JP2000040463A - ディスプレイ用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な工程で高精細の隔壁形成ができて、材料
使用効率の面でも好ましい低コストのディスプレイ用基
板の製造方法を提供する。 【解決手段】無機粉末および感光性有機成分からなる感
光性ペーストを隔壁用の凹部を有する成形型中に充填
し、露光して成形体を形成し、該成形体を基板上に転写
した後、焼成して隔壁を形成することを特徴とするディ
スプレイ用基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネルの隔壁を有する背面基板や電子放出素子を用
いる画像表示装置の障壁を有する素子基板などのディス
プレイ用基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大きく重いブラウン管に代わる画像形成
装置として、軽くて、薄型のいわゆるフラットディスプ
レイが注目されている。フラットディスプレイとして液
晶ディスプレイが盛んに開発されているが、これは画像
が暗い、視野角が狭いといった課題が残っている。この
液晶ディスプレイに代わるものとして、自発光型の放電
型ディスプレイであるプラズマディスプレイパネルや電
子放出素子を用いた画像形成装置は、液晶ディスプレイ
に比べて明るい画像が得られると共に、視野角が広い、
さらに大画面化、高精細化の要求に応えうることから、
そのニーズが高まりつつある。

【０００３】電子放出素子には、熱電子放出素子と冷陰
極電子放出素子がある。冷陰極電子放出素子には電界放
出型（ＦＥ型）、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）や
表面伝導型などがある。このような冷陰極電子源を用い
た画像形成装置は、それぞれのタイプの電子放出素子か
ら放出される電子ビームを蛍光体に照射して蛍光を発生
させることで画像を表示するものである。この装置にお
いて、前面ガラス基板（フェースプレートともいう）と
背面ガラス基板（素子基板ともいう）にそれぞれの機能
を付与して用いるが、背面ガラス基板には、複数の電子
放出素子とそれらの素子の電極を接続するマトリックス
状の配線が設けられる。これらの配線は、電子放出素子
の電極部分で交差することになるので絶縁するための絶
縁層が設けられる。さらに両基板の間で耐大気圧支持部
材としてスペーサー（障壁、隔壁ともいう）が形成され
る。

【０００４】プラズマディスプレイパネルの場合、それ
ぞれの機能を付与した前面ガラス基板と背面ガラス基板
との間に設けられた放電空間内で対向するアノードおよ
びカソード電極間にプラズマ放電を生じさせ、上記放電
空間内に封入されているガスから発生した紫外線を、放
電空間内の蛍光体にあてることにより表示を行うもので
ある。前面ガラス基板と背面ガラス基板にはそれぞれ電
極が形成されているが、これらを被覆する形で絶縁層が
形成されている。さらに、背面ガラス基板には、放電の
広がりを一定領域に抑え、表示を規定のセル内で行わせ
ると同時に、かつ均一な放電空間を確保するために隔壁
（障壁、リブともいう）が設けられている。

【０００５】プラズマディスプレイパネルの隔壁は、通
常は背面ガラス基板にガラスからなる絶縁ペーストをス
クリーン印刷法で印刷・乾燥し、この印刷・乾燥工程を
１０〜１５回繰返して所定の高さにした後、焼成して形
成されている。しかしながら、通常のスクリーン印刷法
では、特にパネルサイズが大型化した場合に、予め基板
上に形成された電極と絶縁ガラスペーストの印刷場所と
の位置合せが難しく、位置精度が得られ難いという問題
がある。

【０００６】プラズマディスプレイパネルの大面積化、
高解像度化に伴い、このようなスクリーン印刷による方
法では、高アスペクト比、高精細の隔壁の製造がますま
す技術的に困難となり、かつコスト的に不利になってき
ている。

【０００７】これらの問題を改良する方法として、特開
平１−２９６５３４号公報、特開平２−１６５５３８号
公報、特開平５−３４２９９２号公報、特開平６−２９
５６７６号公報、特開平８−５０８１１号公報では、隔
壁を感光性ペーストを用いてフォトリソグラフィ技術に
より形成する方法が提案されている。

