專利名稱：光敏糊和使用該光敏糊的用于等離子體顯示板的基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一經(jīng)光輻照即能固化的光敏糊(photosensitive paste)，以及具有采用該光敏糊形成的肋，用于等離子體顯示板(下文稱為“PDP”)的基材。
背景技術(shù)：
預(yù)期PDP可用于薄型大屏幕顯示器。一般來說，PDP具有基材。典型的PDP基材包含一對玻璃平板和具有預(yù)定尺寸的肋(也被稱為隔離肋或隔離件)，所述玻璃平板隔著所述肋以一定距離互相面對面。采用這種結(jié)構(gòu)，肋能夠?qū)⒁粚ΣＡ桨逯g的空間進行分隔，形成多個放電顯示室，故而其中可包含放電氣體，如氖、氦或氙。
已經(jīng)提出了多種方法來制造肋。例如，日本未審查的專利公開公報No.9-265905揭示了一種轉(zhuǎn)移法，該方法包括如下步驟對玻璃或陶瓷粉末、含有機添加劑的粘合劑和有機硅酸鹽化合物的糊狀混合物加熱或光輻照，進行固化來制造模制品，然后對其煅燒制得肋。然而，糊狀混合物的粘合劑中所含的有機添加劑對吸收光輻照通過光固化迅速制得模制品具有抑制作用。當具有由該混合物制得的肋的玻璃平板表面積很大時，往往難以在加熱進行固化和煅燒時實現(xiàn)熱控制。結(jié)果溫度分布不均勻，因此肋往往不能獲得預(yù)定的質(zhì)量。在煅燒的情況下，粘合劑中所含的有機添加劑是燒掉的，對于最終形式的肋該有機添加劑基本上是不必要的。
除了上述出版物以外，其它出版物也揭示了用于制造肋的糊狀混合物。例如，日本未審查專利公開公報No.8-50811揭示了一種光敏玻璃絕緣糊，它包含主要含有氧化鉍和氧化鋅的玻璃粉末和用作粘合劑的丙烯酸類共聚物。然而，當采用該糊料制得的模制品進行煅燒獲得肋時，若粘合劑以上述相同方式燒掉的話，玻璃粉末也會同時熔化，轉(zhuǎn)換到燒毀部分。結(jié)果，肋的體積比模制品體積小約20％，并伴隨發(fā)生模制品的收縮。
由于上述玻璃粉末主要含有氧化鉍和氧化鋅，熔點低，因此該玻璃粉末即使在較低溫度也容易流動。在煅燒的情況下，這種流動會導(dǎo)致模制品的變形，使得肋不再具有預(yù)定的形狀。肋形狀的不均勻性不僅會影響放電顯示室的形狀，使得顏色顯示不均勻，而且會導(dǎo)致放電氣體泄漏，造成PDP壽命縮短。
日本未審查專利公開公報No.8-119725揭示了一種光敏糊，它包含主要含有氧化鉛的低軟化點玻璃粉末和氧化鋁粉末。作為一種常用于屏蔽輻照的材料，鉛具有非常高的質(zhì)量吸收系數(shù)。因此，即使主要含有鉛的光敏糊暴露于光線下，由于鉛吸收了光，往往需要很長時間才能固化。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明PDP用基材的一個實施方案的部分分解透視圖。
圖2是本發(fā)明PDP用基材的生產(chǎn)過程圖解的剖面圖。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種光敏糊，它能夠均勻且迅速地以較高準確度形成具有預(yù)定形狀的肋，同時抑制在固化或煅燒情況下的收縮和變形，并提供使用該光敏糊的PDP用基材。
為解決上述問題完成了本發(fā)明。本發(fā)明提供一種光敏糊，它包含陶瓷粉末；分子量為232-290的含甲基丙烯酸類基團(methacrylic group)的硅烷偶聯(lián)劑作為粘合劑；軟化點低于硅石軟化點的玻璃粉末，其特征在于所述玻璃粉末的含量為10-70體積％，以粉末的總量計。
本發(fā)明還提供一種等離子體顯示板用基材，包括透明平板和整體地位于所述平板上的肋，其特征在于所述肋是由光敏糊形成，該光敏糊包含陶瓷粉末；分子量為232-290的含甲基丙烯酸類基團的硅烷偶聯(lián)劑作為粘合劑；軟化點低于硅石軟化點的玻璃粉末，所述玻璃粉末的含量為10-70體積％，以粉末的總量計，所述陶瓷粉末通過由所述硅烷偶聯(lián)劑形成的二氧化硅互相結(jié)合，并與所述玻璃粉末結(jié)合。
上述術(shù)語“硅石”，當用于本發(fā)明的說明書時，是指本技術(shù)領(lǐng)域公認的普通二氧化硅。因此，其熔點通常約為1700℃。
詳細說明下面參照一些實施方案詳細說明本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，本發(fā)明不局限于這些實施方案。注意在附圖中相同或相應(yīng)的部分被標上相同的數(shù)字。
