격벽 성형 장치 document_id A220623047335

일반적으로 평판 디스플레이 패널은 사용되는 물질을 기준으로 하여 무기물을 사용하는 장치와 유기물을 사용하는 장치로 구분된다. 무기물을 사용하는 장치에는 형광체로 PL(Photo Luminescence)을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel)과 CE(Cathode Luminescence)를 이용한 전계방출 표시장치(FED, Field Emission Display) 등이 있고, 유기물을 사용하는 장치에는 액정 표시장치(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기 발광 표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display) 등이 있다. 이들 중 액정 표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로 별도의 광원, 예컨대 백라이트를 설치하여 어두운 곳에서 화상을 관찰할 수 있도록 하고 있다. 이러한 액정 표시장치용 백라이트로는 양단의 전극이 유리관 내에 설치된 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)와, 양단의 전극이 유리관 외에 설치된 외부전극 형광램프(EEFL, External Electrode Fluorescent Lamp)가 일반적으로 사용된다. 또한, 상기 액정 표시장치용 백라이트는 형광램프의 설치 형태에 따라 다수의 형광램프를 액정 아래에 평면 배열하는 직하 발광형(direct light type)과 도광판의 측부에 형광램프가 설치되는 가장자리 발광형(edge light type)으로 구분된다. 상기 직하 발광형 방식은 평면에 형광램프를 배치하는 것으로, 형광램프의 형상이 액정 패널에 나타나게 되어 램프와 액정 사이에 간격을 유지시켜주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량분포를 위해 광산란수단을 설치해야 하므로 박형화에 한계가 있다. 또한, 가장자리 발광형 방식은 평판 외곽에 형광램프를 설치한 후 도광판을 이용하여 전체면으로 빛을 분산시키는 것으로서, 휘도가 낮은 단점과 도광판에 대한 고도의 광학적 가공기술이 요구되는 문제가 있다. 최근에는 종래의 이러한 문제점을 해결하고, 고휘도의 백라이트를 제공하기 위하여 패널의 표시면과 대향되게 설치되어 평면 전체가 발광하는 면발광램프(FFL, Flat Fluorescent Lamp)가 연구되고 있다. 일반적으로 면발광램프는 플라즈마 디스플레이 패널과 같이 형광체가 코팅된 상판 및 하판 글래스 사이에 방전공간을 형성한 후, 양극과 음극 사이에서 방전가스를 방전시켜 형광체가 발광하도록 하여 작동시킨다. 한편, 플라즈마 디스플레이 패널은 평평한 가스봉입 패널의 내부에 두 전극을 격자모양으로 배열하고, 격자의 임의점들을 선택하여 전극전류를 시동시킴으로써 가스를 이온화하여 소정의 문자나 도형 등과 같은 표시형상으로 발광케 하는 박막 평판형 표시장치이다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 일반적인 제조공정을 간략히 살펴보면, 원하는 화면크기로 가공된 한 쌍의 상하판으로 이루어진 글래스에 전극, 형광체, 유전체 및 격벽 등을 형성하는 상판 및 하판 글래스 제조공정과, 상기 글래스 제조공정에 의해 제조된 한 쌍의 상하판 글래스를 합판형태로 합착하고 진공화된 상태에서 가스를 주입하는 글래스 합착공정과, 상기 합판형태의 글래스 표면상에 회로를 연결하는 모듈공정으로 이루어진다. 상기와 같은 공정은 면발광램프에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 면발광램프 또는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정에 있어서, 하판 글래스 제조공정 중 하판 글래스에 격벽을 형성하는 공정이 매우 중요하다. 격벽은 하판 글래스의 유전체 위에 방전 셀들을 분할하는 것으로, 스트라이프형(stripe type), 피쉬본형(fish-bone type) 등의 반 폐쇄형(semi-closed type) 및 벌집 구조형(honeycomb type) 등의 닫힌 셀형태(closed-cell type) 등으로 형성되어 상하판 글래스의 간격을 유지하고, 방전공간을 확보하는 역할을 한다. 