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CN1154143C - 彩色等离子显示板 - Google Patents

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CN1154143C
CN1154143C CN 97111833 CN97111833A CN1154143C CN 1154143 C CN1154143 C CN 1154143C CN 97111833 CN97111833 CN 97111833 CN 97111833 A CN97111833 A CN 97111833A CN 1154143 C CN1154143 C CN 1154143C
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color plasma
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CN 97111833
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Inventor
冈岛哲治
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日本电气株式会社
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    • H01J9/20Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
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    • H01J2211/444Means for improving contrast or colour purity, e.g. black matrix or light shielding means

Abstract

在一个AC型等离子显示板中,其中在显示表面上的它的基底上形成有一个放电电极和一个介电材料层,它具有一种与介电材料层相接触地或在介电材料层中形成一个包含作为其主要成分的细无机颜料颗粒的薄滤色膜层的结构。通过安排使滤色膜层具有0.5至5微米的厚度,并且细颜料颗粒具有0.01-0.15微米的平均粒径,可以使包含作为其主要成分的细颜料颗粒的滤色膜层具有良好的性能。

Description

彩色等离子显示板

本发明涉及一种用于信息显示终端、平面电视接收机或类似设备的彩色等离子显示板,更详细地讲,是一种用于获得高对比度,高亮度和高效率的光发射的显示板结构。

彩色等离子显示板是一种用气体放电产生的紫外线激发荧光物质使其发光显示的显示器。根据放电的形式可以将其分类为AC型和DC型。它们之中,AC型在其亮度,发光效率和寿命上优于DC型。在AC型中,直观型AC表面放电型的优点是它的亮度和发光效率。

图14是现有的直观型AC表面放电彩色等离子显示板的一个例子的剖面图。一个透明电极2形成在一个前基底1上,前基底1是一个构成显示表面的透明玻璃板。透明电极是由多个平行于纸页表面方向的条带形成的。在相邻透明电极2之间施加从数十至数百KHz的脉冲AC电压,以获得显示放电。

透明电极2使用的是氧化锡(SnO2)或铟锡氧化物(ITO)。为了降低电阻,提供了一种由铬/铜/铬的多层薄膜,一层铝薄膜这样的金属薄膜,或一层银之类的金属厚膜构成电极作为总线电极。当它是由银厚膜形成的时候,经常混合有少量的黑色颜料。但是,在图14中省略了总线电极。

透明电极2上涂覆了一层透明绝缘层17。透明绝缘层17具有限制电流的功能,这是AC型等离子显示器独有的特点。出于介电击穿电压或易于制造的考虑,透明绝缘层一般是通过施加包含低熔点铅玻璃的料浆,并在高于其软化点的温度下焙烧和使其重新流动而形成的。这提供了一个其中不含有气泡的,厚度大约为20微米至40微米的平的透明绝缘层17。其上形成有一个黑色的基质层30。这个黑色的基质层30用于减少外部光线在显示表面上的反射,并具有减少相邻放电槽之间的误放电和光串音的效能。黑色基质层30一般也是通过用厚膜印刷施加由铬或镍这样的金属氧化物粉末和低熔点铅玻璃组成的浆料形成的。

然后,形成一个保护层16以覆盖透明绝缘层17和黑色基质层30的整个结构。它是用气相沉积或溅射法形成的MgO薄膜,或用印刷或喷涂法形成的MgO厚膜。其厚度大约为0.5至2微米。保护层用来降低放电电压和防止表面溅射。

另一方面,在一个玻璃板的后基底8上形成一个用于写入显示数据的数据电极9。在图14中,数据电极9沿垂直于纸页表面的方向延伸,并且为每个放电槽18-20而形成。也就是说,数据电极9正交于形成在玻璃板的前基底1上的透明电极2。数据电极9涂覆有一个白色的绝缘层7,该绝缘层是用印刷和焙烧一种低熔点铅玻璃和白色颜料混合物的厚膜浆料而形成的。一般使用氧化钛粉末或氧化铝粉末作为白色颜料。一般通过厚膜印刷或喷砂在白色绝缘层7上形成白色间壁6。然后把荧光物质(红色)10,荧光物质(绿色)11和荧光物质(蓝色)12分别施加在放电槽18,19和20上。也要把每种荧光物质涂覆在白色间壁6的侧面,以增加涂覆荧光物质的面积和获得高的亮度。一般用丝网印刷形成每个荧光膜。

前基底1与后基底8对齐,并与之形成隔绝空气的密封,使得在前基底1上形成的黑色基质层30的图案叠盖在后基底8上形成的白色间壁6上。可放电气体,例如氦,氖和氙的混合气以大约500乇的气压密封在每个放电槽18-20中。

在图14中,每个放电槽18-20安排有两个透明电极2,在它们之间发生表面放电,以在放电槽(红色)18,放电槽(绿色)19和放电槽(蓝色)20中产生等离子。此时产生的紫外线激发荧光物质(红色)10,荧光物质(绿色)11和荧光物质(蓝色)12,使它们发射出可见光,因而获得了穿过前基底1显示的光发射。

一组产生表面放电的相邻透明电极2分别作为扫描电极和保持电极使用。在实际驱动显示板中,在扫描电极和保持电极之间施加一个保持脉冲。当要产生写入放电时,通过在扫描电极和数据电极9之间施加电压产生反向放电。通过连续地在表面放电电极之间提供保持脉冲维持这种放电。

