CN1839352A - 一种前体糊剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种精细结构前体糊剂,该前体糊剂可用于生产高宽比大和精度高的PDP隔肋和其它精细结构,而不会引起图形变形或者其它缺陷。感光性糊剂包含感光性材料、作为主要颗粒分散到糊剂中的精细陶瓷颗粒以及含有磷系化合物和磺酸系化合物的表面活性剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性糊剂,更具体地说,本发明涉及一种在形成精细结构时可十分有利地试用的前体糊剂。本发明还涉及一种通过使用该糊剂生产精细结构的方法,以及由此方法生产的精细结构。一个精细结构的典型例子是在等离子体显示面板后板上形成的隔肋(rib)。
背景技术
厚度薄且质量轻的平板显示器作为下一代显示器已经受到颇多关注。作为具有大屏幕的薄平板显示器的实例,等离子体显示面板(PDP)已经用于商业用途,并且最近也开始作为壁挂电视用于家庭用途。
PDP具有如图1所示意性示出的构造。而为了简化,在PDP 50中仅仅显示出一个放电单元56,放电单元56由前玻璃基板61、后玻璃基板51及具有精细结构的隔肋(也称为障肋、隔离物或障壁)54所限定。在前玻璃基板61上形成有透明显示电极63(由扫描电极及维持电极组成)、透明介质层62及透明保护层64。在后玻璃基板51上形成有寻址电极53及介质层52。由扫描电极和维持电极组成的显示电极63与寻址电极53彼此垂直,并且各自以相同的间隔排列。每个放电单元56在其内壁上都形成有荧光剂层55,并充满稀有气体(例如,氖-氙气体),以使得通过电极之间的等离子体放电来激发自发光。
在上述的PDP 50中,隔肋54通常以陶瓷的精细结构制成,本发明的精细结构可以应用于这种隔肋。将在下文中进行详述的本发明的隔肋54在图2中示意性地示出,隔肋54同寻址电极53一起设置在后玻璃基板51上以形成PDP的后板。
由于隔肋的形状精度及尺寸精度对PDP的性能有很大影响,所以人们提出了许多建造隔肋的方法。其中一个方法涉及到将前体陶瓷糊剂模制成所需形状,然后烧结此糊剂以形成强化的陶瓷隔肋。人们已对模子及其制造所用方法进行了各种各样的改进。例如,有人提出形成隔肋的一个方法是使用金属或者玻璃作为模子材料,将可固化的涂料溶液置于玻璃基板的表面和模子之间以形成隔肋。在涂料溶液固化后移走模子,将转移有已固化了的涂料溶液的基板烧结(请参见JP9-12336)。所述涂料溶液是一种糊状物,其含有作为主要成分的低熔点的玻璃粉末。然而,这种形成隔肋的方法有着各种各样的问题,例如模子必须以高机械加工精度生产;隔肋易于含有气泡;隔肋很容易从玻璃基板上剥离,并且需要在减压条件下保持模子和基板相互紧密接触,这样就需要安装减压装置,这增加了生产成本并且需要熟练的操作人员来操作。
除了对模子和生产方法的改进外,人们还对形成隔肋的糊剂进行了各种改进,例如,为了能够使糊剂形成高宽比大和精度高的图形,人们提出了一种感光性糊剂,此感光性糊剂含有含磷化合物、感光性有机组分及精细无机颗粒来作为必需的组分,其重点是限制胶凝作用(请参见JP 9-218509)。
发明概述
本发明人已经发现,当使用粘度为26,000cps的感光性糊剂以挠性模子制备隔肋时,由于捕获了气泡,因此出现了各种缺陷。由于捕获气泡而出现的缺陷在网格状图形中十分显著。
本发明人已经发现,当含有磷系化合物和磺酸系化合物的表面活性剂与感光性糊剂混合时,在保持高含量的精细陶瓷颗粒的同时,糊剂中精细颗粒的分散能力得到改善。因此可以使粘度减少到20,000cps或者更低。
因此在一个方面,本发明涉及前体糊剂,此糊剂含有:
感光性材料;
作为主要颗粒被分散在所述感光性材料中的精细陶瓷颗粒;以及
表面活性剂,此表面活性剂中含有磷系化合物及具有磺酸基团的磺酸系化合物,所述磷系化合物含有至少一个磷原子,且该磷原子带有至少一个-OH基团。优选该前体糊剂的粘度在22℃下为1,500cps到20,000cps。
在本发明的另一个方面中,本发明涉及精细结构,该精细结构具有基板以及在该基板表面上形成的具有预定形状和预定尺寸的凸起图形,该凸起图形由本发明中的前体糊剂经光固化后形成。
