat panel display element manufacture,

상기 열처리로는 The heat treatment furnace

마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론;Magnetrons that generate microwaves;

상기 마그네트론에서 발생된 마이크로웨이브를 전달하는 도파관; 및, A waveguide for transmitting microwaves generated by the magnetron; And,

상기 도파관을 통하여 전달된 마이크로웨이브와 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 통하여 마이크로웨이브 플라스마를 형성하여 상기 형성된 플라스마를 상기 재료층이 구조물을 형성한 패널에 조사되도록 방출하는 방전관을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자(FDP) 제조용 열처리로를 제공한다.And a discharge tube for forming the microwave plasma through the microwaves delivered through the waveguide and the gas supplied from the gas supply device, and discharging the formed plasma to be irradiated onto the panel on which the material layer is formed. Provided is a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device (FDP).

또한 본 발명은 상기 FDP 제조용 열처리로를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자(FDP) 제조 장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a flat panel display device (FDP) manufacturing apparatus comprising the heat treatment furnace for manufacturing the FDP.

이외에 본 발명은 In addition to the present invention

평판 표시 소자(FDP) 제조용 구조물 형성 재료층이 형성돈 패널에 유기물을 제거하기 위한 건조공정을 거친 후, 구조물을 형성하기 위해 상기 재료층을 열처리하는 평판 표시 소자(FDP) 제조방법에 있어서,In the method for manufacturing a flat panel display device (FDP), wherein the structure forming material layer for manufacturing a flat panel display device (FDP) is subjected to a drying process for removing organic matters on the formed panel, and then the material layer is heat-treated to form a structure.

상기 열처리가 마이크로웨이브 플라스마를 기판에 조사하여 상기 구조물 형성 재료층을 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자(FDP)의 제조방법을 제공한다.The heat treatment is a method of manufacturing a flat panel display device (FDP) characterized in that the microwave plasma is irradiated to the substrate to heat the structure forming material layer.

마지막으로 본 발명은Finally, the present invention

평판 표시 장치에 사용되는 평판 표시 소자에 있어서,In the flat panel display element used for the flat panel display device,

상기 평판 표시 소자의 제작방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자를 제공한다.Provided is a flat panel display device, which is manufactured by the method for manufacturing the flat panel display device.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 FDP 제조용 열처리로에 관한 것으로 FPD 제조를 위한 패널에 형성되는 구조물 형성 재료층에 열처리(소성처리)를 하여 필요한 구조물을 형성하는 FDP 제조용 열처리로에 있어서, 상기 열처리로는 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론(301), 상기 마그네트론(301)에서 발생된 마이크로웨이브를 (바람직하게는 방전관(305)으로) 전달하는 도파관(302) 및, 상기 도파관(302)을 통하여 전달된 마이크로웨이브와 가스공급 장치(304)로부터 공급되는 가스를 통하여 마이크로웨이브 플라스마를 형성하여 상기 형성된 플라스마를 상기 구조물 형성 재료층이 형성된 패널에 조사되도록 방출하는 방전관(305)을 포함하여 구성된다.The present invention relates to a heat treatment furnace for manufacturing FDP, the heat treatment furnace for manufacturing FDP in which a required structure is formed by heat treatment (firing) to the layer of the material for forming a structure formed on the panel for manufacturing the FPD, the heat treatment furnace generates a microwave The magnetron 301, the waveguide 302 for delivering the microwave generated from the magnetron 301 (preferably to the discharge tube 305), and the microwave and gas supply device delivered through the waveguide 302 And a discharge tube 305 which forms a microwave plasma through a gas supplied from 304 and emits the formed plasma to be irradiated to the panel on which the structure forming material layer is formed.

즉, FPD의 대표적인 예인 PDP를 예로 들면, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, PDP 제조용 페이스트가 구조물을 형성한 패널은 건조로에서 건조공정을 거쳐 소성로에 패널에 들어가게 된다. 이때, 소성로는 일반적인 가열장치로 소성을 실시하는 것이 아니라 상기 기술한 바와 같은 마이크로웨이브가 도파관을 통하여 전달된 방전관의 조사를 통하여 건조된 페이스트 패턴을 소성하는 것이다.That is, taking a PDP as a representative example of the FPD, for example, as shown in Fig. 1 to 2, according to the present invention, the panel in which the PDP manufacturing paste is formed structure enters the panel in the kiln through the drying process in the drying furnace. In this case, the firing furnace is not firing by a general heating device, but firing the dried paste pattern through irradiation of a discharge tube in which the microwaves are transmitted through the waveguide.

즉, 본 발명은 기판에 구조물 형성 재료층을 형성하며, 유기물 제거 및 기판을 예열하기 위한 건조공정을 거친 후, 재료층을 소성할 때, 마이크로웨이브 플라스마를 기판에 조사하여 재료층을 순간 가열하여 기존 공정보다 짧은 열처리시간을 갖는 것을 그 특징으로 한다.That is, the present invention forms a structure forming material layer on the substrate, and after drying the organic material removal and preheating the substrate, when firing the material layer, the microwave plasma is irradiated to the substrate to instantaneously heat the material layer It is characterized by having a heat treatment time shorter than the existing process.

