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CN1821870A - 光敏胶组合物及使用该组合物制造的等离子体显示板 - Google Patents

光敏胶组合物及使用该组合物制造的等离子体显示板 Download PDF

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CN1821870A CNA2006100024980A CN200610002498A CN1821870A CN 1821870 A CN1821870 A CN 1821870A CN A2006100024980 A CNA2006100024980 A CN A2006100024980A CN 200610002498 A CN200610002498 A CN 200610002498A CN 1821870 A CN1821870 A CN 1821870A
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Abstract

提供了一种用于形成等离子体显示板(PDP)间隔壁顶部上的黑层的光敏胶组合物，其防止了相邻放电单元之间的电或光串扰从而获得更好的对比度。该光敏胶组合物包括：用于增强对比度的黑色颜料纳米颗粒及用于基本上避免该胶组合物胶凝化的环酸酐。基本上避免了该胶组合物的胶凝化使得该胶组合物具有良好的储藏稳定性。也提供了一种具有更优对比度的PDP。

Description

光敏胶组合物及使用该组合物制造的等离子体显示板
发明背景
本申请要求了2005年1月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0000790的优先权，其所公开的内容在此整体作为参考引用。
1.发明领域
本发明涉及一种光敏胶组合物和用该组合物制成的等离子体显示板(PDP)。更具体的，本发明涉及一种用于形成间隔壁顶部的黑层以防止相邻放电单元之间的电或光串扰从而获得更好的对比度的光敏胶组合物，以及用该组合物制成的PDP。
2.相关技术描述
图1描述了常规的等离子体显示板(PDP)。
参见图1，PDP由前面板110和后面板120组成。前面板110包括前基板111；在前基板111后表面111a上形成的维持电极对(分别用114表示)，每一个维持电极对114包括Y电极112和X电极113；涂覆维持电极对的前电介质层115；及涂覆前电介质层115的保护层116。Y电极112和X电极113分别包括由ITO等制成的透明电极112b和113b；总线电极112a和113a均由用于加强对比度的黑电极(未示出)和用于赋予电导性的白电极(未示出)组成。将总线电极112a和113a与置于PDP左侧及右侧的连接电缆相连。
后面板120包括后基板121；在后基板121的前表面121a上形成与维持电极对相交的寻址电极(分别用122表示)；涂覆寻址电极的后介电层123；在后介电层123上形成的用于隔开放电单元(分别用126表示)的间隔壁124；位于放电单元中的发光材料层125。将寻址电极与位于PDP上侧与下侧上的连接电缆相连。
如上所述，在PDP中，间隔壁是在后面板(或后基板)上形成的结构，用于确定放电空间并避免相邻放电单元之间的电或光串扰。通过丝网印刷术、喷砂法、光刻法等在涂覆寻址电极的电介质层上形成该间隔壁。
在使用丝网印刷术形成间隔壁的情况下，用图案化掩模及挤压法在基板上印出用于印刷的间隔壁胶，并使之干燥以除去溶剂。将这样的印刷和干燥过程重复几次以获得具有所需厚度的膜。烧结所获得的膜从而形成间隔壁。然而，该方法耗时，而且由于低分辨率和重复印刷造成的不重合而很难形成均匀图案化的间隔壁。
对于用喷砂法形成间隔壁的情况，用台式涂布机将间隔壁胶一次性印在基板上，干燥以获得所需厚度的膜。然后将具有抗喷砂性能的干膜抗蚀剂层压在该膜上，并通过曝露于光和显影剂而形成图形。然后，在高压下，使用该干膜抗蚀剂图形作为掩模进行微研磨喷砂以获得具有图案的膜。除去残留的干膜抗蚀剂，烧结具有图案的膜从而形成间隔壁。虽然通过喷砂法形成的间隔壁比用丝网印刷术形成的间隔壁具有更高的分辨率，但喷砂法具有一些缺点，如复杂的工艺，以及由于研磨的砂子与电极末端的碰撞造成的电极末端损坏。
在用光刻法形成间隔壁的情况下，印刷光敏胶并使之干燥以形成具有所需厚度的膜。通过配备有光掩膜的UV曝光系统使该膜曝露于UV光下。使印刷、干燥和曝光重复几次。然后进行显影，以便选择性地除去未曝光的区域，接着进行烧结，从而获得间隔壁。相对于丝网印刷术而言，光刻法能够形成具有更高分辨率的间隔壁，而且不象喷砂法，不需要干膜抗蚀剂和打磨过程。然而，存在例如许多步骤和由于重复过程造成的不重合这样的缺陷。
