CN101063814A - 电介质,装有电介质的显示器,和该电介质的制造方法 - Google Patents

电介质,装有电介质的显示器,和该电介质的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电介质。该电介质具有由光敏组合物组成的下层电介质和形成在所述下层电介质上由光敏组合物所组成的上层电介质，所述上层电介质对特定图案曝光中所使用的光的透光度低于所述下层电介质对所述图案曝光中所使用的光的透光度。

Description

电介质，装有电介质的显示器，和该电介质的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于显示装置(显示器)的介电质。更具体地说，本发明涉及一种安装在显示器发光部分的电介质。本发明还涉及装有该介电质的显示器以及该介电质的制造方法。
背景技术
人们已经开发出各种类型的平板显示器。在不同类型的显示器中，发光都是通过将电压施加到电极上并且调节电极开和关来控制的。例如，在场致发射显示器(FED)中，将释放自场致发射极的电子提供给荧光材料，从而发光。发光是通过调节电极开和关来控制的。电介质(绝缘体)被安装在每个电极的附近用于各种用途。例如，绝缘材料可以被安装在导电部件之间以隔离他们。同样，绝缘材料也可以被安装用以分割电极。
根据配置的位置和它们的目的，所述电介质和绝缘体有时被称为“电介质”或“绝缘体”，即使他们具有相同的组成。基于此，安装在电极附近的绝缘材料被称为“电介质”。然而，以下技术范围不受此用法的限制。下文中术语“电介质”包括“电介质”或“绝缘体”，或者同时包括二者。所述电介质材料可以是玻璃粉末或者无机填料。图案印刷或利用光致抗蚀剂的图案蚀刻已经被用作形成电介质图案的方法。然而，在图案印刷中，难以形成精细的图案。同样，在利用光致抗蚀剂的蚀刻方法中，蚀刻的对象通常仅限于薄膜。当导电部件之间的绝缘材料需要是厚膜时，利用光致抗蚀剂的蚀刻就不适合于这样的应用。因此，为了形成厚膜绝缘体，已经开发出了利用光敏绝缘体糊剂形成精细图案的工艺。
作为绝缘体糊剂，有玻璃糊剂和无机糊剂。然而，在显示器的制造中，背板基材主要是玻璃基材，并且其烧制温度一般限于600℃或更低，优选550℃或更低。在这种情况下，如果包含无机填料，会抑制烧结，导致难以获得致密的电介质。因此，在显示器的制造过程中，优选使用主要由玻璃组成的糊剂。
业已使用各种形成精细图案的技术，它利用感光绝缘糊剂形成厚膜绝缘体。日本公开专利申请No.Hei 8[1996]-50811描述了一种用于等离子显示板的光敏绝缘玻璃糊剂，其含有玻璃粉末并含有在侧链或分子末端具有羧基和烯键不饱和基团的丙烯酸共聚物。在利用该光敏绝缘玻璃糊剂形成电介质图案时，首先，将玻璃糊剂涂敷在基材上，并且通过干燥蒸去溶剂。然后，使用光掩模曝光规定的图案。通过所述的曝光将裸露部分的有机光敏粘合剂交联并聚合，从而使其不再裸露。未被暴露的部分使用碱进行显影，从而获得具有预期图案的未烧制电介质。然后通过在要求温度下进行烧制而获得电介质。然而，在该公开文本中，不能防止所谓的“倒凹”并且不能产生具有优异精度的预期精细图案的厚膜型电介质。
在日本公开专利申请No.2004-318116中，玻璃粉末型光敏糊剂包括具有0.005-0.08μm粒径的氧化物微粒、与所述氧化物微粒不同的无机粒子、和光敏有机组分，所述光敏糊剂中氧化物微粒和有机组分的平均折射率N1，以及所述与所述氧化物微粒不同的无机粒子的平均折射率N2，满足以下关系。
             -0.07≤N2-N1≤0.07(N2＞1.65)
然而，在该公开文本中，根本没有出现具有优异精密度的预期精细图案的厚膜型电介质。
作为这样的玻璃粉末型光敏糊剂，使用了含铅玻璃；但随着全球范围对环境保护关心意识的增强，需要在尽可能的范围内避免使用含铅玻璃。另一方面，使用不含铅玻璃的电介质在实践中难以发挥等于或高于那些使用含铅玻璃的电介质的特性(例如，所述精细图案的精密度)。
另外，在形成一层厚膜的情况下，由于有时在厚膜的最底部无法实现充分的光照，因此要求大量的曝光，并且其产率低。
发明概述
本发明涉及一种电介质，它包括形成在下层电介质上的上层电介质，所述下层电介质由第一光敏组合物组成，所述上层电介质由第二光敏组合物组成，用于产生所需曝光图案的上层电介质的透光度低于下层电介质的透光度。在所述电介质中，第一光敏组合物包括第一玻璃粉末，第二光敏组合物包括第二玻璃粉末。
本发明进一步的实施方式涉及一种电介质的制造方法，其包括如下步骤：
提供下层光敏电介质组合物和上层光敏电介质组合物，每种组合物都含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂；
提供基材；
将所述下层光敏电介质组合物涂敷到所述基材上；
对所述下层光敏电介质组合物进行干燥以形成下层电介质；
将所述上层光敏电介质组合物涂敷到所述下层电介质上；
对所述上层光敏电介质组合物进行干燥以形成上层电介质；
在所述下层电介质和所述上层电介质上曝光规定图案；
显影所述曝光的层以形成显影膜；
烧制所述显影的层；
对于图案曝光中使用的光，所述上层电介质比所述下层电介质具有更低的透光度。
附图简述
图1是表示当电介质在基材上形成、曝光和显影时所产生的倒凹的示意图。
图2是表示当电介质在基材上浇铸并烧制时所导致的水平方向上收缩的示意图。
图3表示了在基材上形成具有双层结构电介质的实例。
图4表示了一种装有本发明电介质的设备。
图5是表示本发明电介质的制造方法中每一个步骤的流程图。
图6表示了图5中显示的各个步骤的详细内容。
图7表示了本发明定义的线宽度a和间隔宽度b。
图8表示了本发明定义的线缺损c和泛溢d。
发明详述
本发明提供了一种环境友好的厚膜型电介质，其具有优异的所需精细图案的精密度。本发明涉及一种电介质结构，其下层电介质是由第一光敏组合物组成的，所述第一光敏组合物含有第一玻璃粉末，并且形成在所述下层电介质上的上层电介质是由第二光敏组合物组成的，所述第二光敏组合物含有第二玻璃粉末。用于特定图案曝光时所述上层电介质的透光度低于所述图案曝光时下层电介质的透光度。在本发明的电介质中，例如，用于所述上层电介质中的第二玻璃粉末的透光度低于用于所述下层电介质中的第一玻璃粉末的透光度。
在一个实施方式中，所述下层电介质和/或所述上层电介质仅包括某种玻璃作为无机组分(即下层和/或上层电介质的唯一无机组分是玻璃)(即一种或多种玻璃粉末)。
并且，对于用于图案辐照波长的光线，用于所述上层电介质的第二玻璃粉末的透光度优选为30％或更高，但低于60％，用于所述下层电介质的第一玻璃粉末的透光度优选为60％或更高。通过使用具有此范围透射度的玻璃粉末，能够以非常高的精密度得到所需的精细图案。本文中术语“透光度低”是指，如果在相同的厚度下比较，一种层或材料比另一种层或材料透射更少的光线。
在本发明的电介质中，所述光线的波长优选为350nm-400nm，并且用于所述下层电介质的玻璃粉末和用于上层电介质的玻璃粉末优选为含铋玻璃粉末。
用于所述下层电介质中的玻璃粉末优选为含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末，按所述下层电介质中玻璃粉末总含量计，所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末和所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量优选为40-100wt％。