마이크로웨이브 플라스마는 저온 플라스마로 구분된다. 플라스마 상태에서 온도 범위는 전자가 아닌 무거운 입자들의 에너지를 의미한다. 플라스마는 중성입자와 전하를 띤 입자로 구성되어 있다. 즉, 무거운 입자의 온도에 따라 저온 또는 고온 플라스마로 구분된다. Microwave plasmas are classified as cold plasmas. In the plasma state, the temperature range refers to the energy of heavy particles, not electrons. Plasma is composed of neutral particles and charged particles. That is, depending on the temperature of the heavy particles are divided into low temperature or high temperature plasma.

전자는 그 무게가 무거운 입자들에 비해 훨씬 가벼우므로 전자의 온도는 플라스마 전체의 온도에 큰 영향을 미치지 못한다. 그래서 저온 플라스마인 마이크로웨이브 플라스마는 전자의 에너지 레벨에서는 그 온도가 수만 ℃이더라도 중성입자나 이온의 온도는 실온에 불과하다. The electrons are much lighter than the heavier particles, so the temperature of the electrons does not affect the temperature of the plasma as a whole. Thus, microwave plasma, which is a low-temperature plasma, has only a room temperature of neutral particles or ions even if its temperature is tens of thousands at the energy level of electrons.

플라스마가 고체의 표면에 접촉하면 그 에너지는 흡수되어 대부분 열로 바뀐다. 플라스마에서 중성입자의 에너지는 운동에너지와 진동에너지를 가지며 이 에너지들의 소모로 기판이 가열된다. 중성입자 중에도 여기(excited)된 입자는 충돌을 통해서만 에너지를 방출하는데 방출된 에너지는 금속 표면을 가열시킨다. 또한 고(高)에너지를 가지는 이온 입자들은 그 에너지를 고체표면과 충돌할 때, 이온 에너지가 격자 원자들로 전달되어 매우 짧은 시간동안 격자 내에서 연쇄충돌이 일어나며, 연쇄 충돌로 인해 발생한 열은 고체를 가열시키게 된다. 고체에 충돌한 이온들은 에너지를 잃고 최종적으로 중성입자가 된다.When the plasma comes into contact with the surface of the solid, its energy is absorbed and converted into heat for the most part. The energy of the neutral particles in the plasma has kinetic energy and vibration energy, and the consumption of these energies heats the substrate. Even among the neutral particles, the excited particles release energy only through collisions, and the released energy heats the metal surface. In addition, ion particles with high energy impinge on the surface of the solid when the energy is transferred to the lattice atoms, causing chain collisions in the lattice for a very short time. Will be heated. The ions impinging on the solid lose energy and eventually become neutral particles.

이와 같은 마이크로웨이브 플라스마 발생장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론(301)과 마이크로웨이브를 전송하는 도파관(waveguide: 302)과 방전관(305)으로 구성되며, 가스 공급장치(304)를 통해 가스를 공급하면 마이크로웨이브 플라스마(306)가 발생된다. 이는 대표적인 마이크로웨이브 플라스마 시스템으로 마이크로웨이브 플라스마 토치(torch)라고도 부른다. 본 발명은 이를 이용하여 FPD용 패널의 열처리를 진행하는 것으로 이를 위하여 상기 형성된 플라스마를 상기 FDP 제조용 구조물 형성 재료층이 형성된 패널에 조사되도록 방출한다. As shown in FIG. 1, the microwave plasma generator includes a magnetron 301 for generating microwaves, a waveguide 302 and a discharge tube 305 for transmitting microwaves, and a gas supply device. Supplying gas through 304 generates microwave plasma 306. This is a representative microwave plasma system, also called a microwave plasma torch. The present invention proceeds the heat treatment of the panel for FPD using this to emit the plasma so that the formed plasma is irradiated to the panel on which the structure forming material layer for FDP manufacturing.

상기 평판 표시 소자로는 PDP, LCD, ELD 등이 이에 해당하며, 바람직하게는 상기 평판 표시 소자는 플라스마 디스플레이 패널(PDP)이고, 상기 구조물 형성 재료층으로는 공지의 다양한 FDP에 형성에 적용되고 이를 이루는 공지의 다양한 재료층이 이에 해당하며, 바람직하게는 상기 PDP 패널의 전극형성용 페이스트 또는 액정표시소자의 스퍼터링된 금속박막이고, 따라서 상기 구조물은 상기 PDP 패널의 전극 또는 액정표시소자의 전극이고, 상기 열처리는 상기 FDP에 제작에 이용되는 다양한 공정단계의 열처리가 이에 해당되며, 바람직하게는 상기 전극형성용 페이스트의 소성 또는 금속박막의 균일화인 것이 본 발명의 적용에 따른 효과를 최대화하는 것에 좋다. 즉, 상기 평판 표시 소자는 플라스마 디스플레이 패널이고, 상기 구조물 형성 재료층은 상기 패널의 전극형성용 페이스트이고, 상기 구조물은 상기 패널의 전극이고, 상기 열처리는 상기 전극형성용 페이스트의 소성이거나, 상기 평판 표시 소자는 액정 표시 소자이고, 상기 구조물 형성 재료층은 상기 패널의 스퍼터링된 금속박막이고, 상기 구조물은 상기 패널의 전극이고, 상기 열처리는 상기 전극형성용 금속박막의 균일화인 것이 된다.The flat panel display device may include a PDP, an LCD, an ELD, and the like. Preferably, the flat panel display device is a plasma display panel (PDP), and the structure forming material layer may be applied to various known FDPs. A variety of known material layers correspond to this, and are preferably an electrode forming paste of the PDP panel or a sputtered metal thin film of a liquid crystal display device, and thus the structure is an electrode of the PDP panel or an electrode of a liquid crystal display device. The heat treatment corresponds to a heat treatment of various process steps used for manufacturing the FDP, and preferably, the firing of the electrode forming paste or the uniformity of the metal thin film is maximized according to the application of the present invention. That is, the flat panel display element is a plasma display panel, the structure forming material layer is an electrode forming paste of the panel, the structure is an electrode of the panel, and the heat treatment is firing of the electrode forming paste or the flat plate. The display element is a liquid crystal display element, the structure forming material layer is a sputtered metal thin film of the panel, the structure is an electrode of the panel, and the heat treatment is to homogenize the metal thin film for electrode formation.

