DE602005002979T2

DE602005002979T2 - Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel, und eine mit derartigen aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstegen versehene Plasmaanzeigentafel

Info

Publication number: DE602005002979T2
Application number: DE602005002979T
Authority: DE
Inventors: Nam-Seok Baik; Nam-Ha Cho; Cheol-Hee Moon; Chang-Seok Rho; Min-Soo is Sihung-si Kang; Myung-Ick Sihung-si Hwang; Woo-Sung Sihung-si Sim; Il-Ji Lim
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2025-06-24
Also published as: US20060019814A1; DE602005002979D1; CN1736916A; EP1612193B1; ATE376535T1; EP1612193A1; CN100577586C; JP2006008496A; KR20060000515A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel (PDP) und eine Plasmaanzeigetafel, welche die aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine umweltverträgliche bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel, wobei die Ätzrate hoch ist und die Isolierstege mit hoher Dichte und Präzision hergestellt werden können, und wobei die vorliegende Erfindung weiterhin eine Plasmaanzeigetafel, welche die aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege aufweist, betrifft.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Plasmaanzeigetafel ist eine Anzeigetafel, die eine Plasmaerscheinung verwendet. Wenn eine einen bestimmten Wert überschreitende Differenz des elektrischen Potentials an zwei räumlich getrennte Elektroden in einem gasförmigen Zustand, in dem kein Vakuum herrscht, angelegt wird, findet eine Entladung statt. Eine derartige Entladung nennt man eine Gasentladungserscheinung.
Eine Plasmaanzeigetafel ist eine Flachanzeige, welche die Gasentladungserscheinung zum Erzeugen einer optischen Anzeige nutzt. In letzter Zeit wurden allgemein verwendete Plasmaanzeigetafeln über eine reflektierende alternierende Schaltung angesteuert, wobei eine Phosphorschicht in den durch Isolierstege getrennten Entladungszellen ausgebildet ist, und wobei die Isolierstege auf einem hinteren Substrat bereitgestellt werden.
Das hintere Substrat und ein vorderes Substrat (der Einfachheit halber jeweils als ein erstes Substrat und ein zweites Substrat bezeichnet) sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, wobei sich ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen ihnen befindet, so dass eine Anordnung der Art wie sie für eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD), eine Feldemissionsanzeige (FED) und andere Flachanzeigevorrichtungen bereitgestellt wird, bereitgestellt wird. Die Entladungszelle befindet sich in einem Vakuumzustand, der von den Substraten definiert ist und durch ein Haftmittel, mit welchem die Umrandung der Anordnung umlaufend beschichtet ist, versiegelt ist.
Zur Ausbildung der Isolierstege auf dem ersten Substrat einer Plasmaanzeigetafel werden hauptsächlich ein Sandstrwahlverfahren (SB) und ein Verfahren zum nasschemischen Ätzen (WCE) eingesetzt. Beim Sandstrahlverfahren wird ein gefärbtes Material in einer vorbestimmten Dicke auf einem Glassubstrat aufgebracht und getrocknet, so dass eine Maske, welche Eigenschaften, die sie beständig gegen Sandstrahlen macht, aufweist, mit irgendeiner Struktur ausgebildet wird, woraufhin der Bereich, der nicht den Isolierstegen entspricht, durch Sandstrahlen entfernt und gesintert wird, so dass die bevorzugten Isolierstege hergestellt werden. Beim Verfahren zum nasschemischen Ätzen (WCE) werden verschiedene Arten von gefärbten Materialien auf dem Glassubstrat aufgebracht und bei einer Temperatur, die höher als 500°C ist, gesintert, wobei dann eine säurebeständige Maskenstruktur ausgebildet wird und die gefärbten Materialien selektiv mittels eines Flüssigkeitsgemisches auf der Basis von Säure geätzt werden, so dass die Isolierstege ausgebildet werden.
Derzeit wird als Material zur Ausbildung der Isolierstege hauptsächlich eine Pastenmischung, die aus Glaspulver, welches mehr als 50 Gew.-% Bleioxid und ein organisches Material aufweist, verwendet. Da Bleioxid jedoch bekanntermaßen für Mensch und Umwelt schädlich ist, ist die Verwendung von Bleioxid insofern mit Mängeln behaftet, als die Verfahrenseffizienz sinkt und die Herstellungskosten steigen, da eine zusätzliche Ausstattung zum Schutz der Umwelt erforderlich ist, um das Glas herstellen und benutzen zu können.
Weiterhin ist die Ätzrate des Glaspulvers für Isolierstege, die das üblicherweise verwendete Bleioxid aufweisen, sehr niedrig. Daher ist ein Verfahren, bei dem die Isolierstege aus einer einzigen Schicht hergestellt werden, insofern einem Verfahren, bei dem die Isolierstege aus zwei oder mehreren Schichten hergestellt werden, überlegen, als es kostengünstiger ist und bei der Herstellung ein verbesserter Wirkungsgrad erzielt werden kann. Die Neigung und die Form der Isolierstege lassen sich durch die Ausbildung, Sinterung und Ätzung der Schicht für die Isolierstege regulieren. Darüber hinaus ist ein eine niedrige Ätzrate aufweisendes Material zur Ausbildung von Isolierstegen insofern mit Mängeln behaftet, als es aufgrund der Notwendigkeit, während des chemischen Verfahrens eine hochkonzentrierte Mischung auf der Basis von Säure zu verwenden, umweltschädlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen für eine Plasmaanzeigetafel bereitgestellt, wobei die Glaszusammensetzung umwelt-schonend ist, eine hohe Ätzrate aufweist und zur Herstellung von Isolierstegen mit hoher Dichte und Präzision verwendet werden kann, ohne dass dazu Bleioxid verwendet werden müsste.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Plasmaanzeigetafel, welche die bleifreien Isolierstege aufweist, bereitgestellt, wobei die Plasmaanzeigetafel aus der oben genannten bleifreien Glaszusammensetzung hergestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel bereitgestellt, wobei die bleifreie Glaszusammensetzung aufweist: 20 bis 70 Gew.-% ZnO, 10 bis 50 Gew.-%, BaO, 10 bis 40 Gew.-% B₂O₃, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅, 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃, 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO, 0 bis 20 Gew.-% MoO₃, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂.
