專利名稱：用于形成電極的組合物及使用該組合物形成的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成電極的組合物。更特別地，本發(fā)明涉及用于形成電極的組合物，其使用包括特定金屬氧化物的玻璃粉作為組分從而獲得良好的耐酸性，并涉及使用所述組合物形成的電極。
背景技術(shù)：
近年來，對大尺寸、高集成、高精確性和高可靠性顯示器的日益增長需求促進了很多圖形處理技術(shù)的發(fā)展。這些技術(shù)已被應(yīng)用至等離子體顯示板(PDP)的制造。按照典型的PDP底板生產(chǎn)工藝，在基板的整個表面上連續(xù)地形成電極、電介質(zhì)層和阻擋層，然后通過蝕刻實施剝離從而形成障壁(barrier ribs)。在蝕刻之前，在障壁上涂覆光敏光致抗蝕劑(PR)或?qū)訅焊赡た刮g劑(DFR)，然后使用0.4-6wt%的硝酸溶液作為剝離劑實施剝離。然而，剝離可增加使電極末端曝露至剝離器的剝落風(fēng)險，或可誘導(dǎo)電極末端的形狀在一段時間內(nèi)發(fā)生變化。因此，在電極末端之間可能會發(fā)生短路，從而導(dǎo)致缺陷(例如面板裝配后的垂直條紋)的形成。I3R溶液涂覆或DFR層壓不能完全保護電極與剝離器隔離并引起斷續(xù)缺陷。解決這些問題的途徑之一是在耐酸性方面改進在電極中使用的玻璃粉的組成。 在用于形成電極組合物中，主要使用基于氧化鉛( 的玻璃粉，例如I^bO-SiO2-P2O5和 m30-B203。然而，世界范圍內(nèi)，限制基于I^bO的玻璃粉的使用的調(diào)整方針變得日益緊迫，因為這種玻璃粉中存在對人類有毒且導(dǎo)致環(huán)境污染的鉛。在這樣的情況下，存在對能代替基于PbO的玻璃粉的材料的需求。從這種需求的角度來看，與基于PbO的玻璃粉相比，目前偏好使用無1 玻璃粉和基于Bi的玻璃粉。然而，在障壁蝕刻期間，由于其較差的耐酸性，基于Bi的玻璃粉比基于PbO的玻璃粉對損害更敏感。在克服這種損害敏感性的嘗試中，認(rèn)為 SiO2的添加改善了基于Bi的玻璃粉的耐酸性。然而，增加的S^2含量不可避免地導(dǎo)致玻璃粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和膨脹計軟化點提高，從而必須要求更高的燒制溫度，并在多面板的燒制后導(dǎo)致PDP基板變形。因此，對改進的用于光敏電極的玻璃粉存在需求，所述玻璃粉能夠保證良好的耐酸性，同時保持電極的基本特性，并且甚至在高達560-590°C的溫度下也不會導(dǎo)致基板變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供用于一種形成電極的組合物。在一個實施方案中，所述組合物可以包括(a)導(dǎo)電粉末，(b)有機粘合劑，(c)玻璃粉，和(d)溶劑，其中所述玻璃粉(c)含有Sr2O3和&203中的至少之一，其含量為基于所述玻璃粉(c)總重量的按重量計0. 5-20%。在一個實施方案中，玻璃粉(c)可以包括按重量計15-45%的Bi2O3，按重量計 25-50%的SiO2,按重量計10-25%的B2O3,按重量計1-15%的Al2O3，按重量計0. 5-20%的 Sr2O3和&203中的至少之一，以及按重量計1-20%的&ι0。所述玻璃粉(c)中，SiA與Sr2O3和Zr2O3中的至少之一的含量比可以為從3 1至 20 1。在一個實施方案中，所述組合物可以包括按重量計30-90%的所述導(dǎo)電粉末(a)， 按重量計1-20%的所述有機粘合劑(b)，按重量計1-20%的所述玻璃粉(c)，以及余量為溶劑⑷。所述導(dǎo)電粉末(a)可以包括金、銀、銅、鎳、鈀、鉬、鋁粉，及其混合物中的至少之
ο所述有機粘合劑(b)可以包括(甲基)丙烯酸C1-Cltl烷基酯-不飽和羧酸共聚物、 纖維素質(zhì)聚合物，及其混合物的至少之一。在一個實施方案中，所述組合物可以進一步包括至少一種多官能團單體，所述多官能團單體選自由以下物質(zhì)組成的組中三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A 二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1， 4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和1，6_己二醇二甲基丙烯酸酯。所述組合物可以進一步包括光引發(fā)劑。所述組合物可以進一步包括一種或多種本領(lǐng)域中已知的添加劑。添加劑的實例可以包括增塑劑、分散劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、熱聚合抑制劑和偶聯(lián)劑。這些添加劑可單獨使用或作為其中兩個或兩個以上的混合物使用。本發(fā)明的另一個方面提供使用所述組合物形成的電極。在浸入6%的硝酸水溶液中之后，電極的圖案可以開始變形40秒。