鉴于上述问题，美国专利No.6197480公开了一种通过使无机材料和有机材料之间的折射率差最小化而形成间隔壁的方法。韩国专利公开No.2004-12298公开了一种用热解法二氧化硅对无机材料进行表面处理的方法。用热解法二氧化硅进行表面处理可使曝光敏感度增强，这能够通过单一曝光过程而形成间隔壁。
然而，由这些方法形成的间隔壁由单独的白色层组成。这样，从位于由间隔壁限定的空间中的发光材料层所发射的可见光被间隔壁反射，从而加强了亮度。然而，该间隔壁也反射来自前面板的入射光，因而降低了图像的对比度。
而且，考虑到环境问题，对于在通过光刻法形成间隔壁的过程中所使用的光敏胶，最近的趋势是逐渐增加水或碱性水溶液的使用，其作为显色剂而替代有机溶剂。关于这一点，用含有酸性功能基团例如羧基的共聚物作为有机粘接剂，该有机粘接剂是一种胶成分。然而，用作有机粘接剂的含羧基的共聚物与作为主要胶成分的无机粉末进行离子交联，以便于形成三维网状结构(胶凝作用)。这种胶凝作用快速增加了胶的粘性，这样就不可能进行印刷或显影。
已建议了避免胶的胶凝作用的几种方法。例如，美国专利No.6576391公开了用三唑化合物进行无机粉末的表面处理，美国专利No.6326125公开了使用具有空间位阻的共聚物。虽然这样的方法能延迟胶的胶凝作用，但不能从根本上避免胶凝作用。
发明概述
本发明提供了一种具有更优对比度的等离子体显示板(PDP)。本发明也提供了一种用于形成PDP间隔壁顶部上的黑层的光敏胶组合物，由于基本上避免了胶组合物的胶凝作用，该光敏胶组合物具有良好的储藏稳定性。
根据本发明的一个方面，提供了一种含下列组分的光敏胶组合物：包括黑色颜料纳米颗粒的黑色颜料；环酸酐；无机粘接剂；及有机载体。
根据本发明的另一方面，提供了一种用该光敏胶组合物在PDP间隔壁顶部上形成的黑层。
根据本发明的另一方面，提供了一种用该光敏胶组合物制成的光敏印刷电路基板。
根据本发明的另一方面，提供了一种用该光敏印刷电路基板在PDP间隔壁顶部上形成的黑层。
根据本发明的另一方面，提供了一种含有在PDP间隔壁顶部上形成的黑层的PDP。
附图简述
通过参照附图详细描述本发明的实施例性实施方案，本发明的上述及其他特征以及优点将变得更加清晰：
图1是说明常规等离子体显示板(PDP)的局部切割透视图；
图2是说明根据本发明一种实施方案的PDP间隔壁的示意性剖面图；
图3是说明根据本发明一种实施方案形成PDP间隔壁的一种方法流程图；
图4是说明根据本发明另一实施方案形成PDP间隔壁的一种方法流程图；
图5是说明根据本发明另一实施方案形成PDP间隔壁的一种方法流程图。
发明详述
现参考附图对本发明作更充分的描述，其中披露了本发明的实施例性实施方案。
本发明的光敏胶组合物含有：包括黑色颜料纳米颗粒的黑色颜料；环酸酐；无机粘接剂；及有机载体。本发明的光敏胶组合物用于形成间隔壁顶部上的黑层，以消除PDP前面板对入射光的反射。这样，在该光敏胶组合物中含有黑色颜料以增强黑度，从而获得PDP更好的对比度。
本发明的光敏胶组合物包括黑色颜料。
优选的，该黑色颜料包括第一黑色颜料和第二黑色颜料，它们的平均粒度、最小粒度和最大粒度都不同。
第一黑色颜料具有的平均粒度为0.5-5.0μm，最小粒度为0.1μm或更大，最大粒度为10μm或更小，而第二黑色颜料具有的平均粒度为5-50nm，最小粒度为1nm或更大，最大粒度为100nm或更小。
纳米级大小的第二黑色颜料有利于加强对比度。这是由于在同样组分及含量的情况下，当粒度减小时黑度加强。第二黑色颜料也用于增加胶的粘性，这可以减少胶中有机成分(特别是粘接剂)的含量。因而，可形成厚度薄的胶膜，结果使得曝光敏感度增强，并由于烧结时收缩的减小使边缘卷曲最小化。第二黑色颜料也用于加强间隔壁和在间隔壁上形成的黑层之间的粘着。
如果第一黑色颜料具有小于0.5μm的平均粒度或小于0.1μm的最小粒度，则可能会降低分散性和曝光敏感度。另一方面，如果第一黑色颜料具有大于5.0μm的平均粒度或大于10μm的最大粒度，则可能会降低黑度和线性。
同时，如果第二黑色颜料具有小于5nm的平均粒度或小于1nm的最小粒度，则分散度和可印刷性可能会降低。另一方面，如果第二黑色颜料具有大于50nm的平均粒度或大于100nm的最大粒度，则黑度的增加不够。
第一黑色颜料和第二黑色颜料可以是相同或不同的材料，例如，如Ru、Cr、Fe、Co、Mn及Cu元素的氧化物，或其复合氧化物，例如Ru-Pb、Ru-Pb-Bi、Ru-Bi-Cd、Co-Cr-Fe、Co-Mn-Fe、Co-Fe-Mn-Al、Co-Ni-Cr-Fe、Co-Ni-Mn-Cr-Fe、Co-Ni-Al-Cr-Fe或Co-Mn-Al-Cr-Fe-Si。而且，用于本发明光敏胶组合物的黑色颜料也可以是碳黑、钛黑、氮化物、碳化物等。
