CN100358077C - 一种等离子体显示器的单色荧光粉喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体显示器的单色荧光粉喷涂方法，适用于导电栅网板结构等离子体显示器和障壁型等离子体显示器的荧光粉的制作。该方法利用压力喷枪喷涂或静电喷枪喷涂的原理，通过喷枪平面xy方向的二维运动，将配制的荧光粉浆料喷涂在导电性栅网板的网孔内壁上或障壁的内壁表面，形成单色荧光粉层。本发明相对现有等离子体显示器中荧光粉层的制作方法而言，具有设备简单、制作效率高、色纯好、利于荧光粉发光性能的维持等优点。

Description

一种等离子体显示器的单色荧光粉喷涂方法

(一)技术领域

本发明属于等离子体显示器荧光粉层制作技术领域，尤其涉及到导电栅网板结构等离子体显示器和障壁型等离子体显示器中的荧光粉层的制作方法。

(二)发明背景

在现有的等离子体显示器中，前板的构成从玻璃基板起，分别为透明导电电极层、汇流电极层和介质层，后板的构成从玻璃基板起，分别为信号电极层，介质层和障壁层。由低熔点玻璃粉通过印刷或喷砂等技术手段在介质层表面形成高而窄的一系列沟槽，最后经过烧结成为障壁，这类等离子体显示器为障壁型等离子体显示器。障壁高度在100～200μm之间，表面宽度在20～100μm之间，荧光粉制备在障壁的内表面。该结构等离子体显示器的发光机理是，前板与后板之间的放电单元在外加电压高于着火电压时，着火放电，使氖氙混合气体产生的紫外光激发荧光粉发光。因此，除了荧光粉本身的发光性能外，荧光粉的制备方法与等离子体显示器的发光性能密切相关。目前荧光粉层的制备采用丝网印刷的方法，将荧光粉配制成可印刷的浆料，通过丝网印刷的方法在后基板的障壁内印刷荧光粉浆料，印刷完毕静置流延，在400℃以上的高温预烧，以去除浆料中的有机溶剂和粘接剂，荧光粉最终在障壁单元的内壁结膜形成荧光粉层。采用这种方式制作荧光粉层，主要存在以下二个问题：

一、均匀性较差。采用丝网印刷的方式，荧光粉浆料首先进入障壁内壁的顶部，通过调节荧光粉浆料的粘度，以荧光粉浆料自身的重量流淌到障壁内壁的底部静置流平，由于荧光粉浆料进入障壁的多少依赖丝网印刷机的状态，不可能完全均匀；同时障壁内壁表面状态影响浆料的流动，因此，在障壁内壁和底部形成的荧光粉层均匀性也就不可能一致，导致高温预烧后的荧光粉层厚度不一致，从而影响器件放电的均匀性，增加了驱动难度。

二、荧光粉发光性能出现劣化。采用荧光粉浆料丝网印刷，必须通过400℃以上的高温预烧，才能去除浆料中的有机溶剂和粘接剂，而这个高温过程产生的一些气氛及高温本身会使荧光粉中毒劣化或衰退，蓝色荧光粉尤其突出。

(三)发明内容

本发明的目的在于，一是针对障壁型等离子体显示器丝网印刷方法制备荧光粉层存在的问题，二是针对导电栅网板结构等离子体显示器的特点，即其障壁是由导电性材料构成的独立栅网板，提出单色荧光粉的喷涂制备方法。该方法利用压力喷枪喷涂或静电喷枪喷涂的原理，通过喷枪平面xy方向的二维运动，将配制的荧光粉浆料喷涂在导电性栅网板的网孔内壁上或障壁的内壁表面，形成单色荧光粉层。

本发明单色荧光粉层的制作方法，其主要步骤如下。

第一步，配料，将所欲制备的荧光粉按照一定比例与水或有机溶剂或混合溶剂，如丙酮、乙醇等混合，浓度范围在1-1000克/升之间，可添加适当粘接剂如各类纤维素或树脂调节粘度。

第二步，搅拌，配成的荧光粉浆料充分搅拌。

第三步，装料，将荧光粉浆料装入喷枪的料斗中。

第四步，喷枪装架，将喷枪及料斗安装在喷枪控制器的支架上，调整好喷枪的各种参数，使之进入工作状态。

第五步，被喷涂部件装架。

第六步，喷涂，在喷枪控制器的作用下，喷枪以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪在x、y平面以匀速做二维移动，同时喷枪将料斗的荧光粉浆料喷出。喷枪在x方向运动，在被喷涂部件上面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与喷枪落在被喷涂部件上的束斑大小有关，随之喷枪在y方向运动一步，在被喷涂部件上面再形成一条具有一定大小的荧光粉区域，随着喷枪在x、y平面二维运动的进行，直到荧光粉浆料将整个被喷涂部件单元孔涂覆满。