在圖1的部分分解透視圖中示出了本發(fā)明PDP用基材的一個實施方案。該PDP用基材10是在所謂的AC型PDP中使用的，較好是具有兩塊由易得的鈉鈣玻璃制得的透明平板，即后板12和前板14，互相面對面隔開一段距離。在后板12和前板14之間有預(yù)定形狀和預(yù)定尺寸的許多個肋16，用來分隔前板和后板之間的空間，從而可以形成許多個放電顯示室18。在每個放電顯示室18中，在后板12上沿肋具有尋址電極(address electrode)20，在前板14上垂直于肋16的方向具有由氧化銦錫(ITO)制得的透明總線電極(buselectrode)22。尋址電極20和總線電極22之間可容納放電氣體，如氖、氦或氙，由此可以放電發(fā)光。熒光層24以預(yù)定順序位于每個尋址電極20上，從而可以實現(xiàn)顏色顯示。在前板14和總線電極22上具有透明的介電層26覆蓋著總線電極22，這樣就抑制了總線電極22的濺射而延長PDP的壽命。
在該實施方案中，肋16由能夠借助光輻照固化的透明光敏糊形成，整體地安裝在后板12和前板14的至少一塊板上。
更具體而言，該光敏糊基本上含有陶瓷粉末、由具有甲基丙烯酸類基團的硅烷偶聯(lián)劑制得的粘合劑以及玻璃粉末，所述粘合劑中不含有機添加劑，有機添加劑在煅燒情況下是不必要的。
陶瓷粉末用來使肋具有預(yù)定的形狀，較好是由氧化鋁、硅石、氧化鈦或硅灰石，或者它們的混合物組成，具有高強度。
粘合劑用來保持肋的形狀。在該實施方案中，粘合劑具體是具有甲基丙烯酸類基團的硅烷偶聯(lián)劑。當該硅烷偶聯(lián)劑暴露于光線(如紫外線)下時，它形成能夠通過甲基丙烯酸類基團容納陶瓷粉末的網(wǎng)絡(luò)，從而得以支承陶瓷粉末。
與由有機物質(zhì)制得的粘合劑不同，由該硅烷偶聯(lián)劑制得的粘合劑可形成具有高熔點的聚合二氧化硅。如上所述，當網(wǎng)絡(luò)由硅烷偶聯(lián)劑形成后，即使于較高溫度煅燒，網(wǎng)絡(luò)仍基本上由二氧化硅保持。從易得性角度考慮，該硅烷偶聯(lián)劑較好是分子量約為232-290的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲基甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷或者γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
光敏糊的玻璃粉末用來使肋具有致密的結(jié)構(gòu)，為的是增加其強度。這些玻璃粉末只要填滿二氧化硅形成的網(wǎng)絡(luò)和環(huán)繞該網(wǎng)絡(luò)的陶瓷粉末之間的細小空間就基本上足夠了。陶瓷粉末之間沒有網(wǎng)絡(luò)，所以不必用玻璃粉末填充陶瓷粉末之間的較大空間。結(jié)果，肋的強度只要用較少量的玻璃粉末就得以增強。所以即使玻璃粉末主要含有質(zhì)量吸收系數(shù)高的鉛，也幾乎不會影響光固化的速率。還可限制使用由昂貴的低熔點玻璃制得的玻璃粉末。玻璃粉末的含量基本上為10-70體積％，以糊中所含粉末的總量計。玻璃粉末較好的含量是20-50體積％，就能進一步增加肋的強度。
在此實施方案中，當網(wǎng)絡(luò)與玻璃粉末一起被加熱時，只要溫度不達到構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的二氧化硅的熔點，網(wǎng)絡(luò)就得以保持。因此，基本上不會發(fā)生本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中所述的體積變化。即使體積發(fā)生變化，變化程度也很小。
當前板或后板由退火溫度為550℃的鈉玻璃制得時，玻璃粉末較好是具有比其退火溫度低450-550℃的軟化點。原因如下。具有該軟化點的玻璃粉末在與鈉鈣玻璃制得的前板或后板一起加熱時即使流動以致穿入該空間，也可以防止前板或后板的熱變形。玻璃粉末基本上由含預(yù)定量鉍、硼、鋅、磷酸鹽、沿、鈦或其組合的鉛玻璃、磷酸鋁玻璃、硼酸鈦玻璃、鉍玻璃或鋅玻璃組成，使其具有上述的軟化點。為了在不考慮高質(zhì)量吸收系數(shù)的情況下減少硅烷偶聯(lián)劑的光固化時間，玻璃粉末較好是含有鉍、硼、鋅、磷酸鹽、鉛、鈦或其組合。這時，它們的各自組成均無什么限制。考慮到光固化速率，在氧化鋅的情況下，其含量較好至少是10-80重量％。
如有必要，光敏糊可含有無機酸(如鹽酸或硝酸)用來對硅烷偶聯(lián)劑進行水解，使得該光敏糊轉(zhuǎn)換成溶膠。在這種情況下，光敏糊得以干燥而不膠凝，因此使陶瓷粉末處于分散狀態(tài)。其粘度不隨水的用量而變化，保持在1×104至1×105厘泊(cps)的范圍內(nèi)。
下面再參照圖2說明PDP用基材的制造方法。圖2示出了PDP用基材的制造方法流程圖。
先制造模具30，它具有凹部28，對應(yīng)于PDP用基材的肋的形狀。然后，在模具30上施涂上述光敏糊32，使光敏糊填滿凹部28(見步驟A)。具體而言，當光敏糊32具有上述粘度時，是可以很準確地填滿凹部的。凹部28可具有梯形截面。也可以在凹部表面上施涂脫模劑(圖中未示出)，使模具容易脫模。施涂在凹部28外面的過量光敏糊32用刮刀(圖中未示出)除去，使模具30表面光滑(見步驟B)。
