專利名稱：制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體用的含脫粘合催化劑的模塑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模塑組合物，尤其是可模塑的無(wú)機(jī)組合物，還涉及使用這種無(wú)機(jī)模塑組合物制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體如等離子體顯示板用的隔離肋。
背景技術(shù)：
等離子體顯示板(PDP)包括一對(duì)彼此平行的玻璃平板，通過(guò)其間的一些隔離肋相隔一定距離。這些隔離肋還可以排列形成玻璃板之間的一個(gè)個(gè)小室，其中可充有惰性氣體(如氖、氦、氙)。這些小室用于部分地形成對(duì)應(yīng)于等離子體顯示中的象素或副象素(sub-pixel)的格子形式排列的放電池，在該池上施加電場(chǎng)時(shí)就分別活化象素或副象素。此時(shí)電場(chǎng)激發(fā)惰性氣體，使其發(fā)射出紫外光輻射，該輻射照射到池中包含的磷物質(zhì)，轉(zhuǎn)而發(fā)射出可見光。
PDP隔離肋一般是使用含無(wú)機(jī)組分如玻璃或陶瓷材料以及有機(jī)組分如可固化的有機(jī)粘合劑的組合物而形成的。采用各種方法包括基于掩膜的技術(shù)如照相平版印刷術(shù)或噴砂、絲網(wǎng)印刷技術(shù)和直接模塑技術(shù)，這樣的組合物可用來(lái)制造隔離肋。
當(dāng)使用包含在有機(jī)粘合劑中的玻璃或陶瓷材料的組合物制造隔離肋時(shí)，要求開始形成隔離肋的方法是通過(guò)固化或硬化有機(jī)材料，然后通過(guò)燒結(jié)從該隔離肋除去有機(jī)粘合劑組分。在許多隔離肋組合物的情況，其中包含的有機(jī)粘合劑組分是由于固化或硬化而能夠形成聚合物化合物。有機(jī)粘合劑組分然后通過(guò)燒結(jié)期間的熱分解從隔離肋除去。為除去有機(jī)組分，需在較高溫度(如550-650℃)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的燒結(jié)(如30分鐘至1小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間)。一般，燒結(jié)溫度越高，板基材越可能扭曲，收縮，或者產(chǎn)生其他變形。
在有些PDP隔離肋制造過(guò)程中，在燃燒除去粘合劑的燒結(jié)步驟之前還要求除去隔離肋組合物中所含的粘合劑組合物之外的一種或多種有機(jī)添加劑。這些額外的去除步驟一般需要另外進(jìn)行加熱，要多花費(fèi)時(shí)間，這些加熱過(guò)程一般也要求溫度控制。這就很大降低了隔離肋制造過(guò)程的效率。
發(fā)明概述本發(fā)明第一個(gè)目的是提供一種適合在較低燒結(jié)溫度制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體(如PDP隔離肋)的模塑組合物。在玻璃板基材上制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體過(guò)程中使用本發(fā)明的模塑組合物可以減少玻璃基材的扭曲、變形、收縮或其它類型形變的可能。使用本發(fā)明的模塑組合物還可以因減少加熱過(guò)程的次數(shù)而提高陶瓷微結(jié)構(gòu)體制造過(guò)程的效率，尤其在相同的較低溫度可以除去多種有機(jī)組分。
本發(fā)明的第二目的是使用本發(fā)明的模塑組合物在玻璃基材上模塑制造隔離肋，提供用于等離子體顯示板的基材。
本發(fā)明第三個(gè)目的是提供在等離子體顯示板用的玻璃基材上制造隔離肋的方法。
第一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種模塑組合物，該組合物包含玻璃或陶瓷粉末；受到熱量、光、或電子束照射發(fā)生硬化的有機(jī)粘合劑組分；和有機(jī)粘合劑組分的脫粘合催化劑(debinding catalyst)。脫粘合催化劑是一種過(guò)渡金屬的氧化物、鹽或配位化合物。該模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就夠采用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方。
