CN101140813A - 电极涂料混合物、等离子显示面板的前板结构及制造方法 - Google Patents

电极涂料混合物、等离子显示面板的前板结构及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电极涂料混合物、等离子显示板的前板、以及使用其所制造的制造方法。等离子显示板的前板包括前基片、设置在前基片的预定位置上的总线电极，以及在每个放电单元中设置的黑底。用于总线电极的涂料混合物包括：大约5至20重量份的粘合剂；大约2至15重量份的光致聚合单体；大约1至8重量份的光致聚合引发剂；大约5至20重量份的溶剂；大约1至10重量份的玻璃粉末；大约50至80重量份的金属粉末；以及大约0.1至5重量份的氧化硼(B2O3)。在根据本发明的涂料混合物和使用其的等离子显示板的前板中，可以使用其中在银中混合氧化硼的用于电极的涂料混合物，而在基片上直接形成总线电极。

Description

电极涂料混合物、等离子显示面板的前板结构及制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年9月7日提交的韩国专利申请号10-2005-0086227的优先权，将其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本申请涉及电极涂料混合物、等离子显示板的前板、以及使用其所制造的制造方法。具体的说，本发明涉及能够在基片上直接形成总线电极的等离子显示面板的前板，及其制造方法。
背景技术
等离子显示面板(PDP)是能够通过使用等离子放电的发光现象显示图像的平板显示器。根据平板结构和驱动方法，PDP通常分为DC型和AC型。
PDP在通过阻挡条分开的每个单元内产生等离子放电。因此，PDP是使用当由在每个单元中提供的气体(例如He、Xe等)的等离子放电而产生的紫外线通过激发单元中的磷而返回基态时，由能量差所产生的可见射线的发光现象的显示设备。
PDP具有几个优势，例如简单地结构、由于简单结构的容易的制造、高亮度、高照明效率、记忆能力效应以及超过160°的宽视角。同样，PDP可用于40英尺或更多的宽屏幕。
图1是说明现有技术的PDP的前板的截面图。
在图1中，PDP100的前板形成为在基片100上顺序的透明电极120、总线电极140、黑底130、前介质层150和保护层160。
透明电极120由氧化锡铟(ITO)构成，用于透射从放电单元提供的光。
总线电极140由具有高导电性的银(Ag)构成。
因为其由高导电性的材料构成，总线电极140减小低导电性的透明电极120的驱动电压。
黑底130形成在透明电极120和总线电极140之间，并防止总线电极140影响其它区域，因为其是由低导电性的材料构成的。这将在下面说明。同样，黑底130形成为非常薄的厚度，用于在透明电极120和总线电极140之间施加电流。并且，黑底130起到增加PDP的对比度的功能。
在透明电极120的两侧上形成的黑底130a起到在放电单元之间分隔的作用。
在形成透明电极120、总线电极140和黑底130的基片110上层叠前介质层150和保护层160。
前介质层累积在等离子体放电时生成的电荷。
保护层160保护在等离子体放电时由于溅射所致的前介质层150的损伤，并增加次级电极的放电效率。
然而，由于PDP的尺寸变得越来越大，透明电极120的长度变得越来越大。因此，透明电极120的阻抗变高，并且由于ITO的上述特征，导电性变低，这成为新的问题。
为了解决该问题，使用进一步将总线电极140添加到透明电极120的方法。
但是，这种方法也有限制。
因此，作为用于解决该问题的优选方法，总线电极140直接形成在基片110上。
图2是说明当直接在基片上形成总线电极时，图1的前板的褪色区的截面图。
在图2中，在总线电极140直接形成在基片110上的情况下，在接触总线电极140的基片110的周围生成褪色区142。
形成该褪色区是由于当总线电极140的主材料银(Ag)接触基片110时，银离子(Ag+)与基片110的表面上的锡(Sn)发生反应。
简言之，在总线电极140直接形成在基片110上的情况下，有在基片110上导致褪色的问题。
在此参照上述参考，其适于额外的或替换的细节、特性和/或技术背景的教导。
附图说明
将参照下面的附图详细说明优选实施例，在附图中，相同的参考标号指示相同的部件，其中：
图1是说明现有技术中的PDP的前板的截面图；
图2是说明当在基片上直接形成总线电极时，图1的前板的褪色区的截面图；
图3是说明根据本发明的一个实施例的PDP的透视图；以及
图4A至4F是说明形成图3的PDP的前板的步骤的截面图。
具体实施方式
