CN101669175A - 具有黑化导电图形的emi屏蔽玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法和一种黑化电磁干扰屏蔽玻璃，所述方法包括以下步骤：(a)用导电胶在扩散有锡(Sn)成分的玻璃表面上形成导电图形；和(b)烧制在其上形成有导电图形的玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备电磁干扰屏蔽玻璃的方法以及用该方法制备的电磁干扰屏蔽玻璃，所述电磁干扰屏蔽玻璃被黑化，同时保持了低的电阻率，以充分显示导电图形的电磁干扰屏蔽功能以便不影响显示器件的对比度。
本申请要求2007年5月10日在韩国知识产权局递交的第2007-0045278号韩国专利申请的优先权，其公开的内容以参考的方式全部并入本文。
背景技术
在相关技术中，为了屏蔽来自PDP(等离子显示面板)的有害电磁波，通过使用光刻法制备由铜材料构成的网格图形。
但是，由于光刻法复杂且原材料的成本高，所以制备成本高并且对于PDP滤光片的原材料来说是非常昂贵的。
然而，由于PDP和LCD(液晶显示器)在FPD(平板显示)市场的竞争日益加剧，因此有必要开发价格低廉的原材料，并且已经开发了通过采用网格图形用印刷法印刷导电胶的工艺，其中印刷法例如有丝网印刷法、胶印法等。
为了充分实现通过采用印刷法制备的电磁干扰屏蔽膜的特性，有必要充分降低用于进行印刷的导电胶的电阻率。
为了实现该目的，已开发了包含金属粉的导电胶的应用。但是，在通过胶印法采用导电胶印刷导电图形的情况下，由于金属的光泽，光和外部光被从PDP反射掉，这不利地影响了对比度。因此，需要进行导电图形的黑化处理。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种制备电磁干扰屏蔽玻璃的方法以及通过使用该方法制备的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，在该方法中，并没有形成膜型电磁干扰屏蔽部分，而是在玻璃的表面上直接形成了电磁干扰屏蔽部分，以简化结构和制备工艺。由于自由地控制烧制温度以充分进行烧制，从而确保了最佳的电导率，并且容易地将玻璃上形成的导电图形黑化。
具体地，本发明提供了一种制备电磁干扰屏蔽玻璃的方法以及通过使用该方法制备的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，在该方法中，通过烧制步骤固定导电图形，不进行单独的黑化处理步骤，导电图形和玻璃之间的界面被黑化而未增大表面电阻。
另外，本发明提供了一种PDP滤光片以及包括该PDP滤光片的PDP器件，所述PDP滤光片包括根据本发明的黑化电磁干扰屏蔽玻璃；和额外地附在所述黑化电磁干扰屏蔽玻璃上的抗反射膜、近红外线屏蔽膜或色彩校正膜。
技术方案
本发明提供了一种制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，该方法包括以下步骤：(a)用导电胶在扩散有锡(Sn)成分的玻璃表面上形成导电图形；和(b)烧制在其上形成有导电图形的玻璃。
本发明提供了一种黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其包括玻璃，在该玻璃的至少一个表面扩散有锡成分；和导电图形，该导电图形在扩散有锡成分的玻璃表面上形成，其中，通过烧制在其上形成有导电图形的玻璃而将导电图形和玻璃之间的界面黑化。
本发明提供了一种PDP滤光片，该PDP滤光片包括根据本发明的黑化电磁干扰屏蔽玻璃；和附在所述黑化电磁干扰屏蔽玻璃的前面或后面并且选自抗反射膜、近红外线屏蔽膜和色彩校正膜中的至少一种膜。
本发明提供了包括根据本发明的PDP滤光片的PDP器件。
有益效果
根据本发明，提供了一种制备电磁干扰屏蔽玻璃的方法以及通过使用该方法制备的电磁干扰屏蔽玻璃，其中，导电图形和玻璃基板之间的界面被黑化而没有增大表面电阻，从而避免了由金属光泽引起的对比度的问题。
另外，由于在将导电图形固定到玻璃上的烧制过程中进行黑化处理工艺，就不再需要单独的黑化步骤。因此，通过所述电磁干扰屏蔽玻璃的制备方法和器件的简化，能够实现产率的提高。
