导电银浆料、制备方法及由其制得的电极的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种导电银浆料、制备方法及由其制得的电极。该导电银浆料包括银粉、玻璃粉、活性稀释剂、光引发剂、有机粘结剂和溶剂，还包括0.5～20重量份的聚氨酯丙烯酸树脂。本发明通过向导电银浆料中添加聚氨酯丙烯酸树脂，增加了浆料的触变性，减小了浆料的分层，提高了银粉颗粒在浆料中的稳定性。
【专利说明】导电银浆料、制备方法及由其制得的电极
【技术领域】
[0001]本申请属于电子浆料领域，具体涉及一种导电银浆料、制备方法及由其制得的电极。
【背景技术】
[0002]在平板显示技术中，等离子平板显示器由于其较低的成本以及较高的显示质量，在大尺寸显示市场占有一部分份额。等离子显示器主要由前后玻璃基板组成，在前基板上依次制作汇流电极、前介质及介质保护膜，在后基板上依次制作寻址电极、后介质以及放电格栅，并在格栅中按顺序充填红、绿、蓝荧光粉。之后将前后基板进行封接排气，充入一定压强的放电气体，当显示器工作时，通过电极进行放电，工作气体进行电离，产生真空紫外线，激发荧光粉发光，从而实现彩色显示。
[0003]随着市场对高清晰度画面的要求，等离子面板的制作也不可避免的需要实现精细化，而电极制作的精细化是其中重要的组成部分。目前电极的制作有的采用印刷法，就是将导电浆料按照需要的图形直接印刷在基板上，然后进行干燥烧结，形成导电电极，该方法节省用料且制备步骤和工艺简单，但不能实现精细化制作。
[0004]目前电极制作普遍采用的另一种方法为光刻蚀法。此工艺是在整个玻璃基板上涂敷具有光敏性的导电浆料，干燥后，用掩模板遮盖，在波长为365nm的紫外线下曝光并形成潜像，然后用稀碱溶液显影，除去没有曝光的部分，最后在一定温度下进行烧结，形成最终可以导电的电极图形。为了达到较好的导电性，在导电浆料中起到导电作用的基本都是银粉，为了使银粉与玻璃基板紧密粘结在一起，添加了一定量的无机粘结剂；为了实现光刻蚀，需要添加有机粘结剂、光活性成分等有机载体。目前存在的问题是，由于银粉相对于有机载体的密度较大，在储存过程中银粉易发生沉积，从而产生分层，导致该银浆料不稳定，储存时间短。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种导电银浆料、制备方法及包括其的电极，以解决现有技术中存在的银浆料不稳定、易分层及储存时间短的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种导电银浆料，包括银粉、玻璃粉、活性稀释剂、光引发剂、有机粘结剂和溶剂，还包括0.5?20重量份的聚氨酯丙烯Ife树.月旨O
[0007]进一步地，聚氨酯丙烯酸树脂选自由聚丁二烯聚氨酯丙烯酸树脂、聚乙二醇聚氨酯丙烯酸树脂和聚己二酸丁二醇聚氨酯丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。
[0008]进一步地，聚氨酯丙烯酸树脂的重均分子量为1000?50000。
[0009]进一步地,聚氨酯丙烯酸树脂的酸值为50?200mgK0H/g。
[0010]进一步地，包括50?120重量份的银粉、5?20重量份的玻璃粉、20?100重量份的溶剂、15?40重量份的活性稀释剂、2?8重量份的光引发剂、10?40重量份有机粘结剂，有机粘结剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物。
[0011]进一步地，银粉的粒径为0.1?10 μ m。
[0012]进一步地，溶剂选自由乙二醇单丁醚、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、Y-丁内酯、2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、N，N’ - 二甲基乙酸胺和α-松油醇组成的组中的一种或多种。
[0013]进一步地，活性稀释剂选自由乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、二缩/三缩丙二醇双丙稀酸酯和二缩/三缩乙二醇双丙稀酸酯组成的组中的一种或多种。