第七步，取下被喷涂部件并干燥，将喷涂完毕的被喷涂部件从喷涂部件支架上取下并干燥。

经过上述7个步骤，即完成了喷涂法制备单色荧光粉层的过程。本发明的主要优点：

一、色纯高。荧光粉浆料直接喷涂在被喷涂部件单元孔内壁上，与现有荧光粉的制作方法相比，对表面无需进行再处理，也不需要制作黑矩阵，因此色纯高，色度性能好，可以降低制作成本。

二、维持优良的发光性能。荧光粉浆料通过喷枪喷涂在被喷涂部件单元孔内壁上，形成荧光粉层，无需经过高温预烧，从而保持了荧光粉原有的发光性能，避免了荧光粉层制备过程中荧光粉层的劣化。

三、制作成本低，效率高。该种方式只需使用专用的喷涂装置，极短的时间制成单色荧光粉层，比现有的印刷方法中每一色荧光粉层必须经过高温工序的工效提高许多倍。

四、喷涂方法使等离子体显示器的成品率提高。障壁型等离子体显示器结构的荧光粉制作在障壁内壁，而障壁与后板是不可分割的。采用丝网印刷方法制备荧光粉层，一旦荧光粉层制备失败，影响整个后板。而采用喷涂方法制备荧光粉层，由于无需高温工序，即使制备失败，也可以回收重新喷涂。另外对于导电栅网板结构等离子体显示器，其中的导电栅网板是单独存在的，荧光粉层制作在导电栅网板内壁上，由于无需高温工序，即使制备失败，只需回收导电栅网板重新喷涂。因此，喷涂方法制备荧光粉层非常利于等离子体显示器成品率的提高。

(四)附图说明

图1是喷枪与料斗的示意图。

图2是喷枪控制器与支架的示意图。

图3是被喷涂部件及被喷涂部件支架的示意图。

图4是单色荧光粉层的制备步骤框图。

图5是静电喷枪构成示意图。

图6是静电喷枪控制器与支架组装示意图。

图7是导电栅网板及导电栅网板支架示意图。

图8是后基板及后基板支架示意图。

(五)具体实施方式

在上述发明技术方案的基础上进一步考虑具体结构，提出以下各种实施例，并通过具体的实施例，进一步说明有关设备结构。

本发明的第一种实施例，利用压力喷枪在x、y平面以匀速做二维运动，将荧光粉浆料喷涂在导电栅网板结构等离子体显示器中导电栅网板单元孔内壁上形成单色荧光层。其步骤如下：

第一步，配料，将所欲制备的荧光粉按照一定比例与丙酮混合，浓度为100克/升，添加醇酸树脂调节粘度；

第二步，搅拌，配成的荧光粉浆料3充分搅拌；

第三步，装料，将荧光粉浆料3装入喷枪1的料斗2中。喷枪的结构主要由喷嘴、枪身和手柄组成。喷枪通过分散结构将荧光粉浆料3形成雾化喷出，其过程是荧光粉浆料3置入料斗2中，在压缩空气4的作用下，在喷嘴前端形成负压，将流入钨针5与枪管壁之间的荧光粉浆料3吸出，在气压的作用下，以雾状喷出，钨针5可以前后调节，控制荧光粉浆料3出料的多少。

第四步，喷枪装架，将喷枪1及料斗2安装在喷枪控制器6的支架7上，调整好喷枪1的各种参数，使之进入工作状态，向喷枪1的喷嘴送经过油水分离的洁净的压缩空气，在喷嘴的前部形成负压，将荧光粉浆料3从料斗2中抽出，输运到喷枪1的喷嘴部，然后以雾化的状态将浆料喷出。提供给喷枪的压缩空气的压力在0.1～10MPa可调，浆料喷射速度在0.01～10毫升/秒可调。

第五步，导电栅网板装架，在荧光粉浆料喷涂的箱体中，将导电栅网板8安装到导电栅网板支架9上，面对喷枪1固定，导电栅网板8周边采用机械方式固定，网孔部分采用磁条固定，与喷枪保持一定距离，在0.05～1米之内可调，视喷速而定。

