專利名稱：透明介質(zhì)漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透明介質(zhì)漿料，該透明介質(zhì)漿料可用于厚膜電 子漿料領(lǐng)域，也可用于氣體放電顯示技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
等離子顯示器(PDP)作為高性能的平板顯示器件具有響應(yīng)速 度快、視角寬、色彩逼真、壽命長及應(yīng)用環(huán)境范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)， 因而，正在越來越多i也應(yīng)用于各種場(chǎng)合，市場(chǎng)需,，也在不斷增力口。 透明介質(zhì)層在等離子顯示器中起著保護(hù)匯流電極及抑制電流過度 增長的作用，同時(shí)，使氣體放電產(chǎn)生的空間電荷存儲(chǔ)在介質(zhì)壁上降 低放電維持電壓。透明介質(zhì)層的制作是等離子顯示器的制作過程中 不可或缺的一個(gè)步驟，同時(shí)，由于》文電單元中的真空紫外光激發(fā)焚 光粉產(chǎn)生的可見光需要穿過透明介質(zhì)層才能到達(dá)顯示屏的外部，因 而，透明介質(zhì)層的透明度直接影響著等離子顯示屏的發(fā)射光透過率 及亮度、對(duì)比度等性能。
透明介質(zhì)層 一般通過將介質(zhì)漿料以絲網(wǎng)印刷、涂敷等方法形成 一定厚度的漿料層，然后進(jìn)行干燥、燒結(jié)過程來形成。介質(zhì)漿料通 過將具有絕緣性能的玻璃粉均勻分散于有機(jī)介質(zhì)中而形成。對(duì)于介 質(zhì)漿料玻璃粉要求其具有適當(dāng)?shù)臒徂D(zhuǎn)變溫度，熱膨脹系數(shù)與基板玻 璃匹配，與電4及反應(yīng)小，燒成之后可見光透過率高，耐電壓擊穿強(qiáng) 度高。隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，傳統(tǒng)的使用含Pb玻璃粉的
4介質(zhì)漿沖+由于Pb含量4交大，回收困^,，劉-環(huán)境污染嚴(yán)重而逐漸4皮 取代。
在中國專利申"i青/^開文本CN101215102A中7>開了一種等離 子體顯示屏用介質(zhì)漿料及其制備方法。該方法是將Bi203、 ZnO、 B20;j和Li20、 A1203、 Si02、 CaO、 BaO或CuO 4分末混合均勻，通 過固相反應(yīng)法及J求磨工藝制成無機(jī)粉末混合物，然后將無枳4分末混 合物與有機(jī)載體混合再使用三軸輥軋機(jī)輥軋得到前板透明介質(zhì)漿 料或?qū)o機(jī)粉末混合物、金紅石型Ti02和有機(jī)載體混合均勻再使用 三軸輥軋機(jī)輥軋得到后板白色介質(zhì)漿料。該方法制備得介質(zhì)漿料能 滿足涂敷型工藝且不含Pb。
在中國專利申請(qǐng)/^開文本CN101177560A中4皮露了一種蔭罩式 PDP用無4^光壽丈透明介質(zhì)漿沖牛及制備方法。該蔭罩式PDP用無4§ 光敏透明介質(zhì)漿料包括無鉛玻璃粉50-85 % ,光敏單體3-20 % ，光 引發(fā)劑0.3-5% ,有才幾溶劑5-20% ，纖維素樹脂5-20% ，增塑劑1-2 %,表面活性劑1-2%;有機(jī)溶劑為沸點(diǎn)在高于20(TC的極性有機(jī)溶 劑二乙二醇單丁醚、松油醚、蓖麻油、苯曱醇或杵檬酸三丁酯中 的一種或幾種，所述比例均以wt。/。計(jì)。該漿并+具有環(huán)^呆，無毒的特 點(diǎn)，并且燒結(jié)溫度低。
