专利名称：形成等离子显示面板中的介电层的方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及形成等离子显示面板中的介电层的方法，特别涉及可以通过更少的步骤生产具有高透射率的介电上层的方法。
背景技术：
等离子显示面板(PDP)是利用等离子放电的发光现象来显示图像或信息的平板显示装置。根据面板结构与驱动方式，PDPs通常分为DC-型和AC-型。
每个单元中提供的气体(如He、Xe等)的等离子放电产生紫外线，紫外线激励单元中的荧光涂层(lining)，当其返回基态时发出可见光子，PDPs产生的可见光来自这个过程的能量差。
上述PDPs的优点例如易制造、结构简单、亮度高、发光效率高、记忆能力以及超过160°的宽视角。PDPs也可用于40英寸或更宽的宽屏幕。
下文将描述PDP的基本结构。
PDP的结构通常包括上基板和相对设置的下基板、阻挡肋、以及由两个基板与阻挡肋确定的单元(cells)。在上基板上设置透明电极，并在透明电极上设置汇流电极以降低透明电极的电阻。寻址电极，也称数据电极，在下基板上形成。
由阻挡肋分隔出的单元内衬有荧光材料。在上基板上设置介电上层以覆盖透明电极和汇流电极，并在下基板上设置介电下层以覆盖寻址电极。在介电上层上设置通常由氧化镁组成的保护层。
下文将描述形成介电上层的方法。
首先制备含玻璃粉末的浆料，然后通过向上基板的表面上施加(apply)该浆料在上基板上形成成膜层，在该上基板上有透明电极和汇流电极。
然后，按预定程序对上基板上的成膜层进行热处理，从而得到介电层。
图1显示了现有技术里面在PDP中的介电层的制造过程中热处理的进程图。
参照图1，常规热处理包括第一温度区A，从中除去成膜层中的有机成分；以及第二温度区B，其中玻璃粉末在高温下发生固相反应从而可以烧结成膜层。
如上所述，用于形成介电上层的常规热处理工艺需要温度区A以除去成膜层中的有机成分，以及另一温度区B以实际进行烧结(actualsintering) 。
在形成介电上层的常规浆料组合物与工艺条件下，为得到孔隙率较低的介电层，该介电层结构致密且具有超过一定程度的透射率，在进行成膜层的烧结前必须确保存在用于除去成膜层中有机成分的温度区。
因此，这使得工艺复杂且费时，并且因此增加了生产成本。
发明概述本发明的一个目的是提供形成PDP中的介电层的方法，其中可以通过直接烧结成膜层来得到介电层，而且不需要用以除去成膜层中有机成分的任何单独温度区。
本发明的另一个目的是提供优化烧结条件，从而以更短的工艺时间得到具有可靠物理特性与光学特性的介电层。
在本发明的一个实施方案中，形成用于PDP中的介电层的方法包括(a)形成生片(green sheet)，其包括底膜和在该底膜的表面上设置的成膜层，其中通过向底膜的所述表面上施加浆料在底膜的表面上形成成膜层，所述浆料含有基于PbO的玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂；(b)将生片的成膜层转移到基板的表面上，其中在基板的表面上设置电极；以及(c)烧结成膜层，其中在570℃与600℃之间的烧结温度下烧结该成膜层，并且其中以4℃/min至10℃/min的升温速率(heating rate)将成膜层加热至烧结温度。
在本发明的另一实施方案中，形成用于PDP中的介电层的方法包括(a)通过向其上设置有电极的基板表面上施加浆料形成成膜层，所述浆料含有基于PbO的玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂；以及(b)烧结成膜层，其中在570℃与600℃之间的烧结温度下烧结该成膜层，并且其中以4℃/min至10℃/min的升温速率将成膜层加热至烧结温度。
在本发明的另一实施方案中，形成用于PDP中的介电层的方法包括(a)通过使用浆料在其上设置有电极的基板表面上形成成膜层，其中所述浆料含有约50wt％至70wt％的基于PbO的玻璃粉末、约15wt％至25wt％的结合剂、约0.1wt％至2wt％的分散剂、约0.1wt％至5wt％的增塑剂、以及约10wt％至30wt％的溶剂；以及(b)烧结成膜层，其中在570℃与600℃之间的烧结温度下烧结该成膜层，并且其中以4℃/min至10℃/min的升温速率将成膜层加热至烧结温度。
根据本发明形成PDP中的介电层的方法，其优点在于直接进行烧结工艺，无需设定单独的时段以除去有机成分，从而简化了烧结工艺并进一步缩短了烧结工艺所需的时间。
根据本发明形成PDP中的介电层的方法，其另一优点在于以更短的工艺时间生产出介电层，其具有用于PDP中的介电层所需的性能。
结合下列描述、所附权利要求以及附图可以更好地理解本发明的特点与优点。
图1显示了现有技术里面在PDP中的介电层的制造过程中热处理的进程图。
图2是根据本发明优选实施方案的PDP的截面图。
图3显示了根据本发明的优选实施方案，在图2的介电层的制造过程中热处理的进程图。
发明详述从下面的详细描述中将显然得知本发明进一步的应用范围。但是，应当理解用于说明本发明优选实施方案的详细描述和具体实施例仅仅是示例性的。根据该详细描述，本领域所属技术人员显然可在本发明的精神和范围内进行各种修改和变化。
