CN101685735B

CN101685735B - 用于等离子显示面板障壁浆料的无机粉末组合物

Info

Publication number: CN101685735B
Application number: CN200810223461XA
Authority: CN
Inventors: 张俊兵; 李宏
Original assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Current assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Priority date: 2008-09-28
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2028-09-28
Also published as: CN101685735A

Abstract

本发明涉及一种用于等离子显示面板(PDP)障壁浆料的无机粉末组合物及其制备方法、包含该无机粉末组合物的等离子体显示面板障壁浆料及其制备方法和使用其制备的等离子体显示面板障壁。其中该无机粉末组合物包含玻璃粉末和纤维状材料填料。通过在该无机粉末组合物中引入一种纤维状材料填料，使该无机粉末组合物成为了纤维增强复合材料。当这些无机粉末烧结之后，这些纤维材料在障壁内部呈三维乱向排列，并跨越障壁内部的微细裂纹，对裂纹产生约束作用，防止裂纹扩展，从而增强障壁的强度。

Description

用于等离子显示面板障壁浆料的无机粉末组合物

技术领域

本发明涉及一种无机粉末组合物及使用其制备的等离子体显示面板(PDP)障壁浆料和等离子体显示面板障壁以及它们的制备方法。更具体地，本发明涉及一种用于等离子显示面板障壁浆料的无机粉末组合物，以及包含其的等离子体显示面板障壁浆料和使用其制备的等离子体显示面板障壁以及它们的制备方法。

背景技术

等离子显示屏是一种由气体放电来产生发光的新型显示器件，其最大的特点是轻、薄，色彩丰富，容易作大画面并且无视角的问题。等离子显示屏内设有障壁，其主要作用是为放电单元之间的放电提供隔离并且隔离可见光。另外还有支撑前后基板的作用。

刻蚀法是目前制备PDP障壁的主要方法。包含玻璃组合物及有机载体的障壁浆料印刷或涂布后，烧结，然后在该烧结物上涂布光刻胶、曝光、显影，酸液刻蚀，最终形成图形。刻蚀法制作的障壁均匀度好，表面平整，工艺相对简单，良品率高。目前大部分PDP工厂采用该工艺制造障壁。

全高清(full HD)PDP日益成为市场的主流，而全高清PDP产品的障壁精度高，外形细长(纵横比达3:1)，采用传统的刻蚀性障壁浆料加工这样的产品时，将面临障壁强度低，可靠性低等致命缺陷，因此，传统的障壁材料如不进行改进，将很难加工高精度、高强度及高可靠性的障壁图形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刻蚀法制作障壁的障壁浆料的无机粉末组合物，通过在该无机粉末组合物中引入一种纤维状填料，使该无机粉末成为了纤维增强复合材料以解决传统障壁浆料制得的障壁强度低、可靠性低等缺陷。

本发明的目的是通过提供一种用于等离子显示面板障壁浆料中的无机粉末组合物来实现的。

在一方面，本发明提供了一种用于等离子显示面板(以下简称PDP)障壁浆料的无机粉末组合物。

在一个优选实施方式中，基于本发明无机粉末组合物的总重量，该无机粉末组合物包含80％-95％的玻璃粉末，以及5％-20％的填料粉末。

在一个优选实施方式中，本发明无机粉末组合物中的80％-95％的玻璃粉末采用传统适合刻蚀工艺的玻璃粉末，而5％-20％的填料粉末为直径0.1μm-0.6μm，单针长度2μm-6μm的纤维材料。

在进一步优选实施方式中，该纤维材料的成分为Al₂O₃、ZnO、TiO₂中的至少一种。

在另一方面，本发明提供了一种等离子体显示面板障壁浆料，该等离子体显示面板障壁浆料包含上述无机粉末组合物。

在另一方面，本发明提供了一种等离子体显示面板障壁，该等离子体显示面板障壁是使用包含上述无机粉末组合物的等离子体显示面板障壁浆料制备的。

在一个优选实施方式中，该等离子体显示面板障壁是利用刻蚀法制备的。

在本发明中，在用于等离子显示面板(PDP)障壁浆料的无机粉末组合物中加入所述纤维材料后，使得该无机粉末组合物成为了纤维增强复合材料。当这些无机粉末烧结之后，这些纤维材料在障壁内部呈三维乱向排列，并跨越障壁内部的微细裂纹，对裂纹产生约束作用，防止裂纹扩展，从而增强障壁的强度。当障壁的外形更加细长，纵横比更大时，该纤维材料的强度增强作用就更明显。在使用本发明的无机粉末组合物来加工高精细高纵横比的障壁时，障壁的强度及可靠性会得到大幅度的提高。这有助于提高PDP障壁的良品率。此外，利用本发明，PDP的障壁蚀刻速度快，在加工全高清等高密度高精度PDP障壁时可充分保证障壁强度及可靠性。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施方式制作的障壁图形。