在本发明的另一个方面中,本发明涉及制备精细结构的方法,该精细结构具有基板以及在该基板表面上形成的具有预定形状和预定尺寸的凸起图形,该方法包括如下步骤:
制备挠性模子,该模子具有与将要在基板表面上形成的凸起图形在形状和尺寸上对应的凹槽图案;
用糊剂填满模子的凹槽,例如把糊剂置于基板和模子的凹槽图案之间的空隙内;
将所述模子叠压在基板上;
用预定波长的光照射糊剂以进行光固化,从而形成一精细结构,该精细结构具有基板和与该基板一体地粘合在一起的凸起图形;及
从所形成的精细结构上移走模子。
附图简要说明
图1为示意性地示出现有技术的PDP例子的剖视图,本发明也可应用于该PDP。
图2为具有本发明隔肋的PDP后板的立体图,该隔肋为本发明精细结构的一个实施方案。
图3为用于本发明的挠性模子的一个实施方案的透视图。
图4为图3所示的模子沿线IV-IV截取的剖视图。
图5A-5C为相继地示出制造具有本发明隔肋的PDP后板的方法的剖视图。
优选实施方案详述
本发明涉及陶瓷糊剂(例如感光性陶瓷糊剂),该陶瓷糊剂适宜用于通过光固化模制该糊剂来生产精细结构,例如PDP隔肋。
本发明的感光性陶瓷糊剂包含如下三类组分:
(1)感光性材料,
(2)作为主要颗粒分散在糊剂中的精细陶瓷颗粒;
(3)表面活性剂,此表面活性剂中含有磷系化合物及具有磺酸基团的磺酸系化合物,所述磷系化合物的分子含有至少一个磷原子,且该磷原子带有至少一个-OH基团。该感光性陶瓷糊剂还可任选地包含其它额外的组分。
在本发明的感光性陶瓷糊剂中,作为第一组分的感光性材料可以是各种通常用在普通感光性糊剂中的感光性材料,但是,感光性材料优选为这样的感光性材料,其含有在分子中具有(甲基)丙烯酰基团的单体或低聚物。
适合实施本发明的具有甲基丙烯酰基的单体或低聚物的例子包括(但并不限于)二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸乙二酯、二甲基丙烯酸1,6-己二酯、二甲基丙烯酸丙三酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-丙烯酰氧基丙酯、二甲基丙烯酸新戊二酯、二甲基丙烯酸1,10-癸二酯、双酚A二缩水甘油醚甲基丙烯酸加成物,及环氧乙烷与双酚A二甲基丙烯酸酯的加成物。这些单体或聚合物可以单独使用,也可以将两种或两种以上的这些单体或聚合物混合使用。
第二组分,即精细陶瓷颗粒,包括通常用于感光性材料中的各种精细陶瓷颗粒。在本发明的实施方案中,可有利地以精细颗粒形式使用的陶瓷材料包括(但并不限于)玻璃、氧化铝、二氧化钛、氧化锆和二氧化硅。这些陶瓷材料的精细颗粒可以单独使用,或者可将两种或两种以上的这些陶瓷材料的精细颗粒混合使用。一种陶瓷材料的精细颗粒也可以由其它类型的陶瓷材料一层或多层薄的涂层包覆,或者,如果必要的话可以用聚合物涂层代替陶瓷材料来包覆。
虽然精细陶瓷颗粒可以有各种各样的粒径,但当考虑到用于形成隔肋或类似物时,其平均粒径优选为大约0.1μm到大约10μm,更为优选为大约0.5μm到5.0μm。
另外,对在分子中含有至少一个磷原子、并且该磷原子带有至少一个-OH基团(即,至少具有一个磷系酸基)的磷系化合物而言,其作为第三组分(表面活性剂)与感光性树脂和精细陶瓷颗粒一起用于感光性陶瓷糊剂时,对其没有特别的限制,但是,其优选为如下通式(I)、(II)、(III)或(IV)表示的磷系化合物:
在上述的通式中,
R1到R7可以相同也可以不同,并代表具有1到60个碳原子的烃基基团,所述基团可任选地含有1到30个杂原子,例如氧、氮、硫等,
X代表氧原子或者硫原子,并且
m代表1到4的整数。
磷系化合物的典型例子包括(但并不限于):亚磷酸单烃(C1-10)酯和亚磷酸二烃(C1-10)酯(例如亚磷酸二丁酯、亚磷酸丁酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸甲酯、亚磷酸丙酯、亚磷酸二丙酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸苯酯、亚磷酸异丙酯、亚磷酸二异丙酯和亚磷酸正丁基-2-乙基己酯);磷酸单烃(C1-10)酯和磷酸二烃(C1-10)酯(例如磷酸二丁酯、磷酸丁酯、磷酸甲酯、磷酸丙酯、磷酸二丙酯、磷酸二苯酯、磷酸苯酯、磷酸异丙酯、磷酸二异丙酯和磷酸丁基-2-乙基己酯);硫代磷酸酯化合物,其中上述提及的磷酸酯中的氧被硫代替。另外,还可使用在亚磷酸烃酯中烃基部分含有不饱和基团的化合物,这些不饱和基团的例子有丙烯酰基、甲基丙烯酰基或乙烯基。另外,可以使用含有磷酸基基团或者次磷酸基基团的化合物。更为优选的是,磷系化合物包括含有两个或两个以上的磷酸基团或者次磷酸基团的磷系化合物,例如烃基二膦酸(例如羟基亚乙基二膦酸)。
