專利名稱：無鉛玻璃組合物及其制備方法、以及應(yīng)用其的等離子顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鉛玻璃組合物及其制備方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于
覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻璃組合物及其制備方法。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用該無 鉛玻璃組合物的等離子顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，等離子顯示器(PDP)作為平板顯示器的一種引起了關(guān)注。它是利用氣體 放電現(xiàn)象產(chǎn)生視覺顯示的平板顯示器。PDP顯示屏由前板和背板及其上的許多微細結(jié)構(gòu) 組成，為了實現(xiàn)精細的圖像顯示功能，在其背板形成了多組電極，這些電極被加工成細線 狀。為了實現(xiàn)各個像素的獨立控制，在背板電極上形成一層絕緣層來保證各組電極間的絕 緣性。這層絕緣層還起著保護電極和存儲電荷以降低放電電壓的作用，另外，由于是在背板 上，需要把熒光粉產(chǎn)生的可見光盡可能地反射以保證顯示器的亮度和色彩。因此，這層絕緣 層必須要有高的可見光反射率、好的絕緣性和高的耐久性，同時，介質(zhì)層還要求具備以下特 征，例如，軟化點在450 650°C 、以及在50 35(TC范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)為60 X 10—7 90X10—7/。C。 前些年，大量采用高鉛含量的玻璃作為背板介質(zhì)，然而由于鉛的高污染性，近年來 人們大都傾向于用鉍來代替鉛以制作背板介質(zhì)，而無鉛玻璃大受青睞。但是目前使用的背 板介質(zhì)反射率較低，用這種背板介質(zhì)制作的等離子顯示屏亮度偏低，色彩鮮艷性偏差，因此 希望能夠開發(fā)出具有高反射率，軟化點和熱膨脹系數(shù)都符合要求的玻璃組合物，用這種玻 璃組合物制備的背板介質(zhì)漿料覆蓋電極，能夠提高等離子顯示屏的亮度和色彩的鮮艷性。
另外，由于在等離子顯示屏的結(jié)構(gòu)中，覆蓋背板電極的絕緣層作為障壁和電極的 中間體存在，因此，在障壁的制作過程中，需要保證這層絕緣層的穩(wěn)定性。目前，障壁的制作 工藝有多種，本發(fā)明側(cè)重于可用于刻蝕性障壁基底的背板介質(zhì)漿料中的玻璃組合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種能形成具有高反射率及良好的表面平整度，具有 適當?shù)臒徂D(zhuǎn)化溫度及與基板玻璃相匹配的熱膨脹系數(shù)，并且能夠在一定濃度的酸刻蝕下保 持一定性能的用于覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻璃組合物。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種用于制備上述無鉛玻璃組合物的方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種應(yīng)用上述無鉛玻璃組合物的等離子顯示裝置。
本發(fā)明的一方面提供一種用于覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻璃組合物，該 無鉛玻璃組合物包含70 95wt %的無鉛玻璃粉末和5 30wt %的著色劑。其中，無鉛玻璃 粉末包括50 80wt^的Bi203、5 20wt^的Si02、l 10wt%的Al203、3 10wt^的ZnO、 以及10 30wt^的B203。該無鉛玻璃組合物中的著色劑為Ti02。 在本發(fā)明的無鉛玻璃組合物中，無鉛玻璃粉末可進一步包含選自化20、1(20丄120所組成的組中的一種或多種堿金屬氧化物，并且該堿金屬氧化物的含量為0 5wt% 。本發(fā)明 的無鉛玻璃組合物中的無鉛玻璃粉末還可進一步包含Ca0和SrO中的一種或兩種，其含量 為0 5wt%。 在本發(fā)明的無鉛玻璃組合物中，無鉛玻璃粉末的軟化點為450 650°C，并且在 50 35(TC范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)為60X 10—7 90X 10—7°C。 用本發(fā)明的無鉛玻璃組合物制備成漿料印刷在玻璃片上燒結(jié)后所得的樣品，在 lwt^的硝酸溶液中浸泡1小時后，其重量損失不大于20%。 用本發(fā)明的無鉛玻璃組合物制備成漿料印刷在玻璃片上燒結(jié)后所得的樣品的反 射率為65%以上。 本發(fā)明的又一方面提供一種用于制備上述覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻
璃組合物的方法，其包括按照預(yù)定比例，均勻混合無鉛玻璃原料，在固相燒結(jié)爐中1100
130(TC保溫0. 5 2小時，獲得均勻的玻璃液，將玻璃液倒入玻璃軋片機中以獲得玻璃碎
片，將玻璃碎片粗粉后用球磨機球磨15小時以上，獲得粒度為3 5ym的玻璃粉末；隨后
將玻璃粉末與著色劑按照預(yù)定比例混合均勻，以制備無鉛玻璃組合物。 本發(fā)明的另一方面提供一種等離子顯示裝置，該等離子顯示裝置的背板電極上覆
蓋有上述無鉛玻璃組合物。 由于本發(fā)明的無鉛玻璃組合物與有機載體混合形成的介質(zhì)漿料燒結(jié)過后反射率 可達65%以上，其用于覆蓋等離子顯示屏的背板電極，可極大地反射各個顯示單元產(chǎn)生的 可見光，有助于提高等離子顯示屏的亮度并減小能耗；同時致密的介質(zhì)膜層也有助于保護 電極，增加顯示屏壽命。由本發(fā)明的無鉛玻璃組合物所形成的介質(zhì)漿料的另一個特點是耐 酸性能較佳，能夠用于刻蝕性障壁的基底。
具體實施例方式
無鉛玻璃粉末 本發(fā)明中的無機玻璃粉末為Bi-B-Si體系的無鉛玻璃粉末。其中，Bi203、B203、Si(^ 作為玻璃形成劑，在體系中占有絕大部分的比例，另外添加一定量的Al203和ZnO。各組分的 配比為50 80wt^的Bi203 ;5 20wt^的Si02 ;1 10wt^的A1203 ;3 10wt^的ZnO ; 10 30wt^的B203。 Bi203作為玻璃形成劑，用于代替PbO來形成穩(wěn)定的玻璃網(wǎng)絡(luò)，對耐酸性能影響不 大。Bi^3的含量過低會提高玻璃的Tg點(玻璃化溫度)，過高則會造成TEC(熱膨脹系數(shù)) 過高，Bi203的含量優(yōu)選為50 80wt%。 B203作為玻璃形成劑，用來形成玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能降低TEC，改善玻璃的光澤，但可 能會略微降低耐酸性能，因此，B203含量不宜過高，過高會造成Tg點偏高和耐酸性能的下 降，其含量優(yōu)選為10 30wt%。 Si02作為玻璃形成劑，有助于提高玻璃的穩(wěn)定性和機械強度，降低TEC，并有助于 提高玻璃的耐酸性。因此Si02含量過低會造成玻璃的TEC偏高。但Si02含量也不宜過高， 因為Si02含量過高會造成Tg點過高和TEC過低，且會增加玻璃的高溫粘度，不利于氣泡的 排出。Si02含量優(yōu)選5 20wt%。 A1^3作為玻璃改性劑，能降低玻璃的析晶傾向，提高玻璃穩(wěn)定性，并且能提高玻璃
4的Tg并降低TEC，其含量優(yōu)選1 10wt%。 Zn0作為玻璃改性劑，能降低玻璃的Tg點和TEC，可以用來調(diào)整玻璃Tg點和TEC的平衡，但會降低玻璃的耐酸性，并提高玻璃的析晶傾向，因此，ZnO含量不宜過高，優(yōu)選3 10wt%。 除了上述成分以外，還可以向玻璃組合物中添加一些堿金屬氧化物，如Na20、 K20、1^20等中的一種或幾種，它們有強烈的助熔作用，并能降低玻璃液的粘度，但可能會降低玻璃的穩(wěn)定性，因此堿金屬氧化物的含量優(yōu)選0 5wt% 。 另外，還可以向玻璃組合物中適當?shù)靥砑覥aO和/或SrO，它們可以增加玻璃的穩(wěn)定性，其含量優(yōu)選O 5wt%。
著色劑 為了能提高背板介質(zhì)的反射率，使熒光粉發(fā)出的可見光盡量多地反射回前板，需要在玻璃粉中添加著色劑，著色劑并不是添加在玻璃原料中，而是在原料經(jīng)過熔制并超微粉碎成粉末之后，將玻璃粉與著色劑均勻混合，以此來達到著色從而提高體系反射率的目的。著色劑含量過低，則不能很好地起到顏色遮蓋效果，過高則會造成介質(zhì)層內(nèi)部疏松，而且附著力偏低，不能很好地起到支撐障壁和耐濺射的作用，本發(fā)明中著色劑優(yōu)選1102，其與玻璃粉末的比例為70 95wt^的無鉛玻璃粉添加5 30wt^的著色劑。
實施例 可通過參考下面的實施例更好地理解本發(fā)明，這些實施例僅用于說明的目的，而不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求所限定。