用于所述上层电介质中的玻璃粉末优选为含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末，按所述上层电介质玻璃粉末总含量计，所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末和所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量优选为40-100wt％。
用于所述上层电介质的玻璃粉末较好还包括选自Fe、V、Ti、Cu和Co的至少一种元素。用于所述上层电介质的玻璃粉末的透光度(光的透射度)优选为30％或更高但低于60％，用于所述下层电介质中的玻璃粉末的透光度优选为60％或更高。
另外，所述下层电介质和所述上层电介质较好是基本无铅的(即基本上不含有铅)，基本上无填料的(即基本上不含有填料)，和/或基本上无碱性化合物的(即基本上不含有碱性化合物)。术语“基本上无...”允许含有少量的作为杂质的组分。
本发明还包括一种装有所述电介质的显示器。
本发明还涉及电介质的制造方法，它包括如下步骤：
将含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂的下层电介质组合物涂覆在基材上；
干燥所述下层电介质组合物，形成下层电介质；
在所述下层电介质膜上涂覆上层电介质组合物，其包括玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粉末和有机溶剂，并且与所述下层电介质相比，它对图案曝光中所使用的光具有更低的透光度；
干燥所述上层电介质组合物，形成上层电介质；
在所述下层电介质和所述上层电介质上曝光规定的图案；
显影此曝光的涂层膜；以及
烧制显影的涂层膜。
本发明还提供另一个制造电介质的方法，它包括如下步骤：
提供下层光敏电介质组合物和上层光敏电介质组合物，每种组合物都含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂；
提供基材；在所述基材上涂敷所述下层光敏电介质组合物；
干燥所述下层光敏电介质组合物以形成下层电介质；在所述下层组合物上涂敷所述上层光敏电介质组合物；干燥所述上层光敏电介质组合物以形成上层电介质；在所述下层电介质和所述上层电介质上曝光规定的图案；
显影曝光的层以形成显影层；
烧制所述显影的层；
与所述下层电介质膜相比，所述上层电介质对图案曝光中所使用的光线具有更低的透光度。
当如上所述制造电介质以后，由于上层电介质和下层电介质对图案曝光中所使用的光线的透光度不同，因此能够减少所谓的“倒凹”宽度，从而导致优良的所需精细图案的精密度。本文中术语“倒凹宽度”意指在显影后顶端图案宽度和底端图案宽度之差。由于在曝光时膜的底端部分不像膜的顶端部分(表面)那样聚合，因此底端部分容易被显影溶液洗掉，结果与顶端部分的保留宽度相比底端部分的保留宽度较窄。
更详细地说，本发明的电介质是一种厚膜型电介质，它具有优异的所需精细图案的精密度。因此，本发明的电介质是能够适于安装在显示器发光部分的电介质。在本发明的电介质中，假设其是由上下两层所组成，每层都具有特定的相对透光度，从而产生所需的精细图案。
用于下层电介质的玻璃粉末和用于上层电介质的玻璃粉末优选为含铋玻璃粉末。通过使用含铋玻璃粉末，可以高的精密度获得所需的精细图案。在含铋玻璃粉末中，可以使用Bi-Al-B-Si-Zn-Ba玻璃粉末或Bi-Al-B-Si-Zn-Ca玻璃粉末，按所述下层电介质膜玻璃粉末总含量计，这些玻璃粉末的总含量优选为40-100wt％。另外，在用于所述上层电介质层的玻璃粉末中包括选自Fe、V、Ti、Cu和Co中的至少一种元素的情况下，可以更高的精密度得到所需的精细图案。
另外，所述下层电介质和所述上层电介质较好基本上不含有铅，因为铅会产生全球范围的环境污染。同样，优选所述下层电介质和所述上层电介质基本上不含有填料，因为这样可以进行低温烧制并且能够提高生产效率。另外，优选所述下层电介质和所述上层电介质基本上不含有碱性化合物。
业已发现如果使用对曝光中所使用的光具有低透射度的玻璃，会产生各种问题。例如，就含铋玻璃来说，由于，相对于铅类玻璃，含铋玻璃对曝光中所使用的光(例如i-射线(波长：365nm))具有低透射度以及高折射率，因此产生各种问题。
如果对曝光时使用的光的透射度低，则会降低产量，这是由于对光敏组合物进行适当的曝光需要更长的曝光时间。并且，如果折射率高同样会需要更大的曝光量，这是因为被散射的光的量增加所导致。下文中原则上将“透光度”定义为“对曝光中所使用的光的透射度”。如果使用具有高折射率的玻璃粉末(例如含铋玻璃)，则难以形成具有大高宽比的精细图案。如果使用本发明，即使使用具有高折射率的玻璃粉末例如含铋玻璃，也能形成精细图案。例如，如果使用具有超过1.7折射率的玻璃或者超过1.8折射率的玻璃，本发明尤其有效。
在电介质的透光度、倒凹和图案的收缩之间存在相关性。图1是表示在基材10上形成电介质12并曝光后产生的倒凹的示意图。所述倒凹意指如图1中所示沿朝向电介质12的下部图案的形状变细。更详细地说，图1中宽度W所表示的部分被称为倒凹宽度，在制造所述电介质12的方法中它被用于评价电介质12的精密度。如果透光度低或者折射率高，则在所述光线到达被曝光的光敏涂层膜的下部前它会受到散射，导致光敏部分的底部不能被充分地固化，在显影过程中散射电介质12的下部容易被除去。
图2是表示在基材14上形成电介质16并烧制后产生水平方向收缩的示意图。图案的缩小是由烧制期间产生的水平方向收缩所导致的。如图2所示，在进行烧制的情况下，由于有机粘合剂被烧去，因此一定程度的收缩是不可避免的。然而，要求水平方向的收缩尽可能小。
如图3所示，发现可用如下方法获得具有优异评价质量的电介质：在基材18上形成电介质20的双层结构22和24，并将上部电介质层24的透光度设定为低于下部电介质层22的透光度。包含在上部电介质层24中的玻璃粉末的透光度低于包含在下部电介质层22中的玻璃粉末的透光度。此实施方式对于制造图3中电介质20来说尤其有用。
所述倒凹的宽度W能够被减少。这是因为如果上层电介质24的介电常数低于下层电介质的介电常数，则相对于现有技术，上层电介质24和下层电介质22能够被均匀地曝光和固化，显影后在电介质20的垂直方向上能获得具有大致相同形状的图案。
同样，可容易地将电介质的形状控制到所需的尺寸，所述图案的[倒凹]变形问题也可以得到解决。这是由于光敏聚合推进至下层电介质22而具有低透光度的上层电介质24抑制了水平方向上曝光图案的厚度，当形成下层电介质22的图案时减少了未曝光部分的倒凹。抑制用于电介质的玻璃粉末的透光度是一种有效的控制透光度以发挥这些效果的方法。
所述电介质组合物包括：(1)玻璃粉末、(2)单体、(3)引发剂、(4)树脂粘合剂和(5)有机溶剂。至于(6)其它添加剂(其它组分)，可以是抗氧化剂、抗-粘结剂、UV吸收剂，等等。电介质组合物优选仅包括玻璃组分作为无机组分。当仅包括玻璃组分作为无机组分时，可以在相对低的烧制温度下容易地使烧制引起的粉末组分的烧制结构致密化。
(1)玻璃粉末
所述玻璃粉末没有特别的限制；然而，考虑到铅对环境的有害影响，其优选不含有铅。例如，优选基本上不含有铅的含铋玻璃。这是由于与其它无铅玻璃相比，所述玻璃能容易地在约500-600℃的低温下通过熔融形成致密的烧结膜。并且，术语“基本上不含铅”是这样一个概念，其允许含有少量铅作为可能无法避免的杂质。铅的含量较好为100ppm或更少，更好为1ppm或更少。最好不能通过目前存在的分析仪器检测到铅。
作为第一和/或第二玻璃粉末的优选组合物，可以提到含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末。优选使用这些含铋玻璃是因为在预期的软化点(500℃-600℃)能够容易地获得无定形玻璃。Bi-Al-B-Si-Zn-Ba玻璃或Bi-Al-B-Si-Zn-Ca玻璃的总含量，相对于电介质膜中的玻璃总含量，优选为40-100wt％。如果总含量为100wt％，其意指所包括的全部玻璃粉末都是由Bi-Al-B-Si-Zn-Ba玻璃粉末或Bi-Al-B-Si-Zn-Ca玻璃粉末组成。
