CN101177560A

CN101177560A - 荫罩式pdp用无铅光敏透明介质浆料及制备方法

Info

Publication number: CN101177560A
Application number: CNA2007101345019A
Authority: CN
Inventors: 林保平; 唐霁楠; 万剑; 徐荣
Original assignee: NANJING JINSHIXIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING JINSHIXIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: CN101177560B

Abstract

荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，无铅玻璃粉50～85％，光敏单体3～20％，光引发剂0.3～5％，有机溶剂5～20％，纤维素树脂5～20％，增塑剂1～2％，表面活性剂1～2％；有机溶剂为沸点在高于200℃的极性有机溶剂：二乙二醇单丁醚、松油醇、蓖麻油、苯甲醇或柠檬酸三丁酯中的一种或几种，所述比例均以wt％计。浆料具有环保，无毒的特点，并且烧结温度低。具有平滑，致密，绝缘性好等优点。且采用光固化法制作精细，对位准确，工艺简单，制作成本低。

Description

荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种无铅感光低温烧结介质浆料及制备方法，主要用于制作等离子显示器透明介质层，特别是前基板的绝缘介质层。

背景技术

彩色PDP(等离子体显示器)是20世纪90年代初飞速发展起来的一种大屏幕平板显示器，凭借自身体积薄，重量轻，视角广，分辨率高等优势，预计将在二十一世纪初形成巨大的应用市场。透明介质浆料主要用于制作前基板覆盖在透明电极上的透明介质层，该透明介质层的主要作用是保护汇流电极、积蓄电荷和限制放电电流、维持正常的放电状态，即要求在透明介质层薄的前提下耐电压强度高。透明介质层的制备方法有丝网印刷法、溶胶凝胶法、滚筒涂覆法、喷涂法、迭片法等。除了溶胶凝胶法外，其余方法均需使用浆料。目前用丝网印刷方法制备的透明介质层约20～30μm厚。透明介质层的厚度决定着放电特性，具有十分重要的意义。在满足要求的前提下，降低该介质层的厚度有利于提高PDP的亮度和降低驱动电压。

CN1392205A发明了一种可用于制作气体放电显示屏的介质浆料，不少于35重量单位的低熔点玻璃粉和不多于35重量单位的高熔点填料粉构成的的介质浆料，但该浆料不具有光敏性。

然而现有的介质浆料需要高温烧结，基本在700℃以上，这就有可能造成基板在高温烧结过程中起泡，翘曲或变形，而且可能造成介质层在高温烧结过程中与所接触的材料反应。

发明内容

本发明的目的是提出一种无铅感光低温烧结介质浆料，尤其是荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料及其制备方法，制备工艺上使用较低的烧结温度就可以制得介质层，同时该配方和方法制造的透明介质层，收缩率小，与基板的附着力和与保护介质的兼容性好，不变形，不起边，不起泡。该介质层除了要求其可见光透过率高外，对其绝缘电气强度、介电常数、介质损耗以及电阻率均满足要求，膨胀系数和基板玻璃匹配。同时本透明介质浆料具有光敏性，具有制作精细，对位准确等优点。该浆料所需工艺和设备简单，易于实现。因此，采用透明介质浆料法制作PDP的前基板涂层成为提高PDP性能的可优先选择的途径之一。

本发明的目的是这样实现的：荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，浆料组成为：无铅玻璃粉50～85％，光敏单体3～20％，光引发剂0.3～5％，有机溶剂5～20％，纤维素树脂5～20％，增塑剂1～2％，表面活性剂1～2％，消泡剂1～2％。所述无铅玻璃粉，粒径在0.8～1.2μm，上述及下述比例均以wt％计。

所述无铅玻璃粉配方组成为(以wt％计)：Bi₂O₃ 45％～80％，SiO₂ 4～25％，B₂O₃10～30％，ZnO 2～10％，超细玻璃粉粒径要求0.8～1.2μm。其他组成可以为Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃，Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃-ZnO，Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃，Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃-BaO；Al₂O₃ 0～10％，BaO 0～10％。

所述光敏单体使用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类的双季戊四醇五丙烯酸酯，双季戊四醇六丙烯酸酯，1，6己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。

所述光引发剂为安息香及其衍生物，苯乙酮及其衍生物，芳香酮类化合物类的1一对吗啉苯基-2-二甲氨基-2-苄基-1-丁酮，α-羟基环己基苯基酮或安息香二甲醚中的一种或几种。

有机溶剂为沸点在200℃以上的极性有机溶剂：二乙二醇单丁醚、松油醇、蓖麻油、苯甲醇或柠檬酸三丁酯中的一种或几种。

所述高分子树脂为纤维素树脂：乙基纤维素，羟丙基纤维素，羧甲基纤维素中的一种或两种。

另行其他添加剂(在原配方100％基础上另行添加的重量比例)：添加增塑剂0.01-5％包括增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，二甘醇丁醚醋酸酯，另行添加表面活性剂0.01-1％，表面活性剂包括卵磷脂、乙醇、环己酮，硅烷偶联剂，消泡剂为BYK354，BYK355，BYK356，BYK357。

