CN101326610B - 等离子体显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体显示面板及其制造方法，该等离子体显示面板具有前面板(2)和形成有寻址电极的背面板。前面板(2)具有：具有在前面玻璃基板(3)上形成有第1电极(42b，52b)和第2电极(41b，51b)的显示电极(6)、以及覆盖显示电极(6)的电介质层(8)。并且，第1电极(42b，52b)和电介质层(8)含有氧化铋，且含有具有超过550℃的软化点温度的玻璃料，第2电极(41b，51b)所含有的玻璃料具有第1电极所含有的玻璃料的软化点温度以下的软化点温度。根据上述结构，提供一种减少显示电极(6)和电介质层(8)的焙烧步骤的次数，且提高生产效率的等离子体显示面板及其制造方法。

Description

等离子体显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于显示设备等的等离子体显示面板及其制造方法。
背景技术
由于等离子体显示面板(以下称作PDP)能够实现高精度、大屏幕化，因此，65英寸级的电视机等正被产品化。近年来，PDP正在推进扫描线数是现有NTSC方式的两倍以上的全规格高清晰度方向的应用。并且考虑到环境问题还要求PDP不包含铅成分。
PDP基本上由前面板和背面板构成。
前面板具有利用悬浮法制成的硼硅酸钠类玻璃的玻璃基板。并且，前面板具有在玻璃基板一侧的主面上形成的显示电极、电介质层以及保护层。显示电极由条状的透明电极与汇流电极构成。电介质层覆盖显示电极且作为电容器工作。保护层由氧化镁(MgO)组成，并形成在电介质层上。并且，汇流电极由用于降低接线电阻的第1电极以及用于遮光的第2电极构成。
背面板具有玻璃基板、形成在玻璃基板一侧的主面上的寻址电极、基础电介质层、障壁以及荧光体层。寻址电极具有条状的形状。基础电介质层覆盖寻址电极。障壁形成在基础电介质层上。荧光体层形成在各障壁间，且由分别发出红色、绿色和蓝色光的红色荧光体层、绿色荧光体层和蓝色荧光体层构成。
将前面板和背面板的形成有电极的一面相对配置并气密密封。并且，在由障壁划分的放电空间中以400Torr～600Torr的压力封入Ne-Xe的放电气体。
PDP通过向显示电极选择性地施加图像信号电压来进行放电。由放电产生的紫外线激励各色荧光体层。由此，PDP发出红色、绿色、蓝色三种光，从而进行彩色图像的显示。
汇流电极中使用用于确保导电性的银。此外，现有电介质层使用以氧化铅为主成分的低熔点玻璃料。但是，近些年，出于对环境问题的考虑，电介质层使用不含铅成分的玻璃料的PDP在例如特开2003-128430号公报(专利文献1)、特开2002-053342号公报(专利文献2)、特开平9-050769号公报(专利文献3)等中公开。
此外，形成汇流电极时使用的玻璃料中替代铅成分而含有氧化铋的PDP在例如特开2000-048645号公报(专利文献4)等中公开。
专利文献1：(日本)特开2003-128430号公报
专利文献2：(日本)特开2002-053342号公报
专利文献3：(日本)特开平9-050769号公报
专利文献4：(日本)特开2000-048645号公报
发明内容
本发明提供一种即使在使用不含铅的玻璃料的膏体材料时，也具有高的生产效率的等离子体显示面板及其制造方法。
本发明的等离子体显示面板具有前面板和形成有寻址电极的背面板。前面板具有显示电极和电介质层，所述显示电极具有形成在前面玻璃基板上的第1电极和第2电极、所述电介质层覆盖所述显示电极。第1电极包含氧化铋并含有具有超过550℃且不足600℃的软化点温度的玻璃料，电介质层含有氧化铋并含有软化点温度超过550℃的玻璃料，所述第2电极所含有的玻璃料的软化点温度在所述第1电极含有的玻璃料的软化点温度以下。根据上述结构，提供一种减少显示电极和电介质层的焙烧步骤的次数且提高生产效率的等离子体显示面板以及其制造方法。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的等离子体显示面板结构的立体图；