從以下結(jié)合附圖的詳述中，本發(fā)明的上述和其它方面，特點及優(yōu)點將變得顯而易見，其中圖1示出了實施例1中所形成的圖案化電極的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖2示出了比較例1中所形成的圖案化電極的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
具體實施例方式本發(fā)明的一個方面提供用于形成電極的組合物，所述組合物包括(a)導(dǎo)電粉末， (b)有機粘合劑，(c)玻璃粉，和(d)溶劑。(a)導(dǎo)電粉末作為導(dǎo)電粉末(a)，可使用任何導(dǎo)電性的有機或無機材料。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電粉末可以選自由金、銀、銅、鎳、鈀、鉬、鋁粉及其混合物組成的組。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電粉末可以是金、銀、銅、鎳、鈀、鉬、鋁或其合金的粉末?？蛇x地，所述導(dǎo)電粉末可以是其中選自金、銀、銅、 鎳、鈀、鉬和鋁的金屬用選自金、銀、銅、鎳、鈀、鉬和鋁的其它金屬涂覆的粉末。銀粉是最優(yōu)選的。所述導(dǎo)電粉末優(yōu)選由球形顆粒組成，與盤狀或無定形顆粒相比，球形粉末在填充因數(shù)和UV透射比方面擁有優(yōu)異的特性?？紤]到最終膜的厚度，所述導(dǎo)電粉末的平均顆粒直徑(D50)優(yōu)選為0. 1-5 μ m，優(yōu)選為0. 2-2. 5 μ m，更優(yōu)選為0. 5-1. 8 μ m，以及最優(yōu)選為1. 0-1. 5 μ m。所述導(dǎo)電粉末的量為基于組合物總重的按重量計30-90%，優(yōu)選為按重量計 35-70 %，更優(yōu)選為按重量計40-60 %。在此范圍內(nèi)，不會顯示放電電壓的升高，在曝光和顯影期間不會觀察到針孔和裂紋，不會導(dǎo)致最終電極的短路，并且易于產(chǎn)生糊劑。(b)有機粘合劑有機粘合劑的作用是粘合導(dǎo)電粉末和玻璃粉。有機粘合劑的其它作用是在涂覆和干燥之后且在烘烤之前，提供組合物與玻璃基板的良好粘附性。合適的有機粘合劑的實例包括通過丙烯酸單體的共聚制備的丙烯酸聚合物，該丙烯酸單體具有至少一個親水基團(例如羧基)，從而賦予堿-可顯影性；纖維素聚合物， 例如乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥乙基羥丙基纖維素；及其混合物。有機粘合劑的量為基于組合物總重的按重量計1_20%，優(yōu)選為按重量計5-15%。 以按重量計1-20%的量存在的有機粘合劑保持了適當(dāng)?shù)暮齽┱扯群驮谕扛埠透稍锖髮ΣＡЩ宓牧己谜掣剑⑹沟媚軌蛐纬筛叻直媛实膱D案。此外，不會導(dǎo)致烘烤之后最終電極的缺陷(例如，裂紋、開口和針孔)。有機粘合劑可以具有范圍為5_40kcp的粘度。該范圍有利于共混期間有機粘合劑中無機材料的分散，并且使所述組合物適于涂覆。優(yōu)選地，有機粘合劑具有10-3^Cp的粘度。(c)玻璃粉加入玻璃粉以改善所述組合物的耐酸性同時增加導(dǎo)電粉末對PDP基板的粘附性。將使用所述組合物形成的圖案化電極曝露于硝酸水溶液時，玻璃粉保護所述電極免于受損并使圖案保持在良好狀態(tài)，因為其能夠提供對基板的牢固粘附。另外，所述玻璃粉能夠防止被洗脫，其甚至在隨后的集成(組裝，assembly)和ACF結(jié)合后抑制Ag遷移的發(fā)生。在一個實施方案中，所述玻璃粉可以包括Sr2OjP^2O3的至少之一。Sr2OjHr2O3 的至少之一的量為基于所述玻璃粉(c)總重的按重量計0. 5-20%，優(yōu)選按重量計1-18%， 更優(yōu)選按重量計2-15%，以及最優(yōu)選按重量計3-15%。在一個實施方案中，所述玻璃粉(c)可以包括財203、3102、403、六1203，31~203和21~203 的至少之一，以及aio。優(yōu)選地，Sio2的量大于Bi2o3。在一個實施方案中，所述玻璃粉(c)可以包括按重量計15-45%的Bi2O3，按重量計 25-50%的SiO2,按重量計10-25%的B2O3,按重量計1-15%的Al2O3，按重量計0. 5-20%的 Sr2O3和&203的至少之一，和按重量計1-20%的SiO。優(yōu)選地，所述玻璃粉(c)包括按重量計20-40%的Bi2O3，按重量計30-45%的SiO2, 按重量計15-20%的B2O3，按重量計3-12%的Al2O3，按重量計1-15%的Sr2O3和Zr2O3的至少之一，和按重量計3-15%的&ι0。更優(yōu)選地，所述玻璃粉(c)包括按重量計25-35 %的Bi2O3，按重量計35_40 %的 SiO2，按重量計15-20%的B2O3，按重量計5-10%的Al2O3，按重量計2-10% ^ Sr2O3和Zr2O3 的至少之一，和按重量計2-10%的&ι0。