第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供等離子體顯示板。該等離子體顯示板包括在其上面形成的許多個(gè)隔離肋的玻璃板。使用含玻璃或陶瓷粉末的無(wú)機(jī)組分、受到熱量、光或電子束照射而硬化的有機(jī)粘合劑組分和包括過(guò)渡金屬氧化物、鹽或配位化合物的模塑組合物形成隔離肋，所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就能夠使用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方。
第三個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于等離子體顯示板隔離肋的制造方法，所述方法包括在有許多凹部的模具和玻璃板之間置入模塑組合物；使模具和玻璃板之間的模塑組合物硬化形成隔離肋前體；從該隔離肋前體除去模具；加熱至約400-500℃，燒結(jié)玻璃板上的隔離肋前體。該模塑組合物包含玻璃或陶瓷粉末的無(wú)機(jī)組分、受到熱量、光或電子束照射而硬化的有機(jī)粘合劑組分和有機(jī)粘合劑組分的脫粘合催化劑。所述脫粘合催化劑是過(guò)渡金屬的氧化物、鹽或配位化合物，所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就能夠使用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為PDP基材的部分透視圖。
圖2為說(shuō)明制造PDP隔離肋方法各步驟的截面圖。
圖3為根據(jù)實(shí)施例2制造的隔離肋的熱重分析曲線圖。
圖4為根據(jù)實(shí)施例3制造的隔離肋的熱重分析曲線圖。
圖5為根據(jù)實(shí)施例4制造的隔離肋的熱重分析曲線圖。
圖6為根據(jù)比較例制造的隔離肋的熱重分析曲線圖。
發(fā)明詳細(xì)描述圖1所示，PDP基材10具有前板14、一組前透明電極22、可能設(shè)置在前電極22上的介電涂層26、后板12、一組后電極20、一組隔成多個(gè)放電顯示池18的隔離肋16以及在放電顯示池18中形成的熒光層24。
前板和后板14和12通常是透明玻璃平板。例如，前板和后板可由平坦的市售鈉鈣玻璃構(gòu)成。如下面將詳細(xì)討論的，使用本發(fā)明的模塑組合物的結(jié)果是可以在要求不太嚴(yán)格的加工條件下操作，這樣又可以使用價(jià)廉的玻璃板如高變形性能的鈉鈣玻璃。前板14相對(duì)于后板12的配置，可以使分別具有前電極22和后電極20兩塊板的表面面對(duì)，而條形電極交叉形成象素區(qū)域的點(diǎn)陣。在后板12和前板14之間，有許多隔離肋16將顯示板分隔成許多個(gè)放電顯示池18。隔離肋16一般包含玻璃或陶瓷的材料。在每個(gè)放電顯示池18中，可以有一個(gè)地址電極(addresselectrode)20。地址電極20可由任何合適的導(dǎo)電材料制成，不必是透明的。熒光材料24一般是在受到紫外光輻照時(shí)能發(fā)射某種顏色可見光的磷物質(zhì)。通過(guò)排列能發(fā)射不同原色可見光的不同磷物質(zhì)，可以達(dá)到全色顯示。在前板14上，如上面所示提供透明的母電極(bus electrode)22，這種電極一般由透明的導(dǎo)電氧化物如氧化銦錫(ITO)構(gòu)成。此外，在母電極22上還可以涂布透明的介電層26，例如用來(lái)保護(hù)電極在PDP操作期間受到可能的濺射損壞，延長(zhǎng)顯示器壽命。
為完成放電池，兩塊板可以粘合在一起，放電氣體(如氖、氦、氙或其他惰性氣體)容納在兩板之間的空間內(nèi)。在一對(duì)地址電極20和母電極22上施加電場(chǎng)，可以使放電氣體發(fā)射紫外光輻射，而紫外光輻射又激發(fā)熒光材料，從而能夠通過(guò)放電發(fā)射可見光。
隔開后板和前板間空間的隔離肋可以由包含在有機(jī)粘合劑中的玻璃或陶瓷材料的模塑組合物形成，其中的有機(jī)粘合劑可以通過(guò)接受熱量或輻射(如紫外光、電子束等)固化。一般形成的隔離肋應(yīng)整體結(jié)合到至少一個(gè)后板或前板上。