如果必要，也可以使用具有其它组成的玻璃粉末。这些其它组成的例子是B-Si、Zn-B-Si、Al-B-Si、Bi-Zn-Si-Al。
包含在上层电介质中的玻璃优选包含至少一种选自Fe、V、Ti、Cu和Co的元素。如果含有这些元素，有助于减少UV的透射度。并且，相对于玻璃粉末的总重量，这些元素基于氧化物重量的重量优选为0.1-2.0wt％。
可以通过调整单体的类型和控制引发剂来控制上层电介质和下层电介质的透光度。当使用光敏组合物形成图案时，最佳感光灵敏度(成像速度)和显影图案宽度是非常重要的。作为调整这些特征的方法，经常调整引发剂和单体组分的量。此外，可以加入极少量的UV吸收剂和染料作为有机组分也是公知的。已发现，当使用光敏电介质组合物形成图案时，电介质烧制过程中添加剂自身的发泡可能导致绝缘不充分。换句话说，如果为了使感光灵敏度度和显影图案宽度最佳化而改进有机组分，可能会产生一个新问题。如果控制玻璃粉末的量，将不会出现由于有机组分发泡所导致的被称为“绝缘不足”的新问题。
包含在上层电介质中的玻璃粉末用于图案曝光的透光度优选为30％或更高但低于60％，更优选30-50％。包含在下层电介质中的玻璃粉末用于图案曝光的的透光度优选为60％或更高，更优选75-95％。用于图案曝光的光的波长没有特别的限制。所述光的波长可例如为350-400nm。更准确地说，可以使用具有365nm波长的i-射线。
玻璃粉末的透光度不意味着粉末状态的透射度，而是指玻璃本身的透光度。玻璃粉末的透光度可以通过制备含有待测玻璃粉末的烧制膜，并且测定该烧制膜的透光度来进行评价。在本申请中，如果通过分析手段观察到玻璃粉末的透光度具有显著的差异，则将通过如下方法测定的数值定义为该玻璃粉末的透光度。
透光度测试方法：
(a)含有10％乙基纤维素的50wt％的松油醇粘合剂与50wt％的玻璃粉末混合并且捏合，从而获得糊状样品。在两种或更多玻璃粉末共同使用的情况下，玻璃粉末根据所使用的比例进行混合。
(b)将所述糊剂以1.3mm的厚度印制在钠钙玻璃基材的曝光面上，裁成2×3英寸。控制印制条件从而使烧制后的膜厚度为约5μm。
(c)用热空气在100℃下干燥20min。
(d)使用带式炉，在峰温520℃和保留时间10min的条件下进行烧制。总烧制时间设置为1.5h。
(e)将所制备的样品置于Shimadzu公司生产的UV2550型分光光度计中，用波长300-700nm的光连续照射，并且将透过样品的光量比例设定为不同波长光的透光度(％)。术语“透光度”意指在所使用光的特定波长下的透光度。例如，在使用i-射线(365nm)的情况下，将在365nm的透光度规定为玻璃粉末的透光度。
(f)根据步骤(a)-(e)，在相同的测量条件下分别测量包含在上层电介质中玻璃粉末的透光度和包含在下层电介质中的透光度，并且进行比较。
因此，为什么比较不含光敏材料的非光导糊剂制备的烧制膜的透射度的原因是，如果含有光敏材料(例如引发剂)，则该光敏组分吸收特定波长的光，导致玻璃的透射度不能被精确地测量。并且，为什么用烧结膜代替干燥膜的原因是，由于光散射的程度取决于干燥膜中糊剂的组成，这使得透射度大大地减少而它的散射却增加。并且，当使用压制玻璃粉末的膜时难以获得稳定的薄膜样品。
结晶度的控制影响玻璃粉末的透光度。如果减少了无定形的比例，透光度趋向于降低。
玻璃粉末通常占电介质组合物总量的50-70wt％。然而，本发明不限于此范围。
(2)单体
通过将光照射在电介质组合物上使单体聚合形成聚合物。在图案的曝光部分，包含在组合物中的单体发生聚合，形成在显影过程中不会被除去的固化产物。
单体的种类不作特别限制。例如，在本发明中，作为光固化单体组分，可以使用含有至少一种可加成聚合的烯键不饱和化合物的单体组分，所述化合物带有至少一个可聚合的乙烯基团。
该化合物由于自由基的存在而开始形成聚合物，并且能够进行链增长和加成聚合。该单体化合物是非气体状态的，也就是说，它具有高于100℃的沸点并能使有机聚合粘合剂呈现塑性的效果。
较好的单体可单独使用或与其它单体结合使用，它选自(甲基)丙烯酸叔丁酯、1，5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、2，2-二羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、美国专利No.3,380,381中描述的化合物、2，2-二(对羟苯基)-丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、聚氧乙基-1，2-二(对羟乙基)丙烷二甲基丙烯酸酯、双酚A二-[3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟丙基]醚、双酚A二-[2-(甲基)丙烯酰氧基丙烯氧基醚]醚、1，4-丁二醇二(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)醚、三甘醇二甲基丙烯酸酯、聚氧丙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，2，4-丁二醇三(甲基)丙烯酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1-苯基-1，2-乙二醇二甲基丙烯酸酯、富马酸二烯丙酯、苯乙烯、1，4-苯二酚二甲基丙烯酸酯、1，4-二异丙烯基苯和1，3，5-三异丙基苯(这里“(甲基)丙烯酸酯”是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯二者的缩写)。
有用的单体是分子量至少为300的烯键不饱和化合物，例如烷二醇或聚烷二醇，如具有1-10个醚键的C2-C15烷二醇，以及美国专利No.2,927,022中描述的化合物，例如由具有可加成聚合的烯键(尤其是该烯键为端基时)的化合物制备的烷二醇二丙烯酸酯或聚烷二醇二丙烯酸酯。
其它有用的单体呈现于美国专利No.5,032,490中，该文献以引用的方式插入本文作为本发明的一部分。
优选的单体有聚氧乙烯化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙基化的季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯和1，10-癸二醇二甲基丙烯酸酯。
其它优选的单体有单羟基聚己酸内酯单丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量约为200)、和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(分子量约为400)。
单体含量可以根据使用的单体类型适当地设定。通常，以电介质组合物的总量计，单体的含量为2-10wt％。
(3)引发剂
引发剂通过吸收光而起到引发单体聚合反应的作用。引发剂的种类不是特别限定的。例如，在本发明中，作为光学引发剂，可使用在185℃或更低的温度下暴露于化学射线中用于产生自由基的引发剂，虽然它们是热惰性的。这些光学引发剂包括取代或未取代的多核醌，作为具有两个与碳环基团共轭的分子内环的化合物，例如，9，10-蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1，4-萘醌、9，10-菲醌、苯并[a]蒽醌-7，12-二酮、2，3-并四苯-5，12-二酮、2-甲基-1，4-萘醌、1，4-二甲基蒽醌、2，3-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2，3-二苯基蒽醌、惹醌[视黄醛醌]、7，8，9，10-四氢并四苯-5，12-二酮和1，2，3，4-四氢(tetrahydrozo)[a]蒽-7，12-二酮。其它有用的引发剂描述在美国专利No.2,760,863中(然而，它们中的一些是热活性的，即使是在80℃的低温下，有邻酮醛基醇例如苯偶姻和新戊偶姻(pivaloin)；偶姻醚例如苯偶姻的甲基和乙基醚；α-甲基苯偶姻，α-烯丙基苯偶姻，α-苯基苯偶姻，噻吨酮及其衍生物，以及烃取代的具有氢供体的芳香偶姻)。
