專利名稱：一種pdp障壁用感光玻璃料的制作方法
一種PDP障壁用感光玻璃料
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃材料領(lǐng)域，具體地說，是一種PDP障壁用感光玻璃料。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)末，等離子體顯示器(PDP)作為大屏幕平板顯示器的首選對象，目前在國 內(nèi)外顯示行業(yè)已經(jīng)達(dá)到炙手可熱階段。日本以富士通代表的多家企業(yè)已經(jīng)投巨資開發(fā)、生 產(chǎn)PDP，與PDP相關(guān)的新材料、新工藝不斷問世。但是，PDP器件要實(shí)現(xiàn)低成本、量產(chǎn)化，有幾 項(xiàng)關(guān)鍵的工藝技術(shù)必須解決，其中障壁的制作就是最為重要也最受關(guān)注的一項(xiàng)工藝，確立 有效的障壁形成方法是把握PDP量產(chǎn)化的關(guān)鍵，在障壁形成方法中，障壁用感光玻璃料具 有十分重要的作用。傳統(tǒng)的等離子體顯示屏障壁用感光玻璃料都含有大量的鉛，鉛屬于重金屬會(huì)沉積 在人體內(nèi)，血液中含量超過25mg/dl就會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，影響到神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)造成新 生兒IQ降低(智障兒)，且鉛會(huì)溶于酸性水中(酸雨)，在土壤中會(huì)擴(kuò)散難以回收。在90年 代初期美國先有無鉛之提議，美國環(huán)保署(EPA)希望美國民之血液含鉛量能由12. 8mg/dl 降至2.811^/(11，并規(guī)定11 1(11( 化8 Release Inventory)廠商使用申報(bào)量由 250001b/year 降至IOOlb (原規(guī)劃為101b/year)。由電子產(chǎn)品導(dǎo)致的環(huán)保問題日益受到公眾、相關(guān)人員和制造商的關(guān)注。世界各國 加強(qiáng)了在電子制造方面的環(huán)保立法工作。美國早在1993年6月就發(fā)布了鉛稅法案。1998年 11月，EPA(美國環(huán)境保護(hù)局)推出了防治PBT污染物的戰(zhàn)略。EPA的有毒物質(zhì)清單(TRI) 在1998年提出了新規(guī)則，增加了一些PBT到TRI中，并且降低了 TRI中已有PBT的報(bào)告標(biāo) 準(zhǔn)。在日本，已制定并發(fā)布了電子材料和特殊產(chǎn)品回收的法律，如1998年通過的“家用電子 產(chǎn)品回收法”，規(guī)定必須回收家用電子產(chǎn)品中所含的鉛。日本許多公司正致力于替代有害環(huán) 境的材料和工藝的研究。歐洲議會(huì)和歐盟理事會(huì)與日本同時(shí)提出了關(guān)于廢棄電氣電子設(shè)備 (WEEE)的指令和關(guān)于在電氣設(shè)備中限制使用危險(xiǎn)物質(zhì)(RoHS)的指令，并最終于2003年2 月公布了清除鉛的使用的指令，自2006年7月1日起生效。歐洲許多國家，如荷蘭、瑞士、 瑞典、丹麥、挪威等，也已制定了有關(guān)回收和再生電子垃圾的規(guī)定。我國已制定了《電子信息 產(chǎn)品污染防治管理辦法》，禁止或限制六種有害物質(zhì)(鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、聚合溴化聯(lián)苯或者 聚合溴化聯(lián)苯)在中國生產(chǎn)或進(jìn)口。由于我國電子產(chǎn)業(yè)在全球信息電子供應(yīng)煉中主要負(fù)責(zé) OEM、ODM等制造者角色，面對無鉛化要求時(shí)，我國業(yè)者承受壓力將遠(yuǎn)大于國外產(chǎn)業(yè)。日本住友金屬陶瓷(株)特開平6-144871提出了一類適用于感光埋入法應(yīng)用 的感光漿料，組成中玻璃粉末組成質(zhì)量百分比為Pb0(65% )、B203 (21 % )、Si02(ll% )、 Al2O3(3% )，在1200°C下熔化，粉碎成玻璃材料。為了調(diào)節(jié)膨脹系數(shù)加入氧化鋁粉，其特點(diǎn) 是曝光時(shí)，玻璃和厚膜層內(nèi)紫外線散射弱，因而可制成線寬為50 μ m以下，高度達(dá)150 μ m的 精細(xì)圖案障壁，在520°C下燒成。這種玻璃材料的主要缺點(diǎn)是含鉛，不能滿足現(xiàn)在無鉛化發(fā) 展的要求。日本特開平9-218508提出一類可用于制造等離子顯示屏障壁的感光玻璃材料， 其特點(diǎn)是制成的障壁具有高的高寬比，圖案加工精度高。其中玻璃為含鉍或鉛的低熔點(diǎn)玻璃，組成質(zhì)量百分比為 Si02(3 — 60% )、B203 (5 40% )、Zn0(2 40% )、Ba0(0 25% )、 Bi203或PbO (5 50% )、A1203 (0 10% )，玻璃Tg為350 470°C，玻璃粒子直徑為0. 