Weiterhin wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Plasmaanzeigetafel bereitgestellt, welche aufweist: a) ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, welche so ausgerichtet sind, dass sie einander gegenüberliegen; b) Adresselektroden, welche auf dem ersten Substrat ausgebildet sind, wobei das erste Substrat eine dielektrische Schicht, welche das erste Substrat und die Adresselektroden bedeckt, aufweist, und Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung, welche auf dem zweiten Substrat ausgebildet sind, wobei das zweite Substrat eine dielektrische Schicht, welche das zweite Substrat und die Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung bedeckt, und eine Schutzschicht, welche die dielektrische Schicht bedeckt, aufweist; c) Isolierstege, welche zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet sind, wobei die Isolierstege, welche eine Vielzahl von Entladungszellen trennen, auf dem ersten Substrat ausgebildet sind, und wobei die Isolierstege aus einer bleifreien Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt sind; und d) rote, grüne und blaue Phosphorschichten, welche in den durch die Isolierstege getrennten Entladungszellen ausgebildet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUR
Die beigefügte Figur, die zum besseren Verständnis der Erfindung beigefügt ist und als ein Bestandteil dieser Patentschrift in derselben aufgenommen ist, stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar und dient, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist eine Explosionsdarstellung, welche eine Ausführungsform einer Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Auf einem ersten Substrat befindliche Entladungszellen sind durch eine bleifreie Glaszusammensetzung aus Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel getrennt, wobei ZnO, BaO und B₂O₃ die Hauptbestandteile der bleifreien Glaszusammensetzung sind, und wobei kein Bleioxid (PbO) verwendet wird.
Die verschiedenen Bestandteile gemäß dem den Ansprüchen zugrunde liegenden Gegenstand beeinflussen, je nach ihrem jeweiligen Gehalt, die Glasübergangtemperatur (Tg), die Erweichungstemperatur (Ts), den Wärmeausdehnungskoeffizienten (TEC), die Ätzrate, die Dielektrizitätskonstante, den Geliergrad und die Färbung der bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Einflüsse, die die jeweiligen Bestandteile auf die Eigenschaften der bleifreien Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ausüben, sind im Folgenden beschrieben.
ZnO ist ein Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur, die Dielektrizitätskonstante, den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Gelierungsdichte reduziert und die Ätzrate erhöht. Liegt der ZnO-Gehalt unter 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so steigt die Ätzrate geringfügig. Falls der ZnO-Gehalt über 70 Gew.-% liegt, kann die Zusammensetzung aufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante ihre Funktion als Isolierstege nicht erfüllen, obwohl die Ätzrate steigt. Folglich liegt der ZnO-Gehalt bevorzugt zwischen 20 und 70 Gew.-%, und besonders bevorzugt zwischen 30 und 45 Gew.-%.
BaO ist ein dunkler Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung senkt, während er die Ätzrate, die Dielektrizitätskonstante, den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Gelierungsdichte erhöht. Liegt der BaO-Gehalt unter 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so steigt die Ätzrate nur geringfügig. Liegt der BaO-Gehalt über 50 Gew.-%, so besteht die Gefahr, dass die Formstabilität der Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel aufgrund einer Erhöhung des Wärmeausdehnungskoeffizienten beeinträchtigt wird. Folglich liegt der BaO-Gehalt bevorzugt zwischen 10 und 50 Gew.-%, und besonders bevorzugt zwischen 10 und 25 Gew.-%.
B₂O₃ ist ein heller Glasbildner, der den Wärmeausdehnungskoeffizienten der bleifreien Glaszusammensetzung reduziert, während er die Glasübergangstemperatur, die Ätzrate und die Gelierungsdichte erhöht. Liegt der B₂O₃-Gehalt unter 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so steigt die Ätzrate geringfügig. Liegt der B₂O₃-Gehalt über 40 Gew.-%, so steigt die Glasübergangstemperatur übermäßig. Folglich liegt der B₂O₃-Gehalt bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew.-%, und besonders bevorzugt zwischen 20 und 35 Gew.-%.
P₂O₅ ist ein heller Glasbildner, der die Dielektrizitätskonstante der bleifreien Glaszusammensetzung reduziert, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Gelierungsdichte geringfügig reduziert und die Glasübergangstemperatur und die Ätzrate geringfügig erhöht. Liegt der P₂O₅-Gehalt über 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Dielektrizitätskonstante übermäßig reduziert. Folglich liegt der P₂O₅-Gehalt zwischen 5 und 20 Gew.-%.
SiO₂ ist ein heller Glasbildner, der den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Ätzrate der bleifreien Glaszusammensetzung drastisch reduziert, während er die Gelierungsdichte reduziert und die Glasübergangstemperatur erhöht. Liegt der SiO₂-Gehalt über 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Ätzrate aufgrund eines übermäßigen Anstiegs der Glasübergangstemperatur drastisch reduziert. Folglich liegt der SiO₂-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 20 Gew.-%.
Bi₂O₃ ist ein brauner Glasbildner oder Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung reduziert, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Dielektrizitätskonstante erhöht, die Ätzrate geringfügig erhöht und keinen Einfluss auf die Gelierungsdichte hat. Liegt der Bi₂O₃-Gehalt über 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so besteht die Gefahr, dass die Formstabilität der Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel aufgrund einer Erhöhung des Wärmeausdehnungskoeffizienten eingeschränkt wird. Folglich liegt der Bi₂O₃-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 20 Gew.-%.
V₂O₅ ist ein roter Glasbildner, der den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Ätzrate der bleifreien Glaszusammensetzung reduziert, während er die Glasübergangstemperatur erhöht, die Färbung der Zusammensetzung durch Regulierung der Koordinationszahl von Glas und der Oberflächenspannung beeinflusst und keinen Einfluss auf die Gelierungsdichte hat. Liegt der V₂O₅-Gehalt über 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Glasübergangstemperatur übermäßig erhöht und wird die Zusammensetzung eingefärbt. Folglich liegt der V₂O₅-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 30 Gew.-%.
