CN101620378A - 黑色感光胶和形成等离子显示屏障壁的方法以及由其获得的等离子显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种黑色感光胶和制作等离子显示屏障壁的方法以及由其获得的等离子显示屏。该黑色感光胶由玻璃粉、黑色着色剂和有机物成分组成。根据本发明的方法包括在障壁层上形成一层黑色感光胶层的步骤，在障壁图案形成后不用剥去该黑色感光胶层，而达到简化工序和提高对比度的目的。

Description

黑色感光胶和形成等离子显示屏障壁的方法以及由其获得的等离子显示屏

技术领域

本发明涉及等离子显示器，具体地涉及等离子显示器的障壁的制作方法。

背景技术

近几年来，平板显示技术日趋成熟。大尺寸、高清晰度和低功耗是平板显示器的发展方向。特别是等离子平板显示器由于具有高亮度、高对比度和低成本，以及易于大尺寸化的特点，而逐渐成为大尺寸平板显示器的潮流。等离子显示器主要有两块玻璃基板组成，中间充有潘宁气体，在每个格栅状的显示单元中有红、绿、蓝三色荧光粉。前基板上有透明的ITO电极，在ITO电极上有用于增加电导率的汇流电极。当显示器工作时，后基板上的寻址电极确定发光单元，ITO电极放电电离气体，从而激发后板障壁中的荧光粉发光。

为了改善画面质量，提高分辨率，增加放电单元的数量是一个及其重要的手段，这就意味着，对于同一尺寸的显示面板，需要减小放电单元的尺寸，因此，障壁制作更加精细。对于低分辨率的等离子显示器，曾经采用印刷法制作障壁。这种方法的特点是原材料比较节省。但是这种工艺的不足之处在于制作周期长，不能形成高精度的障壁图形，而且随着印刷次数的增加，丝网容易产生非弹性形变，使障壁图形达不到精度要求。

目前制作障壁较为常用的方法是刻蚀法。此工艺是在整个玻璃基板上涂敷障壁浆料，干燥烧结后再涂敷一层感光胶，干燥后，用掩模板遮盖，在适宜波长的紫外线下曝光并形成潜像。然后用稀碱溶液显影，除去没有曝光的部分。最后再用一定温度、压力的稀酸溶液进行喷淋，由于感光胶具有耐酸刻蚀性，因此，没有感光胶保护的地方，障壁被刻蚀溶解，而有感光胶保护的障壁未发生刻蚀，于是就形成了需要的特定形状的障壁。

使用化学刻蚀法制作障壁图形，其优点是可以形成高精度的图形。但是此方法有以下两个缺点：a、障壁涂敷完毕后，需经过干燥-烧结-刻蚀，感光胶涂敷完毕后，需经过干燥-曝光-显影-刻蚀-剥膜，工序繁多；b、障壁制作完毕后，障壁顶部呈现的是障壁浆料的灰白色，不利于提高显示器的对比度。

发明内容

本发明的目的是简化等离子显示屏障壁的形成方法和提高等离子显示屏的对比度。

本发明因此提出了一种新型的障壁制作方法，利用黑色感光胶进行化学刻蚀制作障壁图形。

该感光胶为黑色，在障壁层上形成一层该感光胶后，进行干燥、曝光、显影，并与障壁层一起烧结，最后使用刻蚀法，制作出障壁图形。由此，可以减少原有的剥膜工序，同时在障壁顶层形成一层黑色层。

