等離子體顯示板的光敏條狀障壁糊組合物的製備方法
2023-12-05 23:25:36
專利名稱：等離子體顯示板的光敏條狀障壁糊組合物的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種製作等離子體顯示板(PDP)的方法，更具體地，本發明涉及一種製備光敏條狀障壁糊組合物的方法，以及採用該方法製作PDP條狀障壁的方法，其中該障壁糊組合物包含其表面被納米尺寸的燒制二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末。
背景技術：
等離子體顯示板(PDP)是一種平板顯示裝置，其利用真空紫外線(多數是波長為147nm紫外線)在與相應的螢光材料碰撞後變成可見光範圍內的紅光、綠光和藍光的作用。真空紫外線是從瀰漫在前板和後板之間的氣體，如Ne或Xe放電的過程中生成的等離子體中發射出來的。
等離子體顯示板分為DC型和AC型。在DC型等離子體顯示板中，用來施加外部電壓以形成等離子體的電極直接暴露於等離子體，並且傳導電流直接流經該電極。其優點在於結構非常簡單，但缺點在於必須加裝限流的外電阻，因為該電極暴露於放電空間中。在AC型等離子體顯示板中，電極不直接暴露而是被電介質所覆蓋，所以位移電流流動。由於被電介質所覆蓋，所以電流自然得到限制。此外，由於電極可以在放電過程中免受離子衝擊，所以AC型等離子體顯示板的壽命長於DC型等離子體顯示板。
同時，在各種平板顯示裝置中，等離子體顯示板作為下一代顯示器和高清晰電視(HDTV)而引人矚目，因為等離子體顯示板可以實現全彩色顯示器和超過四十英寸大型顯示裝置，並且具有迅速的響應時間和寬視角。
圖1是表面放電的AC型等離子體顯示板的剖面圖。參照圖1，表面放電的AC型等離子體顯示板包括後板和前板。後板由後基板10，地址電極11，白色電介質12和條狀障壁13構成。前板由前基板14，透明電極15，匯流電極16，透明電介質17，絕緣保護膜18和黑條(未示出)構成。在表面放電的AC型等離子體顯示板中，用來在等離子體顯示板中實現色彩的螢光材料(紅、綠和藍)19放置在後板的各條狀障壁13之間。
在等離子體顯示板中，條狀障壁是形成在等離子體顯示板後基板上的結構，以獲得放電空間並防止相鄰放電室之間電的和光上的串擾。根據等離子體顯示板的設計，條狀障壁的詳細結構是不同的。在條紋型條狀障壁條件下，條狀障壁上部寬度為60～80μm，下部寬度為80～110μm，高度為100～120μm，並且各條狀障壁圖案以200～300μm間隔放置。等離子體顯示板的結構是影響顯示器圖像質量的重要因素。
等離子體顯示板條狀障壁的形成包括兩個步驟。第一步是利用條狀障壁糊，按預定的幾何結構取得條狀障壁精細圖案。條狀障壁糊是由兩部分構成。一部分是無機的條狀障壁粉末，包括低熔點玻璃粉和陶瓷材料，如氧化鋁(Al2O3)和氧化鈦(TiO2)等。這裡，陶瓷材料的功能是增加條狀障壁在燒結後的機械性能，而玻璃粉的功能則是在約530～550℃的低溫下通過熔化形成條狀障壁的無定形基體。另一部分是有機材料，其功能是用無機條狀障壁粉末製成糊，使得可向在等離子體顯示板的後板上形成條狀障壁的精細圖案。在第二步驟中，通過燒結工藝完全燒掉形成圖案的條狀障壁的有機部分，僅留無機材料，形成條狀障壁。
等離子體顯示板裝置的條狀障壁可以通過各種方法，如絲網印刷、噴砂和照相平版印刷等形成圖案。絲網印刷是通過利用形成了預定條狀障壁結構圖案的印網掩模在玻璃基板上印刷條狀障壁糊，並乾燥去除溶劑，從而得到條狀障壁的方法。印刷和乾燥的過程重複8～10次，使得乾燥的條狀障壁的高度為200～250μm。該方法很費時，並且具有生產能力低的問題。此外，還按與形成均勻的條狀障壁圖案，因為重複過程會導致絲網掩模未對準。