图2是表示图1所示的等离子体显示面板所使用的前面板结构的剖面图；
图3是表示图1所示的等离子体显示面板制造方法的流程图；
图4是表示图1所示的等离子体显示面板制造方法的一部分的流程图。
附图标记说明
1等离子体显示面板
2前面板
3前面玻璃基板
4扫描电极
4a，5a透明电极
4b，5b汇流电极
5维持电极
6显示电极
7黑条
8电介质层
9保护层
10背面板
11背面玻璃基板
12寻址电极
13基础电介质层
14障壁
15荧光体层
16放电空间
41b，51b第2电极
42b，52b第1电极
81第1电介质层
82第2电介质层
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的实施方式的等离子体显示面板进行说明。
(实施方式)
图1是表示本发明实施方式的等离子体显示面板结构的立体图。等离子体显示面板的基本结构使用一般的交流面放电型PDP。如图1所示，等离子体显示面板1(以下称作PDP1)中，前面板2和背面板10相对配置，且前面板2和背面板10的外周部由玻璃料等组成的密封材料(未图示)气密密封。由此，PDP1内部形成有放电空间16。并且，在放电空间16中，以400Torr～600Torr的压力封入氖气(Ne)或氙气(Xe)等的放电气体。
前面板2具有前面玻璃基板3和在前面玻璃基板3上分别形成的显示电极6、作为遮光层的黑条7、电介质层8以及保护层9。显示电极6具有由一对相互平行配置的扫描电极4和维持电极5形成的带状形状。并且，分别平行配置多列显示电极6和黑条7。电介质层8以覆盖显示电极6和黑条7的方式而形成，并且作为电容器工作。保护层9使用氧化镁(MgO)等材料，且形成于电介质层8的表面。
背面板10具有背面玻璃基板11和分别形成于背面玻璃基板11上的寻址电极12、基础电介质层13、障壁14以及荧光体层15。多个带状寻址电极12形成于与扫描电极4、维持电极5正交的方向上，且分别平行配置。基础电介质层13覆盖寻址电极12。障壁14具有规定的高度，且为了划分放电空间16，形成在寻址电极12间的基础电介质层13上。荧光体层15分别形成在与各寻址电极12对应的障壁14间的槽中。另外，通过依次涂布由紫外线引起发出红色、蓝色、绿色光的各色荧光体层15形成荧光体层15。此外，在扫描电极4、维持电极5以及寻址电极12交叉的位置形成放电单元，具有在显示电极6方向排列的红色、蓝色、绿色荧光体层15的放电单元成为用于彩色显示的象素。
图2是表示图1所示的等离子体显示面板1所使用的前面板2的结构的剖面图。另外，图2是使图1上下颠倒而显示。如图2所示，通过悬浮法等制造的前面玻璃基板3上图案形成有显示电极6和黑条7。
扫描电极4和维持电极5分别由透明电极4a、5a以及形成于透明电极4a、5a上的汇流电极4b、5b构成。另外，透明电极4a、5a由氧化铟(ITO)、或氧化锡(SnO2)等材料形成。汇流电极4b、5b用来在透明电极4a、5a的长度方向赋予导电性，由以银材料为主要成分的导电性材料形成。并且，汇流电极4b、5b分别由用于降低电阻值的白色第1电极42b、52b和用于遮挡外部光的黑色第2电极41b、51b构成。
电介质层8覆盖透明电极4a、5a、汇流电极4b、5b以及黑条7而设置。并且，电介质层8具有至少第1电介质层81和在第1电介质层81上形成的第2电介质层82的两层结构。并且，在第2电介质层82上形成有保护层9。
接着，使用图3和图4对PDP1的制造方法进行说明。
图3是表示图1所示的等离子体显示面板制造方法的流程图。图4是表示图1所示的等离子体显示面板制造方法的膏体层形成步骤的详细内容的流程图。
如下所述，制作前面板2。