图5显示了另一个现有的例子。这是一种显示板,其中图14的黑色基质30的膜厚度增加了,以形成黑色间壁5。基本方法与图14中相同。黑色间壁5一般是用丝网印刷或喷砂形成的。使用的材料有低熔点铅玻璃,一种氧化铝一类的填充料,和一种黑色颜料。使用的黑色颜料与黑色基质30中所用的一样。这种结构的涂覆荧光物质的面积比图14的结构的面积小,因此它的亮度稍有降低。但是,由于可以使白色间壁6顶部的荧光物质与沿前基底1产生的表面放电保持一些距离,因而其具有即使在点亮了一个延长的时间周期之后亮度变化很小的优点。

用于彩色等离子显示板的荧光物质是具有很高反射率的白色粉末。在如图14或15所述的现有彩色等离子显示板中,当室内或室外的光(外部光)照射在显示板上时,外部光除了有30%-50%被反射外,其余部分被黑色基质或黑色间壁,或总线电极吸收,因而使对比度或色彩的纯度明显降低。因此,尽管有一种把具有大约40%-80%的透光率的ND滤光膜安置在显示板表面的方法,但它的缺点是显示板的亮度降低了,因为它也吸收从显示板发射的光。

有一种利用微滤色膜的方法,使得显示板的亮度尽可能不降低,和减少外部光的反射。这种方法是提供把红,绿蓝光透射到对应于各个红,绿和蓝放电槽发射的彩色的显示表面的滤色膜。用于等离子显示板的微滤色膜是用直接将其形成在玻璃基底的表面的方法,或是用以染色玻璃层构造AC等离子显示板的绝缘层的方法形成的。图15显示了利用后一种方法的现有彩色等离子显示板的例子的剖面图。这形成了把从放电槽(红色)18,放电槽(绿色)19和放电槽(蓝色)发射的彩色光透射到透明电极2上的滤色膜。与图14的结构的差异在于,涂覆放电电极的透明绝缘层17被染色的低熔点铅玻璃层构成的一个滤色膜(红色)13,一个滤色膜(绿色)14和一个滤色膜(蓝色)取代。从日本专利申请特开昭平4-36930中可以了解这种结构。这使得它可以把从每个放电槽18-20发射的的衰减抑制到最低水平,抑制外部光的反射,和改善对比度。

每个滤色膜13-15被制造成一个染色低熔点铅玻璃的绝缘层,一般是把用于每一种彩色的低熔点铅玻璃粉末,颜料颗粒和有机溶剂与粘结剂混合物的印刷滤色浆料混合在一起,然后经过丝网印刷和焙烧而形成的。在这里,由于颜料颗粒必须经得住高温(500℃-600℃)焙烧处理,因此选择了无机材料。典型的颜料颗粒是:红色:Fe2O3型绿色:CoO-Al2O3-TiO2-Cr2O3型蓝色:CoO-Al2O3型把用于红、绿和蓝每种彩色的滤色浆料分为独立的三次印刷,以形成完整的滤色膜。

图6显示了一种在相同的结构中形成一个黑色间壁5而不是黑色基质30的例子。

滤色膜必须具有20微米或更厚的厚度,以使其能够作为具有足够高的介电击穿电压的绝缘层使用。这导致了在每种彩色的滤色膜结合部的凹陷或隆起。这对黑色基质或黑色间壁的介电击穿或后处理有不利的影响。

为了避免这种不利影响,日本专利申请特开昭平7-21924中公开了一种方法,如图7所示,这种方法通过在低熔点染色铅玻璃滤色膜13-15上再涂覆一层透明绝缘层4,而平整滤色膜的整个表面。此外,为了得到图15或6中的结构,日本专利申请特开昭平4-249032公开了一种方法,其中在分别印刷了每种彩色颜料之后再把低熔点铅玻璃浆料涂覆在整个表面上,并把颜料扩散或分散到低熔点铅玻璃层中。

由于颜料与低熔点铅玻璃之间的折射率不同,用在低熔点铅玻璃中分散颜料颗粒构成的现有滤色膜造成光的散射。这导致了滤光膜的平行光线透射率变坏的缺陷。在此,平行光线透射率表示基本上直线地通过滤色膜透射的,并且不包括滤色膜散射的光的分量的光的透射率。像这样,由于滤色膜具有高散射特性,外部光被向后散射,这破坏了作为滤色膜的效能。也就是说,它造成了模糊的屏幕显示。此外,由于滤色膜本身的颜色被进一步加重,因而存在产生失调的感觉的缺点,特别是在显示黑色的时候。另外,存在着从放电槽发射的彩色被降低至低亮度的问题。而且,颜料经常不是均匀地分散在低熔点铅玻璃膜中的,而是聚结在其中,因此可能会非常严重地损害滤色膜的特性。更糟的是,当把颜料分散在低熔点铅玻璃中时,可能存在颜料失色或变色的问题。此外,所有的实验表明,当在高温下焙烧时,颜料可能造成ITO或Nesa(SnO2)膜构成的透明电极与颜料发生反应,使得可能损害滤色膜的特性。例如,对于作为优良蓝色颜料的CoO-Al2O3型颜料,存在的问题是通过焙烧过程吸收了400nm左右的波长的光,显著地降低了作为蓝色滤色膜的透射率,因此造成显示板亮度的降低和彩色平衡的破坏。另外,使用Fe2O3型颜料的红色滤色浆料具有的问题是,由于与透明电极的反应造成的明显失色,因而损害了滤色功能。还不清楚这种现象到底是由直接反应造成的,还是由于透明电极材料的催化作用引起的,但是问题需要解决以获得良好的滤色膜。

除了上述的滤色特性的损害之外,由于把彩色颜料分散到低熔点铅玻璃中的加工伴随着焙烧造成的再流动,因而引起了精细滤色膜图案发生偏差或扩展到一个预定像素附近区域中的问题。

