CN1841625B - 等离子显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子显示面板及其制造方法。所述等离子显示面板包括前玻璃基片和后玻璃基片。通过对形成在前玻璃基片上的非感光黑色介电层和非感光或感光电极层进行热处理，制备设置在前玻璃基片和后玻璃基片之间的电极结构。黑色介电层经此热处理在与前玻璃基片接触的表面上变黑。电流在上部电极和透明电极间流动，并且，即使在所述等离子显示面板的前基片上不使用昂贵金属颗粒作为传导材料也能保证充分低的可见性。由于非感光性，还能使用多种类型的黑色颜料，因此，由于降低的材料成本，能够制造价格低廉的等离子显示面板。

Description

等离子显示面板及其制造方法

技术领域

一般地，本发明涉及等离子显示面板及其制造方法，特别涉及这样一种等离子显示面板，其中，电极层是形成在非感光黑色绝缘层之上，并且采用能够通过同时发生的烧结而被集成的电极材料。

背景技术

等离子显示面板(PDP)是一种平板显示器和一种能与LCD或投影电视进行竞争的显示器，并且目前已经快速地提高了其市场份额。

例如，AC型PDP包括玻璃基片(其中，透明电极(支持电极)和母线电极覆盖有介电层，且它被称作前基片)和另一个玻璃基片(它具有由地址电极、介电层、隔离物和荧光材料组成的电池结构，且它被称作后基片)。这些基片相互面对设置，使得它们的电极相互交叉。

在两个基片的电极间施加电压，在电池中引起放电，产生的紫外线同时激发电池中的荧光材料，从而实现光发射。由于该平板的结构，从电极形成于其上的前基片表面的后方，就可看见一种通过组合明亮的红色、绿色和蓝色(RGB)电池形成的图案。因此，为了改善图案的质量，业已经提出了一种在透明电极和母线电极间形成一种黑色电极的方法，作为避免看见前基片的母线电极的后表面(相当于显示表面)的方法。

一种通过使用主要由传导金属和金属氧化物组成的黑色颜料形成黑色电极层的方法，或另一种其中黑色电极层和白色电极层是相继形成并在高温烧结于玻璃基片之上以降低该电极透过后表面的可见性的方法，在等离子显示面板制造中是广泛已知的。但是，它们存在问题，因为，由于贵金属如Ag、或金属氧化物如RuO₂被用于黑色电极层之中，所以材料成本是很高的。

至于形成黑色电极的方法，日本专利公开号10-255670使用氧化钌，日本专利公开号9-55167和日本专利公开号2002-25451和2002-56774采用金属粉末和一种黑色颜料作为传导颗粒。但是，所有上述提及的技术都使用昂贵的金属粉末作为传导材料，才能使得黑色层充当电极。

为了克服上述这些问题，业已经对仅采用金属氧化物的感光黑色层材料应用进行研究。但是，这存在着问题，因为由于与感光有机物反应引起的显著的粘度逐步变化的原因，只有非常有限类型的金属氧化物可应用于黑色颜料。

日本专利公开号2002-220551公开了一种不含传导材料的感光黑色组合物。但是，这存在着问题，因为由于与感光组合物成分反应引起的组合物粘度的显著提高，将被使用的黑色颜料必须要经过表面处理。

发明内容

因此，本发明牢记上述现有技术中存在的问题，且本发明目的是提供一种价格低廉的等离子显示面板(其中电流能够在上部和透明电极间流动，且尽管没有使用昂贵的金属颗粒，但多种类型的黑色颜料应用到其上)及其制造方法。

为了实现本发明目的，本发明提供一种等离子显示面板。该等离子显示面板包括前玻璃基片和后玻璃基片。通过对形成在前玻璃基片上的非感光黑色介电层和非感光或感光电极层进行热处理，制备设置在前玻璃基片和后玻璃基片之间的电极结构。黑色介电层经此热处理在与前玻璃基片接触的表面上变黑。