1 10 u m,球形粒子占80 %以上，本專利在使用時(shí)往往燒結(jié)溫度偏高，不能滿足現(xiàn)在使用過程 中盡可能的低溫?zé)Y(jié)的發(fā)展要求。最然有少量的無鉛障壁用感光玻璃料，但存在穩(wěn)定性不 足、成本較高以及組成麻煩難以大規(guī)模制備的不足。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有障壁用感光玻璃料的不足，提供一種PDP障壁用感光 玻璃料，具有軟化溫度低、無鉛、制備簡單且成本較低的特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種PDP障壁用感光玻璃料，原料按重量百分比組成為B203為30 50%，A1203 為 15 25%，ZnO 為 10 25%，Si02 為 5 20%，Na20 為 7 12%，Li20 為 5 10%， MgO 為 2 10%，CaO 為 2 10%，V205 為 0. 1 3%，W03 為 0. 1 3% ；所述的B203優(yōu)選為35 45%，最佳為35% ；所述的A1203優(yōu)選為17 20%，最佳為18% ；所述的ZnO優(yōu)選為12 19%，最佳為14% ；所述的Si02優(yōu)選為6 15%，最佳為9% ；所述的Na20優(yōu)選為8 10%，最佳為10% ；所述的Li20優(yōu)選為6 8%，最佳為6% ；所述的MgO優(yōu)選為2 5%，最佳為2.5%;所述的CaO優(yōu)選為2 5%，最佳為3% ；所述的V205優(yōu)選為0.5 2%，最佳為2% ；所述的W03優(yōu)選為0.4 1%，最佳為0.5% ；所述的B203、Al203、Zn0的總的重量百分比為60 85% ；所述的CaO、V205和W03的總的重量百分比小于10 %。本發(fā)明的一種PDP障壁用感光玻璃料適用于等離子體顯示屏障壁用感光玻璃料， 但本發(fā)明的感光玻璃料的用途并不局限于此，通過添加不同的成分以及調(diào)整各組分之間的 配比關(guān)系得到具有能得到膨脹系數(shù)為65 95 X 10—7°C，燒成溫度為550 650°C的等離子 體顯示屏障壁用低熔點(diǎn)玻璃粉，同時(shí)還可以和一切在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、 金屬封接。這種用于等離子體顯示屏障壁用感光玻璃料在使用的情況下通常是粉末狀，最 大顆粒的直徑不能超過10 u m。一種PDP障壁用感光玻璃料的制備方法，具體步驟為，(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為1250°C的電爐中，保溫2h ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片；(5)將壓片后的片狀玻璃放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。本發(fā)明一種PDP障壁用感光玻璃料的積極效果是
(1)本發(fā)明不含鉛，滿足TOEE、RoHS指令的環(huán)保要求，可在保持較低的玻璃軟化溫 度下實(shí)現(xiàn)對等離子體顯示屏障壁材料的絲網(wǎng)印刷后的燒結(jié)；(2)本發(fā)明適用范圍廣，具有較寬的性能調(diào)整范圍，同時(shí)還可以和在此溫度和膨脹 系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、金屬封接，封接性能良好；(3)本發(fā)明具有更加優(yōu)化的粉體粒徑分布，可以制作精度高、強(qiáng)度高的PDP障壁用 感光玻璃料，具有制備簡單且成本較低的特點(diǎn)，便于大規(guī)模制備；(4)本發(fā) 明的測試結(jié)果表明，不僅具有適宜且易于調(diào)整的熱膨脹系數(shù)，合適的軟化 溫度，還具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，特別在無鉛化和性能優(yōu)異方面具有很強(qiáng)的競爭力，具有性 價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的市場發(fā)展前景。
具體實(shí)施方式為了獲得不含鉛的障壁用感光玻璃料，必須使用具有較低軟化點(diǎn)以及起到降低 軟化溫度的組分來代替鉛氧化物。本發(fā)明提供了主要含有硼、鋁和鋅的氧化物，燒結(jié)溫度 550 600°C，熱膨脹系數(shù)為75 85X10_7°C (300°C )，且耐水性和封接強(qiáng)度良好的環(huán)保 型無鉛玻璃粉。上述一種PDP障壁用感光玻璃料組分按重量百分比組成的特征是包含B2O3為 30 50%，A1203 為 15 25%，Zn0 為 10 25%，Si02 為 5 20%，Na20 為 7 12%，Li20 為 5 10%，MgO 為 2 10%，CaO 為 2 10%，V2O5 為 0. 1 3%，WO3 為 0. 1 3%。各組分的含量范圍被限定在上述范圍內(nèi)的理由如下陳述。