Na₂O, Li₂O und K₂O sind gelbe Glasbildner, die die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung zur Regulierung der Sintertemperatur senken, während sie die Dielektrizitätskonstante erhöhen und den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Ätzrate geringfügig erhöhen. Liegt der Gehalt der Summe des einen oder der mehreren Oxide, welche aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, über 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so besteht die Gefahr, dass die Glasübergangstemperatur drastisch gesenkt wird und dass die Formstabilität der Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel aufgrund der Erhöhung des Wärmeausdehnungskoeffizienten beeinträchtigt wird. Folglich liegt der Gehalt derartiger Oxide vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%.
CuO, NiO, Cr₂O₃, As₂O₃, Sb₂O₃ oder CoO wird als Glas-Additiv zur Regulierung der Koordinationszahl, der Stabilität und der Mobilität der bleifreien Glaszusammensetzung verwendet. Die bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in der Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung kann eines oder mehrere dieser Oxide aufweisen, wobei der Oxidgehalt vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, liegt. Liegt der Oxidgehalt über 10 Gew.-%, so treten eine übermäßige Färbung und eine Verschlechterung der Glasstabilität auf.
CaO ist einer heller Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung geringfügig erhöht, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten geringfügig reduziert und die Ätzrate und die Gelierungsdichte reduziert. Liegt der CaO-Gehalt über 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Ätzrate reduziert. Folglich liegt der CaO-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%.
MgO ist ein heller Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung geringfügig erhöht, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten geringfügig reduziert und die Ätzrate und die Gelierungsdichte reduziert. Insbesondere erhöht er die Viskosität der bleifreien Glaszusammensetzung bei hohen Temperaturen. Der MgO-Gehalt liegt vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung.
SrO ist ein dunkler Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur und die Ätzrate der bleifreien Glaszusammensetzung geringfügig erhöht, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten geringfügig reduziert und die Dielektrizitätskonstante und die Gelierungsdichte erhöht. Der SrO-Gehalt liegt vorzugsweise unter 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung.
MoO₃ ist ein dunkler Glasumwandler, der die Glasübergangstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung senkt, während er die Ätzrate und die Gelierungsdichte erhöht und den Wärmeausdehnungskoeffizienten geringfügig reduziert. Der MoO₃-Gehalt liegt vorzugsweise unter 20 Gew.-%., bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung.
Al₂O₃ ist ein weißer Glasstabilisator, der die Glasübergangstemperatur und die Dielektrizitätskonstante der bleifreien Glaszusammensetzung erhöht, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten, die Ätzrate und die Gelierungsdichte reduziert. Liegt der Al₂O₃-Gehalt über 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Ätzrate drastisch reduziert. Folglich liegt der Al₂O₃-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%., bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung.
TiO₂ ist ein weißer Glasstabilisator, der die Glasübergangstemperatur und die Dielektrizitätskonstante der bleifreien Glaszusammensetzung erhöht, während er den Wärmeausdehnungskoeffizienten, die Ätzrate und die Gelierungsdichte reduziert. Liegt der TiO₂-Gehalt über 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, so wird die Ätzrate geringfügig reduziert. Folglich liegt der TiO₂-Gehalt vorzugsweise zwischen 0 und 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die bleifreie Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung somit vorzugsweise auf: 20 bis 70 Gew.-% ZnO, 10 bis 50 Gew.-%, BaO, 10 bis 40 Gew.-% B₂O₃, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅, 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃, 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO, 0 bis 20 Gew.-% MoO₃, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂.
Weiterhin weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die bleifreie Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf: 30 bis 45 Gew.-% ZnO, 10 bis 25 Gew.-%, BaO, 20 bis 35 Gew.-% B₂O₃, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅, 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃, 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO, 0 bis 20 Gew.-% MoO₃, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃ und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂.
Weiterhin weist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die bleifreie Glaszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf: a) 20 bis 70 Gew.-% ZnO, 10 bis 50 Gew.-%, BaO, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅ und 10 bis 40 Gew.-% B₂O₃; und b) eines oder mehrere Oxide, wobei das eine oder die mehreren Oxide aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus i) erstens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃ und 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅ ausgewählt sind; ii) zweitens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide ausgewählt sind, welche wiederum aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO und 0 bis 20 Gew.-% MoO₃ _, und iii) drittens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide ausgewählt sind, welche wiederum aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃ und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂ besteht.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die bleifreie Glaszusammensetzung vorzugsweise auf: a) 20 bis 70 Gew.-% ZnO, 10 bis 50 Gew.-%, BaO, 10 bis 40 Gew.-% B₂O₃ und 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅; und b) eines oder mehrere Oxide, wobei das eine oder die mehreren Oxide aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus i) erstens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃ und 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅ ausgewählt sind, ii) zweitens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% Na₂O, 0 bis 10 Gew.-% Li₂O, 0 bis 10 Gew.-% K₂O, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO und 0 bis 20 Gew.-% MoO₃ ausgewählt sind, und iii) drittens: einem oder mehreren Oxiden, welche aus der Gruppe bestehend aus 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide ausgewählt sind, welche wiederum aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃ und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂ besteht.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die bleifreie Glaszusammensetzung vorzugsweise auf: 30 bis 45 Gew.-% ZnO, 10 bis 25 Gew.-% BaO, 20 bis 35 Gew.-% B₂O₃, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅, 0 bis 2 Gew.-% Na₂O, 0 bis 2 Gew.-% Li₂O und 0 bis 2 Gew.-% TiO₂. Besonders bevorzugt liegen jedoch der Na₂O-Gehalt, der Li₂O-Gehalt und der TiO₂-Gehalt nicht alle bei Null.
