KR930000380B1 - 방전표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

방전표시장치의 제조방법

제1도는 본원 발명에 적용되는 방전표시장치의 일예를 나타낸 구성도.

제2도는 a~c는 본원 발명에 의한 L_aB₆음극의 형성법의 일예를 나타낸 공정도.

제3도는 활성화처리시의 유지전압의 추이를 나타낸 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 전면유리기판 3 : 배면유리기판

4 : 양극 5 : 음극

6 : 배리어 7 : 절연유전층

8 : 트리거전극 10 : 바탕전극

12 : L_aB₆음극

본원 발명은 방전표시장치의 제조방법 특히 그 L_aB₆음극의 형성법에 관한 것이다.

근래, 방전표시장치 특히 XY 매트릭스의 직류형 방전표시패널(플라즈마 디스플레이 패널 PDP)의 개발이 진행되고 있다. 이 방전표시 패널에서는 통상 양극 및 음극으로서 모두 Ni가 사용되어 왔다. 그러나, Ni는 방전의 스퍼터링에 대해 약하며, Ni 음극은 몇초도 지나지 않는 동안에 열화되어 버린다. 이 때문에, 방전표시패널에 있어서는 수은 Hg을 봉입하여 전극표면에 부착시킴으로써 스퍼터링을 억제해 왔다.

한편, 본원 출원인이 개발한 직류형 방전표시패널은 독자의 구동방식 즉 트리거방전방식을 이용하고 있기 때문에, 특히 대용량 XY 매트릭스패널에 적용한 경우, 각 표시셀의 방전특성(트리거방전 및 주방전의 특성)을 어느 정도 균일화할 필요가 있다. 그러나, 수은 Hg을 봉입한 방전표시패널에서는 시간경과변화에 의해 수은의 불균일분포가 발생하므로, 장시간에 걸쳐서 균일한 방전특성을 유지하기가 어렵다. 그러므로, 수은이 봉입되지 않은 방전표시패널이 요망되고 있다. 예를들면 콕피트등의 밀실에서 사용되는 방전표시패널에 있어서는 위험성을 고려하여 수은을 사용하지 않을 것이 요구되고 있다.

또, 일반적으로 XY 매트릭스형의 방전표시패널에서는 소비전력의 저감, 장수명화, 고방전효율화, 저구동전압화 등이 요구되고 있다. 한편, 음극재료로서 L_aB₆가 주목되고 있다. 이 L_aB₆는 방전유지전압이 낮고, 물리적, 화학적으로 안정된 물질이므로, 상기 요구에 합치된다.

그러나, 이 L_aB₆음극은 아직 실용화에 이르지 못하고 있다. 그 이유는 박막증착법이나 플라즈마용사법으로는 제조공정이 복잡하여 코스트가 높아지는 것, 특히 대용량, 대화면에서의 비교적 균일한 전극형성이 어려운 것에 기인한다. 또, 저코스트로 다른 패널구조와 함께 후막인쇄법으로 형성할 수 없는 것도 원인으로 되어 있다.

즉, L_aB₆음극을 후막인쇄법으로 형성할 경우, 인쇄도포후에 800~900℃, N₂분위기에서 소성하는 것이 일반적이다. 그러나, 방전표시패널에서는 기판이 유리이기 때문에 600℃ 정도밖에 온도를 올릴 수 없는 것, 다른 전극, 배리어 등의 구조물이 산화물계로 통상 공기중에서 소성하는 것 등 때문에, L_aB₆음극의 형성이 곤란하다. 또 L_aB₆는 융점이 2300℃ 정도로 높으며, 600℃ 정도의 소성온도에서는 소결되지 않기 때문에, 형성후의 저항은 10⁹Ω이나 또는 그 이상으로 되어 버린다. 후막인쇄법을 채용하면 L_aB₆입자끼리의 결합력을 얻기 위해 일반적으로 프리트유리 등의 바인더물질이 혼입되지만, 이와같이 형성한 후의 저항이 높은 것에 다시 유리바인더를 넣을 수는 없다.

본원 발명은 전술한 점을 감안하여, 후막인쇄법에 의해 L_aB₆음극의 형성을 가능하게 한 방전표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

본원 발명은 L_aB₆분말 100중량%에 대해 20~40중량%의 알칼리 유리분말을 혼합하여 이루어지는 L_aB₆페이스트를 바탕전극상에 도포하고, 500℃~600℃의 건조공기중에서 30분간 소성하여, 배기공정후에, 고전류가스방전에 의해 활성화하여, 바탕전극상에 L_aB₆음극을 형성하도록 한 방전표시장치의 제조방법이다.

본원 발명의 제법에 의하면, 후막인쇄법에 의해 L_aB₆음극을 용이하게 형성할 수 있고, 저전압구동, 장수명, 고방전효율 등 우수한 특성을 갖는 방전표시장치가 얻어진다.