具体实施方式
根据本发明的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法包括以下步骤：(a)用导电胶在扩散有锡(Sn)成分的玻璃表面上形成导电图形；和(b)烧制在其上形成有导电图形的玻璃。
在步骤(a)中，在其上扩散有锡成分的玻璃可通过采用常规的浮法工艺(float process)来制备，在该方法中，将熔融的玻璃注入具有高比重的熔融锡的上表面上，以制备无凹凸部分的平板玻璃。
特别是，优选在扩散有锡成分的玻璃表面上形成导电图形。在将导电图形形成在相反一面的情况下，需要进行单独的黑化处理步骤。
在玻璃的表面上存在锡的情况下，通过使用卤灯根据锡的灰白外观可以验证它的存在。如果观察切割的侧面，当存在锡时，在有锡的一侧是光滑的。
在其上扩散有锡成分的玻璃中，玻璃中的锡以Sn2+或Sn4+离子状态存在。
在其上扩散有锡成分的玻璃中，锡的含量可为少许ppm，且优选大于0和1000ppm以下，但是并不限于此。即使锡成分的量很少，由于表面反应显示色彩，所以也可以显示足够的作用效果。
如果在玻璃中的至少一个表面上扩散有锡成分，则不限制玻璃的组成和厚度，但是优选的厚度在0.5～5mm的范围内。
导电胶的类型不受限制，但是导电胶可以包含一种或多种金属粉，其选自铜、银、金和铝中；有机粘合剂树脂溶液，其中将聚合物粘合剂溶解在有机溶剂中；和玻璃料，该玻璃料用于提高导电胶和玻璃之间的粘合强度。
优选使用包含具有优异的电导率和低电阻率的银(Ag)粉作为金属粉的导电胶。在包含银(Ag)粉的导电胶中，在烧制前，银(Ag)组分以块状银的颗粒状态存在。在烧制完成之后，在除去了包含在导电胶中的有机物质的同时，银(Ag)保留了下来，从而进行了黑化。
优选导电胶包含70～90重量％的金属粉、0.1～15重量％的玻璃料和5～30重量％的含有聚合物粘合剂和有机溶剂的有机粘合剂树脂溶液。
在有机粘合剂树脂溶液中，优选聚合物粘合剂的含量为有机溶剂和聚合物粘合剂总重量的20～80重量％。
例如，导电胶可通过以下方式来制备：在将聚合物粘合剂溶解到有机溶剂中制备有机粘合剂树脂溶液之后，加入着色玻璃料和金属粉，将其进行捏合并采用三段式辊式磨碎机将团聚的金属粉和玻璃料均匀分散。
所述有机溶剂优选选自二甘醇一丁醚乙酸酯、二甘醇一乙醚乙酸酯、环己酮、乙酸溶纤剂、萜品醇和二乙二醇单丁醚中。
当通过采用导电胶形成导电图形时，聚合物粘合剂用于维持导电图形的形状，并且可以使用选自纤维素树脂、压克力树脂和乙烯树脂中的任意一种。
在通过采用包含金属粉的导电胶形成导电图形时，由于金属的光泽，光或外部光在PDP模块上被反射，这对对比度产生不利的影响。因此，为了避免这种情况，需要进行黑化处理过程。
可以进行一种印刷法，在该印刷法中，将炭黑或黑色染料加入导电胶中以使导电胶呈黑色。但是，和包括银等的金属相比，炭黑的电阻率较高，而黑色染料不导电。因此，在导电胶中炭黑或染料起杂质的作用，从而使最终产品的表面电阻增大并且引起电磁干扰屏蔽性能的问题。
因此，为了避免上述问题，在本发明中，将在其上扩散有锡成分的玻璃用作形成导电图形的基板，并且进行导电图形和玻璃的烧制以完成黑化电磁干扰屏蔽玻璃的制备而不增大表面电阻。具体描述如下。
在采用常规的浮法工艺制备玻璃板的情况下，Sn2+由熔融的锡扩散到玻璃中。
在浮法工艺中，在600～1050℃，熔融的玻璃被连续地供应到熔融的锡上，其在还原气氛下被包含在金属液槽(float bath)中，在该还原气氛中，氮气被用作主要成分。玻璃被拉伸、从熔融的锡上移开、冷却而制得玻璃板。
在这种情况下，在熔融的锡上进行制备的过程中，锡(Sn0)被以非常小的量存在的氧气氧化，而通过与玻璃中Na+的离子交换反应以Sn2+的状态渗入，其渗透速率比Sn0或Sn4+高得多。
开始渗透的Sn2+可通过与存在于玻璃中的Fe3+的氧化还原反应被转化成Sn4+(Journal of Non-Crystalline Solids，2001，282，188)。
因此，在表面上，锡主要以Sn2+的状态存在，Sn0或Sn4+存在的量少。对此，在钠钙玻璃的情况下，基于与熔融的锡接触的玻璃表面，Sn2+的扩散深度为20μm(J.Noncryst.Solids，2000，263，133)。
