专利名称：用于胶版印刷的电极组合物、使用其形成电极的方法和使用电极组合物的等离子显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于胶版印刷的电极组合物、使用电极组合物形成电极的方法，和使用电极组合物的等离子显示面板。更具体地，本发明涉及用于胶版印刷的电极组合物，其使用含有不饱和腈单体的共聚物作为有机粘合剂，以获得良好的可转移性、连续打印至少 300次、和高阻抗，以按照改进的速度形成精细电极图案，并确保高重复性；使用电极组合物形成电极的方法；和使用电极组合物的等离子显示面板。
背景技术：
作为平板显示面板的等离子显示屏(PDP)与其它显示面板(包括液晶显示面板 (IXD)和投影电视)，且PDP的市场正在迅速扩大。交流电(AC)型PDP的示例性结构包括两个玻璃基板，其中之一被称为前基板，并且由透明电极(维持电极)、总线电极和覆盖电极的介电层组成，另一个基板被称为后基板，并且具有由地址电极、介电层、阻隔肋和磷光体组成的细胞结构。两个基板设置为使两个基板的电极以直角交叉。当在两个基板的电极之间施加电压时，在显示面板中产生放电，以产生紫外线，其激发由阻隔肋界定的单元中的磷光体，以发光。鉴于显示面板的结构，通过在单元中的激发的红、绿和蓝(RGB)磷光体的结合得到图像，并显示在与电极所形成的前基板的表面相对的表面上。为了提高所显示的图像的质量(对比度)，在对应显示表面的前基板的透明电极和总线电极之间形成黑电极，以使总线电极抑制来自后基板的可识别性。很多形成等离子显示面板的方法是已知的。典型的电极形成方法包括制备适合电极形成的光敏浆料、通过丝网印刷将浆料印刷到玻璃基板的整个表面、通过光刻法曝光印刷浆料的所选部分、显影所曝光的部分和烘烤浆料的剩余部分。但是，这种方法有一个缺点是通过光刻法暴露了印刷浆料的不必要的部分，且通过显影去除这些不必要的部分，这样导致损失了昂贵的材料，并最终导致生产成本的增加。 另一个缺点是由于电极是通过一系列的加工步骤(包括印刷、干燥、曝光、显影和烘烤)产生的，所以整体处理时间被不必要地延长了。此外，用于丝网印刷的金属和聚酯印网掩模很可能会随着时间而延伸和变形，导致印刷用胶片的厚度的变化。为了试图克服这些缺点，已经采用了喷墨印刷及胶片转移处理。不利的是，这些处理导致相当大的材料成本，提高了处理步骤的次数，而且需要使用昂贵的设备。在喷墨打印的情况下，通过复杂的方法以高成本使用昂贵的纳米导电粉末准备喷墨印刷。此外，电极形成的喷墨打印既不能确保精细图案的精度也不能确保其足够的厚度。胶片转移是将光敏电极组合物应用到胶片上、转移到基板上、曝光并显影以在基板上形成电极图案的方法。胶片转移对于克服例如印网掩模的有限精度和长的处理时间的缺点是有利的，但对减少昂贵材料的损失受限制。
鉴于这种情况，已经提出胶版印刷，其包括印刷、干燥和烘烤的简化步骤(其可以大大减少在现有技术的电极形成方法所需的处理步骤)。根据胶版印刷，因为仅可以在基板的必要部分上印刷电极组合物，所以在不损失昂贵材料的情况下可以以可复制的方式在基板上形成精细电极图案。胶版印刷需要使用橡胶毯(橡胶布，rubber blanket)，这很可能溶胀与存在于胶印的电极组合物中的有机溶剂接触。在连续印刷期间，这种溶胀使印刷的组合物的形状发生变形，最终导致待转移的电极打桩(堆叠，Piling)。日本未审查的专利申请公开No. 2002-245931描述了在导电电极组合物从毯(橡胶布)表面转移到玻璃基板的表面之后对印刷毯的表面进行的加热和冷却。然而，与普通胶印方法相比，这种加热和冷却使整个过程复杂化。另一方面，设计了新的粘合剂以确保目前用于形成PDP的电极的胶印的浆料的连续印刷。在这种情况下，然而，粘合剂的燃尽特性会恶化，且应添加大量的导体以降低粘合剂的高阻抗至所需的水平。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于胶版印刷的电极组合物，其在连续印刷中经受最小的线宽变化，同时防止待转移的电极打桩(堆叠，Piling)。本发明的另一个目的是提供用于胶版印刷的电极组合物，其尽管使用了减量的导体，但是仍具有所需的电阻值，不会劣化粘合剂的燃尽特性。本发明的另一个目的是提供通过胶版印刷在连续印刷中控制印刷图案的形状的变化而高效率低成本地形成等离子显示面板的电极的方法。本发明的另一个目的是提供含有使用电极组合物形成的电极的等离子显示面板。