또한 바람직하게는 상기 마이크로웨이브 플라스마는 대기압 상태에서 운용이 가능한 것이 좋으므로 이를 위하여 대기압 조건에서 운용되는 상압 마이크로웨이브 플라스마인 것이 좋고, 이와 같은 상압 플라스마는 별도의 진공챔버를 요구하지 않아, 도 2에 도시한 바와 같이 열처리공정이 연속공정이 가능하며, 패널의 일부에 대해서 열처리가 이루어지도록 할 수 있으므로 이를 위하여 상기 열처리로는 입구부 및 출구부가 외부로 개방된 챔버로 형성할 수 있으며, 밀폐된 챔버로도 형성할 수 있다.Also preferably, the microwave plasma may be operated at atmospheric pressure. Therefore, the microwave plasma may be operated at atmospheric pressure. For this purpose, the atmospheric plasma does not require a separate vacuum chamber. As shown, the heat treatment process may be a continuous process, and heat treatment may be performed on a part of the panel. For this purpose, the heat treatment furnace may be formed as a chamber in which the inlet and the outlet are open to the outside. It can also be formed.

또한 마이크로웨이브 플라즈마를 조사하는 방전관이 고정되고 패널이 이송되거나, 반대로 패널이 고정되고 마이크로웨이브 플라즈마를 조사하는 상기 방전관이 움직이는 방식의 챔버로 형성할 수 있다. 물론 이에는 소성에 따른 배기가스의 배출을 위한 배기관 등 공지의 기술이 접목되어질 수 있다. In addition, the discharge tube for irradiating the microwave plasma is fixed and the panel is transported, or conversely, the panel is fixed and can be formed as a chamber in which the discharge tube for irradiating the microwave plasma moves. Of course, this may be combined with a known technique such as an exhaust pipe for the discharge of the exhaust gas according to the firing.

또한 상기 마그네트론은 바람직하게는 2.45GHz 대역의 마이크로웨이브를 발생시키며 출력은 전력공급에 의해 조절된다. 즉, 이미 2.45GHz 대역의 마그네트론이 널리 사용되고 있으며 가격도 저렴하고 손쉽게 얻을 수 있으므로 이 대역을 사용하는 것이 좋다.The magnetron also preferably generates microwaves in the 2.45 GHz band and the output is regulated by the power supply. In other words, the magnetron in the 2.45GHz band is already widely used, and it is recommended to use the band because it is inexpensive and easily obtained.

이에 추가하여 상기 열처리로에는 3중 막대튜너를 더 포함할 수 있다. 이는 마이크웨이브를 정합시켜 플라스마 발생부에 최대한의 마이크로웨이브 출력이 집중되도록 할 수 있다. 즉, 마그네트론에서 발생되어 도파관을 통해 난반사 되어 진행되는 마이크로웨이브들의 파장을 조절하여 플라즈마 발생부에서 마이크로웨이브의 파장이 λ/4 가 되도록 파장을 조절하는 역할을 한다.In addition to this, the heat treatment furnace may further include a triple bar tuner. This allows the microwave to be matched so that the maximum microwave output is concentrated in the plasma generator. That is, by controlling the wavelengths of the microwaves generated by the magnetron and diffusely reflected through the waveguide, the wavelength is controlled so that the wavelength of the microwave is λ / 4 in the plasma generator.

또한 상기 방전관은 플라스마가 발생하는 영역으로 고온에서도 뛰어난 특성을 가지는 석영관을 주로 사용한다. 공급되는 가스는 공기, N2, O2, Ar, He 및 불활성기체를 사용할 수 있다. 이때 발생된 마이크로웨이브 플라스마로 5000 ℃에 이르는 온도까지 가열이 가능하다.In addition, the discharge tube mainly uses a quartz tube having excellent properties even at high temperature as a region where plasma is generated. The gas to be supplied may be air, N 2 , O 2 , Ar, He and an inert gas. The microwave plasma generated at this time can be heated to a temperature up to 5000 ℃.