P₂O₅ liegt in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vor. Weiterhin liegt ZnO vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vor. Weiterhin liegt BaO vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vor. Weiterhin liegt B₂O₃ vorzugsweise in einer Menge von 20 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vor.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die bleifreie Glaszusammensetzung bevorzugt eine Pulverzusammensetzung, und besonders bevorzugt liegt der durchschnittliche Durchmesser des Pulvers zwischen 0,1 und 10 μm. Liegt der durchschnittliche Durchmesser des Pulvers unter 0,1 μm, so werden die im Breizustand, in welchem die Verschlechterung der Pulver gering ist, dispergierten Pulver unstabil. Liegt der Durchmesser über 10 μm, so sind die Form und die Mikrostruktur der Isolierstege nicht regulierbar. Darüber hinaus liegt die Glaserweichungstemperatur der bleifreien Glaszusammensetzung vorzugsweise in einem Bereich von 350 bis 590°C. Ist die Glaserweichungstemperatur niedriger als 350°C, so ist die Form der Isolierstege unstabil. Ist sie höher als 590°C, so wird das Herstellungsverfahren aufgrund der Verformung des Substratglases erschwert.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient der bleifreien Glaszusammensetzung vorzugsweise zwischen 51 × 10^–7 und 91 × 10^–7/°C. Liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient außerhalb dieses Bereichs, so wird das Substratglas verformt und wird die Form der Isolierstege aufgrund einer Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten ungleichmäßig. Die Dielektrizitätskonstante der bleifreien Glaszusammensetzung liegt zwischen 6 und 12.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die bleifreie Glaszusammensetzung vorzugsweise durch Schmelzen, Kühlen mit Trockenluft, Trockenschliff und Zerkleinern hergestellt. Eine gemäß der obengenannten Verfahren hergestellte bleifreie Glaszusammensetzung weist eine hervorragende Verdichtung und Färbung auf.
Ein Bindemittel und ein organisches Lösungsmittel können mit der bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel vermischt werden, so dass die bleifreie Glaszusammensetzung als Paste für die Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel verwendet wird, wobei der bleifreien Glaszusammensetzung gegebenenfalls ein Füllstoff oder andere Additive beigemischt werden können.
Die bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel kann mittels eines konventionellen Verfahrens zur Herstellung des Glaspulvers hergestellt werden, das heißt, mittels Mischen, Schmelzen, Schnellkühlung, Schleifen, Trocknen, Filtern und Zerkleinern. Das Verfahren zur Herstellung der bleifreien Glaszusammensetzung für Isolierstege in einer Plasmaanzeigetafel weist auf: a) Beimischen von ZnO, BaO, B₂O₃ sowie: HP₂O5 und/oder SiO₂ und/oder Bi₂O₃ und/oder V₂O₅ und/oder Na₂O und/oder Li₂O und/oder K₂O und/oder Sb₂O₃ und/oder CuO und/oder Cr₂O₃ und/oder As₂O₃ und/oder CoO und/oder NiO und/oder CaO und/oder MgO und/oder SrO und/oder MoO₃ und/oder Al₂O₃ und/oder TiO₂ zu den vorgenannten vorbestimmten Gehalten; b) Schmelzen der resultierenden Mischung; und c) Schnellkühlung der Mischung, gefolgt von Mahlen, Filtern und Zerkleinern.
Die Schmelztemperatur in Schritt b) liegt bevorzugt zwischen 1000 und 1500°C, und besonders bevorzugt zwischen 1150 und 1350°C. Die Schmelzzeit beträgt vorzugsweise 10 bis 60 Minuten, so dass die jeweiligen Bestandteile in geschmolzenem Zustand gleichmäßig vermischt werden. Liegt die Schmelztemperatur unter 1000°C, so werden die jeweiligen Bestandteile aufgrund ihrer hohen Viskosität nicht gleichmäßig vermischt, während es, wenn die Schmelztemperatur höher als 1500°C ist, aufgrund der Verdampfung einiger Bestandteile zu einer Änderung der Inhaltsstoffe kommt.
Nach der Schnellkühlung wird die geschmolzene bleifreie Glaszusammensetzung zerkleinert. Das Schnellkühlen kann im trockenen oder im nassen Zustand durchgeführt werden, wobei beim Nassverfahren vorzugsweise Wasser verwendet wird. Auch das nach der Schnellkühlung erfolgende Zerkleinerungsverfahren kann im trockenen oder im nassen Zustand durchgeführt werden, wobei beim Nasszerkleinerungsverfahren Wasser oder ein organisches Lösungsmittel verwendet werden können. Bevorzugte Beispiele des organischen Lösungsmittels weisen Ethanol, Methanol, Etyhlacetat, Toluol und Isopropylalkohol auf. Das wässrige oder organische Lösungsmittel kann allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehrere Lösungsmittel vermischt werden. Bei einem organischen Lösungsmittel sind der Geliergrad und die Färbung nach dem Sintern der bleifreien Glaspulver regulierbar.
Vorzugsweise werden ein Verfahren zur trockenen Schnellkühlung und ein Schleifverfahren durchgeführt, um die Verdichtung und Färbung der bleifreien Glaspulver zu verbessern.
Die geschliffenen bleifreien Glaspulver werden gefiltert, getrocknet und zerkleinert, so dass Pulver, welche einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 10 μm aufweisen, hergestellt werden.
Die Plasmaanzeigetafel der vorliegenden Erfindung weist auf: a) ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, welche derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen; b) Adresselektroden, welche auf dem ersten Substrat ausgebildet sind, wobei das erste Substrat eine dielektrische Schicht, welche sowohl die Adresselektroden als auch das erste Substrat bedeckt, aufweist, und Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung, welche auf dem zweiten Substrat ausgebildet sind, wobei das zweite Substrat eine dielektrische Schicht, welche sowohl die Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung und das zweite Substrat bedeckt, aufweist, und wobei die dielektrische Schicht von einer Schutzschicht bedeckt wird; c) Isolierstege, welche zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet sind, wobei die Isolierstege, welche eine Vielzahl von Entladungszellen trennen, auf dem ersten Substrat ausgebildet sind; und d) rote, grüne und blaue Phosphorschichten, welche in den durch die oben genannten Isolierstege getrennten Entladungszellen ausgebildet sind.