作为引发剂，可以使用光学还原染料和还原剂。它们描述在美国专利No.2,850,445、2,875,047、3,097,096、3,074,974、3,097,097和3,145,104中。还有吩嗪、噁嗪、醌，例如，具有氢供体的2，4，5-三苯基咪唑基二聚体，所述氢供体包含无色染料例如Michler’s酮、乙基Michler’s酮和苯甲酮，及其混合物(描述在美国专利No.3,427,161、3,479,185和3,549,367中)。并且，美国专利No.4,162,162中描述的感光剂可与光学引发剂和光学抑制剂一起使用。
引发剂的类型及其含量可以根据所使用的单体适当地设定。按电介质组合物的总量计，通用引发剂的含量为0.1-5wt％。
(4)树脂粘合剂
树脂粘合剂有助于形成具有足够硬度的电介质。聚合物是通过单体的聚合形成的，并且所形成电介质的硬度在某种程度上是合适的。然而，在很多情况下所述硬度是不足的。由于这个原因，通常向电介质组合物中加入树脂粘合剂。树脂粘合剂的种类不作特别限定。如上所述，聚合粘合剂是电介质组合物的辅助组分。考虑到水显影可能性，优选选择一种具有高分辩率的树脂粘合剂。可以理解以下粘合剂满足这些要求。换句话说，这些粘合剂可以是(1)含有丙烯酸C1-C10烷酯、甲基丙烯酸C1-C10烷酯、苯乙烯、取代的苯乙烯或它们的组合的非酸性共聚单体以及(2)由含有烯键不饱和羧酸部分的酸性共聚单体(其至少占聚合物总重量的15wt％)制备的共聚物或互聚物(混合聚合物)。
在组合物中存在酸性共聚单体组分有时是有效的。所述组合物由于它的酸性官能团而能够在碱的水溶液(例如0.4wt％的碳酸钠水溶液)中显影。如果酸性共聚单体以小于15％的浓度存在，所述组合物将不会被碱的水溶液完全洗掉。如果酸性共聚单体以超过30％的浓度存在，则在显影条件下所述组合物的稳定性很低，并且形成影像的部分仅产生一部分显影。合适的酸性共聚单体有：烯键不饱和单羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸或巴豆酸；烯键不饱和二羧酸，例如富马酸、衣康酸、柠康酸、乙烯基琥珀酸和马来酸；它们的半酯和有时它们的酐，及其混合物。甲基丙烯酸聚合物比丙烯酸聚合物更优选，因为它们在低氧气氛下能清洁地燃烧。
如果所述非酸性共聚单体是所述丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯，则该非酸性共聚单体较好占聚合粘合剂的至少50wt％，优选70-75wt％。如果非酸性共聚单体是苯乙烯或未取代的苯乙烯，则所述非酸性共聚单体优选为酸酐，其占聚合粘合剂的50wt％，另外50wt％是马来酸酐半酯；优选的取代苯乙烯是α-甲基苯乙烯。聚合粘合剂的非酸性部分可以包括约50wt％或更少的其它非酸共聚单体来代替聚合物中的丙烯酸烷酯、甲基丙烯酸烷酯、苯乙烯或取代苯乙烯部分，虽然这不是优选的。作为例子，有丙烯腈、醋酸乙烯酯和丙烯酰胺。然而，在这种情况下，由于完全燃烧非常困难，这种单体的用量优选以小于聚合粘合剂总量的约25wt％。允许使用单一的共聚物或混合共聚物作为粘合剂，只要它们中的每种都满足所述各种标准即可。除了所述共聚物以外，还可以加入少量其它聚合粘合剂。作为它的例子，可以提到聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯和乙烯-丙烯共聚物；聚醚或者低环氧烷聚合物例如聚环氧乙烷。
这些聚合物可以用常用于丙烯酸酯聚合领域的溶液聚合技术生产。
一般地，所述酸性丙烯酸酯聚合物可以如下制得：将α-或β-烯键不饱和酸(酸性共聚单体)与一种或多种可共聚的乙烯基单体(非酸性共聚单体)在具有相对低沸点(75-150℃)的有机溶剂中混合以获得10-60％单体混合溶液，加入聚合催化剂并在常压和溶剂回流温度下加热所述混合物来聚合所获得的单体。在聚合反应基本完成之后，优选地，将产生的酸性聚合物溶液冷却到室温，回收样品，并测量聚合物的粘度、分子量和酸当量。
另外，所述含有酸的聚合粘合剂优选具有小于50,000的分子量。
树脂粘合剂的含量可以根据其它组分的类型以及混合量来适当地设定。通常，按电介质组合物的总量计，所述树脂粘合剂的含量为5-20wt％。
(5)有机溶剂
在电介质组合物中包括有机溶剂。使用有机溶剂的主要目的是为了以能够被容易地涂布到陶瓷或其它基材上的形式制造电介质组合物细碎固体的分散液。因此，在有机介质中，首先，固体部分优选能够被分散并维持适当的稳定性；其次，有机介质的流变特性优选能使分散液表现良好的涂敷特性。
在有机介质中，溶剂组分也可以是溶剂的混合物，选用的溶剂组分是聚合物或其它有机组分能完全溶解于其中的溶剂组分。选择的溶剂对于糊剂组合物中的其它组分应当是惰性的(不起反应的)。选择的溶剂应当具有足够高的挥发性，即使在相对低的温度和大气压力下进行涂敷也能够从分散液中被蒸发；然而，所述溶剂的挥发性不能达到这样的程度，即在印制过程中在常温下印网网孔(screen)上的糊剂会迅速地干燥。用于糊剂组合物中的溶剂优选在常压下具有低于300℃的沸点，优选低于250℃。作为这样的溶剂，可以提到所述醇(例如脂肪醇)的酯、乙酸酯或丙酸酯；萜例如松节油、α-或β-松油醇或混合物；乙二醇类(例如乙二醇)的酯、乙二醇单丁基醚和醋酸丁基溶纤剂(butyl Cellosolve acetate)；卡必醇酯例如丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和卡必醇醋酸酯；以及其它合适的溶剂例如Texanol(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酯)。
加入的有机溶剂的量取决于电介质组合物涂覆时的粘度、其它组分的种类和混合量。通常，有机溶剂占电介质组合物总量的15-40wt％。通过加入有机溶剂，通常获得糊剂状的电介质组合物。
(6)其它添加剂
在本发明的电介质组合物中，除所述组分之外还可以使用以下添加组分。作为其它添加剂，可以提到抗氧化剂、抗-粘结剂、UV吸收剂、染料等等。并且，所述组合物中可以出现例如本领域熟知的分散剂、稳定剂、增塑剂、剥除剂、反萃取剂、消泡剂和补湿剂作为其它添加剂。适当的所述添加剂总体上可参见美国专利No.5,132,490中，该文献以引用的方式插入本文。所述添加剂的含量不作特别限定。所述含量可以根据所要求的性能、其它材料的种类等适当地确定。然而，如上所述在使用有机组分的情况下，优选将加入的有机组分的量压缩到低水平以防止在烧制期间由于添加剂的发泡所导致的绝缘不足。
并且，在本发明中，在下层电介质和上层电介质中优选基本上不包括填料。如果不包括填料，则可在较低的温度下获得由于玻璃熔化而导致的致密化。术语“基本上不包括填料”是指这样的概念，即允许含有少量填料作为可避免的杂质。填料含量优选为20wt％或更少，更优选5wt％或更少。最优选所述填料不能被目前存在的分析仪器检测到。
并且，在本发明中，在下层电介质和上层电介质中优选基本上不包括碱性化合物。如果不包括碱性化合物，则难以损害电可靠性。这是由于碱性离子容易移动，其可以导致损伤，例如短路。术语“基本上不包括碱性化合物”是这样的概念，即允许含有少量碱性化合物作为可避免的杂质。碱性化合物的含量优选为1wt％或更少，更优选0.1wt％或更少。最优选所述碱性化合物不能被目前存在的分析仪器检测到。