【０００８】背面ガラス基板には表示データを書き込む
データ電極が銀ペーストを用いて形成されていて、その
上に絶縁層を設置して被覆し、隔壁がその上に形成され
るという構成になる。隔壁の側面および隔壁で囲まれた
底面には赤、緑、青に発光する蛍光体を塗布・乾燥、焼
成して蛍光体層が形成される。

【０００９】背面ガラス基板において電極の上に絶縁層
を形成する構成をとることにより、隔壁の剥がれや倒れ
が生じ難くなることが知られている。特に、隔壁を感光
性ガラスペースト法で形成した場合には、隔壁上部と下
部の重合硬化の差に起因する剥がれが生じ易く、隔壁層
形成のアンダーガラス層として、絶縁層を形成すること
は歩留まり向上に有効である。

【００１０】プラズマディスプレイパネルは、上記の背
面ガラス基板と帯状に複数本形成された透明電極を有す
る前面ガラス基板とをマトリックス駆動が可能になるよ
うに封着した後、Ｈｅ−Ｘｅ，Ｎｅ−Ｘｅなどの混合ガ
スを封入し、駆動回路を実装して作製される。隣り合う
透明電極の間にパルス状の交流電圧を印加するとガス放
電が生じ、プラズマが形成される。ここで生じた紫外線
が蛍光体を励起して可視光を発光し前面ガラス基板を通
して表示発光する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
パネルの隔壁が形成されたディスプレイ用基板の製造に
おいて、高精細な隔壁形成が可能であり、画面の大面積
化に対応できる低コストの隔壁の製造方法が求められて
いる。感光性ペーストを用いる方法は、ファインパター
ンを形成することができるが、工程が複雑であり、廃棄
される材料の割合も多くなるので低コスト化が難しい。
本発明は、簡単な工程で高精細の隔壁形成ができて、材
料使用効率の面でも好ましい低コストのディスプレイ用
基板の製造方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】無機粉末および感光性有
機成分からなる感光性ペーストを、隔壁用の凹部を有す
る成形型に充填して成形体を形成し、この成形体をガラ
ス基板上に転写し、焼成することにより隔壁を形成す
る。この方法により、ファインパターンの隔壁を簡便な
工程で形成することができるので、大面積のディスプレ
イ用基板の低コストの製造方法が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、成形型の凹部に充填し
た感光性ペーストからなる成形体を基板上に転写し、焼
成することにより隔壁を形成することを目的とする。

【００１４】本発明の隔壁形成工程の一例を図１〜図４
により説明する。

【００１５】成形型１は、アルミニウム板、鋼板などの
金属製シート２とプラスチック材料の表層３からなる複
合シートであり、感光性ペーストを充填する凹部４は、
プラスチック材料の表層に形成されている。プラスチッ
ク材料は、それ自身が弾性と非粘着性を有するものであ
ることから、シリコーンゴム系またはフッ素系樹脂を用
いることが好ましい。さらに、熱可塑性ゴム、加硫して
用いる合成ゴムなどであっても、表面をシリコーンゴム
材料やフッ素系樹脂でコーティング処理して用いること
も可能である。さらに、プラスチック表層を２層にし、
下部にゴム弾性を有する層を設け、凹部を形成する部分
には硬質のプラスチック材料を用いることもできる。こ
の場合も、充填した感光性ペーストの成形体の型離れを
向上するために表面をシリコーンゴム材料やフッ素系樹
脂でコーティング処理するのが好ましい。

【００１６】このプラスチック材料表層に形成される凹
部はファインパターンを有するものであり、予め金属ま
たはガラスをフォトエッチングする方法で形成した母型
を用いてプラスチック材料の精密成型により形成したも
のであり、金属製シートで補強し寸法精度を保持して用
いることができる。

【００１７】図１に示すように、複合シートの凹部４を
形成したプラスチック材料表層３に、感光性ペースト５
を塗布し、これをインクロール６により凹部４に十分に
充填し、表面部の残留した感光性ペーストはクリーニン
グロール７またはドクターブレードで掻き取る。