第六步，喷涂，在喷枪控制器6的作用下，喷枪1以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪1首先在x方向做水平运动，从左向右或从右往左匀速移动，同时喷枪1将料斗2的荧光粉浆料3喷出，在导电栅网板8上面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与喷枪1落在导电栅网板8上的束斑大小有关，当完成x方向一个周期的运动，在导电栅网板8形成一条具有一定宽度的荧光粉层带，喷枪1作y方向运动，从上向下或从下向上匀速移动一步，继续x方向的运动，上述过程不断重复，直到荧光粉浆料3将整个导电栅网板8单元孔涂覆满。在喷枪1运动的同时，导电栅网板8固定用的磁条随之做同步运动。

第七步，取下导电栅网板并干燥，将喷涂完毕的导电栅网板8从导电栅网板支架9上取下并干燥。

以上方法是采用单只喷枪作xy平面二维运动，喷涂形成单色荧光粉层。同样也可以采用单只静电喷枪作xy平面二维运动，利用静电喷涂的原理在导电栅网板上形成单色荧光粉层，该种方法构成本发明的第二种实施例。其步骤如下：

第一步，配料。将所欲制备的荧光粉按照一定比例与丙酮混合，浓度为100克/升，添加醇酸树脂调节粘度。

第二步，搅拌。配成的荧光粉浆料3充分搅拌。

第三步，装料。将荧光粉浆料装入静电喷枪1a的料斗2中。喷枪的结构主要由喷嘴、枪身和手柄组成。喷枪通过分散结构将荧光粉浆料形成雾化喷出，其过程是荧光粉浆料3置入料斗2中，在压缩空气4的作用下，在喷嘴前端形成负压，将流入钨针5与枪管壁之间的荧光粉浆料3吸出，在气压的作用下，以雾状喷出，钨针5可以前后位置调节，控制荧光粉浆料3出料的多少。喷枪的引出电极10接到高压直流电源11的负极接地，高压直流电源11的正极引出端12接到导电栅网板8上。高压直流电源11的电压在1kV-50kV可调。这样，在静电喷枪1a与导电栅网板8之间形成电场强度可调的静电场，使雾状喷出的荧光粉颗粒带电，在静电场的作用下，从静电喷枪1a的喷嘴处，移动到导电栅网板8上，从而被吸附到孔内，形成荧光粉的附着。

第四步，静电喷枪装架。将静电喷枪1a及料斗2安装在喷枪控制器13的支架14上，调整好静电喷枪1a的各种参数，使之进入工作状态。向静电喷枪1a的喷嘴送经过油水分离的洁净的压缩空气，在喷嘴的前部形成负压，将荧光粉浆料3从料斗2中抽出，输运到静电喷枪1的喷嘴部，然后以雾化的状态将浆料喷出，在静电场的作用下，雾状喷出的荧光粉颗粒带电，荧光粉颗粒从静电喷枪1a的喷嘴处，移动到导电栅网板8上。提供给静电喷枪的压缩空气的压力在0.1～10MPa可调，高压直流电源11的电压在1kV-50kV可调，浆料喷射速度在0.01～10毫升/秒可调。

第五步，导电栅网板8装架。在荧光粉浆料喷涂的箱体15中，将导电栅网板8安装到导电栅网板支架16上，导电栅网板8面对静电喷枪1a，用磁性压条将导电栅网板8四周固定在导电栅网板支架16上，相应静电喷枪1a工作时产生的荧光粉区域，放置相应大小的可移动的磁条17，磁条17移动的方向和速度与喷枪1同步。导电栅网板8与喷枪保持一定距离，在0.05～1米之内可调，视静电场强度、喷速和形成的荧光粉区域大小而定。

第六步，喷涂。在喷枪控制器13的作用下，静电喷枪1a以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪1首先在x方向做水平运动，从左向右或从右往左匀速移动，同时静电喷枪1a将料斗2的荧光粉浆料3喷出，在静电场作用下，在导电栅网板8上面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与静电喷枪1a落在导电栅网板8上的束斑大小有关，当完成x方向一个周期的运动，在导电栅网板8形成一条具有一定宽度的荧光粉层带，静电喷枪1a作y方向运动，从上向下或从下向上匀速移动一步，继续x方向的运动，上述过程不断重复，直到荧光粉浆料3将整个导电栅网板8单元孔涂覆满。在静电喷枪1a运动的同时，导电栅网板8固定用的磁条17随之做同步运动。

