專利名稱：等離子顯示屏及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示器件制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種等離子顯示屏及其制作 方法。
背景技術(shù)：
等離子顯示屏(PDP)是一種高性能的平板顯示器件，其具有自發(fā)光、視角寬、響應(yīng) 時間短等明顯優(yōu)勢。當前的主流PDP顯示屏采用三電極表面放電結(jié)構(gòu)。圖1示出了主流PDP顯示屏的構(gòu)造，其主要由前面板和后面板組成。在前面板中，首先包括前玻璃基板110 ；然后是前玻璃基板上成對出現(xiàn)的銦錫氧 化物(ITO)電極120 ；在ITO電極上進一步制作BUS電極130，BUS電極也成對出現(xiàn)，并分 別位于ITO電極的一側(cè)，其中，BUS電極可以采用薄膜工藝制作，Cr-Cu-Cr電極就是采用此 種工藝制作而成，BUS電極也可采用厚膜工藝制作，當前主流的Ag電極就是采用光刻厚膜 工藝制作而成；在BUS電極上面覆蓋一層用于限制電流及保護電極的透明介質(zhì)層140，透明 介質(zhì)層一般采用厚膜工藝進行制作，將透明介質(zhì)漿料通過絲網(wǎng)印刷或者涂覆的方法在BUS 電極表面形成膜層，進一步干燥、燒結(jié)得到最終的透明介質(zhì)層；在透明介質(zhì)層表面包含一 層MgO保護層150，一方面它具有保護介電層的作用，同時它還具有較高的二次電子發(fā)射系 數(shù)，從而增加了 PDP的發(fā)光效率。在后面板中，包括后玻璃基板210 ；在后玻璃基板上面是尋址電極220 ；在尋址電 極表面覆蓋一層介質(zhì)保護層230，一方面保護尋址電極，限制尋址電流的過快增長，另一方 面，一般將該介質(zhì)保護層做成具有較高的可見光反射率的白色，反射放電單元中的熒光粉 發(fā)射的可見光，提高PDP發(fā)光效率；在介質(zhì)保護層的表面形成將各個放電單元分割的障壁 層250，從而阻止各個放電單元之間的光電串擾，同時，障壁層還起著支撐前后基板的作用； 在障壁單元的內(nèi)部填充熒光粉對0，熒光粉包含紅、綠、藍三基色，分別包含三基色的熒光粉 的連續(xù)三個放電單元組成一個像素。前、后面板通過封接料進行封接，并進行排氣過程，從 而在放電單元內(nèi)充入用于等離子放電的惰性氣體。為了改善PDP的性能，先鋒公司最早采用了一種被稱作晶體發(fā)射層(crystal emissive layer,CEL)的材料來改善PDP的尋址放電延遲，從而提高有效的放電維持時間， 提高了發(fā)光效率。CEL材料是一種亞微米級的高純氧化鎂粉末，一種方法是將該粉末分散于 某種溶劑中形成漿料，然后通過噴射(spray)的方法將其噴射到前面板MgO保護層150的 表面，溶劑揮發(fā)后就形成了 CEL層；另一種方法是將該粉末與有機載體進行調(diào)和形成糊狀 物，進一步通過絲網(wǎng)印刷或者涂覆(coating)的方法在MgO保護層150的表面形成膏糊層， 然后燒結(jié)除去有機載體成分得到CEL層。CEL層的使用確實明顯降低了 PDP的尋址放電延 遲，但是其對于PDP的著火電壓、發(fā)光效率、對比度等性能并沒有起到改善作用，同時，還存 在著使著火電壓升高的趨勢。因而，仍然需要對等離子顯示屏進一步改進，以提供一種驅(qū)動電壓、發(fā)光效率、對 比度等性能得到改善的等離子顯示屏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種能夠改善驅(qū)動電壓、發(fā)光效率、對比度等性能的等離子顯示 屏及其制作方法。一方面，本發(fā)明提供一種等離子顯示屏，包括前面板和后面板，該等離子顯示屏在 前面板的內(nèi)表面上附著有碳納米管材料垂直取向的碳納米管層，碳納米管層通過將碳納米 管材料垂直取向的干膜貼附于等離子顯示屏的前面板的內(nèi)表面并進一步燒結(jié)得到。