【００１８】凹部４の深さは、形成する隔壁の高さによ
り、また、用いる感光性ペーストの無機粉末の配合量と
組成により異なるので、それぞれの条件により計算して
決めなければならない。隔壁の高さが１５０μｍ程度で
ある場合、凹部の深さは２００〜２５０μｍになると考
えられる。従って、このインクロール６による充填工程
でこれらの深さに感光性ペーストを充填するものであ
り、この工程で、成形型の複合シートの金属製シート側
から超音波振動や加振器による振動を与えて充填を促進
するなどの補助手段を適用することが好ましい。

【００１９】充填した感光性ペーストは、充填に適した
粘度と流動性を有するため、そのまま凹部から転写しよ
うとしても、ペーストが内部で破壊されて、充填された
ものが全体として転写されず、高さ不足や形状不良を生
じる。ペーストを乾燥させて充填物の凝集性を高めて、
完全な転写を行わせようとする試みがあるが、乾燥工程
は非効率的であり、その程度をコントロールすることも
極めて困難であり、均一な挙動を期待することが難し
い。

【００２０】本発明では、感光性ペーストを用いている
ので、図２に示すように、成形型に充填したペーストに
超高圧水銀灯などの紫外線照射装置８により紫外線を照
射して、光硬化させて、充填された凹部内のペーストの
凝集性を高め、一体化した成形体９を得ることが簡便に
できるのが特徴である。このように凹部充填ペーストを
光硬化させることにより、転写の際の型離れがスムース
に行われ、設定した高さおよび形状を有する隔壁パター
ンをガラス基板上に転写することができる。

【００２１】成形型の凹部４を形成するプラスチック材
料が、弾力性と非粘着性を有するシリコーンゴムまたは
フッ素系樹脂から選んだ材料で構成されるので、充填さ
れ光硬化された成形体の凹部からの離脱は、より完全に
行うことが可能になる。

【００２２】転写の工程は、図３に示すように、成形型
複合シートの金属製シート２の側からプレスロール１０
を用いて押圧しつつ行う。ガラス基板１１上転写された
成形体９は、図４に示すように、焼成工程を経て隔壁１
２が形成され、隔壁が形成されたディスプレイ用基板が
製造される。

【００２３】用いる感光性ペーストは、無機粉末と感光
性有機成分を少なくとも含む。感光性ペーストを塗布お
よび充填して、ボイド、ピンホールなどの欠陥のない緻
密な充填成形体を形成することは、後工程のパターン転
写、焼成を経て得られる隔壁の特性に対して非常に重要
な影響を与える。

【００２４】本発明者らは、鋭意検討の結果、緻密な塗
布および充填成形体を形成し、良好なパターン転写性を
示す感光性ペーストは、構成する無機粉末の平均屈折
率、粒度およびその分布、タップ密度が適当な範囲にあ
ることが重要な因子であることを見出している。

【００２５】本発明が目的とする隔壁は、ピッチ１００
〜３６０μｍ、線幅１５〜８０μｍ、高さ６０〜１６０
μｍである。すなわち、焼成後の隔壁の高さ１６０μｍ
を実現するためには、ペーストの組成割合による焼成収
縮を考慮するとペーストの充填深さ２５０μｍ程度まで
可能でなければならない。

【００２６】厚みの大なる感光性ペースト塗布・充填膜
に露光し、これを一体化する光硬化を行わせるには、活
性光線を塗布膜の最下部までできるだけ多く透過させる
ことが重要である。このため、感光性ペーストに配合さ
れる無機粉末および感光性有機成分が共に光透過性の高
いものを選び、且つ、これらを均一に混合し、ペースト
内部に気泡などの組成ムラが無いことが要求される。

【００２７】ペーストは、無機材料の粉末を有機成分中
に分散混合した組成物を有するが、光の透過性を向上さ
せるには、それぞれの成分の平均屈折率を整合させるこ
とが条件となり、両者の平均屈折率の差を０．０５以下
にすることが好ましい。

【００２８】感光性ペーストに用いる感光性有機成分の
平均屈折率が１．４５〜１．７の範囲であることを考慮
すると、上記の条件を満足するためには、無機粉末の平
均屈折率が１．５〜１．７の範囲にあることが好まし
い。ペースト中の無機粉末の平均屈折率を感光性有機成
分の平均屈折率に近づけ、ペースト中の光散乱を抑制
し、高精細のパターン形成が可能となる。無機粉末の平
均屈折率は、ベッケ線検出法によってｇ線波長で測定し
た値である。