优选的，以100份无机粘接剂的重量为基准，所使用的黑色颜料为5-100重量份。
优选的，以100份无机粘接剂的重量为基准，所使用的第一黑色颜料为5-50重量份。所使用的第一黑色颜料在重量上小于5份将会由于黑度不足而不能有助于对比度加强。另一方面，如果第一黑色颜料的量超过50重量份，无机粘接剂的量则会相对不足，这导致难于形成所需的间隔壁。
优选的，以100份第一黑色颜料的重量为基准，所用的第二黑色颜料占5-100重量份。所使用的第二黑色颜料小于5重量份不能有助于对比度的增强。如果第二黑色颜料的量超过100重量份，分散性和曝光敏感性就会降低。
本发明的光敏胶组合物也包括环酸酐。由于该环酸酐形成了下述的一种键合从而阻止了胶凝作用，所以它可显著增强光敏胶组合物的储藏稳定性：
i)环酸酐与无机粘接剂表面的羟基(来源于无机粘接剂和水之间的反应)的健合；
ii)环酸酐与无机粘接剂的阳离子成分的健合；
iii)无机粘接剂与源于光敏胶组合物中环酸酐同水之间的反应而产生的联羧基之间的健合；
iv)环酸酐与有机载体中的羧基之间的健合。
环酸酐可在光敏胶各组分混合时加入，或者也可加在无机粘接剂表面。用该环酸酐对无机粘接剂进行如下的表面处理。以100重量份的无机粘接剂为基准，将1-10重量份的环酸酐溶解于高挥发性的溶剂中，如丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯及二氯甲烷。将所得到的溶液与无机粘接剂混合，搅拌24小时，在室温下自然干燥或用蒸发器干燥以除去溶剂，然后在60-90℃真空干燥10小时或更长时间。在光敏胶各组分混合时加入环酸酐容易且简便，但需要几十个小时来使胶的粘性稳定。另一方面，环酸酐对无机粘接剂进行表面处理不太方便，但却具有将胶的粘性自早期阶段就稳定地保持住的优势。
为获得上述优势，用在本发明光敏胶组合物中的环酸酐需要与有机载体具有亲和性从而在该有机载体中易溶，同时不会抑制无机粘接剂的分散性。
满足上述要求的环酸酐不限于但可以是选自下述组合物的至少一种：脂肪族化合物如琥珀酸酐、甲基琥珀酸酐、2，2-二甲基琥珀酸酐、1，2-环己烷二羧酸酐、六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、3-甲基戊二酸酐、2，2-二甲基戊二酸酐、3，3-二甲基戊二酸酐及3，3-四亚甲基戊二酸酐；和芳香族化合物如苯基琥珀酸酐、2-苯基戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、4-甲基邻苯二甲酸酐、3-羟基邻苯二甲酸酐、1，2，4-苯三羧酸酐及苯四甲酸二酐。
优选的，以100重量份的黑色颜料为基准，所用的环酸酐为1-10重量份。如果环酸酐的量小于1重量份，则很难确保胶的储存稳定性。另一方面，如果它超过10重量份，则显影特性会降低。
优选的，无机粘接剂与用于形成间隔壁的间隔壁粉末是同样的。这是由于无机粘接剂具有与间隔壁粉末相同的软化温度和膨胀系数，可以避免由烧结时收缩或黑层与间隔壁分层造成的变形。
无机粘接剂不限于但可以是选自下述物质的至少一种：PbO-SiO2、PbO-SiO2-B2O3、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3、PbO-SiO2-B2O3-ZnO、PbO-SiOx-B2O3-Al2O3-ZnO、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-TiO2、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-TiO2-BaO-Bi2O3、ZnO-SiO2、ZnO-B2O3-SiO2、ZnO-K2O-B2O3-SiO2-Al2O3-BaO-MgO、Bi2O3-SiO2、Bi2O3-B2O3-SiO2及Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3-BaO-ZnO。
对于无机粘接剂的颗粒形状没有特别的限制。然而，由于相对于片状或无定形的颗粒而言，球形颗粒在填充比和UV透过率方面更优，优选无机粘接剂具有球形的颗粒形状。优选的，无机粘接剂具有的平均粒度为0.5-5.0μm，最小粒度为0.1μm或更大，最大粒度为10μm或更小。如果无机粘接剂的平均粒度小于0.5μm或最小粒度小于0.1μm，曝光敏感度就会降低。而且，烧结收缩会增加，这使得难于形成具有所需形状的黑层。另一方面，如果无机粘接剂具有大于5.0μm的平均粒度或大于10μm的最大粒度，黑层的紧密性和线性就会降低。
优选的，无机粘接剂的软化温度为400℃到烧结温度(例如600℃)。如果无机粘接剂的软化温度小于400℃，则在烧结时很难获得所需形状的黑层。另一方面，如果它超过烧结温度，则软化不够。