B2O3是玻璃的形成氧化物，能降低玻璃的膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn) 定性，增加玻璃的折射率，改善玻璃的光澤，提高玻璃的機(jī)械性能。B2O3的含量如果小于 30wt%，不能起到助熔劑的作用，以加速玻璃的澄清和降低玻璃的結(jié)晶能力，如果B2O3的含 量大于50wt %，由于B2O3常隨水蒸氣揮發(fā)，在玻璃液的表面易生成富含SiO2的析晶料皮，因 此B2O3的含量最好為35 45 % wt %。Al2O3為用來提高玻璃結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)能促進(jìn)玻璃化，以及提高耐水性，Al2O3的 含量如果小于15wt%，則提高玻璃結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及促進(jìn)玻璃化的作用不夠或者不明顯，如 果Al2O3的含量大于25wt%，將導(dǎo)致玻璃封接時(shí)黏度過高，操作困難，同時(shí)加大的增加了玻 璃的封接溫度，無法充分侵潤表面以形成緊密封接，因此Al2O3的含量最好為17 20wt%。ZnO的含量如果小于10wt%，則耐水性下降。如果超過25wt%，則不能夠獲得穩(wěn)定 的玻璃態(tài)，因此ZnO的含量最好為12 19wt%。SiO2能促進(jìn)玻璃化，還能夠提高耐水性，SiO2的含量如果小于5wt%，所制備出的 玻璃的膨脹系數(shù)過高，是適合用于障壁用感光玻璃料，如果SiO2的含量大于20wt%，將導(dǎo) 致玻璃的熔解溫度太高加工困難，且所制備的玻璃容易失透，因此SiO2的含量最好為6 15wt%。Na2O是必不可少的組分，含量如果小于7wt%，則不能夠起到降低玻璃軟化溫度的 目的，如果Na2O的含量大于12wt %，則熱膨脹系數(shù)變化，耐水性也下降，因此Na2O的含量最 好為8 IOwt %。Li2O是必不可少的組分，含量如果小于5wt%，則不能夠起到降低玻璃軟化溫度的 目的，如果Na2O的含量大于IOwt %，則熱膨脹系數(shù)變化，耐水性也下降，因此Na2O的含量最好為6 8wt%。V205具有降低玻璃軟化點(diǎn)、使玻璃在熔化時(shí)具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性以及增大玻璃熱膨 脹系數(shù)的作用，v205的含量如果小于0. lwt%,則降低溫度的作用不夠或者不明顯，如果V205 含量大于3wt%，則熱膨脹系數(shù)大大的增加，使得與玻璃板的封接匹配性下降，同時(shí)在封接 的過程中容易產(chǎn)生大量的小氣泡，從而對封接后的氣密性不利，此外，還大大的增加了成 本。因此V205的含量最好為0. 5 2wt%。Mg0、Ca0和W03能促進(jìn)玻璃化，還能夠提高耐水性，增加玻璃燒結(jié)時(shí)的流動(dòng)性，含量 過大會(huì)導(dǎo)致玻璃軟化溫度的升高，會(huì)所以含量分別為2 5wt %、2 5wt %和0. 4 lwt %。本發(fā)明的一種PDP障壁用感光玻璃料適用范圍廣，除了應(yīng)用于PDP障壁用感光玻 璃料之外，同時(shí)還可以和在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、金屬封接，封接性能良好。以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解， 在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些 等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1一、原料組成按重量百分比為B203 為 35%，A1203 為 18%，ZnO 為 14%，Si02 為 9%，Na20 為 10%，Li20 為 6%， MgO 為 2. 5%，CaO 為 3%，V205 為 2%，W03 為 0.5%。二、制備方法(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料；(2)將所稱取的原料充分混合；(3)將混合后的混合料放入坩堝中，然后放入爐溫為1250°C的電爐中，保溫 40min ；(4)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片；(5)將壓片后的片狀玻璃放入球磨機(jī)球磨；(6)將球磨后的玻璃粉過篩、檢測、包裝。三、測試結(jié)果膨脹系數(shù)81X 10_7°C (300°C )燒結(jié)溫度595°C燒結(jié)時(shí)間50min粒徑范圍0. 1 10 ii m
體積電阻率> 1012 Q cm 耐水性良結(jié)晶類型結(jié)晶型實(shí)施例2一、原料組成按重量百分比為B203 為 30%,A1203 為 16%, ZnO 為 22%,Si02 為 7%,Na20 為 9%,Li20 為 5%,MgO 為 3%，Ca0 為 4%，V205 為 3%，103為 1%。二、制備方法同實(shí)施例一。三、測試結(jié)果膨脹系數(shù)84X10_7°C (300°C )燒結(jié)溫度630°C燒結(jié)時(shí)間50min粒徑范圍0. 1 10 ii m