本發(fā)明的模塑組合物包含一種無(wú)機(jī)組分(如玻璃或陶瓷粉末)、有機(jī)粘合劑組分和脫粘合催化劑。無(wú)機(jī)組分一般包括玻璃或陶瓷組分，較好的組分包括氧化鋁、二氧化硅、氧化鈦、氧化鋯以及類似材料。一種合適的模塑組合物包含多于等于約20％(體積)的無(wú)機(jī)組分，少于等于約80％(體積)的有機(jī)粘合劑組分和少于等于約5％(體積)的脫粘合催化劑。另一種合適的模塑組合物包含多于等于約40％(體積)的無(wú)機(jī)組分，少于等于約60％(體積)的有機(jī)粘合劑組分和少于等于約5％(體積)的脫粘合催化劑。還有一種合適的模塑組合物包含多于等于約45％(體積)的無(wú)機(jī)組分，少于等于約55％(體積)的有機(jī)粘合劑組分和少于等于約2％(體積)的脫粘合催化劑。
模塑組合物的有機(jī)組分一般用作起初成形隔離肋用的粘合劑賦形劑(成形例如使用模具)，例如通過(guò)其固化使成形后的形狀硬化。有機(jī)粘合劑組分的較好例子包括但不限于雙酚A二環(huán)氧甘油醚(甲基)丙烯酸加成物、其它丙烯酸加成物、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯等。這樣的有機(jī)粘合劑組分可以通過(guò)紫外光、電子束輻照或其它合適方法進(jìn)行固化。固化后制得的組合物一般形成無(wú)機(jī)材料分散在聚合物基體中的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以這樣形式，玻璃或陶瓷材料就可以較為均勻的方式包含在有機(jī)粘合劑基體中。在有機(jī)粘合劑組分中還可以加入固化引發(fā)劑。例如，可以選擇在對(duì)使用的模具和/或顯示器基材基本為透明的波長(zhǎng)具有一個(gè)吸附限的固化引發(fā)劑。
在本發(fā)明模塑組合物中特別合適的有機(jī)粘合劑由雙酚A二環(huán)氧甘油醚(甲基)丙烯酸加成物和二甲基丙烯酸三甘醇酯的混合物構(gòu)成。這樣的有機(jī)粘合劑在固化后可提供模塑制品足夠的強(qiáng)度(隔離肋前體)，并且一般在燒結(jié)時(shí)可以除去，不會(huì)引起模塑制品的碎裂或其它缺陷。
對(duì)由含(甲基)丙烯酸基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑組成的有機(jī)粘合劑組分，可由燒結(jié)后具有比較高熔點(diǎn)的二氧化硅在燒結(jié)后形成包含并保留陶瓷組分的網(wǎng)絡(luò)。只要加熱溫度保持低于二氧化硅的熔點(diǎn)，這樣的網(wǎng)絡(luò)基本能夠保持。因此，可以避免模塑成的隔離肋在燒結(jié)前后體積產(chǎn)生明顯變化，從而減少燒結(jié)后由于較大尺寸變化而引起的缺陷變化。適用于有機(jī)粘合劑組分的硅烷偶聯(lián)劑的例子，包括γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷。
本發(fā)明包含硅烷偶聯(lián)劑的模塑組合物中，加入一種無(wú)機(jī)酸如鹽酸、硝酸等可能是有用的。加入無(wú)機(jī)酸可以促進(jìn)硅烷偶聯(lián)劑水解，從而可能將這種組合物轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z。這樣的似溶膠組合物在干燥時(shí)一般不會(huì)膠凝，從而可能使其更均勻地分散陶瓷或玻璃組分。
本發(fā)明模塑組合物的有機(jī)粘合劑還可以包含一種固化引發(fā)劑。適合于可光固化組合物的合適固化引發(fā)劑的例子，包括但不限于氨基酮、雙?；谆趸?bisacylphosphine oxide)、樟腦醌、金屬茂羥基酮(metallocene hydroxyketone)和芐基二甲醛縮苯乙酮。這些化合物或類似的化合物可以Irgacure商品名(如Irgacure 651、Irgacure 184、Irgacure 500、Irgacure 1000、Irgacure 2959、Irgacure 907、Irgacure 369、Irgacure 1700、Irgacure 149、Irgacure 1850、Irgacure 819和Irgacure 784)和Dalocure(如Dalocure 1173)購(gòu)自Ciba-Geigy Co.用作固化引發(fā)劑。
