专利名称：用于等离子体显示板的黑色基质组合物和等离子体显示板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于等离子体显示板的黑色基质组合物和等离子体显示板。
背景技术：
传统的等离子体显示板包括前面板和后面板。在前面板和后面板之间形成的隔板肋片形成放电单元。每一单元充满主放电气体，例如氖(Ne)、氦(He)或Ne-He气体混合物及包含少量氙(Xe)的惰性气体。
由供给等离子体显示板的高频电压产生惰性气体的放电，同时惰性气体的放电放射真空紫外射线。真空紫外射线使得在隔板肋线之间形成的磷光体发光，其在等离子体显示板上形成相当于图像数据的图像。
因为可以制造薄的和轻的等离子体显示板，所以等离子体显示板已经被认为是下一代显示装置。
传统的等离子体显示板包括阻挡光并且改进纯度和对比度的黑色基质。根据黑色基质图案，通过烧结黑色基质组合物形成黑色基质。
如图1所示，当用传统的黑色基质组合物形成黑色基质(15)时，基底(10)和黑色基质(15)之间的附着力降低，并且黑色基质(15)发生分离(cut off)。如图2所示，当用传统的黑色基质组合物形成黑色基质(15)时，基底(10)和黑色基质(15)之间的附着力降低，黑色基质(15)的宽度不是一致的，并且黑色基质(15)的边缘与基底(10)分离。
传统的黑色基质组合物形成黑色基质需要太多的时间。此外，由于使用传统的黑色基质组合物，所述黑色基质的厚度不是一致的。
发明内容
因此，本发明的目的是至少解决相关技术的这些问题和缺点。
本发明的实施方式提供能减少形成黑色基质所需要时间的黑色基质组合物，和包括由黑色基质组合物形成的黑色基质的等离子体显示板。
本发明的实施方式还提供能增加黑色基质附着力的黑色基质组合物，和包括由黑色基质组合物形成的黑色基质的等离子体显示板。
本发明的实施方式还提供具有好的涂布性能的黑色基质组合物，和包括由黑色基质组合物形成的黑色基质的等离子体显示板。
本发明的实施方式还提供具有高硬化速率的黑色基质组合物，和包括由黑色基质组合物形成的黑色基质的等离子体显示板。
根据本发明的一方面，提供用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其包括基于黑色基质组合物总重量20wt％～85wt％的光可交联有机物、基于黑色基质组合物总重量10wt％～40wt％的无机颜料、和基于黑色基质组合物总重量5wt％～40wt％的玻璃粉，其中该光可交联有机物，基于该光可交联有机物的总重量，包括0.5wt％～30wt％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
根据本发明的另一个方面，提供包括基底、在该基底上形成的黑色基质和在该黑色基质上形成的电极层的等离子体显示板，其中该黑色基质与基底接触的一个表面的宽度大于该黑色基质与该电极层接触的另一个表面的宽度。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物和等离子体显示板增加了黑色基质的附着力。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物和等离子体显示板改进了黑色基质组合物的涂布性能。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物和等离子体显示板增加了黑色基质组合物的硬化速率。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物和等离子体显示板减少了形成黑色基质组合物所需要的时间。
所附的附图用于深化对本发明的理解，并组成本说明书的一部分，说明本发明的实施方式以及与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1和图2表示用传统的黑色基质组合物形成的黑色基质。
图3表示由本发明实施例1的黑色基质组合物形成的黑色基质图案；图4表示由本发明实施例2的黑色基质组合物形成的黑色基质图案；图5表示根据本发明实施方式的等离子体显示板的结构。
优选实施方式详述以下将详细说明本发明的实施方式，其实例示于附图。
根据本发明的实施方式，用于等离子体显示板的黑色基质组合物包括基于黑色基质组合物总重量20wt％～85wt％的光可交联有机物、基于黑色基质组合物总重量10wt％～40wt％的无机颜料和基于黑色基质组合物总重量5wt％～40wt％的玻璃粉，其中该光可交联有机物，基于该光可交联有机物的总重量，包括0.5wt％～30wt％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
光可交联有机物可以进一步包括基于该光可交联有机物总重量15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物、基于该光可交联有机物的总重量20wt％～40wt％的光敏单体和基于该光可交联有机物总重量4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。
氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量可以为500到40,000。