1 ist eine Explosionsdarstellung, welche eine Ausführungsform einer Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, jedoch ist die Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung selbstverständlich nicht auf die in 1 gezeigte Struktur beschränkt.
Gemäß der Figur sind in der konventionellen Plasmaanzeigetafel Adresselektroden 3 auf dem ersten Substrat 1 entlang einer Richtung (Y-Richtung der Figur) ausgebildet, wobei auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrats 1 eine dielektrische Schicht 5, welche die Adresselektroden 3 bedeckt, ausgebildet ist. Auf der dielektrischen Schicht 5 sind zwischen den jeweiligen Adresselektroden 3 Isolierstege 7 ausgebildet, wobei die Isolierstege 7 gegebenenfalls entweder als offene oder als geschlossene Isolierstegtypen ausgebildet sein können. Zwischen den jeweiligen Isolierstegen sind rote, grüne und blaue Phosphorschichten 9 angeordnet.
Elektroden 13 zur Aufrechterhaltung der Entladung, welche aus einem aus einer transparenten Elektrode 13a und einer Buselektrode 13b bestehenden Paar bestehen, sind entlang einer Richtung, die senkrecht zu den Adresselektroden verläuft, auf einer Seite des zweiten Substrats 11, welches dem ersten Substrat 1 gegenüberliegt, ausgebildet, und eine transparente dielektrische Schicht 15 und eine Schutzschicht 17 sind auf der gesamten Oberfläche des zweiten Substrats angeordnet, wobei die transparente dielektrische Schicht 15 und die Schutzschicht 17 die Elektroden 13 zur Aufrechterhaltung der Entladung bedecken. Die Bereiche, in denen sich die Adresselektroden 3 und die Elektroden 13 zur Aufrechterhaltung der Entladung kreuzen, bilden Entladungszellen aus, welche mit einem Entladungsgas gefüllt sind.
Gemäß diesem Sachverhalt regt, wenn eine Adressspannung (Va) zwischen einer Adresselektrode und einer der Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung angelegt wird, so dass eine Adressentladung erfolgt, und wenn danach eine Erhaltungsspannung (Vs) zwischen einem Paar von Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung angelegt wird, vakuum-ultraviolettes Licht, welches während der Erhaltungsentladung erzeugt wurde, die zugehörigen Phosphorschichten 9 an, so dass sichtbares Licht durch das transparente vordere Substrat (zweites Substrat) 11 emittiert wird.
Vorzugsweise sind die Isolierstege 7, welche in der oben genannten Plasmaanzeigetafel enthalten sind, bleifreie Glasisolierstege, welche aus der bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel hergestellt sind.
Gegebenenfalls können die Isolierstege der Plasmaanzeigetafel weiterhin einen Füllstoff aufweisen. Der Füllstoffgehalt liegt bevorzugt unter 70 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der bleifreien Glaszusammensetzung, welche in den aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstegen enthalten ist, und besonders bevorzugt zwischen 10 und 50 Gewichtsteilen. Liegt der Füllstoffgehalt über 70 Gewichtsteilen, kann sich die Verdichtung der Isolierstege nach dem Sintern verschlechtern.
Bevorzugte Beispiele des Füllstoffs weisen zumindest eine Verbindung, welche aus der Gruppe bestehend aus CrO, MnO₂, CuO, MgO, Al₂O₃, ZnO, TiO₂, Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂) und Cordierit (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) ausgewählt ist, auf. Füllstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf die obengenannten Beispiele beschränkt.
Die Dielektrizitätskonstante der aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die oben genannten Füllstoffe nicht aufweist, liegt zwischen 6 und 12, während die Dielektrizitätskonstante der aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege in der Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die oben genannten Füllstoffe aufweist, zwischen 6 und 13 liegt.
Die Glaserweichungstemperatur der aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege, welche in der Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, liegt zwischen 350 und 590°C, während ihr Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen 51 × 10^–7 und 91 × 10^–7/°C liegt.
Das Verfahren zur Herstellung der Plasmaanzeigetafel weist auf: a) Aufbringen einer aus einer bleifreien Glaszusammensetzung bestehenden Paste zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel, wobei die Paste durch Mischen von: i) einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung der Isolierstege, ii) eines Bindemittels, und iii) organischer Lösungsmittel hergestellt wird, gefolgt von einer Sinterung, so dass eine Schicht für die Isolierstege ausgebildet wird; b) Aufbringen eines photoempfindlichen Lackfilms auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrats, so dass die Schicht für die Isolierstege bedeckt wird, c) Anordnen einer Fotomaske, welche eine vorbestimmte Struktur aufweist, auf der gesamten Oberfläche des photoempfmdlichen Lackfilms, gefolgt von einer Belichtung und Entwicklung, welche zur Strukturierung des photoempfindlichen Lackfilms führen; d) Entfernen des Bereichs, der nicht den Isolierstegen entspricht, entsprechend der strukturierten Form, so dass Isolierstege ausgebildet werden; und e) Aufbringen von Phosphorschichten auf dem ersten Substrat als dem hinteren Substrat, welches die Isolierstege aufweist, gefolgt von Zusammenbau, Versiegelung, Entgasung, Gasinjektion und Vergütung, so dass eine Plasmaanzeigetafel hergestellt wird.
Von den Schritten zur Herstellung der Plasmaanzeigetafel wird Schritt e) nicht ausführlich dargestellt, da in Schritt e) ein konventionelles Verfahren zur Herstellung der Plasmaanzeigetafel verwendet werden kann. Nachfolgend werden hauptsächlich die Schritte a) bis d) zur Ausbildung der Isolierstege dargestellt.