具体实施方式

本发明的一个重要特点是，在通过蚀刻法形成等离子体显示器的障壁时，使用黑色感光胶来形成障壁图案。具体来说，根据本发明的形成等离子体显示器的障壁的方法包括以下步骤：

(1)在已形成寻址电极和介质层的后基板上形成一层障壁层，并干燥，用于形成障壁层的材料是现有技术中所熟知的，在此不再赘述；

(2)在障壁层上形成一层黑色感光胶层，并干燥；

(3)使用曝光母版(photo mask)对黑色感光胶层进行曝光、显影；

(4)将障壁层和显影后的感光胶层一起进行烧结；

(5)用蚀刻液对附着有黑色感光胶层的障壁层进行蚀刻，制得障壁。

使用上述方法，由于不必去除最后的黑色感光胶层，因此减少了剥膜的工序，同时留下的黑色感光胶层，位于障壁的顶端，增加了显示时的对比度。

为了实现上述工艺过程，本发明提出了一种新型黑色感光胶材料，在此感光胶中，至少包括以下物质：

1、玻璃粉，该玻璃粉的加入可以为该感光胶提供优良的附着性，使之紧密的粘结在下面的障壁层上。在本发明的一个具体实施方式中，以玻璃粉的总重量计算，所述玻璃粉包含：40％-80％的Bi₂O₃、1-20％的Al₂O₃、0-15％的SiO₂、1-15％的B₂O₃、0-10％的CaO、0-10的％BaO。由上述成分组成的玻璃粉具有优良的耐酸刻蚀性。通常，玻璃粉按重量计可以占感光浆料的10-50％。

2、黑色着色剂，为了提高显示器的对比度，在该感光胶中加入黑色着色剂，即黑色颜料。可以用于本发明的黑色着色剂并没有严格的限制。但通常应具备以下条件：a)其不与感光胶中的其他成分，例如玻璃成分和下述各种有机成分发生不利反应，以致使黑色消退或减轻；b)耐光性，即接受光照，尤其是紫外光时黑色不发生不利变化；c)在暴露于显影液和蚀刻剂时黑色不会消退或减轻；以及d)能够经受烧结温度而不褪色或黑色不减轻。只要满足上述条件，黑色颜料可以不限于有机物或无机物、金属或非金属、单质或化合物。可以用作着色剂的例子有氧化锰铁、氧化铁钴铬、黑色氧化钛、氧化钌铅等。本领域技术人员可以根据需要很容易确定着色剂的用量。在本发明的具体实施方式中，着色剂按重量计可以占感光浆料的10-50％。

在现有的形成显示器障壁的蚀刻法中，通常用稀碱溶液来显影，用稀酸溶液来蚀刻，因此，用于本发明的着色剂最好是耐酸碱的，尤其是耐酸的。作为优选，该黑色着色剂选自Fe₂O₃、Co₂O₃、Ni₂O₃、RuO₂、MnO₂、Cr₂O₃的氧化物及其混合物，这种着色剂具有优异的耐酸性。

3、有机成分，至少含有以下物质：

(1)有机粘合剂，可以用于本发明的有机粘接剂包括但不限于醇酸树脂、(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、乙基纤维素、硝基纤维素等。优选使用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸共聚物作为粘合剂。这种共聚物高分子的具有优异的紫外光透过性，在印刷时具有良好的成膜性，在500℃以上600℃以下烧结时能充分挥发，残留少。用于本发明的共聚物重均分子量优选10000-50000之间，酸值优选50-200之间。此共聚物含量占浆料中有机成分的30-60％(重量比)。

(2)光引发剂，可以选用的光引发剂包括：二苯甲酮、α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、2，4-二乙基-9H-噻吨-9-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1、1-羟基-环己基苯酮、α-胺烷基苯酮、双苯甲酰基苯基氧化膦、四甲基米蚩酮、4，4’-二苯氧基二苯甲酮。可以是一种引发剂引发，也可以两种或多种组合引发剂引发。优选2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1，及其含有此引发剂的组合引发剂。光引发剂含量优选2-10％(重量比)。

(3)活性稀释剂，所谓活性稀释剂是指其在固化过程参与聚合的稀释剂，优选为可光聚合的，更优选为可紫外辐射聚合的。其包括但不限于：苯乙烯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、1，6-己二醇双丙烯酸酯、二缩/三缩丙二醇双丙稀酸酯、二缩/三缩乙二醇双丙稀酸酯、乙氧化双酚A双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯。活性稀释剂可单独使用也可几种混用。其含量优选20-60％(重量比)。

(4)溶剂，通常情况下，还要使用一定的的溶剂，使得共聚物粘合剂和其它有机组分在其中可以完全溶解。同时该溶剂对于黑色感光胶的其它成分应该是惰性的。该溶剂在大气压下的沸点应小于300℃。包括：丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、Texanol(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)、N，N’-二甲基乙酸胺等其它合适的溶剂，如α-松油醇。

另外，为了使这种黑色感光胶在制作时具有良好的流平性和附着性可加入一定的消泡剂和表面活性剂；为了具有良好的储存稳定性，可用酸性或者碱性的酯类调剂浆料的PH值。这些助剂在浆料的制作过程中是必不可少的，而且大都商品化。此发明的着重点并不在此，所以不作过多阐述。