도 3a 내지 도 3b는 마이크로웨이브 플라스마로 기판 및 재료층을 가열할 때 온도구배를 보여준다. 방전관에서 수직 및 수평으로 멀어질수록 순간 가열되는 온도는 떨어진다. 따라서 마이크로웨이브 플라스마로 재료층을 열처리하려면 방전관과 기판의 간격이 일정 간격을 유지해야 한다.3A-3B show the temperature gradient when heating the substrate and material layer with microwave plasma. The farther vertical and horizontal away from the discharge tube, the instantaneous heating temperature drops. Therefore, in order to heat-treat the material layer with microwave plasma, the distance between the discharge tube and the substrate must be maintained at a constant distance.

도 4는 방전관에 유입되는 가스의 유속에 따른 온도와의 관계를 나타낸 그림이다. 가스 유속이 빠르면 방전관 중심부의 온도는 하강하며, 방전관에서 수평방향으로 멀어질수록 온도 하강의 폭이 크다. 반대로 가스의 유속이 느리면 방전관 중심부의 온도는 상승하고 방전관에서 수평방향으로 멀어질수록 온도 하강이 상대적으로 적게 일어난다.4 is a view showing a relationship with the temperature according to the flow rate of the gas flowing into the discharge tube. The faster the gas flow rate, the lower the temperature in the center of the discharge tube is, and the farther away from the discharge tube in the horizontal direction, the larger the width of the temperature drop. On the contrary, when the gas flow rate is slow, the temperature of the center of the discharge tube rises and the temperature decrease occurs relatively far away from the discharge tube in the horizontal direction.

이것은 압력이 높아질 때 플라스마는 전류밀도(current density)가 높은 곳으로 집중되는 경향이 있기 때문이라 추측된다. 가스 유속의 증가는 방전관내의 압력증가와 동일한 효과를 가지며 플라스마 내의 중성입자와 전하를 띤 입자들이 더 가속되어 선속이 빨라져서 입자들이 주위로 퍼지는 현상이 줄어들기 때문이라 추측되어진다. 이는 또한 기체의 종류에 따라 약간의 차이가 존재한다.This is presumably because the plasma tends to concentrate at higher current densities as the pressure increases. The increase in gas flow rate has the same effect as the pressure increase in the discharge tube, and it is presumed that the neutral particles and charged particles in the plasma are more accelerated to accelerate the line speed, thereby reducing the phenomenon of particles spreading around. It also has some differences depending on the type of gas.

또한 바람직하게는 대면적 기판에 열처리하는 경우에 상기 열처리로는 상기 방전관을 열처리로에서 패널의 이송방향에 수직한 방향으로 다수개가 나란히 배치되도록 다수개 포함할 수 있다. 즉, 도 5는 대면적 기판(404)에 적용하기 위해 마이크로웨이브 플라스마 토치(405)를 병렬로 배열한 그림이다. 플라스마의 특성상 상압에서 대면적의 안정한 방전을 얻는 것은 매우 어려운 일이다. 마그네트론의 주파수 대역을 낮추고 도파관의 직경을 크게 하면 플라스마의 면적을 충분히 넓힐 수 있다. 하지만 이미 2.45GHz 대역의 마그네트론이 널리 사용되고 있으며 가격도 저렴하고 손쉽게 얻을 수 있다. 따라서 주파수 대역을 조절하여 추가 비용을 조절하는 것 보다 마이크로웨이브 플라스마 토치를 도시한 바와 같이 병렬로 배열하여 대면적을 처리하는 것이 더욱 효과적이며 간편하다. 마이크로웨이브 플라즈마 토치(405)의 배열 간격은 도 5의 그림처럼 플라스마(306)에 의해 가열되는 기판(404)의 영역이 중첩되게 배열한다.In the case of heat treatment on a large area substrate, the heat treatment furnace may include a plurality of heat discharge furnaces such that a plurality of the discharge tubes are arranged side by side in a direction perpendicular to the conveying direction of the panel in the heat treatment furnace. That is, FIG. 5 is a diagram in which the microwave plasma torch 405 is arranged in parallel to be applied to the large-area substrate 404. Due to the characteristics of plasma, it is very difficult to obtain a stable discharge of a large area at normal pressure. Lowering the frequency band of the magnetron and increasing the diameter of the waveguide can sufficiently increase the area of the plasma. However, magnetrons in the 2.45 GHz band are already widely used and are inexpensive and easy to obtain. Therefore, rather than adjusting the frequency band to control additional costs, it is more effective and simple to treat large areas by arranging the microwave plasma torch in parallel as shown. The spacing of the microwave plasma torch 405 is arranged so that the regions of the substrate 404 heated by the plasma 306 overlap as shown in FIG. 5.

도 6은 도 5의 기판이 받게 되는 즉, 가열되는 온도를 나타내는 그림이다. 플라스마 토치의 중심부에서는 최고온도 그리고 중첩되는 부분에서 최저온도를 보인다. 기판을 균일하게 가열하기 위해서는 적정온도를 중심으로 최고 및 최저온도의 폭을 최대한 적게 해야 한다. 이를 위해서는 앞에서 상술한 플라스마 토치의 방전관과 기판의 간격, 플라스마 토치와 플라스마 토치간의 간의 간격, 반응가스 유입속도를 적절하게 조절해서 균일한 온도를 얻을 수 있다.FIG. 6 is a diagram showing the temperature that is received, that is, the temperature of the substrate of FIG. 5. At the center of the plasma torch the highest temperature and the lowest temperature are shown in the overlap. In order to heat the substrate uniformly, the width of the maximum and minimum temperatures should be as small as possible around the proper temperature. For this purpose, a uniform temperature can be obtained by appropriately adjusting the distance between the discharge tube of the plasma torch and the substrate, the distance between the plasma torch and the plasma torch, and the reaction gas inflow rate.