在噴砂方法中，條狀障壁是這樣形成的以150～250μm的厚度塗布和乾燥條狀障壁糊；層壓抗砂磨的(anti-sanding)幹膜抗蝕劑(DFR)；通過曝光和顯影用DFR形成圖案；及用精細磨料顆粒和高壓空氣對其進行衝擊，以除去條狀障壁顆粒。這種方法的問題在於工藝複雜和材料損失大。另外，難於分離噴砂所產生的粉末混合物，這不是環境友好的。
照相平版印刷方法是這樣進行的塗布並乾燥光敏條狀障壁糊；通過光掩膜將所述糊曝光於紫外線(UV)；及通過選擇性將其溶解於顯影液中，除去未曝光區域的糊。照相平版印刷方法的優點在於它可以形成精細而且乾淨的條狀障壁。然而，這種方法的問題在於難於形成高度超過100μm的條狀障壁，因為紫外線的強度因光的吸收、反射和散射而在光敏條狀障壁層下部大大地降低。
因此，所存在的問題是，在光敏條狀障壁層顯影之前，應當進行兩次或三次塗布-乾燥-曝光於紫外光的過程。
當作為條狀障壁粉末之主要成分的玻璃粉由PbO-SiO2-B2O3-基玻璃構成時，紫外線完全穿透是特別困難的。這是因為與構成光敏條狀障壁糊另一部分的有機材料相比，金屬氧化物(特別是PbO)具有更高的折射率，從而增加了紫外光在無機條狀障壁粉末與有機材料之間的界面的散射。
為了解決與光穿透有關的問題，US 6197480公開一種可以降低紫外光在界面的反射和散射的方法，即將小形成光敏條狀障壁糊的無機條狀障壁材料與有機材料之間的平均折射率的差別。用於該用途的無機條狀障壁材料包括P2O5，BiO，Na2O，Li2O或K2O，以替代由PbO-B2O3-SiO2構成的常規玻璃粉中的PbO。然而，該技術的問題在於，具有引發光交聯反應功能的光敏條狀障壁糊的有機部分的組成，需要根據具有降低了的折射率的無機條狀障壁材料的組成而改變。
當在獲得條狀障壁圖案的照相平版印刷工藝中使用其中PbO被P2O5、BiO或K2O替代的光敏條狀障壁糊時，條狀障壁在燒結(或焙燒)工藝後的色彩通常比在玻璃粉中採用PbO的色彩暗。暗的條狀障壁由於增加了對從螢光材料層中發出的紅光(R)，綠光(G)或藍光(B)的吸收，而降低等離子體顯示板的發光強度。
當在等離子體顯示板條狀障壁的形成中使用其中PbO被其它無機氧化物替代的光敏條狀障壁糊時，通常需要比玻璃粉中具有PbO時更高的燒結溫度。高的燒結溫度對於等離子體顯示板的生產過程是有害的，因為它引起等離子體顯示板的破裂或彎曲，導致等離子體顯示板的產量低。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種光敏條狀障壁糊，該光敏條狀障壁糊在採用照相平版印刷方法形成等離子體顯示板(PDP)的條狀障壁的時候，能夠提高紫外光的曝光效率，不管玻璃粉的組成如何。
本發明的另一個目的是提供一種光敏條狀障壁糊，其能夠降低燒結溫度並提高燒結後條狀障壁的白度。
依照本發明的一個方面，提供一種製備光敏條狀障壁糊的方法，該方法包括如下步驟將包含玻璃粉和陶瓷材料的條狀障壁粉末與納米尺寸(5～200nm)的二氧化矽顆粒混合，在爐子中熱處理該混合物粉末，在球磨機中研磨該混合物粉末，從而得到表面上吸附有納米尺寸的二氧化矽顆粒的條狀障壁粉末；及通過將該表面被納米尺寸二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末與光敏載體混合，形成光敏條狀障壁糊。