本发明包括装有所述电介质的显示器。本发明的显示器可以被用作场致发射显示器(FED)。作为所述场致发射显示器(例如，如图4所示的场致发射显示器)，可以使用一种叠合物(其中阴极32、发射极34、栅绝缘膜36和栅电极38叠合在玻璃基材30上)和一种与其对置的叠合物(其中阳极42和荧光材料44叠合在玻璃基材40上)，光线46由发射极33供给荧光材料44。在这个结构中，本申请的的所述电介质可以，例如，作为栅绝缘膜36用于绝缘阴极32和栅电极38。通过在该显示器中使用所述具有优异精确度的所需精细图案的电介质，能够提高显示器自身的耐用性。
本发明包括一种电介质的制造方法，其包括在基材上涂覆含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂的下层电介质组合物的步骤；干燥所述下层电介质组合物形成下层电介质的步骤；在所述下层电介质上涂布上层电介质组合物的步骤，所述上层电介质组合物包括玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粉末和有机溶剂并且，与所述下层电介质相比，它对图案曝光中所使用的光具有更低的透光度；干燥所述上层电介质组合物形成上层电介质的步骤；在所述下层电介质和所述上层电介质上曝光规定图案的步骤；显影曝光的涂层膜的步骤，和烧制所述显影涂层膜的步骤。
下面参照附图说明本发明的制造方法。
图5是表示本发明电介质制造方法的每个步骤的流程图；如图中所示，所述制造方法由第一步到第七步组成。并且，图6表示了图5中所示的每个步骤的细节。
第一步是在基材(202)上涂布含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂的下层电介质组合物(204)的步骤(图5：102，图6(A))。对于涂敷，使用涂敷方法(206)(例如丝网印刷剂的全表面涂敷和分散剂的全表面涂敷)将下层电介质组合物(204)涂布到玻璃基材(202)的整个表面上。
第二步是干燥所述下层电介质组合物形成下层电介质(208)的步骤(图5：104，图6(B))。干燥条件没有特别的限制，只要所述导电组合物可以被干燥即可；然而，所述干燥可以在100℃下进行10-20min。并且，所述干燥可以使用传送带型红外干燥器等实现。干燥后下层电介质的厚度优选为10-40μm。
第三步是在所述下层电介质(208)上涂布上层电介质组合物(209)的步骤，所述上层电介质组合物包括玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粉末和有机溶剂并且，与所述下层电介质(208)相比，它对图案曝光中所使用的光线具有更低的透光度(图5：106，图6(C))。作为涂覆方法，可以使用在第一步中提到的方法。
第四步是干燥所述上层电介质组合物形成上层电介质(210)的步骤(图5：108，图6(D))。作为干燥条件，可以使用在第二步中提到的条件。干燥后上层电介质的厚度优选为10-40μm。
第五步是在所述下层电介质(208)和所述上层电介质(210)上曝光规定图案的步骤(图5：110，图6(E))。在曝光中，将具有电极图案的光掩模(212)同时放在干燥的上层电介质(210)和下层电介质(208)上，并且用例如i-射线(214)辐照。曝光条件同时取决于上层电介质组合物和下层电介质组合物所使用的的组分、它们的膜厚度等等，例如所述曝光在100-1,000mJ/cm2的照射量下使用50-300μm的裂隙进行。这样，可以获得曝光的涂层膜(216)。
第六步是显影曝光的涂层膜的步骤(图5：112，图6(F))。所述显影是使用碱溶液进行的。作为碱溶液可以使用例如0.4％碳酸钠水溶液。将这样的碱溶液(218)喷雾到基材(202)上的曝光的涂层膜上。通过将具有曝光的涂层膜的基材(202)浸渍到碱溶液中等可以获得显影的涂层膜(220)。
第七步是烧制显影的涂层膜的步骤(图5：114，图6(G))。烧制可以在具有规定温度分布的烧制炉中进行。烧制期间的最高温度优选为400-600℃，更优选500-600℃。烧制时间优选为1-3h。烧制后，通过冷却可以获得具有预期图案的电介质(222)。干燥后下层电介质和上层电介质的厚度优选设置为5-20μm。
根据此制造方法，由于下层电介质和上层电介质对图案曝光中所使用的光线具有不同的透光度，因此可以减少所谓的倒凹的宽度，从而能够获得具有优异精确度的所需精细图案的电介质。尤其是，考虑到全球范围的环境保护，即使使用不含铅的玻璃，也能顺利地获得精细图案的精确度。并且，根据所述的制造方法，由于通过形成双层电介质膜可以减少曝光量，因此可以提高生产力。
在本申请电介质的制造方法中，可以避免以上提到的问题(例如“倒凹”)，并且通过形成由两层组成的电介质可进一步预防曝光后每层电介质中由于针孔所产生的介电击穿。在形成单层结构电介质的情况下，如果这层某部分的曝光不充分，则该部分会变成针孔，导致品质下降。例如，在由于组合物中混入杂质而导致照射光不能充分到达的电介质部分，该电介质部分不能进行充分的固化，结果在显影期间其图案很可能泛溢(flow)，或者烧制会引起的反常收缩或反常发泡，从而可能导致绝缘品质下降。然而，在本发明中，由于上层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度低于下层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度，相对于现有技术，在曝光期间实现了从上层电介质的上部至下层电介质的下部的均匀曝光。因此在电介质的整个面积上实现充分固化，并且能够抑制针孔的产生。而且，在本发明中，由于电介质作为两层形成，即使产生针孔，同时产生在该两层中的针孔沿电介质高度方向发生匹配的可能性是非常低的。因此可以说不会产生绝缘品质下降，并且能够充分地预防介电击穿。
根据本发明的制造方法，除了这些优点之外，通过形成双层电介质还可以可靠地确保电介质的厚度。
实施例
通过实施例进一步详细说明本发明；然而，以下实施例不意味着限制本发明。在以下实施例中，除非另外指定，百分数都是基于重量的。
实施例1和2以及对比实施例1-8
在这些实施例中，使用UV光敏厚膜电介质组合物。
(A)有机溶剂的制备
将Texanol(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)作为溶剂与分子量为30,000的丙烯酸聚合物粘合剂混合并在搅拌下加热到100℃。继续加热和搅拌直到全部粘合剂聚合物溶解。将所获得的溶液冷却到75℃；向其中加入由Ciba Specialty Chemicals K.K.生产的Irgacure 907和651作为光聚合引发剂以及TAOBN(1，4，4-三甲基-2，3-二氮杂双环[3，2，2]-壬-2-烯-N，N’-二氧化物作为稳定剂。在75℃下搅拌混合物直到全部固体组分溶解。将此溶液通过40μ的过滤器并冷却。
(B)玻璃粉末的制备
以表I中所示的组成混合每种组分，并且调节玻璃粉末。
(表I)
    BaO     B2O3     SiO2     Al2O3     ZnO     Bi2O3     Fe2O3
玻璃粉末A     1     9     7     2     8     72     1
玻璃粉末B     1     8     8     2     11     70     -
玻璃粉末C     2     18     4     2     8     63     3
这些玻璃粉末的软化点、平均粒径和透光度示于表II中。
软化点是通过差热分析(DTA)测定的。
透光度是通过所述透光度测试方法(方法(a)-(f))测定的。