本发明的光敏胶组合物也包括有机载体。优选的，以100重量份的黑色颜料为基准，所用的有机载体为100-500重量份。如果有机载体的量小于100重量份，可印刷性和曝光敏感性就会由于粘度增加而降低。另一方面，如果它超过500重量份，则由于粘性的降低可印刷性会降低，并且烧结收缩程度会增加，这导致很难获得具有所需形状的黑层。
有机载体包括：含羧基的单体与至少一种烯键式不饱和单体的共聚物、交联剂、光引发剂及溶剂。
优选的，有机载体包括：5-30wt％含羧基的单体与至少一种烯键式不饱和单体的共聚物，1-30wt％交联剂，0.1-10wt％光引发剂及20-80wt％溶剂。
将含羧基的单体与至少一种烯键式不饱和单体的共聚物作为有机粘接剂，使得本发明的光敏胶组合物具有适宜的粘性且用碱性溶液显影。如果有机载体中共聚物的量小于5wt％，则会降低分散性和可印刷性。另一方面，如果它超过了30wt％，则显影特性会降低或者烧结收缩程度会增加，这将导致难于形成所需形状的黑层。
优选的，含羧基的单体为选自下列化合物的至少一种：丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸、乙烯基乙酸及其酸酐，并且烯键式不饱和单体为选自下列化合物的至少一种：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、乙二醇-单甲基醚-丙烯酸酯及乙二醇-单甲基醚-甲基丙烯酸酯。
也可用含由共聚物的羧基与烯键式不饱和化合物反应产生的可交联成分的化合物作为有机粘接剂。该烯键式不饱和化合物可选自：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸3，4-环氧环己基甲酯及甲基丙烯酸3，4-环氧环己酯。
共聚物也可单独用作有机粘接剂。然而，为加强膜的平直化特性或触变性，也可将选自下列至少一种的成分和该共聚物的混合物作为有机粘接剂：纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素及羧乙基甲基纤维素。
优选的，共聚物的分子量为5000-100000g/mol，酸值为20-150mgKOH/g。如果共聚物的分子量小于5000g/mol，胶的粘性就会过度降低，从而降低可印刷性。另一方面，如果它超过100000g/mol，则在显影时不会除去未曝光的区域。如果共聚物的酸值小于20mgKOH/g，显影特性就会降低。另一方面，如果它超过150mgKOH/g，则甚至连曝光区域都会显影。
在有机载体中使用的交联剂可以是单官能团的或多官能团的单体。通常，用具有良好曝光敏感性的多官能团单体作为交联剂。该多官能团单体不限于，但可以是选自下列物质的至少一种：二丙烯酸酯，如乙二醇二丙烯酸酯(EGDA)；三丙烯酸酯，如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯(TMPEOTA)或季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)；四丙烯酸酯，如四羟甲基丙烷四丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯；及六丙烯酸酯，如二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。优选的，有机载体中交联剂的含量为1-30wt％。如果交联剂的含量小于1wt％，将减小曝光敏感度。另一方面，如果它超过30wt％，则由于胶的粘性降低将减小可印刷性。
用在有机载体中的光引发剂并不限于，但可以是选自下述物质的至少一种：二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲基醚、4，4-二(二甲胺)二苯甲酮、4，4-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基-2-苯基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、二(2，6-二甲氧基戊甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦及二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。优选的，有机载体中光引发剂的含量为0.1-10wt％。如果光引发剂的含量小于0.1wt％，则胶的曝光敏感性会降低。另一方面，如果它超过10wt％，则显影特性会降低。