这些问题使得具有良好滤色膜的优良显示特性的彩色等离子显示板投入实际使用。

因此,本发明的一个主要目的是要通过提高滤色膜的平行光线透射率减少模糊感觉这样的失调感觉,防止由于颜料颗粒与透明电极材料之间,或颜料颗粒与低熔点铅玻璃之间的反应造成的透射光谱的改变,和获得具有良好特性的滤色膜。

根据本发明的一种AC型彩色等离子显示板包括由一个绝缘层覆盖的透明电极,绝缘层具有至少一个两层结构,在这个两层结构中,包括一个直接覆盖在所述透明电极上的缓冲层与一个具有滤色膜功能的绝缘层,所述具有滤色膜功能的绝缘层的结构包括印刷并图形化的颜料颗粒,和在其上涂覆和焙烧的低熔点铅玻璃。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,缓冲层是由低熔点铅玻璃,氧化铝,或二氧化硅构成的。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,透明电极是由氧化锡或ITO构成的。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,具有滤色膜功能的绝缘层是通过首先印刷和焙烧颜料颗粒,然后在其上涂覆并焙烧透明低熔点铅玻璃而形成的。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,具有滤色膜功能的绝缘层是形成颜料颗粒和光敏材料的混合物并用光刻法使之图形化,然后在其上涂覆并焙烧透明低熔点铅玻璃而形成的。

根据本发明的AC型彩色等离子显示板,包括一前基底,在所述前基底上形成的放电电极,以及在所述放电电极和所述前基底上形成的一绝缘层,其中,与所述绝缘层相接触地或在所述绝缘层内形成了一滤色膜,所述滤色膜是通过印刷并图形化颜料颗粒并在其上涂覆并焙烧透明低熔点铅玻璃来形成的。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,在绝缘层上形成一个滤色膜,滤色膜包含作为其主要成分的颜料颗粒。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,在包含放电电极的基底上形成滤色膜之后,形成绝缘层以覆盖滤色膜,滤色膜包含颜料颗粒作为它的主要成分。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,在包含放电电极的基底上形成绝缘层之后,形成滤色膜,滤色膜包含颜料颗粒作为它的主要成分,形成绝缘层覆盖滤色膜。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,绝缘层至少由两层绝缘层构成材料组成,接触包含颜料颗粒作为其主要成分的滤色膜的至少一个表面绝缘层构成材料的软化点高于在其它绝缘层构成材料中的至少一层中的构成材料的软化点。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,包含颜料颗粒作为其主要成分的滤色膜的厚度为0.5-5微米。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,包含颜料颗粒作为其主要成分的滤色膜曾的厚度为0.5-3微米。

在根据本发明的AC型彩色等离子显示板中,包含颜料颗粒作为其主要成分的滤色膜是由平均粒径为0.01-0.15微米的颜料颗粒构成的。

一种制造根据本发明的绝缘层至少由两层构成的彩色等离子显示板的方法,包括至少两个焙烧步骤,其中第一焙烧步骤是在一个不会对滤色膜造成不利影响的温度焙烧直接覆盖在滤色膜之上的绝缘层,第二焙烧步骤是在比第一焙烧步骤高的温度进行对至少一个其它层的焙烧。

以下通过结合附图参考本发明的详细说明将会对本发明的上述目的,特征和优点更为清楚。

图1是根据本发明的第三实施例的一个彩色等离子显示板的板结构的剖面图;图2是根据本发明的第三实施例的一个彩色等离子显示板的板结构的剖面图;图3是显示一个蓝色滤色膜的透射光谱的曲线图;图4是显示一个红色滤色膜的透射光谱的曲线图;图5是一个现有彩色等离子显示板的剖面图;图6是一个现有彩色等离子显示板的剖面图;图7是一个现有彩色等离子显示板的剖面图;图8是根据本发明的第一实施例的一个彩色等离子显示板的板结构的剖面图;图9是根据本发明的第二实施例的一个彩色等离子显示板的板结构的剖面图;图10是根据本发明的第三实施例的一个彩色等离子显示板的板结构的剖面图;图11是显示颜料的平均粒径与平行光线透射率之间关系的曲线图;图12是显示颜料颗粒层中的平均粒径与裂纹间隙之间关系的曲线图;图13是显示颜料颗粒的薄膜厚度与平行光线透射率之间关系的曲线图;图14是一个现有彩色等离子显示板的剖面图;图15是一个现有彩色等离子显示板的剖面图;图8是将要说明的根据本发明的第一实施例的彩色等离子显示板的结构的剖面图。它的后基底与图14中所示的现有技术的后基底完全相同。在基底8上顺序地形成数据电极9,白色间壁6,一个荧光物质(红色)10,一个荧光物质(绿色)11和一个荧光物质(蓝色)12,以形成用作有关彩色的放电槽18,19和20的空间。白色间壁6以,例如,大约350微米的间距排列。每个间壁6有大约80微米的宽度。在前基底1上形成透明电极2和一个金属总线电极(未示出)以减小阻抗。然后,用丝网印刷低熔点玻璃的浆料,并在大约580℃的温度焙烧以形成由熔化玻璃层构成的厚度大约为25微米的透明绝缘层17。在以后的过程中在基底上形成对每种色彩的滤色膜。把由包含氧化铁作为其主要成分的红色颗粒颜料在粘结剂和溶剂中混合制备的浆料在1.05毫米间距的并且宽度为大约390微米的多个条形中用丝网印刷,并在大约150℃下蒸发溶剂干燥。随后,在从已经印刷的红色颜料图案平行移动350微米的位置,利用包含钴、铬、铝和钛的氧化物作为其主要成分的绿色颗粒颜料在粘结剂和溶剂中混合而成的浆料进行相邻的丝网印刷并干燥。最后,以同样的方法利用由包含钴和铝的氧化物的细颗粒作为其主要成分的蓝色颜料与粘结剂和溶剂组成的浆料进行印刷和干燥。在通过这三种彩色颜料颗粒的印刷,每种颜色的颜料覆盖了对应于显示部分的全部区域后,在大约520℃的温度焙烧。这种处理过程形成了颜料颗粒层(红色)25,颜料颗粒层(绿色)26,和颜料颗粒层(蓝色)27。

