專利名稱：一種水溶性感光熒光粉體涂料及用其制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器(Field Emission Display ；FED)的陽(yáng)極面板用 熒光粉體層及其制備方法，特別是涉及一種以絲網(wǎng)印刷技術(shù)搭配光刻技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)熒光 粉體層圖形化的水溶性感光熒光粉體涂料及用其制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，是新型三電極結(jié)構(gòu)碳納米管場(chǎng)致發(fā)射顯示組件結(jié)構(gòu)示意圖，一股現(xiàn) 有的場(chǎng)致發(fā)射顯示器1，其結(jié)構(gòu)至少包括陽(yáng)極2和陰極3，該陽(yáng)極2與陰極3之間設(shè)置有隔 離子4，以提供陽(yáng)極2與陰極3之間真空區(qū)域的間隔，還可以作為陽(yáng)極2與陰極3之間的支 撐。此外，該陽(yáng)極2，至少包括一陽(yáng)極玻璃基板21、一陽(yáng)極電極層22以及一熒光粉體涂層 23;而該陰極3，至少包括一陰極玻璃基板31、一陰極電極層32、陰極材料層33及一柵極電 極層34;其中陽(yáng)極2與陰極3之間設(shè)有隔離子，其目的是保持陰極與陽(yáng)極之間的真空區(qū)域 的支撐，并提供一場(chǎng)所，使陰極板上的電子源在外加電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電子并射向陽(yáng)極板 上的熒光粉體從而使熒光粉發(fā)光。上述結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射顯示器，為了保證色純，陽(yáng)極2和陰極3的間隙很窄，介于 50 μ m到200 μ m之間，以避免打到相鄰粉條上。所需要的驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)強(qiáng)度大多無(wú)須超過(guò)IOV/ ym，或驅(qū)動(dòng)電壓大于150V以上，即可使陰極產(chǎn)生電子，這種過(guò)小的陰、陽(yáng)極間距使得陽(yáng)極 電壓不能超過(guò)1000V，限制了高效率的高壓熒光粉的應(yīng)用。因此，基于以上的需求，在微米級(jí)規(guī)格的陰陽(yáng)極面板間隙及以利用低驅(qū)動(dòng)電壓的 電路結(jié)構(gòu)下，對(duì)于陽(yáng)極板上熒光粉體層的發(fā)光效率的要求更為苛刻，直接反應(yīng)于熒光粉發(fā) 光機(jī)制則為陽(yáng)極板的熒光體層的結(jié)構(gòu)。為保證場(chǎng)致發(fā)射器件陰陽(yáng)極的平行度，還要求熒光 層厚度十分均勻，因?yàn)殛庩?yáng)極距離小，熒光層的不均勻會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)的不均勻；由于場(chǎng)致發(fā)射 器件工作壓強(qiáng)很高而且熒光屏是開(kāi)放式的，熒光層要承受高速電子的轟擊而不脫落，還必 須與襯底有較高的附著力。目前，熒光粉層的性能與涂屏工藝密切相關(guān)，常見(jiàn)的涂屏工藝有沉淀法、甩涂法、 絲網(wǎng)印刷法等。沉淀法生產(chǎn)率很低，現(xiàn)在已經(jīng)不大使用了 ；甩涂法制作的熒光粉層比較粗 糙，厚度起伏在IOym以上，不適合用于場(chǎng)致發(fā)射器件；同時(shí)絲網(wǎng)印刷法也存在著精度較低 的問(wèn)題，不適合大面積、高精度面板的制作。因此，如何提供一種能夠滿足大型玻璃基板和高清晰面板的陽(yáng)極熒光粉體層，成 為FED制作中的一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種新型結(jié)構(gòu)的水溶性感光熒光粉體涂料，能夠用于制 備場(chǎng)致發(fā)射顯示器的陽(yáng)極熒光粉體層。本發(fā)明的另一目的是提供一種制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法，通過(guò)使用一種簡(jiǎn)易的絲網(wǎng)印刷來(lái)涂覆涂料，再配合光刻過(guò)程圖形化所需的熒光粉體層，使程序簡(jiǎn)化，且更加實(shí)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種水溶性感光熒光粉體涂料，按照質(zhì)量百分比20_30%的水溶性樹(shù)脂、8-10% 的水溶性光引發(fā)劑、0. 3-0. 