CN101215102A - 一种等离子体显示屏用介质浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种等离子体显示屏用介质浆料及其制备方法，首先将Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃和Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，然后将无机粉末混合物与有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料或将无机粉末混合物、金红石型TiO₂和有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到后板白色介质浆料。由于本发明制备的介质浆料不仅能够满足涂敷型工艺要求提高工作效率，而且不含Pb，因此是符合环保要求。

Description

一种等离子体显示屏用介质浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种介质浆料，具体涉及一种等离子体显示屏用介质浆料。

背景技术

等离子体显示屏是一种利用气体放电发光的平板显示器件。等离子显示屏内障壁结构形成微小放电单元。大量的等离子放电单元排列在一起构成显示屏幕。当上下电极间加上高压，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体产生紫外光，从而激励障壁小室中红绿蓝三基色荧光粉发出可见光，由这些像素的明暗和颜色变化组合，产生各种灰度和色彩的鲜艳、明亮、干净、清晰的图像。

在等离子体显示屏中，前后板的电极之上需要涂覆介质层。在器件工作是，电极间加有较高的电压，这样就要求介质层有较高的耐压性值，如果介质层绝缘性能差，则会在放电的过程中，将介质层击穿，进而使电极断线。介质浆料主要是由特定有机载体与特定低熔点玻璃粉以适当的配比通过混合、辊磨等工艺制备而成。其中有机载体是由一定类型、牌号的高分子树脂粘接剂、有机溶剂和其他助剂等在适当的温度下通过适当的加工工艺按照一定的百分含量配比加工而成；传统涂覆介质层所采用的工艺为丝网印刷工艺。丝网印刷工艺具有设备成本低廉，工艺过程简单的优点，但是其缺点也是十分明显：由于印刷工艺的限制，单层印刷厚度一般都在20微米左右，干燥后厚度为10微米左右，而前、后介质干燥后厚度要求都在40微米，为保证厚度需求，必须通过多次印刷，这样就造成了设备、场地投资成本的增高和不良率产生的可能性增加。为了达到减少工序，降低不良率及降低PDP生产成本(达到无漏印板制作的目的)，印刷工艺正逐步向涂敷工艺(coating)发展。新型涂敷工艺一次涂敷的厚度最大可达150微米左右，通过一次涂敷完成介质层的制备，这样可以大大节省工序，降低PDP生产成本，目前涂敷工艺已经成为形成PDP显示屏前、后板介质层的主流工艺技术。

2003年初欧洲议会和欧盟理事会颁布了关于《电器和电子设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS)，明确指出将于2006年7月1日起禁止含铅电子产品进入欧盟市场。日本也预计在2007年彻底废除电子产品中铅的使用。我国《电子信息产品污染控制管理办法》(第39号)已于2006年2月28日颁布，2007年3月1日开始实施，对于含铅电子产品的使用提出严格限制。虽然欧盟RoHS指令将PDP列入了豁免清单，允许其含有铅成分，但是电子产品无铅化已经成为了必然趋势。传统的介质浆料中低熔点玻璃粉为Pb-B-Si体系，含有铅的氧化物，因此难以避免对人体以及环境造成污染，开发无铅玻璃浆料来替代含铅浆料便成为等离子显示器用浆料发展的趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足工艺高效率要求，且不含有对环境有污染的元素，符合环保要求的等离子体显示屏用介质浆料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先按质量百分比将50％-70％的Bi₂O₃、10％-30％的ZnO、15％-35％的B₂O₃和5％-15％的Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将70％-80％的无机粉末混合物与20％-30％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料或按质量百分比将50％-70％的无机粉末混合物、5％-20％的填料金红石型TiO₂和20％-30％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到后板白色介质浆料。

本发明的有机载体含质量百分比90％-97％的有机溶剂和3-10％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、苯甲醇、二甲苯、石油醚中的一种或一种以上的混合物；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1-3.0∶1的质量比的混合物。

按照本发明的制备方法制得的介质浆料，前板透明介质浆料含质量百分比70％-80％的无机粉末混合物和20％-30％的有机载体；后板白色介质含质量百分比50％-70％的无机粉末混合物，5％-20％的金红石型TiO₂和20％-30％的有机载体；其中无机粉末混合物含质量百分比为50％-70％的Bi₂O₃、10％-30％的ZnO 15％-35％的B₂O₃和5％-15％的Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO粉末；有机载体含质量百分比90％-97％的有机溶剂和3-10％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、苯甲醇、二甲苯、石油醚中的一种或一种以上的混合物；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1-3.0∶1的质量比的混合物。

由于本发明制备的介质浆料不仅能够满足涂敷型工艺要求提高工作效率，而且不含Pb，因此是符合环保要求。

具体实施方式

实施例1：首先按质量百分比将50％的Bi₂O₃、10％的ZnO和35％的B₂O₃与5％的Li₂O粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将70％的无机粉末混合物与30％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料；有机载体含质量百分比90％的有机溶剂和10％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1的质量比的混合物。

实施例2：首先按质量百分比将70％的Bi₂O₃、10％的ZnO、15％的B₂O₃和5％的Al₂O₃粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将73％的无机粉末混合物与27％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料；有机载体含质量百分比93％的有机溶剂和7％的高分子树脂；其中有机溶剂为二乙二醇单丁醚乙酸酯；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按2∶1的质量比的混合物。

