KR930001175B1

KR930001175B1 - 방전 표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR930001175B1
Application number: KR1019850002553A
Authority: KR
Inventors: 오사무 가와구부; 에이지 무네모도; 아끼히꼬 오꾸보라
Original assignee: 쏘니 가부시기가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1993-02-20
Also published as: JPS60221928A; DE3576606D1; US4600397A; EP0159199B1; EP0159199A2; KR850007531A; EP0159199A3; CA1240360A

Abstract

내용 없음.

Description

방전 표시장치의 제조방법

제1도는 본원 발명에 적용되는 방전표시장치의 일예를 나타낸 구성도.

제2도는 a~d는 본원 발명에 의한 LaB₆음극의 형성법의 일예를 나타낸 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 전면유리기판 3 : 배면유리기판

4 : 양극 5 : 음극

6 : 배리어 7 : 절연유전층

8 : 트리거전극 10 : Ni페이스트층

11 : LaB₆페이스트층 12 : LaB₆음극

본원 발명은 방전표시장치의 제조방법 특히 그 LaB₆음극의 형성법에 관한 것이다.

근래, 방전표시장치 특히 XY 매트릭스의 직류형 방전표시패널(플라즈마디플레이패널 PDP)의 개발이 진행되고 있다. 이 개발에 있어서 근본적 문제로 되는 것은 방전효율의 향상 즉 저소비전력으로 고휘도를 실현하는 것, 전극 기타의 재료의 물리적, 화학적 안정화를 도모하여 방전표시패널의 수명을 연장시키는 것의 2가지 점이다. 즉, 전극(특히 음극)재료, 구조면에서의 연구가 그 열쇠를 쥐고 있다고 해도 과언이 아니다.

종래는 양극 및 음극으로서 모두 Ni를 사용해 왔다. Ni는 방전의 스퍼터링에 대해 약하며, Ni 음극은 몇초도 되지 않는 동안에 열화되어 버린다. 그러므로, 수은 Hg을 봉입하여 전극표면에 부착시킴으로써 스퍼터링을 억제해 왔다. 그러나, 수은을 봉입한 경우, 시간 경과변화로 수은의 불균일 분포가 발생하므로, 대용량의 방전표시패널에서는 장시간에 걸쳐 각 표시셀의 방전특성을 균일하게 유지하는 것이 곤란하다.

또, 예를들어 콕피트 등의 밀실에서 사용하는 방전표시패널에 있어서는 위험성을 고려하여 수은을 사용하지 않을 것이 요구되고 있다.

한편, 음극재료로서 LaB₆가 주목되고 있다. 이 LaB₆는, (i) 일함수가 낮고(γ계수가 큼) 방전효율이 높은 것, (ii) 공유결합물질이기 때문에 물리적, 화학적 안정성이 우수한 것 등의 이점이 있다.

그러나, 이 LaB₆음극은 아직 실용화에 이르고 있지 않다. 그 이유는 박막증착법이나 플라즈마용사법으로는 제조공정이 복잡하고 코스트가 높은 것, 특히 대용량, 대화면에서의 비교적 균일한 전극형성이 어려운 것에 의한다. 또, 저코스트로 다른 패널구조와 함께 후막 인쇄법으로 형성할 수 없는 것도 원인으로 되어 있다. 즉, LaB₆전극을 후막인쇄법으로 형성할 경우, 인쇄도포 후에 800~900℃, N₂분위기에서 소성하는 것이 일반적이다. 그러나, 방전표시패널에서는 기판유리 때문에 600℃정도 밖에 온도를 올릴 수 없는 것, 다른 전극, 배리어 등의 구조물이 산화물계이며 통상 공기중에서 소성하는 것 등 때문에, LaB₆음극의 형성이 곤란하다. 또, LaB₆는 융점이 2300℃정도로 높고, 600℃정도의 소성온도에서는 소결되지 않기 때문에, 형성 후의 저항은 10⁹Ω이나 또는 그 이상으로 되어 버린다. 후막인쇄법을 채용하면 LaB₆입자끼리의 결합력을 얻기 위해 일반적으로 프리트유리 등의 바인더물질이 혼입되지만, 이와 같이 형성 후의 저항이 높은 것에 다시 유리바인더를 넣을 수는 없다.

한편, 본원 출원인은 후막인쇄법에 의해 LaB₆음극을 형성할 수 있도록 한 LaB₆음극의 형성법을 개발했다. 이것은 유리바인더로서 이온전기전도성이 있는 알칼리유리를 사용한 LaB₆페이스트를 제조하고, 이것을 Ni 등의 바탕전극상에 인쇄 도포하여 500~600℃, 공기중에서 소성한다. 그후, 방전표시패널의 프리트시일, 가열배기(加熱排氣), 가스봉입, 최종봉지(封止)공정 후, 양극 및 음극간에 전압을 인가하여 고전류가스방전에 의한 활성화처리를 하는 것이다. 이 활성화처리로 LaB₆층 표면에는 유리가 존재하지 않게 되어 LaB₆가 표면에 노출되는 동시에 LaB₆입자표면이 용융되어 이어진 상태로 되어 LaB₆음극이 형성된다.