无机颜料可以包括或基于金属的无机颜料或基于金属氧化物的无机颜料。
丙烯酸类聚合物的数均分子量可以为1,000到100,000。
丙烯酸类聚合物可以包括或甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯的三元共聚物，或甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物。
光敏单体可以包括单官能单体，该单官能单体包括一个丙烯酸酯官能团。
光敏单体可以包括含有一个丙烯酸酯官能团的单官能单体，和包括两个或更多丙烯酸酯官能团的多官能单体。
光敏单体可以包括含有一个丙烯酸酯官能团的单官能单体，和基于硅烷的单体。
光敏单体可以包括两个或更多的多官能单体，每个多官能单体可以包括两个或更多的丙烯酸酯官能团。
多官能单体可以包括丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的任一种。
玻璃粉可以包括或基于氧化铅的化合物或基于铋的化合物。
光敏聚合物引发剂可以包括或基于二苯甲酮的引发剂或基于三嗪(trizine)的引发剂。
用于等离子体显示板的黑色基质组合物可以是黑色基质糊或黑色基质淤浆。
根据本发明的另一个实施方式的等离子体显示板包括基底、在该基底上形成的黑色基质和在该黑色基质上形成的电极层，其中该黑色基质与基底接触的一个表面的宽度大于该黑色基质与该电极层接触的另一个表面的宽度。
在一个表面边缘和另一个表面边缘之间的水平距离可以从大于或等于0.1μm到小于或等于10μm。
在一个表面边缘和另一个表面边缘之间的水平距离可以大于或等于5μm到等于或小于10μm。
黑色基质可以用黑色基质糊或黑色基质淤浆形成，该黑色基质糊或该黑色基质淤浆可以包括光可交联有机物、无机颜料和玻璃粉，所述光可交联有机物包括氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
基于黑色基质组合物总重量，光可交联有机物可以为20wt％～85wt％，基于该黑色基质组合物总重量，无机颜料可以为10wt％～40wt％，和基于黑色基质组合物总重量，玻璃粉可为5wt％～40wt％，及其中基于光可交联有机物的总重量，氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物可以为0.5wt％～30wt％。
光可交联有机物可以进一步包括基于光可交联有机物总重量15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物，基于该光可交联有机物总重量20wt％～40wt％的光敏单体，和基于光可交联有机物总重量4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。
氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量可以为500到40,000。
该黑色基质糊或该黑色基质淤浆可以更进一步包含标记剂、基于硅烷的偶合剂、防沫剂、增塑剂、分散剂或分散维持剂中的至少一种。
以下参考所附的附图，详细描述本发明典型的实施方式。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物包括基于黑色基质组合物总重量20wt％～85wt％的光可交联有机物，基于黑色基质组合物总重量10wt％～40wt％的无机颜料，和基于黑色基质组合物总重量5wt％～40wt％的玻璃粉。
无机颜料用来增加该黑色基质106的黑色电平。无机颜料包括或基于金属的无机颜料或基于金属氧化物的无机颜料，例如Co3O4。当无机颜料的含量小于10wt％时，等离子体显示板的黑色电平降低，以致等离子体显示板的对比度降低。当无机颜料的含量大于40wt％时，光引发剂的效率降低以致该黑色基质的光硬化速率降低。
本发明实施方式中使用的玻璃粉包括或基于氧化铅的化合物或基于铋(Bi)的化合物。用于烧结工艺玻璃粉的含量取决于无机颜料的尺寸和用量。使用的玻璃粉，基于黑色基质组合物总重量优选为5wt％～40wt％。当玻璃粉的含量小于5wt％时，黑色基质组合物烧结不充分以致无机颜料从烧结的黑色基质分离。当玻璃粉的含量大于40wt％时，问题在于黑色基质的黑色电平和光性能降低。
光可交联有机物包括基于光可交联有机物总重量15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物，基于光可交联有机物总重量20wt％～40wt％的光敏单体，基于光可交联有机物总重量0.5wt％～30wt％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，和基于光可交联有机物总重量4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。
通过聚合聚醚多醇、包含羟基的丙烯酸衍生物和disocianate化合物制造氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的两端具有碳-碳双键。聚醚多醇的数均分子量优选为300到30,000，更优选500到10,000。disoeianate化合物用于氨基甲酸乙酯化合物。此外disocianate化合物包括脂肪族的disocianate或芳香族的disoeianate。