In Schritt a) werden die bleifreie Glaszusammensetzung, ein Bindemittel und organische Lösungsmittel vermischt, so dass eine aus einer bleifreien Glaszusammensetzung bestehende Paste zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel hergestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Gehalt jedes Bestandteils in Übereinstimmung mit dem allgemeinen Verfahren reguliert werden. Der Gehalt an Feststoffen, welche in der aus der bleifreien Glaszusammensetzung bestehenden Paste enthalten sind, liegt vorzugsweise zwischen 65 und 85 Gew.-%. Liegt der Feststoffgehalt unter 65 Gew.-%, so wird die Mikrostruktur nach der Filmbildung nicht dünn, während, wenn der Feststoffgehalt über 85 Gew.-% liegt, das Erreichen stabiler Dispersionseigenschaften erschwert ist.
Als Bindemittel kann ein allgemeines, für die Herstellung von Isolierstegen verwendetes Bindemittel verwendet werden, wobei das Bindemittel vorzugsweise zumindest eine Polymerharzart, welche aus der Gruppe bestehend aus Harzen auf der Basis von Acryl, Harzen auf der Basis von Epoxid und Harz auf der Basis von Ethylcellulose ausgewählt ist, ist.
Als organisches Lösungsmittel kann ein allgemeines, für die Herstellung von Isolierstegen verwendetes Lösungsmittel verwendet werden, wobei das Lösungsmittel vorzugsweise zumindest eine organische Lösungsmittelart, welche aus der Gruppe bestehend aus Butyl-Cellosolve (BC), Butylcarbitolacetat (BCA), Terpineol (TP) und Texanol ausgewählt ist, ist.
Gegebenenfalls kann der aus der bleifreien Glaszusammensetzung bestehenden Paste zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel aus Schritt a) weiterhin zusätzlich ein Füllstoff beigemischt werden. In diesem Fall wird der Füllstoff bevorzugt mit weniger als 70 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der bleifreien Glaszusammensetzung, gemischt, und besonders bevorzugt mit 10 bis 50 Gewichtsteilen.
Ein bevorzugtes Beispiel des Füllstoffes kann zumindest eine Verbindung, welche aus der Gruppe bestehend aus CrO, MnO₂, CuO, MgO, Al₂O₃, ZnO, TiO₂, Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂) und Cordierit (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) ausgewählt ist, sein.
Wenn die aus der bleifreien Glaszusammensetzung bestehende Paste zur Herstellung der Isolierstege hergestellt ist, wird die aus der bleifreien Glaszusammensetzung bestehende Paste auf dem ersten Substrat, auf welchem Adresselektroden und eine dielektrische Schicht ausgebildet sind, aufgebracht und gesintert, so dass eine Schicht für die Isolierstege ausgebildet wird. Die Schicht für die Isolierstege kann als eine einzelne Schicht, welche die bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, ausgebildet werden. Gegebenenfalls können auch verschiedene Bestandteile aufweisende Schichten für die Isolierstege enthalten sein, so dass mindestens zwei Schichten ausgebildet werden. Wie in Schritt b) gezeigt, wird nach der Ausbildung der Schicht für die Isolierstege ein Fotolack auf der gesamten Oberfläche der Schicht für die Isolierstege aufgebracht. Zum Aufbringen des Fotolacks in Schritt b) kann ein Trockenfilm-Fotolack oder ein Nassfilm-Fotolack verwendet werden.
Wie in Schritt c) gezeigt, wird eine Fotomaske, welche eine vorbestimmte Struktur aufweist, auf der gesamten Oberfläche des Fotolacks angeordnet, nachdem der Fotolack aufgebracht worden ist, wobei die Fotomaske zum Zweck der Strukturierung des photoempfindlichen Films belichtet und entwickelt wird. Die strukturierte Form ist insofern nicht auf eine spezifische Form beschränkt, als sie, je nach der letztendlich ausgebildeten Form der Isolierstege, als eine Streifenform, geschlossene Form oder Kassettenform hergestellt werden kann.
Nach der Strukturierung wird ein Bereich, welcher nicht den Isolierstegen entspricht, durch chemisches Ätzen oder durch Sandstrahlen entfernt, und der übrigbleibende photoempfindliche Film wird entfernt, so dass Isolierstege ausgebildet werden.
Zur chemischen Ätzung wird ein konventionelle Ätzverfahren, bei welchem Säuren, wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und Fluorwasserstoffsäure verwendet werden, eingesetzt, wobei das Ätzen vorzugsweise unter Verwendung einer sauren, wässrigen Lösung, welche zumindest eine Säure aufweist, die aus den oben genannten Säuren ausgewählt ist, erfolgt, wobei die zumindest eine Säure eine Konzentration von 0 bis 10 Gew.-% aufweist.
Je nach dem chemischen Ätzverfahren liegt die Ätzrate der aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen 5 und 30 μm/min, vorzugsweise zwischen 10 und 20 μm/min.
Eine Phosphorschicht wird auf dem ersten Substrat, auf dem Isolierstege durch die oben genannten Schritte ausgebildet sind, aufgebracht, und die Tafel wird zusammengebaut und versiegelt, worauf eine Entgasung, eine Gasinjektion und eine Vergütung erfolgen, so dass eine Plasmaanzeigetafel hergestellt wird.
Nachfolgend sind bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
20 Gew.-% BaO, 30 Gew.-% ZnO, 30 Gew.-% B₂O₃, 15 Gew.-% P₂O₅ und 5 Gew.-% K₂O wurden mittels einer Kugelmühle zusammengemischt, wobei die Mischung in einem Hochofen bei 1200°C geschmolzen wurde. Die geschmolzene Mischung wurde unter Verwendung einer Walze mit zwei Rollen schnellgekühlt, mit einer Scheibenmühle grob gemahlen und dann mit einem Trockenschleifer fein geschliffen. Die getrocknete Mischung wurde zerkleinert, so dass eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel hergestellt wurde.