在采用导电胶在扩散有Sn2+的玻璃表面上形成导电图形并进行高温烧制以固定导电图形的情况下，在玻璃表面上扩散的Sn2+与在烧制过程中产生的导电胶中的金属粉的离子反应。例如，在银(Ag)粉用作金属粉且金属粉的离子为Ag+的情况下，反应根据如下反应方程式1进行。
(反应方程式1)
通过上述反应，Ag+被还原成Ag0胶体粒子，并被变成黄棕色。对此，由于通过加热而引起的Ag+的扩散，导电图形的横向侧可变色，但是通过适当地控制处理温度可以将热扩散的问题最小化。
在包含银(Ag)组分的导电图形的情况下，为了使由Ag+的热扩散引起的问题最小化，烧制可在400～700℃且优选在500～650℃下进行。
另外，为了使热扩散问题最小化，可进一步控制烧制时间。烧制可在500～650℃下进行60～500秒且优选在600～650℃下进行120～300秒。
在包含其他金属粉的导电胶中也显示出这种现象。代表性的实例是包含铜粉作为金属粉的导电胶。象银一样，铜可根据以下反应方程式2与熔融锡的锡成分反应并具有红宝石色。
(反应方程式2)
在光谱上，由自由铜离子在大约450nm处显示红宝石色，而由(Cu0)n纳米晶体在大约570nm处显示吸收光谱(参见J.Noncryst.Solids，2006，35，534)。
根据上述原理，使导电图形和玻璃之间的界面变暗。具体而言，在存在锡成分的表面上，由于银纳米粒子存在于导电图形和玻璃的界面，所以反射率因包含在导电图形中的金属组分而被降低。并且由于使导电图形和玻璃之间的界面着色的材料是金属组分，所以不发生表面电阻的提高。
另外，通过采用包含着色玻璃料的导电胶在扩散有锡成分的玻璃上形成导电图形，然后在高温烧制以使导电图形和玻璃基板之间的界面黑化，而表面电阻无额外的增大。
在扩散有锡成分的玻璃的表面的相对面上形成导电图形的情况下，通过采用着色玻璃料可将导电图形和玻璃基板之间的界面黑化。
玻璃料的着色组分并不限于黑颜色，而是只要颜色能够引起黑化效果同时颜色不会对人造成不舒服的感觉，任何包括非彩色(achromatic color)的颜色(例如灰色或棕色)都可以使用。
着色玻璃料的着色组分的实例可包括锰或钴着色组分。例如，MnO和CoO可用作着色组分。
在上述步骤(a)中，可以使用印刷法形成导电图形。在玻璃的表面上印刷导电图形的方法可选自胶印法、丝网印刷法、凹版印刷法和喷墨印刷法中，但并不仅限于此。只要印刷可以直接在玻璃表面上进行，任何现有技术中已知的印刷法均可以使用。
对此，胶印法包括以下步骤：用导电胶填充包括凹部和凸部的平板或辊子的凹部；使平板或辊子与印刷胶板接触以使导电胶从平板或辊子的凹部转移至印刷胶板上；和使印刷胶板与玻璃表面接触以使导电胶从印刷胶板转移至玻璃表面上，从而形成具有导电图形的电磁干扰屏蔽元件。对此，通过使用凸部而非凹部可以使导电胶转移。
在步骤(b)中，如上所述，如果在玻璃表面上形成导电图形之后于400～700℃下进行烧制，则包含在导电胶中的玻璃料被软化，从而提高导电图形和玻璃之间的粘合强度。
在烧制温度低于400℃的情况下，包含在导电胶中的金属粉，例如银组分，可能会溶解而引起玻璃熔融的问题。另外，烧制温度低于400℃，玻璃料不会令人满意的溶解并且不能除去有机物质，从而降低银和玻璃之间的粘合强度。
如果烧制温度高于700℃，由于可能发生玻璃变形(例如畸变点，这是因玻璃或表面凹部和凸部的弯曲而产生的)，其难以用于显示器的用途。
同时，根据本发明的黑化电磁干扰屏蔽玻璃包括：玻璃，在其至少一个表面上扩散有锡成分；和导电图形，其在扩散有锡成分的玻璃的表面上形成。通过烧制在其上形成有导电图形的玻璃而使导电图形和玻璃之间的界面被黑化。根据实施方式的上述内容全部适用。
在根据本发明的黑化电磁干扰屏蔽玻璃中，导电图形和玻璃之间的界面被黑化。如果烧制在至少一个面上扩散有锡成分且在该面上形成有导电图形的玻璃，则以上的黑化通过熔融的锡与包含在导电图形中的金属之间的反应来形成。
根据本发明的PDP滤光片包括黑化电磁干扰屏蔽玻璃；和附在所述黑化电磁干扰屏蔽玻璃的前面或后面并且选自抗反射膜、近红外线屏蔽膜和色彩校正膜中的至少一种膜。
根据本发明的PDP器件包括PDP滤光片；和包括该PDP滤光片的等离子显示面板。
所述PDP滤光片可设置在包括一对基板的等离子显示面板的前面。