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏，其中，碳納米管干膜由碳納米管漿料形成，而碳納米 管漿料包含碳納米管粉末、有機樹脂和溶劑。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏，其中，基于碳納米管漿料的總重量，碳納米管粉末的 重量含量為0. 至5%。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏，其中，基于碳納米管漿料的總重量，有機樹脂的重量 含量為至10%，有機樹脂選自醇酸樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、 甲基纖維素、乙基纖維素、硝基纖維素或它們的組合中。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏，其中，基于碳納米管漿料的總重量，溶劑的重量含量 為80%至98%，溶劑選自丙酮、丁酮、環(huán)己酮、甲醇、乙醇、丙二醇、四氫呋喃、石油醚、乙酸 乙酯、乙醚、二氯甲烷、二硫化碳、氯仿、苯、水或它們的組合中。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏，其中，碳納米管粉末預先采用硝酸或鉻酸溶液進行 處理。上述對碳納米管粉末的處理，具體而言，可以是采用硝酸或者鉻酸浸泡碳納米管粉末 一定時間后進行清洗、干燥。另一方面，本發(fā)明提供一種用于制作上述等離子顯示屏的方法，包括形成前面板 和后面板，該制作方法還包括以下步驟制作碳納米管干膜；將碳納米管干膜附著于前面 板的內(nèi)表面上；燒結(jié)前面板上的碳納米管干膜。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏的制作方法，其中，碳納米管干膜的制作包括以下步 驟首先，配制碳納米管漿料；其次，在基底膜上形成碳納米管漿料層；再次，對碳納米管漿 料層進行處理，使得碳納米管垂直于碳納米管漿料層的方向而取向；最后，對碳納米管漿料 層進行干燥，并在其上覆蓋保護膜。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏的制作方法，其中，采用電場對碳納米管漿料層進行 處理，其中，電場的外接直流電源電壓為5至10千伏，處理時間為5至10分鐘。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏的制作方法，其中，采用磁場對碳納米管漿料層進行 處理，其中，在碳納米管中預先植入磁性材料。上述磁性材料的植入方法，例如為首先，將鐵、鈷、鎳等制成納米粉末；然后，在 納米粉末表面上生長碳納米管；最后，將鐵、鈷、鎳等粉末磁化，從而將磁性材料植入碳納米管中。本發(fā)明的等離子顯示屏及其制作方法的顯著特點是首次采用碳納米管垂直取向 的碳納米管干膜附著于前面板的內(nèi)表面上。由于碳納米管材料具有極好的場發(fā)生能力，特 別是在垂直取向時，其場發(fā)射能力得到增強，因而，在等離子顯示屏達到著火電壓之前的更 低電壓下，在電場的作用下，能夠從碳納米管材料發(fā)射出電子，經(jīng)過與惰性氣體分子的碰撞 而引發(fā)放電，從而降低了等離子顯示屏的驅(qū)動電壓。此外，由于引入了更多的電子，電子與惰性氣體分子之間的碰撞幾率增加，發(fā)光效率得到提高。同時，由于碳納米管材料為黑色的 納米粉末，其覆蓋在前面板的內(nèi)表面會降低等離子顯示屏的擴散反射率，從而提高了等離 子顯示屏的對比度。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實 施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的等離子顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是制作本發(fā)明的等離子顯示屏中的碳納米管材料垂直取向的碳納米管干膜 的過程示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明采用貼膜機將碳納米管垂直取向的碳納米管干膜貼附到等離 子顯示屏的MgO層表面的過程示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明包含碳納米管垂直取向的碳納米管干膜的等離子顯示屏的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。