本發(fā)明不排除使用對(duì)輻射不敏感的有機(jī)粘合劑組分。例如，可以使用纖維素聚合物、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚醚等。
本發(fā)明的模塑組合物的無(wú)機(jī)組分較好地采用粉末或顆粒玻璃或陶瓷材料。一般要求形成在燒結(jié)后具有密實(shí)結(jié)構(gòu)的隔離肋(如基本沒(méi)有大孔的結(jié)構(gòu))。使用細(xì)粉末的或造粒的陶瓷或玻璃有助于無(wú)機(jī)組分分散在有機(jī)粘合劑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中，得到在模塑形成的隔離肋前體中無(wú)機(jī)組分較為密實(shí)的排列。因此在燒結(jié)除去有機(jī)粘合劑后，可以形成較為密實(shí)和牢固的隔離肋。使用玻璃組分和連同作為有機(jī)粘合劑組分的硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，使用較少量的玻璃組分，如10-70％(體積)，較好是20-50％(體積)的玻璃組分可以提高隔離肋的強(qiáng)度。
在此使用的玻璃組分沒(méi)有什么限制，可以根據(jù)顯示板使用的玻璃類型以及使用的有機(jī)粘合劑組分進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如，由冷凝點(diǎn)約為550℃的鈉鈣玻璃制造玻璃板時(shí)，一種代表性玻璃或陶瓷粉末的軟化點(diǎn)約為450-550℃。具有較低軟化點(diǎn)的玻璃或陶瓷組分一般由含例如硼、鋅、磷酸、鈦或以預(yù)定量結(jié)合的混合物的鉛基玻璃制成。其它具有低軟化點(diǎn)的無(wú)機(jī)粉末可以由磷酸鋁玻璃、硼-鈦玻璃、鉍玻璃或鋅玻璃構(gòu)成。在共轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)09/221,007中討論了其它低溫配方。當(dāng)有機(jī)粘合劑組分包括如上所述的硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，有機(jī)粘合劑組分較好的包含硼、鋅、磷酸、鈦或它們的組合，以降低固化輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)，以便減少隔離肋的光固化的時(shí)間。
本發(fā)明的模塑組合物中，玻璃或陶瓷組分較好是其軟化點(diǎn)至少略高于有機(jī)粘合劑的燒除溫度。使用這樣的玻璃組分時(shí)，可以在完全除去有機(jī)粘合劑組分之前避免玻璃或陶瓷組分熔化時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題。如果在燒結(jié)過(guò)程中有機(jī)組分完全除去之前玻璃或陶瓷組分熔化，部分有機(jī)組分會(huì)夾帶在隔離肋中。
根據(jù)本發(fā)明，模塑組合物中還可以包含一種脫粘合催化劑。脫粘合催化劑的例子包括氧化物、硝酸鹽、硫酸鹽或其它氧化劑，它們能在燒結(jié)期間產(chǎn)生足夠的氧，促使粘合劑在500℃或低于該溫度下燒除。脫粘合催化劑一般由過(guò)渡金屬，如鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銦(In)、錫(Sn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、銥(Ir)、鉑(Pt)、金(Ag)或鈰(Ce)的氧化物、鹽或配位化合物構(gòu)成。具體例子包括Cu2O、CuSO4、Co(NO3)和Cu(OAc)2。加入脫粘合催化劑可以降低有機(jī)組分的燒除溫度，有助于在較低溫度下從隔離肋更完全地除去有機(jī)物質(zhì)。例如，在本發(fā)明包含脫粘合催化劑的模塑組合物中，燒結(jié)溫度從同樣模塑組合物但不含脫粘合催化劑的燒結(jié)溫度約500-550℃降低到約400-500℃。當(dāng)要求玻璃或陶瓷組分具有高于燒結(jié)溫度的軟化點(diǎn)時(shí)這一點(diǎn)尤其有用，因?yàn)榭梢允褂煤軓V范圍低軟化點(diǎn)的無(wú)機(jī)組分達(dá)到類似效果。燒結(jié)溫度下降還有助于抑制玻璃板在制作時(shí)的熱變形(如扭曲、變形或收縮)，所以可以使用本會(huì)高變形的低成本玻璃板。
