CN1736916A - 用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物及包含由它制备的隔离肋的等离子体显示板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，其包括20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2，以及包含由此制得的无铅玻璃隔离肋的等离子体显示板。
Description
技术领域
本发明涉及用于等离子体显示板(下文中称之为“PDP”)之隔离肋的无铅玻璃组合物，以及包含由此制备的无铅玻璃隔离肋的等离子体显示板。更具体地，本发明涉及环境友好的用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，以及包含由该无铅玻璃组合物制成的无铅玻璃隔离肋的等离子体显示板，在该PDP中，蚀刻速度快，且隔离肋可以高密度和高精度制备。
背景技术
PDP是利用等离子体现象的显示器。当将超过一定水平的电势差施加在空间上分隔开的两个位于非真空气态中的电极上时，发生放电。这种放电称为气体放电现象。
等离子体显示器是利用气体放电现象产生视觉显示的平面显示器。近来，常用的PDP已经通过反射式交流电驱动，其中磷光体层形成于被提供于后基板上的隔离肋分隔成的放电单元中。
后基板和前基板(为了方便分别称为第一基板和第二基板)彼此以规定的间隙基本平行地排列，得到诸如用于真空荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)及其它平面显示器等的部件。放电单元处于由基板界定的并通过涂布在部件边缘的胶粘剂密封的真空状态中。
主要采用喷砂法(SB)和湿法化学蚀刻法(WCE)，在PDP的第一基板上形成隔离肋。在SB法中，将彩色材料在玻璃基板上涂布至预定的厚度并干燥，以某种图案形成具有SB-抗性的掩模，然后通过喷砂除去除隔离肋之外的区域并烧结，制得优选的隔离肋。WCE法是这样的方法，其中将不同类型的彩色材料涂布在玻璃基板上，在高于500℃的温度下烧结，然后形成抗酸掩模图案，并用酸基液体混合物分别蚀刻彩色材料，进而形成隔离肋。
目前，主要使用包含50％重量以上的铅氧化物的玻璃粉与有机材料的混合物糊，作为形成隔离肋的材料。然而，由于已经知道铅氧化物对人和环境有害，所以使用铅氧化物的缺点在于工艺效率低和制造成本增加，因为制备和使用这种玻璃需要额外的环保设备。
而且，用于隔离肋的包含常用的铅氧化物的玻璃粉的蚀刻速度非常低。因此，制备单层隔离肋较制备两层或多层隔离肋的优点在于，其很便宜而且可以高效率制备。隔离肋的斜度和形状可通过形成、烧结和蚀刻隔离肋层来控制。另外，蚀刻速度低的隔离肋材料的缺点在于，由于它在化学蚀刻步骤中需要采用高浓度的酸基混合物，所以其对环境有害。
发明内容
在本发明的一个实施方案中，提供一种用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，其对环境友好，蚀刻速度快，且可以在不利用铅氧化物的情况下，以高密度和高精度用于制备隔离肋。
在本发明的另一个实施方案中，提供一种包含无铅玻璃隔离肋的PDP，其是由上述的无铅玻璃组合物制造的。
在本发明的一个实施方案中，提供一种用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2。
根据本发明的实施方案，提供一种用于制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物。该组合物包含：ZnO，BaO，及B2O3；以及一种或多种选自下列的氧化物：P2O5，SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3 Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2。
本发明还提供一种用于制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含30～45％重量的ZnO，10～25％重量的BaO，20～35％重量的B2O3，5～20％重量的P2O5，0～2％重量的Na2O，0～2％重量的Li2O，及0～2％重量的TiO2。
此外，在本发明的实施方案中，提供一种等离子体显示板，其包括：a)彼此相向排列的第一基板和第二基板；b)制备于第一基板上的寻址电极，其具有覆盖第一基板和寻址电极的电介质层，形成于第二基板上的放电维持电极，其具有覆盖第二基板和放电维持电极的电介质层，及覆盖电介质层的保护层；c)布置在第一基板和第二基板之间的隔离肋，该隔离肋制备于第一基板上，隔离出多个放电单元，且该隔离肋为无铅玻璃隔离肋，包含ZnO，BaO，B2O3，及一种或多种选自下列的氧化物：P2O5，SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3，Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2；以及d)制备于被隔离肋所分隔成的放电单元中的红、绿、蓝磷光体层。
附图说明
本说明书中所包括的并构成其一部分的以对本发明提供进一步理解的附图，图示了本发明的实施方案，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的PDP实施方案的分解透视图。