然而，上述方法制備的透明介質(zhì)漿津+存在透明度差、熱膨脹系 凄t不匹配等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能形成高透明度及表面平整度，并 且具有適當(dāng)?shù)臒徂D(zhuǎn)變溫度及與基板玻璃相匹配的熱膨脹系數(shù)的透 明介質(zhì)層的介質(zhì)漿料。本發(fā)明中的透明介質(zhì)漿料通過將具有絕緣性 能的玻璃粉均勻分散于有機(jī)介質(zhì)中而形成。該玻璃粉為Bi-B-Si體系，同時(shí)添加有一定量的K和Be。在該體系中添加K佳J尋形成的 玻璃粉的熱轉(zhuǎn)變溫度降低，在轉(zhuǎn)變溫度之后的流動(dòng)性能才是高，并極 大提高了燒成之后的膜層的透明度和光澤度，但是K20屬玻璃網(wǎng)絡(luò) 外體氧化物，(K+)居于玻璃結(jié)構(gòu)的空穴，K20能提供游離氧使玻 璃結(jié)構(gòu)中的O/Si比值增大，發(fā)生斷鍵，因此K20的加入降低了玻 璃的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，使得玻璃的熱膨脹系數(shù)明 顯增加；BeO屬于玻璃中間體氧化物，在游離氧足夠的時(shí)候，能以 4皮氧四面體[Be04]參加結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，[Be04]帶有電荷，」波此不能直接-連接。BeO的加入抑制了 K20的加入對(duì)玻璃粉各項(xiàng)性能的影響，顯 著的降低了玻璃的膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，增加透 明度。
本發(fā)明的透明介質(zhì)漿沖+主要由I無4幾玻璃4分體和II有才幾介質(zhì) 組成。
I無枳J皮璃4分體
本發(fā)明的無枳J皮璃并分體為Bi-B-Si ( Bi203+B203+Si02 )體系的 無鉛玻璃粉，其中Bi203+B203+Si02的重量占該無機(jī)玻璃粉體總重 的30-70%。以上三種氧化物均為形成3皮璃體網(wǎng)絡(luò)的fU匕物，若總 的添加量過低會(huì)造成玻璃體系穩(wěn)定性差。
才艮據(jù)本發(fā)明，在該無才幾3皮璃4分體的配方中添加一定量的ZnO、 BaO及MgO, ZnO+BaO+MgO的添力口量占該無才幾3皮璃4分體總重量 的20-60%，目的是調(diào)整玻璃的各項(xiàng)物理性能以及降低熔融溫度。
才艮據(jù)本發(fā)明，在該無才幾3皮璃粉體的配方中還添加一定量的K20 和BeO,其中K20+BeO的添加的總重量占該無枳J皮璃4分體總重的 5-30%， K20與BeO的重量比在7:1-2:1之間，若K20的添力口量過大會(huì)造成玻璃體系穩(wěn)定性的降低，若BeO添加量過大則會(huì)使玻璃 的熱轉(zhuǎn)變溫度升高及透明度的下降。
根據(jù)本發(fā)明，該無機(jī)玻璃粉體中還可以添加一定量的CaO、 Li20、 Na20、 A1203、 CuO等。
以上各組分中B203由硼酸或者硼酐引入，BaO、 Na20、 K20 由其碳酸鹽如BaC03、 Na2C03、 K2C03引入，其余各組分均直接通 過添加氧化物進(jìn)4于混合調(diào)配。
以上組分通過混津+才幾混合均勻后，于高溫固相》克結(jié)爐中 800-1300。C燒制20分鐘以上得到均勻的金屬氧化物的混合液體，將 其倒至玻璃壓片機(jī)上壓片后，在球磨罐中進(jìn)行粗粉碎，再將粗粉石爭 之后的玻璃料在行星式5求磨才幾中進(jìn)一步細(xì)粉石爭就可得到D90 < 5(am 的無枳4分體粒子。
本發(fā)明中的無枳』玻璃粉體總重量占漿料總重量的60-90%。
II有機(jī)介質(zhì)
適用于本發(fā)明中的有才幾介質(zhì)要求其對(duì)無枳J皮璃^分體有良好的 分散性，并能防止無機(jī)玻璃粉體粒子之間的團(tuán)聚；良好的成膜性及 流平性能，以適應(yīng)絲網(wǎng)印刷、涂敷過程的要求，能得到平滑的膜層； 不會(huì)對(duì)無機(jī)粉體的燒結(jié)過程帶來影響，在達(dá)到燒結(jié)溫度之前要求有 機(jī)介質(zhì)已經(jīng)基本分解完全，不會(huì)因?yàn)闅埩粲袡C(jī)載體而造成氣泡、針 孔等缺陷。