6
體積電阻率IO12 Ω . cm耐水性良結(jié)晶類型結(jié)晶型實(shí)施例3一、原料組成按重量百分比為B2O3 % 41%, Al2O3 為 15%, ZnO 為 13%, SiO2 為 5%, Na2O % 11%, Li2O 為7%, MgO 為 2%，CaO 為 2%,V2O5 為 3%,WO3 為二、制備方法同實(shí)施例一。三、測試結(jié)果膨脹系數(shù)87X10_7°C (300°C )燒結(jié)溫度570°C燒結(jié)時(shí)間50min粒徑范圍0· 1 10 μ m體積電阻率IO12 Ω . cm耐水性良結(jié)晶類型結(jié)晶型實(shí)施例4一、原料組成按重量百分比為B2O3 為 44%, Al2O3 為 16%, ZnO 為 13%, SiO2 為 5%, Na2O 為 9%, Li2O 為 6%,MgO 為 2%，CaO 為 2%,V2O5 為 2%，WO3 為 1%。二、制備方法同實(shí)施例一。三、測試結(jié)果膨脹系數(shù)85X10_7°C (300°C )燒結(jié)溫度615°C燒結(jié)時(shí)間50min粒徑范圍0· 1 10 μ m體積電阻率IO12 Ω . cm耐水性良結(jié)晶類型結(jié)晶型值得注意的是，本發(fā)明可根據(jù)具體封接材料的特性以及對溫度及膨脹系數(shù)的具體 要求提供與之匹配的一種PDP障壁用感光玻璃料，其方法在于選用不同的組分構(gòu)成玻璃從 而獲得多種具有不同膨脹系數(shù)的一種PDP障壁用感光玻璃料。最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用于說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參 照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對本 發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，原料按重量百分比組成為，B2O3為30～50％，Al2O3為15～25％，ZnO為10～25％，SiO2為5～20％，Na2O為7～12％，Li2O為5～10％，MgO為2～10％，CaO為2～10％，V2O5為0.1～3％，WO3為0.1～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的B203為35 45% ；所述的A1203為17 20% ；所述的ZnO為12 19% ；所述的Si02為6 15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的B203為 35% ；所述的A1203為18% ；所述的ZnO為14% ；所述的Si02*9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的Na20為8 10% ；所述的Li20為6 8% ；所述的MgO為2 5% ；所述的CaO為2 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的Na20為 10% ；所述的Li20為6% ；所述的MgO為2. 5% ；所述的CaO為3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的V205為 0.5 2% ；所述的103為0. 4 1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的V205為2%； 所述的恥3為0. 5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的B203、A1203、 ZnO的總的重量百分比為60 85%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種PDP障壁用感光玻璃料，其特征在于，所述的CaO、V205 和wo3的總的重量百分比小于10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PDP障壁用感光玻璃料，原料按重量百分比組成為B2O3為30～50％，Al2O3為15～25％，ZnO為10～25％，SiO2為5～20％，Na2O為7～12％，Li2O為5～10％，MgO為2～10％，CaO為2～10％，V2O5為0.1～3％，WO3為0.1～3％；所述的B2O3、Al2O3、ZnO的總的重量百分比為60～85％；所述的CaO、V2O5和WO3的總的重量百分比小于10％；本發(fā)明的特點(diǎn)具有軟化溫度低、無鉛、制備簡單且成本較低的特點(diǎn)，可以制作精度高、強(qiáng)度高的PDP障壁用感光玻璃料，具有制備簡單且成本較低的特點(diǎn)，便于大規(guī)模制備。
文檔編號(hào)C03C6/04GK101857366SQ201010122558
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者李勝春, 鄭慶云 申請人:鄭慶云