Beispiel 2 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 30 Gew.-% BaO, 20 Gew.-% ZnO, 30 Gew.-% B₂O₃, 15 Gew.-% P₂O₅ und 5 Gew.-% K₂O zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 3 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 50 Gew.-% BaO, 20 Gew.-% ZnO, 10 Gew.-% B₂O₃, 5 Gew.-% P₂O₅, 10 Gew.-% SiO₂ und 5 Gew.-% Na₂O zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 4 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 10 Gew.-% BaO, 20 Gew.-% ZnO, 35 Gew.-% B₂O₃, 20 Gew.-% P₂O₅, 5 Gew.-% SiO₂, 5 Gew.-% Li₂O und 5 Gew.-% CaO zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 5 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 25 Gew.-% BaO, 20 Gew.-% ZnO, 40 Gew.-% B₂O₃, 5 Gew.-% P₂O₅, 5 Gew.-% V₂O₅ und 5 Gew.-% MgO 5 Gew.-% zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 6 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 15 Gew.-% BaO, 30 Gew.-% ZnO, 10 Gew.-% B₂O₃, 20 Gew.-% Bi₂O₃ _,15 Gew.-% P₂O₅, 5 Gew.-% K₂O und 5 Gew.-% MoO₃ zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 7 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 15 Gew.-% BaO, 35 Gew.-% ZnO, 30 Gew.-% B₂O₃, 10 Gew.-% P₂O₅, 5 Gew.-% Na₂O und 5 Gew.-% Al₂O₃ zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 8 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 10 Gew.-% BaO, 20 Gew.-% ZnO, 10 Gew.-% B₂O₃, 10 Gew.-% P₂O₅, 5 Gew.-% K₂O, 30 Gew.-% V₂O₅, 5 Gew.-% CaO, 5 Gew.-% Al₂O₃ und 5 Gew.-% TiO₂ zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 9 (Herstellung einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Eine bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass 20 Gew.-% BaO, 35 Gew.-% ZnO, 25 Gew.-% B₂O₃, 15 Gew.-% P₂O₅, 2 Gew.-% Na₂O, 2 Gew.-% Li₂O und 1 Gew.-% TiO₂ zusammengemischt wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Beispiel 10 (Herstellung einer Plasmaanzeigetafel)
70 Gewichtsteile der gemäß Beispiel 1 hergestellten bleifreien Glaszusammensetzung, 3 Gewichtsteile Ethylcellulose, 3 Gewichtsteile Butylcarbitolacetat und Füllstoffe, welche aus 3 Gewichtsteilen TiO₂, 5 Gewichtsteilen Al₂O₃ und 10 Gewichtsteilen ZnO bestanden, wurden mit einer Walze mit drei Rollen gemischt, wobei Blasen entfernt wurden, so dass eine aus einer bleifreien Glaszusammensetzung bestehende Paste hergestellt wurde. Die aus der bleifreien Glaszusammensetzung bestehende Paste wurde in einer Dicke von 300 bis 400 μm auf dem ersten Substrat, auf welchem Adresselektroden und eine dielektrische Schicht ausgebildet waren, aufgebracht und getrocknet.
Die getrocknete Mischung wurde bei 560°C gesintert, so dass eine Schicht für die Isolierstege ausgebildet wurde, wobei anschließend ein Trocken-Fotolackfilm aufgebracht, belichtet und entwickelt wurde, so dass eine Struktur ausgebildet wurde.
Die Schicht für die Isolierstege, auf der die Struktur des Trockenfilm-Fotolacks ausgebildet wurde, wurde unter Verwendung von 5 Gew.-% Salzsäure geätzt und gereinigt, so dass Isolierstege ausgebildet wurden. Die während des Ätzverfahrens gemessene Ätzrate lag zwischen 10 und 20 μm/min.
100 Gewichtsteile eines Lösungsmittelgemischs, in dem das Gewichtsverhältnis von Butylcarbitolacetat und Terpineol 3:7 betrug, wurden mit 6 Gewichtsteilen eines Bindemittels, nämlich Ethylcellulose, vermischt, so dass eine Bindemittellösung hergestellt wurde, wobei 40 Gewichtsteile roten Phosphors (Y, GD)BO₃:Eu, grünen Phosphors ZnSiO₄:Mn und blauen Phosphors BaMgAl₁₀O₁₇:Eu jeweils mit 60 Gewichtsteilen der Bindemittellösung vermischt wurden. Dann wurden der rote, der grüne und der blaue Phosphor in durch die Isolierstege getrennten Entladungszellen des ersten Substrats eingebracht, getrocknet und gesintert, so dass eine Phosphorschicht ausgebildet wurde.
Nachdem das zweite Substrat dadurch hergestellt worden war, dass Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung, eine dielektrische Schicht und eine Schutzschicht auf dem zweiten Substrat ausgebildet worden waren, wurde eine Tafel, welche das erste Substrat und das zweite Substrat aufwies, zusammengebaut und versiegelt, woraufhin die Plasmaanzeigetafel durch Entgasung, Injektion von Entladungsgas und Vergüten hergestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 1 (bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel)
Es wurde ein auf dem Markt erhältliches Mutterglasmaterial (pulverförmiges Keramikmaterial: DGC-562S), welches Bleioxid (PbO) aufweist, verwendet.
Vergleichsbeispiel 2 (Herstellung einer Plasmaanzeigetafel)
Eine Plasmaanzeigetafel wurde hergestellt, wobei, abgesehen davon, dass die Isolierstege unter Verwendung des auf dem Markt erhältlichen Mutterglasmaterials gemäß Vergleichsbeispiel 1 auf dem ersten Substrat ausgebildet wurden, das selbe Verfahren wie in Beispiel 12 verwendet wurde.
Die Glasübergangstemperatur des Mutterglases lag bei 490~500°C, während sein Wärmeausdehnungskoeffizient bei 75~85 × 10^–7/°C lag und sein durchschnittlicher Durchmesser 2~3 μm betrug. Das Mutterglas wurde unter Verwendung von 5 Gew.-% Salzsäurelösung geätzt, wobei sich zeigte, dass die Ätzrate unter 1 μm/min lag.