首先，使用光刻法等，在前面玻璃基板3上图案化形成构成扫描电极4和维持电极5的一部分的透明电极4a、5a(透明电极形成步骤S01)。
其次，使用光刻法、丝网印刷等，分别形成成为黑条7的膏体层和成为汇流电极4b、5b的膏体层(膏体层形成步骤S02)。另外，成为汇流电极4b、5b的膏体层形成于透明电极4a、5a上。此外，成为汇流电极4b、5b的膏体层包含含有导电性黑色颗粒的第2电极膏体层和含有银材料的第1电极膏体层。同样地，成为黑条7的膏体层也由含有黑色颜料的膏体材料组成。
接着，通过模涂法等，涂布第1电介质膏体，以分别覆盖成为汇流电极4b、5b的膏体层和成为黑条7的膏体层，形成成为第1电介质层81的第1电介质膏体层(第1电介质膏体层形成步骤S03)。另外，涂布第1电介质膏体后，通过放置规定的时间，被涂布的第1电介质膏体层的表面被取平，并成为平坦的表面。
接着，通过模涂法等涂布第2电介质膏体，以覆盖第1电介质膏体层，形成成为第2电介质层82的第2电介质膏体层(第2电介质膏体层形成步骤S04)。
接着，将成为汇流电极4b、5b的膏体层、成为黑条7的膏体层、第1电介质膏体层以及第2电介质膏体层一同焙烧(焙烧步骤S05)。通过焙烧步骤(S05)，焙烧形成扫描电极4、维持电极5、黑条7、第1电介质层81以及第2电介质层82。另外，第1电介质膏体和第2电介质膏体分别是含有粉末电介质玻璃料、粘合剂以及溶剂的涂料。
接着，通过真空蒸镀法，在电介质层8上形成由氧化镁组成的保护层9(保护层形成步骤S06)。
通过上述各步骤，在前面玻璃基板3上形成规定的构成部件，从而制作成前面板2。
此外，如下所述，制作背面板10。
首先，在背面玻璃基板11上形成寻址电极12(寻址电极形成步骤S11)。另外，寻址电极12通过在背面玻璃基板11上形成成为寻址电极12的材料层，并在规定温度下焙烧形成的材料层而形成。此外，成为寻址电极12的材料层通过丝网印刷含有银材料的膏体的方法或者在整个面上形成金属膜之后，使用光刻法进行图案化的方法而形成。
接着，通过模涂法等，涂布基础电介质膏体，形成成为基础电介质层13的基础电介质膏体层，以覆盖寻址电极12(基础电介质膏体层形成步骤S12)。另外，在涂布基础电介质膏体之后，通过放置规定的时间，取平被涂布的基础电介质膏体表面，形成平坦的表面。此外，基础电介质膏体是含有粉末电介质玻璃料、粘合剂以及溶剂的涂料。
接着，通过焙烧基础电介质膏体层，形成基础电介质层13(基础电介质膏体层焙烧步骤S13)。
接着，在基础电介质层13上涂布含有障壁材料的障壁形成用膏体，并图案化成规定形状，由此形成障壁材料层。然后，通过焙烧障壁材料层，形成障壁14(障壁形成步骤S14)。在此，图案化涂布在基础电介质层13上的障壁形成用膏体的方法，使用例如光刻法、或者喷砂法等。
接着，在相邻障壁14间的基础电介质层13上以及障壁14的侧面涂布含有荧光体材料的荧光体膏体。并且，通过焙烧荧光体膏体，形成荧光体层15(荧光体层形成步骤S15)。
经由上述各步骤，制作成在背面玻璃基板11上形成有规定构成部件的背面板10。
如上所述，以使显示电极6和寻址电极12正交的方式，相对配置分别制成的前面板2和背面板10，前面板2的周围和背面板10的周围用密封材料密封(密封步骤S21)。由此，在相对的前面板2和背面板10之间的空间，形成由障壁14划分的放电空间16。
接着，通过向放电空间16封入含有氖气、或者氙气等稀有气体的放电气体，制得PDP1(气体封入步骤S22)。
接着，进一步对设置在前面板2上的显示电极6和电介质层8进行详细叙述。
显示电极6通过在前面玻璃基板3上依次叠层透明电极4a、 5a、第2电极41b、51b以及第1电极42b、52b而形成。首先，通过喷溅法在前面玻璃基板3上的整个面上形成厚度为0.12μm左右的氧化铟，然后，通过光刻法形成宽度为150μm的条状透明电极4a、5a(透明电极形成步骤S01)。
