专利名称：一种省去彩色滤光膜的等离子显示屏的制作方法
技术领域：
本发明属于显示器件领域，具体涉及一种提高等离子显示屏色彩饱和度的方法。
背景技术：
近年来，在用于电脑和电视等的图像显示的彩色显示装置之中，等离子显示屏(Plasma Display Panel，简称PDP)作为轻薄的大型平板彩色显示终端设备正日益引人瞩目。
图1示出目前较为普遍的等离子显示屏的结构，其包括前基板5和后基板6，在前基板5上依次设置透明电极1、黑色汇流电极10、白色汇流电极7、黑条9、前板透明介质层8、和氧化镁层11；在后基板6上依次设有寻址电极2、后板介质层3、和障壁4，在障壁的相应单元内表面通过喷砂、光刻或刻蚀的方法涂覆一层不同颜色的荧光粉浆料12G、12B、12R。
工作过程中，荧光粉受紫外线激发发出红绿蓝各色可见光，射向障壁与后板介质的光线会不断被反射，最终大部分可见光从前板透射而出。为了提高等离子显示屏的色彩饱和度，一种方法是提高荧光粉所发出光的色彩饱和度，另一种方法是在前板5上贴一层彩色滤光膜13(见图2)，用以吸收从荧光层发出的不需要的光，透过需要颜色的光，并减少环境光线的反射。图2示出这种典型结构， 由于材料限制，荧光粉发光的色彩饱和度有限，而采用彩色滤光膜的方式会明显提高显示屏成本，目前市场上42寸彩色滤光膜的价格在百元左右。鉴于此，本发明特提出一种经济且有效提高等离子显示屏色彩饱和度的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种改进结构的等离子显示屏，其省去彩色滤光膜而不降低显示屏的色彩饱和度。
本发明的另一目的是提供应用于上述方法中的材料。上述材料层是一种由着色低玻粉制作的介质层。
为了提高等离子显示屏色彩饱和度的方法，本发明在放电单元障壁与后板介质表面之间制作一层对应颜色的材料层。工作过程中，材料层会有效吸收荧光粉发出光线中的不纯色调，反射出各单元对应的红、绿、蓝光线，从而明显提高等离子显示屏的色彩饱和度。
要实现上述方法，需要采用着色材料层。本发明提供的材料层是一种由着色低玻粉制作的介质层。在一种具体实施方式
中，涂布于红色放电单元的红色低玻粉的着色物质含有Nd3+、Pm3+、Ho3+、Er3+离子或CdSe。在另一种具体实施方式
中，涂布于绿色放电单元的绿色低玻粉的着色物质含有V3+、Cr3+、Pr3+或Tm3+离子。在一种具体实施方式
中，涂布于蓝色放电单元的蓝色低玻粉的着色物质含有Fe2+、Co2+、或Cu2+离子。着色物质含量在低玻粉中重量百分比0.01～30％。
上述低玻粉成本低廉(以42寸计，制作成本不超过二十元)，在PDP中应用工艺简单，应用于PDP后可以免去前板上的彩色滤光膜，从而降低了显示屏成本。
本发明将离子着色的低玻粉制作成介质层，应用于PDP放电单元中作为滤光材料，从而明显提高了等离子显示屏的色彩饱和度，采用该方法工艺适应性好，而且成本低廉，可以免去前板上的彩色滤光膜，从而降低了显示屏成本。
根据以下参照附图的具体实施方式
和实施例的详细描述，本发明的优点和特征将更加显而易见。附图中 图1是现有技术的等离子显示屏的构造示意图； 图2是现有技术中显示器放电单元结构的示意图； 图3是根据本发明等离子显示屏的放电单元结构的示意图。
具体实施例方式 如图3所示，在后基板6和荧光体层12G(B、R)之间有一层相应颜色的着色层15G(B、R)。在前基板上不再设置彩色滤光膜。