然后，在模具30上放置透明的后板12使其接觸光敏糊32。如步驟C用箭頭所示，紫外線(UV)透過后板12對光敏糊32進行輻照。這時，在光敏糊中不含有機添加劑或者向光敏糊加入鉛的情況下，可以使紫外線只輻照硅烷偶聯(lián)劑。結(jié)果，迅速完成了光敏糊的固化，形成模制品34，如步驟C所示。由于這一固化過程僅通過光輻照就得以完成，不必考慮在加熱固化情況下的熱控制。
在紫外線輻照之后，從模具30中取出與后板12整體結(jié)合的模制品34(見步驟D)。然后，將模制品34連同后板12一起放入煅燒爐中(圖中未示出)，于預(yù)定溫度煅燒獲得肋16(見步驟E)。同樣，在這種情況下，由于粘合劑中不含有機添加劑，不必考慮加熱固化情況下的熱控制。在煅燒前后，上述網(wǎng)絡(luò)基本上得以保持，減少了模制品的收縮。因此，可以以良好準確度對應(yīng)于模具凹部的形狀制造出肋。
如有必要，在后板上的肋之間形成尋址電極，可以再將熒光層形成在尋址層上。然后，將事先在其上面形成了總線電極的透明前板通過肋裝上去與后板面對面。在用密封材料將前板和后板的周邊部分氣密密封后，可以在前板和后板之間形成放電顯示室。然后，對放電顯示室減壓抽空，再將放電氣體引入放電室中，就制得了PDP用的基材。
本發(fā)明是根據(jù)AC型PDP用的基材加以說明的，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難了解，本發(fā)明還可用于DC型PDP用的基材。無論是AC型還是DC型PDP用的基材，電極的形成都可在形成肋之前進行之。
實施例現(xiàn)參照以下一些實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明。可以理解，本發(fā)明不局限于以下實施例。
實施例1為了制備光敏糊，將4克γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷(由NipponUnion Carbide Co.制造)用作硅烷偶聯(lián)劑。還制備0.01 N硝酸水溶液和乙醇的摩爾比為2∶1的混合溶液1克。將此溶液與硅烷偶聯(lián)劑充分攪拌混合，然后將混合物于70℃靜置12個小時使其反應(yīng)。在70℃干燥反應(yīng)產(chǎn)物，蒸發(fā)除去水和醇。
向經(jīng)干燥的反應(yīng)產(chǎn)物中加入0.05克Irgacure 819(二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦，由Ciba-Gigy Co.制造)作為光固化的引發(fā)劑，并加入O.05克POCA(磷酸鹽丙氧基烷基多元醇)作為表面活性劑。
將80體積％的α-氧化鋁與20體積％的玻璃粉末混合制得混合粉末，所述α-氧化鋁的平均粒徑為2.1微米(AL-45-2，由Showa Denko Co.，Ltd.制造)，所述玻璃粉末的平均粒徑為3.6微米(軟化點483℃，OC-530，由OkunoSeiyaku-Kogyo Co.，Ltd.制造)，含有PbO-SiO2-B2O3作為主要組分。然后，將20克所述混合粉末加入上述產(chǎn)物獲得光敏糊。
使用具有對應(yīng)于肋形狀的凹部的模具，在此凹部內(nèi)填滿光敏糊。將透明的后板放在該模具上，使其與凹部中的光敏糊接觸。使用Ushio Denki Co.，Ltd.制造的紫外(UV)光源(商品名Unicure)，進行波長為200-450納米的UV輻照30秒。從模具上取下與后板形成一整體的模制品，然后在煅燒爐中于500℃煅燒，獲得了肋。
本實施例的肋被證實即使用手指拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。從下表1可見，只有當直徑為10毫米、重量約2克的氧化鋁球從肋的上方15毫米處落下時肋才會斷裂，肋的表面硬度(用鉛筆測得)不低于4H。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率僅為2.6％。
實施例2按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是用混合70體積％的α-氧化鋁和30體積％的玻璃粉末制得的混合粉末，代替80體積％α-氧化鋁和20體積％玻璃粉末的混合粉末。
本實施例的肋被證實即使用手指拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。從下表1可見，只有當氧化鋁球從肋上方45毫米處落下時肋才會斷裂，肋的表面硬度(用鉛筆測得)不低于4H。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率僅為2.5％。