具体实施方式
第一基板上的放电单元是由PDP隔离肋的无铅玻璃组合物分隔成的，该无铅玻璃组合物的主要组分为ZnO、BaO和B2O3，且不含铅氧化物(PbO)。
在一个实施方案中，无铅玻璃组合物包含ZnO，BaO，B2O3，以及一种或多种选自下列的氧化物：P2O5，SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3，Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2。
在另一个实施方案中，上述的无铅玻璃组合物包含ZnO，BaO，B2O3，P2O5，以及一种或多种选自下列的氧化物：SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3，Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2。
上述的组分依据其含量影响本发明用于制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的玻璃化转变温度(Tg)，软化温度(Ts)，热膨胀系数(TEC)，蚀刻速度，介电常数，凝胶化程度，及色调。下面将说明各组分对本发明之无铅玻璃组合物的性质的影响。
ZnO是玻璃改性剂，其降低Tg、介电常数、TEC和凝胶化频率，并提高蚀刻速度。如果ZnO的含量小于无铅玻璃组合物总重量的20％重量，则蚀刻速度增加甚微。当ZnO含量大于70％重量时，尽管蚀刻速度增加了，但是组合物因为介电常数低而不能作为隔离肋来工作。因此，ZnO的含量优选为20～70％重量，更优选为30～45％重量。
BaO为暗色的玻璃改性剂，其降低无铅玻璃组合物的Tg，并提高蚀刻速度、介电常数、TEC和凝胶化频率。如果BaO的含量小于无铅玻璃组合物总重量的10％重量，则蚀刻速度增加甚微。如果BaO含量大于50％重量，则因TEC的增加，可能妨碍PDP隔离肋的形状稳定性。因此，BaO的含量优选为10～50％重量，更优选为10～25％重量。
B2O3是亮色玻璃形成剂，其降低无铅玻璃组合物的TEC，并提高Tg、蚀刻速度和凝胶化频率。如果B2O3的含量小于无铅玻璃组合物总重量的10％重量，则蚀刻速度增加甚微。如果B2O3含量大于40％重量，则Tg过度增加。因此，B2O3的含量优选为10～40％重量，更优选为20～35％重量。
P2O5为亮色玻璃形成剂，其降低无铅玻璃组合物的介电常数，稍微降低TEC和凝胶化频率，并稍微提高Tg和蚀刻速度。如果P2O5的含量大于无铅玻璃组合物总量的20％重量，则介电常数过度降低。因此，P2O5的含量优选为0～20％重量，更优选为5～20％重量。
SiO2为亮色玻璃形成剂，其强烈地降低无铅玻璃组合物的TEC和蚀刻速度，降低凝胶化频率，并提高Tg。如果SiO2的含量大于无铅玻璃组合物总量的20％重量，则蚀刻速度因为Tg的过度增加而显著地降低。因此，SiO2的含量优选为0～20％重量。
Bi2O3为棕色玻璃形成剂或玻璃改性剂，其降低无铅玻璃组合物的Tg，提高TEC和介电常数，稍微提高蚀刻速度，且对凝胶化频率没有影响。如果Bi2O3的含量大于无铅玻璃组合物总量的20％重量，则可能因为TEC的增加而妨碍PDP隔离肋的形状稳定性。因此，Bi2O3的含量优选为0～20％重量。
V2O5是红色玻璃形成剂，其降低无铅玻璃组合物的TEC和蚀刻速度，提高Tg，并通过控制玻璃配位数和表面张力，影响组合物的色调，且对凝胶化频率没有影响。如果V2O5的含量大于无铅玻璃组合物总量的30％重量，则Tg过度增加，且组合物变色。因此，V2O5的含量优选为0～30％重量。
Na2O、Li2O和K2O是黄色玻璃形成剂，其降低无铅玻璃组合物的Tg至对照的烧结温度，提高介电常数，并稍微提高TEC和蚀刻速度。如果选自Na2O、Li2O和K2O的一种或多种氧化物之和的含量大于无铅玻璃组合物总量的10％重量，则Tg可能显著地降低，而且由于TEC的增加，可能会妨碍PDP隔离肋的形状稳定性。因此，这种氧化物的含量优选为0～10％重量。
CuO、NiO、Cr2O3、As2O3、Sb2O3或CoO用作玻璃添加剂，以控制无铅玻璃组合物的配位数、稳定性和迁移性。根据本发明的用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物可以包括一种或多种这类氧化物，且优选该氧化物的含量为无铅玻璃组合物总量的0～10％重量。如果该氧化物的含量大于10％重量，则发生过度着色和玻璃稳定性恶化。
CaO是亮色玻璃改性剂，其稍微提高无铅玻璃组合物的Tg，稍微降低TEC，并降低蚀刻速度和凝胶化频率。如果CaO的含量大于无铅玻璃组合物总量的10％重量，则蚀刻速度降低。因此，CaO的含量优选为0～10％重量。
MgO是亮色玻璃改性剂，其稍微提高无铅玻璃组合物的Tg，略微降低TEC，并降低蚀刻速度和凝胶化频率。具体地，其提高无铅玻璃组合物的高温粘度。优选MgO的含量为无铅玻璃组合物总量的0～10％重量。
SrO是暗色的玻璃改性剂，其稍微提高无铅玻璃组合物的Tg和蚀刻速度，稍微降低TEC，并提高介电常数和凝胶化频率。优选SrO的含量小于无铅玻璃组合物总量的30％重量。
MoO3是暗色的玻璃改性剂，其降低无铅玻璃组合物的Tg，提高蚀刻速度和凝胶化频率，并稍微降低TEC。优选MoO3的含量小于无铅玻璃组合物总量的20％重量。