在足以熔化低熔点铅玻璃的高温下焙烧低熔点铅玻璃的透明绝缘层17,因而可以获得一个平的、内部没有气泡的透明绝缘层。另一方面,在选择的不使低熔点铅玻璃太多地重新流动的温度下进行在绝缘层上的颜料颗粒层的焙烧。如果提高温度,它使衬底的低熔点铅玻璃的绝缘层重新流动。因此,造成在良好状态中印刷的颜料层的图案变形或开裂的问题,或由于低熔点铅玻璃与颜料颗粒层的相互扩散而使散射特性加剧时,或由于与低熔点铅玻璃反应而使透射光谱改变时,造成破坏滤色膜的特性的问题。因此,为了获得根据本发明的包含颜料颗粒作为其主要成分的滤色膜,把温度选择为高于足以使包含在颜料浆料中的粘结剂成分分解和烧掉的温度,但是比使绝缘层重新流动的温度稍微低一些的温度。根据本实施例,焙烧温度选择为520℃,这个温度比绝缘层使用的低熔点铅玻璃的软化点高大约10℃。这个温度不会造成颜料颗粒层上的图案流动或扩散变形,只是使绝缘层的表面稍稍软化,因此,这有利于颜料颗粒层牢固地附着。在进行焙烧之后,滤色膜具有一个大约1至2微米的厚度。当然,由于在这种温度下颜料颗粒本身并不熔化,因而不存在由于像在现有的滤色膜中那样的重新流动而造成图案变形的可能性。

然后,通过真空沉积直接在滤色膜上沉积一个MgO薄膜的保护层16完成前基底的加工。由于所用的细无机颗粒具有大约0.01至0.15微米粒径的十分细小的颗粒,并且构成一个致密的层,因此MgO薄膜不会剥离,即使是直接地真空沉积它。最后,通过密封,抽真空和充入放电气体把它与一个后基底组装在一起完成一个带有滤色膜的等离子显示板。

对于一个具有大面积的等离子显示板,丝网印刷可能没有足够的精度。在这种场合,如果在相邻的颜料颗粒层之间产生一个间隙,显示表面将产生明显的不均匀,和损害它的质量,因此,在本实施例中,安排一种颜色的颜料颗粒层与相邻的其它颜色的颜料颗粒层重叠40微米。由于这个重叠区域位于没有光线发射的间壁上,它不仅不会造成任何不便,而且它构成了一个深度染色的黑色基质,因此它改进了在外部光线下的对比度。当然,为了制造的方便,可以没有重叠地形成各个颜色的颜料颗粒层。

由于在本实施例的等离子显示板中滤色膜没有扩散到低熔点铅玻璃的绝缘层中,因而不存在由于与低熔点铅玻璃反应造成的损害,或散射。此外,由于它是一个包含以极细小的粒径作为其主要组分的颜料颗粒的薄层,因而可以获得具有高平行光线透射率的优良滤色膜。

(第二实施例)上述结构存在着由于由颜料颗粒构成的滤色膜没有高的机械强度,因此当它在组装过程中与后基底接触时,滤色膜剥离的问题。此外,在滤色膜形成之后,很难形成黑色基质层,或类似层。因此,作为第二实施例,图9显示了一种在形成透明绝缘层之前形成滤色膜的情况,以下将对此进行说明。在前基底1上形成透明电极2和一个金属总线电极(未示出)之后,以第一实施例同样的方法形成各个滤色膜。利用包含氧化铁作为其主要成分的细颗粒的红色颜料与粘结剂和溶剂混合制备的浆料在1.05毫米间距的和大约340微米宽度的多个条形中进行丝网印刷,并干燥之。接着,利用包含钴、铬、铝和钛的氧化物作为其主要成分的绿色颗粒颜料与粘结剂和溶剂混合而成的浆料,在从已经印刷了红色颜料图案平行移动350微米的位置相邻地进行丝网印刷,并干燥。最后,利用由包含钴和铝的氧化物作为其主要成分的蓝色颜料、粘结剂和溶剂组成的浆料,以同样的方法印刷,并干燥。然后进行焙烧除去粘结剂,使得颜料牢固地附着。通过彩色颜料的三次印刷,用大约2微米厚度的红,绿和蓝色颜料颗粒层25,26和27涂覆了对应于显示部分的全部区域。在这个基底上通过丝网印刷,干燥和焙烧低熔点铅玻璃浆料形成一个第一绝缘层28。然后,在第一绝缘层28上再次印刷,干燥和焙烧另一层低熔点铅玻璃浆料,以形成第二绝缘层29。

特别应当注意在颜料颗粒层上形成低熔点铅玻璃构成的第一和第二绝缘层。即,如果焙烧低熔点铅玻璃的温度过高,在焙烧过程中颜料颗粒将扩散到玻璃层中,或由于玻璃层重新流动造成颜料层上的图案混乱。即使玻璃层没有明显地流动,在滤色膜中也可能产生裂纹。尽管很细的裂纹基本上没有什么影响,但可能产生达到50微米的裂纹。由于有裂纹的部位是透明的,因此它们明显地破坏滤色膜的功能。裂纹产生的倾向取决于颜料材料和颗粒的粒径。对于绿色颜料或粒径为0.01或更小的极细颗粒颜料是特别重要的。