(表II)
软化点 平均粒径     透射度(％)
    365nm     400nm     700nm
  玻璃粉末A   500℃     1μm     25     62     80
  玻璃粉末B   510℃     1μm     7     42     79
  玻璃粉末C   510℃     1μm     69     78     79
(C)光敏电介质组合物的制备
使用所述玻璃粉末制备光敏电介质组合物。首先，将树脂粘合剂、单体和有机溶剂混合，从而制备有机载体。然后，将该有机载体与添加剂和玻璃粉末混合。进一步向混合物中加入有机溶剂以调节粘度，从而获得糊状电介质组合物1-7。所述电介质组合物的组分和含量示于表III中。并且使用的化合物如下。
粘合剂A：40％MMA/MAA共聚物的Texanol溶液带有10％ITX/Irgacure 651
粘合剂B：40％MMA/MAA共聚物的Texanol溶液
单体A：乙氧基化三羟甲基丙烷
溶剂A：Texanol
添加剂：2，6-二叔丁基-4-甲基-苯酚
(表III)
  组合物1   组合物2   组合物3   组合物4   组合物5   组合物6   组合物7
    粘合剂A(重量份)   6.0   6.0   6.0   6.0   6.0   6.0   6.0
    粘合剂B(重量份)   22.4   22.4   22.4   22.4   22.4   22.4   22.4
    单体A(重量份)   6.7   6.7   6.7   6.7   6.7   6.7   6.7
    溶剂A(重量份)   5.0   5.0   5.0   5.0   5.0   5.0   5.0
    添加剂(重量份)   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2
    玻璃料A(重量份)   0.0   0.0   68.4   0.0   0.0   13.7   34.4
    玻璃料B(重量份)   0.0   59.7   0.0   11.9   29.9   0.0   0.0
    玻璃料C(重量份)   65.0   0.0   0.0   52.0   32.5   52.0   32.5
    溶剂A(重量份)   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0   3.0
    总量   108.3   103.0   111.7   107.2   105.7   109.0   110.2
    玻璃含量(wt％)   60.0   58.0   61.2   59.6   59.0   60.3   60.7
    700nm透光度(％)   79   79   80   78   78   79   79
    400nm透明度(％)   78   42   62   68   58   76   69
    365nm透明度(％)   69   7   25   42   23   61   45
(d)电介质的形成
如表IV和V所示将组合物1-7混合，从而形成具有双层结构的电介质。
在黄光曝光室中将由SUS制造的150目印网(screen mark)安装到丝网印刷机上，将下层电介质组合物以1.3mm的厚度固体印制钠玻璃上。印刷后，将其用暖风干燥炉在100℃下干燥20min。获得的干膜的厚度约为20μm。然后使用相同的印网将上层电介质组合物印制到所述干膜上。印刷后，用暖风在100℃下将其类似地干燥30min。所获得的双层电介质干膜的厚度约为40μm。
使用装有高压汞灯的UV曝光系统，用365nm的射线通过光掩模对干膜进行图案曝光来评价图案。为了确定最佳的曝光量，每个样品都在四种条件下的不同曝光水平(从20mJ/cm2到640mJ/cm2)上进行图案曝光。
单独地制备未曝光的干燥样品并使用0.4％的Na2O3水溶液作为显影液用碱显影处理剂对其进行显影，测量干燥膜完全显影的时间(清晰时间：TTC)。将所述经图案曝光的样品在1.5倍和2.5倍的TTC下显影。换句话说，对于每个下层电介质组合物和上层电介质组合物的结合，在进行了四种曝光条件×两种显影条件＝八种条件的显影之后，得到样品。
另外，使用辊底式炉将所获得的样品在520℃的峰温20min并且总时间为3小时的烧制方式下进行烧制。
对于这些样品，评价用于形成电介质图案的下列项目。然后，研究它们得到好的评价结果的条件。
如上所述，涉及形成电介质图案的问题包括倒凹和图案收缩。对于倒凹，直接评价倒凹的宽度。同样，图案收缩可以通过评价线宽度、间隔宽度和/或线缺损和泛溢(flow)而得到评价。
线宽度和间隔宽度的评价：
图7是一个平面图，表示形成在基材300上的电介质302的图案形状的一个实例。在图中，斜线部分的宽度a被定义为线宽度，其它部分的宽度b被定义为间隔宽度。在这些实施例中，使用具有XY长度测量功能的金相显微镜(200倍)，测定显影后样品的线宽度(当电介质按照最初的设计而形成时：100μm)和线之间的间隔宽度(当电介质按照最初的设计而形成时：150μm)。作为评价的标准，当线宽度在90-120μm的范围时，其评为成功，并且当线之间的间隔宽度在120-150μm的范围时，其评为成功。
线缺损和泛溢的评价：
图8是一个平面图，表示形成在基材400上的电介质402的图案形状的一个实例。这里，在图形中，如圆圈部分c所示，电介质402偏离所需形状的缺损被定义为线缺损，并且如圆圈部分d所示，电介质402的分离被定义为“泛溢”。在这些实施例中，通过显微镜观测全部形成的线图形的质量，并且确认线缺损和泛溢的存在。没有线缺损和泛溢的样品评为成功。
倒凹的评价：
经过观测，基材被分成小片段，并且通过用SEM观测显影的膜的横截面来评价倒凹。如上所述，倒凹意指电介质12沿其垂直方向的下部收窄(或者加宽，这虽然没有在图中表示)，如图1中宽度W所表示的部分所示。在评价中，在图1所示的电介质12的截面形状中，比较上边的长度和下边的长度。如果上边长，用加号表示，如果下边长，用减号表示。作为评价标准，±10μm评为成功。
以上评价项目的结果示于表IV和V中。表IV表示当显影时间为1.5倍TTC时的评价结果，而表V表示当显影时间为2.5倍TTC时的评价结果。在表IV和V中，总的精度评价结果置于最底栏。它们表示线宽度和间隔宽度的总评价、线缺损和泛溢的评价以及倒凹的评价。
(表IV)
    曝光量mJ/cm2 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8
    上层电介质 组合物5    组合物7    组合物1    组合物2    组合物3    组合物4    组合物5    组合物6    组合物7 组合物1
    下层电介质 组合物1    组合物1    组合物1    组合物2    组合物3    组合物4    组合物5    组合物6    组合物7 组合物7
    365nm透光度@10μm 22.6    45.2    68.6    6.5    24.6    42.4    22.6    61.2    45.2 68.6
    显影时间(2kgf)×TTC 1.5    1.5    1.5    1.5    1.5    1.5    1.5    1.5    1.5 1.5
    干燥厚度：μm 42    42    41    43    41    42    42    42    42 42
    偏离100-μm的线宽度     20    88
    40    107    57    101 105