符合上述要求的有機(jī)介質(zhì) 一般由高沸點(diǎn)的溶劑和起增稠作用 的樹脂組成。選擇溶劑組分的要求是樹脂在溶劑中有較高的溶解度，能得到
完全溶液；溶劑不與組合物中的其他組分發(fā)生反應(yīng)；應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)?揮發(fā)性以適用于絲網(wǎng)印刷或者涂敷過程并能保證存貯過程中粘度 的穩(wěn)定。
優(yōu)選用于本發(fā)明中的溶劑為常壓下的沸點(diǎn)在150-300°C之間的 高沸點(diǎn)有才幾溶劑。這樣的溶劑包括脂肪醇、脂肪醇酯，例如乙酸酯 和丙g交酯；碎烯，如+>油醇；乙二醇及其酯，如乙二醇單丁基醚和 丁基i^纖劑乙酸酯；卡必醇酯，如丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯 和卡必醇乙酸酯；Texanol⑧(2,2,4-三曱基-l，3-戊二醇單異丁酸酯)以 及它們的混合物。
上述的樹脂要求其分解溫度低，如200-350°C，且分解之后灰 分低，所使用的樹脂一般包括醇酸樹脂、(曱基)丙烯酸樹脂、(曱 基)丙烯酸酯樹脂、乙基纖維素、硝基纖維素等，以及它們按照任 意比例的混合物。所使用的樹脂總重量占有機(jī)載體總重量的3-15% 。
有機(jī)介質(zhì)的總重量占漿料總重量的10-40%。
為進(jìn)一步改善漿料的性能，還可選擇性地在其中加入分散劑、 防沉降劑、消泡劑、流平劑、觸變調(diào)節(jié)劑等。
具體實(shí)施例方式
漿料的制備
」接照預(yù)定的重量分別稱耳又無4幾玻璃4分體于混合罐中，并加入預(yù) 定重量的與之相應(yīng)的有機(jī)介質(zhì)，在高速剪切分散設(shè)備上進(jìn)行分散混 合，然后將混合好的漿料經(jīng)過三軸輥軋機(jī)，進(jìn)一步促進(jìn)無機(jī)玻璃粉 體的分散及其與有機(jī)介質(zhì)的融合，至漿料中無機(jī)玻璃粉體的細(xì)度小
8于5pm，將所得漿料經(jīng)過過濾機(jī)過濾后進(jìn)行真空脫泡即得最終的樣
口O 。
印刷及燒制條件
使用325目的不銹鋼絲網(wǎng)進(jìn)行印刷，將印刷好的玻璃基板置于 150。C的干燥箱中約IO分鐘，測(cè)得干燥的膜層厚度約30jnm。
所選擇的燒制曲線為350。C保溫脫氣20分鐘，然后升溫至 580。C并^f呆溫20分4t后降溫。
比4交例
才要照以下配方Bi203 33%, B203 14%， Si029%, BaO 18%, ZnO 23%， MgO 3.0%稱量各氧化物以及對(duì)應(yīng)的碳酸鹽如BaC03或 硼酸H3B03,混合均勻后在高溫固相燒結(jié)爐中120(TC保溫1小時(shí)， 得到均勻的玻璃液。將該玻璃液倒至對(duì)輥壓片機(jī)使其迅速冷卻并壓 制成約lmm厚的玻璃碎片，將玻璃碎片放至球磨罐中在球磨機(jī)上 進(jìn)行粗粉碎至玻璃粉體的粒子小于lmm。將玻璃粉體在行星式球磨 機(jī)中球磨24小時(shí)以上，得到用于配制漿料的無機(jī)粉體。
有機(jī)介質(zhì)的制備按照重量比6 : 10 : 84分別稱量乙基纖維素、 丁基卡必醇乙酸酯及松油醇，在攪拌的條件下加熱至60。C并保溫至 乙基纖維素完全溶解得到均 一透明的溶液。
漿料的制備4要照重量比7 : 3將無枳4分體和有4幾載體混合后， 在速剪切分散設(shè)備上進(jìn)行分散混合，然后經(jīng)過三軸輥軋機(jī)輥軋至無 機(jī)粉體粒度小于5)tim,將所得漿料過濾后進(jìn)行真空脫泡。測(cè)定粘度 為23pa's。以j波璃液在石墨才莫具中澆鑄出直徑約0.5cm的圓柱試^=羊，在熱 膨脹儀上測(cè)定熱膨脹系數(shù)為76xlO力。C。