本发明的一个目标是提供一种等离子体显示器(PDP)的前板及其制造方法，其中可以通过使用其中将氧化硼添加到银中的总线电极的涂料混合物，在基片上直接形成总线电极。
本发明的另一目标是提供一种电极涂料混合物以及使用其制造的PDP的前板，及其制造方法，其中尽管在基片上直接形成总线电极，不在基片上产生褪色现象。
本发明的还一个目的是提供一种PDP的前板及其制造方法，其可以简化前板的制造工序，并减小制造成本。
从结合附图的详细说明中，将更加清楚地理解本发明。
图3是说明根据本发明的一个实施例的PDP的透视图。
在图3中，PDP的结构分为前板200和后板300。
在前板200中，在玻璃基片210(下文称为“前基片”)的下侧形成总线电极220、黑底230、前介质层240以及保护层250。
以规律间隔在前基片210上形成总线电极220。
总线电极由将氧化硼(B2O3)添加到金属粉末如银(Ag)粉末的材料构成，具有高导电性。当总线电极220直接形成在前基片210上时，氧化硼起到通过银防止前基片210的褪色的作用。
总线电极220由涂料混合物构成。涂料混合物包括大约5至20重量份的粘合剂、大约2至15重量份的光致聚合单体、大约1至8重量份的光致聚合引发剂、以及大约5至20重量份的溶剂、大约1至10重量份的玻璃粉末、重量大约50至80重量份的金属粉末以及大约0.1至5重量份的氧化硼。
在该涂料混合物中，粘合剂选自甲基丙烯酸粘合剂、丙烯酸粘合剂和纤维素粘合剂的组的至少其中之一，并且不限制该组。优选地，粘合剂是丙烯酸粘合剂。
并且，光致聚合单体用于促进用于电极的涂料混合物的光固化并改进显影性能。
光致聚合单体的例子是2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、多乙二醇二丙烯酸酯、聚氨酯二丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三丙烯酸酯简并(degenerated)三甲基丙烷环乙烷、三丙烯酸酯简并三甲基丙烷环丙烷、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、和上述丙烯酸酯对应的甲基丙烯酸酯；和用多价酸形成的单-、二-、三-、或更高的聚酯，所述多价酸例如苯二甲酸、己二酸、马来酸、atconic酸(atconic acid)、琥珀酸、偏苯三酸、对苯二酸、和羟基烷基(甲基)丙烯酸酯。同样，上述种类光致聚合单体可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用。特别地，优选地光致聚合单体是多官能单体，在一个分子中具有两个或更多个丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
以及，光聚合引发剂可以是选自如下组成的组的一种或多种：benzoinalkylester(苯偶姻烷基酯)，例如，苯偶姻、苯偶姻甲基酯、苯偶姻乙基酯和苯偶姻丙基酯；乙酰苯类，例如乙酰苯、2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、2，2-二乙氧基-2-苯基乙酰苯、1，1-二氯乙酰苯；氨基乙酰苯类，例如2-甲基-1-[4-甲硫基(methyltio)苯基]-2-morpolypropane(morpoly丙烷)-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-[4-morpolyphenyl(morpoly苯基)]-丁烷-1-酮；蒽醌类，例如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯代蒽醌；三噁硫酮类，例如2，4-二甲基三噁硫酮、2，4-二乙基三噁硫酮、2-氯代三噁硫酮、2，4-二丙基三噁硫酮；缩酮类，例如，乙酰苯二甲基缩酮、benxyl二甲基缩酮、二苯酮；氧化膦类，例如(6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-戊基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、乙基-2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦酸酯；和过氧化物。
同样，可以在不损坏涂料混合物的特性的范围内混合玻璃粉末。
在将玻璃粉末添加到涂料混合物的情况下，可以在600℃或以下容易地烧结在曝光和显影之后形成的膜。优选地使用包括选自由氧化铅、氧化铋、氧化锂构成的组的玻璃粉末作为主成分。
同样，金属粉末是至少选自银(Ag)粉末、铜(Cu)粉末和铝(Al)粉末的组的一种，并且不限制该组。优选地，金属粉末是银粉末。