根据本实施例,把低熔点铅玻璃的绝缘层构造为两层以克服这一问题。也就是说,用于直接覆盖颜料颗粒层25-27的第一绝缘层28的是软化点温度高于第二绝缘层29的低熔点玻璃的软化点温度的低熔点玻璃的粉末。在本实施例中,把由520℃的软化点的玻璃粉末为原料组成的浆料涂覆到颜料颗粒层上,并在干燥后以535℃的温度焙烧,形成大约7微米厚度的第一绝缘层28,以便覆盖颜料颗粒层。在这种方法中,由于焙烧温度与第一绝缘层的软化点温度之间只有很小的差别,在焙烧中低熔点铅玻璃的流动性很低,因而不会在颜料颗粒层上造成,例如,裂纹、聚集或分散或扩散到玻璃层中之类的有害影响。但是,由于焙烧温度低,第一绝缘层28没有好的平整度,和带有轻微的起伏。此外还留有微小的针孔。因此,它作为绝缘层来说介电强度不够好。因而在第一绝缘层28形成之后,通过印刷,干燥和焙烧由具有较低软化点的低熔点玻璃构成的浆料形成一个第二绝缘层29。选择的焙烧温度是造成重新流动的温度,以提供一个具有高介电强度而且没有针孔或气泡的绝缘层。本实施例使用了具有490℃的软化点的低熔点玻璃材料,并在570℃进行焙烧。由于预定成为滤色膜的颜料颗粒层已经被高软化点的第一绝缘层28覆盖,所以即便是在第二绝缘层29的焙烧中也不会造成颜料的扩散之类的现象,使得它能够保持作为一个薄颜料层的良好形状。此外,不存在由于流动产生的颜料图案的变形或颜料图案中的裂纹。

最后蒸发沉积一个MgO薄膜的保护层16完成前基底的制作。通过把它与一个后基底组装在一起,并充入放电气体完成等离子显示板的制作。

(第三实施例)图10通过首先在电极上形成一个缓冲层3——它是一个透明绝缘层,形成一个颜料颗粒层,和形成一个透明绝缘层显示了一个例子作为第三实施例。在一个玻璃板的前基底上形成透明电极2,并随后在其上形成一个金属总线电极(在图10中省略)。然后,在整个表面上施加,干燥和焙烧低熔点铅玻璃的浆料,以便用一个透明绝缘层的缓冲层3覆盖透明电极和金属总线电极。在随后形成一个颜料颗粒层时,缓冲层3作为一个衬底层。在缓冲层形成之后,用与第二实施例相同的方法形成各个彩色颜料颗粒层。即,对三种颜色的每一个重复在间距为1.05毫米和宽度为340微米的条形中进行丝网印刷和干燥在粘结剂和溶剂中混合颜料颗粒制备的浆料的方法,因而在整个表面形成制成图案的颜料颗粒层25,26和27。通过在颜料颗粒层上两次丝网印刷,干燥和焙烧低熔点玻璃的浆料形成一个第一绝缘层28和一个第二绝缘层29。在本例中,在颜料颗粒层形成之前形成的一个作为衬底层的缓冲层3具有520℃的软化点,并且在570℃焙烧使其充分地再流动。形成的直接覆盖颜料颗粒层的第一绝缘层28使用具有520℃的软化点的同样的材料,但把它在535℃的焙烧温度下焙烧,因而它是在没有使材料太多流动的状态中焙烧的。形成在第一绝缘层28之上的第二绝缘层29使用的是具有490℃的软化点的低熔点玻璃浆料。但是,使用的焙烧温度是一个570℃的较高的温度。用这样一种方法,可以像在第二实施例中一样获得具有足够高的介电强度和良好表面平整度的绝缘层,和避免由于绝缘层的形成而造成的滤色膜特性的损害。

这个实施例与第二实施例的主要差别之一在于,作为衬底层的一个缓冲层是在颜料颗粒层形成之前形成的。这种方法的优点首先包括不均匀性的改善。在第二实施例的场合,由于颜料颗粒层覆盖三种类型的组合物(一个玻璃板,一个ITO或氧化锡的透明导电薄膜,和一个总线电极的金属薄膜),这可能造成不均匀的印刷厚度,或因为在焙烧过程中由于衬底材料和颜料材料的组合而引起的反应或聚结形成的不均匀性。这特别易于发生在红色或蓝色颜料中。当安排用作为衬底层的缓冲层3覆盖玻璃板区,透明电极区,和金属电极区时,这些问题不会发生,并可以获得良好的滤色膜。作为衬底层的缓冲层3显示了足够的效能,甚至是当它薄到大约3微米时。当然,它可以有20微米或20微米以上的厚度,以得到足够高的介电强度。在这种情况下,可以省略第二实施例的绝缘层29,使作为衬底层的缓冲层3承担实质上的介电强度。

图10显示了一个例子,其中在MgO薄膜的保护层16的蒸发沉积之前,在每个滤色膜之间形成薄的黑色基质30。由于黑色基质30可以掩盖不发射光的白色间壁6,和彩色颜料层之间的任何图案偏差,因此它可以改善显示表面的对比度以及不均匀性。

在此,详细地说明当形成颜料层时,在焙烧过程中颜料材料与衬底材料的组合发生的反应。在这种场合,论及的衬底材料包括作为透明电极材料的氧化锡或ITO(铟锡氧化物)。在形成颜料颗粒层时可能会发生反应,但当浆料——颜料颗粒和低熔点铅玻璃的混合物——在透明电极上印刷和干燥时特别倾向于发生反应。以下对颜料颗粒与低熔点铅玻璃混合,以及印刷,干燥和焙烧的情况详细地加以说明。