實施例3按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是用混合60體積％的α-氧化鋁和40體積％的玻璃粉末制得的混合粉末，代替實施例1的混合粉末。
本實施例的肋被證實即使用手拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。從下表1可見，只有當氧化鋁球從肋上方75毫米處落下時肋才會斷裂，肋的表面硬度(用鉛筆測得)不超過4H。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率僅為3.9％。
實施例4按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是用混合50體積％的α-氧化鋁和50體積％的玻璃粉末制得的混合粉末，代替實施例1的混合粉末。
本實施例的肋被證實即使用抓手拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。從下表1可見，只有當氧化鋁球從肋上方85毫米處落下時肋才會斷裂，肋的表面硬度(用鉛筆測得)不低于4H。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率僅為11.6％。
比較例1按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是用混合90體積％的α-氧化鋁和10體積％的玻璃粉末制得的混合粉末，代替實施例1的混合粉末。
本比較例的肋被證實即使用手拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率僅為1.1％。然而，如下表1所示，當氧化鋁球從肋上方3毫米處落下時，肋就發(fā)生了斷裂。還發(fā)現(xiàn)，用鉛筆測得的肋表面硬度為2B。
比較例2按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是用混合30體積％的α-氧化鋁和70體積％的玻璃粉末制得的混合粉末，代替實施例1的混合粉末。然而，制得肋的形狀破壞得很厲害。結(jié)果是，煅燒前后，肋的收縮率無法測量，也無法進行氧化鋁球的下落沖擊試驗。
比較例3按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是僅使用α-氧化鋁代替α-氧化鋁和玻璃粉末的混合粉末。
本比較例的肋被證實即使用手指指取或玻璃板接觸也不容易斷裂。此外可見，煅燒前后，在垂直于后板的方向上肋基本上不收縮。然而，如下表1所示，當氧化鋁球從肋上方2毫米處落下時，肋就發(fā)生了斷裂。還發(fā)現(xiàn)，用鉛筆測得的肋表面硬度為4B。
比較例4按實施例1所述基本相同的方式制備光敏糊并制得肋，不同的是僅使用玻璃粉末代替α-氧化鋁和玻璃粉末的混合粉末。
本比較例的肋被證實即使用手指拿取或與玻璃板接觸也不容易斷裂。如下表1所示，當氧化鋁球從肋上方40毫米處落下時，肋發(fā)生了斷裂，肋的表面硬度(用鉛筆測得)不低于4H。然而，明顯可見煅燒前后，在垂直于后板方向上肋的收縮率為23.5％，是上述一些實施例的至少兩倍。
表1

權(quán)利要求
1.一種光敏糊，它包含陶瓷粉末；含甲基丙烯酸類基團且分子量為232-290的硅烷偶聯(lián)劑的粘合劑；軟化點低于硅石軟化點的玻璃粉末，其特征在于所述玻璃粉末的含量為10-70體積％，以粉末的總量計。
2.一種用于等離子體顯示板的基材，包含透明平板和整體地位于所述平板上的肋，其特征在于所述肋是由光敏糊形成，該光敏糊包含陶瓷粉末；含甲基丙烯酸類基團且分子量為232-290的硅烷偶聯(lián)劑的粘合劑；和軟化點低于硅石軟化點的玻璃粉末，所述玻璃粉末的含量為10-70體積％，以粉末的總量計，所述陶瓷粉末通過由所述硅烷偶聯(lián)劑形成的二氧化硅互相結(jié)合，并與所述玻璃粉末結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光敏糊,它能夠以較高的準確度均勻且迅速地形成具有預(yù)定形狀的肋,同時抑制固化或煅燒情況下的收縮和變形。該光敏糊包含陶瓷粉末;含甲基丙烯酸類基團且分子量為232－290的硅烷偶聯(lián)劑的粘合劑;軟化點低于硅石軟化點的玻璃粉末,其特征在于所述玻璃粉末的含量為10－70體積%,以粉末的總量計。
文檔編號H01J11/34GK1341234SQ00804026
公開日2002年3月20日 申請日期2000年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月22日
發(fā)明者橫山周史, 笠井紀宏 申請人:美國3M公司