对在分子中含有磺酸基团的磺酸系化合物而言,这样的磺酸系化合物作为表面活性剂和磷系化合物混合使用时并没有特别的限制,这样的磺酸系化合物的例子包括:烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钙、烷基萘磺酸钠、萘磺酸-福尔马林缩合物、磺基琥珀酸二烃酯钠(sodiumsulfosuccinic acid dialkyl ester)、烷基二苯基醚二磺酸钠等。
对于本发明中的感光性陶瓷糊剂,需要将上述两类化合物混合来作为表面活性剂使用。当这些化合物混合时,磷系化合物与磺酸系化合物的混合比率(重量比率)通常在大约99∶1到1∶99的范围内,优选的是在大约90∶10到10∶90的范围内。当混合比率在上述范围之外时,精细陶瓷颗粒不能被分散到主要颗粒的水平,这就不可能将粘度降到期望的水平。
在22℃条件下测量时,本发明中的感光性陶瓷糊剂的粘度为20,000cps或更低,优选粘度范围是2,000cps到10,000cps。当通过降低糊剂中精细玻璃颗粒含量来降低粘度时,在煅烧期间产生的收缩将增加,因而会产生不可避免的问题,例如隔肋缺陷的增加和隔肋变形的加剧。根据本发明,含有磷酸基团的表面活性剂与含有磺酸基团的表面活性剂的混合使用会产生协同增效的效果。通过此方式,出乎意料地使在感光性糊剂中将玻璃或者陶瓷的精细颗粒分散到主要颗粒的水平变为可能。结果,例如对于含有80重量%的精细玻璃颗粒的感光性糊剂,其粘度能够降低到10,000cps或者更低。
如在所附实施例中将要描述的那样,当只将含有磷酸基的磷系化合物作为表面活性剂加入时,对于含有80重量%的精细玻璃颗粒的感光性糊剂,其粘度只能被降低到26,000cps的高粘度值。另外,当只将含有磺酸基团的磺酸系化合物作为表面活性剂加入时,所述感光性糊剂的粘度只能被降低到35,000cps的高粘度值。然而,作为实例,如果当含有磷酸基的磷系化合物与含有磺酸基团的磺酸系化合物混合使用时,感光性糊剂的粘度就能够被降低到较低的6,000cps。另外,本发明糊剂的最大粒径为大约2μm到3μm,并且精细玻璃颗粒被分散为主要颗粒(平均粒径为2μm到3μm),这一点对本发明的效果做出了极大的贡献。
还发现本文所描述的糊剂的有效期得以延长。例如在22℃的条件下,将本发明的糊剂静置两个月,没有发现由于胶凝作用而显示出的变质。
本发明中感光性陶瓷糊剂中精细陶瓷颗粒的含量通常在60重量%到90重量%的范围内,优选地是在70重量%到85重量%的范围内。当糊剂中精细陶瓷颗粒的含量在上述范围之外时,它将对精细结构的生产和特性产生负面影响。可以观察到的负面影响的例子是糊剂的施用不善、诸如隔肋之类的精细结构的毁坏或缺陷以及很难脱模。
在上述组分之外,本发明中的感光性陶瓷糊剂可任选地含有添加剂,这些添加剂通常用于一般用途的感光性糊剂之中。合适的添加剂包括粘合剂、光致聚合作用引发剂、稀释剂、紫外线吸收剂、增敏剂、辅助增敏剂、聚合作用引发剂、增塑剂、增稠剂和有机溶剂。
就满足上述成分特点的本发明的感光性陶瓷糊剂而言,其可以有各种各样的组成,优选的组成含有:
5重量份到15重量份的感光性树脂;
60重量份到90重量份的精细陶瓷颗粒;
0.1重量份到1.0重量份的由磷系化合物制成的表面活性剂;
0.1重量份到1.0重量份的由磺酸系化合物制成的表面活性剂;
5重量份到15重量份的稀释剂;以及
0.02重量份到0.25重量份的光致聚合反应的引发剂。
具有如此组成的陶瓷糊剂可以含有一般使用量的可任选的添加剂。