Al2O3是白色的玻璃稳定剂，其提高无铅玻璃组合物的Tg和介电常数，并降低TEC、蚀刻速度和凝胶化频率。如果Al2O3的含量大于无铅玻璃组合物总量的10％重量，则蚀刻速度显著地降低。因此，优选Al2O3的含量为无铅玻璃组合物总量的0～10％重量。
TiO2是白色的玻璃稳定剂，其提高无铅玻璃组合物的Tg和介电常数，并降低TEC、蚀刻速度和凝胶化频率。如果TiO2的含量大于无铅玻璃组合物总量的10％重量，则蚀刻速度略微降低。因此，优选TiO2的含量为无铅玻璃组合物总量的0～10％重量。
因此，在本发明的一个实施方案中，优选根据本发明的无铅玻璃组合物包含：20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2。
而且，在本发明的另一实施方案中，优选根据本发明的无铅玻璃组合物包含：30～45％重量的ZnO；10～25％重量的BaO；20～35％重量的B2O3；5～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；0～10％重量的Al2O3；及0～10％重量的TiO2。
此外，在本发明的另一实施方案中，优选根据本发明的无铅玻璃组合物包含：a)20～70％重量的ZnO，10～50％重量的BaO，及10～40％重量的B2O3；以及b)一种或多种选自下列的氧化物：i)第一一种或多种氧化物，其选自0～20％重量的P2O5，0～20％重量的SiO2，0～20％重量的Bi2O3，及0～30％重量的V2O5，ii)第二一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物，0～10％重量的CaO，0～10％重量的MgO，0～30％重量的SrO，及0～20％重量的MoO3，以及iii)第三一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物，0～10％重量的Al2O3，及0～10％重量的TiO2。
在本发明的再一实施方案中，优选无铅玻璃组合物包含：a)20～70％重量的ZnO，10～50％重量的BaO，10～40％重量的B2O3，及5～20％重量的P2O5；以及b)一种或多种选自下列的氧化物：i)第一一种或多种氧化物，其选自0～20％重量的SiO2，0～20％重量的Bi2O3，及0～30％重量的V2O5，ii)第二一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的Na2O，0～10％重量的Li2O，0～10％重量的K2O，0～10％重量的CaO，0～10％重量的MgO，0～30％重量的SrO，及0～20％重量的MoO3，以及iii)第三一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物，0～10％重量的Al2O3，及0～10％重量的TiO2。
在本发明的又一实施方案中，优选无铅玻璃组合物包含：30～45％重量的ZnO，10～25％重量的BaO，20～35％重量的B2O3，5～20％重量的P2O5，0～2％重量的Na2O，0～2％重量的Li2O，及0～2％重量的TiO2。但是，更优选Na2O、Li2O和TiO2的含量不全部为零。
在本发明的又一实施方案中，优选无铅玻璃组合物为粉末组合物，更优选粉末的平均直径为0.1～10μm。如果粉末的平均直径小于0.1μm，则以浆料状态(其中粉末的退化小)分散的粉末变得不稳定。如果直径大于10μm，则不能控制隔离肋的形状和微结构。另外，优选无铅玻璃组合物的玻璃软化温度为350～590℃。如果玻璃软化温度低于350℃，则隔离肋的形状不稳定。如果高于590℃，则制造工艺因基板玻璃的变形而变得困难。
在本发明的再一实施方案中，优选无铅玻璃组合物的TEC为51×10-7至91×10-7/℃。如果TEC超出该范围，则基板玻璃变形，且隔离肋的形状因TEC的差异而变得不均匀。无铅玻璃组合物的介电常数为6～12。
在本发明的另一实施方案中，优选无铅玻璃组合物是通过熔化、干噪空冷、干磨和粉碎制备的。根据上述方法制备的无铅玻璃组合物具有优异的致密化作用和色调。
粘合剂和有机溶剂可与PDP隔离肋的无铅玻璃组合物混合，以便以糊状物用于PDP隔离肋，需要时，还可以在其中混入填料或其它添加剂。
PDP隔离肋的无铅玻璃组合物可以通过常规的制备玻璃粉的方法制备，即通过混合、熔化、速冷、研磨、干燥、过滤和粉碎来制备。用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备方法包括：a)按预定的含量，混合ZnO，BaO，B2O3，以及P2O5、SiO2、Bi2O3、V2O5、Na2O、Li2O、K2O、Sb2O3、CuO、Cr2O3、As2O3、CoO、NiO、CaO、MgO、SrO、MoO3、Al2O3和TiO2中的一种或多种；b)熔化所得混合物；及c)迅速冷却该混合物，接着进行研磨、过滤和粉碎。
步骤b)中的熔化温度优选为1000～1500℃，更优选为1150～1350℃。熔化时间优选为10～60分钟，以便各组分以熔化状态均匀地混合。如果熔化温度低于1000℃，则各组分因高粘度而不能均匀地混合；如果熔化温度高于1500℃，则组合物的成分因为某些组分的挥发而发生变化。