用于有机载体的溶剂应是具有下列能力的溶剂：溶解粘接剂和光引发剂，能与交联剂和其他添加剂很好地混合，并具有150℃或更高的沸点。如果溶剂的沸点小于150℃，则在制备该组合物过程中特别是在三辊滚轧机处理过程中，该溶剂容易挥发。而且，印刷时该溶剂容易挥发，从而降低了可印刷性。满足上述需要的适宜溶剂不限于，但可以是选自下述物质的至少一种：乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇丙烯酸单甲酯(texanol)、萜烯油、二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、乙酸溶纤剂、丁基乙酸溶纤剂及三丙二醇。优选的，有机载体中溶剂的含量为20-80wt％。如果溶剂的含量小于20wt％，胶的粘性就会过分增加，这会导致印刷困难。另一方面，如果它超过80wt％，胶的粘性会过分降低，这会导致不能印刷。
有机载体可进一步包括添加剂，如用于加强敏感性的敏化剂、聚合抑制剂及用于加强该组合物储藏稳定性的抗氧化剂、用于获得更优分辨率的UV吸收剂、用于减少组合物中气泡的防沫剂、用于获得更优分散性的分散剂、在印刷时用于加强膜平坦性的均化剂及用于提供触变性的增塑剂。
本发明也提供了用该光敏胶组合物在PDP间隔壁顶部所形成的黑层。图2是说明根据本发明的PDP间隔壁的示意性剖面图。参见图2，黑层230位于在后基板210上所形成的间隔壁220的顶部。因而，可获得更好的对比度。
根据如下所述的各种方法，可用本发明的光敏胶组合物制成PDP间隔壁顶部的黑层。
方法1
将本发明的光敏胶组合物丝网印刷在间隔壁上，该间隔壁已通过使用常规丝网印刷法、喷砂法、光刻法等形成，并于80-150℃在对流炉或IR炉中干燥5-30分钟以形成胶涂覆膜。用UV光源将该胶涂覆膜曝露于波长为300-450nm的UV光中以限定胶涂覆膜的图形，用适宜的碱性显影剂如Na2CO3、KOH或TMAH在大约30℃显影以除去未曝光的部分，并在500-600℃的电炉中烧结10-30分钟从而形成根据本发明的PDP间隔壁。图3示意性说明了形成根据本发明的PDP间隔壁的方法。
方法2
将用于形成间隔壁的常规光敏胶印刷在后基板上，在后基板上用台式涂布机形成寻址电极和介电层，并于80-150℃在对流炉或IR炉中干燥5-30分钟以形成胶涂覆膜。用UV光源将该胶涂覆膜曝露于波长为300-450nm的UV光中。根据所使用的光敏胶组合物特性，使印刷和曝光重复一次或更多次。然后，将本发明的光敏胶组合物涂覆在该胶涂覆膜上，于80-150℃在对流炉或IR炉中干燥5-30分钟，用UV光源将该胶涂覆膜曝露于波长为300-450nm的UV光中以限定胶涂覆膜图形，用适宜的碱性显影剂如Na2CO3、KOH或TMAH在大约30℃显影以除去常规光敏胶未曝光的部分，从而形成本发明的间隔壁和重叠光敏胶，并于500-600℃在电炉中烧结10-30分钟从而形成根据本发明的PDP间隔壁。图4示意性说明了形成根据本发明的PDP间隔壁的方法。
方法3
将本发明的光敏胶组合物丝网印刷在间隔壁上，该间隔壁已用常规丝网印刷法、喷砂法或光刻法形成，未进行烧结，并于80-150℃在对流炉或IR炉中干燥5-30分钟以形成胶涂覆膜。用UV光源将该胶涂覆膜曝露于波长为300-450nm的UV光中以限定胶涂覆膜的图形，用适宜的碱性显影剂如Na2CO3、KOH或TMAH在大约30℃显影，以除去本发明的光敏胶的未曝光部分，并在500-600℃的电炉中烧结10-30分钟，从而形成根据本发明的PDP间隔壁顶部上的黑层。图5示意性说明了形成根据本发明的PDP间隔壁顶部上黑层的方法。
本发明也提供了用该光敏胶组合物所形成的光敏性印刷电路基板。
通过用涂布机将本发明的光敏胶组合物印刷在支持膜上，用干燥器干燥该胶以形成光敏层并将保护膜层压在该光敏层上而形成本发明的光敏性印刷电路基板。
本发明也提供了用该光敏性印刷电路板所形成的PDP间隔壁。
除了用层压机替代台式涂布机进行印刷外，以与上述方法同样的方式用光敏性印刷电路板形成PDP间隔壁。
本发明也提供了包括该PDP间隔壁的PDP。
下文将参考以下实施例更明确地描述本发明。以下实施例是用于说明目的，而不是用于限定本发明的范围。
实施例
制备光敏胶组合物
实施例1
胶组分，即，12wt％基于Co-Mn-Fe的无定形氧化物(平均粒度＝1.3μm)用作第一黑色颜料，3wt％基于Co-Mn-Fe的无定形氧化物(平均粒度＝20nm)用作第二黑色颜料，0.5wt％的1，2-环己烷二羧酸酐用作环酸酐，50.0wt％的无机粘接剂(平均粒度＝2.5μm，Dmax＝8.2μm，无定形的PbO-SiO2-B2O3)，5.0wt％的聚(MMA-联-MAA)共聚物(Mw：25000g/mol，酸值：110mgKOH/g)用作有机粘接剂，0.6wt％的光引发剂1(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮)，0.2wt％的光引发剂2(2，4-二乙基噻吨)，3.0wt％的交联剂1(三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯)，1.0wt％的交联剂2(二季戊、四醇六丙烯酸酯)及24.7wt％的溶剂(texanol)，将这些胶组分混合，用搅拌器搅拌，并在三辊滚轧机中捏和以制备根据本发明的光敏胶组合物。此处，将无机粉末加入事先通过混合各有机载体组分而制备好的有机载体中。
