專利名稱::用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及玻璃組成,也涉及陶瓷顏料,進一步來說,涉及用于電極被覆的電介質(zhì)材料。
背景技術(shù):
:等離子顯示面板作為能夠?qū)崿F(xiàn)薄型輕量化的顯示器而備受人們關(guān)注。對制作材料的要求也越來越精細化。等離子顯示面板包括玻璃基板和配置在其上的構(gòu)成要素的前面板和背面板。而且,前面板以及背面板以相互對置的方式配置,且外周部被密封。前面板包括前面玻璃基板,在其表面上形成有帶條紋狀的顯示電極,而且,在其上面形成有電介質(zhì)以及保護層;背面板包含背面玻璃基板,在其表面上形成有帶條紋狀的地址電極,在其上面形成電介質(zhì)層,而且,在相鄰的地址電極彼此之間形成障壁,在形成的相鄰的障壁之間形成熒光體層。前面板和背面板在配置成兩者的電極正交、且彼此對置的狀態(tài)下,密封外緣,在形成于內(nèi)部的密閉空間內(nèi)充填惰性放電氣體。顯示電極兩個構(gòu)成一對,其一對的顯示電極和一個尋址電才及隔著i文電空間立體交叉的區(qū)域成為有利于圖像顯示的晶格。由于電介質(zhì)層形成于電極上,所以要具有高的絕緣性;為了抑制耗電要具有低的介電常數(shù);為了不剝離及斷裂要與基板玻璃的熱膨脹系數(shù)匹配。電介質(zhì)層與被覆電極不能發(fā)生反應(yīng)。而且,形成與后面基板玻璃上的電介質(zhì)層為了顯示亮度達到最優(yōu),通常要求其電介質(zhì)的反光率高。對玻璃的化學(xué)、熱穩(wěn)定性要求也較嚴(yán)格,若化學(xué)耐久性弱的玻璃,粉碎后的表面,由于粉碎時的機械能變得容易變質(zhì),這樣一來,在燒成時就變得容易產(chǎn)生微小的氣泡,導(dǎo)致耐壓性降低,另外,在比面積大的粉體,就容易和空氣中的水分發(fā)生反應(yīng);而表面發(fā)生變質(zhì),在燒成時容易從存在于粉末晶界的變質(zhì)產(chǎn)生泡。在地址電極保護用電介質(zhì)用途中,在通過噴砂法制作障壁的情況下,玻璃暴露于堿性溶液中。在干膜抗蝕劑的顯影或者剝離時使用堿性溶液。因此,如用化學(xué)耐久性弱的玻璃制作電解質(zhì),就產(chǎn)生電介質(zhì)層受到堿性溶液侵蝕,變得不致密。電介質(zhì)層是通過粉體、溶劑、粘合劑混合均勻,通過絲網(wǎng)印刷技術(shù),印刷到基板玻璃上,故粉體與溶劑和粘合劑的親和性是電介質(zhì)層致密性的關(guān)鍵因素。在相關(guān)的已有技術(shù)中,東華大學(xué)申請的200710041637.5號"一種用于電極被覆的無鉛玻璃粉及制備方法"和200710046055.6號"電極被覆用無鉛玻璃粉及其制備方法",這些專利技術(shù)所制得的材料均不理想玻璃的折射率和穩(wěn)定性不高,玻璃與銀電極燒成時有發(fā)黃現(xiàn)象。有人提出在玻璃中加入少量W0或Mn02或兩者,可以抑制膜片發(fā)黃;但這樣導(dǎo)致玻璃制作難度增大。本發(fā)明的目的是提供一種用于電扭JC^的高氧化鉍電介質(zhì)材料,以解決與基板玻璃燒成后翹曲或出現(xiàn)裂紋、膜片發(fā)黃等問題,提供一種與玻璃基板的附著力優(yōu)、能提高材料反光率、抑制膜片發(fā)黃的材料,提高材料的化學(xué)穩(wěn)定性,提高材料的電性能和耐壓性。為達到上述發(fā)明目的,發(fā)明人經(jīng)過試驗研究,提供的用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料由低熔點玻璃粉和高溫陶t;顏料組成,兩者以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計的配比為低熔點玻璃粉80%~99%;高溫陶資顏料1%~20%;所述的低熔點玻璃粉配方中加有BaO和Ti02,低熔點玻璃各組分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計的組成是Bi20350%~80%、B2035%~20。/0、Al2O32%~20%、SiO2l%~20%、BaO0.1%~20%、TiO20.01%~10%、R200%~10%,其中R20是Li、Na、4K的氧化物中的一種;所述高溫陶瓷顏料是Ti02、A1203、Si02、Zr02、堇青石、莫來石、硅石、硅鋅礦、氧化錫、ZnO中至少一種。發(fā)明人指出,本發(fā)明的配方特點是氧化鉍相對較高,同時加入BaO和Ti02,BaO能提高玻璃的折射率,使材料的反光率高,Ti02不但可以使玻璃的穩(wěn)定性提高,還可以抑制玻璃與銀電極燒成時發(fā)黃。該玻璃粉的配方中各組分的作用如下B^能提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性,增加玻璃的折射率,改善玻璃的光澤,提高玻璃的機械性能。B^還起到助熔的作用,加速玻璃的澄清和降低玻璃的結(jié)晶能力。Ti02能夠提高玻璃的熱穩(wěn)定性,增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性,還可以抑制與電極燒結(jié)后發(fā)黃。Ti02也是玻璃的成核劑,容易使玻璃析晶,所以不能多加,加入時要使各組分與Ti02比例適合,不然玻璃會出現(xiàn)乳白。