还包括少量无机填料包括氧化镁。

制备方法包括以下工艺步骤：将无铅玻璃粉，光敏单体，光引发剂，有机载体，按一定比例分散混合均匀后，进行三辊轧制，浆料印刷后烧结温度在500-600℃温度。测试浆料细度，粘度，击穿强度，绝缘电阻和击穿电流。

本发明的有益效果是：制成的浆料在印刷后500V电压下，厚度为10微米左右时的绝缘电阻大于100mΩ，泄漏电流小于0.01mA。其它物理指标也均符合要求。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步解释本发明。

实施例1

无铅超细玻璃粉的制备

制备玻璃粉：用化学纯的原料按组分配比在瓷质研钵中研磨，混合均匀。将此配合料放入高铝坩埚，1000℃加料熔制2小时熔成玻璃态。将玻璃液倒入冷水中，在恒温箱中将玻璃渣烘干，球磨至一定粒径要求后烘干备用。

制备有机载体：按配比称取高分子树脂、有机溶剂、偶联剂、表面活性剂、增稠剂等成分于烧杯中，在水浴锅中90℃加热，不断搅拌，直到树脂溶解。冷却后用丝网过滤。使有机载体的粘度控制在100～300Pa·s范围内。

浆料调制：将无铅玻璃粉，光敏单体，光引发剂，有机载体按一定比例分散混合均匀后，进行三辊轧制。测试浆料细度，粘度。

将原料按重量比Bi₂O₃ 71％，SiO₂ 12％，B₂O₃ 8％，ZnO 3％BaO 3％，Al₂O₃ 3％在瓷质研钵中研磨、混合均匀。将此配合料放入高铝坩埚，1000℃熔制2小时，熔成玻璃态。将玻璃液倒入冷水中，在恒温箱中将玻璃渣烘干，行星式球磨机球磨至粒径为0.8～1.2μm后烘干备用。玻璃粉的其它配方如：Bi₂O₃ 45％-SiO₂ 25％-B₂O₃ 30％，Bi₂O₃ 75％-SiO₂ 5％-B₂O₃ 10％-ZnO 10％，Bi₂O₃ 55％-SiO₂ 15％-B₂O₃ 28％-Al₂O₃ 2％，Bi₂O₃ 65％-SiO₂ 15％-B₂O₃ 10％-BaO 10％；上述配方均另添加Al₂O₃ 2％或/再添加BaO 2％，均可以产生良好的效果。

按配比称取乙基纤维素，羟丙基纤维素，羧甲基纤维素的一种或二种2％、松油醇、苯甲醇或柠檬酸三丁酯之一种或二种64％、二乙二醇单丁醚22％，硅烷偶联剂0.5％、卵磷脂0.5％、BYK356 1％，增稠剂邻苯二甲酸二辛酯10％于烧杯中，在水浴锅中90℃加热，不断搅拌，直到树脂溶解。保温2小时，冷却后用丝网过滤。

其它配方：包括羟丙基纤维素2％、松油醇65％、二乙二醇单丁醚22％，硅烷偶联剂0.5％、卵磷脂0.5％、增稠剂邻苯二甲酸二辛酯10％二乙二醇单丁醚、松油醇、蓖麻油、苯甲醇或柠檬酸三丁酯中的一种或几种。

羟丙基纤维素也可以是羟甲基纤维素或羟乙基纤维素。

所述其他添加剂(在原配方100％基础上另行添加的重量比例)：包括添加0.01-5％增塑剂：邻苯二甲酸二辛酯，二甘醇丁醚醋酸酯，另行添加表面活性剂0.01-1％，表面活性剂包括卵磷脂、乙醇、环己酮，硅烷偶联剂，消泡剂为BYK354，BYK355，BYK356，BYK357 0.01-1％等等。所述无机填料包括氧化镁等等。(已经有二氧化硅原料)

感光性银浆料的调制：

将无铅玻璃粉70％，双季戊四醇五丙烯酸酯5％，α-羟基环己基苯基酮0.5％，有机载体24.5％置于容器中，分散混合均匀后，进行三辊轧制。测试浆料细度≤6μm，粘度150±30Pa·s。

用丝网印刷法均匀涂在玻璃基板上，干燥后用波长为356nm紫外光曝光4分钟，用0.2％～0.4％的Na₂CO₃水溶液显影，清洗，烧结温度在500-600℃温度下，一般控制在峰值温度550℃左右烧结15分钟。在500V电压下，厚度为10μm的绝缘电阻大于100mΩ，泄漏电流小于0.01mA。