优选借助在模子表面上形成了具有预定形状和预定尺寸的凹槽图案的挠性模子,通过光照射进行光固化,来使本发明的感光性陶瓷糊剂固化,因此本发明的感光性陶瓷糊剂可用作用于提供精细结构的前体糊剂。所述精细结构的典型例子是在PDP后板上形成的隔肋。对于用于制备PDP后板上的隔肋的挠性模子,其凹槽图案可以是由多个条状凹槽间隔相等且彼此基本平行排列成的图形,但是,优选是由多个凹槽间隔相等且彼此基本平行又相互交叉排列成的网格状图形。简而言之,PDP后板的隔肋可形成为条状图形或网格状图形,然而网格状图形是优选的。
本发明提供一种在基板表面上形成了具有预定形状和预定尺寸的凸起图形的精细结构。本发明的精细结构优选为PDP后板的隔肋,在PDP后板中,凸起的隔肋构成的图形可以是间隔相等且彼此基本平行排列的多个隔肋的条状图形,或者是间隔相等且平行又相互交叉排列的多个隔肋的网格状图形。但隔肋的网格状图形是优选的。
本发明还提供一种方法,该方法是制备在基板表面上形成了具有预定形状和预定尺寸的凸起图形的精细结构的方法。本发明的方法包括如下步骤:
准备挠性模子,该模子在其表面上具有与所述凸起图形在形状和尺寸上对应的凹槽图案;
将本发明的感光性陶瓷糊剂(精细结构前体糊剂)置于基板和模子的凹槽图案之间空隙内,填满模子的凹槽并将所述模子叠压在基板上;
用预定波长的光照射陶瓷糊剂以进行光固化,从而形成精细结构,该精细结构具有基板和与基板一体地粘合在一起的凸起图形;以及
从精细结构上移走模子。
如前所述,所述精细结构优选地为PDP后板的隔肋。因此,本发明的方法还优选地包括在基板表面上形成一套间隔相等且彼此基本平行并相互独立的寻址电极的步骤。
用于实施本发明的模子优选地为挠性模子,该挠性模子具有支撑体和模制层,该模制层被设置在支撑体上,并在该模制层的表面上形成了具有预定形状及预定尺寸的凹槽图案,该凹槽图案与所述凸起图形对应。挠性模子将在下文进行详述。
参照附图,将在下文进一步详述本发明的实施。
图2显示出PDP的隔肋54,其为本发明精细结构的典型例子。PDP的隔肋54形成在后板玻璃基板51上,从而构成PDP的后板,当隔肋54与图1所示的PDP 50结合时,其可有利地使用。虽然,图示隔肋54成形为条状图形,但是彼此相互垂直交叉的隔肋构成的网格状图形也在本发明的范围之内。当隔肋形成网格状图形时,本发明的感光性陶瓷糊剂能够完全达到其优异的效果。
附图中,隔肋54的间距(放电单元节距)c可随着屏幕尺寸和/或其它因素的变化而变化,但是通常在大约150μm至大约400μm的范围内。通常需要隔肋没有缺陷并且尺寸精度高。就尺寸精度而言,隔肋必须形成在对应于寻址电极的预定的位置上,而基本上没有误差,容许的误差仅在几十个微米的范围内。当位置误差超出几十个微米时,对发射可见光的状态会产生不利影响,从而不可能实现令人满意的自发发光。因为目前流行大屏幕尺寸,因此隔肋节距的精度问题十分重要。
当隔肋54被视为一个整体时,虽然所述隔肋的总节距R(最外侧隔肋之间的距离,尽管图中仅示出五个隔肋,但是实际上隔肋的数目是大约3,000)的精度必须是几十个ppm,然而这一精度会随着基板尺寸和隔肋形状不同而稍有变化。当在本发明的实施中有利地使用具有支撑体和模制层的挠性模子(其中所述模制层被所述支撑体支撑,并且具有凹槽图案)时,对于该模子的总节距R(最外侧凹槽之间的距离)的精度要求在几十个ppm。根据本发明,能够解决这样的尺寸精度的问题。
虽然任何挠性模子都可有利地用于本发明的实施,但是模子优选地具有支撑体和模制层,其中所述支撑体具有塑料膜,并且所述模制层在支撑体的一侧上具有通过模制可光固化的树脂而形成的凹槽图案(凹槽部分)。
适于实施本发明的支撑体为塑料材料制成的膜。适合用作形成支撑体的塑料材料的例子包括(但并不限于)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、拉伸的聚丙烯、聚碳酸酯及三乙酸酯。在这些塑料材料中,PET膜可用作支撑体,例如,聚酯膜如TetoronTM膜可有利地用作支撑体。这些塑料膜可以作为单层膜使用,或者两种或多种塑料膜可作为多层膜组合使用。
虽然依赖于模子和PDP的构造,塑料膜可具有各种厚度,但是,膜厚通常在0.01mm到1.0mm范围内,优选地在0.1mm到0.4mm范围内。当支撑体的厚度在此范围之外时,其很难操作。因此,较厚的支撑体是十分有利的。