玻璃板熱撓曲的研究表明，寬5mm厚2.8mm的鈉鈣玻璃板在其上施加137克負(fù)荷時(shí)，在550℃或500℃會(huì)撓曲5-25微米，而在施加137克負(fù)荷時(shí)，在460℃幾乎不發(fā)生撓曲。還表明玻璃板在550℃、500℃和460℃的各向同性熱收縮量分別為400ppm、225ppm和125ppm。還表明由高變形性能玻璃(如以PD200商標(biāo)購(gòu)自Asahi Glass Co.的玻璃)形成的玻璃板在550℃、500℃和460℃的各向同性熱收縮量分別為200ppm、75ppm和30ppm。使用本發(fā)明的模塑組合物，燒結(jié)溫度可降低至500℃，從而降低(并可能極大降低)了玻璃板在制作期間的變形，即使使用的是高變形性能的鈉鈣玻璃板。
參見圖2，下面將描述制造PDP用的基材的方法。圖2(A)-(E)所示為制造PDP基材方法的各個(gè)步驟。首先，按照?qǐng)D2(A)所示，先制造具有基本對(duì)應(yīng)于隔離肋要求形狀的凹部28的模具30。較好的是，在光固化引發(fā)劑存在條件下聚合可光固化組分如丙烯酸單體或低聚物、苯乙烯單體或低聚物等來(lái)形成模具30。換句話說(shuō)，可以通過(guò)可光固化組分的光聚合成形基礎(chǔ)模獲得模具30。因此，不需要切割過(guò)程就可制得模具30。光聚合反應(yīng)進(jìn)行得相對(duì)迅速。按這種方式，可以在較短時(shí)間內(nèi)方便地制得模具30，并由一個(gè)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)模獲得許多模具。
可以使由此形成的模具30具有足夠的柔性，以便將模具與固化(或其它方式硬化)后的隔離肋前體和基材分離，從而降低隔離肋和基材碎裂的可能。形成的模具還能與固化的隔離肋前體干凈地分離，使模具可以重復(fù)使用而不必清洗。形成陶瓷微結(jié)構(gòu)體的合適模具的例子描述于共轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)09/219,803中。
參見圖2，下一步驟是提供一種光敏(或其它方式可固化)的本發(fā)明所述的模塑組合物32，如圖2(B)所示，在模具30上涂布該模塑組合物32，填入模具30的空穴部分28。一種模塑組合物32的例子具有約1×103-1×105厘泊(cps)的粘度。當(dāng)模塑組合物粘度在上述范圍之內(nèi)或接近此范圍時(shí)，它就能高準(zhǔn)確度地填充模具。在模塑組合物尤其是含硅烷偶聯(lián)劑作為有機(jī)粘合劑組分的模塑組合物中，可含有無(wú)機(jī)酸如鹽酸、硝酸等。無(wú)機(jī)酸可用來(lái)水解硅烷偶聯(lián)劑，將此模塑組合物轉(zhuǎn)變?yōu)樵诟稍锲陂g一般不膠凝的溶膠，從而可以更好地分散陶瓷和玻璃這些無(wú)機(jī)組分。
之后，趁模塑組合物在模具30內(nèi)時(shí)，可將后板12與模塑組合物32接觸，如圖2(C)所示。當(dāng)使用柔性模具30時(shí)，模具和模塑組合物可以撓曲，使其與后板12以一定角度接觸，從后板的一端開始，在另一端結(jié)束。例如，可以在一轉(zhuǎn)鼓表面裝上模具和其中的模塑組合物，使其通過(guò)滾動(dòng)與后板接觸。以這種方式，就很少會(huì)形成后板12和模塑組合物32之間的氣囊。同樣，模塑組合物在模具和后板之間硬化之后，可以干凈地剝離除去模具。
接下來(lái)，例如通過(guò)用光(hv)輻照該有機(jī)粘合劑組合物32，如圖2(C)所示，可以使其固化或硬化。從后板的背面(如圖2(C)所示)、從模具面或從這兩面將固化輻射照射到模塑組合物上。從玻璃后板背面的固化有助于模塑組合物更好地粘合在后板上，而從模具面進(jìn)行的固化能使固化輻射更好地穿透到模具的凹部中。還可以采用電子束輻射、加熱或其它方式使模塑組合物硬化。是趁組合物32與后板12和模具30接觸時(shí)對(duì)其硬化，獲得成形的制品34，該制品也稱作隔離肋前體。
之后，從模具30上取下成形的制品34，從而將成形制品34整體轉(zhuǎn)移到后板12上，如圖2(D)所示。如上面所述，可以使用能減小成形制品34與模具30粘著的模具。因此，進(jìn)行將成形制品34取下時(shí)不會(huì)引起后板12或成形制品34的明顯碎裂。而且，模具可以重復(fù)使用。