下文将结合附图详细描述根据本发明的优选实施方案形成PDPs中介电层的方法。
图2是根据本发明优选实施方案的PDP的截面图。
图2显示PDP的结构被分为上板200和下板300。在上板200中，在玻璃基板210(在下文中称作“上基板”)的较低端上形成透明电极220、汇流电极250、第一黑色矩阵(black matrix)230与第二黑色矩阵240、介电上层260以及保护层270。
透明电极220由透明导电材料如氧化锡铟(ITO)或氧化锌铟(IZO)制成，以透过由放电单元产生的光。
在透明电极220上存在汇流电极250以降低透明电极220的线性电阻。汇流电极250可由高导电性的银(Ag)浆料制成。因为汇流电极250通常是由高导电性材料制成的，所以它们可以降低具有较低导电性的透明电极220的驱动电压。
第一黑色矩阵230作为非常薄的层存在于透明电极220与汇流电极250之间，从而允许电流在透明电极220与汇流电极250之间经过并且增强PDP上的对比度。
第二黑色矩阵240位于放电单元之间，以吸收外部光以及相邻放电单元之间的内部透射光，从而增强对比度。第二黑色矩阵240还起到划分或分隔放电单元的作用。
与由金属材料制成的汇流电极250直接接触的介电上层260可以由基于PbO的玻璃制成，以避免与汇流电极250发生化学反应。介电上层260限制放电电流以保持辉光(GLOW)放电，并且在介电上层260上沉积等离子放电时产生的电荷。
保护层270防止等离子放电时溅射对介电上层260造成的破坏，并提高次级电子的放电效率。保护层可由氧化镁(MgO)制成。
在PDP的下板300中，在下基板310的上表面上设置玻璃基板310(在下文中称作“下基板”)、寻址电极320、介电下层330、阻挡肋340以及荧光层350。
寻址电极320大致位于每个放电单位的中心。寻址电极320的线宽为约70至80μm。
介电下层330位于下基板310与寻址电极320的整个表面的上方，并且介电下层330保护寻址电极320。
阻挡肋340位于介电下层330的上方且与寻址电极320相隔预定的距离，并且阻挡肋340沿垂直方向上长向成形。
阻挡肋340的存在是为了保持放电距离并防止相邻放电单元之间的电干扰和光干扰。
在阻挡肋340的两面以及介电下层330的上表面上形成荧光层350。荧光层350被等离子放电时所产生的紫外线激励而产生红(R)、绿(G)或蓝(B)的可见光。
在下文中将详细描述PDP的发光原理。
在透明电极220与汇流电极250之间的预定电压(在电压极限范围内)下，向寻址电极320施加足以产生等离子体的额外电压，在透明电极220与汇流电极250之间产生等离子体。在气体中存在一定量的自由电子，并且当向气体施加电场时对自由电子施加力(F＝q·E)。
如果被施力的电子获得的能量(第一电离能)足以使最外层轨道中的电子离去，它们将使气体离子化，并且在气体中产生的离子和电子通过电磁力向两个电极移动。特别地，当离子与保护层250碰撞时产生二次电子(secondary electrons)，并且该二次电子帮助产生等离子体。
因此，高电压造成初始放电，但是一旦开始放电，因为电子密度增加，所以使用较低的电压。
在PDP的单元中提供的气体通常是惰性气体，例如Ne、Xe、He等。特别地，当Xe处于准稳态时，产生波长在约147与173nm之间的紫外线并且施加(apply)到荧光层350上以发出红、绿或蓝的可见光。
根据放电单元的荧光涂层的种类确定由每个放电单元中发出的可见光的颜色，因此每个放电单元成为显示红色、绿色或蓝色的亚象素。
通过对从三个亚象素发出的光进行组合来控制每个放电单元的颜色。对于该示例性PDP的情况，在产生等离子体时进行控制。
如上所述产生的可见光经过上基板210被发射到单元外。
在下文中，通过形成介电上层260的实施例来描述在PDP中形成介电层的方法。
制备向上基板210上施加的浆料。
通过混合并分散玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂来制备该浆料。
优选地，该浆料含有约50wt％至70wt％的基于PbO的玻璃粉末、约15wt％至25wt％的结合剂、约0.1wt％至2wt％的分散剂、约0.1wt％至5wt％的增塑剂、以及约10wt％至30wt％的溶剂。
同时，该浆料还含有消泡剂和均化剂以改善浆料的性能。优选地，该浆料含有约1wt％或更少的消泡剂，以及约1wt％或更少的均化剂。
所述玻璃粉末可以是基于PbO的玻璃。
优选地，所述结合剂可以选自甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂以及其混合物组成的组中的至少一种。更优选地，该结合剂可以是具有低分解温度的甲基丙烯酸类树脂。
所述分散剂是用于增强玻璃粉末的分散力从而防止粉末沉淀的成分。该分散剂可以是基于聚胺酰胺的材料。
所述增塑剂是用于提高热塑性从而有助于在高温下成形的成分。该增塑剂可以是基于邻苯二甲酸酯的增塑剂、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯(dioctyl azolate)、基于酯的增塑剂或其混合物。