为了形成包含上述着色层的显示屏后板组件，在后玻璃基板6上面，先用印刷或光刻的方法制成寻址电极2，然后印刷、烧结出厚度约20微米的白色后板介质3，接着用喷砂、光刻或刻蚀的方法形成条状障壁结构4。障壁之间分隔出了放电单元空间。优选地，为了提高显示屏对比度，障壁顶部制作了黑顶14。在障壁4形成的凹槽空间中，先用丝网印刷、光刻或喷涂的方法涂布上一层低玻粉介质浆料，干燥并烧结，使得障壁与后板介质内侧形成着色层15G(B、R)。然后用丝网印刷、感光或喷涂的方法形成荧光体层12G(B、R)。前板不再需要制作彩色滤光膜。着色层15G(B、R)的厚度适宜为2～5微米。
本发明的另一方面涉及用于应用于上述方法的低熔点玻璃粉浆料的制备。
玻璃粉主体成分为Bi2O3-B2O3-SiO2、Bi2O3-B2O3-BaO-ZnO、ZnO-B2O3-SiO2、PbO-B2O3-SiO2等常见体系，根据性能要求选择添加Al2O3、MgO、CaO、Li2O、Na2O、K2O等辅助成分。此类玻璃粉具有与障壁相适应的热膨胀系数，调整在73～85×10-7/℃之间，在500～600℃温度区间，尤其是500～560℃温度区间具有良好的烧结特性。
为了使玻璃着色，本发明在玻璃粉配料中添加着色物质。对于涂布于红色放电单元中的红色低玻粉，着色物质含有Nd3+、Pm3+、Ho3+、Er3+离子或CdSe。在本发明中，优选使用CdSe作为红色着色物质，这是由于CdSe玻璃颜色最鲜明，光谱特性最好。着色物质在玻璃粉中重量百分含量通常在0.01～30％之间。若含量低于0.01％，玻璃粉着色效果不明显，显示屏色彩饱和度不能有效提高；若高于30％，玻璃粉热膨胀系数难于调整合适，烧结性能劣化。
对于涂布于绿色放电单元的绿色低玻粉，着色物质含有V3+、Cr3+、Pr3+或Tm3+离子。由于Pr3+离子着色稳定，颜色鲜艳优美，优选含有Pr3+离子的物质，例如Pr2O3等作为着色物质。着色物质在玻璃粉中重量百分含量0.01～30％。含量低于0.01％，玻璃粉着色效果不明显，显示屏色彩饱和度不能有效提高；高于30％，玻璃粉热膨胀系数难于调整合适，烧结性能劣化。
对于涂布于蓝色放电单元的蓝色低玻粉，着色物质含有Fe2+、Co2+或Cu2+离子。由于Co2+着色稳定，受玻璃成分和熔制工艺条件影响较小，而且着色能力强，所以优选含有Co2+离子的物质，例如CoO作为着色物质。着色物质在玻璃粉中重量百分含量0.01～30％。含量低于0.01％，玻璃粉着色效果不明显，显示屏色彩饱和度不能有效提高；高于30％，玻璃粉热膨胀系数难于调整合适，烧结性能劣化。对于CoO着色，重量百分含量优选低于0.5％。
为了制备上述着色低熔点玻璃粉，首先，根据上述玻璃粉成分将各种原料(包括着色物质)例如氧化铋、硼酸、二氧化硅、氧化铝、硒化镉(氧化镨、氧化亚钴)等按照设计百分含量进行称量、配料，放入V型混料机充分混合至均匀；然后，将混合均匀的配料倒入预热好的坩埚中，放入烧结炉熔制，预热与熔制温度根据配方的不同选择850～1300℃之间，熔制过程可以搅拌；待玻璃液均化澄清理想，将其倒入轧片机轧片淬火，形成带裂纹的玻璃碎片；收集玻璃片，利用破碎机或球磨机将碎片粗粉碎，接着，将粗粉末投入球磨机或气流粉碎机进行超细粉碎，最后收得成品的着色粉末，平均粒径3～5微米为宜。
当制作低熔点玻璃粉介质浆料时，除了以上玻璃粉构成的无机组分，还含有溶剂和树脂混合或单独构成的有机组分。
作为溶剂，包括但不限于α(β、γ)-松油醇等萜烯类、乙二醇一烷基(二烷基)醚类、二乙二醇一烷基(二烷基)醚类、乙二醇一烷基(二烷基)醚二乙酸酯类、二乙二醇一烷基(二烷基)醚二乙酸酯类、丙二醇一烷基(二烷基)醚类、丙二醇一烷基(二烷基)醚二乙酸酯类、甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇等醇类，这些可以分别单独使用，也可以混合两种以上使用。