本发明目的在于通过使用变黑充分保证透过后玻璃基片的低电极可见性和保证上部电极与透明电极间的电传导，从而就材料来说赢得经济效率。换句话说，本发明目的在于以低成本制造一种显示面板，它可用作等离子显示面板的前基片并且透过它难以看见电极。

本发明的其它目的、优点和新颖的特点，将从下述详细说明和优选实施方式得到更清楚的理解。

具体实施方式

在下文中，将对本发明的等离子显示面板及其制造方法进行说明。

按照本发明，PDP电极材料是用来在等离子显示面板上的前基片上形成电极，而且它可以自由选择一种颜料，这是因为黑色绝缘组合物是非感光的。而且，不具有传导性的非感光黑色绝缘组合物以及感光电极组合物被分层、经过光刻工艺被图案化、并进行如烧结之类的热处理，以一起充当电极。

在本发明中，在黑色介电层的黑色绝缘组合物和电极层的电极组合物被成形为糊料之后，该糊料可通过使用丝网印刷方法或胶印法而被图案化，或者在印刷一个没有图案化方形区域后通过使用光刻工艺而被图案化。

此外，当黑色介电层和电极层在前玻璃基片上形成之后，通过使用转录法可在该玻璃基片上形成图案，从而在其上产生一个两层的薄膜结构，或者，在黑色介电层和电极层形成并转录在前玻璃基片上之后，通过使用光刻工艺形成图案。

在本发明中，替代黑色电极层，不含昂贵传导材料的黑色绝缘层由非感光材料组成。因此，经由光刻工艺通过使用与感光上部电极层同时显影来传输电极图形是可行的，并且，保证集成电极想要的性能和该电极透过后基片的低可见性、和通过使用同时进行的烧结来降低成本也是可行的。换句话说，在本发明中，由于黑色颜料的类型没有限制，所以，就有可能通过使用价格低廉的材料实现一种设计。

在本发明中，一种有机粘结剂成分(它是不感光的但能够溶解在显影液中)和一种合适的增塑剂相互结合，在黑色层的上侧形成感光电极层，或者，在上部电极层形成从而不具有感光性之后，在其最上部形成一个感光光致抗蚀剂层，从而使得通过使用光刻工艺制造图形成为可能。

因此，即使采用铜-铁或铜-铬黑色复合氧化物颜料(传统地它被认为用来提高组合物的粘度)，组合物的稳定性如粘度变化的降低，也不会发生，所以，就可能使用低成本材料。

此外，本发明发明人使用了绝缘层，导致这样一种发现，即透明电极和上部电极的传导产生机理是基于在烧结过程中它们之间的相互扩散，而且，如果烧结工艺是在约560℃(它是PDP前基片制造条件之一)进行的，则各种不同类型的黑色颜料就可不需要传导颗粒而被采用。

因此，按照本发明通过使用非感光黑色绝缘组合物形成PDP前基片的母线电极的方法是有利的，因为透过后基片该电极的可见性得到降低，并且不需要使用昂贵的传导粉末。

不具有传导性的过渡金属氧化物颗粒、或作为导体具有非常高固有电阻的颗粒，如过渡金属的硼化物、氮化物和碳化物，它们用来形成本发明所述非感光黑色绝缘组合物。优选地，每个黑色绝缘组合物的颗粒直径应该为0.1-5μm。当颗粒直径小于0.1μm时，则颗粒反应性非常高，从而会发生如起泡之类的问题。当颗粒直径大于5μm时，则黑色层密度很低，从而会引起如电极低可见性降低之类的问题。

能够溶解于预定显影液中的任意物质都可用作有机粘结剂。在使用碱性水溶液(如0.4％Na₂CO₃水溶液)作为显影液的情形之中，可以使用一种具有羧基的树脂，具体地说，包括具有乙烯不饱和双键的含羧基树脂和另一种不具有乙烯不饱和双键的含羧基树脂。重均分子量为1,000-300,000，优选为5,000-100,000。优选地，酸值为20-250mgKOH/g。