所述溶剂应当具有对无机粒子的良好的亲合力以及对结合剂的良好的溶解能力，以为浆料提供适当的粘度。另外，当干燥溶剂时其应当容易地蒸发。该溶剂可以为选自甲苯、丙二醇单甲醚、乙酸丁酯、环己酮(cyclo-hexanon)以及甲基乙基酮组成组中的至少一种。
所述消泡剂是消除混合物中的气泡的添加剂。该消泡剂可以是烃、乙基-己醇或其混合物。
均化剂是用于均匀施加浆料的添加剂。该均化剂可以是基于聚羟基羧酸酰胺的均化剂、含丙烯酸酯的均化剂或其混合物。
浆料制备完成后，通过使用该浆料在上基板210的表面上形成成膜层，其中在上基板210的表面上设置有透明电极和汇流电极250。成膜层通过烧结工艺成为介电上层260。
有多种方法通过使用浆料来形成成膜层。
在一个实施方案中，通过使用筛网(mesh)向上基板210上直接施加浆料，然后干燥来形成成膜层。
在另一实施方案中，通过使用浆料形成生片并将生片转移到上基板210上来形成成膜层。可以通过向支撑膜上施加浆料并干燥来形成生片。
优选地，通过将生片转移到上基板210上的方法来形成成膜层。
在上基板上形成成膜层后，对成膜层进行热处理以烧结成膜层，从而得到介电上层260。
图3显示了根据本发明的优选实施方案，在图2的介电层的制造过程中热处理的进程图。
参照图3，在基本相同的升温速率Ra下将成膜层加热至烧结温度Ts。优选地，升温速率Ra在约4℃/min与10℃/min之间。
随着成膜层的温度升高，在约100℃-200℃的温度区内，成膜层中的溶剂被蒸发，并且在约250℃-450℃的温度区内，有机成分如结合剂和增塑剂被分解并被从成膜层中除去。
然后，当成膜层的温度达到约570℃-600℃的烧结温度Ts时，将成膜层的温度保持在烧结温度Ts一定长的时间，即烧结时间ts。优选地，烧结时间ts为约15-30min。
当成膜层的温度达到烧结温度Ts时，大部分有机成分被分解并被从成膜层中除去。并且，成膜层中的无机粒子如玻璃粉末进行固相反应，从而在它们的晶界结合并凝固。具体地，在无机粒子间发生粘附(adhesion)，因此相应的区域逐渐增大。然后，沟槽(channel)形状的气隙逐渐收缩，并且密度与收缩度增加，因而显示了明显的晶粒生长。随着密度增大，空气通过的孔隙消失，并且粒子的结合变得更致密。
烧结时间ts过后，以一定速率冷却成膜层，从而可以得到介电上层260。
如上所述，在本发明中，没有必要为了在热处理过程中除去成膜层中所含的有机成分而在一定长的时间内保持成膜层的温度使之低于烧结温度Ts。
下表提供了介电上层260的性能的实验结果。
表1
在实施例1中，升温速率为7℃/min；烧结温度为580℃；并且烧结时间为20分钟。在实施例2中，升温速率为5℃/min；烧结温度为590℃；并且烧结时间为17分钟。
相比之下，在对比例中，将成膜层以5℃/min的升温速率加热并在400℃下烘焙10分钟，以除去成膜层中所含的有机成分，然后将成膜层再加热以在590℃下烧结17分钟。
如果在形成介电上层260的过程中产生了孔，由于孔周围的光散射，层的透射率下降。表1显示实施例1或2中的介电层的透射率均超过67％，证明了实施例1或2中的介电层具有与对比例中的介电层相当的光学性质。
耐受电压是用来检测产生气泡的程度，并且与介电层中所含的气泡的量成反比。表2显示实施例1或2中的介电层的耐受电压均超过3.5kV，证明了实施例1或2中的介电层具有与对比例中的介电层相当的耐受电压。
如上所述，证明了实施例1或2中的介电上层260的透射率与耐受电压足够地高，并且孔性能也与对比例中的一样好。
虽然没有采用上述本领域中所需的用以除去有机成分的单独温度区，本发明可以得到具有PDP所需良好性能的介电上层260。
所述本发明的优选实施例是为了说明性目的，本领域技术人员应当理解，在不偏离权利要求所述的本发明的范围和精神的前提下，可以进行各种修改、添加和置换。
权利要求
1.一种形成用于PDP中的介电层的方法，包括(a)形成生片，其包括底膜；以及在底膜的表面上设置的成膜层，其中通过向底膜的所述表面上施加浆料在底膜的表面上形成成膜层，所述浆料含有基于PbO的玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂；(b)将生片的成膜层转移到基板的表面上，其中在基板的表面上设置电极；以及(c)烧结成膜层，其中在570℃与600℃之间的烧结温度下烧结成膜层，并且其中以4℃/min至10℃/min的升温速率将成膜层加热至烧结温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述的成膜层烧结约15至30分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的浆料含有约50wt％至70wt％的基于PbO的玻璃粉末；约15wt％至25wt％的结合剂；约0.1wt％至2wt％的分散剂；约0.1wt％至5wt％的增塑剂；以及约10wt％至30wt％的溶剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的浆料还含有约1wt％或更少的消泡剂；以及约1wt％或更少的均化剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的消泡剂为烃、乙基-己醇或其混合物。