[0014]根据本发明的另一方面，提供了一种导电银浆料的制备方法，包括以下步骤:1)将有机粘结剂和聚氨酯丙烯酸树脂溶于溶剂中，充分溶解，得到溶液A ;向溶液A中加入活性稀释剂和光引发剂，得到溶液B ;其中，聚氨酯丙烯酸树脂为0.5?20重量份。2)边搅拌边向溶液B中加入银粉和玻璃粉，充分混合，得到混合物C ；3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到导电银浆料。
[0015]根据本发明的再一方面，提供了一种电极，该电极是由上述任一种导电银浆料制备而成。
[0016]本发明通过向导电银浆料中添加聚氨酯丙烯酸树脂，增加了浆料的触变性，减小了浆料的分层，提高了银粉颗粒在浆料中的稳定性。
【具体实施方式】
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0018]根据本发明的一种典型实施方式，该导电银浆料包括银粉、玻璃粉、活性稀释剂、光引发剂、有机粘结剂和溶剂，与现有技术不同的是，还包括0.5?20重量份的聚氨酯丙烯酸树脂。本发明通过向导电银浆料中添加聚氨酯丙烯酸树脂，增加了浆料的触变性，减小了浆料的分层，提高了银粉颗粒在浆料中的稳定性。
[0019]在制备具有光刻蚀的导电银浆料时，选用甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物作为有机载体，这种带有羧基的共聚物，在印刷过程中具有较好的成膜性，而且可以溶解在弱碱溶液中，从而完成整个光刻蚀过程。但是单一使用这种带羧基的共聚物并不能够使银粉在浆料中保持稳定性，长期放置会使银粉从该有机粘结剂中析出，造成浆料不稳定从而无法使用。本发明通过向导电银浆料中加入0.5?20重量份的聚氨酯丙烯酸树脂，由于聚氨酯丙烯酸树脂具有较好的柔韧性和弹性，增加了浆料的触变性，阻止了银粉在有机粘结剂中的析出，进而促进银粉在上述比例范围内的体系中的稳定性，得到的导电银浆料不易发生沉积，减小了导电银浆料分层，提高了浆料的稳定性。
[0020]根据本发明的另一种典型实施方式，采用的聚氨酯丙烯酸树脂选自由聚丁二烯聚氨酯丙烯酸树脂、聚乙二醇聚氨酯丙烯酸树脂和聚己二酸丁二醇聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或多种。本发明优选但不限于以上几种，选择上述聚氨酯丙烯酸树脂是因为它们具有较好的柔韧性和弹性，可以得到储存时间更长、稳定性更好的导电银浆料。
[0021]优选地，聚氨酯丙烯酸树脂的重均分子量为1000?50000。所添加的聚氨酯丙烯酸树脂的重均分子量对整个体系有较大的影响，若重均分子量大于50000，则会造成粘度太大，使其流动性不好；重均分子量小于1000，则会因为粘度太小使得涂覆在玻璃基板上的电极浆料较稀，最后得到的电极层太薄，不理想，同时也不利于操作。
[0022]在本发明的典型实施方式中，对聚氨酯丙烯酸树脂的酸值有一定的要求，优选地，聚氨酯丙烯酸树脂的酸值为50?200mgK0H/g，若酸值低于50mgK0H/g，则在后期制作时使得碱液清洗不彻底，若酸值高于200mgK0H/g，在显影过程中造成增加显影液对已固化部分的刻蚀性，导致过显影，影响线条的宽度以及边缘整齐性。
[0023]根据本发明的一种典型实施方式，该导电银浆料包括50?120重量份的银粉、5?20重量份的玻璃粉、20?100重量份的溶剂、15?40重量份的活性稀释剂、2?8重量份的光引发剂、10?40重量份有机粘结剂，有机粘结剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物。其中优选甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物的重均分子量为10000?50000，酸值为50?200mgK0H/g。这种带有羧基的共聚物，具有优异的紫外光透过性；在500°C以上600°C以下烧结时能充分挥发，残留少；在印刷过程中具有较好的成膜性，而且可以溶解在弱碱溶液中，从而完成整个光刻蚀过程。本发明选用浆料中原料在上述范围内可以得到性能良好的导电银浆料体系。
[0024]在本发明的典型实施方式中，所使用的银粉可以是单一的球形银粉或片状银粉，也可以是多种类型和尺寸的银粉的组合物，优选银粉的粒径为0.1?10 μ m。粒径在此范围内的银粉比较均一，若小于0.1 μ m容易发生团聚，不利于在浆料体系中均匀地分散，会造成后期得到的电极层厚度不均匀；若粒径大于10 μ m，则会因银粉颗粒太大影响后续曝光过程中紫外光的透过，另外也会造成显影后的线条边缘参差不齐，影响线条制作的质量。