第七步，取导电栅网板9。将喷涂完毕的导电栅网板9从导电栅网板支架13上取下并干燥。

经过上述7个步骤，即完成了静电喷涂法制备单色荧光粉层的过程。

本发明的第三种实施例，即在第一种实施例中，将被喷涂部件更换为障壁型结构等离子体显示器中后基板，也就是，利用压力喷枪在x、y平面做二维运动，将荧光粉浆料喷涂在障壁型结构等离子体显示器中后基板的障壁单元内壁上，形成单色荧光层。其步骤如下：

第一步，配料，将所欲制备的荧光粉按照一定比例与丙酮混合，浓度为100克/升，添加醇酸树脂调节粘度。

第二步，搅拌，配成的荧光粉浆料3充分搅拌。

第三步，装料，将荧光粉浆料装入喷枪1的料斗2中。喷枪的结构主要由喷嘴、枪身和手柄组成。喷枪通过分散结构将荧光粉浆料形成雾化喷出，其过程是荧光粉浆料3置入料斗2中，在压缩空气4的作用下，在喷嘴前端形成负压，将流入钨针5与枪管壁之间的荧光粉浆料3吸出，在气压的作用下，以雾状喷出，钨针5可以前后调节，控制荧光粉浆料3出料的多少。

第四步，喷枪装架，将喷枪1及料斗2安装在喷枪控制器6的支架7上，调整好喷枪1的各种参数，使之进入工作状态，向喷枪1的喷嘴送经过油水分离的洁净的压缩空气，在喷嘴的前部形成负压，将荧光粉浆料3从料斗2中抽出，输运到喷枪1的喷嘴部，然后以雾化的状态将浆料喷出。提供给喷枪的压缩空气的压力在0.1～10MPa可调，浆料喷射速度在0.01～10毫升/秒可调。

第五步，后基板18装架。在荧光粉浆料喷涂的箱体19中，将后基板18安装到后基板支架20上，后基板18面对喷枪1，用机械方式将后基板18固定在后基板支架20上。后基板18与喷枪保持一定距离，在0.05～1米之内可调，视喷速和形成的荧光粉区域大小而定。

第六步，喷涂，在喷枪控制器6的作用下，喷枪1以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪1首先在x方向做水平运动，从左向右或从右往左匀速移动，同时喷枪1将料斗2的荧光粉浆料3喷出，在后基板18障壁单元内壁表面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与喷枪1落在后基板18障壁单元内壁表面上的束斑大小有关，当完成x方向一个周期的运动，在障壁单元内壁表面形成一条具有一定宽度的荧光粉层带，喷枪1作y方向运动，从上向下或从下向上匀速移动一步，继续x方向的运动，上述过程不断重复，直到荧光粉浆料3将整个后基板18障壁单元内壁表面涂覆满。

第七步，取后基板18并干燥。

将喷涂完毕的后基板18从后基板支架20上取下并干燥。

Claims (3)

1、一种等离子体显示器的单色荧光粉的喷涂方法，利用压力喷枪或静电喷枪，其特征在于按以下步骤：

步骤一，配料，将所欲制备的荧光粉按照一定比例与水或有机溶剂或混合溶剂混合，浓度范围在1-1000克/升之间；

步骤二，搅拌，将步骤一所配成的荧光粉浆料(3)充分搅拌；

步骤三，装料，将荧光粉浆料装入喷枪(1)的料斗(2)中；

步骤四，喷枪装架，将喷枪(1)及料斗(2)安装在喷枪控制器(6)的支架(7)上，调整好喷枪(1)的各种参数，使之进入工作状态；

步骤五，被喷涂部件装架；

步骤六，喷涂，在喷枪控制器(6)的作用下，喷枪(1)以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪(1)在x、y平面以匀速做二维运动，同时喷枪(1)将料斗(2)的荧光粉浆料(3)喷出；

步骤七，取下被喷涂部件并干燥。

2、如权利要求1所述的等离子体显示器的单色荧光粉的喷涂方法，其特征在于：

在步骤一配料中，将荧光粉按照一定比例与丙酮混合，浓度为100克/升，添加醇酸树脂调节粘度；

在步骤三装料中，喷枪的结构主要由喷嘴、枪身和手柄组成，喷枪通过分散结构将荧光粉浆料形成雾化喷出，其过程是荧光粉浆料(3)置入料斗(2)中，在压缩空气(4)的作用下，在喷嘴前端形成负压，将流入钨针(5)与枪管壁之间的荧光粉浆料(3)吸出，在气压的作用下，以雾状喷出，钨针(5)可以前后调节，控制荧光粉浆料(3)出料的多少；