以此漿料通過絲網(wǎng)印刷的方法在玻璃基板上制作樣品，采用分 光光度計(jì)測(cè)定發(fā)射光波長在400-800nm時(shí)相對(duì)于基板玻璃的透過率 為65-68%。
實(shí)施例1
無積J皮璃4分體的制備4姿照以下配方Bi203 19%, B203 14%, Si029%， Ba0 18%， Zn0 23%, MgO 3.0%， K20 10%, BeO 4%共 2kg稱量各氧化物以及對(duì)應(yīng)的石友酸鹽如BaC03、 K2C03或硼酸，混 合均勻后在高溫固相燒結(jié)爐中120(TC保溫1小時(shí)，得到均勻的玻璃 液。將該3皮璃液倒至對(duì)輥壓片枳/f吏其迅速冷卻并壓制成約1 mm厚 的玻璃碎片，將玻璃碎片放至球磨罐中在球磨機(jī)上進(jìn)行粗粉碎至玻 璃粉體的粒子小于lmm。將玻璃粉體在行星式球磨機(jī)中球磨24小 時(shí)以上，得到用于配制漿料的無機(jī)粉體。
有機(jī)介質(zhì)的制備按照重量比6 : 10 : 84分別稱量乙基纖維素、 丁基卡必醇乙酸酯及爭>油醇，在攪拌的條件下加熱至60。C并保溫至
乙基纖維素完全溶解得到均一透明的溶液。
漿料的制備按照重量比7 : 3將無機(jī)粉體和有機(jī)載體混合后， 在速剪切分散設(shè)備上進(jìn)行分散混合，然后經(jīng)過三軸輥軋機(jī)輥軋至無 機(jī)粉體粒度小于5pm，將所得漿料過濾后進(jìn)行真空脫泡。測(cè)定粘度 為23pa.s。
以玻璃液在石墨才莫具中澆鑄出直徑約0.5cm的圓柱試才羊，在熱 膨脹儀上測(cè)定熱膨脹系數(shù)為80 x 10力匸。以此漿料通過絲網(wǎng)印刷的方法在玻璃基板上制作樣品，采用分
光光度計(jì)測(cè)定發(fā)射光波長在400-800nm時(shí)相對(duì)于基板玻璃的透過率 為88-92%。
實(shí)施例2
才安照以下配方Bi203 23%， B203 14%， Si02 13%， BaO 18%, Zn0 23%， MgO3.0%， K20 4%， BeO 2%稱量各氧化物以及對(duì)應(yīng)的 碳酸鹽如BaC03 23.17%、 K2C03 5.87%或硼酸H3B03 24.86%，其余 條件均與實(shí)施例l相同，制備無機(jī)玻璃粉體、有機(jī)介質(zhì)及漿料。
以玻璃液在石墨模具中澆鑄出直徑約0.5cm的圓柱試樣，在熱 膨脹儀上測(cè)定熱膨脹系數(shù)為72 x 10—7/°C。
以此漿料通過絲網(wǎng)印刷的方法在玻璃基板上制作樣品，采用分 光光度計(jì)測(cè)定發(fā)射光波長在400-800nm時(shí)相對(duì)于基纟反^皮璃的透過率 為83-88%。
實(shí)施例3
按照以下商己方Bi203 19%, B203 14%, Si02 6%, BaO 18%， Zn0 28%， MgO 3.0%， K20 10%， BeO 2%稱量各氧化物以及對(duì)應(yīng) 的碳酸鹽如BaC03 23.17%、 K2C03 14.67%或硼酸H3B03 24.86%， 其余條件均與實(shí)施例1相同，制備無機(jī)玻璃粉體、有機(jī)介質(zhì)及漿料。
以玻璃液在石墨才莫具中澆鑄出直徑約0.5cm的圓柱試樣，在熱 膨脹儀上測(cè)定熱膨脹系數(shù)為89xl(r7/°C 。
以此漿料通過絲網(wǎng)印刷的方法在玻璃基板上制作樣品，采用分 光光度計(jì)測(cè)定發(fā)射光波長在400-800nm時(shí)相對(duì)于基板玻璃的透過率 為87-93%。
ii
權(quán)利要求