熔化的无铅玻璃组合物在速冷之后破碎。速冷可以在干态或湿态下进行，且在湿法中优选使用水。速冷之后的破碎步骤也可以在干态或湿态下进行，且在湿法破碎步骤中可以使用水或有机溶剂。有机溶剂的优选实例包括乙醇，甲醇，乙酸乙酯，甲苯，及异丙醇。水或有机溶剂可以单独使用，也可以两种或多种混合使用。对于有机溶剂，烧结无铅玻璃粉之后的凝胶化程度和色调是可以控制的。
优选进行干燥速冷和研磨过程，以提高无铅玻璃粉的致密化作用和色调。
将研磨的无铅玻璃粉过滤、干燥和破碎，以制备平均直径为0.1～10μm的粉末。
本发明的PDP包括：a)彼此相向布置的第一基板和第二基板；b)制备于第一基板上的寻址电极，其具有覆盖寻址电极和第一基板的电介质层，制备于第二基板上的放电维持电极，其具有覆盖放电维持电极和第二基板的电介质层，及覆盖电介质层的保护层；c)布置于第一基板与第二基板之间的隔离肋，该隔离肋制备于第一基板上，分隔出多个放电单元；及d)制备于被上述隔离肋分隔成的放电单元中的红、绿、蓝色磷光体层。
图1是根据本发明的PDP实施方案的分解透视图，但是应当理解，本发明的PDP并不限于图1中的结构。
参照附图，在常规的PDP中，寻址电极3沿一定方向(附图中的Y方向)制备于第一基板1上，电介质层5制备于第一基板1的整个表面上，同时覆盖寻址电极3。隔离肋7制备于各寻址电极3之间的电介质层5上，且在需要时，隔离肋7可以制成敞开型或者封闭型的。红、绿、蓝色的磷光体层9布置在各隔离肋之间。
放电维持电极13由一对透明电极13a和汇流电极13b构成，其沿垂直于寻址电极的方向形成于第二基板11与第一基板1相对的一侧，且透明的电介质层15和保护层17布置在第二基板的整个表面上，同时覆盖放电维持电极13。寻址电极3与放电维持电极13的交叉区域形成放电单元，用于装填放电气体。
参照附图，如果在寻址电极与任一放电维持电极之间施加寻址电压(Va)以进行寻址放电，且在此之后于一对放电维持电极之间施加维持电压(Vs)，则在维持放电期间产生的真空紫外线激发相关的磷光体层9，从而通过透明的前基板(第二基板)11发出可见光。
优选上述PDP中所包含的隔离肋7是由上述用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物制成的无铅玻璃隔离肋。
此外，需要时，PDP的隔离肋可进一步包含填料。优选填料的含量小于70重量份，更优选为10～50重量份，基于100重量份包含于无铅玻璃隔离肋中的无铅玻璃组合物。如果填料的含量大于70重量份，则烧结后隔离肋的致密化作用恶化。
填料的优选实例包括选自下列中的至少一种：CrO，MnO2，CuO，MgO，Al2O3，ZnO，TiO2，莫来石(3Al2O3·2SiO2)，及堇青石(Mg2Al4Si5O18)。但是根据本发明的填料并不限于上述的实例。
根据本发明的不包含填料的PDP无铅玻璃隔离肋的介电常数为6～12，而根据本发明的包含上述填料的PDP无铅玻璃隔离肋的介电常数为6～13。
包含于根据本发明的PDP中的无铅玻璃隔离肋的玻璃软化温度为350～590℃，且其TEC为51×10-7～91×10-7/℃。
PDP的制备方法包括：a)涂布用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物糊状物，接着进行烧结以形成隔离肋层，所述糊状物是通过混合i)隔离肋的无铅玻璃组合物，ii)粘合剂，及iii)有机溶剂而制备的；b)在第一基板的整个表面上涂布光敏抗蚀膜，以覆盖隔离肋层；c)以预定的图案在光敏抗蚀膜的整个表面布置光掩模，然后曝光和显影，形成光敏抗蚀膜图案；d)依据所成图案的形状，除去除隔离肋之外的区域，进而形成隔离肋；及e)将磷光体层涂布在包括隔离肋的作为后基板的第一基板上，接着进行组装、密封、抽气、充气和老化，进而制得PDP。
在制备PDP的步骤中，由于在步骤e)中可以使用常规的制备PDP的方法，所以未给出与之相关的详细说明。下面主要说明形成隔离肋的步骤a)至步骤d)。
将无铅玻璃组合物、粘合剂和有机溶剂混合，制得步骤a)中的用于DP隔离肋的无铅玻璃组合物糊状物。此时，各组分的含量可根据普通方法控制。同时，优选无铅玻璃组合物糊状物中的固含量为65～85％重量。如果固含量小于65％重量，则微结构在成膜之后不变细，且如果固含量大于85％重量，则难于实现稳定的分散性。
作为粘合剂，可以使用制备隔离肋的常用粘合剂，并优选其为至少一种选自下列的聚合物树脂：丙烯-基树脂，环氧-基树脂，及乙基纤维素-基树脂。
作为有机溶剂，可以使用制备隔离肋的常用溶剂，并优选其为选自下列中的至少一种有机溶剂：丁基溶纤剂(BC)，丁基卡必醇乙酸酯(BCA)，萜品醇(TP)，及十二碳醇酯(texanol)。
此外，如果需要，还可以在步骤a)的PDP隔离肋的无铅玻璃组合物糊状物中，混入填料。这种情况下，优选填料以小于70重量份、更优选以10～50重量份混入，基于100重量份的无铅玻璃组合物。
填料的优选实例可以是选自下列中的至少一种：CrO，MnO2，CuO，MgO，Al2O3，ZnO，TiO2，莫来石(3Al2O3·2SiO2)，及堇青石(Mg2Al4Si5O18)。
当制备隔离肋的无铅玻璃组合物糊状物时，将无铅玻璃组合物糊状物涂布在第一基板上并烧结，在其上形成寻址电极和电介质层，进而形成隔离肋层。隔离肋层可以形成包含根据本发明的用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的单层。需要时，还可以包括具有不同组成成分的隔离肋层，以形成至少两层。在形成隔离肋层之后，如在步骤b)中，将光致抗蚀剂涂布在隔离肋层的整个表面上。对于步骤b)中光致抗蚀剂的涂布而言，可以使用干膜光致抗蚀剂或液体光致抗蚀剂。