图2示出了对比例制作的障壁图形。

具体实施方式

本发明提供了一种用于等离子体显示面板障壁浆料的无机粉末组合物，该无机粉末组合物包含80％-95％的玻璃粉末，以及5％-20％的填料粉末。80％-95％的玻璃粉末采用传统的适合刻蚀工艺玻璃粉末，而5％-20％的填料粉末为直径0.1μm-0.6μm，单针长度2μm-6μm的纤维状材料，更优选该纤维状材料的成分为选自由Al₂O₃、ZnO、TiO₂组成的组中的至少一种。

PDP障壁浆料中的无机粉末主要包含玻璃粉末和填料粉末。玻璃粉末是组成障壁材料的主要成分，由平均粒径1-6μm左右的粉末粒子组成，在一定温度烧结后会凝固成玻璃体。纤维状材料填料粉末是为了改善凝固后的玻璃体的性能而加入的功能性材料，其成分是Al₂O₃、ZnO、TiO₂等中的至少一种，主要起增白、增加强度等作用。

本发明的填料选用纤维状材料，其特点是选用的纤维状材料的尺寸为直径0.1μm-0.6μm、单针长度2μm-6μm，更优选其由选自Al₂O₃、ZnO、TiO₂中的至少一种构成，含量为5wt％-20wt％。将具有以上特征的纤维状填料粉末，与80％-95％的粒径为约1-6μm玻璃粉末混合在一起，就形成了刻蚀障壁浆料的无机粉末。混合方式有V型混料机、球磨机等手段。

将直径0.1μm-0.6μm，单针长度2μm-6μm，成分是Al₂O₃、ZnO、TiO₂中的至少一种，含量为5wt％-20wt％的纤维状材料与粒径为1-6μm玻璃粉末混合在一起，如此组成的无机粉末组合物，将从根本上增加障壁的强度。这是因为1-6μm玻璃粉末烧结后，会熔化并粘结在一起，而纤维材料由于是熔点较高的氧化物，如Al₂O₃、ZnO、TiO₂中的至少一种，因此并不参与熔化，而是随1-6μm玻璃粉末的熔化而被镶嵌其中。这些纤维状材料在障壁内部呈三维乱向排列，并跨越障壁内部的微细裂纹，对裂纹产生约束作用，防止裂纹扩展，从而增强了障壁的强度。在制作高分辨率、高精细的障壁图形时，为了增大放电空间，障壁的顶宽做的越来越细，如50寸FHD等离子产品中障壁的顶宽在30μm左右，底宽在50μm左右，而障壁的高度达到了130μm。障壁如此细长且纵横比如此大时，如果不能有效增强障壁的强度，障壁将很容易坍塌，损坏，使可靠性降低。

基于本发明无机粉末组合物的总重量，本发明的纤维状填料的含量在5wt％-20wt％之间。如含量低于5wt％，则其强度增强作用并不明显；如含量高于20wt％，则会影响玻璃粉末的烧结，使障壁结构变得不致密。

本发明的纤维状填料的成分为Al₂O₃、ZnO、TiO₂中的至少一种，并优选ZnO，这是因为ZnO可以被酸溶解，这在一定程度上可以提高障壁的蚀刻速度。

将玻璃粉末与纤维状填料混合好后，就形成了无机粉末组合物。将65wt％-85wt％的该无机粉末组合物与粘合剂和有机溶剂混合，就制成了障壁浆料。粘合剂可选用常用粘合剂，并优选下列的聚合物树脂之一：丙烯基树脂；环氧基树脂；以及乙基纤维素基树脂。有机溶剂可选用制备障壁的常用有机溶剂，并优选下列的溶剂之一：松油醇；丁基卡比醇乙酸酯。

将该障壁浆料印刷或涂布在玻璃基板上并烧结，形成障壁层。也可以涂布不同组成成分的障壁浆料层，以形成至少两层。形成障壁层之后，在其上涂布液体光刻胶或干膜光刻胶。然后将具有预定图案的光掩膜图案布置在光刻胶的整个表面，并曝光、显影，酸液蚀刻，然后剥膜。

本发明中，在障壁浆料的无机粉末中加入该纤维材料后，就使该无机粉末成为了纤维增强复合材料。当这些无机粉末烧结之后，这些纤维材料在障壁内部呈三维乱向排列，并跨越障壁内部的微细裂纹，对裂纹产生约束作用，防止裂纹扩展，从而增强障壁的强度。当障壁的外形更加细长，纵横比更大时，该纤维材料的强度增强作用就更明显。使用本技术在加工高精细高纵横比的障壁时，障壁的强度会得到足够的保证。

实施例

实施例1

将85％的刻蚀工艺玻璃粉末(平均粒径3μm)以及15％的纤维状ZnO(直径0.1μm，单针长度5μm)，置于球磨机中，强制混合12小时，从而得到无机粉末组合物。通过三辊机，将70％的无机粉末组合物、3％乙基纤维素、27％松油醇混合，并除去气泡，得到障壁浆料。将该浆料印刷至200-250μm并干燥，然后560℃烧结，形成障壁层。然后涂布干膜光刻胶，曝光并显影，得到图形。其上有干膜光刻胶图案的障壁层，利用5％盐酸溶液进行蚀刻并清洁，形成障壁层。形成障壁层的顶宽为20μm，底宽为60μm，高度为130μm。同时记录刻蚀速率及障壁强度。