实施例3：首先按质量百分比将50％的Bi₂O₃、15％的ZnO、20％的B₂O₃和15％的SiO₂粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将77％的无机粉末混合物与23％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料；有机载体含质量百分比95％的有机溶剂和5％的高分子树脂；其中有机溶剂为二乙二醇单丁醚；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按2.3∶1的质量比的混合物。

实施例4：首先按质量百分比将50％的Bi₂O₃、30％的ZnO、15％的B₂O₃和5％的CaO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将80％的无机粉末混合物与20％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料；有机载体含质量百分比92％的有机溶剂和8％的高分子树脂；其中有机溶剂为苯甲醇；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按1.8∶1的质量比的混合物。

实施例5：首先按质量百分比将50％的Bi₂O₃、10％的ZnO、30％的B₂O₃和10％的BaO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将50％的无机粉末混合物、20％的填料金红石型TiO₂和30％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到得到后板白色介质浆料；有机载体含质量百分比97％的有机溶剂和3％的高分子树脂；其中有机溶剂为石油醚；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按2.6∶1的质量比的混合物。

实施例6：首先按质量百分比将60％的Bi₂O₃、20％的ZnO、15％的B₂O₃和5％的CuO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将60％的无机粉末混合物、20％的填料金红石型TiO₂和20％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到得到后板白色介质浆料；有机载体含质量百分比94％的有机溶剂和6％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇与异丙醇的混合物；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按3.0∶1的质量比的混合物。

实施例7：首先按质量百分比将55％的Bi₂O₃、18％的ZnO、19％的B₂O₃和8％的CuO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将65％的无机粉末混合物、10％的填料金红石型TiO₂和25％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到得到后板白色介质浆料；有机载体含质量百分比91％的有机溶剂和9％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇与二乙二醇单丁醚乙酸酯的混合物；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1的质量比的混合物。

实施例8：首先按质量百分比将65％的Bi₂O₃、12％的ZnO、16％的B₂O₃和7％的SiO₂粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，无机粉末混合物的粒度为1um-4um；然后按质量百分比将70％的无机粉末混合物、5％的填料金红石型TiO₂和25％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到得到后板白色介质浆料；有机载体含质量百分比96％的有机溶剂和4％的高分子树脂；其中有机溶剂为松油醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯和石油醚中的混合物；高分子树脂为乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂按2.8∶1的质量比的混合物。

本发明可加入Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO氧化物来调节体系膨胀系数、软化点、介电常数等参数，按本发明的制备方法得到的无机粉末混合物热膨胀系数为65-90×10^-7℃^-1(0-300℃)，软化点为480℃-600℃。

本发明的有机载体是由有机溶剂与树脂两部分构成。有机溶剂的主要作用是溶解粘合树脂，分散无机粉体，降低整个体系的玻璃化转变温度。介质浆料对有机溶剂的选择具有较高的要求，主要包括：挥发速率适中、印刷性能较好、溶解性良好、安全可靠。载体中常用的有机溶剂有松油醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、苯甲醇、二甲苯、石油醚等。可以松油醇为主体的有机溶剂配方，同时加入二乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇苯醚、苯甲醇等其他溶剂进行复配。另外，在介质浆料中成膜树脂也起到重要作用，包括：为整个浆料提供成膜性；能够良好的分散无机玻璃粉末，赋予浆料流变型和触变形；提供粘接力，一般选择一种高分子树脂或者多种高分子树脂进行共混复配，使之兼有各种高分子的优点常用的树脂有乙基纤维素醚和聚乙烯缩丁醛树脂等。

Claims (3)

1.一种等离子体显示屏用介质浆料的制备方法，其特征在于：

1)首先按质量百分比将50％-70％的Bi₂O₃、10％-30％的ZnO、15％-35％的B₂O₃和5％-15％的Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO粉末混合均匀通过固相反应法及球磨工艺制成无机粉末混合物，粒度为1um-4um；

2)然后按质量百分比将70％-80％的无机粉末混合物与20％-30％的有机载体混合再使用三轴辊轧机辊轧得到前板透明介质浆料或按质量百分比将50％-70％的无机粉末混合物、5％-20％的填料金红石型TiO₂和20％-30％的有机载体混合均匀再使用三轴辊轧机辊轧得到后板白色介质浆料。

2.根据权利要求1所述的等离子体显示屏用介质浆料的制备方法，其特征在于：所说的有机载体含质量百分比90％-97％的有机溶剂和3-10％的高分子树脂；

其中有机溶剂为松油醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、苯甲醇、二甲苯、石油醚中的一种或一种以上的混合物；

高分子树脂为乙基纤维素树脂和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1-3.0∶1的质量比的混合物。

3.一种按照权利要求1所述的制备方法制得的介质浆料，其特征在于：前板透明介质浆料含质量百分比70％-80％的无机粉末混合物和20％-30％的有机载体；后板白色介质含质量百分比50％-70％的无机粉末混合物，5％-20％的金红石型TiO₂和20％-30％的有机载体；

其中无机粉末混合物含质量百分比为50％-70％的Bi₂O₃、10％-30％的ZnO 15％-35％的B₂O₃和5％-15％的Li₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、BaO或CuO粉末；

有机载体含质量百分比90％-97％的有机溶剂和3-10％的高分子树脂；

其中有机溶剂为松油醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、苯甲醇、二甲苯、石油醚中的一种或一种以上的混合物；

高分子树脂为乙基纤维素和聚乙烯缩丁醛树脂按1.5∶1-3.0∶1的质量比的混合物。