依照本發明的另一個方面，提供一種製備光敏載體的方法，該光敏載體包含粘合劑聚合物，選自多官能團單體和多官能團低聚物的第一材料，光敏引發劑，及添加劑(如分散劑、聚合抑制劑、光敏劑和均化劑)。
依照本發明的再一個方面，提供一種製備等離子體顯示板的條狀障壁的方法，該方法包括如下步驟提供基板；塗布包含表面經燒制二氧化矽處理過的條狀障壁粉末的光敏條狀障壁糊；乾燥該光敏條狀障壁糊；及通過曝光和顯影該光敏條狀障壁層，形成障壁層圖案。
根據本發明，光敏條狀障壁糊的無機條狀障壁粉末的表面用納米尺寸(平均直徑為5～200nm)的二氧化矽顆粒處理。作為納米尺寸的二氧化矽顆粒，可以使用燒制的二氧化矽，因為在規定的納米尺寸下，容易製得具有窄直徑分布的燒制二氧化矽。由於燒制的二氧化矽顆粒是無定形的並具有高純度，所以燒制的二氧化矽顆粒是透明的並且具有小的光傳播損失。表面被納米尺寸燒制的二氧化矽顆粒處理過的無機條狀障壁粉末可以如此製備利用球磨機，將納米尺寸的燒制二氧化矽顆粒與平均尺寸為2～5μm的無機條狀障壁粉末混合，在50～150℃的溫度下烘焙該粉末混合物，然後研磨所烘焙的混合物粉末。因為燒制的二氧化矽具有納米尺寸，所以二氧化矽顆粒牢固地吸附在尺寸為微米級的條狀障壁粉末的多孔表面。當採用其表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末製備光敏條狀障壁糊，並採用照相平版印刷方法形成條狀障壁圖案時，光敏條狀障壁糊的曝光效率得到增強，因為條狀障壁粉末表面的納米尺寸二氧化矽顆粒可以在條狀障壁粉末之間形成光導通道，使紫外光透射到幹的光敏條狀障壁層中。
通過下面的對優選實施方案的說明，並結合附圖，本發明的上述及其它目的和特點將會更加顯而易見，在附圖中圖1是表面放電的AC型等離子體顯示板(PDP)的剖視圖；
圖2是根據本發明實施方案的條狀障壁粉末的表面處理方法的流程圖；圖3是表面經納米尺寸二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；及圖4是根據本發明實施方案的製備光敏條狀障壁糊的方法的流程圖。
具體實施例方式
參照下文中所述的附圖及對實施方案的說明，本發明的其它目的和方面將會顯而易見。
圖2是根據本發明實施方案的條狀障壁粉末的製備方法的流程圖，該條狀障壁粉末是玻璃粉與陶瓷材料的混合物。參照圖2，在步驟100中，將條狀障壁粉末與納米尺寸燒制二氧化矽混合在一起並用球磨機研磨。這裡，條狀障壁粉末可以是含有PbO-SiO2-B2O3-基玻璃的玻璃粉或者其中PbO被P2O5，BiO或者鹼金屬氧化物如K2O、Na2O或Li2O替代的其它玻璃粉與陶瓷粉末的混合物，該陶瓷粉末可以是氧化鋁(Al2O3)或者氧化鈦(TiO2)。優選球磨研磨過程在室溫下進行10～60分鐘。
球磨研磨之後，在步驟102中，將其表面被納米尺寸的燒制二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末在50～150℃的爐子中烘焙10～30分鐘。
隨後，在步驟104中，將所烘焙的包含燒制二氧化矽的條狀障壁粉末用球磨機再次研磨。優選該研磨在室溫下進行10～30分鐘。
在由上述步驟製得的條狀障壁粉末中，納米尺寸(平均直徑為5～200nm)的二氧化矽顆粒牢固地吸附在由玻璃粉和陶瓷粉構成的條狀障壁顆粒上，如圖3所示。
圖4是根據本發明實施方案的製備光敏條狀障壁糊的方法的流程圖。
參照圖4，在步驟200中，將粘合劑聚合物溶解在溶劑中，使之具有適當的粘度。
