CN103311072A

CN103311072A - 一种新型pdp功能层浆料配方与量产应用工艺

Info

Publication number: CN103311072A
Application number: CN2013102488689A
Authority: CN
Inventors: 王鹏年; 陈富贵; 段冰; 朴昞泰; 李凯
Original assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Current assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种新型PDP功能层浆料配方与量产应用工艺,涉及PDP功能层制造和气体辉光放电技术。本发明的目的在于提供一种新的PDP功能层材料、结构设计，从而得到成本更低、能效更高、应答速度更快且制造工艺更加绿色环保的等离子显示屏与等离子电视机。本发明技术方案的要点是：使用由新型PDP功能层浆料配方与印刷、喷涂或涂覆工艺制造的功能层，代替传统真空蒸镀制备的PDP功能层，在提升PDP性能同时降低制造成本。在等离子显示屏上设置所述的新型PDP功能层。利用所述等离子显示屏制造等离子电视机。

Description

一种新型PDP功能层浆料配方与量产应用工艺

技术领域

本发明涉及PDP功能层制造和气体辉光放电技术，尤其是一种新型PDP功能层设计及相应的显示屏及等离子电视机。

背景技术

等离子显示屏（PDP）具有颜色逼真、色彩效果好、视角宽、长寿命等优点，同时其响应速度快、无拖尾、无有害辐射，更加有利于眼健康，是目前主流的平板显示技术之一。

在等离子显示屏中，功能层通常指制备在前板介质上的一层介质保护膜层，主要作用是保护介质层免受离子轰击，延长显示器寿命。另外由于功能层材料具有较高二次电子发射系数等特性，其同时具备了降低PDP着火电压等作用，是等离子显示屏核心部件之一。

传统功能层制备方法是在富氧气气氛中采用电子束/离子束蒸镀MgO颗粒原材料的方式进行，此类真空镀膜设备造价相当昂贵，单台造价在1.5亿人民币以上。并且，由于MgO材料物理特性稳定，熔点高达2852℃，采用真空镀膜方式制作MgO镀层的过程中，需要消耗大量能源，是典型的高能耗工艺。同时，由于真空镀膜工艺的特殊性，需要工作腔室持续达到并维持高真空状态，决定了其在真空腔室出现异常时，故障处理时间会很长，影响生产连续性。

现代社会随着环保形势日益严峻，人们在追求科技发展和物质丰富的同时，绿色、健康、环保也逐渐成为社会发展的主题。PDP行业中对于功能层的设计和制作，迫切需要寻找一种更加绿色、简单、高效的PDP功能层量产制造工艺，这就需要对功能层从材料到结构进行重新设计。

发明内容

本发明的目的是给出一种全新的PDP功能层设计，在保证PDP功能层介质保护等功能不受影响前提下，提供一种制备工艺更为简单、制作过程更加环保、量产性能更加优异的PDP功能层浆料配方与量产应用工艺。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种用于制备PDP功能层的浆料，包括无机MgO纳米粉末与有机溶剂体系。所述有机溶剂体系能够使无机MgO纳米粉末高度分散，便于制作均匀的PDP功能层。

优选地，为获得良好的印刷、喷涂或涂覆工艺性，所述浆料中有机溶剂体系的质量占浆料总质量的80%以上；

优选地，所述无机MgO纳米粉末包括高纯MgO纳米粉末材料5，和掺F元素的MgO粉末材料6。其中所述高纯MgO纳米粉末材料具有提高PDP能效的作用，所述掺F元素的MgO粉末材料具有提高PDP放电应答速度的作用。

优选地，所述高纯MgO纳米粉末材料5纯度为99.995%以上，BET粒径为50-200nm；掺F元素的MgO粉末材料（6）纯度为99.97%以上，在制备过程中掺入2000PPM以内F元素（每一百万个总原子数量中含有2000各F原子），BET粒径300-1000nm。