在本發(fā)明的等離子顯示屏及其制作方法中，采用碳納米管垂直取向的碳納米管干 膜附著于等離子顯示屏的前面板的內(nèi)表面上。碳納米管具有典型的層狀中空結(jié)構(gòu)特征，構(gòu) 成碳納米管的層片之間存在一定的夾角，碳納米管的管身是準圓管結(jié)構(gòu)，并且大多數(shù)由五 邊形截面所組成，管身由六邊形碳環(huán)微結(jié)構(gòu)單元組成，端帽部分為含五邊形的碳環(huán)組成的 多邊形結(jié)構(gòu)。碳納米管具有較小的曲率半徑，較大的長徑比，卓越的機械強度和化學穩(wěn)定 性，因此，它是一種卓越的近場發(fā)射的陰極材料。此外，碳納米管的場發(fā)射性能和其取向有 一定的關(guān)系，垂直取向較其他取向具有更好的場發(fā)射能力。本發(fā)明通過將碳納米管處理為 垂直取向后應(yīng)用于等離子顯示屏中，從而獲得一種驅(qū)動電壓、發(fā)光效率、對比度等性能得到 改善的等離子顯示屏。根據(jù)本發(fā)明的一種等離子顯示屏，包括前面板和后面板，該等離子顯示屏在前面 板的內(nèi)表面上附著有碳納米管材料垂直取向的碳納米管層，碳納米管層通過將碳納米管材 料垂直取向的干膜貼附于等離子顯示屏的前面板的內(nèi)表面并進一步燒結(jié)得到。本發(fā)明等離子顯示屏中的碳納米管干膜由碳納米管漿料形成，碳納米管漿料優(yōu)選 包含碳納米管粉末、有機樹脂和溶劑。其中，優(yōu)選地，基于碳納米管漿料的總重量，碳納米管 粉末的重量含量為0. 至5% ；有機樹脂的重量含量為至10% ；以及溶劑的重量含量 為 80%至 98%。優(yōu)選地，用于形成碳納米管干膜的有機樹脂包含醇酸樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、 (甲基)丙烯酸酯樹脂、甲基纖維素、乙基纖維素、硝基纖維素等有機樹脂或其混合有機樹 脂。優(yōu)選地，用于形成碳納米管干膜的溶劑包含丙酮、丁酮、環(huán)己酮、甲醇、乙醇、丙二 醇、四氫呋喃、石油醚、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、二硫化碳、氯仿、苯、水等溶劑或其混合溶 劑。
優(yōu)選地，在形成碳納米管干膜的碳納米管漿料中，還包含分散劑、增塑劑等助劑。本發(fā)明中使用的碳納米管材料優(yōu)選為經(jīng)過處理的碳納米管材料，優(yōu)選使用硝酸或 鉻酸溶液對碳納米管材料進行處理，以使碳納米管粉末的粒子大小和表面形態(tài)更加規(guī)整。 對碳納米管粉末的處理，是采用硝酸或者鉻酸浸泡碳納米管粉末一定時間后進行清洗、干 燥。由于屬于常規(guī)的處理過程，因而本文不再具體說明。根據(jù)本發(fā)明的一種用于制作上述等離子顯示屏的方法，包括形成前面板和后面 板，并且還包括制作碳納米管干膜；將碳納米管干膜附著于前面板的內(nèi)表面上；燒結(jié)前面 板上的碳納米管干膜。其中，碳納米管干膜的制作包括首先，配制碳納米管漿料；其次，在基底膜上形 成碳納米管漿料層；再次，對碳納米管漿料層進行處理，使得碳納米管垂直于碳納米管漿料 層的方向而取向；最后，對碳納米管漿料層進行干燥，并在其上覆蓋保護膜。下文，將具體介紹碳納米管干膜的制作過程。-配制碳納米管漿料優(yōu)選地，上述碳納米管漿料的配制過程為首先，將有機樹脂與溶劑進行混合，在 加熱的條件下進行攪拌以促進有機樹脂的溶解，直至得到均一、透明的溶液；接下來，對有 機樹脂的溶液進行過濾，以除去其中的雜質(zhì)及溶解不完全的有機樹脂；然后，將有機樹脂溶 液和碳納米管粉末按照上述重量比進行混合，并充分攪拌，采用三軸輥軋機對漿料進行充 分的輥軋分散。