在步骤四喷枪装架中，将喷枪(1)及料斗(2)安装在喷枪控制器(6)的支架(7)上，调整好喷枪(1)的各种参数，使之进入工作状态，向喷枪(1)的喷嘴送经过油水分离的洁净的压缩空气，在喷嘴的前部形成负压，将荧光粉浆料从料斗(2)中抽出，输运到喷枪(1)的喷嘴部，然后以雾化的状态将浆料喷出，提供给喷枪的压缩空气的压力在0.1～10MPa可调，浆料喷射速度在0.01～10毫升/秒可调；

在步骤五被喷涂部件装架中，被喷涂部件就是导电栅网板(8)，在荧光粉浆料喷涂的箱体中，将导电栅网板(8)安装到导电栅网板支架(9)上，面对喷枪(1)固定，导电栅网板(8)周边采用机械方式固定，网孔部分采用磁条固定，与喷枪保持一定距离，在0.05～1米之内可调，视喷速而定；

在步骤六喷涂中，在喷枪控制器(6)的作用下，喷枪1以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪(1)首先在x方向做水平运动，从左向右或从右往左匀速移动，同时喷枪(1)将料斗(2)的荧光粉浆料(3)喷出，在导电栅网板(8)上面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与喷枪1落在导电栅网板(8)上的束斑大小有关，当完成x方向一个周期的运动，在导电栅网板(8)上形成一条具有一定宽度的荧光粉层带，喷枪(1)作y方向运动，从上向下或从下向上匀速移动一步，继续x方向的运动，上述过程不断重复，直到荧光粉浆料将整个导电栅网板(8)单元孔涂覆满，在喷枪(1)运动的同时，导电栅网板(8)固定用的磁条随之做同步运动；

在步骤七取下导电栅网板(8)并干燥中，将喷涂完毕的导电栅网板(8)从导电栅网板支架(9)上取下并干燥。

3、如权利要求1所述的等离子体显示器的单色荧光粉的喷涂方法，其特征在于按以下步骤：

在步骤一配料中，将荧光粉按照一定比例与丙酮混合，浓度为100克/升，添加醇酸树脂调节粘度；

在步骤三装料中，喷枪的结构主要由喷嘴、枪身和手柄组成，喷枪通过分散结构将荧光粉浆料形成雾化喷出，其过程是荧光粉浆料(3)置入料斗(2)中，在压缩空气(4)的作用下，在喷嘴前端形成负压，将流入钨针(5)与枪管壁之间的荧光粉浆料(3)吸出，在气压的作用下，以雾状喷出，钨针(5)可以前后调节，控制荧光粉浆料(3)出料的多少；

在步骤四喷枪装架中，将喷枪(1)及料斗(2)安装在喷枪控制器(6)的支架(7)上，调整好喷枪(1)的各种参数，使之进入工作状态，向喷枪(1)的喷嘴送经过油水分离的洁净的压缩空气，在喷嘴的前部形成负压，将荧光粉浆料从料斗(2)中抽出，输运到喷枪(1)的喷嘴部，然后以雾化的状态将浆料喷出，提供给喷枪的压缩空气的压力在0.1～10MPa可调，浆料喷射速度在0.01～10毫升/秒可调；

在步骤五被喷涂部件装架中，被喷涂部件就是后基板(18)，在荧光粉浆料(3)喷涂的箱体(19)中，将后基板(18)安装到后基板支架(20)上，后基板(18)面对喷枪(1)，用机械方式将后基板(18)固定在后基板支架(20)上，后基板(18)与喷枪保持一定距离，在0.05～1米之内可调，视喷速和形成的荧光粉区域大小而定；

在步骤六喷涂中，在喷枪控制器(6)的作用下，喷枪1以0.001～1米/秒可调速度行进，喷枪(1)首先在x方向做水平运动，从左向右或从右往左匀速移动，同时喷枪(1)将料斗(2)的荧光粉浆料(3)喷出，在后基板(18)障壁单元内壁表面形成一条具有一定大小的荧光粉区域，其大小与喷枪(1)落在后基板(18)障壁单元内壁表面上的束斑大小有关，当完成x方向一个周期的运动，在障壁单元内壁表面形成一条具有一定宽度的荧光粉层带，喷枪(1)作y方向运动，从上向下或从下向上匀速移动一步，继续x方向的运动，上述过程不断重复，直到荧光粉浆料将整个后基板(18)障壁单元内壁表面涂覆满；

在步骤七取下后基板(18)并干燥中，将喷涂完毕的后基板(18)从后基板支架(20)上取下并干燥。

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