同样，在用于粘性控制、通过烘干的膜制造以及接触曝光的涂料混合物的制造过程中，溶剂可以被混合为稀释液。
溶剂可以是选自由以下构成的组的一个或多个：酮，例如甲乙酮、环乙酮；芳烃，例如甲苯、二甲苯、四甲基苯；二醇醚，例如纤维素溶剂、甲基纤维素溶剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲酯，二丙二醇单甲酯、二丙二醇单乙酯、三乙二醇单乙酯；乙酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸纤维素、乙酸丁基纤维素、乙酸卡必醇酯、乙酸丁基卡必醇酯、丙二醇单甲酯乙酸酯；醇，例如乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇；脂族烃，例如，辛烷、癸烷；和石油溶剂，例如，石油醚、石脑油、带氢石脑油、溶剂石脑油。
在总线电极220之间设置黑底230，以在相邻放电单元之间分割。同样，黑底230通过吸收外部光和在相邻放电单元之间内部透射光，而增强了PDP的对比度。
前介质层240直接接触由金属材料构成的总线电极220，并可以由基于PbO的玻璃或非基于Pb的玻璃构成，以避免与总线电极220的化学反应。该前介质层240限制放电电流以保持辉光放电，并且层压在等离子体放电时生成的电荷。
保护层250保护由于等离子放电时的溅射导致的前介质层240的损坏，并且还增加次级电子的放电效率。保护层250由氧化镁(MgO)构成。
在PDP的后板300中，在玻璃基片310(在下文中称为“后基片”)的上表面上设置寻址电极320、后介质层330、阻挡条340、以及磷层350。
寻址电极320位于每个放电单元的中间。寻址电极320可具有大约70至80μm的线宽。
后介质层330被设置在后基片310和寻址电极320的整个表面上，并保护寻址电极320。后介质层可以由基于PbO的玻璃构成，以避免与由银构成的寻址电极320的化学反应。
阻挡条340位于后介质层330的顶部，与寻址电极320间隔预定距离，并在垂直方向中形成为较长。
需要阻挡条340来保持放电距离，并且防止相邻放电单元之间的电和光干扰。
磷层350形成在阻挡条340的两侧以及后介质层330的上表面上。
由在等离子体放电时产生的紫外线激发磷层350，并生成红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)可见光。
在下文中，将详细说明PDP的发光机制。
在图3中，当将预定电压(电压余量之内)应用到总线电极220和寻址电极320上时，在总线电极220和寻址电极320之间形成等离子体。在气体中存在一定量的自由电子，并且当向气体施加特定电场时，自由电子接收力(F＝q·E)。
如果向其施加力的电子获得足够的能量(第一离子化能量)来除去最外层轨道的电子，它们离子化气体，并因此所生成的离子和电子通过电磁力移动到两个电极。特别地，当离子撞击保护层250时，生成次级电子，并且这些次级电子帮助生成等离子体。
因此，需要高压来开始初始放电，但是一旦开始了放电，由于电子密度增加，需要较低的电压。
在PDP的单元中提供的气体通常是惰性气体，例如Ne、Xe、He等。具体地，当将具有大约147nm和173nm之间的波长的紫外线施加到磷层350时，产生红色、绿色或蓝色可见光。
根据磷层350的种类确定在此时发出的可见光，因此每个放电单元变为表示每个红色、绿色或蓝色光的像素。
由每个放电单元中的RGB的组合控制每个放电单元的颜色。在该示例性PDP的情况下，通过控制生成等离子体的时间控制颜色。
因此通过前基片210，将所生成的可见光发射到单元之外。
在下文中，将说明PDP的前板200的制造过程。
图4A至4F是说明形成图3的PDP的前板的步骤的截面图。
如图4A所示，将涂料混合物222应用到前基片210上。涂料混合物222由在银粉末(Ag)中混合氧化硼(B2O3)构成。
接下来，在前基片210上设置具有特定开口410的第一掩模400，在该前基片210上应用涂料混合物222。第一掩模400的开口410形成在对应于在其上形成总线电极220的位置的位置处，如图4B所示。
然后，可以在第一掩模400的顶部执行曝光一定时间周期。
在曝光的情况下，使用光曝光设备来执行曝光。如在通常的光刻中，通常使用采用光掩模的掩模曝光方法来执行曝光。所使用的掩模可以是阴型或阳型。
可以执行通过红色或蓝色可见激光束或Ar离子激光束方法的直接图形形成，取代使用光掩模。
可以使用例如步进曝光机或接近曝光机的曝光设备。对于大面积的曝光，可以在玻璃或其他基片上应用涂料或电极材料，之后执行曝光，同时运送基片，以允许通过使用小光源的曝光机的方法曝光大的面积。