接着，通过印刷法等在前面玻璃基板3上的整个面上涂布成为第2电极41b、51b的第2电极膏体，从而形成第2电极膏体层(第2电极膏体层形成步骤S021)。另外，第2电极膏体层通过被图案化以及焙烧，成为第2电极41b、51b以及黑条7。
另外，第2电极膏体含有70重量％～90重量％的导电性黑色颗粒、1重量％～15重量％的第2玻璃料以及8重量％～15重量％的光敏有机粘合剂成分。导电性黑色颗粒是从Fe、Co、Ni、Mn、Ru、Rh中选出的至少一种黑色金属微粒、或者是含有该些黑色金属的金属氧化物微粒。光敏有机粘合剂成分含有光敏聚合物、光敏单体、光聚合引发剂、溶剂等。第2玻璃料至少含有20重量％～50重量％的氧化铋(Bi2O3)，具有第1电极膏体所含第1玻璃料的软化点温度以下的软化点温度。
另外，成为黑条7的膏体层可以使用不同于成为第2电极41b、51b的第2电极膏体层的材料和方法而形成。但是，通过利用第2电极膏体层作为成为黑条7的膏体层，从而不需要单独设置黑条7的步骤，提高生产效率。
接着，通过印刷法等在第2电极膏体层上涂布第1电极膏体，形成第1电极膏体层(第1电极膏体层形成步骤S022)。
另外，第1电极膏体至少含有70重量％～90重量％的银颗粒、1重量％～15重量％的第1玻璃料以及8重量％～15重量％的光敏有机粘合剂成分。光敏有机粘合剂成分含有光敏聚合物、光敏单体、光聚合引发剂以及溶剂等。第1玻璃料至少含有20重量％～50重量％的氧化铋(Bi2O3)，第1玻璃料的软化点温度超过550℃。此外，优选第1玻璃料的软化点温度超过550℃且不足600℃。
接着，使用光刻法等对涂布在前面玻璃基板3上整个面的第2电极膏体层和第1电极膏体层进行图案化(图案化步骤S023)。图案化后的第2电极膏体层通过焙烧，成为第2电极41b、51b和黑条7。此外，图案化后的第1电极膏体层通过焙烧成为第1电极42b、52b。
另外，如上所述，第2电极膏体层所使用的第2玻璃料、和第1电极膏体层所使用的第1玻璃料中的氧化铋(Bi2O3)含量为20重量％～50重量％。第1玻璃料和第2玻璃料是除了含有氧化铋还含有15重量％～35重量％的氧化硼(B2O3)、2重量％～15重量％的氧化硅(SIO2)以及0.3重量％～4.4重量％的氧化铝(Al2O3)等的玻璃材料。此外，通过改变第2电极膏体层所使用的第2玻璃料、和第1电极膏体层所使用的第1玻璃料的各自的材料构成比，调整各自玻璃料的软化点温度。
接着，依次叠层第1电介质层81和第2电介质层82，形成电介质层8。
首先，以覆盖第2电极膏体层和第1电极膏体层的方式，通过模涂法或者丝网印刷法在前面玻璃基板3上涂布第1电介质膏体。涂布后第1电介质膏体被干燥，形成第1电介质膏体层(第1电介质膏体层形成步骤S03)。
第1电介质层81所含的第1电介质玻璃材料可以由与第1电极膏体层所使用的第1玻璃料相同的材料构成。即，第1电介质玻璃材料也可以含有20重量％～50重量％的氧化铋(Bi2O3)、15重量％～35重量％的氧化硼(B2O3)、2重量％～15重量％的氧化硅(SiO2)以及0.3重量％～4.4重量％氧化铝(Al2O3)。
使用湿式喷射研磨机或者球磨机，将由该些成分组成的第1电介质玻璃材料粉碎成0.5μm～2.5μm的平均粒径，制成第1电介质玻璃料。接着，使用三个辊将55重量％～70重量％的第1电介质玻璃料与30重量％～45重量％的粘合剂成分混合均匀，制成模涂用或者印刷用第1电介质膏体。另外，第1电介质膏体所含的粘合剂成分为萜品醇或者丁基卡必醇醋酸酯，含有1重量％～20重量％的乙基纤维素或者丙烯酸树脂。此外，为了提高印刷性，可以根据需要在第1电介质膏体中添加增塑剂或者分散剂等。添加的增塑剂例如是邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯等。此外，添加的分散剂例如是甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、HOMOGENOL(花王股份有限公司的注册商标)、烷基烯丙基磷酸酯等。