從而失去玻璃的一些性能。Bi203在保持玻璃穩(wěn)定性的同時還具有P爭低玻璃軟化點,使玻璃在熔化時具有適當(dāng)?shù)牧鲃有砸约罢{(diào)節(jié)玻璃的熱膨脹系數(shù),增加玻璃的比重。Si02能夠降低玻璃的熱膨脹系數(shù),提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、軟化溫度、耐壓性、機械強度,是玻璃形成氧化物,組成的必須成分。Al^屬于中間體氧化物,能夠降低玻璃的結(jié)晶傾向,提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機械強度。BaO具有抑制分相、增大熱膨脹系數(shù),增加玻璃穩(wěn)定性。R20可以降低玻璃熔制時的粘度,是玻璃良好的助熔劑,增加玻璃的熱膨脹系數(shù),但不能多加,這樣可使玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機械強度降低,對玻璃反而產(chǎn)生不利影響。制備本發(fā)明的用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料的方法是把按照配方比例將玻璃原料的各組分準(zhǔn)確稱量后,千法混合均勻放入坩鍋中熔制,軋片、粉碎,制成低熔點玻璃粉,備用;再按照配方比例與經(jīng)過稱量的高溫陶瓷顏料混合均勻,即得到用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料。.上述方法中所述熔制溫度為1100°C~1350°C,熔制時間為10~180分鐘。本發(fā)明的用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料不含有對環(huán)境和人體有害的物質(zhì),符合中國、歐美、日本等已頒布自2006年7月1日起電子產(chǎn)品中不得含有鉛、汞、鎘、六價鉻、聚合溴化聯(lián)苯(PPB)、聚合溴化聯(lián)苯乙醚(PBDE)及其它有毒有害物質(zhì)的含量的法規(guī)。本發(fā)明的材料燒成后穩(wěn)定、機械強度優(yōu)、反光率高(90%以上);此材料中的玻璃粉無鉛、穩(wěn)定性優(yōu),與高溫陶瓷顏料組合后,介電常數(shù)小(lMHz下介電常數(shù)小于等于14)、膨脹系數(shù)與后基板玻璃的匹配性優(yōu)、耐壓性高;與基板玻璃燒成后,不會發(fā)生翹曲,與電極燒成后,不會發(fā)黃;致密性優(yōu),耐堿性優(yōu)。膨脹系數(shù)在50°C~350°C時65~85xl0—',軟化溫度在45(TC-66(TC;燒成后膜片強度優(yōu);材料的制作工藝簡單;批量化生產(chǎn)穩(wěn)定,易控制,適宜工業(yè)化生產(chǎn)。本電介質(zhì)材料主要用在等離子顯示裝置的后基板上尋址電極的被覆材料,還可以在不加高溫填料的情況下,用在等離子顯示裝置的前基板上的透明電極、用于其它一切在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶乾、金屬的封接。具體實施例方式實施例下面結(jié)合具體實施例,進一步闡述本發(fā)明。按下表質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組成準(zhǔn)確稱量,干法混合均勻,將混合均勻的玻璃生料,放置在1300。C電爐中的鉑金鍋中熔制30分鐘,把玻璃液料引流到軋機上軋片,將軋片料粉碎,得到低熔點玻璃粉,備用;再按比例稱取高溫陶乾顏料與低熔點玻璃粉均勻混合即得所需電介質(zhì)粉體。下表參數(shù)中Tg、Tf點由DT-40差熱測試儀測試,熱膨脹系數(shù)由ZNO-ll膨脹系數(shù)測定儀測試,介電常數(shù)由HIOKI3532-50LCR測試儀測試,反光率由JFB-1型便攜式反射率測試儀測試。發(fā)明人進行了3批試驗,以下是3批試驗的測試結(jié)果表l第一批試驗結(jié)果例123456了89Bi20352.76057.7168.7162.9968.560.563.366.5Si(h11.75.716.716.716.72.61.651.651.65B20316.515.0518.0710.0712.9615.6512.813.212.32A12034.53.53.2754.958.3511.357.359.33Ba010.412.2412.247.2410.41.511.510.56.5Ti022.220.21.7722.111.62.3Na2011.5///0.80.82.41.4Li20/10.5/0.50.2//K201/0.8///0.2//填料%468101214161820Tg465460463462460465460460462Tf559560.556560559556556550575a707073727372707273P5.15.15.25.25.15.25.15.25.1101011101011101110反光率91.593.290.192.492.593.59091.290.4表2第二批試驗結(jié)果例123456789Bi2036562.461.2555.7162.2570.578.0573.378.09Si027.47.510.52.49.546.81.651.652.85B20313.3513.511.6516.0712.421215.151110.56Ah037.687.49.77.2651.351.353.6BaO2.24.23.610.422.61.42.510.52Ti021.625.62.64.52.111.62.3Na201.082.4/2.60.60.90.30.60.4LhO0.8///0.830.8//0.27<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>以上各表中,Tg為玻璃的軟化點,Tf為玻璃的轉(zhuǎn)變點,oc為熱膨月長系數(shù),p為玻璃密度,e為介電常數(shù)。