根据下面的实施例可以获得对本发明的更好理解，但是该实施例是用于进行说明的，而不应被解释为限制本发明。
实施例：黑化电磁干扰屏蔽玻璃的制备
(1)导电胶的制备
将作为聚合物粘合剂的乙基纤维素溶解于作为有机溶剂的二甘醇一丁醚乙酸酯中，以使作为聚合物粘合剂的乙基纤维素在有机粘合剂树脂溶液中的含量为作为聚合物粘合剂的乙基纤维素和作为有机溶剂的二甘醇一丁醚乙酸酯的总重量的40wt％，从而制备有机粘合剂树脂溶液。有机粘合剂树脂溶液的重量为导电胶总重量的20wt％。
基于导电胶的总重量，将玻璃料以5重量％的量加入到有机粘合剂树脂溶液中，基于导电胶的总重量，将作为金属粉的银(Ag)粉以75重量％的量加入到有机粘合剂树脂溶液中，然后进行捏合。
接着，通过使用三段式辊式磨碎机将团聚的银粉和玻璃料均匀地分散，确认用辊式磨碎机分散的导电胶具有所需的形状。随后，回收得到的导电胶。
(2)导电图形的印刷和烧制
通过使用刻模胶印法将用上述方法制备的银导电胶涂敷到用浮法工艺形成的玻璃基板上而形成导电图形，在600℃烧制5分钟，然后冷却至常温而制备具有黑化导电图形的电磁干扰屏蔽玻璃。
所述玻璃为含有1wt％或更多Na20的钠钙玻璃并通过采用常规的浮法工艺制备，在所述浮法工艺中，熔融的玻璃在600～1050℃下被连续地供应到熔融的锡上，其在还原气氛下被包含在金属液槽中，在该还原气氛中，氮气被用作主要成分。
(3)黑化程度和表面电阻的检测
对于在实施例中制备的产品，对其表面电阻和黑化程度进行评估。对于表面电阻，使用由三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical，Co.，Ltd)生产的MCP-T600获得表面电阻，在用岛津公司(Shimadzu，Corp.)生产的UV-3600测量导电图形的反射率(550nm)后，由反射率计算L值而获得黑化程度L。浊度用HR-100测量。其结果列于表1中。
比较例：未进行黑化处理的电磁干扰屏蔽玻璃的制备
除了在扩散有锡成分的玻璃表面的相对面上形成导电图形之外，通过采用同实施例相同的导电胶和印刷法形成导电图形和进行烧制。并且，通过使用与实施例相同的方法测量黑化程度和表面电阻。
其结果同实施例的结果一起列于表1中。
表1
| 实施例 | 比较例 | |
| 表面电阻(Ω/□) | 0.19 | 0.19 |
| 反射率(550nm) | 6.2 | 8.6 |
| 黑化程度(L) | 25.0 | 29.2 |
| 浊度 | 0.4 | 1.1 |
如表1所示，与比较例相比，根据本发明的电磁干扰屏蔽玻璃证明具有低的反射率和优异的黑化程度L(黑化程度L越小，玻璃越黑)。
也就是说，当按照比较例中的方法制备电磁干扰屏蔽玻璃时，其表面电阻与实施例中的相同，这是因为导电图形是在未形成锡成分的玻璃的表面上形成的。
但是，由于包含在导电图形中的银(Ag)组分没有变化，所以由银组分引起的反射率比实施例的高。即，在比较例的情况下，由于未进行利用锡和银组分的反应的黑化处理，所以其反射率高于实施例的反射率。
如上所述，通过在扩散有锡成分的玻璃表面上形成导电图形，可以看出，与比较例相比，通过玻璃中的锡与导电图形中的金属的反应而被黑化的根据本发明的电磁干扰屏蔽玻璃的表面电阻未增大，其因包含在导电图形中的金属组分而具有低反射率，并且其具有优异的黑化程度。
Claims (19)
1、一种制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，该方法包括以下步骤：
(a)用导电胶在扩散有锡(Sn)成分的玻璃表面上形成导电图形；和
(b)烧制在其上形成有导电图形的玻璃。
2、根据权利要求1所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，在步骤(a)中，所述在其上扩散有锡成分的玻璃通过采用浮法工艺来制备。
3、根据权利要求1所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述导电胶通过将金属粉、聚合物粘合剂和玻璃料分散到有机溶剂中来制备。