또한 본 발명은 상기 기술한 본 발명의 FDP 제조용 열처리로를 포함하는 평판 표시 소자(FDP) 제조 장치를 제공한다. 이에 대한 구체적인 예는 도 2에 도시한 바와 같다. 즉, 바람직하게는 상기 FDP 제조장치는 상기 열처리로 전단에 이와 연속되어 연결되고, 평판 표시 소자 제작용 패널을 건조하여 상기 열처리로에 공급하는 건조로 및, 상기 열처리로 후단에 이와 연속되어 연결되고, 열처리된 평판 표시 소자 제작용 패널을 냉각하는 냉각부를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 도 2는 이러한 평판 표시 소자 제작용 패널 제작을 위한 본 발명의 평판 표시 소자 제조장치의 일실시예를 나타내는 도면이다. 각종 방법으로 FPD용 기판인 평판 표시 소자(FDP)에 구조물 형성 재료층을 형성한 후 건조로(401), 열처리로(402), 냉각 부(403)를 거치게 된다.In addition, the present invention provides a flat panel display device (FDP) manufacturing apparatus comprising the heat treatment furnace for manufacturing an FDP of the present invention described above. Specific examples thereof are as shown in FIG. 2. That is, the FDP manufacturing apparatus is continuously connected to the front end of the heat treatment furnace, the drying furnace for drying and supplying the panel for fabricating the flat panel display element to the heat treatment furnace, and continuously connected to the rear end of the heat treatment furnace, The apparatus may further include a cooling unit cooling the panel for manufacturing the heat-treated flat panel display device, and FIG. 2 is a view illustrating an embodiment of a flat panel display device manufacturing apparatus of the present invention for manufacturing the panel for manufacturing the flat panel display device. to be. After the structure forming material layer is formed on the flat panel display device (FDP), which is a substrate for FPD, the drying furnace 401, the heat treatment furnace 402, and the cooling unit 403 are subjected to various methods.

건조로(401)에서는 100~200 ℃ 의 온도로 건조가 진행되는 것이 바람직하며, 이를 통하여 페이스트 패턴에 있는 유기물 또는 현상공정에 의한 용액을 제거하며 마이크로웨이브 플라스마로 소성을 하기 전에 기판(404)을 예열하는 효과도 있다. 마이크로웨이브 플라스마 토치(405)가 순간적인 고온 가열이므로 기판의 예열을 통하여 기판의 급격한 열팽창을 막아 열충격에 따른 기판의 파손을 최소화할 수도 있다.In the drying furnace 401, drying is preferably performed at a temperature of 100 to 200 ° C., thereby removing the organic material in the paste pattern or a solution by a developing process, and then removing the substrate 404 before firing with a microwave plasma. It also has a preheating effect. Since the microwave plasma torch 405 is instantaneous high temperature heating, the thermal damage of the substrate may be minimized by preventing rapid thermal expansion of the substrate through preheating of the substrate.

열처리로(402)에서는 상압 마이크로웨이브 플라스마(306)에 의해 기판(404)과 기판 위에 형성된 구조물 형성 재료층이 가열된다. 플라스마의 상태는 저온이지만 플라스마(306)가 기판(404)에 도달하면 순간적으로 기판을 가열하게 된다. 가열은 1분 이내로 진행하며 기존의 IR 열처리방식에 비해 무려 10~20 배나 빠른 속도로 열처리가 진행되는 효과를 보인다. 단시간의 가열로 인하여 공정시간을 단축하고 연속공정이 가능하게 하며, 플라스마의 순간적인 고온가열로 인한 기판의 열팽창에 의해 기판의 파손을 막는다. 이와 같은 열처리로에서의 열처리를 거친 기판은 냉각부(403)에서 냉각을 하게 된다.In the heat treatment furnace 402, the substrate 404 and the structure forming material layer formed on the substrate are heated by the atmospheric microwave plasma 306. The state of the plasma is low temperature, but once the plasma 306 reaches the substrate 404, it heats up the substrate instantaneously. The heating takes place within 1 minute and the heat treatment proceeds as much as 10 ~ 20 times faster than the existing IR heat treatment method. The short time heating shortens the processing time and enables continuous processing, and prevents the substrate from being damaged by thermal expansion of the substrate due to the instantaneous high temperature heating of the plasma. The substrate subjected to the heat treatment in the heat treatment furnace is cooled in the cooling unit 403.