5%消泡劑、2-5%的分散劑和40-60%的熒光粉體；其中熒光 粉體平均粒徑約為Iym至5μπι;所述水溶性感光熒光粉體涂料黏度控制在10000到 30000cps之間；所述水溶性樹(shù)脂、水溶性光引發(fā)劑、消泡劑、分散劑和熒光粉體的總量為 100%。所述水溶性樹(shù)脂為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的鹽類；所述水溶性光引發(fā)劑為 2-羥基-2，2_ 二甲基苯乙酮；所述消泡劑為非離子表面活性劑；所述分散劑為萘磺酸鈉縮 合物；所述熒光粉體是FED用高壓熒光粉或PDP用熒光粉體。所述的水溶性感光熒光粉體涂料來(lái)制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法，包括以下步驟(1)利用黑底涂料以絲網(wǎng)印刷配合光刻的方式制作出圖形線寬為50微米以下的 黑底圖形；所述黑底涂料是感光性黑底漿料DC243或Vg904 ；(2)以絲網(wǎng)印刷方式將水溶性感光熒光粉體涂料涂覆于陽(yáng)極基板上；(3)經(jīng)低溫干燥，使涂覆層固化成膜；(4)以激發(fā)光燈產(chǎn)生紫外光，并配合菲林圖形對(duì)熒光粉體涂層進(jìn)行曝光，以使欲圖 形化區(qū)域發(fā)生光反應(yīng)從而進(jìn)行化學(xué)鏈接；(5)隨后，利用水溶液作為顯影劑進(jìn)行顯影；(6)用壓強(qiáng)為0. 2-0. 5MPa的氮?dú)獯蹈桑?7)重復(fù)以上(2) (6)步驟兩次，即可得到由紅、綠、藍(lán)三色熒光粉條構(gòu)成的陽(yáng)極 熒光粉體層。所述的水溶性感光熒光粉體涂料干燥成膜過(guò)程，其干燥系數(shù)是110°C干燥曲線， 130S/tact。其中所述的紫外光曝光步驟是以曝光量為40mJ/cm2的紫外光進(jìn)行曝光。所述的顯影步驟是以溫度30_60°C水溶液進(jìn)行顯影。本發(fā)明的水溶性感光熒光粉體涂料及其制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法，不論在產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)、制造方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了實(shí)用的效果， 且較現(xiàn)有的熒光粉體涂料及其熒光粉體層的方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí) 用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值。


圖1為常規(guī)的場(chǎng)致發(fā)射顯示器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為場(chǎng)發(fā)射顯示器；2為陽(yáng)極；3為陰極；4為隔離子；5為碳納米管層；21為 陽(yáng)極玻璃基板；22為陽(yáng)極電極層；23為熒光粉體層；31為陰極玻璃基板；32為陰極電極層； 33為電子發(fā)射源層；34為柵極電極層；35為絕緣介質(zhì)層；36為電極保護(hù)涂層。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種水溶性感光熒光粉體涂料及用其制作陽(yáng)極熒光粉體 層的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1本發(fā)明是提供一種可以印刷涂覆的水溶性感光熒光粉體涂料，以絲網(wǎng)印刷并配合 光刻過(guò)程制作熒光粉體層。該水溶性感光熒光粉體涂料，是以水溶性樹(shù)脂，包括聚丙烯酸 或聚甲基丙烯酸的鹽類等為基料；水溶性單體如丙烯酰胺，配合添加水溶性光引發(fā)劑2-羥 基-2，2-二甲基苯乙酮Dar0CUrll73，或稱HIPK以制作一種負(fù)型光阻型聚合物；接著添加 以熒光粉體，以及分散劑和消泡劑。其中所調(diào)制的該水溶性感光熒光粉體涂料，其黏度控制 在10000到30000cps之間，以適應(yīng)絲網(wǎng)印刷的需求。其實(shí)施的方法，先利用黑底涂料制作 出高精度的黑底圖形，再將水溶性感光熒光粉體涂料以印刷方式涂覆于陽(yáng)極玻璃基板上， 經(jīng)過(guò)一低溫干燥使該涂覆層固化成膜，接著以激發(fā)汞燈產(chǎn)生紫外光，并配合圖形化所需的 菲林進(jìn)行曝光，以使欲圖形化區(qū)域發(fā)生光反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)鏈接，隨后進(jìn)行顯影。由于是選用水 溶性體系，所以可以利用水溶液為顯影劑進(jìn)行顯影，故其成本低，且可降低環(huán)保限制要求的 顧慮。據(jù)此可知，本發(fā)明是調(diào)制一種可印刷涂覆的水溶性感光熒光粉體涂料，以印刷并 配合光刻過(guò)程制作熒光粉體層。