在涂布光致抗蚀剂之后，例如在步骤c)中，将具有预定图案的光掩模布置在光致抗蚀剂的整个表面上，并进行曝光和显影，以使光敏抗蚀膜形成图案。图案的形状并不限于特定的形状，其可以根据最终形成的隔离肋的形状而制成条纹型、封闭型或华夫饼干(waffle)型。
成图后，通过化学蚀刻或喷砂法除去除隔离肋之外的其它区域，并除去余下的光致抗蚀剂膜，形成隔离肋。优选采用化学蚀刻法形成隔离肋。
对于化学蚀刻，采用常规的蚀刻方法，该方法使用酸如盐酸、硝酸、硫酸和氢氟酸，优选该蚀刻是利用包含至少一种选自上述的酸、且浓度为0～10％重量的酸性水溶液来进行的。
根据化学蚀刻法，本发明中的无铅玻璃隔离肋层的蚀刻速度为5～30μm/分钟，优选为10～20μm/分钟。
将磷光体层涂布在第一基板上，其上已经通过上述步骤形成了隔离肋，并将显示板组装和密封，接着进行抽气、充气和老化，从而制得PDP。
下文中给出本发明的优选实施例，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
通过球磨机，将20％重量的BaO，30％重量的ZnO，30％重量的B2O3，15％重量的P2O5，及5％重量的K2O混合在一起，并将该混合物在1200℃下于鼓风炉中熔化。利用双滚筒将熔化的混合物迅速冷却，通过盘磨机进行粗磨，然后通过干磨机进行细磨。将干燥的混合物粉碎，制得PDP隔离肋的无铅玻璃组合物。
实施例2(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将30％重量的BaO，20％重量的ZnO，30％重量的B2O3，15％重量的P2O5，及5％重量的K2O混合在一起。
实施例3(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将50％重量的BaO，20％重量的ZnO，10％重量的B2O3，5％重量的P2O5，10％重量的SiO2，及5％重量的Na2O混合在一起。
实施例4(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将10％重量的BaO，20％重量的ZnO，35％重量的B2O3，20％重量的P2O5，5％重量的SiO2，5％重量的Li2O，及5％重量的CaO混合在一起。
实施例5(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将25％重量的BaO，20％重量的ZnO，40％重量的B2O3，5％重量的P2O5，5％重量的V2O5，及5％重量的MgO 5％重量混合在一起。
实施例6(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将10％重量的BaO，70％重量的ZnO，10％重量的B2O3，5％重量的K2O，及5％重量的SrO混合在一起。
实施例7(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将10％重量的BaO，45％重量的ZnO，10％重量的B2O3，5％重量的Bi2O3，20％重量的SiO2，5％重量的Li2O，及5％重量的TiO2混合在一起。
实施例8(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将15％重量的BaO，30％重量的ZnO，10％重量的B2O3，20％重量的Bi2O3，15％重量的P2O5，5％重量的K2O，及5％重量的MoO3混合在一起。
实施例9(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将15％重量的BaO，35％重量的ZnO，30％重量的B2O3，10％重量的P2O5，5％重量的Na2O，及5％重量的Al2O3混合在一起。
实施例10(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将10％重量的BaO，20％重量的ZnO，10％重量的B2O3，10％重量的P2O5，5％重量的K2O，30％重量的V2O5，5％重量的CaO，5％重量的Al2O3，及5％重量的TiO2混合在一起。
实施例11(PDP隔离肋的无铅玻璃组合物的制备)
按与实施例1相同的方法制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物，所不同的是，将20％重量的BaO，35％重量的ZnO，25％重量的B2O3，15％重量的P2O5，2％重量的Na2O，2％重量的Li2O，及1％重量的TiO2混合在一起。
实施例12(PDP的制备)
通过三辊磨，将70重量份根据实施例1制备的无铅玻璃组合物，3重量份的乙基纤维素，3重量份的丁基卡必醇乙酸酯，以及由3重量份的TiO2、5重量份的Al2O3和10重量份的ZnO组成的填料混合，并除去气泡，制得无铅玻璃组合物的糊状物。将该无铅玻璃组合物的糊状物，在其上形成有寻址电极和电介质层的第一基板上，涂布至300～400μm的厚度并干燥。
将干燥的混合物在560℃下烧结，形成隔离肋层，其后，涂布干膜抗蚀剂，曝光并显影，形成图案。