作为树脂，包括但不限于硝基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素等纤维系树脂，聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸盐等丙烯酸系树脂，丙烯酸系聚合体、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等，这些可以分别单独使用，也可以混合使用。
另外，为了提高材料性能，也可以在浆料中添加适量分散剂、增塑剂等助剂。
下面就丝网印刷型浆料以及着色介质层的制作对本发明作进一步详细说明，但本发明不局限于丝网印刷方法制作着色介质层，低玻粉介质浆料也不局限于印刷型浆料。
首先将4～7重量份的乙基纤维素、10～50重量份的丁基卡必醇乙酸酯、40～85重量份的松油醇水浴加热混合制成有机载体；然后将55～75重量份的低玻粉、23～43重量份的有机载体和2～3重量份聚酯类分散剂混合，用三辊轧制成粘度40Pa·s左右的介质浆料；在障壁4间隔形成的放电空间内对位印刷介质浆料，在150℃干燥炉中保持10～20分钟去除有机溶剂；最后在500～560℃烧结炉内保温15～30分钟，即可在等离子体显示屏的放电单元内侧形成厚度2～5微米的有色介质层15。
实施例 以下列举本发明所述方法以及相应材料的实施例与性能比较。
实施例1 将作为Bi2O3来源的氧化铋、B2O3来源的硼酸、BaO来源的碳酸钡、ZnO来源的氧化锌、SiO2来源的二氧化硅、K2O来源的碳酸钾、Al2O3来源的氧化铝、CaO来源的碳酸钙以及着色物质CdSe按照实施例1中比例称量混合，放入V型混料机充分混合至均匀；然后，白金坩埚在烧结炉中预热一段时间，取出，将混合均匀的配料倒入坩埚，放入烧结炉熔制1小时，预热与熔制温度900℃，熔制过程搅拌为宜；待玻璃液均化澄清理想，将其倒入轧片机轧片淬火，形成带裂纹的玻璃碎片；收集玻璃片，利用球磨机将碎片粗粉碎，成为平均粒径小于3毫米的粗粉末，符合超细粉碎进料要求；接着，将粗粉末投入气流粉碎机，调节气流粉碎工艺参数，分级轮速度16000rpm，粉碎压力0.55MPa，对粗粉末进行超细粉碎加工，在旋风分离出料处获得红色玻璃粉。
以上述同样的方式将原料混合，只是将着色物质改为Pr2O3，其它玻璃粉成分未变，以相同工艺制作，可以获得绿色玻璃粉。
以上述同样的方式将原料混合，只是将着色物质改为CuO，其它玻璃粉成分未变，以相同工艺制作，可以获得蓝色玻璃粉。
将5重量份的乙基纤维素、13重量份的丁基卡必醇乙酸酯、82重量份的松油醇水浴加热混合制成有机载体；然后将67重量份的红色低玻粉、31重量份的有机载体和2重量份聚酯类分散剂混合，用三辊轧制成粘度35Pa·s的介质浆料；在障壁4间隔形成的放电空间内对位印刷一次介质浆料，150℃干燥炉中保持10分钟去除有机溶剂；最后在540℃烧结炉内保温20分钟，即可在等离子体显示屏的放电单元内侧形成厚度3微米的红色介质层15R。
以上述同样方式可以获得绿色介质层15G及蓝色介质层15B。
15R、15G、15B制作完毕，然后对位印刷红绿蓝各色荧光粉，450℃烧结，得到荧光粉层12R、12G、12B。这样就获得了本专利发明的等离子显示屏。
实施例2～9 以实施例1同样的方式实现，只是改变了各着色物质的含量以及玻璃粉其它成分。在同一个实施例中，各色低玻粉只是着色物质不同，其它玻璃粉成分保持相同。
表1实施例1-9中使用的成分
将熔制的玻璃液倒入模具中，自然冷却后取出，使其成为直径5mm，长度35～50mm的圆柱体，测定其50～350℃之间热膨胀系数。根据障壁匹配要求，范围适合在73～85×10-7/℃。