接着，通过丝网印刷法或者模涂法，在第1电介质膏体层上涂布第2电介质膏体。涂布后第2电介质膏体被干燥，形成第2电介质膏体层(第2电介质膏体层形成步骤S04)。
第2电介质层82所含的第2电介质玻璃材料含有11重量％～20重量％的氧化铋(Bi2O3)、26.1重量％～39.3重量％的氧化锌(ZnO)、23重量％～32.2重量％的氧化硼(B2O3)、1重量％～3.8重量％的氧化硅(SiO2)以及0.1重量％～10.2重量％的氧化铝(Al2O3)。并且，第2电介质玻璃材料含有9.7重量％～29.4重量％的选自氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)中的至少一种材料以及0.1重量％～5重量％的氧化铈(CeO2)。
使用湿式喷射研磨机或者球磨机，将由该些成分组成的电介质玻璃材料粉碎成0.5μm～2.5μm的平均粒径，制成第2电介质玻璃料。接着，使用三个辊将55重量％～70重量％的第2电介质玻璃料和30重量％～45重量％的粘合剂成分混合均匀，制成模涂用或者印刷用第2电介质膏体。另外，第2电介质膏体所含的粘合剂成分为萜品醇或者丁基卡必醇醋酸酯，含有1重量％～20重量％的乙基纤维素或者丙烯酸树脂。此外，为了提高印刷性，可以根据需要在第2电介质膏体中添加增塑剂或者分散剂等。添加的增塑剂例如是邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯等。此外，添加的分散剂例如是甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、HOMOGENOL(花王股份有限公司的注册商标)、烷基烯丙基磷酸酯等。
并且，在550℃～600℃温度下一起焙烧第2电极膏体层、第1电极膏体层、第1电介质膏体层以及第2电介质膏体层(焙烧步骤S05)。另外，为了使第2电极膏体层兼作成为黑条7的膏体层，在焙烧步骤(S05)，550℃～600℃温度下也一起焙烧成为黑条7的膏体层。其结果是形成第2电极41b、51b、第1电极42b、52b、黑条7、第1电介质层81以及第2电介质层82。另外，以遮光的目的而形成黑条7，由于具有黑条7，从而提高PDP1的对比度。但是，并不一定需要黑条7，也可以实现不具有黑条7的PDP1。
现有PDP使用具有450℃～550℃的低软化点温度的玻璃料，焙烧温度为550℃～600℃。即，焙烧温度比玻璃料的软化点温度高约100℃。因此，玻璃料所含的反应性高的氧化铋自身与银、黑色金属微粒或者膏体中所含的有机粘合剂成分剧烈反应，汇流电极4b、5b中与电介质层8中产生气泡，导致电介质层8的绝缘耐压性能恶化。
但是，本发明的PDP1中，第1玻璃料的软化点温度超过550℃，焙烧温度为550℃～600℃。即，玻璃料的软化点温度与焙烧温度接近。由此，银、黑色金属微粒或者有机成分与氧化铋的反应下降。因此，汇流电极4b、5b中与电介质层8中的气泡的产生变少。另一方面，玻璃料的软化点温度在600℃以上时，汇流电极4b、5b和透明电极4a、5a、前面玻璃基板3、或者电介质层8的粘合性有下降的趋势。因此，第1玻璃料的软化点温度优选为超过550℃且不足600℃。
另外，电介质层8包括第1电介质层81和第2电介质层82，为了保证可见光透射率，其膜厚优选为41μm。为了抑制与汇流电极4b、5b所含的银发生反应，第1电介质层81的氧化铋含量比第2电介质层82所含氧化铋的含量多，为20重量％～50重量％。因此，第1电介质层81的可见光透射率低于第2电介质层82的可见光透射率。由此，第1电介质层81的膜厚比第2电介质层82的膜厚薄。由此，保证了透过电介质层8的可见光透射率。