    80 53    99    125    NA    103    46    110    98 121
    160 95    107    145    NA    108    94    123    106 136
    320 97    116    30    115    91    139    108 NA
    640 96    136    79    94    115
    偏离150-μm的间隔宽度     20    145
    40    128    186    145 135
    80 204    142    109    NA    140    205    130    145 117
    160 150    130    NA    NA    132    154    116    132 99
    320 145    120    201    124    147    64    128 NA
    640 141    NA    162    143    119
    倒凹     20    20
    40    15    -10    25 20
    80 -10   5 18 -10 NA 20 22
    160 20   -35 18 25 5 20 15
    320 10 -18 10 20 -15 5 5
    640 5 25 20 8
线质量     20   不可接受
    40   不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    80 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    160 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    320 不可接受 不可接受 不可接受
    640 不可接受 不可接受 不可接受
判定     20
    40
    80
    160 可接受
    320   可接受 可接受 可接受 可接受
    640   可接受
  综合结论(总判定)   可接受 可接受   不可接受 不可接受 不可接受 边缘的   不可接受   不可接受 边缘的 不可接受
(表V)
曝光量mJ/cm2 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8
 上层电介质    组合物5    组合物7    组合物1    组合物2    组合物3    组合物4    组合物5    组合物6    组合物7 组合物1
 下层电介质    组合物1    组合物1    组合物1    组合物2    组合物3    组合物4    组合物5    组合物6    组合物7 组合物7
 365nm透光度@10μm    68.6    68.6 45.2
 显影时间(2kgf)×TTC    2.5    2.5    2.5    2.5    2.5    2.5    2.5    2.5    2.5 2.5
 干燥厚度：μm    42    42    41    43    41    42    42    42    42 42
 偏离100-μm的线宽度     20    NA
    40    108 NA
    80    NA    NA    123    NA    108 120
    160    NA    109    144    107    NA    119    102 131
    320    93    113    113    NA    135    108 160
    640    96    130    NA    114
 偏离150-μm的间隔宽度     20    186
    40    132    243    150 138
    80    NA    146    116    145    NA    132    150 120
    160    152    132    36    135    235    120    135 104
    320    144    123     125    152    77    131 56
    640    141    NA    197    147    122
 倒凹     20
    40
    80
    160
    320
    640
线质量     20 不可接受
    40 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    80 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    160 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    320 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
    640 不可接受 不可接受 不可接受 不可接受
判定     20
    40
    80
    160 可接受 可接受
    320 可接受 可接受 可接受
    640 可接受
    总判定 可接受 可接受 不可接受 不可接受 不可接受 边缘的 不可接受 边缘的 不可接受 不可接受
正如从表IV中所看到的(当显影时间为1.5倍TTC时)，在实施例1和2中，由于上层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度低于下层电介质对所述图案曝光中所使用的光的透光度，因此存在两种所有项目均成功(可接受)的条件(实施例1曝光量为320和640mJ/cm2、实施例2曝光量为160和320mJ/cm2)。由此事实，可以理解本发明可以精密地并且容易地获得所需的图案。
另一方面，由上层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度与下层电介质对所述图案曝光中所使用的光的透光度相同的比较例获得下列结果。换句话说，在对比例1、2、3、5、6和8中，未发现所有项目均成功的条件。在对比例4中，仅在320mJ/cm2的曝光量下有成功的条件，而在对比例7中，仅在320mJ/cm2的曝光量下有成功的条件。
同样，从表V中可以看出(当显影时间为2.5倍TTC时)，在实施例1和2中，由于上层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度低于下层电介质对所述图案曝光中所使用的光的透光度，存在两种所有项目均成功的条件(实施例1中曝光量为320和640mJ/cm2、实施例2中曝光量为160和320mJ/cm2)。由此事实，可以理解本发明可以精密地并且容易地获得所需的图案。
由上层电介质对图案曝光中所使用的光的透光度与下层电介质对所述图案曝光中所使用的光的透光度相同的对比例可获得如下结果。换句话说，在对比例1、2、3、5、7和8中，未发现所有项目均成功的条件。在对比例4中，仅在320mJ/cm2的曝光量有成功的条件，而在对比例6中，仅在160mJ/cm2的曝光量有成功的条件。