优选氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为500到40,000。更优选氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为500到30,000。当氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量小于500时，在本发明的实施方式中，其很难实现改进的性能。当氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量大于40,000时，问题在于不利地影响黑色基质的碱性显影和光硬化。数均分子量为500到40,000的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，将形成黑色基质图案的光的量从300mj(毫焦耳)降低到100mj。
基于光可交联有机物总重量，使用0.5wt％～30wt％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。在本发明的实施方式中，重量百分数表示除溶剂之外固体粉末的重量百分数。当氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的含量小于0.5wt％时，其很难在本发明的实施方式中实现改进的性能。当氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的含量大于30wt％时，产生该黑色基质光硬化的问题。根据本发明实施方式，黑色基质组合物中包含的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物改进并防止湿气吸附。
丙烯酸类聚合物通常用于紫外线硬化的树脂组合物中。丙烯酸类聚合物用作基质黏合剂。丙烯酸类聚合物的例子包括甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯的三元共聚物，甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物。然而，丙烯酸类聚合物不限于此。
优选丙烯酸类聚合物的分子量为1,000到100,000。更优选丙烯酸类聚合物的分子量为1,000到50,000。当丙烯酸类聚合物的分子量小于1,000时，该黑色基质的功能不能令人满意。当丙烯酸类聚合物的分子量大于100,000时，产生黑色基质的光硬化速率和碱性显影的问题。
基于光可交联有机物总重量，优选使用15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物。当丙烯酸类聚合物小于15wt％时，很难形成黑色基质。如此产生黑色基质的光硬化、显影、颜料分散的问题。当丙烯酸类聚合物大于55wt％时，产生黑色基质的光硬化和显影的问题。
因为本发明实施方式使用的光敏单体具有碳-碳双键，所以能进行自由基引发聚合的物质用作光敏单体。
光敏单体可以包含单官能单体，单官能单体包括一个丙烯酸酯官能团。此外光敏单体可以包含包括一个丙烯酸酯官能团的单官能单体，和包括两个或更多丙烯酸酯官能团的多官能单体。
多官能单体的例子包括二官能单体例如丙二醇二丙烯酸酯、三官能单体例如季戊四醇三丙烯酸酯、六官能单体例如二季戊四醇六丙烯酸酯。然而，多官能单体不限于此。优选当需要具有相对低弹性的硬化物质时，使用单官能化合物。然而，多官能的化合物以适当的比例加到单官能化合物中，以便调节硬化物质的弹性。
此外，光敏单体可以包括含有一个丙烯酸酯官能团的单官能单体，和基于硅烷的单体。
基于光可交联有机物总重量，优选使用20wt％～40wt％的光敏单体。当光敏单体的含量超出上述范围时，产生光硬化系统的问题。
本发明实施方式使用的光敏聚合物引发剂包括基于二苯甲酮的引发剂和基于三嗪的引发剂。例如异丙基噻吨酮的感光剂可以加到光敏聚合物引发剂中，以促进有效的光反应。
基于光可交联有机物总重量，优选使用4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。当光敏聚合物引发剂的含量小于4wt％时，很难实现黑色基质的光硬化。此外，当光敏聚合物引发剂的含量大于15wt％时，产生光硬化的问题并且剩余的光敏聚合物引发剂用作异物。
在本发明的实施方式中，少量添加剂例如标记剂、基于硅烷的偶合剂、防沫剂、增塑剂、分散剂、分散维持剂，可以加到黑色基质组合物中。
根据本发明实施方式的黑色基质组合物为黑色基质糊或黑色基质淤浆。
当用根据本发明实施方式的黑色基质组合物形成黑色基质时，形成黑色基质图案的光的量从300mj(毫焦耳)降低到100mj。
以下参考所附的附图将详述本发明的示例性实施方式。
实施例1使用120g具有39,000分子量的三元共聚物，其包括60重量份的甲基丙烯酸苯甲基酯、20重量份的甲基丙烯酸和20重量份的甲基丙烯酸羟乙酯，作为用作黏合剂的丙烯酸类聚合物。此外，使用作为双官能单体的50重量份丙二醇二丙烯酸酯和作为六功能单体的50重量份二季戊四醇六丙烯酸酯，分别得到85g的光敏单体。