有机粘结剂的实例包括含羧基单体的共聚物，所述单体如丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸，和具有乙烯不饱和双键的单体如丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等)、苯乙烯、丙烯酰胺或丙烯腈，纤维素和水合纤维素衍生物。有机粘结剂可以单独使用，也可组合使用。

增塑剂用来控制能够溶解在预定显影液之中的有机粘结剂的溶解性。代表性实例包括邻苯二甲酸酯、己二酸酯、磷酸酯、偏苯三酸酯、柠檬酸酯、环氧化物和聚酯。

此外，用作感光单体的丙烯酸化合物的低分子量物质(单体、低聚物、三聚物等)，也可用作增塑剂。

除了上述提及的成分之外，溶剂、分散剂、粘度稳定剂、消泡剂或偶联剂也可以添加，以适当控制粘度。

玻璃粉具有300-600℃的软化点，包括氧化铅、氧化铋或氧化锌作为主要成分，优选具有200-500℃的玻璃化转变温度。至于颗粒尺寸，考虑到薄膜厚度，优选的最大颗粒尺寸不大于5μm。

为了评价使用上述成分制备得到的非感光黑色绝缘组合物，将65wt％球形银粉末(平均颗粒尺寸为1.5μm)、3wt％软化点为400℃且平均颗粒尺寸为1.5μm的玻璃粉、和甲基丙烯酸甲酯共聚物，与有机粘结剂成分、感光单体、光聚合引发剂和一种含聚合制剂的感光银电极组合物结合到一起。

对于本发明非感光黑色绝缘组合物的更好理解，可通过下述实施例和对比例而获得，这些实施例是为了说明而给出的，它们不能理解为对本发明的限制。

实施例1

使用陶瓷三辊研磨机，将含40wt％甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物的31.1wt％Texanol溶液、6.09wt％TMPTA作为增塑剂、0.84wt％粘度稳定剂、16.6wt％氧化钴和39.4wt％玻璃粉相互混合、搅动、捏合和分散，以制得一种组合物。向其中添加溶剂以控制粘度。

实施例2

使用陶瓷三辊研磨机，将含40wt％甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物的24.6wt％Texanol溶液、7.56wt％氧化钛粉、7.29wt％TMPTA作为增塑剂、1.0wt％粘度稳定剂、10.4wt％氧化钴和42wt％玻璃粉相互混合、搅动、捏合和分散，以制得一种组合物。向其中添加溶剂以控制粘度。

实施例3

使用陶瓷三辊研磨机，将含40wt％甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物的24.6wt％Texanol溶液、7.56wt％氧化钛粉、7.29wt％TMPTA作为增塑剂、1.0wt％粘度稳定剂、10.4wt％氧化铜-铬黑颜料和42wt％玻璃粉相互混合、搅动、捏合和分散，以制得一种组合物。向其中添加溶剂以控制粘度。

对比例1

使用陶瓷三辊研磨机，将含40wt％甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物的24.6wt％Texanol溶液、7.56wt％氧化钛粉、7.29wt％TMPTA作为增塑剂、1.0wt％粘度稳定剂、10.4wt％氧化钴、42wt％玻璃粉、2.4wt％ITX和2.4wt％EDAB相互混合、搅动、捏合和分散，以制得一种组合物。向其中添加溶剂以控制粘度。

为了对它们进行评价，使用丝网印刷法将实施例1-3的组合物涂敷到尺寸为10cm×10cm的高熔点玻璃基片上，在该基片上形成有透明电极(ITO)，并在IR带式干燥器中于90℃干燥10分钟。使用丝网印刷法将感光银电极材料涂敷到其上，并接着进行干燥。所得到的两层结构，通过使用光掩模(它被设计成具有120μm的线间距)和曝光装置采用高压汞UV灯以400mJ/cm²的强度，对其进行曝光。在曝光之后，通过使用处于30℃的0.4wt％Na₂CO₃水溶液，经由光刻工艺形成图案。结果是，已经得到证实，即使这些实施例中的黑色绝缘组合物不是感光的，也能形成想要的直线。