먼저, 제1도에 의거하여 본원 발명에 적용되는 방전표시장치의 일예를 설명한다. 도면은 트리거방전방식의 직류형 방전표시패널에 적용한 경우이다. 이 표시패널(1)은 전면유리기판(2), 배면유리기판(3) 및 이들에 협지된 XY 매트릭스형상의 양극(4), 음극(5)으로 이루어지며, 각 양극(4)은 절연성의 배리어(6)에 의해 단절되어 있다. 배면유리기판(3)에서는 음극(5)의 하부에 절연유리층(7)을 통해 예를들면 Al으로 이루어지는 트리거전극(8)이 음극(5)과 평행으로 설치된다. 이 표시패널(1)의 제조는 다음과 같이 하여 이루어진다. 먼저, 전면유리기판(2)상에 양극(4)과 절연성의 배리어(6)가 후막인쇄법에 의해 형성된다. 또, 배면유리기판(3)상에 트리거전극(8), 절연유리층 (7) 및 음극(5)이 순차 후막인쇄법에 의해 형성된다. 이들 각 구성부는 인쇄후, 소성된다. 다음에, 이 2매의 유리기판(2) 및 (3)을 양극(4)과 음극(5)이 서로 직교하도록 대향하여 배치되어, 프리트 시일된다. 그 후, 가열배기, 가스봉입(예를들면 Ne－Ar 가스) 및 최종봉입 등의 공정을 거쳐 완성된다.

이러한 방전표시패널(1)에 있어서는 양극(4)과 음극(5)에 각각 선택적으로 구동전압이 인가됨으로써, 그 선택된 양극(4)과 음극(5)간의 교점에서 방전발광되며, 예를들면 선순차적(線順次的)으로 표시된다. 특히, 이 표시패널(1)에서는 양극(4) 및 음극(5)간의 방전에 앞서서 트리거전극(8)에 트리거전압이 주어지며, 이것에 의해 트리거전극(8)에 대응하는 부분의 절연유리층(7)상에 벽전압이 유기되며, 이곳과 선택된 음극(5)간에서 순간의 방전이 이루어져서, 음극(5)에 연합 가스공간이 이온화됨으로써 이후의 선택된 양극(4) 및 음극(5)간의 방전을 용이하게 하고 있다.

본원 발명은 이러한 방전표시패널에 있어서의 음극(5)을 L_aB₆음극으로 구성하고, 이 L_aB₆음극을 후막인쇄법에 의해 형성하는 것이다. 다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본원 발명에서는 미리 L_aB₆분말과 무기바인더와 적당한 비히클(vechicle)(용매)로 이루어지는 L_aB₆페이스트를 제조한다. 원료인 L_aB₆분말은 수 μm 이하, 바람직하게는 1~3μm의 평균입경으로 하고, 입경 5μm 이상의 입자가 전체의 5% 이하인 것을 사용한다. 보통 L_aB₆분말은 충분히 소결상태로 되어 있지 않으므로, 입경이 클 경우에는 볼밀등에 의해 다시 미분말로 한다. 무기바인더로서는 알칼리 유리를 사용한다. 이것은 이후의 활성화공정에 있어서 어느 정도의 이온전기전도가 필요하기 때문이다. 첨가량은 L_aB₆분말 100중량%에 대해 알칼리 유리미분말을 20~40중량%로 한다. 알칼리유리미분말의 첨가량이 지나치게 적으면 활성화에 불균일이 발생하며, 지나치게 많으면 활성화가 곤란해진다.

그리고, 제2도 a에 나타낸 것과 같이 먼저 배면유리기판(3)에 형성된 절연유리층(7)상에 형성해야 할 음극패턴에 따라서 도전페이스트 예를들어 Ni 페이스트를 인쇄도포하고, 소성해서 Ni 바탕전극(10)을 형성한다. 이 Ni 바탕전극(10)은 이후 형성되는 L_aB₆음극으로의 전류공급용의 리드선으로 되는 것이다.

다음에, 제2도 b에 나타낸 것과 같이 이 Ni 바탕전극(10)상에 상기 L_aB₆페이스트를 적층인쇄한 후 500℃~600℃의 건조공기중에서 30분간 소성하여, L_aB₆층(11)을 형성한다. 소성후의 L_aB₆층(11)의 저항은 높아 10⁹Ω 이상으로 된다.