在步驟202中，通過將具有兩個或多個雙鍵的多官能團單體/低聚物，光敏引發劑和添加劑混合在粘合劑聚合物溶液中，製得光敏載體。所述添加劑包括分散劑，聚合抑制劑，光敏劑和均化劑。
隨後，在步驟204中，將光敏載體與根據圖2所示方法製備的其表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末混合到一起。
在步驟206中，將上述混合物均勻地分散，並且控制最終的粘度。在本發明中，優選採用3-輥陶瓷磨。
本發明的根據上述方法製備的光敏條狀障壁糊組合物包括5～20wt％粘合劑聚合物，8～20wt％多官能團單體/低聚物，1～2wt％光敏引發劑，0.1～1wt％納米尺寸的燒制二氧化矽，40～60wt％玻璃粉，10～25wt％陶瓷粉末，1～5wt％添加劑，及10～23wt％溶劑。
添加劑包括分散劑(0.1～1wt％)，聚合抑制劑(0.1～1wt％)，光敏劑(0.2～2wt％)和均化劑(0.1～1wt％)。
優選上面製備的光敏條狀障壁糊的粘度為在10000～100000cps。如果光敏條狀障壁糊的粘度不大於10000cps，則其太容易在玻璃基板上蔓延，以至於不能塗布玻璃基板。另一方面，如果粘度大於100000cps，則其不能透過篩孔而是將它們堵塞。
在具有上述組成的光敏條狀障壁糊中，粘合劑聚合物使條狀障壁粉末結合起來形成條狀障壁，並且控制障壁糊的粘度。至於粘合劑聚合物，可以使用對條狀障壁糊的其它成分具有很好的混合性並且防止泡沫產生的聚合物。優選粘合劑聚合物包括纖維素類材料和丙烯酸酯類材料。纖維素類的粘合劑聚合物包括纖維素衍生物，如羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥乙基-羥丙基纖維素。纖維素衍生物對無機條狀障壁粉末具有很好的混合性，且對玻璃基板具有良好的潤溼性。因此，當組合使用纖維素衍生物(如羥丙基纖維素)與丙烯酸類的共聚物結合作為粘合劑聚合物時，可以極大地減少起泡。此外，纖維素衍生物使得在480～550℃的低溫下進行燒結成為可能，所述燒結是形成條狀障壁的最後過程。
至於丙烯酸酯類粘合劑聚合物，可以使用由選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸苄酯中的共聚單體與另一共聚單體甲基丙烯酸合成的共聚物。該共聚物的分子量為5000～20000g/靡爾。
甲基丙烯酸在共聚物中的摩爾百分數應為10～30％摩爾，其促進在曝光於紫外線之後採用鹼的水溶液的顯影。組合使用纖維素衍生物與丙烯酸酯類共聚物作為粘合劑共聚物也是很重要的，因為前者對絲網印刷過程有影響如良好的潤溼性和較小的起泡性，而後者則對流變學特性以及採用鹼的水溶液的顯影有幫助。多官能團單體包括乙二醇二丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，二甘醇酯二丙烯酸，丙二醇酯二丙烯酸，1，2，4-丁三醇三丙烯酸酯，1，4-苯二醇二丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，季戊四醇四丙烯酸酯，季戊四醇四甲基丙烯酸酯，二季戊四醇六丙烯酸酯，及二季戊四醇六甲基丙烯酸酯。多官能團低聚物包括環氧丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，及聚酯丙烯酸酯，其分子量為200～800。可以選擇和使用多官能團單體和多官能團低聚物中的一種。然而，如果多官能團單體和低聚物二者一起使用，則可以提高條狀障壁對等其上形成電介質層(所謂的白背，white back)的離子體顯示板的後面板的粘附力。