權(quán)利要求1一種用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,由低熔點玻璃粉和高溫陶瓷顏料組成,其特征在于低熔點玻璃粉和高溫陶瓷顏料以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計的配比為低熔點玻璃粉80%~99%;高溫陶瓷顏料1%~20%;所述的低熔點玻璃粉配方中加有BaO和TiO2,低熔點玻璃各組分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計的組成是Bi2O350%~80%、B2O35%~20%、Al2O32%~20%、SiO21%~20%、BaO0.1%~20%、TiO20.01%~10%、R2O0%~10%,其中R2O是Li、Na、K的氧化物中的一種;所述高溫陶瓷顏料是TiO2、Al2O3、SiO2、ZrO2、堇青石、莫來石、硅石、硅鋅礦、氧化錫、ZnO中至少一種。2如權(quán)利要求1所述的用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,其特征在于該電介質(zhì)材料是按照以下方法制造的把按照配方比例將玻璃原料的各組分準(zhǔn)確稱量后,干法混合均勻放入坩鍋中熔制,軋片、粉碎,制成低熔點玻璃粉,備用;再按照配方比例與經(jīng)過稱量的高溫陶瓷顏料混合均勻,即得到用于電極被覆的電介質(zhì)材料。3如權(quán)利要求2所述的一種用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,其特征在于制造過程中,所述熔制溫度為1100℃~1350℃;所述熔制時間為10~180分鐘。2如權(quán)利要求1所述的用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,其特征在于該電介質(zhì)材料是按照以下方法制造的把按照配方比例將玻璃原料的各組分準(zhǔn)確稱量后,干法混合均勻放入坩鍋中熔制,軋片、粉碎,制成低熔點玻璃粉,備用;再按照配方比例與經(jīng)過稱量的高溫陶覺顏料混合均勻,即得到用于電極被覆的電介質(zhì)材料。3如權(quán)利要求2所述的一種用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,其特征在于制造過程中,所述熔制溫度為IIO(TC~1350°C;所述熔制時間為10~180分鐘。全文摘要用于電極被覆的高氧化鉍電介質(zhì)材料,由低熔點玻璃粉和高溫陶瓷顏料組成,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計配比為低熔點玻璃粉80%~99%;高溫陶瓷顏料1%~20%;低熔點玻璃粉配方中加有BaO和TiO<sub>2</sub>,各組分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計組成是Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>50%~80%、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>5%~20%、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>2%~20%、SiO<sub>2</sub>1%~20%、BaO0.1%~20%、TiO<sub>2</sub>0.01%~10%、R<sub>2</sub>O0%~10%,R<sub>2</sub>O是堿金屬氧化物;高溫陶瓷顏料是TiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、SiO<sub>2</sub>、ZrO<sub>2</sub>、堇青石、莫來石、硅石、硅鋅礦、氧化錫、ZnO中至少一種。該材料介電常數(shù)小、膨脹系數(shù)與后基板玻璃匹配性優(yōu)、耐壓性高;與基板玻璃燒成后不會翹曲,與電極燒成后不會發(fā)黃;致密性優(yōu),耐堿性優(yōu);燒成后膜片強度優(yōu);材料制作工藝簡單;批量化生產(chǎn)穩(wěn)定,易控制,適宜工業(yè)化生產(chǎn)。文檔編號C03C8/14GK101544470SQ20091010252公開日2009年9月30日申請日期2009年4月20日優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日發(fā)明者劉多權(quán),劉海空,張增科,王榮輝,白勇祥申請人:貴陽晶華電子材料有限公司