本发明的一个方面提供了用于胶版印刷的电极组合物。电极组合物包括导电材料、有机粘合剂、玻璃熔料(glass frit)及有机溶剂，其中有机粘合剂是含有1至40wt%不饱和腈单体的共聚物。电极组合物可含有50至85wt%的导电材料、1至20wt%的有机粘合剂、1至 20wt%的玻璃熔料和余量的溶剂。导电材料可以是选自由金、钼、钯、银、铜、铝、镍、及其合金组成的组中的至少一种导电金属的粉末。有机粘合剂可以是20至60wt%的不饱和羧酸单体(i)、1至40wt%的不饱和腈单体(ii)、和余量的乙烯性不饱和单体(iii)的共聚物。在有机粘合剂中，不饱和羧酸单体⑴的含量(a)大于不饱和腈单体(ii)的含量 (b) (a > b)。有机粘合剂的玻璃化转变温度为-40至150°C。玻璃熔料的软化点为300至600°C，且玻璃化转变温度为200至500°C。该组合物进一步含有选自由增塑剂、分散剂、粘度稳定剂、消泡剂和偶联剂组成的组中的一种或多种添加剂。本发明的另一个方面提供了使用该组合物形成的电极。本发明的另一个方面提供了使用该组合物形成电极的方法。所述方法可包括(a)将该组合物转移到毯辊(橡胶布辊，blanket roll)的表面，(b)将该组合物从毯辊的表面转移到玻璃基板上，和(c)干燥和烘烤转移到玻璃基板上的组合物。本发明的另一个方面提供了包括该电极的等离子显示面板。
图1为示出了通过使用根据本发明的示例性实施例的电极组合物的胶版印刷形成电极的方法的流程图；和图2为示出了使用根据本发明的示例性实施例的电极组合物制造的等离子显示面板的分解透视图。
具体实施例方式现在将通过参考附图详细描述用于胶版印刷的电极组合物、使用该电极组合物形成电极的方法和使用根据本发明的电极组合物的等离子显示面板。本发明的电极组合物可用于以可重复的方式通过胶版印刷在等离子显示面板 (PDP)的前基板和后基板上形成精细图案。印刷的电极组合物经受合适的热处理技术(例如烘烤)以形成电极。首先，进行胶版印刷的描述。图1为示出了通过胶版印刷形成电极的方法的流程图。参考图1，胶版印刷包括两个处理步骤剥离处理(SllO)和定型处理(S120)。干燥/烘烤(S130)包括在后处理步骤中。在Sl 10中，电极组合物填充在图案化凹版辊的凹版槽(intaglio grooves)中(线宽=50-150 μ m，深度=10-50 μ m)，并且使用金属刮刀将溢出凹版辊的电极组合物的部分刮去(“刮除(doctoring)”)。此后，将表面由硅橡胶制成的毯辊(blanket roll)连续按下并在填充有电极组合物的凹版辊上面滚动，以将组合物从凹版辊转移到毯辊的表面。在S120中，将毯辊的表面压在玻璃基板上并在其上滚动，以将电极组合物从毯辊转移到玻璃基板上。在定型处理之后，可进行烘烤以形成PDP的电极。本发明的电极组合物可填充在凹版辊的凹版槽中，并可完美地转移到硅胶毯上， 其中没有图案的突起和互连的凹槽(切口，cuts) (SllO)。随后，可以精细电极图案的形式将电极组合物从硅胶毯转移到玻璃基板，不留任何残留物(S120)。因此，本发明的电极组合物适用于胶版印刷。本发明的电极组合物包括作为主要组分的导电材料、有机粘合剂和玻璃熔料，以及其它组分例如有机溶剂。本发明的电极组合物可含有50至85wt%的导电材料、1至20wt%的有机粘合剂、 1至20wt%的玻璃熔料和余量的溶剂。导电材料用于提高电极组合物的载流性能。导电材料可以是选自由金、钼、钯、银、 铜、铝、镍及其合金组成的组中的至少一种导电金属的粉末。粉末可具有0. 1至3μπκ优选 0. 3至2μπι的直径。基于组合物的总重量，导电材料在组合物中的含量可为50至85wt %、优选为60至 80wt%、更优选为65至80wt%。在这个范围之内，待形成的电极可具有足够的导电性和适当的厚度。作为有机粘合剂，可使用通过以下物质共聚而制备的树脂i)不饱和羧酸单体， ii)不饱和腈单体，和iii)与单体i)和ii)可共聚的乙烯性不饱和单体。如果需要，本发明的组合物可含有有机粘合剂和选自由纤维素、聚乙烯醇、环氧树脂、三聚氰胺和聚乙烯醇缩丁醛树脂组成的组中的至少一种树脂的混合物。作为不饱和羧酸单体i)，可为示例性丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、醋酸乙烯酯、及其酸酐，或其混合物。