-在基底膜上形成碳納米管漿料層配制完成碳納米管漿料后，可以采用多種方式在基底膜上形成碳納米管漿料層。 其中，一種優(yōu)選的方式是將上述碳納米管漿料通過夾縫式噴嘴連續(xù)涂覆到以一定速度運 動的基底膜的表面上。-處理碳納米管漿料層使其垂直取向在基底膜上形成碳納米管漿料層之后，可采用電場或磁場對碳納米管漿料層進行 處理。對于采用電場處理膜層從而使碳納米管材料發(fā)生垂直取向所使用的碳納米管材料， 并無嚴格的限制。電場的外接直流電源電壓一般為5 10kv，處理時間為5 lOmin。對 于采用磁場處理膜層從而使碳納米管材料發(fā)生垂直取向所使用的碳納米管材料，需要預先 進行處理。優(yōu)選在碳納米管中植入磁性材料，典型的是植入!^e3O4磁性材料。進一步利用外 加磁場來使碳納米管垂直取向。-干燥并覆蓋保護膜取向后的碳納米管漿料層優(yōu)選進一步通過隧道式干燥爐進行干燥。干燥溫度一般 選擇80 150°C，干燥時間一般為3 lOmin。優(yōu)選干燥后的碳納米管干膜的厚度控制在 3 ΙΟμπι。然后，進一步將另一層保護基片覆蓋到膜層未被保護的一側(cè)。上述制作碳納米管干膜的整個過程如圖2所示。首先，在基底膜OlOA的表面形成 包含碳納米管的漿料層020，基底膜一方面作為碳納米管漿料功能層的載體，另一方面還起 著保護碳納米管功能層的作用；然后采用電場或者磁場030對膜層進行處理，從而使其中 的碳納米管材料發(fā)生垂直取向；接下來對碳納米管材料取向的膜進行干燥處理，從而得到 了最終用于制造等離子顯示屏的碳納米管功能層060 ；最后在膜層的表面覆蓋另一層保護 膜 OlOB0
接下來，具體介紹等離子顯示屏的制作過程。首先，如上所述制作一種碳納米管垂直取向的碳納米管干膜；其次，進行等離子顯 示屏前面板的制作，包括在前玻璃基板上進行掃描/維持電極、透明介質(zhì)層以及MgO保護 層的制作；再次，在前面板的內(nèi)表面上附著碳納米管干膜并進行燒結(jié)；最后，進行后面板的 制作，包含后玻璃基板上尋址電極、反射介質(zhì)層、障壁、熒光粉層以及封接框的制作；并進行 前、后面板的對合。圖3為將碳納米管干膜附著于前面板過程(即，貼膜過程)的示意圖。如圖3所 示，優(yōu)選通過貼膜機將碳納米管干膜060貼附到已經(jīng)制作好的前面板的MgO層150的表面 上。貼膜過程應(yīng)控制膠輥070的表面溫度和壓力，使碳納米管膜層均勻、牢固地貼附在MgO層上。貼膜之后還需要對形成的膜層進行燒結(jié)，以去除其中的有機樹脂。燒結(jié)過程的溫 度一般選擇在350 500°C。當溫度高于500°C時，存在對MgO層產(chǎn)生破壞的風險；當溫度 低于350°C，則不利于樹脂的分解。在對貼附到前面板內(nèi)表面的碳納米管干膜進行燒結(jié)之后，進一步需要對前、后面 板進行對合、封接、排氣，最后在等離子顯示屏內(nèi)充入惰性氣體，惰性氣體的壓力一般控制 在3 7X 10\a，從而完成等離子顯示屏的制作。制作好的等離子顯示屏的結(jié)構(gòu)如圖4所 示，其中包含了垂直取向的碳納米管場電子發(fā)射層160。表1為根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏與現(xiàn)有技術(shù)中不包含碳納米管干膜的等離子 顯示屏之間的對比。表1中示出了碳納米管漿料的組成及制作工藝參數(shù)，還示出了有關(guān)等 離子顯示屏驅(qū)動電壓、發(fā)光效率的測量結(jié)果。其中，碳納米管的含量一般通過測定最終的膜層的透光率進行確定，具體的方法 為首先對不包含碳納米管的樹脂膜層采用分光光度計進行透光率的測試，接下來對相同 厚度的包含碳納米管的膜層進行透光率的測試，以兩次測定的透光率的差值確定碳納米管 的含量。將等離子顯示屏直接放到PDP老煉設(shè)備上進行驅(qū)動電壓和發(fā)光效率的測量。表 權(quán)利要求