实施例2
除以下成分外，按照如实施例1同样的方式制备光敏胶组合物：10wt％的基于Co-Cr-Fe的无定形氧化物(平均粒度＝2.3μm)用作第一黑色颜料，5wt％的基于Co-Cr-Fe的无定形氧化物(平均粒度＝30nm)用作第二黑色颜料。
比较实施例1
胶组分，即，15wt％的无机黑色颜料(平均粒度＝2.0μm，基于Co-Mn-Fe的无定形氧化物)，1.0wt％的1，2-环己烷二羧酸酐用作环酸酐，50.0wt％的无机粘接剂(平均粒度＝3.5μm，Dmax＝8.2μm，无定形的PbO-SiO2-B2O3)，10.0wt％的有机粘接剂1(聚(MMA-联-MAA)共聚物，Mw：25000g/mol，酸值：110mgKOH/g)，1.0wt％的有机粘接剂2(羟丙基纤维素，平均分子量(Mw)＝100000g/mol)，1.0wt％的光引发剂1(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮)，0.3wt％的光引发剂2(2，4-二乙基噻吨)，4.0wt％的交联剂1(三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯)，2.0wt％的交联剂2(二季戊四醇六丙烯酸酯)及15.7wt％的溶剂(texanol)，将这些胶组分混合，用搅拌器搅拌，并在三辊滚轧机中捏合以制备光敏胶组合物。此处，将无机粉末加入事先通过混合各有机载体组分而制备好的有机载体中。
比较实施例2
除未使用环酸酐而另加入0.5wt％的溶剂外，按照如实施例1相同的方式制备光敏胶组合物。
下列表1概括了实施例1-2和比较实施例1-2中所制备的光敏胶组合物的各组分含量。
表1
(单位：wt％)
  组分   实施例1   实施例2  比较实施例1  比较实施例2
  无机粘接剂   50   50  50  50
  第一黑色颜料   12   10  15  12
  第二黑色颜料   3   5  -  3
  有机粘接剂1   5   5  10  5
  有机粘接剂2   -   -  1  -
  光引发剂1   0.6   0.6  1  0.6
  光引发剂2   0.2   0.2  0.3  0.2
  交联剂1   3   3  4  3
  交联剂2   1   1  2  1
  环酸酐   0.5   0.5  1  -
  溶剂   24.7   24.7  15.7  25.2
形成黑层
根据下列方法，用实施例1-2和比较实施例1-2中所制备的光敏胶组合物在间隔壁顶部上形成黑层并评价黑层的黑度。
i)将实施例1-2和比较实施例1-2中所制备的每一种胶组合物丝网印刷在间隔壁顶部，该间隔壁已通过喷沙法在包括寻址电极和介电层的后基板上形成。
ii)在IR炉中于100℃下将胶涂层干燥15分钟。
iii)用配置有高压汞灯的UV曝光系统在400mJ/cm2光强度的UV光下使该干燥的胶涂层曝光。
iv)用0.4％碳酸钠溶液在1.5kgf/cm2的喷嘴压力下于35℃使所得到的胶涂层显影。
v)将所得到的胶涂层图形在电炉中于580℃烧结15分钟。
评价黑层的特性
评价如此形成的黑层的厚度和颜色，并在下表2中给出了结果。
表2
 项   实施例1   实施例2   比较实施例1
 烧结后厚度(μm)   1.4   1.5   1.5
 颜色   黑色   黑色   灰黑色
如表2中所示，利用实施例1和2的胶组合物所形成的黑层为黑色的，其中，将平均粒度分别为20nm和30nm的微粒用作黑色的无机颜料，然而，利用比较实施例1的胶组合物所形成的黑层为灰黑色，其中，将平均粒度为2.0μm的颗粒用作黑色颜料。这表明使用根据本发明的胶组合物所形成的黑层的黑度比常规黑层的黑度更优。
评价胶组合物的储藏稳定性
根据加速试验评价实施例1-2和比较实施例1-2中所制备的光敏胶组合物的储藏稳定性。将每一种胶组合物在60℃炉中培育。在培育12小时、1天、3天、5天和10天时，在20/s的剪切速率下，用粘度计测定每一种胶组合物的粘度，下表3列出了结果。
表3
(单位：cps)
  时间   实施例1   实施例2  比较实施例1  比较实施例2
  起始   17,400   16,000  16,300  16,100