除了上述的支撑体,所述挠性模子具有在该支撑体上形成的模制层。如将在下文详述的那样,模制层在其表面上形成了具有预定形状和预定尺寸的凹槽图案,该图案对应于通过使用该模子将被制成的凸起图形,如PDP后板的隔肋和其它精细结构,该模制层还可以被称为形状形成层。通常模制层由单层组成,但是如果需要,模制层也可以为由不同特性的两种或两种以上材料制成的多层结构。支撑体和模制层优选是透明的,当考虑到这一点时可使用可光固化的模制材料。
参照图3和图4,挠性模子的构造将描述如下。通过如下描述,将很容易理解通过使用挠性模子经光固化形成的网格状的隔肋结构。
图3为示例性地示出挠性模子的优选实施方案的一部分的透视图,图4为沿图3的线IV-IV截取的剖视图。从这些附图可知,挠性模子10不是被设计成用于制造图2所示的具有隔肋的条状图形的后玻璃基板51的,其中所述隔肋的条状图形含有相互平行的多个隔肋54。挠性模子10用于制造具有隔肋的网格状图形(但未示出)的后玻璃基板,其中隔肋的网格状图形具有基本平行又相互交叉的多个隔肋。本发明中的感光性陶瓷糊剂特别适用于制造具有这样网格状隔肋图形的后玻璃基板。
如图示说明的那样,挠性模子10在其表面上具有凹槽图案,该凹槽图案中的槽具有预定形状及预定尺寸。凹槽图案由间隔相同且基本平行又相互交叉排布的多个凹槽4构成。因此,虽然挠性模子10可用于制造其它精细结构,但是这种在表面上形成了网格状图形的凹槽结构对制备具有网格状图形的凸起形式的PDP隔肋十分地有用。若有需要,挠性模子10可具有附加层,或可根据要求加工其构造层,然而,挠性模子10基本上由支撑体1及在该支撑体上形成的模制层11构成,其中所述模制层11具有如图3所示的凹槽部分4。
优选的是,模制层11由可固化的材料制得。可固化的材料可以是可热固化的材料或者是可光固化的材料。可光固化的材料特别有用,这是因为在形成模制层时它可以在较短的时间内固化而不需要又长又大的加热炉。优选可光固化的材料为可光固化的单体或者低聚物,更优选的是丙烯酸类单体或低聚物。该可固化的材料中可以含有可任选的添加剂。合适的添加剂包括聚合作用引发剂(例如光引发剂)和抗静电剂。
适合形成模制层的丙烯酸类单体的例子包括(并不限于)聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸和丙烯酸酯。适合形成模制层的丙烯酸低聚物的例子包括(并不限于)聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物。特别的是,聚氨酯丙烯酸酯及其低聚物经固化后可以得到具有挠性和韧性的固化后的制品,并且因为在丙烯酸酯类中,聚氨酯丙烯酸酯低聚物固化速度快,所以它有助于改善模子的生产率。另外,当使用这些丙烯酸类单体或低聚物时,模制层变成具有光学透明性。因此,当生产诸如PDP隔肋之类的精细结构时,具有这种模制层的模子使得可光固化的模制材料的使用成为可能。这些丙烯酸类单体或低聚物可以单独使用,也可以将它们中的两种或更多种可任选地混合使用。
已经提到,支撑模制层11的支撑层1优选地为塑料膜,通常其厚度范围为大约0.05mm到1.0mm。该支撑层优选是光学透明的。当支撑层光学透明时,由于固化用照射光可以透过支撑层,因此通过使用可光固化的材料可以形成模制层。透明支撑层的典型例子如上所述。
当在模制操作中将上述的挠性模子与本发明的精细陶瓷结构相结合时,根据模子和糊剂性质可以生产出各种精细结构。例如,使用图3和图4所示的挠性模子能够生产出具有网格状图形的PDP隔肋,而不需要技巧并且不会引起缺陷,其中所述隔肋具有大的高宽比和高精度。当使用这种挠性模子时,仅仅使用碾压辊代替真空设备和/或复杂的工艺就可有利地制造具有如此隔肋结构的大屏幕的PDP。
本发明还提供精细结构及其生产方法。虽然该精细结构可形成为多种结构,但其典型的例子为PDP基板(后板)上的隔肋部分,其中该隔肋在平玻璃片上形成。目前,通过使用图3和图4所示的挠性模子生产具有由隔肋构成的网格状图形的PDP的方法将在下面参照图5进行描述。日本未审查的专利公开No.2001-191345中图1至图3所示的生产设备可有利地用于实施本发明的方法。