所述的水溶性感光熒光粉體涂料的調(diào)制是以水為基礎(chǔ)溶 劑，添加以水溶性體系原料，例如以20%至30%重量百分比的水溶性樹(shù)脂，包括聚丙烯酸 或聚甲基丙烯酸的鹽類等；再添加2%至5%重量百分比的丙烯酰胺單體，同時(shí)添加8%至 10%重量百分比的水溶性光引發(fā)劑2-羥基-2，2- 二甲基苯乙酮Darocurl 173，或稱HIPK， 兩者結(jié)合為一種負(fù)型光阻基礎(chǔ)原料；隨后添加選用的熒光粉體40%至60%重量百分比，其 平均粒徑約為1 μ m至5 μ m ；另配合涂料的配制加入消泡劑，其為非離子表面活性劑，例如 Defoamer T-607等。以添加0. 3%至0. 5%重量百分比為佳，以此來(lái)控制、防止或消除涂料 中的各種泡沫；為了增加前述粉體在涂料中的均勻分散，可添加必要的分散劑或界面活性 劑，例如萘磺酸鈉縮合物，一股應(yīng)先將水溶性分散劑加入涂料中攪拌均勻，然后再加入熒光 粉體進(jìn)行分散。調(diào)制后的感光性涂料最后黏度控制在10000至30000cps之間，即可適用于 絲網(wǎng)印刷過(guò)程。依據(jù)本發(fā)明所調(diào)制的水溶性感光熒光粉體涂料的實(shí)施方式，是先利用黑底涂料制 作出高精度的黑底圖形，再把水溶性熒光粉涂料以印刷方式涂覆于陽(yáng)極玻璃基板上；印制 后的涂層以簡(jiǎn)單干燥過(guò)程使涂層成膜，并冷卻后予以配合曝光；曝光方式是選用紫外燈管， 曝光量為40mJ/cm2，并設(shè)置一菲林作為掩膜，以使被曝光區(qū)域可以在被顯影后保留，經(jīng)過(guò)曝 光過(guò)程即進(jìn)行顯影，顯影劑是使用具有一定溫度的水溶液，施以一加壓壓力以噴涂方式顯 影，顯影后保留下的熒光粉體層圖形與掩膜的設(shè)計(jì)圖形誤差可控制在5μπι以下；顯影后陽(yáng) 極板可以用一定壓強(qiáng)的氮?dú)獯担瞥龤埩粲陉?yáng)極玻璃基板上的顯影劑。實(shí)施例2本發(fā)明的水溶性感光熒光粉體涂料的制作，是以水溶液為基礎(chǔ)溶劑，添加以重量 百分比為25%的聚甲基丙烯酸的鹽類，再添加重量百分比為2%的丙烯酰胺單體，再添加 重量百分比為11 %的水溶性光引發(fā)劑2-羥基-2，2- 二甲基苯乙酮Dar0CUrll73，或稱 HIPK，及平均粒徑3 μ m的熒光粉體，其重量百分比為50%，以及重量百分比為0.5%的消泡 劑，再添加必要的分散劑或界面活性劑以輔助上述的粉體粒子的分散。本發(fā)明的涂料，以印
5刷過(guò)程涂覆于陽(yáng)極玻璃基板上形成平均厚度約6至8 μ m的涂層，并以110°C，130S/tact的 干燥曲線進(jìn)行烘干，再進(jìn)行曝光，在加蓋帶有圖形的菲林掩膜后，以曝光量為40mJ/cm2的紫 外光進(jìn)行曝光后，進(jìn)行顯影，顯影方式是水溶液，于35°C下進(jìn)行顯影，顯影后陽(yáng)極面板上的 熒光粉體圖形，間隙7 μ m間無(wú)圖形的區(qū)域僅有0. 1 %以下的涂料殘留，間隙20 μ m間無(wú)圖形 的區(qū)域幾乎無(wú)涂料的殘留，顯影的圖形準(zhǔn)直性誤差保持在IOym以下，已經(jīng)可以滿足商品 應(yīng)用的需求。接著，顯影后的陽(yáng)極玻璃基板用一定壓強(qiáng)的氮?dú)獯担瞥龤埩粲陉?yáng)極玻璃基板 上的水溶液。本發(fā)明的制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法，是使用水溶性感光熒光粉體涂料，其包括 下列步驟(1)利用黑底涂料以絲網(wǎng)印刷配合光刻的方式制作出高精度的黑底圖形；(2)以絲網(wǎng)印刷方式將水溶性感光熒光粉體涂料涂覆于陽(yáng)極基板上；(3)經(jīng)低溫干燥，使涂覆層固化成膜；(4)以激發(fā)光燈產(chǎn)生紫外光，并配合菲林圖形對(duì)熒光粉體涂層進(jìn)行曝光，以使欲圖 形化區(qū)域發(fā)生光反應(yīng)從而進(jìn)行化學(xué)鏈接；(5)隨后進(jìn)行顯影，由于是選用水溶性體系，可以利用水溶液作為顯影劑進(jìn)行顯 影；(6)用一定壓強(qiáng)的氮?dú)獯蹈桑?7)重復(fù)以上(2) (6)步驟兩次，即可得到由紅、綠、藍(lán)三色熒光粉條構(gòu)成的陽(yáng)極 熒光粉體層。本發(fā)明的水溶性感光熒光粉體涂料及其制作陽(yáng)極熒光粉體層的方法，可用一種簡(jiǎn) 易的絲網(wǎng)印刷制作涂覆涂料，再配合光刻過(guò)程圖形化所需的熒光粉體層，其曝光顯影過(guò)程 可制作高清晰的圖形，另外，本發(fā)明的應(yīng)用上述水溶性感光熒光粉體涂料制作陽(yáng)極熒光粉 體層的方法，具有節(jié)省新技術(shù)研發(fā)的時(shí)間以及提高顯示器分辨率的效果。