用在光图案化方法中的可水溶液显影的可光成像的组合物前体技术

本发明专利技术涉及一种可光成像的组合物前体，所述前体组合物包含：分散在（Ⅱ）有机介质中的（Ⅰ）细分散的无机材料颗粒，所述细分散的无机材料颗粒包含：选自导电性颗粒、电阻性颗粒和电介质颗粒的功能相颗粒；玻璃化转变温度为３２５－６００℃的无机粘合剂；所述有机介质包含：（ｅ）可用水溶液显影的非光敏聚合物，所述聚合物可以是共聚物，互聚物或它们的混合物，其中各共聚物或互聚物包括（１）非酸性共聚单体，包括丙烯酸Ｃ↓［１－１０］烷基酯，甲基丙烯酸Ｃ↓［１－１０］烷基酯，苯乙烯，取代的苯乙烯或它们的组合和（２）酸性共聚单体，它包含含有烯键式不饱和羧酸的部分；和（ｄ）双官能的可ＵＶ固化的单体，其具有第一和第二官能单元，其中第一官能单元是乙烯基，第二官能单元能够与含羧酸的部分反应形成化学键。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于光图案化方法的可光成像的厚膜组合物和带组合物。更具体地，在一个实施方式中，本专利技术的可光成像的厚膜糊料组合物用来改善平板显示器应用(例如等离子显示器平板(PDP))中的电极形成的性能。
技术介绍
电子工业一直致力于制造更小更便宜的电子器件，并提供较高分辨率性能。因此，有必要开发新的能达到这些目的的可光成像的组合物以及光图案化的方法。与传统的丝网印刷方法相比，光图案化技术提供均匀且精细的线分辨率和空间分辨率。如在专利U.S.4912019、U.S.4925771、U.S.5049480、U.S.5851732和U.S.6075319中所记载，光图案化的方法(例如DuPont的FODEL可光成像的厚膜糊料)使用可光成像的有机介质，由此基底首先被可光成像的厚膜组合物完全覆盖(印刷，溅射，涂覆或层压)并且干燥(如果需要的话)。通过带有图案的光掩模将可光成像的厚膜组合物曝光于光化学辐射，由此产生图案的成像。接着将曝光的基材显影。图案的未曝光的部分被洗去，接着将基材上留下的光成像的厚膜组合物焙烧，从而除去有机材料并且烧结无机材料。该光图案化方法显示了大约30微米或更大的厚膜线分辨率，这取决于基材的光滑度，无机颗粒粒度分布，曝光和显影等变量。已经证实，该技术可用于生产平板显示器件，如等离子显示板。然而，现有技术中的可光成像的厚膜组合物和带组合物通常在聚合物树脂本身中不含有光活性基团(美国专利U.S.4912019、U.S.4925771、U.S.5049480、U.S.5851732和U.S.6075319就是这种情况)。Kakinuma等人的美国专利U.S.6342322和Masagi的JP 3218767B2揭示了这样的光敏组合物，它包含特定的光敏树脂、稀释剂、光敏引发剂、无机粉末和稳定剂。Masagi揭示了一种光敏组合物，它含有丙烯酸共聚物作为光敏树脂。这再次表明了在光敏组合物中使用光敏树脂。本专利技术希望提供一种成本更低、对环境更友好的组合物，光图案化的方法和形成电极的方法。通过产生不需要在分开的工艺中预形成光敏组合物的新的组合物和方法，本专利技术达到了这些目的。本专利技术揭示了新颖的在处理光敏聚合物过程中产生的可被光图案化的厚膜糊料和带组合物。与现有技术不同，本专利技术的厚膜糊料组合物不含有光敏树脂，却在处理过程中产生光敏树脂，从而形成所需的光成像的图案。
技术实现思路
本专利技术涉及光成像的组合物前体，所述前体组合物包含分散在有机介质中的细分散的无机材料颗粒。所述细分散的无机材料颗粒包含(a)选自导电性、电阻性和电介质颗粒的功能相颗粒；(b)玻璃化转变温度为325-600℃的无机粘合剂；所述有机介质包含(c)可水溶液显影的非光敏聚合物，所述聚合物是共聚物，互聚物或它们的混合物，其中各共聚物或互聚物包括(1)非酸性共聚单体，包括丙烯酸C1-10烷基酯，甲基丙烯酸C1-10烷基酯，苯乙烯，取代的苯乙烯或它们的组合和(2)酸性共聚单体，它包含含有烯键式不饱和羧酸的部分；和(d)双官能的可UV固化的单体，它具有第一和第二官能单元，其中第一官能单元是乙烯基，第二官能单元能够与含羧酸的部分反应形成化学键。可以向所述前体组合物中加入光引发体系，以形成可在原位被活化的可光图案化的组合物。本专利技术还提供了光图案化的方法，所述方法包括以下步骤(a)在基材上沉积含有光引发体系的前体组合物的组合物；(b)引发可显影的、不可光成像的聚合物和双官能单体之间的反应，以形成光敏聚合物和可光图案化的组合物；(c)将(b)中的可光图案化的组合物和(a)中的基材曝光于光化辐射中，以形成曝光的部分；(d)对(b)中的曝光的部分进行显影，以形成显影的部分；和 (e)烧结(c)中的显影的部分，以基本除去有机介质并基本烧结所述无机材料。