虽然没有图解,然而可以预先准备一片平板玻璃,在其上面设置间隔相等且互相平行的电极,并且该平玻璃片被安放在面板上。接下来,如图5A所示,将具有凹槽图案的本发明的挠性模子10放到平玻璃片31的预定位置上,并且对准平玻璃片31及模子10的位置。由于模子10是透明的,所以平玻璃片31和电极的对准可十分容易地进行。更具体地说,可以目视观察或使用传感器如CCD相机来实施这种对准,从而使模子10的凹槽部分与平玻璃片31上的电极互相平行。此时,如需要的那样,可通过调节温度及湿度来使模子10与在平玻璃片31上的相邻电极之间的间隔一致。这是因为模子10和平玻璃片31随着温度和湿度变化的膨胀和收缩的速度互不相同。因此,在完成对平玻璃片31及模子10的对准后,对温度及湿度进行控制以保持温度和湿度恒定在对准时的值。这种控制方法对于制造大面积的PDP基板特别有效。
随后,将碾压辊23放在模子10的一端上。碾压辊23优选为橡胶辊。这样,模子10的一端优选固定在平玻璃片31上。通过这种方式,在随后的操作的过程中,平玻璃片31(带有电极)和模子10的对准可得到保持。
然后,使用夹具(未示出)提起模子10的另一自由端,并且升到碾压辊23之上,以暴露平玻璃片31。这时,操作要十分小心,以使得不对模子10产生张力,以防止模子10起皱并保持模子10和平玻璃片31之间的定位关系。然而,只要能保持这种定位,也可使用其它方法。在这种制造方法中,由于模子10具有弹性,即使卷起模子10(如附图所示),当经过碾压后模子10也能准确地返回到所对准的位置。
接下来,向平玻璃片31上供给用于形成隔肋所需的预定量的感光性糊剂33。感光性糊剂33含有前述的本发明的感光性陶瓷糊剂。例如,可使用有嘴的糊剂加料斗来供给感光性陶瓷糊剂33。
当实施附图所示的制造方法时,感光性陶瓷糊剂33不是被均匀地供给到平玻璃片31上。如图5A所示,隔肋前体33仅被供给到平玻璃片31接近碾压辊23的地方。这是因为,在后面将被描述的过程中,当碾压辊23在模子10上移动时,感光性陶瓷糊剂33就在平玻璃片31上均匀地展开。优选感光性陶瓷糊剂33的粘度范围为2,000cps到10,000cps,以进行平稳操作。然而,感光性陶瓷糊剂的供料方法不受上述方式的限制。例如,可以将感光性陶瓷糊剂涂覆到平玻璃片的整个表面上而供料,虽然在附图中未示出这种方法。
然后,如图5A中箭头所示,通过驱动电机(未示出)在模子10上以预定速度移动碾压辊23。当碾压辊23在模子10上移动时,通过碾压辊23的重量从模子10的一端向另一端不断地给模子10施加压力,以将感光性陶瓷糊剂33在平玻璃片31和模子10之间铺开,从而将糊剂填充模子10的凹槽。也就是说,感光性陶瓷糊剂33取代凹槽中的空气而相继地填充了凹槽。这时,通过调整陶瓷糊剂的粘度或碾压辊的直径、重量及移动速度,感光性陶瓷糊剂的厚度可被控制在几微米到几十个微米的范围内。
根据附图所示的制造方法,模子的凹槽也起到气流通道的作用。即使当凹槽中捕获空气时,当如上所述施加上述压力时,空气就可能有效地向模子外部排出去。因此,即使当感光性陶瓷糊剂在大气压下供料时,用这种制造方法也能阻止气泡留在凹槽中。换句话说,不必为施加感光性陶瓷糊剂而减少压力。然而,不必说也应知道可减少压力以更容易除去气泡。
随后,固化感光性陶瓷糊剂。如图5B所示,当展开在平玻璃片31上的陶瓷糊剂33属于可光固化的类型时,将平玻璃片31和模子10的叠层放进光辐照设备中(未示出),以用紫外线(UL)穿过平玻璃片31及模子10照射陶瓷糊剂33。这样由感光性陶瓷糊剂制成隔肋。
最后,从光辐照设备中取出平玻璃片31及模子10,其中隔肋34粘在平玻璃片31上,并且移走模子10,如图5C所示。通常该模子的剥离性能优异。然而,可任选地向模子中施加剥离涂层,以有助于在不破坏与平玻璃片31粘合的隔肋34的情况下,用更少的力容易地除去模子10。当然,这种脱模操作不需要较大设备。
实施例
实施例1
制备感光性玻璃糊剂:
为了制备玻璃糊剂准备含量如下的材料。
可光固化的低聚物:甲基丙烯酯的双酚A二缩水甘油的酸加成物(共荣社化学株式会社的产品) 318.5g
可光固化的单体:二甲基丙烯酸三甘醇酯(和光纯药工业株式会社的产品) 136.5g
稀释剂:1,3-丁二醇(和光纯药工业株式会社的产品) 455.0g
