KR100309633B1

KR100309633B1 - 형광표시관

Info

Publication number: KR100309633B1
Application number: KR1019970054403A
Authority: KR
Inventors: 이시이요시프미
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2001-12-17
Also published as: KR19980033084A; JPH10134743A; JP2933551B2

Abstract

형광 표시관의 수명 특성을 향상 및 절연층과 기초 전극층의 접착력 향상을 도모하기 위하여, 형광 표시관의 기초 전극층으로 이용되는 흑연 페이스트(graphite paste)중의 유리 성분에, 기초 전극층의 소성 온도보다 높은 연화 온도의 유리와, 낮은 연화 온도의 유리를 혼합하여 사용한다. 그에 따라, 형광 표시관의 수명 특성의 향상 및 절연층과 기초 전극층의 접착력을 향상시킬 수 있다.

Description

형광 표시관

본 발명은 형광 표시관에 관한, 특히 형광체층의 기초 전극층의 조성에 관한 것이다.

종래의 형광 표시관은 도 7에 도시된 바와 같이 전자를 방출하는 필라멘트(8), 진공관을 형성하는 커버 유리(9), 전자를 제어하는 그리드(10), 외부로부터 형광 표시관의 내부로 전압을 가하는 리드(11) 및 양극 기판(12)으로 이루어진 구조를 갖고 있다. 도 7의 A-A' 선 단면도인 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 형광 표시관의 양극 기판은 소오다 유리(1)상에 은 또는 Al의 배선층(2), 절연층(4), 흑연 분말과 유리 성분으로 구성된 기초 전극층(7), 형광체층(6)을 적층하여 형성되어 있다. 배선층(2)과 기초 전극층(7)은 절연층(4)을 관통하여 설치한 관통 구멍 도트층(3)을 거쳐 접속되어 있다. 각 층은 스크린 인쇄 및 포토리소그래프 등의 방법을 이용하여 형성하고, 유리화의 상태가 가장 양호하게 되는 온도에서 소성한다. 예를 들면, 은 배선층(2)용의 은 페이스트는 560 내지 590℃, 절연층(4) 관통 구멍 도트층(3) 및 기초 전극층(7)은 550 내지 590℃, 바인더와 형광체 등으로 이루어진 형광체층(6)은 470 내지 520℃의 범위에서 소성된다. 또한 기초 전극층(7)은 흑연 분말 및 B₂O₃, ZnO, SiO₂등으로 이루어진 연화점 550 내지 560℃ 또는 565 내지 580℃의 유리를 에틸셀루로스 등의 수지, 카비톨 등의 용제와 혼합시켜 페이스트화 하고 스크린 인쇄법 등으로 도포하므로써 형성된다.

일본 특개소 제 55-163605호에는 플레이크 흑연 분말과 상온보다 높은 유리 전이점을 갖는 열가소성 수지를 혼합하는 기술이 개시되어 있으나, 이는 수지의 유리 전이점에 착안하고 있다는 사실과, 목적이 수지분의 탄성률, 내부 손실을 크게 하고 있다는 사실 및, 열가소제로서 고분자로 이루어진 열가소성 수지를 이용하고 있고 고진공 유지의 용도에는 사용할 수 없다는 사실로 인해 형광 표시관에 적용할 수 없다. 또한, 일본 특개소 제 55-163605호에서는 열가소성 수지의 유리 전이점이 상온을 경계로 한 온도가 문제로 되어 있고, 형광 표시관의 제조 공정에서의 470 내지 590℃에서의 소성은 고려대상 밖에 있으며, 또한 그의 고온 영역에 있어서 효과는 불명료하다.

종래 기술에 있어서 첫번째 문제점은 흑연중의 유리질의 연화점이 소성온도보다 높을 경우, 절연층과의 밀착력이 약해지고, 형광체 형성시에 기초 전극층이 절연층보다 쉽게 벗겨져 버리는 경우가 발생한다는 점에 있다. 그 이유는 흑연중의 유리의 연화점이 소성 온도보다 높기 때문에 흑연중의 유리의 용융이 불완전하게 되어, 연화점이 높은 유리를 이용한 경우의 절연층과 하부 전극층 부분의 확대도인 도 5에 도시된 바와 같이, 흑연중의 유리끼리의 접착력이 약해지고, 그 때문에 절연층의 유리 접착력이 약해지기 때문이다.

두번째 문제점은 종래의 기술에 있어서 반대로 흑연의 유리질의 연화점이 소성온도보다 낮아지면, 형광 표시관의 수명 특성이 악화된다는 점에 있다. 그 이유는 흑연중의 유리가 용융할 때 연화점이 낮은 유리를 이용하는 경우의 절연층과 기초 전극층 부분의 확대도인 도 6에 도시된 바와 같이, 흑연 분말이 보유하고 있는 가스 성분을 유리에 밀폐시켜버릴 뿐만 아니라 흑연 분말을 산화시킴으로써, 형광 표시관의 작동시에 가스를 분리 및 방출시켜 진공도가 낮아지고 필라멘트의 전자 방출 특성을 현저히 약화시켜 버리기 때문이다.