其具有上述諸多 的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大 的進(jìn)步，并產(chǎn)生了實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的熒光粉體涂料及其熒光粉體層的方法具有增進(jìn) 的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書(shū)確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種水溶性感光熒光粉體涂料，其特征在于，按照質(zhì)量百分比20 30％的水溶性樹(shù)脂、8 10％的水溶性光引發(fā)劑、0.3 0.5％消泡劑、2 5％的分散劑和40 60％的熒光粉體；其中熒光粉體平均粒徑約為1μm至5μm；所述水溶性感光熒光粉體涂料黏度控制在10000到30000cps之間；所述水溶性樹(shù)脂、水溶性光引發(fā)劑、消泡劑、分散劑和熒光粉體的總量為100％。
2.如權(quán)利要求1所述一種水溶性感光熒光粉體涂料，其特征在于所述水溶性樹(shù)脂為 聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的鹽類；所述水溶性光引發(fā)劑為2-羥基-2，2-二甲基苯乙酮；所 述消泡劑為非離子表面活性劑；所述分散劑為萘磺酸鈉縮合物；所述熒光粉體是FED用高 壓熒光粉或PDP用熒光粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的水溶性感光熒光粉體涂料來(lái)制作陽(yáng)極熒光粉體層的方 法，其特征在于，包括以下步驟(1)利用黑底涂料以絲網(wǎng)印刷配合光刻的方式制作出圖形線寬為50微米以下的黑底 圖形；所述黑底涂料是感光性黑底漿料DC243或Vg904 ；(2)以絲網(wǎng)印刷方式將水溶性感光熒光粉體涂料涂覆于陽(yáng)極基板上；(3)經(jīng)低溫干燥，使涂覆層固化成膜；(4)以激發(fā)光燈產(chǎn)生紫外光，并配合菲林圖形對(duì)熒光粉體涂層進(jìn)行曝光，以使欲圖形化 區(qū)域發(fā)生光反應(yīng)從而進(jìn)行化學(xué)鏈接；(5)隨后，利用水溶液作為顯影劑進(jìn)行顯影；(6)用壓強(qiáng)為0.2-0. 5MPa的氮?dú)獯蹈桑?7)重復(fù)以上(2) (6)步驟兩次，即可得到由紅、綠、藍(lán)三色熒光粉條構(gòu)成的陽(yáng)極熒光 粉體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水溶性感光熒光粉體涂料來(lái)制作陽(yáng)極熒光粉體層的方 法，其特征在于所述的水溶性感光熒光粉體涂料干燥成膜過(guò)程，其干燥系數(shù)是110°C干燥 曲線，130S/tact。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水溶性感光熒光粉體涂料來(lái)制作陽(yáng)極熒光粉體層的方 法，其特征在于其中所述的紫外光曝光步驟是以曝光量為40mJ/cm2的紫外光進(jìn)行曝光。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水溶性感光熒光粉體涂料來(lái)制作陽(yáng)極熒光粉體層的方 法，其特征在于所述的顯影步驟是以溫度30-60°C水溶液進(jìn)行顯影。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水溶性感光熒光粉體涂料及用其制備陽(yáng)極熒光粉體層的方法，包括下列步驟(1)利用絲網(wǎng)印刷配合光刻的方式制作黑底圖形；(2)以絲網(wǎng)印刷方式將水溶性感光熒光粉體涂料涂覆于陽(yáng)極基板上；(3)經(jīng)低溫干燥，使涂覆層固化成膜；(4)利用紫外燈配合菲林圖形對(duì)熒光粉體涂層進(jìn)行曝光，以使欲圖形化區(qū)域發(fā)生光反應(yīng)從而進(jìn)行化學(xué)鏈接；(5)隨后利用水溶液作為顯影劑進(jìn)行顯影；(6)用一定壓強(qiáng)的氮?dú)獯蹈?；重?fù)以上(2)～(6)步驟兩次即可得到三色熒光粉圖形。本發(fā)明用絲網(wǎng)印刷法配合光刻過(guò)程圖形化所需的熒光粉體層，制作出高清晰的圖形，具有操作簡(jiǎn)便以及提高顯示器分辨率的效果，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值。
文檔編號(hào)G03F7/004GK101891999SQ20101021014
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者趙莉 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司