优选地，所述高纯MgO纳米粉末材料（5）与掺F元素的MgO粉末材料（6）质量比不低于2:1。

优选地，所述有机溶剂体系包括溶剂、添加剂和树脂。

优选地，所述有机溶剂体系中溶剂为二甘醇丁醚醋酸酯，添加剂是胺类分散剂、α-松油醇，树脂是乙基纤维素。

优选地，所述浆料中高纯MgO纳米粉末材料（5）、掺F元素MgO粉末材料（6）和有机溶剂、添加剂比例可根据产品设计需要进行调整。

优选地，溶剂、添加剂和树脂的质量比范围为50-56：15-28:8-15。

本发明还提供了一种上述浆料的应用工艺：采用印刷、喷涂或涂覆工艺将所述浆料复合于等离子显示屏的玻璃基板上，构成膜形态的MgO功能层。

优选地，所述应用工艺包括以下步骤：

1) 将等离子显示屏的玻璃基板（4）置于印刷、喷涂或涂覆机内，优选水平放置；

2) 配置所述用于制备PDP功能层的浆料：无机MgO纳米粉末与有机溶剂体系按一定比例调配混匀，使无机MgO纳米粉末均匀分散于有机溶剂体系中；

3) 将配置好的所述浆料通过印刷、喷涂或涂覆机均匀的分布到玻璃基板（4）表面；

4) 将制作完成后玻璃基板（4）进行烧结，使浆料内有机溶剂及添加剂干燥挥发，仅剩余无机MgO粉末，并构成膜形态的MgO功能层。

优选地，所述烧结温度为500-600℃。

本发明还提供了一种新型的PDP功能层，所述功能层是由本发明所述浆料制成的MgO功能层。作为优选所述功能层采用本发明所述应用工艺制备而成。

本发明还提供了一种等离子显示屏，所述显示屏中含有上述功能层。

本发明还提供了一种等离子电视机，所述电视机中含有上述等离子显示屏。

本发明所述优选方式之间可任意组合。

本发明所述BET粒径是指采用比表面积法计算得到的平均粒径。

本发明的有益效果：

采用本发明浆料配方及其量产应用工艺制作的PDP功能层，不仅工艺更加简单、节能、环保，而且由于浆料配方内含有提高PDP能效的高纯MgO纳米粉末材料，以及提高PDP放电应答速度的掺F元素MgO粉末材料，因此采用本发明制造的PDP电视能效指数比传统单层功能层PDP提高20%以上，放电应答速度提高50%。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明所述新型PDP功能层设计的示例性图示。

图2是本发明所述新型PDP功能层制备工艺示意图。

图3是高纯MgO纳米粉末材料的阴极激发发光光谱。

图4是掺F元素MgO粉末材料的阴极激发发光光谱。

图5是采用传统蒸镀方法制备的PDP功能层二次电子发射示意图。

图6是本发明所述新型PDP功能层二次电子发射示意图。

图7是本发明实施例一（A图）和实施例二（B图）所得的新型PDP功能层截面SEM图片。

图8是本发明实施例一（A图）和实施例二（B图）所得的新型PDP功能层表面SEM图片。

图中标记:1为ITO透明电极、2为BUS电极、3为介质层、4为等离子显示屏的玻璃基板、5为高纯MgO纳米粉末材料、6为掺F元素MgO粉末材料、7为成膜状态的MgO功能层、8为漏印版。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一。

如图2所示，将制设置有ITO透明电极1、BUS电极2、介质层3的等离子显示屏的玻璃基板4置于印刷机内，水平放置。将高纯MgO纳米粉末材料5、掺F元素MgO粉末材料6和有机溶液体系（包括溶剂、树脂、添加剂等）按1.6:6.4:92比例调配成印刷用浆料；

印刷用浆料通过印刷机管道供应到印刷喷嘴，然后通过漏印版8均匀的印刷到玻璃基板4上的介质层3表面；

将印刷后玻璃基板4进行烧结，烧结温度为550℃，使浆料内有机溶剂完全挥发，仅剩余无机MgO粉末，并呈现膜状态，烧结后氧化镁层表面照片如图6所示。

优选地，所述高纯MgO纳米粉末材料（5）纯度为99.995%以上，BET粒径50-200nm；

优选地，所述掺F元素MgO粉末材料（6）纯度为99.97%以上，在制备过程中掺入2000PPM以内F元素，BET粒径300-1000nm；

优选地，所述浆料调配用MgO粉末成分比例8%wt，有机溶剂是二甘醇丁醚醋酸酯占比55.3%wt，添加剂是α-松油醇占比27.7%wt、树脂是乙基纤维素（购于陶氏化学STD10）占比9%wt。

上述优选方式之间可任意组合。

将制得的含新型MgO功能层玻璃基板用于制做等离子显示屏和等离子电视机。所得的等离子电视机能效指数比传统单层功能层PDP提高25%，放电应答速度提高50%。

实施例二

如图2所示，将制设置有ITO透明电极1、BUS电极2、介质层3的等离子显示屏的玻璃基板4置于印刷机内，水平放置。将高纯MgO纳米粉末材料5、掺F元素MgO粉末材料6和有机溶液（包括溶剂、载体、添加剂等）按2:6:92比例调配成印刷用浆料；

印刷用浆料通过印刷机管道供应到印刷喷嘴，然后通过漏印版8均匀的印刷到玻璃基板4上介质层3表面；

将印刷后玻璃基板4进行550℃烧结，使浆料内有机溶剂完全挥发，仅剩余无机MgO粉末，并呈现膜状态，烧结后氧化镁层表面照片如图6所示。

优选地，所述高纯MgO纳米粉末材料5纯度为99.995%以上，BET粒径50-200nm；

优选地，所述掺F元素MgO粉末材料6纯度为99.97%以上，在制备过程中掺入2000PPM以内F元素，BET粒径300-1000nm；

优选地，所述浆料调配用MgO粉末成分比例8%wt，有机溶剂是BCA(Butyl carbitol acetate: 二甘醇丁醚醋酸酯)占比55.3%wt，添加剂是α-松油醇占比27.7%wt、EC(Ethocel：乙基纤维素使用Dow化学STD10)占比9%wt。