基于有机粘合剂的重量，不饱和羧酸单体优选以20 至60wt%存在。在这个范围内，在聚合期间可防止凝胶，且可控制有机粘合剂的聚合度。此外，有机粘合剂可具有足以使组合物具有良好的显影性的酸值。不饱和羧酸单体优选以25 至55wt%、更优选以30至50wt%的量存在。不饱和腈单体ii)可为丙烯腈、甲基丙烯腈或其混合物。基于有机粘合剂的重量， 不饱和腈单体ii)优选以1至40wt%的量存在。在这个范围内，电极组合物在连续印刷中经受最小的线宽变化，并有很少堆叠(little piling)，并显示了良好的粘着性，这意味着良好的图案稳定性。不饱和腈单体ii)优选为5至35wt%，更优选为10至35wt%。优选地，不饱和羧酸单体(i)的含量(a)大于不饱和腈单体(ii)的含量(b)。这在胶版印刷法方面是有利的。在一个实施方式中，a b为1.2 30 1，优选为1.5 20 1。与单体i)和ii)可共聚的乙烯性不饱和单体的实例包括但不限于(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙基酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基辛酯，丙烯酰胺类，例如N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺(N-methylmethacrylamide)、N_乙基甲基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N，N- 二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺、N，N- 二甲基甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基甲基丙烯酰胺，苯乙烯类，例如苯乙烯、α -甲基苯乙烯和羟基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基酰胺和N-乙烯基咪唑。这些乙烯性不饱和单体可单独使用或作为其两种或两种以上的混合物使用。乙烯性不饱和单体构成了有机粘合剂的其余部分。例如，乙烯性不饱和单体以0. 1 至75wt%、优选为1至50wt%、更优选为10至40wt%的量存在。优选地，有机粘合剂的玻璃化转变温度为-40至150°C。这个范围使电极组合物具有足以被转移到基板的粘合强度，可以防止在剥离处理和成型处理期间在待形成的图案上形成许多突起，并有助于使用压缩空气将不必要的杂质从转移到基板的图案的表面上去除。有机粘合剂的玻璃化转变温度为-35至100°C、更优选为-30至50°C。基于组合物的总重量，有机粘合剂以1至20wt%、优选为5至15wt%的量存在。在这个范围内，很容易在剥离处理和成型处理期间转移电极组合物，且电极组合物可获得高导电性。玻璃熔料起到用于提高导电材料和基板之间的粘附力的作用。优选地，玻璃熔料的软化点可为300至600°C。玻璃熔料含有氧化铅、氧化铋或氧化锌作为主要组分。优选地，玻璃熔料的玻璃化转变温度可为200至500°C。考虑到待使用的膜的厚度，玻璃熔料的粒径优选限制为5μπι或更小。
基于组合物的总重量，玻璃熔料以1至20wt%、优选为2至IOwt%的量存在。在这个范围内，电极图案在烘烤之后很容易粘附到基板上，并被赋予高导电性和机械强度。溶剂可为能够溶解粘合剂树脂的有机溶剂，并具有100至300°C的沸点。优选伯醇或仲醇，因为它不太可能造成硅胶毯的溶胀。当溶剂的沸点为100°c或更高，组合物可转移到毯上，并且在刮除期间不会在图案上造成任何缺陷。同时，当溶剂的沸点为300°c或更低时，在转移期间不会在毯上留下任何残留物。适合用于组合物的有机溶剂的实例可包括但不限于异丙醇、2-乙基己醇、甲氧基戊醇、丁氧基乙醇、乙氧基乙氧基乙醇、丁氧基乙氧基乙醇、甲氧基丙氧基丙醇、丙三醇 (glycerol)、乙二醇、丙三醇(glycerol)、texanol、α -松油醇、煤油、矿物油精、二氢松油醇、二甘醇丁醚、二甘醇乙醚、二丙二醇甲醚和二己二醇乙醚(dihexylene glycol ethyl ether)。这些有机溶剂可单独使用或作为其两种或两种以上的混合物使用。如有必要，组合物进一步包括选自由增塑剂、分散剂、粘度稳定剂、消泡剂和偶联剂组成的组中一种或多种添加剂。