实施例2

将85％的刻蚀工艺玻璃粉末(平均粒径3μm)以及15％的纤维状Al₂O₃(直径0.1μm，单针长度5μm)，置于球磨机中，强制混合12小时，从而得到无机粉末组合物。通过三辊机，将70％的无机粉末组合物、3％乙基纤维素、27％松油醇混合，并除去气泡，得到障壁浆料。将该浆料印刷至200-250μm并干燥，然后560℃烧结，形成障壁层。然后涂布干膜光刻胶，曝光并显影，得到图形。其上有干膜光刻胶图案的障壁层，利用5％盐酸溶液进行蚀刻并清洁，形成障壁层。形成障壁层的顶宽为20μm，底宽为60μm，高度为130μm。同时记录刻蚀速率及障壁强度。

对比例1

通过三辊机，将70％的无机粉末组合物(纯平均粒径3μm刻蚀工艺玻璃粉末，无任何填料)3％乙基纤维素，27％松油醇混合，并出去气泡，得到障壁浆料。将该浆料印刷至200-250μm并干燥，然后560℃烧结，形成障壁层。然后涂布干膜光刻胶，曝光并显影，得到图形。其上有干膜光刻胶图案的障壁层，利用5％盐酸溶液进行蚀刻并清洁，形成障壁层。形成障壁层的顶宽为20μm，底宽为60μm，高度为130μm。同时记录刻蚀速率及障壁强度。

对于实施例1、实施例2以及对比例1制备的障壁层，将其性能列于表1中。

对比例2

将85％的刻蚀工艺玻璃粉末(平均粒径3μm)以及15％的非纤维状普通粉末ZnO(平均粒径3μm)，置于球磨机中，强制混合12小时，从而得到无机粉末组合物。通过三辊机，将70％的无机粉末组合物，3％乙基纤维素，27％松油醇混合，并出去气泡，得到障壁浆料。将该浆料印刷至200-250μm并干燥，然后560℃烧结，形成障壁层。然后涂布干膜光刻胶，曝光并显影，得到图形。其上有干膜光刻胶图案的障壁层，利用5％盐酸溶液进行蚀刻并清洁，形成障壁层。形成障壁层的顶宽为20μm，底宽为60μm，高度为130μm。同时记录刻蚀速率及障壁强度。

以上实施例及对比例制作的障壁图形见图1和图2。图1是本发明的实施例制作的障壁图形，其中1是纤维状材料填料粒子，2是玻璃粉末粒子。图2是对比例制作的障壁图形。实施例和对比例制作的障壁刻蚀速率及障壁强度数据列于表1中。

表1

	刻蚀速率	障壁强度
			实施例1	18μm/分钟	80MPa
实施例2	14μm/分钟	81MPa
			对比例1	15μm/分钟	55MPa
对比例2	16μm/分钟	60MPa

根据以上实施例及对比例的比较可以看出，利用本发明最终制备的障壁强度得到了近45％的提高。这对于制备高精度，高可靠性的障壁是非常有利的。

Claims

1.一种用于PDP障壁浆料的无机粉末组合物，包含玻璃粉末和纤维状材料填料，其特征在于，所述玻璃粉末的平均粒径为1-6μm，而所述纤维状材料填料的尺寸为直径0.1μm-0.6μm、每根的单针长度2μm-6μm。

2.如权利要求1所述的无机粉末组合物，其特征在于，所述纤维状材料填料由选自由Al₂O₃、ZnO、TiO₂组成的组中的至少一种构成。

3.如权利要求1所述的无机粉末组合物，其特征在于，基于所述无机粉末组合物的总重量，所述玻璃粉末的含量为80wt％-95wt％；所述纤维状材料填料的重量比为5wt％-20wt％。

4.一种制备如权利要求1-3中任一项所述的无机粉末组合物的方法，其特征在于，所述方法包括在球磨机中混合所述玻璃粉末和所述纤维状材料填料。

5.一种PDP障壁浆料，其特征在于，包含如权利要求1-3中任一项所述的无机粉末组合物以及粘合剂和有机溶剂。

6.如权利要求5所述的PDP障壁浆料，其特征在于，基于所述PDP障壁浆料的总重量，所述无机粉末组合物的含量为65wt％-85wt％。

7.如权利要求5所述的PDP障壁浆料，其特征在于，所述粘合剂选自丙烯基树脂、环氧基树脂、乙基纤维素基树脂之一；所述有机溶剂选自松油醇、丁基卡比醇乙酸酯之一。

8.一种制备如权利要求5-7中任一项所述的PDP障壁浆料的方法，其特征在于，所述方法包括混合所述无机粉末组合物与所述粘合剂和有机溶剂，以及除去气泡。

9.一种PDP障壁，其特征在于，所述PDP障壁是利用如权利要求5-7中任一项所述的PDP障壁浆料制备的。

10.如权利要求9所述的PDP障壁，其特征在于，所述PDP障壁是利用刻蚀法制备的。