作為最后一個(gè)步驟，將其上粘合有成形的隔離肋前體34的后板12放置在燒結(jié)爐(圖中未示)內(nèi)，在預(yù)定溫度下燒結(jié)，燒去成形隔離肋前體的有機(jī)組分和獲得PDP后板16，如圖2(E)所示。使用本發(fā)明所述的模塑組合物，由于模塑組合物32中包含脫粘合催化劑，成形制品34可以在低于常規(guī)燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)。因此，如上面所述，可以降低后板12的熱變形和隔離肋的收縮。以這種方式，可以制造能精確復(fù)制模具凹部形狀的隔離肋。另外，所示的制造方法可以只用采用一次加熱步驟進(jìn)行，結(jié)果，使不便的多步加熱步驟達(dá)到最少。
制好隔離肋后，在后板上的隔離肋之間可以形成地址電極。也可以在形成與電極排列的隔離肋之前，在玻璃后板上直接形成地址電極。然后，在隔離肋之間的空間內(nèi)沉積熒光材料。然后，將其上已經(jīng)形成有母電極的透明前板放置，與后板面對(duì)，隔離肋則起將空間分隔形成一個(gè)個(gè)小室的作用。使用密封材料氣密地密封前板和后板的周邊部分(圖中未示)，最后形成在前板和后板之間的放電顯示池。對(duì)此放電顯示池抽真空后，可將放電氣體充入此放電池完成PDP基材。
針對(duì)使用本文所述的模塑組合物制造PDP隔離肋，詳細(xì)描述了本發(fā)明，本發(fā)明預(yù)期使用這樣的模塑組合物一般可制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體。
實(shí)施例現(xiàn)結(jié)合一些具體實(shí)施例描述本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明不受下面實(shí)施例或所述實(shí)施例1按照下列步序制備制造隔離肋用的光敏糊料。
首先，混合10克雙酚A二環(huán)氧甘油醚(甲基)丙烯酸加成物(Kyoeisha ChemicalCo.，Ltd.制造)和10克二甲基丙烯酸三甘醇酯(Wako Pure Chemical IndustriesCo.，Ltd.制造)，獲得可光固化的有機(jī)粘合劑組分。將該有機(jī)粘合劑組分溶解于20克1，3-丁二醇(Wako Pure Chemical Industries Co.，Ltd.制造)中，在制得的溶液中加入0.2克磷酸聚烷氧基多醇(phosphate polyoxyalkyl polyol(POCA))和0.1克雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?苯膦氧化物(bis(2，4，6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide)(以Irgacure 819商品名購(gòu)自Ciba-Geigy Co.)。隨后，將70克平均粒徑為2微米的二氧化鈦和2.5克氧化亞銅(Cu2O)與制得的溶液混合，制備光敏組合物。
實(shí)施例2使用實(shí)施例1制備的光敏組合物，按照下面方式制造隔離肋。
先制造具有對(duì)應(yīng)于要求隔離肋形狀的凹部的模具，在凹部填充上述光敏組合物。然后，在填充有組合物的模具上放置一塊透明的后板。在后板上放置PhilipsCo.制造的藍(lán)色熒光燈，用該光(波長(zhǎng)范圍約為400-500nm)輻照組合物60秒。光敏組合物通過(guò)光的輻照固化形成成形的制品。從后板上剝離除去模具，從而取下與后板一體化的成形制品。
在空氣中，以10℃/分鐘的固定升溫速度，從室溫加熱制成的隔離肋和后板至800℃，測(cè)定在加熱過(guò)程中隔離肋的重量損失。獲得的測(cè)定結(jié)果繪于圖3。
由圖3可知，測(cè)定結(jié)果表明在100-150℃范圍內(nèi)有一很大的重量損失。認(rèn)為這一重量損失的原因是揮發(fā)性1，3-丁二醇的蒸發(fā)。另外的一個(gè)重量變化起始于約260℃，終結(jié)于約440℃。認(rèn)為這個(gè)重量損失的原因是有機(jī)粘合劑組分燒盡而被除去。確實(shí)，在剩余的440-800℃的加熱期間未觀察到明顯的重量變化。結(jié)果，可以認(rèn)為在約440℃已完成了有機(jī)粘合劑組分的去除。與此不同，使用同樣但不含氧化亞銅的模塑組合物時(shí)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中使用同樣的升溫速率，有機(jī)粘合劑組分的去除需在約490℃才完成。