比较例 以先前发明的同样荧光粉材料制作的PDP屏作为比较例，比较例的PDP屏前板制作了彩色滤光膜，各色放电单元内除了荧光粉，没有对应颜色的材料层。
表2实施例及比较例产品的性能比较 评价色彩饱和度时，显示屏分别显示红色、绿色、蓝色，然后测试屏幕中心点的色度值。在CIE色度空间上R、G、B三点围成的三角形区域就是显示器可以显示的全部颜色区域，这一区域的面积与NTSC 1953定义的RGB色彩范围的面积之比就是色彩饱和度得分，最高100％。
从实施例与比较例的性能结果比较可以看出，本发明的等离子显示屏的色彩饱和度较先前等离子显示屏得到有效提高，由于饱和度提高，亮度略有下降。本专利介绍的方法工艺适应性好，而且成本低廉，可以免去前板上的彩色滤光膜，从而降低了显示屏成本。
以上结合具体实施例阐述了本发明的技术方案，显而易见的是，本领域的技术人员可以对这些具体实施例做多种修改和调整，例如，可以采用其它种类的着色物质形成着色层，这些应该涵盖在本发明权利要求书所限定的范围之内。
权利要求
1.一种省去彩色滤光膜的等离子显示屏，其特征在于，在放电单元障壁与后板介质表面之间具有一层对应颜色的着色材料层，所述着色材料层是由着色低玻粉制成的介质层。
2.根据权利要求1所述的等离子显示屏，其中，红色低玻粉含有重量百分比0.01～30％的着色物质，所述着色物质是含有Nd3+、Pm3+、Ho3+、Er3+离子的化合物，或CdSe，或它们的混合物。
3.根据权利要求2所述的等离子显示屏，其中，所述着色物质为CdSe。
4.根据权利要求1所述的等离子显示屏，其中，绿色低玻粉含有重量百分比0.01～30％的着色物质，所述着色物质是含有V3+、Cr3+、Pr3+或Tm3+离子的化合物。
5.根据权利要求4所述的等离子显示屏，其中，优选含有Pr3+离子的物质作为着色物质。
6.根据权利要求1所述的等离子显示屏，其中，蓝色低玻粉含有重量百分比0.01～30％的着色物质，该着色物质是含有Fe2+、Co2+或Cu2+离子的化合物。
7.根据权利要求6所述的等离子显示屏，其中，着色物质是含有Co2+离子的化合物。
8.一种用于提高等离子显示屏色彩饱和度的介质浆料，其无机组分包含玻璃粉基础成分和着色物质，所述着色物质选自含有Nd3+、Pm3+、Ho3+、Er3+、CdSe、V3+、Cr3+、Pr3+、Tm3+、Fe2+、Co2+或Cu2+离子的化合物。
全文摘要
本发明提供了一种提高等离子显示屏色彩饱和度的方法以及实现该方法所采用的材料在显示屏放电单元障壁表面制作一层对应颜色的着色材料层，该着色材料层为一种由着色低玻粉制作的介质层。在一种具体实施方式
中，红色低玻粉着色物质是含有Nd3+、Pm3+、Ho3+、Er3+离子的化合物，或CdSe，或它们的混合物；绿色低玻粉着色物质是含有V3+、Cr3+、Pr3+或Tm3+离子的化合物；蓝色低玻粉着色物质是含有Fe2+、Co2+或Cu2+离子的化合物。着色物质占玻璃粉重量百分比0.01～30％。放光过程中，着色材料层会有效吸收荧光粉发出光线中的不纯色调，反射出各单元对应的红绿蓝光线，从而有效提高显示屏的色彩饱和度。该方法工艺适应性好，而且成本低廉，采用后可以免去前板上的彩色滤光膜，从而降低了显示屏成本。
文档编号H01J17/49GK101764016SQ20091022322
公开日2010年6月30日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者曹建, 商红凯 申请人:四川虹欧显示器件有限公司