마지막으로 본 발명은 평판 표시 소자의 기판에 평판 표시 소자 제조용 구조물 형성 재료층이 형성된 페널에 유기물을 제거하기 위한 건조공정(예를 들면, 예열 공정)을 거친 후, 구조룸을 형성하기 위해 상기 재료층을 열처리하기 위해 구조물 형성 재료층을 열처리하는 평판 표시 소자 제조방법에 있어서, 상기 열처리는 마이크로웨이브 플라스마를 기판에 조사하여 상기 재료층을 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자의 제조방법을 제공하는 바 이에 대해서는 상기 기술한 바와 같으며, 이와 같은 열처리공정에서 상기 기술한 열처리로 및 평판 표시 소자 제조장치를 활용할 수 있다. 즉, 상기 열처리는 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에서 발생된 마이크로웨이브를 전달하는 도파관 및, 상기 도파관을 통하여 전달된 마이크로웨이브와 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 통하여 상압 마이크로웨이브 플라스마를 형성하여 상기 형성된 플라스마를 상기 FDP 제조용 재료층이 형성된 패널에 조사되도록 방출하는 방전관을 포함하는 열처리로로 이루어질 수 있는 것이다.Finally, the present invention after the drying process (for example, pre-heating process) for removing organic matter in the panel having a structure forming material layer for manufacturing a flat panel display device on the substrate of the flat panel display device, to form a structural room A flat panel display device manufacturing method of heat-treating a structure forming material layer to heat a layer, wherein the heat treatment is performed by irradiating a microwave plasma to a substrate and heating the material layer. This is the same as described above, and the heat treatment furnace and the flat panel display device manufacturing apparatus described above may be utilized in the heat treatment process. That is, the heat treatment forms an atmospheric microwave plasma through a magnetron for generating microwaves, a waveguide for delivering microwaves generated from the magnetron, and a gas delivered from the microwave and gas supply device delivered through the waveguide. It may be made of a heat treatment furnace including a discharge tube for emitting the plasma formed so as to irradiate the panel formed with the material layer for producing the FDP.

이와 같은 마이크로웨이브 플라스마는 바람직하게는 상압 마이크로웨이브 플라스마를 이용하는 것이 좋고 이와 같은 상압 마이크로웨이브 플라스마를 이용한 열처리의 경우와 마이크로웨이브를 이용한 유전가열, 그리고 기존의 적외선 열처리 방법으로 페이스트를 열처리하여 전극을 형성한 후 전극의 저항치를 측정한 결과를 나타내면 다음과 표 1과 같다.The microwave plasma is preferably using an atmospheric microwave plasma, and in the case of the heat treatment using the atmospheric pressure microwave plasma, dielectric heating using the microwave, and heat treatment of the paste by conventional infrared heat treatment method to form the electrode After the measurement of the resistance value of the electrode is shown in Table 1 below.

가열 방식Heating method 기존 IR 방식Conventional IR Method 유전가열Genetic heating 마이크로웨이브 플라즈마Microwave plasma 비(比)저항Specific resistance 1One 0.9540.954 0.9130.913

그 결과는 표 1에 나타낸 바와 같이 유전가열방식이 기존 IR 방식에 비해 약 4~5 %정도 전극의 저항이 떨어지는 결과를 보인다. 이는 유전가열방식이 기존 IR방식과 달리 내부에서부터 가열되어 전극의 치밀도가 증가했기 때문이라 판단된다. 또한 본 발명의 마이크로웨이브 플라스마는 유전가열처럼 내부에서부터 가열되는 것은 아니지만 높은 온도로 순간가열하기 때문에 내부와 외부가 거의 동시에 가열되는 효과를 보여 유전가열보다 전극의 치밀도가 더 증가한 것으로 판단된다. 이는 기존 IR 소성 공정 대비 약 8~9 %정도 전극의 저항이 작아져서 전극의 성능 향상을 기대할 수 있다.As a result, as shown in Table 1, the dielectric heating method shows a decrease in the resistance of the electrode by about 4-5% compared to the conventional IR method. This is because the dielectric heating method is heated from the inside, unlike the conventional IR method, and the electrode density is increased. In addition, the microwave plasma of the present invention is not heated from the inside like dielectric heating, but because of the instantaneous heating at a high temperature, the inner and outer surfaces are almost simultaneously heated, and thus the densities of the electrodes are more increased than the dielectric heating. This can be expected to improve the performance of the electrode by reducing the resistance of the electrode about 8 ~ 9% compared to the conventional IR firing process.

표 2는 스퍼터링으로 금속층을 형성한 기판을 상압 마이크로웨이브 플라즈마로 열처리한 뒤 기판의 면저항과 박막의 균일도(Uniformity)에 관한 것이다.Table 2 relates to the sheet resistance of the substrate and the uniformity of the thin film after heat-treating the substrate on which the metal layer is formed by sputtering with atmospheric pressure microwave plasma.

가열 방식Heating method 열처리 전Before heat treatment 열처리 후After heat treatment 비(比)저항Specific resistance 1One 0.8230.823 박막 균일도Thin film uniformity 92.2%92.2% 95.5%95.5%

열처리를 하였을 때 박막의 저항이 20% 가까이 떨어지는 효과를 보인다. 금속층의 열처리로 인해 낟알(grain) 경계면에 흡착되어 있던 산소가 탈착되고, 입자들의 활발한 운동성에 의해 낟알이 성장하면서 전류가 통과해야하는 경계면의 수가 줄어들어 저항이 떨어지는 것으로 생각된다. When the heat treatment is performed, the resistance of the thin film is reduced to nearly 20%. Oxygen adsorbed to the grain boundary due to the heat treatment of the metal layer is desorbed, the grain growth due to the active motility of the particles is believed to decrease the number of interfaces through which the current must pass through, thereby reducing the resistance.