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將網(wǎng)絡(luò)形成物(network former)引入玻璃粉中。氧離子和網(wǎng)絡(luò)形成物的陽離子彼此牢固結(jié)合從而形成網(wǎng)絡(luò)，并且來自氧化物的金屬離子占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)中的空位，從而破壞了網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造。這使玻璃粉具有密集填充的晶體結(jié)構(gòu)。為此目的，優(yōu)化Si02、Zr203和Sr2O3 的含量比例是有必要的。玻璃粉(c)中SiO2與Sr2O3和&203的至少之一的含量比可以為3 1至20 1。 此范圍保證了所述組合物的良好耐酸性并且甚至在560-590°C的烘烤溫度下保證基本電極特性(例如，電阻和線寬)。優(yōu)選地，SiO2與Sr2O3和&203的至少之一的比為3. 5 1至 15 I0在一個實施方案中，所述玻璃粉可以具有470-M0°C的軟化點以及385-475°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。所述玻璃粉的平均顆粒直徑(D50)優(yōu)選地為0. 5-3 μ m,更優(yōu)選地為1-1. 5 μ m。在顯影以形成電極的期間，此范圍防止缺陷(例如針孔)的形成。所述玻璃粉的存在的量為基于所述組合物總重量的按重量計1_20%，優(yōu)選地是按重量計2-15%，更優(yōu)選地是按重量計2. 5-10%。玻璃粉的存在量為按重量計1-20%保證了所述玻璃粉對導(dǎo)電粉末和玻璃基板的良好粘附性，并且避免了電阻增加的危險。(d)溶劑溶劑(d)可以是能夠在一般電極組合物中使用的任意有機溶劑，并且具有120°C 或更高的沸點。在一個實施方案中，溶劑(d)選自但不限于由以下物質(zhì)組成的組中甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氫松油醇、乙二醇、乙二醇單丁醚、丁基纖維素醋酸酯、texanol酯醇(2，2，4-三甲基3-戊二醇單異丁酸酯)，及其混合物。溶劑的含量取決于具體應(yīng)用。通過改變?nèi)軇┑暮靠梢院苋菀椎乜刂扑鼋M合物的粘度。在一個實施方案中，所使用的溶劑的量范圍為基于所述組合物總重量的按重量計 3-68%，優(yōu)選地為按重量計10-60%。所述組合物可以進一步包括至少一種多官能團單體。該多官能團單體可以是具有二至六個官能團的二、三、四、五或六(甲基)丙烯酸酯。在一個實施方案中，所述多官能團單體可以選自，但不必限于以下物質(zhì)組成的組中三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯、 1，6_己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、雙季戊四醇二丙烯酸酯、雙季戊四醇三丙烯酸酯、雙季戊四醇五丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A 二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯及其混合物。所使用的多官能團單體的量為基于所述組合物總重量的按重量計1_20%，優(yōu)選地是按重量計3-15%。以按重量計1-20%的量使用所述多官能團單體不會導(dǎo)致在顯影期間圖案剝離和在烘烤期間有機材料分解的問題。所述組合物可以進一步包括光引發(fā)劑。所述光引發(fā)劑可以是對200-400nm波長帶中的光具有相當(dāng)活性的任意光引發(fā)劑。這樣的光引發(fā)劑的實例包括，但不必限于，氯代苯乙酮、二乙氧基苯乙酮(DEAP)、羥基苯乙酮、1-苯基-2-羥基-2-甲基丙基-1-酮(Darocurl 173，HMPP)、1-羥基環(huán)己基二苯甲酮(Irgacure 184HCPK)、α -氨基苯乙酮(Irgacure 907)、安息香醚、芐基二甲基縮酮 (Irgacure 651)、二苯甲酮、噻噸酮和2-乙基蒽醌Q-ETAQ)。這些光引發(fā)劑可單獨使用或作為兩種或多種的混合物使用。所使用的光引發(fā)劑的量為基于所述組合物總重量的按重量計0. 1_10%，優(yōu)選地是按重量計1-5%。以按重量計0. 1-10%的量使用所述光引發(fā)劑使得所述組合物能夠充分固化從而在顯影期間防止最終圖案從基板上剝落。在一個實施方案中，如果需要，所述組合物可以進一步包括一種或多種添加劑以獲得改進的流動特性、加工特性和穩(wěn)定性。添加劑的實例包括增塑劑、分散劑、粘度穩(wěn)定劑、 消泡劑、顏料、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、熱聚合抑制劑和偶聯(lián)劑。這些添加劑可以單獨或以其兩種或多種的混合物使用。這些添加劑是公知的并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠商購，因此此處省略了它們的具體種類和詳細說明。可以使用所述組合物形成電極的頂面板和電極的底面板。在一個實施方案中，可以通過光刻法使用所述組合物形成地址電極。