其上形成有干膜抗蚀剂图案的隔离肋层，利用5％重量的盐酸水溶液进行蚀刻并清洁，形成隔离肋。在蚀刻过程中观测到蚀刻速度为10～20μm/分钟。
将100重量份的混合溶剂(重量比为3∶7的丁基卡必醇乙酸酯和萜品醇)与6重量份的粘合剂(乙基纤维素)混合，制得粘合剂溶液，并将40重量份的红色磷光体(Y，Gd)BO3:Eu，绿色磷光体ZnSiO4:Mn，及蓝色磷光体BaMgAl10O17:Eu分别与60重量份的粘合剂溶液混合。然后将红、绿、蓝色磷光体涂布在被隔离肋分隔成的第一基板的放电单元中，干燥并烧结，形成磷光体层。
当通过在其上面形成放电维持电极、电介质层和保护层而制得第二基板之后，组装包括第一基板和第二基板的显示板，密封，然后通过抽气、充气和老化，制得PDP。
对比例1(用于制备PDP隔离肋的无铅玻璃组合物)
使用市场上出售的包含铅氧化物(PbO)的样品玻璃材料(粉末陶瓷：DGC-562S)。
对比例2(PDP的制备)
按与实施例12相同的方法制备PDP，所不同的是，利用根据对比例1的市售样品玻璃材料在第一基板上形成隔离肋。
样品玻璃的Tg为490～500℃，TEC为75～85×10-7/℃，平均直径为2～3μm。其是利用5％重量的盐酸水溶液蚀刻的，并显示小于1μm/分钟的蚀刻速度。
对于根据实施例1制备的无铅玻璃组合物以及根据对比例1的市售样品玻璃材料，将它们的Tg、TEC和平均直径列于表1中。
Tg和TEC是通过膨胀计(DIL402C，Netzsch，Germany)测量的，粉末的平均直径是通过粒度分析仪(Mastersizer 2000，Malvem，UK)测量的。
表1
| Tg(℃) | TEC(/℃) | 平均直径(μm) | 蚀刻速度(μm/分钟) | |
| 实施例1 | 505 | 88×10-7 | 2 | 15 |
| 对比例1 | 490～500 | 75～85×10-7 | 2～3 | ＜1 |
根据本发明实施例1制备的PDP隔离肋的无铅玻璃组合物是环境友好的，因为其不含铅氧化物，如表1所示，而且其具有相同的热性能和更好的蚀刻速度。
此外，根据实施例2～10制备的PDP隔离肋的无铅玻璃组合物显示出与根据实施例1制备的PDP隔离肋的无铅玻璃组合物相类似的性能。
本发明的用于PDP隔离肋的无铅玻璃组合物是环境友好的，因为它不含铅氧化物，并且可以降低功耗，因为它的介电常数比常规的铅玻璃组合物低。另外，因为蚀刻速度优异，也可以采用湿法化学蚀刻法形成隔离肋的图案，并且具有化学蚀刻过程中可以使用低浓度蚀刻溶液的优点。此外，包含根据本发明制备的无铅玻璃隔离肋的PDP，仅用单层就可以形成具有高密度和高精度的隔离肋。
尽管已经参照其优选实施方案描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求书的构思和范围的情况下，可以对本发明作出各种改变和替换。
Claims (43)
1.一种用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含：
20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2。
2.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中ZnO的含量为30～45％重量，基于无铅玻璃的总重量。
3.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中BaO的含量为10～25％重量，基于无铅玻璃的总重量。
4.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中B2O3的含量为20～35％重量，基于无铅玻璃的总重量。
5.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中P2O5的含量为5～20％重量，基于无铅玻璃的总重量。
6.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中该无铅玻璃组合物为粉末。
7.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中该无铅玻璃组合物的热膨胀系数为51×10-7～91×10-7/℃。
8.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中该无铅玻璃组合物的介电常数为6～12。
9.根据权利要求1的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中该无铅玻璃组合物是通过熔化、干冷、干磨和粉碎步骤制备的。
10.一种用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含：
a)20～70％重量的ZnO，10～50％重量的BaO，及10～40％重量的B2O3；以及
b)一种或多种选自下列的氧化物：i)第一一种或多种氧化物，其选自0～20％重量的P2O5，0～20％重量的SiO2，0～20％重量的Bi2O3，及0～30％重量的V2O5，ii)第二一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；及0～20％重量的MoO3，以及iii)第三一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物，0～10％重量的Al2O3，及0～10％重量的TiO2。