图1显示本发明的第三实施例的另一个例子。图7是对应于图1的现有的例子,其中同样的组件用相同的标号标识。

图1的AC型彩色等离子显示板在涂覆透明电极2的绝缘层的结构上与现有的AC型等离子显示板不同。即,图1的AC型彩色等离子显示板在透明电极2上形成缓冲层3,对应于放电槽(红色)18,放电槽(绿色)19和放电槽(蓝色)20在缓冲层3上形成滤色膜(红色)13,滤色膜(绿色)14和滤色膜(蓝色)15,并且在滤色膜上涂覆透明绝缘层4。

在这种场合,通过丝网印刷,干燥和焙烧在有机溶剂和粘结剂中混合低熔点铅玻璃粉末和颜料颗粒混合物制备的每一种滤色膜的浆料形成了滤色膜(红色)13,滤色膜(绿色)和滤色膜(蓝色)14。颜料颗粒的材料可以与上述实施例所述的相同。因此,颜料颗粒是分散在低熔点铅玻璃的绝缘层中的形式的,使得颜料颗粒层(红色)25,颜料颗粒层(绿色)26和颜料颗粒层(蓝色)27被完全地隔离,并且也是用不同的标号标识的。

由于这种结构具有缓冲层3,因而透明电极2决不会直接与滤色膜13,14和15接触。因此,它可以防止透明电极2的材料氧化锡(SnO2)或ITO与滤色膜的主要组分无机颜料之间的反应。

另一方面,如果不使用缓冲层3把滤色膜直接形成在透明电极2上,透明电极2中的氧化锡(SnO2)或ITO就会与滤色膜的主要组分无机颜料反应。对于这种反应的详细机理还不清楚。它说明了滤色膜的透射光谱是如何被这种反应改变的。

在图3的曲线图中,标号21指示当根据现有技术把一个利用蓝色颜料的滤色膜(蓝色)15在氧化锡(SnO2)上焙烧时的透射光谱的曲线,标号22指示当根据本发明的实施例把使用蓝色颜料的滤光膜在低熔点铅玻璃的缓冲层3上焙烧时的透射光谱曲线。滤色膜浆料在550℃的温度焙烧。

当比较曲线21和22时,发现在曲线21中400nm左右波长的光被更强烈地吸收。

由于从蓝色荧光物质发射的光的波长在455nm左右,因此它受到上述吸收的影响。因此,当在SnO2上形成蓝色滤光膜时,透射光谱明显的减弱。图3显示了在这样的场合中的透射率的变化,其中当在ITO上焙烧滤色膜时也观察到基本上相同的变化。

在图4中,曲线23显示了当根据现有技术在氧化锡(SnO2)上焙烧使用红色颜料的滤色膜(红色)13时的透射光谱,曲线24显示了当根据本发明的实施例在低熔点铅玻璃的缓冲层3上焙烧红色滤光膜浆料时的透射光谱。滤色膜浆料也是在550℃的温度焙烧的。

从红色荧光物质发射的光具有610nm左右的波长。如从曲线24所见,当使用红色颜料的滤色膜是在缓冲层上焙烧的时候,透射率在波长短于610nm的区域降低,使得它获得作为滤色膜的功能。但是,当使用红色颜料的滤色膜是在氧化锡(SnO2)上焙烧的时候,如曲线23所示,观察到明显的失色,因而使得直到400nm左右的区域透射率变化很小,它不能获得作为滤光膜的功能。图4显示了氧化锡(SnO2)透明电极的透射率的变化。对于ITO观察到了基本上相同的变化。

对于绿色滤色膜,没有观察到透射光谱的变化,即使是当它是在透明电极上焙烧的时候。

换句话说,图1的彩色等离子显示板通过在透明电极2上形成缓冲层3使得透明电极2决不会与滤色膜13,14和15直接接触,防止了作为透明电极2的材料的氧化锡(SnO2)或ITO与滤色膜的主要组分无机颜料之间的反应,并因而防止了透射率的改变。

这个实施例是根据滤色膜直接形成在透明电极上而使透射光谱改变的全新发现而安排的。

图2显示了根据本实施例的AC型彩色等离子显示板的另一个例子的剖视图。

这个彩色等离子显示板具有图7中所示的现有AC型彩色等离子显示板相同的基本结构。但是,它的不同在于,除去了平整滤色膜13,14和15的透明绝缘层4,并且有一个插入在透明电极2和颜料颗粒分散在低熔点铅玻璃中的滤色膜13,14和15之间的缓冲层3。在这种场合,由于透明电极2决不会与滤色膜13-15直接接触,所以不存在透射率的改变。

根据本实施例,这里所述的本实施例的滤色膜是印刷颜料和低熔点铅玻璃的混合物构成的。如上所述,首先仅印刷颜料颗粒,然后用透明低熔点铅玻璃覆盖它并焙烧也可以获得同样的效果。此外,通过在颜料颗粒中混合一种光敏材料,用光刻法形成滤色膜,然后用低熔点铅玻璃涂覆并焙烧之,也可以获得同样的效果。

低熔点铅玻璃最适合用作图1,2和10中所示的缓冲层3的材料。但是,除了上述的之外,也可以用真空沉积大约1-3μm厚的,例如,氧化铝形成缓冲层3。这也能充分提供缓冲层的效果。