Die Glasübergangstemperatur (Tg), der Wärmeausdehnungskoeffizient (TEC) und der durchschnittliche Durchmesser der gemäß Beispiel 1 hergestellten bleifreien Glaszusammensetzung und des auf dem Markt erhältlichen Mutterglasmaterials gemäß Vergleichsbeispiel 1 sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Glasübergangstemperatur und der Wärmeausdehnungskoeffizient wurden mit einem Dilatometer (DIL402C, Netzsch, Deutschland) gemessen, während die durchschnittlichen Durchmesser der Pulver mit einem Größenanalysegerät (Mastersizer 2000, Malvern, UK) gemessen wurden. Tabelle 1

Tg (°C) TEC (/°C) Durchschnittlicher Durchmesser (μm) Ätzrate (μm/min)

Beispiel 1 505 88 × 10^–7 2 15

Vergleichsbeispiel 1 490~500 75~85 × 10^–7 2~3 < 1
Die gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung hergestellte bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel ist umweltfreundlich, da kein Bleioxid enthalten ist, wobei sie, wie in Tabelle 1 gezeigt wird, ähnliche thermische Eigenschaften und eine deutlich bessere Ätzrate aufweist.
Weiterhin weist die gemäß den Beispielen 2 bis 10 hergestellte bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel ähnliche Eigenschaften wie die gemäß Beispiel 1 hergestellte bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel auf.
Die bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung ist umweltfreundlich, da kein Bleioxid enthalten ist, wobei die verbrauchte elektrische Energie reduziert werden kann, da die Permittivität der bleifreien Glaszusammensetzung niedriger als die Permittivität einer konventionellen Glaszusammensetzung auf der Basis von Blei ist. Darüber hinaus kann aufgrund der hervorragenden Ätzrate ein nasschemisches Ätzverfahren zur Ausbildung der Strukturen der Isolierstege eingesetzt werden, wobei ein Vorteil darin besteht, dass eine niedrig konzentrierte Ätzlösung während des chemischen Ätzens verwendet werden kann. Weiterhin kann dank der Plasmaanzeigetafel, welche die aus bleifreiem Glas gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Isolierstege aufweist, eine Struktur der Isolierstege ausgebildet werden, welche eine hohe Dichte und Präzision aufweist, wobei dazu nur eine einzelne Schicht erforderlich ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurde, können in dem Fachmann geläufiger Weise verschiedene Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden, ohne den Geist und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie dies in den anhängenden Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel, aufweisend: 20 bis 70 Gew.-% ZnO, 10 bis 50 Gew.-%, BaO, 10 bis 40 Gew.-% B₂O₃, 5 bis 20 Gew.-% P₂O₅, 0 bis 20 Gew.-% SiO₂, 0 bis 20 Gew.-% Bi₂O₃, 0 bis 30 Gew.-% V₂O₅, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Na₂O, Li₂O und K₂O ausgewählt sind, 0 bis 10 Gew.-% CaO, 0 bis 10 Gew.-% MgO, 0 bis 30 Gew.-% SrO, 0 bis 20 Gew.-% MoO₃, 0 bis 10 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Oxide, welche aus der Gruppe Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₃, CoO und NiO ausgewählt sind, und 0 bis 10 Gew.-% TiO₂.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei das ZnO in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vorliegt.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei das BaO in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vorliegt.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei das B₂O₃ in einer Menge von 20 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der bleifreien Glaszusammensetzung, vorliegt.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei die bleifreie Glaszusammensetzung ein Pulver ist.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der bleifreien Glaszusammensetzung im Bereich von 51 × 10^–7 bis 91 × 10^–7/°C liegt.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 1, wobei die Dielektrizitätskonstante der bleifreien Glaszusammensetzung bei 6 bis 12 liegt.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bleifreie Glaszusammensetzung eines oder mehrere Oxide, welche aus der Gruppe SiO₂, Bi₂O₃, V₂O₅, Na₂O, Li₂O, K₂O, CaO, MgO, SrO, MoO₃, Al₂O₃, Sb₂O₃, CuO, Cr₂O₃, As₂O₂, CoO, NiO und TiO₂ ausgewählt sind, aufweist.
Bleifreie Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen in einer Plasmaanzeigentafel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bleifreie Glaszusammensetzung aufweist: 30 bis 45 Gew.-% ZnO, 10 bis 25 Gew.-% BaO und 20 bis 35 Gew.-% B₂O₃.
Plasmaanzeingetafel, aufweisend: (a) ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, welche derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen; (b) Adresselektroden, welche auf dem ersten Substrat bereitgestellt werden, wobei das erste Substrat eine dielektrische Schicht, welche das erste Substrat und die Adresselektroden bedeckt, aufweist, und Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung, welche auf dem zweiten Substrat bereitgestellt werden, wobei das zweite Substrat eine dielektrische Schicht, welche das zweite Substrat und die Elektroden zur Aufrechterhaltung der Entladung bedeckt, und wobei die dielektrische Schicht von einer Schutzschicht bedeckt wird; (c) Isolierstege, welche zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet sind, wobei die Isolierstege, welche eine Vielzahl von Entladungszellen trennen, auf dem ersten Substrat bereitgestellt werden, und wobei die Isolierstege aus einer bleifreien Glaszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt sind; und (d) rote, grüne und blaue Phosphorschichten, welche auf den durch die obengenannten Isolierstege getrennten Entladungszellen bereitgestellt werden.
Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 10, wobei die Isolierstege aus bleifreiem Glas hergestellt sind und weiterhin einen Füllstoff aufweisen.
Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 11, wobei der Füllstoff in einer Menge von weniger als oder gleich 70 Gewichtsteilen des Füllstoffs, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen aus bleifreiem Glas, vorliegt.
Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 12, wobei der Füllstoff in einer Menge von 10 bis 50 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der bleifreien Glaszusammensetzung zur Herstellung von Isolierstegen aus bleifreiem Glas, vorliegt.
Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 11, wobei der Füllstoff aus der Gruppe CrO, MnO₂, CuO, MgO, Al₂O₃, ZnO, TiO₂, Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂), Cordierit (Mg₂Al₄Si₅O₁₈) und deren Verbindungen ausgewählt ist.
Plasmaanzeigentafel nach Anspruch 11, wobei die Isolierstege die aus bleifreiem Glas hergestellten Isolierstege, deren Dielektrizitätskonstante bei 6 bis 13 liegt, sind.