그런데, LaB₆페이스트에 있어서 될 수 있으면 유리바인더가 없는 쪽이 바람직하다. 그것은 LaB₆입자표면, LaB₆입자간을 유리바인더가 매입하여 버리므로 도전경로가 형성되기 어려우며 전극활성화가 어렵게 된다는 것, Pb함유의 프리트유리를 바인더로 하면, 석출한 금속납의 스퍼터링에 의해 수명특성에 악영향을 줄 염려가 있다는 것등 때문이다.

본원 발명은 전술한 점을 감안하여 유리바인더 함유의 LaB₆페이스트를 사용하지 않고 양호한 LaB₆음극의 형성을 가능하게 한 방전 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

본원 발명은 유리바인더 함유의 도전페이스트를 도포하여 가건조(假乾燥)하고, 이 도전페이스트층상에 LaB₆페이스트 또는 전착(電着)등에 의해 유리바인더를 포함하지 않는 LaB₆의 층을 형성한 후, 도전페이스트층 및 LaB₆의 층을 공기중에서 500~ 600℃로 동시 소성하고, LaB₆층의 유리바인더가 침윤되지 않은 표면을 제거하고, 배기공정을 거친 후에 고전류가스방전에 의해 소성 후의 LaB₆층을 활성화 처리하여 LaB₆음극을 형성한다.

본원 발명의 제법에 의하면, 접착력이 강한 LaB₆음극이 형성되는 동시에, 형성시의 활성화처리가 용이해지며, 또 유리바인더의 영향이 적어서 수명특성이 좋은 방전표시장치가 얻어진다.

먼저, 제1도에 의거하여 본원 발명에 적용되는 방전표시장치의 일예를 설명한다. 도면은 트리거방전방식의 직류형 방전표시패널에 적용한 설명한다. 이 표시패널(1)은 전면유리기판(2), 배면유리기판(3) 및 이것에 협지된 XY매트릭스형상의 양극(4), 음극(5)으로 이루어지며, 각 양극(4)은 절연성의 배리어(6)에 의해 단절되어 있다. 배면유리기판(3)에서는 음극(5)의 하부에 절연유전층(7)을 통해 예를들면 Al로 이루어지는 트리거전극(8)이 음극(5)과 평행으로 설치된다. 이 표시패널(1)의 제조는 다음과 같이 하여 이루어진다. 먼저, 전면 유리기판(2)상에 양극(4)과 절연성의 배리어(6)가 후막인쇄법에 의해 형성된다. 또, 배면유리기판(3)상에 트리거전극(8), 절연유전층(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 대향해서 배치하여, 프리트시일된다. 그후, 가열배기, 가스봉입(예를들면 Ne-Ar가스) 및 최종봉지 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 절연유전층(7)상에 벽전압이 유기되고, 이 곳과 선택된 음극(5)간에 순간의 방전이 이루어지며, 음극(5)에 연한 가스공간이 이온화됨으로써 이후의 선택된 양극(4) 및 음극(5)간의 방전을 용이하게 하고 있다.

본원 발명은 이러한 방전표시패널에 있어서의 음극(5)을 LaB₆음극으로 구성하고, 이 LaB₆음극을 유리바인더 함유의 LaB₆페이스트를 사용하지 않고 형성하는 것이다. 다음에, 제2도에 의거하여 본원 발명의 실시예를 기술한다.

본 실시예에서는 미리 유리바인더를 포함하지 않으면, LaB₆미분말과 적당한 비히클(vechile)(용매)만으로 이루어지는 LaB₆페이스트를 제조한다. 구체적으로는 조분쇄(粗粉碎)된 LaB₆소결분말을 볼밀에 의해 LaB₆미분말(微粉末)로 한다. 이 LaB₆미분말은 수 ㎛ 이하 바람직하게는 1~3㎛의 평균입경으로 하고, 입경 5㎛ 이상의 입자가 전체의 5% 이하인 것으로 한다. LaB₆를 미분말로 한후, 불순물제거를 위해 순수세정(純水洗淨)하고, 그 후 비히클을 혼합하여 LaB₆페이스트를 얻는다.

그리고, 먼저 제2a도에 나타낸 바와 같이, 배면유리기판(3)상에 트리거전극(8) 및 절연유지층(7)을 형성한 후, 이 절연유전층(7)상에 형성해야 할 음극패턴에 따라서 유리바인더가 함유된 도전페이스트 예를들면 Ni 페이스트를 인쇄 도포하여 Ni 페이스트층(10)을 형성한다. 이 Ni 페이스트층(10)은 이후 전류공급용의 바탕전극으로 되는 것이다.

다음에, 제2b도에 나타낸 바와 같이 Ni 페이스트층(10)을 건조한 후, 이 Ni 페이스트층(10)상에 상기 LaB₆페이스트를 인쇄 도포하여 LaB₆페이스트층(11)을 형성한다.