4、根据权利要求3所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述有机溶剂选自二甘醇一丁醚乙酸酯、二甘醇一乙醚乙酸酯、环己酮、乙酸溶纤剂、萜品醇和二乙二醇单丁醚中。
5、根据权利要求3所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述导电胶包含70～90重量％的金属粉、0.1～15重量％的玻璃料和5～30重量％的含有聚合物粘合剂和有机溶剂的有机粘合剂树脂溶液，并且在所述有机粘合剂树脂溶液中，所述聚合物粘合剂的含量在有机溶剂和聚合物粘合剂总重量的20～80重量％范围内。
6、根据权利要求3所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述玻璃料包括着色玻璃料。
7、根据权利要求1～6中任一项所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，在步骤(a)中，所述导电胶用印刷法来形成。
8、根据权利要求7所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述印刷法选自胶印法、喷墨印刷法、凹版印刷法和丝网印刷法中。
9、根据权利要求8所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，所述胶印法包括：
用导电胶填充包括凹部和凸部的平板或辊子的凹部；
使所述平板或辊子与印刷胶板接触以使导电胶从平板或辊子的凹部转移至印刷胶板上；和
使所述印刷胶板与玻璃表面接触以使导电胶从印刷胶板转移至玻璃表面上，从而在玻璃表面上形成导电图形。
10、根据权利要求1～6中任一项所述的制备黑化电磁干扰屏蔽玻璃的方法，其中，在步骤(b)中，所述烧制步骤在400～700℃范围的温度下进行。
11、一种黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其包括：玻璃，在该玻璃的至少一个表面扩散有锡成分；和导电图形，该导电图形在扩散有锡成分的玻璃表面上形成，其中，通过烧制在其上形成有导电图形的玻璃而将导电图形和玻璃之间的界面黑化。
12、根据权利要求11所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，所述导电图形通过使用导电胶来形成，所述导电胶通过将金属粉、聚合物粘合剂和玻璃料分散到有机溶剂中来制备。
13、根据权利要求12所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，所述有机溶剂选自二甘醇一丁醚乙酸酯、二甘醇一乙醚乙酸酯、环己酮、乙酸溶纤剂、萜品醇和二乙二醇单丁醚中。
14、根据权利要求12所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，所述导电胶包含70～90重量％的金属粉、0.1～15重量％的玻璃料和5～30重量％的含有聚合物粘合剂和有机溶剂的有机粘合剂树脂溶液，并且在所述有机粘合剂树脂溶液中，所述聚合物粘合剂的含量在有机溶剂和聚合物粘合剂总重量的20～80重量％范围内。
15、根据权利要求12所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，所述玻璃料包括着色玻璃料。
16、根据权利要求11所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，所述导电图形通过使用印刷法在扩散有锡成分的玻璃表面上形成。
17、根据权利要求11所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃，其中，通过在400～700℃范围的温度下烧制在其上形成有导电图形的玻璃来形成黑化层。
18、一种PDP滤光片，其包括：
根据权利要求11～17中任一项所述的黑化电磁干扰屏蔽玻璃；和
附在所述黑化电磁干扰屏蔽玻璃的前面或后面并且选自抗反射膜、近红外线屏蔽膜和色彩校正膜中的至少一种膜。
19、一种PDP器件，其包括根据权利要求18所述的PDP滤光片。
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