实施例2

无铅超细玻璃粉的制备：将原料按重量比Bi₂O₃ 70％，SiO₂ 10％，B₂O₃ 7％，ZnO5％，BaO 5％，Al₂O₃ 4％在瓷质研钵中研磨、混合均匀。将此配合料放入高铝坩埚，1000℃熔制2小时，熔成玻璃态。将玻璃液倒入冷水中，在恒温箱中将玻璃渣烘干，球磨至粒径为0.8～1μm后烘干备用。

制备有机载体

按配比称取羧甲基纤维素5％、松油醇59％、柠檬酸三丁酯24％、卵磷脂0.5％、硅烷偶联剂0.5％，BYK354 1％，邻苯二甲酸二辛酯10％于烧杯中，在水浴锅中90℃加热，不断搅拌，直到树脂溶解。保温2小时，冷却后用丝网过滤。

感光性银浆料的调制

将无铅玻璃粉70％，双季戊四醇五丙烯酸酯20％，α-羟基环己基苯基酮2％，有机粘结剂8％，分散混合均匀后，进行三辊轧制。测试浆料细度≤6μm，粘度200±50Pa·s。

用丝网印刷法均匀涂在玻璃基板上，干燥后用波长为356nm紫外光曝光4分钟，用0.2％～0.4％的Na₂CO₃水溶液显影，清洗，在峰值温度550℃左右烧结15分钟。在500V电压下，厚度为10μm的绝缘电阻大于100mΩ，泄漏电流小于0.01mA。

实施例3

超细玻璃粉的制备

将原料按重量比Bi₂O₃ 70％，SiO₂ 12％，B₂O₃ 5％，ZnO 4％，BaO 5％，Al₂O₃ 3％在瓷质研钵中研磨、混合均匀。将此配合料放入高铝坩埚，1000℃熔制2小时，熔成玻璃态。将玻璃液倒入冷水中，在恒温箱中将玻璃渣烘干，球磨至粒径为0.8～1μm后烘干备用。

制备有机载体

按配比称取乙基纤维素5％、松油醇53％、二乙二醇单丁醚20％，柠檬酸三丁酯10％，硅烷偶联剂0.5％、卵磷脂0.5％、BYK357 1％，二乙二醇单丁醚醋酸酯10％于烧杯中，在水浴锅中90℃加热，不断搅拌，直到树脂溶解。冷却后用丝网过滤。

感光性银浆料的调制

将无铅玻璃粉70％，双季戊四醇五丙烯酸酯10％，α-羟基环己基苯基酮1％，有机粘结剂19％，分散混合均匀后，进行三辊轧制。测试浆料细度≤6μm，粘度180±30Pa·s。

Claims

1.一种荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于该浆料组成为：无铅玻璃粉50～85％，光敏单体3～20％，光引发剂0.3～5％，有机溶剂5～20％，纤维素树脂5～20％，增塑剂1～2％，表面活性剂1～2％；其中所述无铅玻璃粉组成为：Bi₂O₃45％～80％，SiO₂ 4～25％，B₂O₃ 10～30％，ZnO 2～10％；所述光敏单体使用丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类的双季戊四醇五丙烯酸酯，双季戊四醇六丙烯酸酯，1，6己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种；所述光引发剂为安息香及其衍生物，苯乙酮及其衍生物，芳香酮类化合物类的1-对吗啉苯基-2-二甲氨基-2-苄基-1-丁酮，α-羟基环己基苯基酮或安息香二甲醚中的一种或几种；有机溶剂为沸点在高于200℃的极性有机溶剂：二乙二醇单丁醚、松油醇、蓖麻油、苯甲醇或柠檬酸三丁酯中的一种或几种，所述比例均以wt％计。

2.根据权利要求1所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述无铅玻璃粉中添加Al₂O₃ 0.01～10％。

3.根据权利要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于无铅玻璃粉中添加BaO 0.01～10％。

4.根据权利要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述玻璃粉粒径为0.8～1.2μm。

5.根据权限要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述高分子树脂为纤维素树脂：乙基纤维素，羟丙基纤维素，羧甲基纤维素中的一种或两种。

6.根据权限要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述有机溶剂为二乙二醇单丁醚，松油醇，蓖麻油，苯甲醇，柠檬酸三丁酯中的一种或几种。(沸点在200以上极性有机溶剂)

7.根据权限要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述另行添加表面活性剂0.01-1％，表面活性剂包括卵磷脂、乙醇、环己酮或硅烷偶联剂；或添加增塑剂0.01-5％，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或二甘醇丁醚醋酸酯。

8.根据权限要求1或2所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述另行添加消泡剂0.01-5％。

9.根据权限要求1所述荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料，其特征在于所述添加无机填料氧化镁0.5-2％。

10.荫罩式PDP用无铅光敏透明介质浆料的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下工艺步骤：将无铅玻璃粉，光敏单体，光引发剂，有机载体，按一定比例分散混合均匀后，进行三辊轧制直至达0.8～1.2μm；浆料印刷后烧结温度在500-600℃温度。