實施例1 將無機玻璃原料8120356%、 B20315%、 Si0215%、 Al2035%、 ZnO 7%、NaO 2%放入混合罐中，均勻混合后倒入八1203坩堝，在固相燒結(jié)爐中1100°C 130(TC保溫1小時，得到均勻的玻璃液，玻璃液經(jīng)過玻璃軋片機得到玻璃碎片，將這些玻璃碎片粗粉后用球磨機球磨24小時，獲得超微細顆粒的無鉛玻璃粉末，其粒度在3 5ym。 將上述無鉛玻璃粉末與著色劑Ti02按照93 : 7的比例混合均勻，再添加有機載體，混合均勻。其中有機載體是EC (乙基纖維素)、BCA ( 丁基卡必醇乙酸酯)、TE (松油醇)、Texanol酯醇(2， 2， 4_三甲基_1， 3戊二醇單異丁酸酯)的混合物，有機載體占無鉛漿料總重量的21wt^。然后通過三輥輥軋機輥軋，使無機粉體均勻分散在有機載體中。輥軋后，用刮板細度計測量細度為5iim以下，使用美國Brookfield公司生產(chǎn)的型號為HBDV-II+Pro的粘度計測量粘度為17Pa s，由此獲得需要的背板介質(zhì)漿料。 用325目的絲網(wǎng)將上述漿料印刷在15cmX25cm的玻璃上，制備成樣品，將樣品經(jīng)過15(TC保溫15分鐘，然后在馬弗爐中35(TC保溫20分鐘以徹底除去漿料中的有機成分，最后在56(TC燒結(jié)20分鐘后降溫，獲得最終產(chǎn)品。
實施例2 將無機玻璃原料8120366%， B20312%， Si0210%， Al2033%， ZnO 5%， CaO 2%， NaO2%放入混合罐中，均勻混合后倒入八1203坩堝，在固相燒結(jié)爐中1100°C 130(TC保溫1小時，得到均勻的玻璃液，玻璃液經(jīng)過玻璃軋片機得到玻璃碎片，將這些玻璃碎片粗粉后用球磨機球磨24小時，獲得超微細顆粒的無鉛玻璃粉末，其粒度在3 5 ii m。
將上述無鉛玻璃粉末與著色劑Ti02按照93 : 7的比例混合均勻，再添加有機載
5體，混合均勻。其中有機載體是EC (乙基纖維素)、BCA ( 丁基卡必醇乙酸酯)、TE (松油醇)、Texanol酯醇(2， 2， 4_三甲基_1， 3戊二醇單異丁酸酯)的混合物，有機載體占無鉛漿料總重量的21wt^。然后通過三輥輥軋機輥軋，使無機粉體均勻分散在有機載體中。輥軋后，用刮板細度計測試細度為5 ii m以下，使用美國Brookfield公司生產(chǎn)的HBDV-II+Pro粘度計測量粘度為21Pa s，由此獲得需要的背板介質(zhì)漿料。 用325目的絲網(wǎng)將上述漿料印刷在15cmX25cm的玻璃上，制備成樣品，將樣品經(jīng)過15(TC保溫15分鐘，然后在馬弗爐中35(TC保溫20分鐘以徹底除去漿料中的有機成分，最后在56(TC燒結(jié)20分鐘后降溫，獲得最終產(chǎn)品。
按照以下方法進行測試 (1)玻璃化溫度(Tg)、軟化點(Ts)測試用德國Netzsch熱分析儀(型號STA409C)，對獲得的粒度為3 5ym的無鉛玻璃粉末進行玻璃化溫度(Tg)和軟化點(Ts)的領(lǐng)lj試。 (2)熱膨脹系數(shù)(TEC)測試將獲得的玻璃液倒入預(yù)先準備好的柱狀模子中，得到玻璃柱(①6mmX60mm)，用德國Netzsch熱膨脹儀(型號DIL-402PC)進行熱膨脹系數(shù)的測定，測試溫度范圍50-550°C ，升溫速率5°C /秒。 (3)耐酸性將獲得的背板介質(zhì)漿料印刷在15X 150mm的玻璃片上，流平后在15(TC條件下干燥15分鐘，然后在馬弗爐中35(TC保溫20分鐘，最后在56(TC燒結(jié)20分鐘后降溫，冷卻后取出玻璃片。獲得樣片的介質(zhì)覆蓋厚度為20 ii m。用200ml的燒杯盛100glwt%的硝酸，將樣片稱重，然后垂直放入燒杯中靜置，1小時后再次稱重，計算重量損失率。
(4)反射率將獲得的最終產(chǎn)品用玻璃刀裁為3mmX5mm大小的樣品，用島津UV-2100S紫外可見分光光度計測試樣品的反射率(波長550nm)。
測試結(jié)果
實施例1 關(guān)于實施例1的測試結(jié)果如下Tg = 477°C， Ts = 530°C， TEC = 84X 10—7。C，酸蝕后重量損失11. 6%，反射率為65%。
實施例2 關(guān)于實施例2的測試結(jié)果如下Tg = 470°C， Ts = 533°C， TEC = 79X 10—7"，酸蝕后重量損失14. 3%，反射率為67%。 通過實施例1與實施例2的測試結(jié)果可知，本發(fā)明的無鉛玻璃組合物軟化點能夠達到450°C 65(TC、并且在50 35(TC范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)可達60X 10—7 90X 10—7°C。由本發(fā)明的無鉛玻璃組合物制備成漿料燒結(jié)后得到的樣品反射率可達65%以上，因此在等離子顯示屏中能夠?qū)晒夥郛a(chǎn)生的可見光更多地反射以提高顯示器的亮度和色彩鮮艷性。并且，該樣品在lwt^硝酸溶液中浸泡1小時后，重量損失不大于20%，具有較好的耐酸刻蝕性，可用于制備用于刻蝕性障壁基底的漿料。 應(yīng)當理解，以上具體實施例只是為了更好地理解本發(fā)明而對本發(fā)明進行的示例性描述，并非是對本發(fā)明保護范圍的具體限定。顯然對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可對本發(fā)明進行多種變化和修改。