다음에, 전술한 바와같이 예를들어 Ni로 이루어지는 양극(4) 및 배리어(6)가 형성된 전면유리기판(2)과 이러한 배면유리기판(3)과의 프리트시일, 가열배기, 소요가스의 봉입 및 최종봉입을 한 후, 양극(4) 및 Ni 바탕전극(10)간에 소정전압을 인가하여, 고전류에서의 가스방전에 의한 활성화처리(캐소드포밍)를 한다. 이 활성화처리로 L_aB₆층(11)의 표면(소위 방전면)에는 유리가 존재하지 않게 되어, L_aB₆자체가 표면에 노출되는 동시에, 다시 국부적인 열효과에 의해 L_aB₆입자간에서 소결이 일어나서, 표면이 용융하여 이어진 상태로 된다. 이것에 의해 도통이 취해져 L_aB₆층의 저항이 내려간다. 이렇게 해서 제2도 c에 나타낸 것과 같이 Ni 바탕전극(10)상에 L_aB₆음극(12)이 형성된다.

활성화시의 전류치는 2~5A/c㎡ 정도이다. 활성화시의 유지전압의 추이를 제3도에 나타낸다. 단, 도면은 전류밀도 3A/c㎡에서 0.5초 온－0.5초 오프의 활성화처리이다. 제3도에서 명백한 것과 같이 당초는 방전개시 전압도 높고(200V 이상) 또는 불균일성도 크다. 그러나, 시간경과에 따라 방전유지전압은 하강하여 2~3시간으로 안정화한다. 또, 불균일성도 1시간 경과정도부터 작아진다.

활성화후의 통상구동영역에서의 유지전압은 100V 정도로 된다. 그리고, Ni 음극의 경우는 150V 정도이다.

이러한 본원 발명의 제법에 의하면, 바탕전극상에 L_aB₆페이스트를 인쇄도포하여, 소성한 후, 배기공정등 후에 고전류가스방전에 의한 활성화를 함으로써, 이른바 후막인쇄법에 의한 L_aB₆음극의 형성이 가능해진다. 그리고, 이 L_aB₆페이스트에는 유리바인더가 혼합되어 있으므로, L_aB₆입자간의 결합력 및 바탕전극과의 접착력이 강하며, 프리트시일공정으로 다소 L_aB₆음극이 긁혀도 용이하게 박리되지 않는다. 또, 유리바인더로서는 이온전기전도가 있는 알칼리유리를 사용하고 있으므로, 다음의 활성화처리가 확실하게 행해진다. 또, L_aB₆페이스트층의 소성처리는 500℃~600℃ 정도이며 또한 공기중에서 행하므로, 배면유리기판을 손상시키지 않으며, 또 다른 산화물계의 구조물에도 악영향을 주지 않는다.

그리고, 상기 예에서는 트리거방전방식의 직류형 방전표시패널에 적용했지만, 그 밖의 방전표시패널의 L_aB₆음극형성에도 적용할 수 있다.

전술한 본원 발명에 의하면, 바탕전극상에 L_aB₆페이스트를 인쇄도포하여, 소성하는 공정과, 그 후의 고전류가스방전에 의한 활성화 처리에 의해, 이른바 후막인쇄법에 의해 L_aB₆전극을 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 이 L_aB₆페이스트는 유리바인더가 혼합되어 있으므로, 접착력이 강한 L_aB₆음극이 얻어진다. 또, 이 유리바인더로서 이온전기전도가 있는 알칼리유리를 사용하며, 또한 이 알칼리유리분말은 L_aB₆분말 100중량%에 대해 20~40중량%의 범위에서 혼합함으로써, 양호하게 활성화처리를 할 수 있는 것이다.

이와같이 L_aB₆음극을 후막인쇄법으로 형성할 수 있으므로, 대용량, 대면적의 방전표시장치의 제작이 가능해진다. 또, L_aB₆음극의 형성공정이 증착법 등과 비교하여 간단해지며, 또한 저코스트로 얻어진다.

한편, L_aB₆음극의 형성이 가능해짐으로써, 다음과 같은 이점이 있다. 방전표시장치에 있어서, 저구동전압화를 할 수 있고, IC 화에 의한 회로코스트의 저감을 도모할 수 있으며, 저소비전력화를 할 수 있다. L_aB₆가 내스퍼터성에 우수하며, 화학적, 물리적으로 안정되며, 또한 저구동전압에 의해 스퍼터전압도 낮아지고 있으므로 방전표시장치의 수명을 신장할 수 있다. 방전효율의 향상 즉 저소비전력으로 고발광휘도를 실현할 수 있다. 또한, 수은의 봉입이 불필요해지며, 이 종류의 방전표시장치의 용도의 확대를 도모할 수 있다.

Claims (1)

1. L_aB₆분말 100중량%에 대해 20~40중량%의 알칼리유리 분말을 혼합하여 이루어지는 페이스트를 바탕전극상에 도포하고, 500℃~600℃의 건조공기중에서 30분간 소성하여, 배기공정후에, 고전류가스방전에 의해 활성화하여, 상기 바탕전극상에 L_aB₆음극을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전표시장치의 제조방법.

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