聚氨酯丙烯酸酯類的紫外低聚物特別適用於此目的，因為它可以增加所謂的清晰時間(TTC)，即在紫外曝光後光敏條狀障壁層完全顯影所需要的時間。
同時，對於在燒結之後與玻璃粉一起形成條狀障壁的陶瓷粉末來說，可以使用選自Al2O3，CaO，Cr2O3，CuO，Fe2O3，K2O，MnO，Na2O，NiO，PbO，SiO2，SnO2，ZnO，ZrO2，B2O3和TiO2中的一種。
光敏引發劑是一種化學品，當其曝光於光源即紫外線時分解，且形成引發光致聚合的自由基。可以使用在紫外波長(200～400nm)中具有優異光反應性能的任何光敏引發劑。例如，可以使用單獨的2，2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯(DMPA)或其與其它光敏引發劑的混合物，作為光敏引發劑。
為了增強光敏條狀障壁層的底部在一次紫外曝光中的光反應，在光敏條狀障壁糊配方中使用諸如異丙基-9H-噻噸-9-酮等光敏劑。還需要使用聚合抑制劑如氫醌，以控制條狀障壁的寬度在一定界限內，即在標準定義的等離子體顯示板的情況下為80μm。除此之外，還可以使用各種添加劑，如矽酮消泡劑與均化劑，以提高光敏條狀障壁糊的絲網印刷或其它塗布特性。
在下文中，根據本發明的具體實施例描述了使用光敏條狀障壁糊形成等離子體顯示板條狀障壁的方法，該糊中條狀障壁粉末採用納米尺寸二氧化矽顆粒進行表面處理。
首先，利用絲網印刷機或者其它塗布機，將光敏條狀障壁糊在其上已形成地址電極和電介質層(未示出)的後玻璃基板上塗布150～250μm的厚度，並在50～130℃的溫度下乾燥5～30分鐘。
接著，通過其中形成所需條狀障壁圖案的光掩膜，將乾燥的光敏條狀障壁層曝光於紫外線。這裡，優選使用高壓汞燈產生的紫外線，並且優選其曝光能量為200～1000mJ/cm2。
其後，在顯影過程中除去未曝光的光敏條狀障壁層。這裡，使用0.3～2wt％的Na2CO3水溶液作為顯影液。噴灑顯影液1～3分鐘，然後將面板乾燥。緊接著，在350～450℃的溫度下進行20～30分鐘的等溫燒結，其後，將溫度以10℃/分鐘的速度升高至480～550℃，以使有機材料完全燃燒。通過燒結過程，所有有機材料例如光聚合的多官能團單體和低聚物、粘合劑聚合物及其它添加劑均被熱分解而除去，因而可以得到由玻璃粉和陶瓷粉末構成的無機條狀障壁。
如果使用本發明的光敏條狀障壁糊，則可以使乾燥的條狀障壁層一次曝光於紫外線的厚度超過200μm。因此，可以減少形成條狀障壁的工藝時間。同時，由於本發明的條狀障壁糊的光敏性的增強歸因於用納米尺寸的燒制二氧化矽顆粒對條狀障壁粉末的表面進行處理，所以本發明的另一優點是，在光敏條狀障壁糊中可以使用基於常規的PbO-SiO2-B2O3玻璃粉的條狀障壁粉末或者其它所謂的「非鉛條狀障壁粉末」，而最小地改變障壁糊中具有通過照相平版印刷工藝形成條狀障壁圖案功能的有機組分的組成。
經過許多實驗之後，本發明中提出的光敏條狀障壁糊具有最佳的組成。下面給出一些重要的實驗數據。
表1給出指定為實驗1和2的光敏條狀障壁糊的組成。