实施例

实施例1  黑色感光胶的配制

先将重均分子量为17000的丙烯酸树脂溶解于伊士曼公司牌号为Texanol(2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)的溶剂中，随后加入活性成分，活性成分的组成为74.3wt％的沙多玛公司的SR454(三乙氧基改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、14.4wt％的汽巴精化公司的光引发剂651以及11.3wt％汽巴精化公司的光引发剂907，而毕克化学公司的BYK111作为其它有机成分加入。

无机成分中，玻璃粉由以下组分配制：65wt％的Bi₂O₃、8wt％的B₂O₃、15wt％的SiO₂、6.5wt％的Al₂O₃、5wt％的BaO、0.5wt％的CaO。

黑色着色剂可采用Fe-Co-Cr系复合氧化物，其中三种金属元素的质量比为1.3∶1∶1。

将上述组分充分混合，并经三轴辊轧后，过滤得到具有所需的黑色感光胶。按感光胶总重量比计算，具体配比如下：

成分        含量

丙烯酸树脂  8％

Texanol     22.5％

活性成分    7％

BYK111      0.5％

玻璃粉      47％

黑色着色剂  15％

实施例2  障壁的形成

在已形成寻址电极的后基板上涂覆一层刻蚀性障壁浆料，在100℃下干燥30min，干燥后的障壁层厚度为200μm。随后将实施例1制得的黑色感光胶用SUS#400丝网印刷在障壁层上，浆料被涂覆的厚度使得黑色感光胶在烧结以后的厚度为4μm左右。然后，将后基板在100℃下保温20min进行干燥，以500mJ/cm²的能量密度、500μm的曝光距离进行曝光。在显影过程中，在30℃的温度下，用0.4wt％的Na₂CO₃溶液，以1.5kgf/cm²。最后使用0.5wt％的稀硝酸溶液进行喷淋刻蚀，刻蚀液压力为2kgf/cm2，温度为40℃，刻蚀时间为5min。最后制作出所需形状的障壁。

采用本发明的形成等离子体显示器障壁的方法，在感光胶中引入黑色着色剂，使得感光胶在完成障壁图案蚀刻后不用除去，继续起到增强显示器的对比度的作用，从而既省却了在蚀刻之后的剥膜步骤，既简化了制作工艺，又提高了显示器的对比度。

尽管通过特定实施方式已经详细地描述了本发明的精神，但这些实施方式仅是出于示例的目的而不是限制本发明。应该理解的是，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的前提下，对于具体实施方式进行变化和修改。同样地，除了以上提到的实施方式，在所附的权利要求中还可以发现许多具体实施方式。

Claims (8)

1.一种用于制作等离子显示器的障壁的黑色感光胶，由玻璃粉、黑色着色剂和有机物成分组成。

2.根据权利要求1所述的黑色感光胶，其中，所述黑色着色剂包括Fe、Co、Ni、Ru、Mn、Cr的氧化物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的黑色感光胶，其中，以玻璃粉的总重量计算，所述玻璃粉包含：40％-80％Bi₂O₃、1-20％Al₂O₃、0-15％SiO₂、1-15％B₂O₃、0-10％CaO、0-10％BaO。

4.根据权利要求1所述的黑色感光胶，其中，所述有机成分包括粘合剂、光引发剂和活性稀释剂。

5.根据权利要求1所述的黑色感光胶，其中，所述活性稀释剂是可紫外光聚合的。

6.一种在等离子显示器后基板上形成障壁的方法，其特征在于，使用了根据权利要求1所述的黑色感光胶，且其至少包括以下步骤：

在所述后基板上形成寻址电极和介质层；

在所述介质层上形成制作障壁所需的材料层；

在所述材料层上涂覆根据权利要求1所述的黑色感光胶层；

通过光刻法刻蚀所述黑色感光胶层，形成所需的障壁图案；以及

通过化学刻蚀法制作出所需的障壁。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在显影后，将障壁和黑色感光胶同时进行烧结，之后使用蚀刻液进行喷淋，制作出特定形状的障壁。

8.一种使用权利要求6所述方法获得的等离子显示屏。