光固化引发剂:氧化双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯膦(得自汽巴精化公司,商品名为“Irgacure 819”) 6.4g
精细陶瓷颗粒:铅玻璃和陶瓷的混合粉末(得自旭硝子株式会社,商品名为“RFW-030”) 4093.0g
磷系表面活性剂:丙氧基烃基多元醇磷酸酯(phosphatepropoxyalkyl polyol)(得自3M公司,商品名为“POCA”) 25.3g
磺酸系表面活性剂:十二烷基苯磺酸钠(得自花王株式会社,商品名为“NeoPelex#25”) 25.3g
所有这些材料放于磨碎机中,用直径为7mm的氧化锆作为分散介质在30℃下分散1小时。
分散过程完成后,从磨碎机中取出糊剂,在22℃的条件下放置一天一夜。用布氏B粘度计测量糊剂粘度,测量的条件为使用#5转子,转速为20rpm。糊剂粘度为6,000cps。
制备PDP后板:
用挠性树脂模子制备PDP后板,该模子具有2593个隔肋,每个隔肋是200μm高、顶部宽度100μm、长度540mm、节距360μm。
用涂刀将如上制备的感光性陶瓷糊剂涂覆在PDP玻璃基板上,糊剂厚度大约为100μm。然后将挠性模子叠压在涂覆有玻璃糊剂的玻璃载体上,并使模子弯曲变形及进行对准。使直径为200mm、重量为100kg的碾压辊以40mm/s的速度移动。施加在模子上的压力仅仅是由碾压辊重力产生的压力。
在模子和玻璃基板两侧用波长为400到450nm的一组荧光灯照射层叠在玻璃基板上的模子30秒钟,其中荧光灯由飞利浦公司生产。这样感光性玻璃糊剂被固化并变成隔肋。将在表面上形成有隔肋的玻璃基板从模子上移走,从而得到具有隔肋的玻璃基板。
在模子(在模制过程中使用)和所得玻璃基板上的五点处测量总节距(最外侧隔肋的距离),测量结果列表1中。
表1
测量点 | 树脂模子 | 隔肋 | 模子与隔肋的差值 |
1 | 933.119mm | 933.112mm | -0.007mm |
2 | 933.121mm | 933.117mm | -0.004mm |
3 | 933.121mm | 933.122mm | 0.001mm |
4 | 933.121mm | 933.125mm | 0.004mm |
5 | 933.123mm | 933.112mm | -0.001mm |
从表1中所示的测量结果我们可以知道,通过在本发明的糊剂中使用磷系表面活性剂和磺酸系表面活性剂而制得的隔肋显示出与这些模子在尺寸上几乎相同,由此表明这些隔肋的形成具有高尺寸精度。
将表面上形成有隔肋的玻璃基板在550℃下煅烧1小时,以通过燃烧除去含在糊剂中的有机成分,从而形成由玻璃组分构成的隔肋。用光学显微镜观察在后板上形成的隔肋,没有发现缺陷。
比较例1
按实施例1所述的过程操作,不同之处在于,当制备感光性陶瓷糊剂时,用50.6g磷系表面活性剂(丙氧基烃基多元醇磷酸酯)代替磷系表面活性剂与磺酸系表面活性剂的混合物,以进行比较。测得的糊剂的B粘度为26,000cps(#5转子,20rpm)。
然后,使用如上所述制备的感光性陶瓷糊剂,按实施例1所述的方法制备在表面上形成有隔肋的玻璃基板。由于在这个比较例中玻璃糊剂具有26,000cps的高粘度,因此当在涂覆有玻璃糊剂的玻璃基板上碾压模子时需要施加更大的压力。具体而言,使一个直径为200mm重量为250kg的碾压辊以20mm/s的速度移动。从模子上移走在表面上形成有隔肋的玻璃基板,并获得具有隔肋的玻璃基板。
在模子(在模制过程中使用)和所得玻璃基板上的五点处测量总节距(最外侧隔肋的距离),测量结果列表2中。
表2
测量点 | 树脂模子 | 隔肋 | 模子与隔肋的差值 |
1 | 933.119mm | 933.114mm | -0.005mm |
2 | 933.121mm | 933.136mm | 0.015mm |
3 | 933.121mm | 933.153mm | 0.032mm |
4 | 933.121mm | 933.171mm | 0.050mm |
5 | 933.123mm | 933.191mm | 0.068mm |