또한, 격벽은 플라즈마 디스플레이 패널의 화소를 정의하며, 셀 피치에 의한 해상도를 결정하고, 셀 간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하여 화질을 높이는 역할을 하며, 방전공간의 크기 및 형광체의 도포면적을 제공함으로써 표시소자의 휘도를 결정하는 역할을 한다. 따라서, 격벽은 표시 품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이며, 최근 들어 패널의 대형화와 고정세도가 요구됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 성형 방법으로는 스크린 프린팅법, 감광성 페이스트법, 에칭법, 샌드블라스팅법 등이 적용되고 있다. 스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으나, 매 인쇄시 스크린과 하판 글래스의 정렬, 글래스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수회 되풀이해야 하는 문제점이 있다. 또한, 인쇄과정 중에 스크린과 하판 글래스의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되므로 격벽의 양면이 평탄하지 않고 형상 정밀도가 떨어지는 단점이 있다. 감광성 페이스트법은 세라믹 격벽 재료를 포함하고 있는 감광성 페이스트를 하판 글래스에 수회 도포하여 원하는 두께를 얻은 후, 마스크를 이용하여 페이스트를 선택적으로 감광시킨다. 감광된 부분을 현상액을 이용하여 제거시켜 격벽을 제조한 후, 소성하여 최종적으로 하판 글래스에 격벽이 형성되는 것이다. 상기 감광성 페이스트법은 노광조건에 따라 격벽의 형상이 변화된다. 즉, 유리 분말과 세라믹 분말을 함유한 후막의 감광성 페이스트를 노광시키는 경우, 이들 충진제의 산란에 의하여 균일한 감광이 곤란하다. 또한, 격벽의 형상을 대면적의 하판 글래스에 성형시킬 때, 넓은 면적에 균일하게 노광조건을 재현하는 것은 매우 곤란하고, 감광성 페이스트의 경우 가격이 고가이며, 샌드블라스팅법과 같이 대부분 격벽재료가 제거되어 산업 폐기물로 대량이 발생하는 단점이 있다. 에칭법은 격벽재를 하판 글래스상에 부착한 후, 적절한 에칭액을 이용하여 격벽재를 식각하는 격벽 성형 방법이다. 이는 형상의 안정성이 우수하다는 장점이 있으나, 화학적 방법으로 에칭하기 때문에 재료의 손실이 많고, 환경오염이 발생하며, 대면적의 패널 소자에 있어 형성되는 격벽에 대한 균일성에 문제가 있다. 샌드블라스팅법은 대면적에 유리한 장점이 있어 가장 널리 사용되는 방법이나 현실적으로 50㎛이하의 폭을 가진 격벽을 제조하기에 곤란하다. 또한, 재료의 손실이 심하고, 제거된 재료 중 납 성분으로 인해 폐기 처리시 별도의 비용 발생을 초래할 뿐만 아니라 환경문제를 유발하는 문제점이 있다. 상기와 같은 격벽 성형 방법의 문제점을 개선하기 위하여 금속으로 격벽 형상의 몰드를 만들고, 상기 몰드의 상부에 글래스를 위치시킨 후, 고온으로 가열하면서 압착롤러로 롤링시켜 상기 글래스의 하부가 몰드의 요부로 들어가도록 하여 격벽을 형성시키는 롤 성형법에 의한 격벽 성형 방법이 있다. 도 11은 종래의 롤 성형법에 의한 격벽 성형 방법을 나타낸 순서도이며, 도 12는 종래의 롤 성형법에 의한 격벽 성형 과정을 나타낸 공정도이다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 내열성이 높고 내산화성이 좋은 금속재료를 이용하여 성형하고자 하는 격벽 형상의 몰드를 제작한다(S100). 상기 몰드(10)에 있어서, 격벽이 형성되어야 할 위치는 상기 몰드의 요부(14)이고, 격벽과 격벽 사이의 방전공간이 형성되어야 할 위치에는 상기 몰드의 철부(18)이다. 몰드(10)의 제작이 완료되면, 상기 몰드(10)의 표면에 이형재를 도포한다(S200). 상기 이형재는 몰드(10)로부터 글래스(20)를 용이하게 분리하기 위함이다. 상기 몰드(10)의 상부에 글래스(20)를 위치시키고, 가열장치(50)를 이용하여 상기 글래스(20)를 약 600도의 연화점 이상으로 가열한다(S300). 글래스(20)의 상부를 롤러(60)로 압박하여 롤링시킨다(S400). 즉, 상기 롤러(60)로 글래스(20)의 상면을 롤링함으로써 상기 몰드(10)의 요부(12)에 글래스(20)의 하부가 들어가고, 단면으로 봤을 때 상기 몰드(10)와 글래스(20)가 치합된 상태가 된다. 마지막으로 상기 몰드(10)와 글래스(20)를 분리시켜 격벽이 성형된 하판 글래스를 얻는다(S500).