在该方法中，可在沉积步骤(a)之后进行干燥步骤，以除去组合物中存在的任何的有机溶剂。还可与干燥步骤同时或与曝光步骤同时进行引发步骤。所述前体组合物可以是制造带、薄膜或厚膜带的部分或完全功能的可光图案化的组合物详细描述一般而言，厚膜组合物包括赋予适当的电功能性质，例如导电性、电阻性和介电性的功能相。所述功能相包含分散在有机介质中的电功能粉末，所述有机介质作为功能相的载体。所述功能相确定烧结的厚膜的电性质并影响其机械性质。本专利技术的厚膜糊料组合物和带组合物包含分散在有机介质中的所述功能相和无机粘合剂。本专利技术的关键是在处理前体组合物的过程中在原位形成光敏聚合物或可光交联的聚合物。具体地，在光图案的形成过程中可在原位形成光敏聚合物或可光交联的聚合物。这在用于平板显示器应用(包括等离子显示平板)的电极的光图案化形成过程中尤其有用。一般处理可光成像的厚膜糊料，例如DuPont的Fodel产品，以形成PDP电极包括在玻璃基材上印刷或覆盖厚膜糊料(其通常含有不具有光活性基团的聚合物)，在约80℃干燥印刷的糊料20-40分钟，UV曝光，显影并烧结。然而，本专利技术的组合物与现有技术的不同之处在于在后续的形成所需的光敏组合物，即聚合物2，的化学反应中使用了聚合物1，即一种不可光成像的聚合物，和下述的双官能单体。所述反应可以在光图案的形成过程(包括干燥步骤或光图案化步骤(即UV-曝光))中或足以引发所述反应的其它条件下进行到足够的程度。在光图案化方法中典型的干燥条件为约80℃进行约20-40分钟。其它条件，甚至是光图案化步骤本身可以引发所述化学反应，产生聚合物2。此外，所述反应可以在很宽范围的时间和温度下，尤其是在选择好的催化剂的存在下，例如在用于将环氧单元转化为酯的选择好的催化剂的存在下发生。如实施例IV(本专利技术的一个实施方式)所示，聚合物1和双官能单体(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA))的反应可以在光图案的形成过程中发生。具体地，导致形成聚合物2的反应可在曝光于足以引发所述反应的能量的过程中发生。例如，紫外线曝光(使用UCB Chemicals的Uvacure1600，或其它适当的材料)所产生的强酸可以催化聚合物1和GMA之间的反应，例如，形成聚合物2。可通过在足以除去有机溶剂的时间温度下干燥组合物来由本专利技术的前体组合物形成带或片。对于带或片的处理，可用各种方法处理所述带，包括但不限于干燥所述带，在红外炉中加热所述带，在热炉中加热所述带，预加热基材，加热基材和带，曝光于光化辐射等，只要所述带被处理一定的时间和温度或能量足以引发非光敏聚合物和双官能单体之间的反应，形成光敏聚合物。在厚膜糊料组合物的情况下，可在向基材上沉积所述糊料之后使用相同类型的反应引发方法，此外，也可在光图案化所述糊料的同时引发糊料组合物中的反应。 聚合物1是很多可光成像的厚膜糊料组合物中所用的聚合物，如美国专利U.S.4912019，U.S.4925771，U.S.5049480，U.S.5851732和U.S.6075319中所述，这些专利纳入本文作为参考。聚合物1含有甲基丙烯酸或丙烯酸和其它的一种或多种单体，例如甲基丙烯酸酯。聚合物1不是光敏聚合物。聚合物2，上述反应的产物，是光敏聚合物。在本专利技术的组合物中并不存在上述反应的产物(即聚合物2)，但是在光图案的形成过程(干燥、光图案化、UV曝光等)中产生聚合物2。在处理组合物之前，本专利技术的组合物中仅存在聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可光成像的前体组合物，所述前体组合物包含：分散在有机介质中的细分散的无机材料颗粒，　　　　所述细分散的无机材料颗粒包含：　　　　（ａ）选自导电性颗粒、电阻性颗粒和电介质颗粒的电功能粉末；以及　　　　（ｂ）玻璃化转变温度为３２５－６００℃的无机粘合剂；　　　　所述有机介质包含：　　　　（ｃ）可水溶液显影的非光敏聚合物，所述聚合物是共聚物，互聚物或它们的混合物，其中各共聚物或互聚物包括（１）非酸性共聚单体，它包括丙烯酸Ｃ↓［１－１０］烷基酯，甲基丙烯酸Ｃ↓［１－１０］烷基酯，苯乙烯，取代的苯乙烯或它们的组合和（２）酸性共聚单体，它包含含有烯键式不饱和羧酸的部分；和　　　　（ｄ）双官能的可ＵＶ固化的单体，它具有第一和第二官能单元，其中第一官能单元是乙烯基，第二官能单元能够与含羧酸的部分反应形成化学键。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H杨，MR麦基弗，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]