權(quán)利要求
一種用于覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述無鉛玻璃組合物包含70～95wt％的無鉛玻璃粉末和5～30wt％的著色劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述無鉛玻璃粉末包括50 80wt %的Bi203、 5 20wt %的Si02、 1 10wt %的A1203、 3 10wt %的ZnO、以及10 30wt % 的B203。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述無鉛玻璃粉末進一步包 含選自化20、1(20丄120所組成的組中的一種或多種堿金屬氧化物，并且所述堿金屬氧化物的 含量為0 5wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述無鉛玻璃粉末進一步包 含CaO和SrO中的一種或兩種，其含量為0 5wt % 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述著色劑為Ti02。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，所述無鉛玻璃粉末的軟化點 為450 65(TC，并且在50 35(TC范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)為60X10—7 90X10—7°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，用所述無鉛玻璃組合物制備 成漿料印刷在玻璃片上燒結(jié)后所得的樣品，在lwt^的硝酸溶液中浸泡1小時后，其重量損 失不大于20%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛玻璃組合物，其特征在于，用所述無鉛玻璃組合物制備 成漿料印刷在玻璃片上燒結(jié)后所得的樣品反射率為65%以上。
9. 一種用于制備覆蓋等離子顯示屏背板電極的權(quán)利要求1 8中任一項所述的無鉛玻 璃組合物的方法，其特征在于，所述方法包括按照預(yù)定比例，均勻混合無鉛玻璃原料，在固相燒結(jié)爐中1100 130(TC保溫0. 5 2 小時，獲得均勻的玻璃液，將所述玻璃液倒入玻璃軋片機中以獲得玻璃碎片，將所述玻璃碎 片粗粉后用球磨機球磨15小時以上，獲得粒度為3 5ym的玻璃粉末；將所述玻璃粉末與著色劑按照預(yù)定比例混合均勻，以制備所述無鉛玻璃組合物。
10. —種等離子顯示裝置，其特征在于，所述等離子顯示裝置的背板電極上覆蓋有權(quán)利 要求1 8中任一項所述的無鉛玻璃組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于覆蓋等離子顯示屏背板電極的無鉛玻璃組合物及其制備方法、以及應(yīng)用其的等離子顯示裝置。該無鉛玻璃組合物包含70～95wt％的無鉛玻璃粉和5～30wt％的著色劑。其中無鉛玻璃粉包括50～80wt％的Bi2O3、5～20wt％的SiO2、1～10wt％的Al2O3、3～10wt％的ZnO、以及10～30wt％的B2O3。著色劑為TiO2。組合物中玻璃粉末的軟化點為450～650℃，在50～350℃內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為60×10-7～90×10-7/℃。用無鉛玻璃組合物制備的漿料印刷燒結(jié)后所得的樣品反射率為65％以上，因而在等離子顯示屏中能夠更多地反射可見光以提高顯示器的亮度和色彩鮮艷性。并且，本發(fā)明的無鉛玻璃組合物制備成漿料印刷在玻璃片上燒結(jié)后所得的樣品在1wt％硝酸溶液中浸泡1小時后重量損失不大于20％。
文檔編號C03C12/00GK101717196SQ20091007650
公開日2010年6月2日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者商紅凱, 李海燕, 薛道齊 申請人:四川虹歐顯示器件有限公司