1.一種等離子顯示屏，包括前面板和后面板，其特征在于，所述等離子顯示屏在所述前 面板的內(nèi)表面上附著有碳納米管材料垂直取向的碳納米管層，所述碳納米管層通過將碳納 米管材料垂直取向的碳納米管干膜貼附于等離子顯示屏的前面板的內(nèi)表面并進一步燒結(jié) 得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子顯示屏，其特征在于，所述碳納米管干膜由碳納米管 漿料形成，所述碳納米管漿料包含碳納米管粉末、有機樹脂和溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子顯示屏，其特征在于，基于所述碳納米管漿料的總重 量，所述碳納米管粉末的重量含量為0. 至5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子顯示屏，其特征在于，基于所述碳納米管漿料的總重 量，所述有機樹脂的重量含量為至10% ；所述有機樹脂選自醇酸樹脂、(甲基)丙烯酸 樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、甲基纖維素、乙基纖維素、硝基纖維素或它們的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子顯示屏，其特征在于，基于所述碳納米管漿料的總重 量，所述溶劑的重量含量為80%至98% ；所述溶劑選自丙酮、丁酮、環(huán)己酮、甲醇、乙醇、丙二 醇、四氫呋喃、石油醚、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、二硫化碳、氯仿、苯、水或它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子顯示屏，其特征在于，所述碳納米管粉末預先采用硝 酸或鉻酸溶液進行處理，從而使所述碳納米管粉末的粒子大小和表面形態(tài)更加規(guī)整。
7.上述任一項權(quán)利要求所述的等離子顯示屏的制作方法，包括形成所述前面板和所述 后面板，其特征在于，所述方法還包括以下步驟制作所述碳納米管干膜；將所述碳納米管干膜附著于所述前面板的內(nèi)表面上；燒結(jié)所述前面板上的所述碳納米管干膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子顯示屏的制作方法，其特征在于，制作所述碳納米管 干膜包括以下步驟首先，配制所述碳納米管漿料；其次，在基底膜上形成碳納米管漿料層；再次，對所述碳納米管漿料層進行處理，使得碳納米管垂直于所述碳納米管漿料層的 方向而取向；最后，對所述碳納米管漿料層進行干燥，并在其上覆蓋保護膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子顯示屏的制作方法，其特征在于，采用電場對所述碳 納米管漿料層進行處理，其中，所述電場的外接直流電源電壓為5至10千伏，處理時間為5 至10分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子顯示屏的制作方法，其特征在于，采用磁場對所述碳 納米管漿料層進行處理，其中，在碳納米管中預先植入磁性材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子顯示屏及其制作方法。本發(fā)明的等離子顯示屏包括前面板和后面板，并在前面板的內(nèi)表面上附著有碳納米管材料垂直取向的碳納米管干膜。本發(fā)明的等離子顯示屏的制作方法包括形成前面板和后面板，還包括制作碳納米管干膜；將碳納米管干膜附著于前面板的內(nèi)表面上；燒結(jié)前面板上的碳納米管干膜。根據(jù)本發(fā)明的等離子顯示屏及其制作方法提供了一種驅(qū)動電壓、發(fā)光效率、對比度等性能得到改善的等離子顯示屏。
文檔編號H01J9/02GK102082060SQ20101062048
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者嚴群, 張鑫, 李海燕, 陳雪生 申請人:四川虹歐顯示器件有限公司