본 발명의 목적은 기초 전극층과 절연층의 밀착성을 향상시키고, 형광체층 형성시에 기초 전극층이 분리됨에 따른 작업성 악화의 개선 및 회수율 향상을 지향하고, 또한 수명 특성을 악화시키지 않고 신뢰성을 향상시킨 형광 표시등을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 형광 표시관은 기초 전극층중의 유리 성분으로서, 기초 전극층의 소성 온도인 550 내지 570℃ 보다 높은 연화점을 갖는 B₂O₃, ZnO, SiO₂를 주성분으로 하는 유리와, 상기 연화점보다 높은 연화점을 갖는 B₂O₃, ZnO, SiO₂를 주성분으로 하는 유리를 혼합비 2:8 내지 8:2의 비율로 혼합한 것을 사용하고, 흑연 분말, 수지분, 용제분과 혼합하고 페이스트화 한 흑연 페이스트를 이용하여 형광체 기초 전극층을 형성하며, 소성 온도 550 내지 570℃에서 소성한 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명에 의한 형광 표시등의 양극 기판의 제 1 실시예의 형태를 도시한 단면도.

제2도는 제1도의 절연층과 기초 전극층 부분의 확대도.

제3도는 본 발명과 종래 형광 표시관의 휘도 추이를 도시한 도면.

제4도는 제7도의 A-A' 선을 절취한 단면도.

제5도는 종래의 고연화점 유리를 이용한 기초 전극층 근방의 확대도.

제6도는 종래의 저연화점 유리를 이용한 기초 전극층 근방의 확대도.

제7도는 종래의 형광 표시관의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 셜명>

1 : 소오다 유리 2 : 배선층

3 : 관통 구멍 도트층 4 : 절연층

5, 7 : 기초 전극층 6 : 형광체층

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고로 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 형광 표시관의 제 1 실시예에 따른 양극 기판의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양극 기판은 소오다 유리(1)상에 은 또는 Al의 배선층(2), 절연층(4), 기초 전극층(5), 형광체층(6)을 스크린 인쇄법 등의 방법을 이용하여 형성하고, 각층의 유리화 상태가 가장 양호하게 되는 온도에서 소성을 행하여 형성한다. 또한, 배선층(2)과 기초 전극층(5)은 절연층(4)에 설치된 관통 구멍 도트층(3)을 거쳐 전기적으로 접속되어 있다. 기초 전극층은 흑연 페이스트에 그의 소성 온도보다 높은 연화점을 갖는 유리 분말과 낮은 연화점을 갖는 유리 분말을 혼합하고 소성하여 형성한다. 그 경우, 낮은 연화점을 갖는 유리는 40 중량%의 B₂O₃, 40 중량%의 ZnO, 12 중량%의 SiO₂, 8 중량%의 Na₂O를 혼합 소결시켜 유리화 한 것을 보올 밀 등의 방법으로 1 내지 5㎛의 입자 직경으로 분쇄한 유리 연화점 550℃의 붕규산아연 유리이고, 높은 연화점을 갖는 유리는 35 중량%의 B₂O₃, 35 중량%의 ZnO, 24 중량%의 SiO₂, 6 중량%의 Na₂O를 혼합 소결시켜 유리화 한 것을 보올 밀 등의 방법으로 1 내지 5㎛의 입자 직경으로 분쇄한 유리 연화점 570℃의 붕규산아연 유리이다. 이들을 중량비 1 대 1의 비율로 혼합한 유리 성분을 38.4 중량%, 플레이크(flake) 형상의 흑연 50 중량%와 입상의 흑연 50 중량%로 이루어진 흑연 분말을 15.6 중량%, 또한 에틸셀루로스 6.0 중량%, 카비톨 40.0 중량%를 혼합시킨 것을 스크린 인쇄로서 도포하고, 그 후 560℃의 온도에서 소성하여 기초 전극층을 형성한다.

상기와 같은 본 실시 형태에서는, 기초 전극층의 유리 성분으로서 흑연 페이스트의 소성 온도보다 높은 연화점을 갖는 유리와, 낮은 연화점을 갖는 유리를 혼합하고 있다. 그 때문에, 기초 전극층의 소성시, 소성 온도보다 낮은 연화점을 갖는 유리가 용융할 때 소성 온도보다 높은 연화점을 갖는 유리의 연화 온도를 저온 지역으로 시프트 시키기 때문에, 흑연 페이스트중의 유리의 용융이 충분히 행하여지고, 도 2에 도시된 바와 같이 절연층과 기초 전극층이 양호하게 밀착되어 접착력이 향상된다. 또한, 흑연 소성 온도보다 높은 연화점을 갖는 유리는 흑연 분말을 산화할 수 없기 때문에, 형광 표시관 내로의 가스 방출이 억제되며, 도 3에 도시된 바와 같이 휘도의 악화를 방지할 수 있고 형광 표시관의 수명 특성을 향상 시킬 수 있다. 또한, 절연층과 기초 전극층의 접착력이 향상되므로써, 형광체층 형성시에 기초 전극층이 분리될 수 없게 되므로, 형광체층을 문제없이 형성할 수 있다. 그 때문에 형광체층의 형성시에, 형광체의 핀홀, 부족 등의 불량이 발생하지 않게 된다. 형광체 핀홀 불량 발생률을 측정할 때, 종래의 것은 5 내지 15%이나, 본 실시 형태의 경우는 0 내지 0.5%로 상당히 개선된 것을 볼 수 있으며, 양극 기판의 제조 회수율이 향상되었다.