  12小时   17,700   16,600  16,900  75,500
  1天   18,700   17,400  16,800  17,100
  3天   17,100   16,300  16,100  胶凝
  5天   16,900   16,700  16,400  -
  10天   17,000   16,900  16,600  -
如表3所示，甚至在10天后，实施例1-2和比较实施例1的包含环酸酐作为储藏稳定剂的胶组合物显示出良好的储藏稳定性。另一方面，至于未包含环酸酐的比较实施例2的胶组合物，胶的粘性随时间增加，从而导致储藏稳定性降低。
如上所述，本发明提供了一种具有良好对比度的PDP，以及一种光敏胶组合物，其用于在PDP间隔壁顶部上形成黑层，由于可基本避免胶组合物的胶凝作用，该光敏胶组合物具有良好的储藏稳定性。

Claims (27)

1、一种光敏胶组合物，包括：含有黑色颜料纳米颗粒的黑色颜料；环酸酐；无机粘接剂；及有机载体。
2、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，以100重量份无机粘接剂为基准，所使用的黑色颜料的量为5-100重量份，所用的环酸酐的量为1-10重量份，所用的有机载体的量为20-40重量份。
3、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，黑色颜料包括第一黑色颜料和第二黑色颜料，它们的平均粒度、最小粒度和最大粒度都不同。
4、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，黑色颜料为选自以下物质的至少一种：Ru氧化物、Cr氧化物、Fe氧化物、Co氧化物、Mn氧化物、Cu氧化物及其复合氧化物、碳黑、钛黑、氮化物及碳化物。
5、如权利要求3的光敏胶组合物，其中，第一黑色颜料具有的平均粒度为0.5-5.0μm，最小粒度为0.1μm或更大，最大粒度为10μm或更小。
6、如权利要求3的光敏胶组合物，其中，第二黑色颜料具有的平均粒度为5-50nm，最小粒度为1nm或更大，最大粒度为100nm或更小。
7、如权利要求3的光敏胶组合物，其中，以100重量份第一黑色颜料为基准，所用的第二黑色颜料为5-100重量份。
8、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，环酸酐为选自以下物质的至少一种：脂肪族化合物，其选自琥珀酸酐、甲基琥珀酸酐、2，2-二甲基琥珀酸酐、1，2-环己烷二羧酸酐、六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、3-甲基戊二酸酐、2，2-二甲基戊二酸酐、3，3-二甲基戊二酸酐及3，3-四亚甲基戊二酸酐；和芳香族化合物，其选自：苯基琥珀酸酐、2-苯基戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、4-甲基邻苯二甲酸酐、3-羟基邻苯二甲酸酐、1，2，4-苯三羧酸酐及苯四羧酸二酐。
9、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，无机粘接剂为选自以下物质的至少一种：PbO-SiO2、PbO-SiO2-B2O3、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3、PbO-SiO2-B2O3-ZnO、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-TiO2、PbO-SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-TiO2-BaO-Bi2O3、ZnO-SiO2、ZnO-B2O3-SiO2、ZnO-K2O-B2O3-SiO2-Al2O3-BaO-MgO、Bi2O3-SiO2、Bi2O3-B2O3-SiO2及Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3-BaO-ZnO。
10、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，无机粘接剂具有球形颗粒的形状，平均粒度为0.5-5.0μm，最小粒度为0.1μm或更大，最大粒度为10μm或更小。
11、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，无机粘接剂的软化温度为400-600℃。
12、如权利要求1的光敏胶组合物，其中，有机载体包括含羧基的单体与至少一种烯键式不饱和单体的共聚物、交联剂、光引发剂及溶剂。