另外，第2电介质层82的氧化铋含有率少于11重量％时，难于着色，但是，第2电介质层82中容易产生气泡。此外，氧化铋的含有率超过20重量％时，容易着色，且透射率难以上升。由此，第2电介质膏体所含氧化铋的含有率优选为11重量％～20重量％。
此外，电介质层8的膜厚越薄，面板亮度的提高和放电电压的减少表现明显。因此，只要是在绝缘耐压不下降的范围内，优选尽可能使电介质层8的膜厚变薄。考虑到该点，本发明的实施方式中，电介质层8的膜厚设定为41μm以下，第1电介质层81的膜厚设定为5μm～15μm，第2电介质层82的膜厚设定为20μm～36μm。
这样，PDP1即使使用不含铅的玻璃料，也可以一起焙烧汇流电极4b、5b、黑条7以及电介质层8。由此，能够提高PDP1的生产效率。此外，第1电极42b、52b和第1电介质层81所含玻璃料的材料构成为相同的第1玻璃料，因此，即使焙烧、硬化，第1电极42b、52b与电介质层8的边界也很难产生热应力。由此，第1电极42b、52b和电介质层8的强大的粘合效果得到发挥，从而提供可靠性高的PDP1。
工业利用可能性
如上所述，本发明的等离子体显示面板提高了生产效率，能够应用于大画面的显示设备等。

Claims (6)

1.一种等离子体显示面板，其具备前面板和背面板，将所述前面板与所述背面板相对配置，形成放电空间，所述前面板形成有显示电极和电介质层，所述显示电极具有形成于前面玻璃基板上且含有银的第1电极和形成于所述第1电极下方的第2电极，所述电介质层覆盖所述显示电极，所述背面板在背面玻璃基板上形成有寻址电极，其特征在于，
所述第1电极含有氧化铋，并含有软化点温度超过550℃且不足600℃的玻璃料；
所述电介质层含有氧化铋，并含有软化点温度超过550℃的玻璃料；
所述第2电极所含有的玻璃料的软化点温度在所述第1电极含有的玻璃料的软化点温度以下。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于，
所述电介质层包括：
覆盖所述显示电极的第1电介质层；
覆盖所述第1电介质层且比所述第1电介质层的氧化铋含量小的第2电介质层。
3.根据权利要求2所述的等离子体显示面板，其特征在于，所述第1电极与所述第1电介质层含有的玻璃料是相同的玻璃料。
4.一种等离子体显示面板的制造方法，该等离子体显示面板具备前面板和背面板，将所述前面板与所述背面板相对配置，形成放电空间，所述前面板形成有显示电极和电介质层，所述显示电极具有形成于前面玻璃基板上且含有银的第1电极和形成于所述第1电极下方的第2电极，所述电介质层覆盖所述显示电极，所述背面板在背面玻璃基板上形成有寻址电极，其特征在于，
在所述等离子体显示面板中，所述第1电极含有氧化铋，并含有软化点温度超过550℃且不足600℃的玻璃料；
所述电介质层含有氧化铋，并含有软化点温度超过550℃的玻璃料；
所述第2电极含有的玻璃料的软化点温度在所述第1电极含有的玻璃料的软化点温度以下；
该等离子体显示面板的制造方法具有：
形成作为所述第2电极的第2电极膏体层的步骤；
形成作为所述第1电极的第1电极膏体层的步骤；
形成作为所述电介质层的电介质膏体层的步骤；
将所述第2电极膏体层、所述第1电极膏体层以及所述电介质膏体层一起焙烧的步骤。
5.根据权利要求4所述的等离子体显示面板的制造方法，其特征在于，在所述第2电极膏体层、所述第1电极膏体层以及所述电介质膏体层一起焙烧的步骤中，在550℃～600℃温度下进行焙烧。
6.根据权利要求4或5所述的等离子体显示面板的制造方法，其特征在于，
所述等离子体显示面板还具备在所述前面板形成的用于遮光的黑条；
所述焙烧步骤是将所述第2电极膏体层、所述第1电极膏体层、所述电介质膏体层以及所述黑条一起焙烧的步骤。
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