CN101435996B - 一种感光型介质粉体涂料及用其制备阴极绝缘层的方法 - Google Patents
一种感光型介质粉体涂料及用其制备阴极绝缘层的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及场发射显示器(FED)的阴极绝缘层及其制备方法，尤其是一种感光型介质粉体涂料及用其制备阴极绝缘层的方法，其特点是，以重量份计组成为：溶剂10-30、树脂15-25、活性成份3-5、介质粉50-70、分散剂1-2、消泡剂1-2。用前述感光型介质粉体涂料制备阴极绝缘层的方法，其特点是，包括如下步骤：a、丝网印刷于基板上；b、干燥20～30分钟；c、将步骤a、b重复三次。本发明提供的的感光型介质粉涂料及其制作阴极绝缘层的方法，可用一种简易的网印制作涂覆涂料，再配合曝光显影制程图腾化所需的绝缘层，可以制作出厚度达到要求的高解析绝缘层，从而制作达到要求的栅极。
Description
技术领域
本发明涉及场发射显示器(Field Emission Display；FED)的阴极绝缘层及其制备方法，尤其是一种感光型介质粉体涂料及用其制备阴极绝缘层的方法。
背景技术
目前带有栅极的场发射显示器，其结构至少包括阳极和阴极，该阴极与阳极之间设置有隔离子，以提供阳极与阴极之间真空区域的间隔，并作为上下极板之间的支撑。该阳极，至少包含一阳极玻璃基板、阳极导电层以及一荧光粉体涂层；而阴极至少包含一阴极玻璃基板、阴极导电层、介质绝缘层以及栅极；其中阳极与阴极之间的是由隔离子保持的真空区域，并藉由栅极和阴极之间的一个电压差形成的电场，使得阴极释出电子，再经过阳极和阴极之间的高压电场加速电子使之轰击荧光粉体而发光。
基于以上要求，在微米级规格的阴阳极面板间隙以及利用低驱动电压的电路结构下，对于作为绝缘层的介质层要求更为苛刻，关键因素有：
1、介质层图形的精细度：对于高分辨率的FED显示器，要求荧光粉的线宽在200μm内，对应的对于绝缘层的线条宽度也是一样的，线宽的误差必须小于该电场阴阳极间隙部分误差规格内，否则会对显示的控制产生影响；
2、绝缘层的厚度：对于用作印刷栅极基底的介质粉层，厚度过小会使栅极对电子的牵引力大，对电子的方向选择性变差，所以对于绝缘层的厚度要求比较高，作为阴极和阳极之间厚度为毫米级的FED，其需要的绝缘层厚度应大于20μm。
参考荧光粉的制作技术，现有的主要制作技术是：一、使用湿法刻蚀，在印刷的绝缘层上通过光刻做出绝缘层的感光胶图案，再以感光胶为掩膜采用湿法刻蚀的方法刻蚀出所需图形；二、以丝网印刷法直接将介质粉浆料图腾化印刷于阴极板上。
以上两种不同的方式，各存在以下缺陷：
1、湿法刻蚀工艺简单，但其化学反应的各向异性较差，横向钻蚀使所得的刻蚀剖面呈圆弧形。这不仅使图形剖面发生变化，而且当稍有过刻蚀时剖面会致使薄膜上图形的线宽比原抗蚀剂膜上形成的线宽小，并且随过刻蚀时间迅速增大。这使精确控制图形变得困难。湿法刻蚀的另一问题，是抗蚀剂在溶液中，特别在较高温度的溶液中易受破坏而使掩蔽失效，因而对于那些只能在这种条件下刻蚀的薄膜必须采用更为复杂的掩蔽方案。考虑到烧结收缩率率的问题，印刷出的绝缘层需要的厚度大约在30μm左右，所以需要刻蚀的时间比较长，线条精度不易控制。
2、印刷制作绝缘层，对于高解析度FED，线条小于200μm，印刷法难以达到高精度；其次，由于对绝缘层要求比较高，印刷一层厚度大约为10μm左右，30μm的高度需要印刷至少3层，对于印刷法，微米级的精确对位非常困难。
因此，如何提供一种可以精确控制印刷图形以达到高解析度；如何制作出厚度达到需要的绝缘层作为栅极基底，成为FED制作中一个难题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种感光型介质粉体涂料，能够用于制备场发射显示器的阴极绝缘层。
本发明的另一目的是提供一种制备阴极绝缘层的方法，对于场发射显示器的阴极绝缘层，可以提供一种新的网印配合曝光显影制程的制作技术，并且可以制作出高解析的绝缘层，还可以使制程简化，涂料成本降低，非常适用于玻璃基板的制作。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种感光型介质粉体涂料，其特别之处在于，以重量份计组成为：
溶剂 10-30
树脂 15-25
活性成份 3-5
介质粉 50-70
分散剂 1-2
消泡剂 1-2。
其中介质粉是玻璃粉。
其中树脂为聚甲基丙烯酸甲酯。
其中溶剂是Texanol酯醇(2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯)。
其中活性成份是光引发剂2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮。
其中分散剂是BYK2025。
其中消泡剂是Foamex N(二甲基聚硅氧烷)。
采用前述的感光型介质粉体涂料制备阴极绝缘层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、以丝网印刷方式将感光型介质涂料印制涂覆于印有阴极电极图案的基板上；
b、在90-105℃条件下干燥20～30分钟，经过烘烤使涂料固化成膜，厚度为10-20μm；
c、将步骤a、b重复三次，共印制三层；
d、采用紫外光配合掩膜定位曝光，曝光量为70-80mJ/cm2，图像区感光型介质粉体涂料发生光链接反应；
e、采用质量分数0.4％的Na2CO3溶液进行显影，控制显影速度
2.0-5.0m/min，显影压力1.2-2.0kgf/cm2；
f、在90-105℃下，干燥2-3小时。
借由上述技术方案，本发明所述的感光型介质粉体涂料及其制作阴极绝缘层的方法，至少具有下列结构特点及优点：