13、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，有机载体包括5-30wt％的含羧基的单体与至少一种烯键式不饱和单体的共聚物、1-30wt％交联剂、0.1-10wt％光引发剂及20-80wt％溶剂。
14、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，含羧基的单体为选自以下物质的至少一种：丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸、乙烯基乙酸及其酸酐。
15、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，烯键式不饱和单体为选自以下物质的至少一种：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、乙二醇-单甲基醚-丙烯酸酯及乙二醇-单甲基醚-甲基丙烯酸酯。
16、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，共聚物包括一个可交联的基团，其由共聚物的羧基与烯键式不饱和化合物反应而产生，该烯键式不饱和化合物选自：甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸3，4-环氧环己基甲酯及甲基丙烯酸3，4-环氧环己酯。
17、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，共聚物的平均分子量为5000-50000g/mol，酸值为20-100mgKOH/g。
18、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，交联剂为选自以下物质的至少一种：二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、四丙烯酸酯及六丙烯酸酯。
19、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，光引发剂为选自以下物质的至少一种：二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲基醚、4，4-二(二甲胺)二苯甲酮、4，4-二(二乙基氨基)二苯甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基2-苯基-2-苯基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、二(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦及二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。
20、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，溶剂为选自以下物质的至少一种：乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-丙烯酸单甲酯、萜烯油、二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚、二丙二醇单甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、乙酸溶纤剂、丁基乙酸溶纤剂及三丙二醇。
21、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，有机载体进一步包括选自以下物质的至少一种：纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素及羧乙基甲基纤维素。
22、如权利要求12的光敏胶组合物，其中，有机载体进一步包括选自以下物质的至少一种添加剂：敏化剂、聚合抑制剂、抗氧化剂、UV吸收剂、防泡剂、分散剂、均化剂及增塑剂。
23、一种用权利要求1-22任一项的光敏胶组合物在等离子体显示板(PDP)间隔壁顶部上所形成的黑层。
24、一种包含权利要求23的黑层的PDP。
25、一种光敏印刷电路基板，包括：
支持膜；
用权利要求1-22任一项的光敏胶组合物在该支持膜上所形成的光敏层；及
在该光敏层上所形成的保护膜。
26、一种用权利要求25的光敏印刷电路基板在PDP间隔壁顶部上所形成的黑层。
27、一种PDP，包含权利要求26的黑层。
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