图1示出了使用电极组合物形成电极的方法。具体来说，该方法包括在凹版辊的凹版槽中填充该组合物，并将组合物从凹版辊转移到由硅橡胶制成的毯辊的表面(SllO)， 将组合物从毯辊转移到玻璃基板上(S120)，以及干燥和烘烤转移到玻璃基板上的组合物 (S130)。图2为示出了使用电极组合物制造的等离子显示面板的分解透视图。如图2所示，等离子显示面板20包括前基板200和后基板250。透明电极210设置在面向后基板250的前基板200的表面上的横向。在透明电极 210上形成总线电极212。在透明电极210的上方形成第一介电层214以储存面板内产生的电荷。在第一介电层214上形成MgO层218，以保护第一介电层214并有助于电子的发射。在面向前基板200的后基板250的表面上的纵向形成地址电极217。在后基板250 的地址电极217的上方形成第二介电层215，且在第二介电层215上形成阻隔肋(barrier rib) 220。在阻隔肋220内设置RGB磷光体232以界定对应的像素区。诸如Ne+Ar或Ne+Xe的惰性气体可填充在由前基板200和后基板250界定的空间内。当超过临界值的电压施加于电极时，放出惰性气体以发光。可通过使用电极组合物的胶版印刷来形成等离子显示面板20的总线电极212和地址电极217。实施例下文中，将参考以下实例更详细地解释本发明的构造和功能。仅为了说明性目的提供了这些实例，且这些实例不应以任何方式解释为限制本发明。本领域的技术人员将容易识别并理解没有包括在本文的公开，因此省略了其解释。实施例1-3和比较例1-4中的用于制备电极组合物的组分的详情如下。(a)导电材料球形银粉，具有0. 7m2/g的表面积和1. 5μπι的平均粒径(3-11F， DOffA) ο(b)有机粘合剂具有表1中所示的组合物的丙烯酸酯共聚物。
表 权利要求
1.一种用于胶版印刷的电极组合物，包括导电材料、有机粘合剂、玻璃熔料及有机溶剂，其中，所述有机粘合剂是含有1至40wt%不饱和腈单体的共聚物。
2.根据权利要求1所述的电极组合物，其中，所述电极组合物含有50至85wt%的导电材料、1至20wt%的有机粘合剂、1至20wt%的玻璃熔料和余量的溶剂。
3.根据权利要求1所述的电极组合物，其中，所述导电材料是金、钼、钯、银、铜、铝、镍及其合金中的至少一种导电金属粉末。
4.根据权利要求1所述的电极组合物，其中，所述有机粘合剂是20至60wt%的不饱和羧酸单体(i)、l至40wt%的不饱和腈单体(ii)、和余量的乙烯性不饱和单体(iii)的共聚物。
5.根据权利要求4所述的电极组合物，其中，所述不饱和羧酸单体的含量(a)大于所述不饱和腈单体的含量(b)。
6.根据权利要求1所述的电极组合物，其中，所述有机粘合剂的玻璃化转变温度为-40 至 150°C。
7.根据权利要求1所述的电极组合物，其中，所述玻璃熔料的软化点为300至600°C， 且玻璃化转变温度为200至500°C。
8.根据权利要求1所述的电极组合物，进一步含有增塑剂、分散剂、粘度稳定剂、消泡剂和偶联剂中的至少一种添加剂。
9.使用根据权利要求1至8中任一项所述的电极组合物形成的电极。
10.一种形成电极的方法，包括(a)将根据权利要求1至8中任一项所述的电极组合物转移到毯辊的表面，(b)将所述组合物从所述毯辊的表面转移到玻璃基板上，以及(c)干燥并烘烤转移到所述玻璃基板上的所述组合物。
11.一种等离子显示面板，包括根据权利要求9所述的电极。
全文摘要
本发明公开了胶版印刷的电极组合物。该电极组合物使用含有不饱和腈单体的共聚物作为有机粘合剂。该用于胶版印刷的电极组合物包括导电材料、有机粘合剂、玻璃熔料及有机溶剂，其中，所述有机粘合剂是含有1至40wt％不饱和腈单体的共聚物。该电极组合物显示了良好的可转移性和高阻抗。此外，该电极组合物可连续打印至少300次，并可用于以改进的速度在等离子显示面板的前基板和后基板上形成精细电极图案。此外，电极组合物可确保高重复性。本发明进一步公开了使用该电极组合物形成电极的方法，和使用该电极组合物的等离子显示面板。
文档编号H01J11/12GK102568981SQ20111023807
公开日2012年7月11日 申请日期2011年8月18日 优先权日2010年12月13日
发明者冈本珍范, 孙修耿, 慎庸完, 河京珍, 郑名成, 金兑中, 金英俊 申请人:第一毛织株式会社