박막의 균일도도 2~3% 개선되는 효과가 있다. 금속 박막을 열처리 하였을 때 박막의 결정이 성장하면서 박막 전체에 대하여 균일도가 개선되는 것으로 보인다.The uniformity of the thin film is also effective to improve 2-3%. When the metal thin film is heat-treated, it appears that the uniformity of the entire thin film is improved as the crystal of the thin film is grown.

마지막으로 본 발명은 평판 표시 장치에 사용되는 평판 표시 소자에 있어서, 상기 기술한 바와 같은 평판 표시 소자의 제작방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자를 제공하는 바 이에 따르면 상기 기술한 바와 같은 우수한 특성을 가지는 평판 표시 소자를 제공할 수 있다.Finally, the present invention provides a flat panel display device for use in a flat panel display device, which is manufactured by the method for manufacturing the flat panel display device as described above. A flat panel display device having excellent characteristics can be provided.

본 발명의 평판 표시 소자 제조용 열처리로, 이를 포함하는 평판 표시 소자 제조장치 및 평판 표시 소자 제조방법, 이에 의하여 제조된 평판 표시 소자에 따르면, 마이크로웨이브 플라스마를 이용하여 열처리공정을 진행할 경우 열처리에 걸리는 시간을 획기적으로 단축시키며, 상압에서 밀폐형은 물론 개방된 챔버에서 작업이 가능하므로 이에 따라 생산 공정의 연속성과 수율향상을 얻을 수 있고, 기판의 고온 처리 시간 단축으로 기판의 열팽창 및 열수축으로 인한 손상을 최소화하여 불량률을 감소시킬 수 있다. 또한 재료층의 치밀도가 상승하여 재료층의 저항을 낮추어 재료층의 성능을 향상시키는 효과와 형성된 막의 균일도를 향상시키는 효과가 있다.According to the heat treatment for manufacturing a flat panel display device of the present invention, a flat panel display device manufacturing apparatus and a flat panel display device manufacturing method, and the flat panel display device manufactured by the same, the time required for heat treatment when the heat treatment process using the microwave plasma It can significantly reduce the pressure, and can work in the closed chamber as well as the open chamber at normal pressure, thereby achieving continuity and yield improvement of the production process, and minimizing damage due to thermal expansion and thermal contraction of the substrate by shortening the high temperature processing time of the substrate. This can reduce the defective rate. In addition, the density of the material layer is increased, thereby lowering the resistance of the material layer, thereby improving the performance of the material layer and improving the uniformity of the formed film.

또한 본 발명의 마이크로웨이브 플라스마 발생장치는 기존 설비에 열원만 교체하면 바로 적용이 가능하며 장치를 추가로 병렬로 배열하여 설치하면 대면적의 기판에도 쉽게 대응할 수 있다. 또한 플라스마 발생장치에 사용되는 핵심부품인 마그네트론은 시중에서 구하기도 쉽고 가격도 저렴하다는 장점이 있다. 또한 상기 기술한 바와 같이 플라스마를 대기압에서 발생시키므로 별도의 진공설비가 필요하지 않으며, 플라스마에 사용되는 가스도 다양하여 목적에 맞게 선택이 가능하다. 이외에 기존의 IR 소성로처럼 열처리를 위해 로(Furnace)내의 온도를 고온으로 유지할 필요도 없어 비용절감 효과가 있다.In addition, the microwave plasma generating device of the present invention can be applied immediately by replacing only a heat source in an existing facility, and can easily cope with a large-area substrate by installing the device in parallel. In addition, the magnetron, a key component used in plasma generators, has the advantage of being easily available on the market and inexpensive. In addition, since the plasma is generated at atmospheric pressure as described above, no separate vacuum equipment is required, and the gas used in the plasma can be selected according to various purposes. In addition, there is no need to keep the temperature in the furnace at a high temperature for heat treatment like the conventional IR firing furnace, thereby reducing costs.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various modifications and changes made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. Changes are also included within the scope of the invention.

Claims (15)