11.根据权利要求10的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，进一步包含5～20％重量的P2O5。
12.根据权利要求11的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中ZnO的含量为30～45％重量，基于无铅玻璃的总重量。
13.根据权利要求11的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中BaO的含量为10～25％重量，基于无铅玻璃的总重量。
14.根据权利要求11的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中B2O3的含量为20～35％重量，基于无铅玻璃的总重量。
15.一种用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含：
ZnO，BaO和B2O3；以及
一种或多种选自下列的氧化物：P2O5，SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3，Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2。
16.根据权利要求15的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中该无铅玻璃组合物包含：
20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2，基于无铅玻璃的总重量。
17.根据权利要求16的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中ZnO的含量为30～45％重量，基于无铅玻璃的总重量。
18.根据权利要求16的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中BaO的含量为10～25％重量，基于无铅玻璃的总重量。
19.根据权利要求16的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其中B2O3的含量为20～35％重量，基于无铅玻璃的总重量。
20.根据权利要求15的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，进一步包含P2O5。
21.根据权利要求20的用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含：
30～45％重量的ZnO；10～25％重量的BaO；20～35％重量的B2O3；5～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；0～10％重量的Al2O3；及0～10％重量的TiO2，基于总重量。
22.一种用于等离子体显示板隔离肋的无铅玻璃组合物，其包含：
30～45％重量的ZnO，10～25％重量的BaO，20～35％重量的B2O3，5～20％重量的P2O5，0～2％重量的Na2O，0～2％重量的Li2O，及0～2％重量的TiO2。
23.一种等离子体显示板，其包括：
a)彼此相向布置的第一基板和第二基板；
b)制备于第一基板上的寻址电极，其具有覆盖所述第一基板和寻址电极的电介质层，制备于第二基板上的放电维持电极，其具有覆盖所述第二基板和放电维持电极的电介质层，及覆盖所述电介质层的保护层；
c)布置在所述第一基板和第二基板之间的隔离肋，该隔离肋制备在第一基板上，以分隔出多个放电单元，其中所述隔离肋包含：ZnO，BaO，B2O3，及一种或多种选自下列的氧化物：P2O5，SiO2，Bi2O3，V2O5，Na2O，Li2O，K2O，CaO，MgO，SrO，MoO3，Al2O3Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，NiO，及TiO2；
d)制备于被上述隔离肋分隔成的放电单元上的红、绿、蓝磷光体层。
24.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其包含：
20～70％重量的ZnO；10～50％重量的BaO；10～40％重量的B2O3；0～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的Al2O3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；及0～10％重量的TiO2，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
25.根据权利要求24的等离子体显示板，其中ZnO的含量为30～45％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
26.根据权利要求24的等离子体显示板，其中BaO的含量为10～25％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