其它的材料还包括SiO2。可以用溅射或浸渍SiO2的方法形成缓冲层。还有许多其它的材料经常能提供同样的效果。

也就是说可以预期获得与低熔点铅玻璃缓冲层等价效果。但是从制造方法和成本方面来讲,可以说低熔点铅玻璃的缓冲层是最好的。

(第四实施例)第二实施例构造的绝缘层包括在一个两层结构中的具有不同软化点的地熔点铅玻璃。但是,它仅能提供利用焙烧条件的控制,尽管限制了制造处理的范围。以下是对第四实施例的说明。如在第二实施例中一样,参考的附图是图9。在以第二实施例相同的方法用红、绿和蓝颜料颗粒形成滤色膜(颜料颗粒层25,26和27)之后,用印刷,干燥和在500℃下焙烧包含470℃的软化点的低熔点铅玻璃作为其主要成分的浆料形成一个大约8微米厚度的第一绝缘层28。然后,通过印刷,干燥和在550℃下焙烧同样的低熔点铅玻璃浆料形成一个第二绝缘层29。像前面已经说过的那样,当把覆盖颜料颗粒层的绝缘层划分为两层,并且一度在一个较低的温度下焙烧过覆盖颜料颗粒层的第一玻璃层时,即使在一个较高的温度下焙烧再次印刷的低熔点铅玻璃浆料,也可以避免对颜料颗粒层的影响。当然,如果焙烧的温度太高,颜料颗粒层会受到由于扩散,聚结,裂纹或流动而造成的图案变形的损害。如果焙烧温度太低,将产生介电强度降低或残留气泡之类的问题。但是,通过在不同的焙烧温度下分别地焙烧两个绝缘层可以获得具有良好特性的滤色膜,尽管与第二实施例相比时处理范围受到限制。在这种场合,通过印刷同样的浆料可以形成多个绝缘层,因而可以降低处理成本。此外,可以把这种方法应用于第三实施例的结构。

为了得到其中颜料颗粒层覆盖着多个绝缘层的良好显示板,用于直接覆盖颜料颗粒层的绝缘层的第一焙烧温度与第二较高焙烧温度之间的差别最好是在大约20℃至30℃,尽管最佳焙烧温度差取决于绝缘层所使用的低熔点铅玻璃材料。

上述第一至第四实施例所使用的颜料颗粒的平均粒径和颜料颗粒层的膜厚度显著地影响滤色膜的特性。颜料颗粒的平均粒径关系到在焙烧过程中颜料颗粒层中的裂纹,和透射光谱。已经发现0.01-0.15微米的平均粒径可以提供没有裂纹的和具有优良选择透射特性的滤色膜。如图11中所示,当平均粒径增加时,从大约0.15微米的平均粒径开始,散射光增加,平行光透射率减小。因此,由于当平均粒径增加时滤色膜的透射率降低,以及散射的外部光线使得显示表面模糊,因而降低了对比度。在另一方面,当平均粒径为0.01或更小时,由于聚结增加使得颜料颗粒层中倾向于产生裂纹。图12显示了它的一个例子。坐标轴上的颜料颗粒层中的裂纹间隙表示在颜料颗粒层中产生的裂纹中的间隙的宽度。如果存在这样的裂纹,将产生白色透光量增加,和滤色膜的选择性透射特性降低的问题。由于上述的原因,本实施例主要使用0.03微米的平均粒径的颜料颗粒,这样的平均粒径在上述的颜料颗粒的最佳平均粒径范围之内。

图13显示了薄膜厚度与颜料颗粒层的平行光透射率之间的关系。图13的特性曲线是通过标绘出在红、绿和蓝荧光物质的峰值610nm,515nm和585nm的波长的透射率,和在滤色膜的555nm,618nm和585nm的吸收峰的透射率而获得的。但是,由于红色滤光膜具有类似棱镜滤光的透射光谱,因此确定555nm是吸收峰的波长。

能够提供较高对比度的滤色膜特性是在图13中的代表从荧光物质发射的光的波长的圆点与代表滤光膜的吸收波长的方点之间具有大的差的地方。即,必须具有选择性地透过发射的红、绿和蓝光,并且屏蔽其它波长的光的特性。从图13中可以发现,当颜料颗粒层太厚时,由于整体透射率降低,存在着圆点与方点之间没有差别的透射特性。从这样的事实可以确定对于颜料颗粒层的最佳膜厚度范围是5μm以下。

此外,当颜料颗粒层太薄时,透射光谱与波长之间的关系变弱,使得透射光谱在总体上有一个平缓的斜率,并失去了选择性透射特性。这是因为,当颜料浆料中的颜料颗粒的比率急剧降低时,作为滤色膜的光密度降低,并且颜料颗粒之间的内聚力极大地破坏了颜料颗粒的分散,因此白色透射光的量增加了。从这一事实可以确定,颜料颗粒层的最佳膜厚度范围是0.5μm以上。

因此,从上述的事实可以确定,为获得高对比度的滤色特性,颜料颗粒层的最佳膜厚度范围是0.5-5μm的范围。但是,从图13中可见,显然当颜料颗粒层的膜厚度超过3微米时,从荧光物质发射的光的波长的透射率开始降低。从强调发光亮度的观点看,可以说颜料颗粒层的膜厚度最好是在5微米至3微米的范围。

此外,绝缘层使用的低熔点铅玻璃具有大约为13的相对较高介电常数,而在大多数场合与低熔点铅玻璃相比颜料颗粒的介电常数是小的。另外,由于在颜料颗粒层中在颗粒之间存留着很小的间隙,实际介电常数可能进一步减小。因而,当嵌入颜料颗粒层时,放电电压有升高的趋势。当它很薄时,放电电压的升高是可以忽略的。但是,当颜料颗粒层具有5微米的厚度或更厚时,放电电压将升高10V之多,或更多,这对驱动显示板也是不利的。本实施例安排红、绿和蓝滤色膜中的每一个具有在最佳薄膜厚度范围中的1-2微米的膜厚度。