使用15g具有4,000分子量的脂肪族二氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物，作为通过聚合聚醚多醇、包含羟基的丙烯酸衍生物和disocianate化合物得到的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。使用15g 2-甲基-1[4-(methylco)苯基]-2-吗啉-propa-1-non(商品名“Micure MS-7”，由Miwon Commercial Co.，Ltd制造)作为光敏聚合物引发剂。使用215g丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)作为溶剂。因此制成了包括丙烯酸类聚合物、光敏单体、氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物和光敏聚合物引发剂的光可交联有机物。
下一步，将95g Co3O4用作无机颜料，和将95g基于Bi2O3的玻璃粉用作玻璃粉。使用12g具有酸基的嵌段高聚物的烷基铵，例如由BYK-Chemie Co.Ltd.制造的“Disperbyk-180”，作为分散剂。使用72g溶剂分散无机颜料，以制成无机颜料分散体。
另外使用236g溶剂调节最终淤浆的粘度，以提供黑色基质组合物。
将黑色基质组合物涂布在等离子体显示板310的前基底上，形成黑色基质320。如此形成的该黑色基质320显示在图3中。如图3所示，没有产生黑色基质320的异常现象，例如黑色基质320的分离或黑色基质320宽度的不一致。
实施例2
除了70g Co3O4用作无机颜料和70g基于Bi2O3的玻璃粉用作玻璃粉之外，用和实施例1一样的方法提供黑色基质组合物。
将黑色基质组合物涂布在等离子体显示板410的前基底上，形成黑色基质420。如此形成的该黑色基质420显示在图4中。如图4所示，黑色基质420没有产生异常现象，例如该黑色基质420的分离或该黑色基质420宽度的不一致。
图5表示根据本发明实施方式的等离子体显示板的结构。如图5所示，根据本发明实施方式的等离子体显示板包括基底510、形成在该基底510上的黑色基质520和形成在该黑色基质520上的电极层530。与基底510接触的该黑色基质520的一个表面的宽度大于该黑色基质520与电极层530接触的另一个表面的宽度。用黑色基质糊或黑色基质淤浆形成该黑色基质(520)，该黑色基质糊或该黑色基质淤浆包括光可交联有机物、无机颜料和玻璃粉，该光可交联有机物包括氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
因为根据本发明的黑色基质组合物，例如黑色基质糊或黑色基质淤浆同上述的黑色基质组合物，所以省略对其的说明。
当根据黑色基质图案显影本发明的黑色基质组合物时，该黑色基质520与基底510接触的一个表面的宽度大于该黑色基质520与电极层530接触的另一个表面的宽度，这是由于在基底510和该黑色基质(520)之间附着力的增加。
在一个表面边缘E1和另一个表面的边缘E2之间的水平距离从大于或等于0.1μm到等于或小于10μm。优选，在一个表面边缘E1和另一个表面的边缘E2之间的水平距离大于或等于5μm到等于或小于10μm。
图5的附图标号540是DFR层。
尽管如此描述本发明的实施方式，同样可以以许多方式变化。这样的变化不能认为是背离本发明的精神和范围，并且对本领域技术人员而言，所有这类的修改都落在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于等离子体显示板的黑色基质组合物，包括基于黑色基质组合物总重量20wt％～85wt％的光可交联有机物；基于黑色基质组合物总重量10wt％～40wt％的无机颜料；和基于黑色基质组合物总重量5wt％～40wt％的玻璃粉，其中，基于光可交联有机物总重量，该光可交联有机物包括0.5wt％～30wt％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
2.如权利要求1的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光可交联有机物进一步包括基于光可交联有机物总重量15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物、基于光可交联有机物总重量20wt％～40wt％的光敏单体和基于光可交联有机物总重量4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。
3.如权利要求1的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为500到40,000。
4.如权利要求1的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中无机颜料包括或基于金属的无机颜料或基于金属氧化物的无机颜料。
5.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中丙烯酸类聚合物的数均分子量为1,000到100,000。