[0025]本发明中，选择合适的溶剂使得共聚物粘合剂和其它有机组分在其中可以完全溶解。同时该溶剂对于浆料的其它成分应该是惰性的。该溶剂在大气压下的沸点应小于300°C。包括:丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、Y - 丁内酯、Texanol (2, 2,4-三甲基-1, 3-戍二醇单异丁酸酯)、N，N’ - 二甲基乙酸胺等其它合适的溶剂，如α -松油醇。
[0026]另外，根据本发明的典型实施方式，可选用的光引发剂选自由Iragacurel84、369、379、651、819、907组成的组中的一种或多种。活性稀释剂选自由乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、二缩/三缩丙二醇双丙稀酸酯和二缩/三缩乙二醇双丙稀酸酯组成的组中的一种或多种。上述所采用的光引发剂和活性稀释剂均为常用试剂。
[0027]根据本发明的另一方面，提供了一种导电银浆料的制备方法，包括以下步骤:1)将有机粘结剂和聚氨酯丙烯酸树脂溶于溶剂中，充分溶解，得到溶液A ;向溶液A中加入活性稀释剂和光引发剂，得到溶液B ;其中，聚氨酯丙烯酸树脂为0.5?20重量份。2)边搅拌边向溶液B中加入银粉和玻璃粉，充分混合，得到混合物C ；3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到导电银浆料。该制备工艺简单，可适合大规模生产。
[0028]在本发明的一种【具体实施方式】中，为了使这种光敏银浆料在制作时具有良好的流平性和附着性，优选地，加入银粉、无机粘结剂之前向溶液B中加入助剂。助剂可为消泡剂和表面活性剂；为了具有良好的储存稳定性，可用酸性或碱性的酯类调节浆料的PH值，这些助剂大都商业化，在此不再详细说明。
[0029]根据本发明的再一方面，提供了一种电极，该电极由上述任一种光敏银浆料制备而成。下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。
[0030]实施例1
[0031]I)将10份有机粘结剂和0.5份的聚丁二烯聚氨酯丙烯酸树脂一起加入到15份Texanol (2, 2,4_三甲基-1, 3_戍二醇单异丁酸酯,伊士曼公司生产)和5份松油醇的混合溶剂中，搅拌均匀，之后加入15份三缩丙二醇双丙稀酸酯作为活性稀释剂和2份的Iragacure369作为光引发剂，得到溶液B ；
[0032]2)边搅拌边向溶液B中加入50份的银粉和5份的铋硼硅系玻璃粉，其中铋硼硅系玻璃粉主要成分为 68wt% Bi203>7wt% Β203、14.5wt% Si02>6wt% Al203>4wt% Zn0、0.5wt%Na2O,充分混合，得到混合物C ；
[0033]3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到导电银浆料。
[0034]实施例2
[0035]I)将40份有机粘结剂和20份的聚乙二醇聚氨酯丙烯酸树脂一起加入到100份丁基卡必醇溶剂中，搅拌均匀，之后加入40份三缩乙二醇双丙稀酸酯作为活性稀释剂和8份的Iragacure651作为光引发剂，得到溶液B ;
[0036]2)边搅拌边向溶液B中加入120份银粉、20份铋硼硅系玻璃粉，其中铋硼硅系玻璃粉主要成分为 76wt % Bi203、9wt % B2O3>9wt % Si02、4wt % Α1203、1.9wt % Ζη0、0.Iwt %Na2O,充分混合，得到混合物C ；
[0037]3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到导电银浆料。
[0038]实施例3
[0039]I)将25份有机粘结剂和10份的聚己二酸丁二醇聚氨酯丙烯酸树脂一起加入到60份的α -松油醇中，搅拌均匀，之后加入27份乙酸乙烯酯作为活性稀释剂和5份Iragacure379作为光引发剂，得到溶液B ；
[0040]2)边搅拌边向溶液B中加入85份银粉和12份铋硼硅系玻璃粉，其中铋硼硅系玻璃粉主要成分为 60wt % Bi203>6wt% B2O3> 19wt% Si02>8wt% Al203>6wt% ZnO> 1.0wt % Na2O,之后加入BYKlll (毕克化学公司生产)作为有机助剂，充分混合，得到混合物C ；