最佳薄膜厚度不仅可以用于颜料颗粒层被低熔点铅玻璃覆盖的AC型结构中的等离子显示板,也可以用于颜料颗粒层直接暴露在放电空间内的一种结构中的等离子显示板。

尽管上述的实施例显示的是滤色膜是由红,绿和蓝的所有三种颜色的颜料颗粒层构成的例子,但是为了处理过程的简化或发射光彩色的平衡,根据本发明的颜料颗粒层可以是由两种或仅由一种颜色形成的。

此外,虽然上述实施例是根据AC表面放电型结构的显示板描述的,但是本发明当然也可以用完全相同的方式用于反向双电极型的AC等离子显示板。

利用一种含有极小粒径的颜料颗粒的薄层作为滤色膜,而不是把现有的彩色颜料颗粒分散在玻璃的绝缘层中,即使是在高温焙烧过程中也可以减少反应造成的损害。这是因为颜料颗粒处于一种十分紧密的层状态,使得在整体上与玻璃材料接触和反应的量很低。当在与低熔点铅玻璃接触中焙烧颜料颗粒时,因为低熔点铅玻璃被软化而产生相互渗透。但是,由于颜料颗粒十分细小,它们相对较强地附着在一起,使得只有少量的颜料颗粒扩散到低熔点铅玻璃层中。此外,由于颜料颗粒之间的间隙很小,逆向渗透到颜料层中的玻璃材料的量也非常小。因此,在与颜料颗粒分散在玻璃层中的情况相比时,即使使用同样的颜料颗粒,也可以获得具有极小的由于折射率差造成的散射的,和良好透射率的滤色膜。另外,当接触滤色膜的绝缘层是由具有高软化点的材料组成的时候,可以更有效地防止上述的反应和相互渗透,和可以减少由于颜料颗粒的重新流动和聚结以及颜料层中的开裂造成的流化变形,因而可以获得具有均匀和精细图案的滤色膜。

如上所述,利用一种结合本发明的颜料颗粒层的显示板,可以获得一种彩色等离子显示板,它对外部光线的反射受到抑制,并且即使在明亮的地方也具有高的对比度。此外,由于可以有效地屏蔽从放电气体发射的可见光或从荧光物质发射的不必要的光,也可以有效地改善色彩的纯度。用一个增加到制造AC型等离子显示板的前基底中形成绝缘层的加工过程中的加工过程可以容易地形成这个颜料颗粒层,并且形成这个滤色膜不需要太大的成本,使得它可以容易地在工业产生中使用。

Claims (16)

1.一种包括由一个绝缘层覆盖的透明电极的AC型彩色等离子显示板,其中所述绝缘层具有至少一个两层结构,在这个两层结构中,包括一个直接覆盖在所述透明电极上的缓冲层与一个具有滤色膜功能的绝缘层,所述具有滤色膜功能的绝缘层的结构包括印刷并图形化的颜料颗粒,和随后在其上涂覆和焙烧的低熔点铅玻璃。
2.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述缓冲层是由低熔点铅玻璃构成的。
3.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述缓冲层是由氧化铝构成的。
4.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述缓冲层是由二氧化硅构成的。
5.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述透明电极是由二氧化锡构成的。
6.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述透明电极是由铟锡氧化物构成的。
7.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述具有滤色膜功能的绝缘层是通过首先印刷和焙烧颜料颗粒,然后在其上涂覆和焙烧透明低熔点铅玻璃而形成的。
8.如权利要求1所述的彩色等离子显示板,其中所述具有滤色膜功能的绝缘层是通过形成颜料颗粒和光敏材料的混合物并用光刻法使之图形化,然后在其上涂覆和焙烧透明低熔点铅玻璃而成。
9.一个AC型彩色等离子显示板,包括:一前基底,在所述前基底上形成的放电电极,以及在所述放电电极和所述前基底上形成的一绝缘层,其中,与所述绝缘层相接触地或在所述绝缘层内形成了一滤色膜,所述滤色膜是通过印刷并图形化颜料颗粒并然后在其上涂覆并焙烧透明低熔点铅玻璃来形成的。
10.如权利要求9所述的彩色等离子显示板,其中所述滤色膜形成在所述绝缘层上,所述滤色膜包含作为其主要成分的颜料颗粒。
11.如权利要求9所述的彩色等离子显示板,其中当所述滤色膜形成在包含放电电极的基底上之后,形成所述绝缘层以覆盖滤色膜,滤色膜包含作为其主要成分的颜料颗粒。
12.如权利要求10所述的彩色等离子显示板,其中当一缓冲层形成在包含放电电极的基底上之后,形成所述滤色膜,所述滤色膜包含作为其主要成分的颜料颗粒,形成所述绝缘层以覆盖所述滤色膜。
13.如权利要求9所述的彩色等离子显示板,其中所述绝缘层包括至少两层绝缘层构成材料,接触包含作为主要成分的颜料颗粒的滤色膜的至少一个表面的绝缘层构成材料的软化点高于在其它绝缘层构成材料中的至少一层中的构成材料的软化点。
14.如权利要求9至13之一所述的彩色等离子显示板,其中所述包含作为其主要成分的颜料颗粒的滤色膜具有0.5-5微米的厚度。
15.如权利要求9至13之一所述的彩色等离子显示板,其中所述包含作为其主要成分的颜料颗粒的滤色膜具有0.5-3微米的厚度。
16.如权利要求9至13之一所述的彩色等离子显示板,其中作为所述滤色膜的主要成分的颜料颗粒的平均粒径是0.01-0.15微米。
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