實(shí)施例3采用和實(shí)施例1相同的步序制造模塑組合物，不同之處是，在此實(shí)施例中使用2.1克硫酸銅代替實(shí)施例1中的2.5克氧化亞銅。用該組合物模塑隔離肋，并按照和實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行熱重分析。測(cè)定結(jié)果繪于圖4。
由圖4所示的測(cè)定結(jié)果可知，在100-150℃觀察到大的重量損失。認(rèn)為這一重量損失和實(shí)施例2一樣是由于蒸發(fā)了揮發(fā)物1，3-丁二醇。觀察到的另一重量變化起始于約260-300℃，終結(jié)于約400℃。認(rèn)為這個(gè)重量損失的原因是有機(jī)粘合劑組分燒盡而被除去。確實(shí)，高于400℃未觀察到明顯的重量變化。結(jié)果，可以認(rèn)為在約400℃已完成有機(jī)粘合劑組分的去除。
實(shí)施例4按照和實(shí)施例1和2相同的步序進(jìn)行，制造光敏組合物和隔離肋，不同之處是按照下面步序制備模塑組合物。
首先，制備24克γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷(購(gòu)自Nippon YunicarCo.)作為硅烷偶聯(lián)劑，在該硅烷偶聯(lián)劑中加入6克硝酸水溶液和乙醇(摩爾比為2∶1)的混合溶液。制得的混合物在攪拌條件下70℃反應(yīng)12小時(shí)。完成反應(yīng)之后，反應(yīng)產(chǎn)物于70℃干燥，然后蒸發(fā)除去水和乙醇。
在余下的反應(yīng)產(chǎn)物中滴加8克甲基丙烯酸2-羥基乙酯(Wako Pure ChemicalIndustries Co.，Ltd.制造)、8克1，3-丁二醇(Wako Pure Chemical Industries Co.，Ltd.制造)、0.1克Ciba-Geigy Co.以Irgacure 819商品名銷售的固化引發(fā)劑和0.2克磷酸聚烷氧基多醇(表面活性劑)。然后，再加入70克平均粒徑為2.1微米的γ-氧化鋁(SHowa Denko Co.制造，以Al-45-2商品名銷售)和3.5克硝酸鈷Co(NO3)。
隨后，按照和實(shí)施例2相同的方式由制得的組合物制造隔離肋。然后在空氣中，以10℃/分鐘的固定升溫速度，從室溫加熱制成的隔離肋至800℃，測(cè)定在加熱期間隔離肋的重量損失。獲得的測(cè)定結(jié)果繪于圖5。
由圖5所示的測(cè)定結(jié)果可知，在100-150℃觀察到大的重量損失。認(rèn)為這一重量損失和實(shí)施例2一樣是由于蒸發(fā)了揮發(fā)物1，3-丁二醇。觀察到的另一重量變化起始于約280-320℃，終結(jié)于約460℃。認(rèn)為這個(gè)重量損失的原因是有機(jī)粘合劑組分燒盡而被除去。確實(shí)，在高于460℃幾乎未觀察到重量變化。結(jié)果，可以認(rèn)為在約460℃已完成有機(jī)粘合劑組分的去除。
比較例重復(fù)實(shí)施例1和2的同樣步序，不同之處是不使用氧化催化劑來(lái)形成光敏組合物。因此，使用的是實(shí)施例1的配方但沒(méi)有Cu2O。如實(shí)施例2模塑隔離肋之后，按照和實(shí)施例2相同方式進(jìn)行熱重分析。測(cè)定結(jié)果繪于圖6。
由圖6所示的測(cè)定結(jié)果可知，在100-150℃觀察到由于1，3-丁二醇揮發(fā)除去產(chǎn)生的重量損失，和上面實(shí)施例2-4類似。有機(jī)粘合劑組分燒盡而被除去的重量變化起始于約260℃。在此比較例中，重量變化持續(xù)到490℃，高于實(shí)施例2-4的溫度。
這些實(shí)施例表明采用加入脫粘合催化劑，與同樣但沒(méi)有脫粘合催化劑的模塑組合物相比，可以降低隔離肋模塑組合物的有機(jī)粘合劑組分的燒盡溫度。
權(quán)利要求
1.一種模塑組合物，包含包括玻璃或陶瓷粉末的無(wú)機(jī)組分；受到熱量、光或電子束照射作用能硬化的有機(jī)粘合劑組分；有機(jī)粘合劑組分的脫粘合催化劑，該脫粘合催化劑包括過(guò)渡金屬的氧化物、鹽或配位化合物，其中，所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就能夠使用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方。