1、本发明对于场发射显示器的阴极绝缘层，可以提供一种新的网印配合曝光显影制程的制作技术，具有产业广泛应用的价值；
2、依本发明制作的感光型介质粉体涂料，可以印刷方式实施，其制作简易，可以制作出高解析的绝缘层；
3、本发明以曝光显影制程可以制作出高解析的精密图形。依本发明制作的以曝光显影方式制作的绝缘层，可以达到精密对准，可制作高解析度的阴极面板；
4、依本发明制作的绝缘层，厚度可以达到所需要求，从而制作出所需的栅极；
5、本发明的制程方式，可以使制程简化，涂料成本降低，非常适用于玻璃基板的制作，适于实用；
6、本发明的应用上述感光型介质粉体涂料制作阴极绝缘层的方法可使网印(表明涂层常用技术)配合显影技术(半导体常用技术)的步骤可使两个原本不同领域的技术用于另一新领域(场发射显示器)，可以具有节省新技术研发时间以及提高显示分辨率的效果。
综上所述，本发明特殊的感光型介质粉涂料及其制作阴极绝缘层的方法，可用一种简易的网印制作涂覆涂料，再配合曝光显影制程图腾化所需的绝缘层；其制作时的曝光显影可以制作出高解析的图形；其可以制作出厚度达到要求的高解析绝缘层，从而制作达到要求的栅极。本发明感光型介质粉涂料制作阴极绝缘层的方法，具有节省新技术研发时间以及提高显示器分辨功效的优良效果。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，从而更具有广泛的利用价值。
具体实施方式
以下通过三个具体实施例，对本发明做进一步的详细说明
实施例1
感光型介质粉涂料的配制采用如下过程：取玻璃粉(即介质粉)50克倒入研钵中，加入Texanol酯醇(2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯)
(即溶剂)20g，聚甲基丙烯酸甲酯树脂(即树脂)25克，光引发剂2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮(即活性成份)3g，BYK2025(即分散剂)1g，Foamex N(二甲基聚硅氧烷)(即消泡剂)1g，搅拌研磨5-15分钟。
应用上述感光型介质粉体涂料制作阴极绝缘层的方法为如下过程：
(1)以丝网印刷方式先将感光型介质粉体涂料印制涂覆于印有阴极图形的基板上；
(2)经过100℃烘烤20分钟，使涂覆层固化成膜，厚度为10μm；
(3)在烘烤成膜的阴极板上继续印刷一层，厚度为10μm；
(4)再次100℃烘烤20分钟使第二层烘烤成膜；
(5)在两层绝缘层的基础上印刷第三层厚度10μm；
(6)第三次100℃下进行烘烤25分钟；
(7)以紫外灯激发产生紫外灯，并配合所需掩膜进行曝光，曝光量为70mJ/cm2，使所需图形区域进行光反应化学链接；
(8)采用质量分数为0.4％的碳酸钠溶液进行显影，显影速度2.0m/min，显影压力1.5kgf/cm2；
(9)在100℃下，干燥2.5小时。
实施例2
感光型介质粉涂料的配制采用如下过程：取玻璃粉70克倒入研钵中，加入Texanol酯醇(2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯)10g，聚甲基丙烯酸甲酯树脂15克，光引发剂2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮3g，BYK2025 1g，Foamex N(二甲基聚硅氧烷)1g，搅拌研磨5-15分钟。
应用上述感光型介质粉体涂料制作阴极绝缘层的方法，步骤(7)中曝光量为75mJ/cm2，步骤(8)中显影速度为2.0m/min，显影压力1.5kgf/cm2。其他与实施例1相同。
实施例3
感光型介质粉涂料的配制采用如下过程：取玻璃粉60克倒入研钵中，加入Texanol酯醇(2，2，4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯)10g，聚甲基丙烯酸甲酯树脂20克，光引发剂2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮5g，BYK2025 3g，Foamex N(二甲基聚硅氧烷)2g，搅拌研磨5-15分钟。
应用上述感光型介质粉体涂料制作阴极绝缘层的方法，步骤(7)中曝光量为80mJ/cm2，步骤(8)中显影速度为2.0m/min，显影压力1.5kgf/cm2。其他与实施例1相同。
Claims (2)
1.一种感光型介质粉体涂料，其特征在于，以重量份计组成为：
其中介质粉是玻璃粉；
其中树脂为聚甲基丙烯酸甲酯；
其中溶剂是2，2，4-三甲基-1，3戊二醇单异丁酸酯；
其中活性成份是光引发剂2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮；
其中分散剂是BYK2025；
其中消泡剂是二甲基聚硅氧烷。
2.采用权利要求1所述的感光型介质粉体涂料制备阴极绝缘层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、以丝网印刷方式将权利要求1所述的感光型介质粉体涂料印制涂覆于印有阴极电极图案的基板上；
b、在90-105℃条件下干燥20～30分钟，经过烘烤使涂料固化成膜，厚度为10-20μm；
c、将步骤a、b重复三次，共印制三层；
d、采用紫外光配合掩膜定位曝光，曝光量为70-80mJ/cm2，图像区感光型介质粉体涂料发生光链接反应；
e、采用质量分数0.4％的Na2CO3溶液进行显影，控制显影速度2.0-5.0m/min，显影压力1.2-2.0kgf/cm2；
f、在90-105℃下，干燥2-3小时。
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