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述的均化剂为基于聚羟基羧酸酰胺的均化剂、含丙烯酸酯的均化剂或其混合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的结合剂为甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂或其混合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述的分散剂为基于聚胺酰胺的材料。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述的增塑剂为基于邻苯二甲酸酯的增塑剂、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、酯基增塑剂或其混合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述的溶剂为选自甲苯、丙二醇单甲醚、乙酸丁酯、环己酮以及甲基乙基酮组成的组中的至少一种。
11.一种形成用于PDP的介电层的方法，包括(a)通过向其上设置有电极的基板表面上施加浆料形成成膜层，所述浆料含有基于PbO的玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂；以及(b)烧结成膜层，其中在570℃与600℃之间的烧结温度下烧结成膜层，并且其中以4℃/min至10℃/min的升温速率将成膜层加热至烧结温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述的成膜层烧结约15至30分钟。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述的浆料含有约50wt％至70wt％的基于PbO的玻璃粉末；约15wt％至25wt％的结合剂；约0.1wt％至2wt％的分散剂；约0.1wt％至5wt％的增塑剂；以及约10wt％至30wt％的溶剂。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述的浆料还含有约1wt％或更少的消泡剂；以及约1wt％或更少的均化剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述的消泡剂为烃、乙基-己醇或其混合物，并且其中所述的均化剂为基于聚羟基羧酸酰胺的均化剂、含丙烯酸酯的均化剂或其混合物。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述的结合剂为甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂或其混合物。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述的分散剂为基于聚胺酰胺的材料。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述的增塑剂为基于邻苯二甲酸酯的增塑剂、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、酯基增塑剂或其混合物。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述的溶剂为选自甲苯、丙二醇单甲醚、乙酸丁酯、环己酮以及甲基乙基酮组成的组中的至少一种。
20.一种形成用于PDP的介电层的方法，包括(a)通过使用浆料在其上设置有电极的基板表面上形成成膜层，其中所述浆料含有约50wt％至70wt％的基于PbO的玻璃粉末；约15wt％至25wt％的结合剂；约0.1wt％至2wt％的分散剂；约0.1wt％至5wt％的增塑剂；以及约10wt％至30wt％的溶剂；以及(b)烧结成膜层，其中以4℃/min至10℃/min的升温速率将成膜层加热至在570℃与600℃之间的烧结温度。
全文摘要
本发明提供了一种形成PDP中的介电层的方法。根据本发明，该方法包括(a)形成生片，其包括底膜和在该底膜的表面上设置的成膜层，其中通过向底膜的所述表面上施加浆料在底膜的表面上形成成膜层，所述浆料含有基于PbO的玻璃粉末、结合剂、分散剂、增塑剂以及溶剂；(b)将生片的成膜层转移到基板的表面上，其中在基板的表面上设置电极；以及(c)烧结成膜层。
文档编号H01J9/02GK1983494SQ200610089839
公开日2007年6月20日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年12月14日
发明者金荣勋, 李恩泰, 崔雄 申请人:Lg电子株式会社