[0041]3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到光敏银浆料。
[0042]对比例I
[0043]I)将25份有机粘结剂加入到60份α -松油醇中，搅拌均匀，之后加入27份乙酸乙烯酯作为活性稀释剂和5份Iragacure379作为光引发剂，得到溶液B ；
[0044]2)边搅拌边向溶液B中加入85份银粉和12份铋硼硅系玻璃粉，其中铋硼硅系玻璃粉主要成分为 60wt % Bi203>6wt% B2O3> 19wt% Si02>8wt% Al203>6wt% ZnO> 1.0wt % Na2O,之后加入BYKlll (毕克化学公司生产)作为有机助剂，充分混合，得到混合物C ；
[0045]3)将混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到光敏银浆料。
[0046]将上述实施例1-3和对比例I的浆料在20°C下放置，其中状态良好为〇，发生分层沉积或结块固化为X，对比结果见表1。
[0047]表1
[0048]
【权利要求】
1.一种导电银浆料，包括银粉、玻璃粉、活性稀释剂、光引发剂、有机粘结剂和溶剂，其特征在于，还包括0.5?20重量份的聚氨酯丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的导电银浆料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸树脂选自由聚丁二烯聚氨酯丙烯酸树脂、聚乙二醇聚氨酯丙烯酸树脂和聚己二酸丁二醇聚氨酯丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的导电银浆料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸树脂的重均分子量为1000?50000。
4.根据权利要求1或2所述的导电银浆料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸树脂的酸值为 50 ?200mgK0H/g。
5.根据权利要求1所述的导电银浆料，其特征在于，包括50?120重量份的银粉、5?20重量份的玻璃粉、20?100重量份的溶剂、15?40重量份的活性稀释剂、2?8重量份的光引发剂、10?40重量份有机粘结剂，所述有机粘结剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的共聚物。
6.根据权利要求5所述的导电银浆料，其特征在于，所述银粉的粒径为0.1?10 μ m。
7.根据权利要求5所述的导电银浆料，其特征在于，所述溶剂选自由乙二醇单丁醚、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、Y -丁内酯、2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、N，N’ -二甲基乙酸胺和α-松油醇组成的组中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的导电银浆料，其特征在于，所述活性稀释剂选自由乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、二缩/三缩丙二醇双丙稀酸酯和二缩/三缩乙二醇双丙稀酸酯组成的组中的一种或多种。
9.一种导电银浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将有机粘结剂和聚氨酯丙烯酸树脂溶于溶剂中，充分溶解，得到溶液A;向所述溶液A中加入活性稀释剂和光引发剂，得到溶液B ;其中，聚氨酯丙烯酸树脂为0.5?20重量份。 2)边搅拌边向溶液B中加入银粉和玻璃粉，充分混合，得到混合物C； 3)将所述混合物C经三轴辊轧后，过滤，得到导电银浆料。
10.一种电极，其特征在于，所述电极由利要求1-8中任一项所述的导电银浆料制备而成。
【文档编号】H01B1/16GK103762010SQ201110459918
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年12月31日 优先权日:2011年12月31日
【发明者】李海燕 申请人:四川虹欧显示器件有限公司