上述优选方式之间可任意组合。

将制得的含新型MgO功能层玻璃基板用于制做等离子显示屏和等离子电视机。所得的等离子电视机能效指数比传统单层功能层PDP提高20%，放电应答速度提高50%。

实施例三

将制设置有ITO透明电极1、BUS电极2、介质层3的等离子显示屏的玻璃基板4置于喷涂机内，优选水平放置。将高纯MgO纳米粉末材料5、掺F元素MgO粉末材料6和有机溶液（包括溶剂、载体、添加剂等）按6:12:82比例调配成喷涂用浆料；

通过喷涂经上述浆料机均匀的喷涂到玻璃基板4上介质层3表面；

将喷涂后玻璃基板4进行550℃烧结，使浆料内有机溶剂完全挥发，仅剩余无机MgO粉末，并呈现膜状态，烧结后氧化镁层表面光滑平整。

优选地，所述浆料调配用MgO粉末成分比例18%wt，有机溶剂是BCA(Butyl carbitol acetate: 二甘醇丁醚醋酸酯)占比51.8%wt，添加剂是α-松油醇占比17.2%wt、EC(Ethocel：乙基纤维素使用Dow化学STD10)占比13%wt。

实施例四

将制设置有ITO透明电极1、BUS电极2、介质层3的等离子显示屏的玻璃基板4置于涂覆机内，优选水平放置。将高纯MgO纳米粉末材料5、掺F元素MgO粉末材料6和有机溶液（包括溶剂、载体、添加剂等）按5:15:80比例调配成喷涂用浆料；

优选地，所述浆料调配用MgO粉末成分比例20%wt，有机溶剂是BCA(Butyl carbitol acetate: 二甘醇丁醚醋酸酯)占比50.5%wt，添加剂是α-松油醇占比15.5%wt、EC(Ethocel：乙基纤维素使用Dow化学STD10)占比14%wt。

实施例五

将无机MgO纳米粉末按质量比1:9的比例分散于有机溶剂体系，制得浆料。将制设置有ITO透明电极1、BUS电极2、介质层3的等离子显示屏的玻璃基板4置于印刷机内，通过印刷机将所得浆料均匀的印刷到玻璃基板4上介质层3表面，然后在550℃下烧结1小时，使浆料内有机溶剂完全挥发，仅剩余无机MgO粉末，并呈现膜状态，烧结后氧化镁层表面光滑平整。

优选地，所述浆料调配用MgO粉末成分比例10%wt，有机溶剂是BCA(Butyl carbitol acetate: 二甘醇丁醚醋酸酯)占比54.6%wt，添加剂是α-松油醇占比27.4%wt、EC(Ethocel：乙基纤维素使用Dow化学STD10)占比8%wt。

所得的功能层（MgO印刷膜）与采用传统等离子电子束/离子束蒸镀法制得的传统功能层（MgO蒸度膜）相比性能更优异。

Claims

1.一种用于制备PDP功能层的浆料，其特征在于，该浆料含有无机MgO纳米粉末与有机溶剂体系。

2.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述无机MgO纳米粉末包括高纯MgO纳米粉末材料（5），和掺F元素的MgO粉末材料（6）。

3.根据权利要求2所述的浆料，其特征在于，所述高纯MgO纳米粉末材料（5）纯度为99.995%以上，BET粒径为50-200nm；掺F元素的MgO粉末材料（6）纯度为99.97%以上，在制备过程中掺入2000PPM以内F元素，BET粒径300-1000nm。

4.根据权利要求2所述的浆料，其特征在于，所述高纯MgO纳米粉末材料（5）与掺F元素的MgO粉末材料（6）质量比为2:1以上。

5.根据权利要求1-4中任意一个所述的浆料，其特征在于，所述有机溶剂体系包括溶剂、添加剂和树脂。

6.根据权利要求本发明所述5所述的浆料，其特征在于，所述有机溶剂体系中溶剂为二甘醇丁醚醋酸酯，添加剂是胺类分散剂、α-松油醇，树脂是乙基纤维素。

7.一种根据权利要求1-6中任意一个所述的浆料的应用工艺，其特征在于，采用印刷、喷涂或涂覆工艺将所述浆料复合于等离子显示屏的玻璃基板上，构成膜形态的MgO功能层。

8.根据权利要求7所述应用工艺，其特征在于，具体步骤如下：

1) 将等离子显示屏的玻璃基板（4）置于印刷、喷涂或涂覆机内；

2) 配置所述用于制备PDP功能层的浆料；

9.一种等离子显示屏，其特征在于，所述显示屏中含有根据权利要求1-6中任意一个所述的浆料制作成的功能层。

10.一种等离子电视机，其特征在于，所述电视机的显示屏中含有根据权利要求1-6中任意一个所述的浆料制作成的功能层。