1.一種透明介質(zhì)漿料，包括無機(jī)玻璃粉體和有機(jī)介質(zhì)，其中所述無機(jī)玻璃粉體占所述透明介質(zhì)漿料總重量的60-90％，所述有機(jī)介質(zhì)占所述透明介質(zhì)漿料總重量的10-40％，所述無機(jī)玻璃粉體包括占所述無機(jī)玻璃粉體總重30-70％的Bi2O3+B2O3+SiO2以及占所述無機(jī)玻璃粉體總重20-60％的ZnO、BaO和MgO；所述有機(jī)介質(zhì)包括沸點(diǎn)在150-300℃之間的有機(jī)溶劑和分解溫度200-350℃的樹脂，其特征在于，所述無機(jī)玻璃粉體中還包括占所述無機(jī)玻璃粉體總重5-30％的K2O和BeO。
2. 才艮據(jù)4又利要求1所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述添加 的K20與BeO的重量比在7 : 1至2 : 1之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述無機(jī) 3皮璃4分體還包4舌CaO、 Li20、 Na20、 A1203、 CuO。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于， 所述有才幾溶劑選自由脂肪醇、脂肪醇酯、辟烯、乙二醇醚及其 酉旨、卡必醇或酯、2,2,4-三曱基-1，3-戊二醇單異丁酸酯以及它 們的混合物組成的組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述脂肪 醇酯是乙酸酯或丙酸酯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述萜烯 是+〉油醇。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求4所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述乙二 醇醚及其酯是乙二醇單丁基醚或丁基溶纖劑乙酸酯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述卡必 醇或酯是丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯或卡必醇乙酸酯。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于， 所述樹脂選自由醇酸樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、(曱基)丙烯 酸酯樹脂、乙基纖維素、硝基纖維素以及它們的混合物組成的 組。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述無 機(jī)玻璃粉體的熱膨月長系數(shù)在70-90xlO力。C之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的透明介質(zhì)漿料，其特征在于，所述透 明介質(zhì)漿料中還包括分散劑、防沉降劑、消泡劑、流平劑、觸 變調(diào)節(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透明介質(zhì)漿料，包括無機(jī)玻璃粉體和有機(jī)介質(zhì)，所述無機(jī)玻璃粉體包括占所述無機(jī)玻璃粉體總重30-70％的Bi₂O₃+B₂O₃+SiO₂以及占所述無機(jī)玻璃粉體總重20-60％的ZnO、BaO和MgO；所述有機(jī)介質(zhì)包括沸點(diǎn)在150-300℃之間的有機(jī)溶劑和分解溫度200-350℃的樹脂，其特征在于，所述無機(jī)玻璃粉體中還包括占所述無機(jī)玻璃粉體總重5-30％的K₂O和BeO。
文檔編號(hào)H01J17/02GK101685736SQ20081022346
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者李海燕, 陳雪生 申請(qǐng)人:四川虹歐顯示器件有限公司