6.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中丙烯酸类聚合物包括甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯的三元共聚物，或甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物。
7.如权利要求5的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中丙烯酸类聚合物包括甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯的三元共聚物，或甲基丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物。
8.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光敏单体包括单官能单体，所述单官能单体包括一个丙烯酸酯官能团。
9.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光敏单体包括含有一个丙烯酸酯官能团的单官能单体，和含有两个或更多丙烯酸酯官能团的多官能单体。
10.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光敏单体包括含有一个丙烯酸酯官能团的单官能单体和基于硅烷的单体。
11.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光敏单体包括两个或更多多官能单体，和每个多官能单体包括两个或更多丙烯酸酯官能团。
12.如权利要求9的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中多官能单体包括丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的任何一种。
13.权利要求11的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中多官能单体包括丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的任何一种。
14.如权利要求1的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中玻璃粉包括基于氧化铅的化合物或基于铋的化合物。
15.如权利要求2的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中光敏聚合物引发剂包括基于二苯甲酮的引发剂或基于三嗪的引发剂。
16.如权利要求1的用于等离子体显示板的黑色基质组合物，其中用于等离子体显示板的黑色基质组合物是黑色基质糊或黑色基质淤浆。
17.一种等离子体显示板，包括基底；在基底上形成的黑色基质；和在该黑色基质上形成的电极层，其中该黑色基质与基底接触的一个表面的宽度大于该黑色基质与电极层接触的另一个表面的宽度。
18.如权利要求17的等离子体显示板，其中在一个表面的边缘和另一个表面的边缘之间的水平距离从大于或等于0.1μm到等于或小于10μm。
19.如权利要求17的等离子体显示板，其中在一个表面的边缘和另一个表面的边缘之间的水平距离从大于或等于5μm到等于或小于10μm。
20.如权利要求17的等离子体显示板，其中该黑色基质是用黑色基质糊或黑色基质淤浆形成的，该黑色基质糊或该黑色基质淤浆包括光可交联有机物、无机颜料和玻璃粉，该光可交联有机物包括氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
21.如权利要求20的等离子体显示板，其中基于黑色基质组合物的总重量，光可交联有机物为20wt％～85wt％，基于黑色基质组合物的总重量，无机颜料为10wt％～40wt％，和基于黑色基质组合物的总重量，玻璃粉为5wt％～40wt％，和其中基于光可交联有机物的总重量，氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物为0.5wt％～30wt％。
22.如权利要求21的等离子体显示板，其中光可交联有机物进一步包括基于光可交联有机物总重量15wt％～55wt％的丙烯酸类聚合物，基于光可交联有机物总重量20wt％～40wt％的光敏单体，和基于光可交联有机物总重量4wt％～15wt％的光敏聚合物引发剂。
23.如权利要求20的等离子体显示板，其中氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的数均分子量为500到40,000。
24.如权利要求20的等离子体显示板，其中该黑色基质糊或该黑色基质淤浆进一步包括标记剂、基于硅烷的偶合剂、防沫剂、增塑剂、分散剂、或分散维持剂中的至少一种。
全文摘要
本发明提供黑色基质组合物和包括由该黑色基质组合物形成的黑色基质的等离子体显示板。黑色基质组合物包括基于黑色基质组合物总重量20wt％～85wt％的光可交联有机物、基于黑色基质组合物总重量10wt％～40wt％的无机颜料和基于黑色基质组合物总重量5wt％～40wt％的玻璃粉。
文档编号H01J11/44GK1831647SQ200610008828
公开日2006年9月13日 申请日期2006年2月16日 优先权日2005年2月16日
发明者全源锡 申请人:Lg电子株式会社