可以有效地使用的有效光源包括可见光、近紫外线光，紫外光、电子束、X射线以及激光束。在这些中，紫外光是优选的，并且可以使用如低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、卤素灯和杀菌灯的源。当然，超高压汞灯是优选的。
在下文中，将说明使用UV灯的情况。通过上述曝光方法执行本实施例的曝光过程，并且不限制于使用UV等。
在曝光工序中照射UV灯的情况下，响应于UV灯固化涂料混合物222。此时，通过在涂料混合物222上设置的第一掩模400仅仅固化特定部分的涂料混合物222。即，通过将涂料混合物222曝露于UV灯，固化在开口40之下设置的涂料混合物222，并且因为UV灯不能穿过，在其中没有形成开口410的部分之下设置的涂料混合物222被固化。
随后，在除去第一掩模400之后，通过显影剂显影前基片210。
结果，如图4C所示，除了对应于UV等的被固化的部分之外，涂料混合物222的其他部分被除去。然后，执行烧结工序以完成总线电极220的形成。
接下来，在形成总线电极220的前基片210上应用黑底232，如图4D所示。在前基片210上设置具有特定开口510的第二掩模500，在该前基片210上应用黑底232。
在第二掩模500中，在对应于形成有黑底230的位置的位置处形成开口510，如图4D所示。
然后，在将曝露于UV灯的第二掩模500的顶部执行曝光。
在将黑底材料232曝露于UV灯的情况下，响应于UV灯固化黑底材料232。此时，在黑底材料232上通过第二掩模500仅仅固化部分黑底材料232。即，通过将黑底材料232曝露于UV灯，固化在开口510之下设置的黑底材料232，并且因为UV灯不能穿透，在其中没有形成开口510的部分之下的黑底材料232没有被固化。
并且，在除去第二掩模500之后，执行显影工序。除去黑底材料232的其他部分，除了响应于UV灯被固化的部分之外。然后，执行烧结工序以完成黑底材料232的形成。
接下来，将介质材料施加到前基片210上，在该前基片210上形成总线电极220、黑底材料232，以形成前介质层240，如图4F所示。
然后，将MgO施加到前介质层240以形成保护层250。
简言之，总线电极220可以由其中将氧化棚添加到银中的涂料混合物222构成，并且因此可以直接形成在前基片210上。因此，本发明具有可以忽略通过ITO构图工序形成透明电极的工序的效应，并且可以减少制造成本，因为不需要使用具有高制造成本的ITO。
在下文中，将描述对于根据本发明的上述实施例的PDP的实验结果，在该PDP上，在前基片210上直接形成总线电极220。
参照表1，用于每个总线电极的涂料混合物的成分及其实验结果如下所示。
表1
  有或没有透明电极   B2O3(％)   黄色指数
  比较例1   X   0   19
  比较例2   O   0   13
  实例1   X   0.2   16
  实例2   X   0.4   11
  实例3   X   0.6   11
  实例4   X   0.8   11
  实例5   X   1.0   14
在表1中，比较例1和2的涂料混合物包括大约10重量份的丙烯酸粘合剂、大约8重量份的光致聚合单体、大约2重量份的光致聚合引发剂、大约10重量份的溶剂、大约3重量份的玻璃粉末、大约67重量份的银粉末。
N-丁基卡必醇用作溶剂。
比较例1测试了通过在碱石灰玻璃基片上直接印制涂料混合物，在烘干/烧结之后的褪色级。
比较例2测试了通过在碱石灰玻璃基片上直接印制涂料混合物，在烘干/烧结之后的褪色级，其中在该碱石灰玻璃基片上形成透明电极。
例子1至5的涂料混合物使用一涂料混合物，在该涂料混合物中，将B2O3添加到与比较例1和2相同成分的第一涂料混合物中。同样，除了B2O3的其他混合物具有与第一涂料混合物的那些相同的种类和含量。
在例子1中，将0.2％的B2O3添加到第一涂料混合物中。在例子2中，将0.4％的B2O3添加到第一涂料混合物中。在例子3中，将0.6％的B2O3添加到第一涂料混合物中。在例子4中，将0.8％的B2O3添加到第一涂料混合物中。以及在例子5中，将1.0％的B2O3添加到第一涂料混合物中。
例子1至5测试了通过在碱石灰玻璃基片上直接印制上述涂料混合物，在烘干/烧结之后的褪色级。
通过测量黄色指数，测试比较例和例子的褪色级。如果黄色指数低，确定褪色小。
根据测试结果，比较例1的黄色指数最高，其中通过使用不具有B2O3的涂料混合物在基片上直接形成总线电极。同样，比较例2的黄色指数是13，其中通过使用不具有B2O3的涂料混合物在透明电极上直接形成总线电极，其确保褪色级小于比较例1的。
即，在通过使用现有技术涂料混合物形成总线电极的情况下，仅仅当在形成透明电极之后形成总线电极时，褪色是较小的。