다음에, 제2c도에 나타낸 바와 같이 LaB₆페이스트층(11)을 건조한 후, Ni페이스트층(10)과 LaB₆페이스트층(11)을 동시에 소성한다. 이때의 소성조건은 공기중 500~600℃ 예를들면 약 560℃로 행한다. 이 소성에 의해 Ni 바탕층(10')이 형성된다. 또, 소성중에 Ni 페이스트층(10)에 함유되어 있던 유리바인더의 일부가 LaB₆층(11')내에 침윤된다. 이 유리바인더의 침윤에 의해 유리바인더가 침윤된 부분의 LaB₆(11'a)에서는 Ni 바탕층(10')과 LaB₆(11')과 사이 및 LaB₆입자간의 결합력이 증가하게 된다.

다음에, 제2d도에 나타낸 바와 같이 LaB₆(11')의 유리바인더가 침윤되지 않은 표면(11'b)을 제거한다. 제거의 방법으로서는 통상의 기계적 연마법으로 좋다. 특히, 유리바인더가 침윤되지 않은 표면(11b)은 LaB₆미립자 서로의 결합력이 그다지 강하지 않으므로, 보통으로 사용되는 연마재(유리, 석영, 알루미나등)를 가지는 평면판에 의해 용이하게 연마, 제거된다. 이어서, 전술한 바와 같이 예를들어 Ni로 이루어지는 양극(4) 및 배리어(6)가 형성된 전면유리기판(2)과 이 배면유리기판(3)과의 프리트시일, 가열배기, 소요가스의 봉입 및 최종봉지를 한 후, 양극(4) 및 Ni 바탕전극(10')사이에 소정 전압을 인가하여, 고전류에서의 가스방전에 의한 활성화처리(캐소드포밍)를 한다. 이 활성화 처리에서 LaB₆층(11'a)의 표면(이른바 방전면)에는 유리가 존재하지 않게 되어 LaB₆자체가 표면에 노출되는 동시에, 다시 국부적인 열효과에 의해 LaB₆입자간에서 소결이 일어나서, 즉 서로 용융되어 이어진 상태로 된다. 이로써, LaB₆층의 저항이 낮아진다. 활성화시의 전류치는 2~5A/cm²이다. 이리하여, Ni 바탕전극(10')상에 LaB₆음극(12)이 형성된다.

이러한 제법에 의하면, 바탕의 가건조된 Ni페이스트층(10)에 유리바인더를 포함하지 않는 LaB₆페이스트층(11)을 인쇄 도포한 후, 양 층(10) 및 (11)을 동시에 소성함으로써, Ni페이스트층(10)안의 유리바인더의 일부가 LaB₆층(11')내에 침윤된다. 따라서, 이 유리바인더의 침윤에 의해 최종적으로 접착력이 강한 LaB₆음극(12)이 얻어진다. 또, LaB₆층(11')에 포함되는 유리바인더량이 충분히 적고, 고전류가스방전에 의한 활성화시의 유리바인더의 비산량도 적으므로, 유리바인더 비산에 의한 악영향이 적어지며, 결과적으로 방전표시장치의 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 후막인쇄법에 의해 양호한 LaB₆음극을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 예에서는 바탕의 Ni 페이스트층상에 유리바인더를 포함하지 않는 LaB₆페이스트를 인쇄 도포했지만, 이 LaB₆페이스트에 대신하여 전착법 등에 의해 Ni 페이스트층상에 LaB₆층을 형성할 수도 있다.

또한, 상기 예에서는 트리거방전방식의 직류형 방출표시패널에 적용했지만, 그 밖의 방전표시패널의 음극형성에도 적용할 수 있다.

전술한 본원 발명에 의하면, 가건조된 도전페이스트층상에 유리바인더를 포함하지 않는 LaB₆의 층을 형성하여, 동시 소성함으로써, 도전페이스트층중의 유리바인더의 일부가 LaB₆층내에 침윤한다. 이 결과, 유리바인더 함유의 LaB₆페이스트를 사용하지 않고 접착력이 강한 양호한 LaB₆음극을 형성할 수 있다. 그리고, LaB₆층에 포함되는 유리바인더량은 실질적으로 충분히 적으므로 활성화 공정이 용이해진다. 또, 활성화시의 유리바인더 비산량도 적어지므로 방전표시장치의 수명이 더욱 향상되는 것이다.

그리고, 실험에 의하면 LaB₆분말의 입력이 작아질수록 수명은 향상되며, 또한 같은 입경으로 한 경우에도 유리바인더 함유의 LaB₆페이스트를 사용한 경우에 비해 본원 발명쪽이 수명이 연장된다.

Claims

유리바인더 함유의 도전페이스트를 도포하여 가건조(假乾燥)하는 공정과, 이 도전페이스트층상에 유리바인더를 포함하지 않는 LaB₆의 층을 형성하는 공정과, 상기 도전페이스트층 및 상기 LaB₆의 층을 형성하는 공정과, 상기 도전페이스트층 및 상기 LaB₆의 층을 공기중에서 500~600℃로 동시 소성하는 공정과, LaB₆층의 유리바인더가 침윤되지 않은 표면을 제거하는 공정과, 배기공정을 거친 후에 고전류가스방전에 의해 상기 소성 후의 LaB₆층을 활성화 처리하여 LaB₆음극을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전표시장치의 제조방법.