在實驗1和2中，光敏載體製備如下。第一，將縮寫為聚(MMA-co-MAA)的聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)溶解在丁基卡必醇乙酸酯溶劑中，並將羥丙基纖維素溶解在3-甲氧基-3-甲基丁醇溶劑中，然後混合這兩種粘合劑聚合物溶液。第二，向粘合劑聚合物混合溶液中添加多官能團單體，多官能團低聚物，光敏引發劑和添加劑例如聚合抑制劑，光敏劑，分散劑和均化劑，製得光敏載體。在實驗1中，根據工業中眾所周知的方法，將玻璃粉和陶瓷粉末混合到所製備的光敏載體中，接著將混合物分散在3-輥式粉碎機中，從而製得光敏條狀障壁糊。在實驗2中，除了如實驗1中的玻璃粉和陶瓷粉末之外，還添加納米尺寸燒制二氧化矽。這裡燒制二氧化矽只是以粉末形式添加，而不對由玻璃粉和陶瓷粉末構成的條狀障壁粉末進行表面處理。
採用表1之實驗1和2的光敏條狀障壁糊形成的照相平版印刷條狀障壁圖案的結果如表2所示。對於根據實驗1製備的光敏條狀障壁糊，當使用1.0wt％的Na2CO3水溶液進行顯影時，條狀障壁脫落。這是由於紫外光在行進過程中由於散射和吸收，而未完全透射到乾燥的光敏條狀障壁層(厚度220μm)的底部。這種情況下，障壁層的底部可以用顯影液切開或者溶解，因為該部分沒有充分交聯，即使高達1300mJ/cm2的大劑量紫外曝光，達到底部的紫外光的強度仍然不夠。
實驗1和2的光敏條狀障壁糊
應當注意到，該條狀障壁糊是負型光敏糊，其中多官能團單體通過在紫外光作用下由光敏引發劑產生的自由基而進行交聯。然而，條狀障壁層之未被曝光區域的顯影取決於可溶於鹼的水溶液中的粘合劑聚合物。
對於實驗2，當紫外光曝光低於700mJ/cm2時，條狀障壁脫落。
利用實驗1和實驗2之光敏條狀障壁糊形成的粘合劑障壁的照相平版印刷圖案
當紫外光放射劑量增加到超過700mJ/cm2的時候，一些未被曝光區域用水性鹼顯影液不能被顯影。這種現象應該是由少量納米尺寸的二氧化矽顆粒的出現引起的，因為這是實驗1和實驗2條狀障壁糊僅有的不同。用實驗2的糊的條狀障壁層的未曝光區域不能顯影的原因是納米尺寸二氧化矽顆粒特別大的表面積，只是通過簡單混合，二氧化矽顆粒沒有被牢固吸附在由玻璃粉和陶瓷粉末組成的條狀障壁粉末表面，而隨機地分布在條狀障壁糊中。由於二氧化矽顆粒的大表面積，過量的多官能團單體和低聚物可以吸附在納米尺寸二氧化矽顆粒上，並且即使在從條狀障壁層的紫外曝光區域散射紫外光的弱強度作用下，這也容易引起條狀障壁層的光致交聯。雖然寬度在條狀障壁層的部分顯影的區域是確定的，但是當紫外曝光劑量增加時，條狀障壁的平均寬度也略微增加。這些結果表明納米尺寸二氧化矽顆粒對於增加條狀障壁糊的光敏性是起作用的。
為了在照相平版印刷形成條狀障壁圖案中利用納米尺寸二氧化矽顆粒，如表3所示，我們試著用納米尺寸燒制二氧化矽對由玻璃粉和陶瓷粉末組成的條狀障壁粉末進行表面處理。
在實驗3到實驗8中，包含帶有連接的PbO-B2O3-SiO2基玻璃粉和陶瓷粉末(Al2O3∶TiO2＝3∶1)的條狀障壁粉末與具有不同平均直徑的納米尺寸二氧化矽顆粒混合，以進行表面處理。接著，將混合物粉末放在爐子中在100℃下20分鐘，接著在球磨機中研磨。在實驗9中，僅使用Al2O3陶瓷粉末替代作為陶瓷粉末的Al2O3和TiO2混合物。其餘的操作與實驗3～8相同。在實驗11，實驗12中，用納米尺寸二氧化矽顆粒對分別包含所謂的無鉛型玻璃粉例如BiO-B2O3-SiO2基團，P2O5-B2O3-SiO2基團，和Li2O-B2O3-SiO2基團等和陶瓷粉末(Al2O3∶TiO2＝3∶1)的條狀障壁粉末進行表面處理，接著將其用在照相平版印刷形成等離子體顯示板的條狀障壁圖案的過程中。
用納米尺寸二氧化矽顆粒表面處理的光敏條狀障壁粉末的組成
續