从表2中所示的测量结果我们可以知道,通过使用仅含有磷系表面活性剂的糊剂所制得的隔肋与模子的尺寸不同,最大相差约70μm,在这个例子中不能容易地形成尺寸精度高的隔肋。
将表面上形成有隔肋的玻璃基板在550℃下煅烧1小时,以通过燃烧除去含在糊剂中的有机成分,从而形成由玻璃组分构成的隔肋。用光学显微镜观察在后板上形成的隔肋,发现很多缺陷。
比较例2
按实施例1所述的过程操作,不同之处在于,当制备感光性陶瓷糊剂时,用50.6g磺酸系表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)代替磷系表面活性剂与磺酸系表面活性剂的混合物,以进行比较。测得糊剂的B粘度为35,000cps(#5转子,20rpm)。
然后,使用如上所述制备的感光性陶瓷糊剂,按实施例1所述的方法制备在表面上形成有隔肋的玻璃基板。由于在这个比较例中玻璃糊剂具有35,000cps的高粘度,因此当在涂覆有玻璃糊剂的玻璃基板上碾压模子时需要施加更大的压力。具体而言,使一个直径为200mm重量为250kg的碾压辊以10mm/s的速度移动。将表面上形成有隔肋的玻璃基板从模子上移走,并获得具有隔肋的玻璃基板。
在模子(在模制过程中使用)和所得玻璃基板上的五点处测量总节距(最外侧隔肋的距离)。与比较例1相似,测量结果表明隔肋与模子的尺寸不同。最大相差约100μm,总之,在这个比较例中不能形成尺寸精度高的隔肋。
将表面上形成有隔肋的玻璃基板在550℃下煅烧1小时,以通过燃烧除去含在糊剂中的有机成分,从而形成由玻璃组分构成的隔肋。用光学显微镜观察在后板上形成的隔肋,发现很多缺陷。
Claims (13)
1.一种前体糊剂,其包含:
感光性材料;
分散在所述感光性材料中的陶瓷颗粒;
第一种表面活性剂,该表面活性剂中含有磷系化合物,所述磷系化合物含有至少一个磷原子,且该磷原子带有至少一个-OH基团;
第二种表面活性剂,该表面活性剂含有具有磺酸基团的磺酸系化合物。
2.根据权利要求1所述的前体糊剂,其中在22℃时所述糊剂的粘度为1500cps到20000cps。
3.根据权利要求1所述的前体糊剂,其中所述陶瓷颗粒的含量范围为60重量%到90重量%。
4.根据权利要求1或2所述的前体糊剂,其中所述感光性材料含有具有(甲基)丙烯酰基的单体或低聚物。
5.根据权利要求1到3中任何一项权利要求所述的前体糊剂,其中所述陶瓷颗粒含有至少一种选自玻璃、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅及其混合物的材料。
6.根据权利要求1到3中任何一项权利要求所述的前体糊剂,其中所述陶瓷颗粒的平均粒径为0.1μm到10μm。
7.根据权利要求1到3中任何一项权利要求所述的前体糊剂,其中所述第一种表面活性剂与所述第二种表面活性剂的比率为99∶1到1∶99。
8.根据权利要求1到3中任何一项权利要求所述的前体糊剂,其中所述糊剂含有:
5重量份到15重量份的感光性树脂;
60重量份到90重量份的陶瓷颗粒;
0.1重量份到1.0重量份的由磷系化合物组成的第一种表面活性剂;
0.1重量份到1.0重量份的由磺酸系化合物组成的第二种表面活性剂;
5重量份到15重量份的稀释剂;以及
0.02重量份到0.25重量份的光致聚合反应的引发剂。
9.一种制品,该制品具有基板以及在所述基板表面上形成的具有预定形状和预定尺寸的凸起图形,该制品由权利要求1到3中任何一项权利要求所述的精细结构前体糊剂经光固化后形成。
10.根据权利要求9所述的制品,其中所述凸起图形为条状图形,该条状图形通过设置间隔相等且彼此基本平行的多个隔肋而形成。
11.根据权利要求9所述的制品,其中所述凸起图形为网格状图形,该网格状图形通过设置间隔相等且彼此基本平行又相互交叉的多个隔肋而形成。
12.一种制造制品的方法,该方法包括以下步骤:
提供挠性模子,该模子具有与将要形成的所述凸起图形在形状和尺寸上对应的凹槽图案;
用权利要求1到3中任何一项权利要求所述的前体糊剂填充所述模子的所述凹槽;
将所述模子叠压在基板上;
光固化所述糊剂;以及
除去所述模子。
13.一种由权利要求12所述的方法形成的等离子体显示面板的隔肋。
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