在一個實施方案中，可以通過以下步驟形成所述電極在基板上涂覆所述組合物至10-30μπι的厚度， 干燥所述組合物以形成膜，通過光掩模將該膜曝光于UV光以固化所述膜，堿顯影所固化的膜從而圖案化所述膜，并烘烤該圖案化的膜?？梢栽?_150°C的溫度下實施干燥持續(xù)約15-50分鐘。可以在450_650°C的溫度下實施烘烤。浸入6%的硝酸水溶液中之后，圖案化的電極可以開始變形40秒，優(yōu)選地是 45-350 秒。下文中，將參照以下實施例更詳細地解釋本發(fā)明的構(gòu)成和功能。僅為解釋說明的目的提供這些實施例，并且這些實施例不以任何方式被理解為限制本發(fā)明。未包括在本文中的實施方案本領(lǐng)域技術(shù)人員會很容易了解和理解，并且本文中省略了其說明。實施例以下實施例和比較例中所使用的組分的規(guī)格如下(a)導(dǎo)電粉末具有1. 5 μ m的平均顆粒直徑(D50)的銀(Ag)粉末(3_11F，D0WA)；(b)有機粘合劑聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物)(HL370，Photonix)；(c)使用具有表1中所示組成的玻璃粉。表 權(quán)利要求
1.一種用于形成電極的組合物，包括(a)導(dǎo)電粉末，(b)有機粘合劑，(c)玻璃粉，和 (d)溶劑，其中所述玻璃粉(c)含有Sr2O3和&203中的至少之一，其含量為基于所述玻璃粉 (c)總重量的按重量計0. 5-20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述玻璃粉(c)包括按重量計15-45%的Bi2O3， 按重量計25-50 %的SiO2,按重量計10-25 %的化03，按重量計1_15 %的Al2O3，按重量計 0. 5-20%的Sr2O3和&203中的至少之一，以及按重量計1_20%的SiO。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述玻璃粉(c)中的SiO2與Sr2Ojn^2O3中的至少之一的含量比為3 1至20 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物可以包括按重量計30-90%的所述導(dǎo)電粉末(a)，按重量計1-20 %的所述有機粘合劑(b)，按重量計1-20 %的所述玻璃粉(c)， 以及余量為溶劑(d)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述導(dǎo)電粉末(a)包括金、銀、銅、鎳、鈀、鉬、鋁的粉末中的至少之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述有機粘合劑(b)包括(甲基)丙烯酸C1-Cltl 烷基酯-不飽和羧酸共聚物和纖維素聚合物中的至少之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，進一步包括至少一種多官能團單體，所述多官能團單體選自由以下物質(zhì)組成的組中三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A 二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、 二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二甲基丙烯酸酯和1，6_己二醇二甲基丙烯酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，進一步包括光引發(fā)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，進一步包括至少一種選自由下列物質(zhì)組成的組中的添加劑增塑劑、分散劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、熱聚合抑制劑和偶聯(lián)劑。
10.使用根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的組合物形成的電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于形成電極的組合物。所述組合物包括(a)導(dǎo)電粉末，(b)有機粘合劑，(c)玻璃粉，和(d)溶劑。所述玻璃粉(c)包括Sr2O3和Zr2O3中的至少之一，其含量為基于所述玻璃粉(c)總重量的按重量計0.5-20％。玻璃粉的使用可以在酸曝露期間保證組合物的良好穩(wěn)定性，同時不需要附加的用以保護電極的處理步驟。此外，可以使用玻璃粉防止銀(Ag)被離子化。因此，可以抑制隨后的面板組裝期間由于Ag遷移的出現(xiàn)而導(dǎo)致的垂直條紋。
文檔編號H01B1/20GK102543254SQ20111014965
公開日2012年7月4日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者岡本珍范, 樸珉秀, 申東一, 許倫旼 申請人:第一毛織株式會社