在實驗13～實驗16中，基於包括採用同樣尺寸燒制二氧化矽(12nm)顆粒的玻璃粉和陶瓷粉末的條狀障壁粉末的總重量，燒制二氧化矽的量在0.2～2.0wt％範圍內變化。這裡再緊跟著如實驗3～實驗8的同樣的程序，用納米尺寸二氧化矽顆粒對條狀障壁粉末進行表面處理。用納米尺寸二氧化矽顆粒進行表面處理之後，將條狀障壁粉末式樣加入到光敏載體中，其組成和製備步驟和表1中部分(A)相同。照相平版印刷形成條狀障壁圖案的結果示於表4中。在實驗3～實驗8中，表明用來對條狀障壁進行表面處理的燒制二氧化矽的最適宜的尺寸為5～200nm。當用在對條狀障壁粉末表面處理的燒制二氧化矽的尺寸超過200nm，條狀障壁在照相平版印刷形成條狀障壁圖案的顯影步驟中脫落。實驗9表明，陶瓷粉末由Al2O3和TiO2的混合物變化為單獨的Al2O3並不影響照相平版印刷過程。實驗10～實驗12的結果表明，本發明用納米尺寸二氧化矽顆粒對條狀障壁粉末進行表面處理都起作用，而不管玻璃粉的類型即，連接的PbO-B2O3-SiO2基玻璃粉或者所謂的無鉛型玻璃粉，在其中，PbO被BiO，P2O5，或者鹼金屬氧化物例如Li2O，Na2O或者K2O取代。使用實驗13到實驗16的試驗表明，基於條狀障壁粉末的總重量，用於表面處理納米尺寸二氧化矽顆粒最適宜的量為在0.5～1.5wt％範圍內。如實驗16一樣，當燒制的納米尺寸二氧化矽的量超過條狀障壁粉末的2wt％，在表面處理過程之後發現殘留的燒制二氧化矽。剩餘的二氧化矽顆粒引起過量的多官能團單體的吸附，由此在顯影階段產生未顯影區域。
使用實驗3～實驗16的光敏條狀障壁糊的條狀障壁照相平版印刷結果
*S成功的，M邊際的，F失敗的表5示出光敏載體的每個成分在照相平版印刷形成條狀障壁圖案中的作用。在這些試驗中，條狀障壁粉末是如表3中實驗4表面處理過的條狀障壁粉末。用表5中光敏載體的組成製備的光敏條狀障壁糊在照相平版印刷形成條狀障壁圖案中給出了不同的結果。
實驗17～20的對比表明，粘合劑共聚物的使用是重要的。用實驗17～實驗19的糊得到好的條狀障壁圖案，但是實驗20的糊在照相平版印刷過程之後，給出不均勻的條狀障壁高度。這是由於實驗20的糊沒有羥丙基纖維素作為粘合劑聚合物的組分，其劣質的絲網印刷特性所引起的。不含有光敏劑的實驗21的糊由於條狀障壁層底部附近光敏性降低，而不能給出條狀障壁圖案。
雖然光掩膜有80μm的狹縫用於紫外光輻射，但實驗22的糊給出寬(約100μm)的條狀障壁。結果表明，聚合抑制劑的作用在於在未曝光區域停止聚合反應，從而在照相平版印刷過程中控制條狀障壁的寬度。實驗23的糊在照相平版印刷形成條狀障壁圖案之後，導致不均勻的條狀障壁。這種現象可以這樣解釋當在糊的形成過程中沒有使用分散劑時，條狀障壁糊的分散性差。
光敏載體的組成對照相平版印刷形成條狀障壁圖案的作用
聚(MMA-co-MAA)聚(甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)聚(IBMA-co-MAA)聚(甲基丙烯酸異丁酯-共-甲基丙烯酸)聚(BZMA-co-MAA)聚(甲基丙烯酸苄酯-共-甲基丙烯酸)BCA丁基卡必醇乙酸酯3MMB3-甲氧基-3-甲基丁醇PETA季戊四醇四丙烯酸酯EB204聚氨酯丙烯酸酯IPT異丙基-9H-噻噸-9-酮儘管為了說明已經公開了本發明優選的實施方案，但是本領域的技術人員們應當理解，在不脫離所附權利要求書中所公開的本發明的範圍和構思的情況下，可以對本發明作出各種修改、添加和替換。
權利要求