27.根据权利要求24的等离子体显示板，其中B2O3的含量为20～35％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
28.根据权利要求24的等离子体显示板，其中P2O5的含量为5～20％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
29.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其包含：
a)20～70％重量的ZnO，10～50％重量的BaO，及10～40％重量的B2O3；以及
b)一种或多种选自下列的氧化物：i)第一一种或多种氧化物，其选自0～20％重量的P2O5，0～20％重量的SiO2，0～20％重量的Bi2O3，及0～30％重量的V2O5，ii)第二一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO，0～10％重量的MgO，0～30％重量的SrO，及0～20％重量的MoO3，以及iii)第三一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物，0～10％重量的Al2O3，及0～10％重量的TiO2。
30.根据权利要求29的等离子体显示板，其中ZnO的含量为30～45％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
31.根据权利要求29的等离子体显示板，其中BaO的含量为10～25％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
32.根据权利要求29的等离子体显示板，其中B2O3的含量为20～35％重量，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
33.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其进一步包含P2O5。
34.根据权利要求33的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其包含：
30～45％重量的ZnO；10～25％重量的BaO；20～35％重量的B2O3；5～20％重量的P2O5；0～20％重量的SiO2；0～20％重量的Bi2O3；0～30％重量的V2O5；0～10％重量的一种或多种选自Na2O，Li2O，及K2O的氧化物；0～10％重量的CaO；0～10％重量的MgO；0～30％重量的SrO；0～20％重量的MoO3；0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物；0～10％重量的Al2O3；及0～10％重量的TiO2，基于无铅玻璃隔离肋的总重量。
35.根据权利要求33的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其包含：
a)20～70％重量的ZnO，10～50％重量的BaO，10～40％重量的B2O3，及5～20％重量的P2O5；以及
b)一种或多种选自下列的氧化物：i)第一一种或多种氧化物，其选自0～20％重量的SiO2，0～20％重量的Bi2O3，及0～30％重量的V2O5，ii)第二一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Na2O，LiO2，及K2O的氧化物，0～10％重量的CaO，0～10％重量的MgO，0～30％重量的SrO，及0～20％重量的MoO3，以及iii)第三一种或多种氧化物，其选自0～10％重量的一种或多种选自Sb2O3，CuO，Cr2O3，As2O3，CoO，及NiO的氧化物，0～10％重量的Al2O3，及0～10％重量的TiO2。
36.根据权利要求34的等离子体显示板，其中所述隔离肋包含30～45％重量的ZnO，10～25％重量的BaO，20～35％重量的B2O3，5～20％重量的P2O5，0～2％重量的Na2O，0～2％重量的Li2O，及0～2％重量的TiO2。
37.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其介电常数为6～12。
38.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其热膨胀系数为51×10-7～91×10-7/℃。
39.根据权利要求23的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其进一步包含填料。
40.根据权利要求39的等离子体显示板，其中所述填料的含量小于或等于70重量份，基于100重量份用于无铅玻璃隔离肋的无铅玻璃组合物。
41.根据权利要求40的等离子体显示板，其中所述填料的含量为10～50重量份，基于100重量份用于无铅玻璃隔离肋的无铅玻璃组合物。
42.根据权利要求39的等离子体显示板，其中所述填料选自：CrO，MnO2，CuO，MgO，Al2O3，ZnO，TiO2，莫来石(3Al2O3·2SiO2)，堇青石(Mg2Al4Si5O18)，及其组合。
43.根据权利要求39的等离子体显示板，其中所述隔离肋为无铅玻璃隔离肋，其介电常数为6～13。
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