在形成有图案的样品通过使用带式烧结炉经过在560℃烧结20分钟之后，已经得到证实，即使上部银电极和最下部的透明电极层是被黑色绝缘层相互隔离开的，电流也能在其间流动。玻璃基片后表面的黑度，采用Minolta，Inc.制造的色度计进行测量，结果证实L^*值为13。从而证实，要获得充分黑度是可能的。

关于由于感光组合物引起的粘度提高，将实施例2与对比例1进行比较。在该对比例中，粘度显著提高，从而使得在两天之后固化。但是，在该实施例中，即使当其于室温放置1个月之后，其粘度也没有发生明显提高。

即使实施例3的组合物含有铜-铬黑颜料(它被认为引起感光组合物粘度提高)，当其于室温放置1个月之后，其粘度也没有发生明显变化。

如上所述，本发明所述等离子显示面板及其制造方法，其特征在于：在通过使用非感光黑色绝缘组合物制备得到的等离子显示面板的前基片上，电流在上部电极和透明电极之间流动，并且即使不使用昂贵金属颗粒作为传导材料也能保证充分低的可见性。此外，由于非感光性，可以使用多种类型的黑色颜料，因而可以以降低的材料成本制造价格低廉的等离子显示面板。

业已经以例证说明方式对本发明进行了说明，能够理解，所用的术语仅是用于本质说明，而不是用来限制。按照上述启示，对本发明作许多改进和变动是可能的。因此，能够理解，在后附的权利要求书范围之内，本发明都可实施而不是仅限于特定的描述。

Claims (3)

1.一种制备含有前玻璃基片和后玻璃基片的等离子显示面板的方法，包括：将非感光黑色介电层的黑色绝缘组合物和具有感光性的电极组合物在前玻璃基片上成形为糊料，通过使用丝网印刷法和光刻工艺而在前玻璃基片上形成电极图案，从而形成一个两层电板结构，在所述电极结构中，所述黑色介电层和感光电极层形成在所述前玻璃基片上，且在所述电极结构中，所述黑色介电层经热处理在与所述前玻璃基片接触的表面上变黑，其中，黑色介电层含有从过渡金属的氧化物、硼化物、碳化物和氮化物中选出的一种或多种颗粒作为黑色颜料，并且该电极结构被构造成通过热处理而在感光电极层的上部电极与前玻璃基片上的透明电极之间施加电流，其中，所述热处理包括在约560℃进行的烧结处理。

2.一种制备含有前玻璃基片和后玻璃基片的等离子显示面板的方法，包括：在将非感光黑色介电层、非感光电极层和光致抗蚀剂组合物层叠到可分离膜上之后，将所述膜上的三层结构转录到前玻璃基片上并接着经由光刻工艺而图案化，从而形成一个两层电板结构，在所述电极结构中，所述非感光黑色介电层和非感光电极层形成在所述前玻璃基片上，且在所述电极结构中，所述非感光黑色介电层经热处理在与所述前玻璃基片接触的表面上变黑，其中，非感光黑色介电层含有从过渡金属的氧化物、硼化物、碳化物和氮化物中选出的一种或多种颗粒作为黑色颜料，并且该电极结构被构造成通过热处理而在非感光电极层的上部电极与前玻璃基片上的透明电极之间施加电流，其中，所述热处理包括在约560℃进行的烧结处理。

3.一种制备含有前玻璃基片和后玻璃基片的等离子显示面板的方法，包括：将非感光黑色介电层和感光电极层层叠到可分离膜上、转录到前玻璃基片上、并接着经由光刻工艺而图案化，从而形成一个两层电极结构，在所述电极结构中，所述黑色介电层和电极层形成在所述前玻璃基片上，且在所述电极结构中，所述黑色介电层经热处理在与所述前玻璃基片接触的表面上变黑，其中，黑色介电层含有从过渡金属的氧化物、硼化物、碳化物和氮化物中选出的一种或多种颗粒作为黑色颜料，并且该电极结构被构造成通过热处理而在感光电极层的上部电极与前玻璃基片上的透明电极之间施加电流，其中，所述热处理包括在约560℃进行的烧结处理。