然而，例子2至4的黄色指数是11，其中通过使用具有B2O3的涂料混合物在基片上直接形成总线电极，其确保褪色级小于比较例2的。例子1和5的黄色指数大于比较例2的，并小于比较例1的。可以通过B2O3的增加的量来控制褪色级。
简言之，确保根据本发明的通过使用具有B2O3的涂料混合物在基片上直接形成的总线电极表现出相似或更多的改进的特性。
从本发明的优选实施例，应注意本领域技术人员在上述的教导下，可以做出改进和变化。因此，应理解，可以在由所附权利要求所限定的本发明的范围和精神之内，对于本发明的特定实施例作出变化。
可以全部或者部分地通过下面的用于总线电极的涂料混合物实现实施例，该涂料混合物包括大约5至20重量份的粘合剂、大约2至15重量份的光致聚合单体、大约1至8重量份的光致聚合引发剂、大约5至20重量份的溶剂、大约1至10重量份的玻璃粉末、大约50至80重量份的金属粉末以及大约0.1至5重量份的氧化硼(B2O3)。
在本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“例子实施例”等的引用，指与该实施例相关的特定特性、结构或性能包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中的不同位置出现该语句并不一定都指相同的实施例。此外，当与任何实施例相关联描述特定特性、结构或性能时，认为其在本领域技术人员的预见之内，来影响与其他实施例相关联的这种特性、结构或性能。
尽管参照多个示例性实施例说明了实施例，应理解，本领域技术人员可以设计出的其他多种改进和实施例落入本公开的原理的精神和范围内。具体，在本公开、附图和权利要求的范围内的主题组合设计的部件和/或涉及中，可以由各种变化和改进。除了组件和/或设计中的变化和改进之外，对于本领域技术人员来说替换的使用是显而易见的。

Claims (14)

1.一种用于电极的涂料混合物，包括：
大约5至20重量份的粘合剂；
大约2至15重量份的光致聚合单体；
大约1至8重量份的光致聚合引发剂；
大约5至20重量份的溶剂；
大约1至10重量份的玻璃粉末；
大约50至80重量份的金属粉末；以及
大约0.1至5重量份的氧化硼(B2O3)。
2.如权利要求1的涂料混合物，其中，该粘合剂是选自甲基丙烯酸粘合剂，丙烯酸粘合剂和纤维素粘合剂的组的至少一种。
3.如权利要求1的涂料混合物，其中，该金属粉末是选自银(Ag)粉末、铜(Cu)粉末和铝(Al)粉末的组的至少一种。
4.一种等离子显示面板的前板，包括：
基片；以及
在基片的预定位置上设置的多个电极。
5.如权利要求4的前板，其中，该电极包括大约l至10重量份的玻璃粉末、大约50至80重量份的金属粉末、以及大约0.1至5重量份的氧化硼(B2O3)。
6.如权利要求5的前板，其中，该金属粉末是选自银(Ag)粉末、铜(Cu)粉末和铝(Al)粉末的组的至少一种。
7.如权利要求4的前板，还包括：
设置在基片上的黑底，其用于分隔形成一个像素的多个电极。
8.如权利要求7的前板，还包括：
前介质层，其被设置在电极和黑底上，并累积在等离子体放电时生成的电荷；以及
保护层，其被设置在前介质层上，以保护前介质层。
9.一种制造等离子显示面板的前板的方法，包括
(a)在基片上形成多个电极；
(b)在形成电极的基片上形成黑底；以及
(c)在形成电极和黑底的基片上形成前介质层和保护层。
10.如权利要求9的方法，其中，该步骤(a)包括：
在基片上应用涂料混合物；
设置具有开口的掩模，该开口形成在对应于电极的位置上；
在一定时间期间将掩模顶部的涂料混合物曝露于光；
在除去掩模之后通过显影剂显影该涂料混合物；以及
烧结基片上的构图的涂料混合物。
11.如权利要求10的方法，该涂料混合物包括：
大约5至20重量份的粘合剂；
大约2至15重量份的光致聚合单体；
大约1至8重量份的光致聚合引发剂；
大约5至20重量份的溶剂；
大约1至10重量份的玻璃粉末；
大约50至80重量份的金属粉末；以及
大约0.1至5重量份的氧化硼(B2O3)。
12.如权利要求11的方法，其中，该粘合剂是选自甲基丙烯酸粘合剂，丙烯酸粘合剂和纤维素粘合剂的组的至少一种。
13.如权利要求11的方法，其中，该金属粉末是选自银(Ag)粉末、铜(Cu)粉末和铝(Al)粉末的组的至少一种。
14.如权利要求9的方法，其中，该步骤(b)包括：
在基片上应用用于黑底的材料；
涉及具有开口的掩模，该开口形成在对应于黑底的位置上；
将掩模顶部的材料曝露于光一定时间；
在除去掩模之后通过显影剂显影该材料；以及
烧结基片上的构图的材料。
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