다음에 본 발명에 따른 제 2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 기초 전극층을 형성하는 흑연 페이스트의 유리질로서, 35 중량%의 B₂O₃, 35 중량%의 ZnO, 24 중량%의 SiO₂, 6 중량%의 Na₂O를 혼합 소결시켜 유리화 한 것을 보올 밀 등의 방법으로 1 내지 5㎛의 입자 직경으로 분쇄한 유리 연화점 570℃의 붕규산아연 유리와, 35 중량%의 B₂O₃, 35 중량%의 ZnO, 24 중량%의 SiO₂, 6 중량%의 Na₂O를 혼합 소결시켜 유리화 한 것을 보올 밀 등의 방법으로 0.5㎛ 이하의 입자 직경으로 분쇄한 유리 연화점 550℃의 붕규산아연 유리를 중량비 1 대 1의 비율로 혼합한 것을 이용한다. 그 외에는 본 실시 형태는 제 1 실시 형태와 동일한 방법으로 기초 전극층을 형성한다. 본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 비해 흑연 페이스트중의 Na 분을 저감시킬 수 있기 때문에, 형광체의 수명 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 그 외에는 상기 제 1 실시 형태의 경우와 동일한 효과를 얻는다.

이상 2 개의 실시 형태에 대하여 서술하였으나, 그것에 한정되지 아니하고, 저 연화점 유리로서는, 40 내지 50 중량%의 B₂O₃, 30 내지 40 중량%의 ZnO, 7 내지 12 중량%의 SiO₂, 그 외에 Na₂O 등의 무기 성분으로 이루어진 연화 온도 540 내지 550℃의 유리를 이용할 수 있고, 고 연화점 유리로서는 30 내지 40 중량%의 B₂O₃, 25 내지 35 중량%의 ZnO, 20 내지 30 중량%의 SiO₂, 그외에 Na₂O 등의 무기 성분으로 이루어진 연화 온도 570 내지 580℃의 유리를 이용할 수 있다. 저 연화점 유리와 고 연화점 유리의 혼합비로서는 2:8 내지 8:2의 범위가 적당하다. 그 범위 이외에서는, 기초 전극층과 절연층의 접착력이 약하게 되고 양극 기판의 제조 회수율의 향상을 기대할 수 없게 되며, 또한 형광 표시관의 휘도가 악화된다. 또한, 기초 전극층의 소성 온도는 흑연 페이스트중의 흑연 연소 개시 온도인 570℃에서 저 연화점 유리의 용융 개시 온도인 550℃의 범위가 좋다.

상술된 본 발명의 제 1 효과는, 형광체층의 형성시 형광체의 핀홀, 부족 등의 불량이 발생되지 않는다는 점에 있다. 그에 따라 양극 기판의 제조 회수율이 향상되고 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. 그 이유는 흑연 페이스트중의 유리질이 용융되므로써 절연층과 기초 전극층의 접착력이 향상되므로써 형광체층 형성시 기초 전극층이 분리되지 않고 형광체층을 불량하지 않게 형성되도록 되기 때문이다.

제 2 효과는 형광 표시관 내로의 가스 방출을 억제할 수 있다는 점에 있다. 그에 따라 형광 표시관의 휘도 악화가 방지될 수 있고, 형광 표시관의 수명 특성을 향상시킬 수 있도록 된다. 그 이유는 흑연 페이스트중의 고 연화점 유리의 작용에 의해 기초 전극층중의 흑연 분말과 유리의 반응을 억제하고, 흑연 분말의 산화를 방지하고, 또한 기초 전극층중의 유리 성분 내에 밀폐되는 가스의 양을 저감시킬 수 있기 때문이다.

Claims

음극으로부터 방출되는 전자를 양극 기판상의 형광체층에 사출시킴으로써 형광체를 발광시켜 표시하는 형광 표시관에 있어서, 상기 형광체층의 기초 전극층은 흑연 분말과 유리 성분을 혼합시켜 형성되며, 상기 유리 성분은, 40 내지 50 중량%의 B₂O₃, 30 내지 40 중량%의 ZnO, 7 내지 12 중량%의 SiO₂를 포함하는 연화 온도 540 내지 550℃의 유리와, 30 내지 40 중량%의 B₂O₃, 25 내지 35 중량%의 ZnO, 20 내지 30 중량%의 SiO₂를 포함하는 연화 온도 570 내지 580℃의 유리를 2:8 내지 8:2의 비율로 혼합시킨 것을 특징으로 하는 형광 표시관.
제1항에 있어서, 상기 기초 전극층은 550 내지 570℃의 범위에서 소성되는 것을 특징으로 하는 형광 표시관.