从这些结果可以看出，当显影时间为1.5倍和2.5倍TTC时，仅实施例1和2中有全部结果都成功的两种或更多的条件。这意味着即使改变曝光条件和显影条件中的至少一种，实施例1和2也能够形成所需的图案。相反，其意味着如果变化曝光条件和显影条件中的一种，在每个比较例中都不能形成所需的图案。因此，如果使用本发明的电介质，可以变化曝光条件或者显影条件，从而确保即使由于任何原因而导致生产条件的变化，也不会降低产品的产率。

Claims (33)

1、一种电介质，其包括形成在下层电介质上的上层电介质，其特征在于：
所述下层电介质由第一光敏组合物所组成，所述第一光敏组合物含有第一玻璃粉末；
所述上层电介质由第二光敏组合物所组成，所述第二光敏组合物含有第二玻璃粉末；
所述上层电介质对用于产生所需曝光图案的光的透光度低于所述下层电介质对所述光的透光度。
2、如权利要求1所述的电介质，其特征在于用于所述上层电介质的所述第二玻璃粉末的透光度低于用于所述下层电介质的所述第一玻璃粉末的透光度。
3、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述下层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
4、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述上层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
5、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述下层电介质和所述的上层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
6、如权利要求1所述的电介质，其特征在于透过上层电介质的光的波长范围是350-400nm。
7、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述第一玻璃粉末和所述第二玻璃粉末是含铋玻璃粉末。
8、如权利要求7所述的电介质，其特征在于所述第一玻璃粉末选自含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末。
9、如权利要求8所述的电介质，其特征在于所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量，按下层电介质中玻璃粉末的总含量计，是40到100重量百分比。
10、如权利要求7所述的电介质，其特征在于所述第二玻璃粉末选自含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末。
11、如权利要求10所述的电介质，其特征在于所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量，按上层电介质中玻璃粉末的总含量计，是40到100重量百分比。
12、如权利要求10所述的电介质，其特征在于所述第二玻璃粉末进一步含有至少一种选自Fe、V、Ti、Cu和Co的元素。
13、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述第二玻璃粉末的透光度是30％或更高，但低于60％；所述第一玻璃粉末的透光度是60％或更高。
14、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有铅。
15、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有填料。
16、如权利要求1所述的电介质，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有碱性化合物。
17、一种装有如权利要求1所述的电介质的显示器。
18、一种电介质制造方法，其包括如下步骤：
提供下层光敏电介质组合物和上层光敏电介质组合物，每种组合物含有玻璃粉末、单体、引发剂、树脂粘合剂和有机溶剂；
提供基材；
将所述下层光敏电介质组合物涂敷到所述基材上；
干燥所述下层光敏电介质组合物以形成下层电介质；
将所述的上层光敏电介质组合物涂敷到所述下层电介质上；
干燥所述的上层光敏电介质组合物以形成上层电介质；
在所述下层电介质和所述上层电介质上曝光规定的图案；
显影曝光层以形成显影的层；
烧制所述显影的层；
所述上层电介质比所述下层电介质对图案曝光中所使用的光具有更低的透光度。
19、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于用于所述上层电介质的玻璃粉末的透光度低于用于所述下层电介质的玻璃粉末的透光度。
20、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述下层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
21、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述上层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
22、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述下层电介质和所述上层电介质基本上由作为唯一无机组分的玻璃所组成。
23、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于透射的光的波长范围是350-400nm。
24、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于用于所述下层电介质的玻璃粉末和用于上层电介质的玻璃粉末是含铋玻璃粉末。
25、如权利要求24所述的电介质制造方法，其特征在于用于所述下层电介质的玻璃粉末是含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末。
26、如权利要求25所述的电介质制造方法，其特征在于所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量，按所述下层电介质中玻璃粉末总含量计，是40到100重量百分比。
27、如权利要求24所述的电介质制造方法，其特征在于包括在所述上层电介质中的玻璃粉末是含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末。
28、如权利要求27所述的电介质制造方法，其特征在于所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ba的玻璃粉末或者所述含Bi-Al-B-Si-Zn-Ca的玻璃粉末的总含量，按所述上层层电介质中玻璃粉末的总含量计，是40到100重量百分比。
29、如权利要求27所述的电介质制造方法，其特征在于用于所述上层电介质的玻璃粉末含有至少一种选自Fe、V、Ti、Cu和Co的元素。
30、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于用于所述上层电介质的玻璃粉末的透光度是30％或更高，但低于60％；并且用于所述下层电介质中的玻璃粉末的透光度是60％或更高。
31、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有铅。
32、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有填料。
33、如权利要求18所述的电介质制造方法，其特征在于所述的下层电介质和所述上层电介质基本上不含有碱性化合物。
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