2.一種等離子體顯示板，包括其上形成許多個(gè)隔離肋的玻璃板，使用含有包括玻璃或陶瓷粉末的無(wú)機(jī)組分、受到熱量、光或電子束照射作用能硬化的有機(jī)粘合劑組分和有機(jī)粘合劑組分的脫粘合催化劑的模塑組合物來(lái)形成隔離肋，該脫粘合催化劑包括過(guò)渡金屬的氧化物、鹽或配位化合物，所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就能夠使用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方。
3.一種制造等離子體顯示板用的隔離肋的方法，該方法包括下列步驟在有許多凹部的模具和玻璃板之間置入模塑組合物，模塑組合物含有包括玻璃或陶瓷粉末的無(wú)機(jī)組分、受到熱量、光或電子束照射作用能硬化的有機(jī)粘合劑組分和有機(jī)粘合劑組分的脫粘合催化劑，所述脫粘合催化劑包括過(guò)渡金屬的氧化物、鹽或配位化合物，所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為500℃，模塑組合物中有脫粘合催化劑存在，就能夠使用較低燒結(jié)溫度的陶瓷配方；使模具和玻璃板之間的模塑組合物硬化形成隔離肋前體；從該隔離肋前體除去模具；加熱至約400-500℃，燒結(jié)玻璃板上的隔離肋前體。
4.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物、權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模塑組合物的燒結(jié)溫度最高約為460℃。
5.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物、權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模塑組合物的燒結(jié)溫度由于存在脫粘合催化劑，比同樣但不含脫粘合催化劑的模塑組合物降低約50℃或更多。
6.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物，權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述脫粘合催化劑包括Cu的氧化物、鹽或配位化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物，權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述脫粘合催化劑包括Cu2O、CuSO4、Co(NO3)或Cu(OAc)2。
8.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物，權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模塑組合物還包含硅烷偶聯(lián)劑。
9.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物，權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模塑組合物的粘度約為1×103-1×105厘泊。
10.如權(quán)利要求1所述的模塑組合物，權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模塑組合物的無(wú)機(jī)組分含量至少約為40％體積，有機(jī)粘合劑組分最多約為60％體積，脫粘合催化劑最多約為5％體積。
全文摘要
提供一種模塑組合物,所述組合物包含無(wú)機(jī)組分、有機(jī)粘合劑組分和脫粘合催化劑。該模塑組合物例如當(dāng)使用該模塑組合物制造陶瓷微結(jié)構(gòu)體如等離子體顯示板用的隔離肋時(shí),能使用較低的燒結(jié)溫度。
文檔編號(hào)C04B35/632GK1384809SQ00814876
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者橫山周史, 杉元崇紀(jì), P·C·丘 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司