1.一種製備光敏條狀障壁糊的方法，包括如下步驟通過混合、烘焙和研磨條狀障壁粉末與納米尺寸的燒制二氧化矽，提供其表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末；及通過混合表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末與光敏載體，形成光敏條狀障壁糊。
2.根據權利要求1的方法，其中，提供條狀障壁粉末的步驟包括如下步驟在室溫下，將第一粉末與納米尺寸的二氧化矽顆粒混合約10～60分鐘；在約50～150℃的溫度下，將所述條狀障壁粉末混合物烘焙約10～30分鐘；及在室溫下，利用球磨機將該條狀障壁粉末研磨約10～30分鐘。
3.根據權利要求2的方法，其中，該第一粉末包括氧化鋁(Al2O3)或者氧化鈦(TiO2)的陶瓷粉末。
4.根據權利要求3的方法，其中，該條狀障壁粉末是由所述第一粉末形成的，該第一粉末的表面被佔光敏條狀障壁糊總重量0.1～1％的納米尺寸二氧化矽顆粒處理過。
5.根據權利要求1的方法，其中，所述納米尺寸的二氧化矽顆粒的平均直徑為5～200nm。
6.根據權利要求2的方法，其中，所述第一粉末包括PbO-B2O3-SiO2基玻璃的玻璃粉。
7.根據權利要求6的方法，其中，所述玻璃粉中的PbO被選自P2O5，BiO，以及K2O、Na2O和Li2O的鹼金屬氧化物中的材料所替代。
8.根據權利要求1的方法，其中，所述光敏載體包括粘合劑聚合物，溶劑，光敏引發劑，添加劑，及至少一種選自多官能團單體和多官能團低聚物的材料。
9.根據權利要求8的方法，其中，該粘合劑聚合物包括纖維素類材料和丙烯酸酯類材料。
10.根據權利要求9的方法，其中，所述纖維素類材料的粘合劑聚合物為羥丙基纖維素。
11.根據權利要求9的方法，其中，所述丙烯酸酯類的粘合劑聚合物是由選自甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸異丁酯，甲基丙烯酸苄酯的共聚單體與另一共聚用單體甲基丙烯酸合成的共聚物。
12.根據權利要求8的方法，其中，該添加劑包括光敏劑，聚合抑制劑，分散劑，及均化劑。
13.根據權利要求12的方法，其中，該聚合抑制劑為氫醌。
14.一種形成等離子體顯示板的條狀障壁的方法，包括如下步驟提供基板，即其上形成有地址電極圖案和電介質層的等離子體顯示板的後面板；在基板上塗布包含條狀障壁粉末的光敏條狀障壁糊，其中所述條狀障壁粉末的表面被納米尺寸的燒制二氧化矽處理過；乾燥該光敏條狀障壁糊；及通過光掩模將該乾燥的光敏條狀障壁層曝光於紫外光，並用鹼的水溶液將該光敏條狀障壁層顯影，從而形成障壁層圖案，。
15.根據權利要求14的方法，其中將該光敏條狀障壁層曝光和顯影的步驟分別進行一次。
全文摘要
本發明提供一種製備光敏條狀障壁糊(barrier ribpaste)的方法，包括如下步驟通過混合、烘焙和研磨條狀障壁粉末與納米尺寸的燒制二氧化矽，提供其表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末；及通過混合表面被納米尺寸的二氧化矽顆粒處理過的條狀障壁粉末與光敏載體，形成光敏條狀障壁糊。
文檔編號G03F7/00GK1791561SQ03823686
公開日2006年6月21日 申請日期2003年8月2日 優先權日2002年8月2日
發明者樸利淳, 尹相元, 白信惠, 崔瀅石, 林茂植, 樸善宇, 金鳳出, 辛庚錫, 李孝植 申請人:厄爾特拉等離子有限公司, 日東化學有限公司, 樸利淳