평판 표시 소자 제조를 위한 패널에 형성되는 구조물 형성 재료층에 열처리를 하여 필요한 구조물을 형성하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로에 있어서, In the heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display element which forms a required structure by heat-treating the structure forming material layer formed in the panel for flat panel display element manufacture, 상기 열처리로는 The heat treatment furnace 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론;Magnetrons that generate microwaves; 상기 마그네트론에서 발생된 마이크로웨이브를 전달하는 도파관; 및, A waveguide for transmitting microwaves generated by the magnetron; And, 상기 도파관을 통하여 전달된 마이크로웨이브와 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 통하여 마이크로웨이브 플라스마를 형성하여 상기 형성된 플라스마를 상기 평판 표시 소자 제조를 위한 구조물 형성 재료층이 형성되는 패널에 조사되도록 방출하는 방전관을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.A discharge tube for forming a microwave plasma through a microwave delivered through the waveguide and a gas supplied from a gas supply device, and emitting the plasma to be irradiated onto a panel on which a structure forming material layer for manufacturing the flat panel display device is formed; Heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display element comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 평판 표시 소자는 플라스마 디스플레이 패널이고, 상기 구조물 형성 재료층은 상기 패널의 전극형성용 페이스트이고, 상기 구조물은 상기 패널의 전극이고, 상기 열처리는 상기 전극형성용 페이스트의 소성인 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The flat panel display element is a plasma display panel, the structure forming material layer is an electrode forming paste of the panel, the structure is an electrode of the panel, and the heat treatment is a firing of the electrode forming paste. Heat treatment furnace for manufacturing display elements. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 평판 표시 소자는 액정 표시 소자이고, 상기 구조물 형성 재료층은 상 기 패널의 스퍼터링된 금속박막이고, 상기 구조물은 상기 패널의 전극이고, 상기 열처리는 상기 전극형성용 금속박막의 균일화인 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The flat panel display device is a liquid crystal display device, the structure forming material layer is a sputtered metal thin film of the panel, the structure is an electrode of the panel, the heat treatment is characterized in that the uniformity of the metal thin film for electrode formation. Heat treatment furnace for manufacturing flat panel display elements. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 마이크로웨이브 플라스마는 상압 마이크로웨이브 플라스마이고, 상기 열처리로는 입구부와 출구부가 외부로 개방된 챔버로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The microwave plasma is an atmospheric pressure microwave plasma, the heat treatment furnace is a heat treatment furnace for producing a flat panel display device, characterized in that formed in the inlet and the outlet is a chamber opened to the outside. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 마이크로웨이브 플라스마는 상압 마이크로웨이브 플라스마이고, 상기 열처리로는 입구부와 출구부가 외부로부터 밀폐된 챔버로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The microwave plasma is an atmospheric pressure microwave plasma, the heat treatment furnace is a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display element, characterized in that the inlet and outlet is formed as a chamber sealed from the outside. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 열처리로는 상기 방전관이 고정되고 상기 패널이 이송되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The heat treatment furnace is a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display element, characterized in that the discharge tube is fixed and the panel is transported. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 열처리로는 상기 패널이 고정되고 상기 방전관이 이동하는 것을 특징으 로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The heat treatment furnace is a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device, characterized in that the panel is fixed and the discharge tube is moved. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 마그네트론은 2.45 GHz 대역인 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.The magnetron is a heat treatment furnace for manufacturing a flat panel display device, characterized in that 2.45 GHz band. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 마이크로웨이브를 정합시켜 출력을 증대하는 3중 막대튜너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.And a triple bar tuner for matching the microwaves to increase output. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 방전관은 열처리로에서 패널의 이송방향에 수직한 방향으로 다수개가 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조용 열처리로.And a plurality of discharge tubes are arranged side by side in a direction perpendicular to the conveying direction of the panel in the heat treatment furnace. 평판 표시소자 제조장치에 있어서,In the flat panel display device manufacturing apparatus, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 평판 표시 소자 제조용 열처리로를 포함하는 평판 표시 소자 제조장치.The flat panel display element manufacturing apparatus containing the heat processing furnace for manufacturing the flat panel display element of any one of Claims 1-3. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 열처리로 전단에 이와 연속되어 연결되고, 평판 표시 소자 제작용 패널 을 건조하여 상기 열처리로에 공급하는 건조로; 및, A drying furnace continuously connected to the front end of the heat treatment furnace and drying the panel for manufacturing a flat panel display device to supply the heat treatment furnace; And, 상기 열처리로 후단에 이와 연속되어 연결되고, 열처리된 평판 표시 소자 제작용 패널을 냉각하는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자 제조장치.And a cooling unit continuously connected to the rear end of the heat treatment furnace to cool the heat-treated panel for manufacturing a flat panel display device. 평판 표시 소자 제조용 구조물 형성 재료층이 형성된 패널에 유기물을 제거하기 위한 건조공정을 거친 후, 구조물을 형성하기 위해 상기 재료층를 열처리하는 평판 표시 소자 제조방법에 있어서,In the method for manufacturing a flat panel display device, after the drying process for removing organic matters on the panel on which the structure-forming material layer for forming a flat panel display device is formed, the material layer is heat-treated to form a structure. 상기 열처리는 마이크로웨이브 플라스마를 기판에 조사하여 상기 구조물 형성 재료층을 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자의 제조방법.The heat treatment is a method of manufacturing a flat panel display device, characterized in that the microwave plasma is irradiated to the substrate to heat the structure forming material layer. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 열처리는 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론, 상기 마그네트론에서 발생된 마이크로웨이브를 전달하는 도파관 및, 상기 도파관을 통하여 전달된 마이크로웨이브와 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 통하여 상압 마이크로웨이브 플라스마를 형성하여 상기 형성된 플라스마를 상기 평판 표시 소자 제조용 구조물 형성 재료층이 형성된 패널에 조사되도록 방출하는 방전관을 포함하는 열처리로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자의 제조방법.The heat treatment is formed by forming an atmospheric microwave plasma through a magnetron for generating a microwave, a waveguide for delivering a microwave generated from the magnetron, and a gas supplied from the microwave and the gas supply device delivered through the waveguide And a heat treatment furnace including a discharge tube for emitting plasma to irradiate the panel on which the structure forming material layer for forming the flat panel display device is formed. 평판 표시 장치에 사용되는 평판 표시 소자에 있어서,In the flat panel display element used for the flat panel display device, 제13항 또는 제14항의 평판 표시 소자의 제작방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 소자.The flat panel display element manufactured by the manufacturing method of the flat panel display element of Claim 13 or 14.
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