【００２９】一般に、粒子の凝集力は表面積に依存する
ため、粒径が小さいものほど凝集しやすい。換言すれ
ば、無機粉末の粒径は過剰に微細でない方が凝集性が少
なく、ペースト中に均一に分散され、気泡などの組成ム
ラが無いため、光透過性が高く、優れたパターン形成性
を示す。しかし、平均粒径や最大粒径が大きすぎると、
形成された隔壁の緻密性が十分でなく、内部にボイドな
どが存在すると機械的強度に悪影響を与えたり、内部の
真空度を低下させたりする懸念が生じると共に隔壁表面
に不要な凹凸が生じ、封着時に支障を生じることがあ
る。

【００３０】本発明で用いる無機粉末の平均粒径は１．
５〜５μｍであり、最大粒径は１０〜４０μｍであるこ
とが、ペーストの形成性、ペーストの塗布・充填性およ
び得られる隔壁の特性から好ましいものである。

【００３１】粒径は、レーザ散乱・回折法によって測定
した値であり、平均粒径とは、５０体積％粒径、最大粒
径とは粒径の最大値である。測定装置は粒度分布計（マ
イクロトラック社ＨＲＡ粒度分析計 ＭＯＤＥＬ Ｎ
ｏ．９３２０−Ｘ１００）を用いた。

【００３２】平均粒径が１．５μｍ未満では粉末の凝集
性が大きく、ペースト中での分散性が悪くなり、塗布・
充填性も良くないので、従って緻密な充填成形体が形成
できなくなる。５μｍより大きいと形成された隔壁の機
械的強度や表面凹凸に支障が生じるようになる。

【００３３】最大粒径が１０μｍ未満では、充填性が悪
く、４０μｍを越えると平均粒径が５μｍを超えた場合
と同様の問題が発生するので好ましくない。最大粒径は
１０〜４０μｍ、好ましくは１５〜３０μｍであること
が、粉末の充填性や形成された隔壁の特性を好ましく保
持することができる。

【００３４】本発明の無機粉末は、タップ密度を０．６
ｇ／ｃｍ³ 以上、好ましくは０．７ｇ／ｃｍ³ 以上とす
ることによって、感光性ペーストのガラス成分として用
いた場合に、粉末のペーストへの充填性や分散性がよ
く、気泡や凝集物を生じにくいため、光透過性が高く、
優れた塗布・充填性を示す感光性ペーストを得ることが
出来る。

【００３５】タップ密度とは、ＪＩＳ Ｚ ２５００
（２０４５）に記載の通り、振動させた容器内の粉末の
単位体積当たりの質量である。タップ密度の測定はＡ．
Ｂ．Ｄ粉体特性測定器（筒井理化学機械（株）製）を用
い、粉末を入れた１００ｃｃ容器を５分間振動した後、
粉末を摺り切り、１００ｃｃ当たりの粉末質量を測定し
て得た値である。

【００３６】タップ密度が０．６ｇ／ｃｍ³ 未満の場合
は、ガラス粉末が嵩高になるため感光性ペースト作製時
に分散性が悪く、気泡の混入などの問題を起こすと共
に、ペーストの塗布性が悪くなり、形成された隔壁の形
状に欠陥を生じやすくなる。さらに、パターン形成性を
向上するために有機成分の割合を多くすると、焼成時に
有機成分が消失し難く、いわゆる脱バインダー性が悪
く、褐色に着色する原因になる。また、焼成時の収縮が
大きくなり、所望の高さのスペーサーを得るのに露光厚
みを増やす必要があるなどの問題が生じる。

【００３７】すなわち、上記のような粉末特性を満足す
る無機粉末は、粒子のペーストへの充填性や分散性が良
いため、感光性ペースト塗布・充填成形体にボイド、ピ
ンホールなどができ難くなり、光の散乱が抑制されて高
効率で光硬化した成形体ができる。

【００３８】ディスプレイ用基板のガラス基板は、石英
ガラスの他に、不純物含有量を低減したガラスや青板ガ
ラスなどが使用される。従って、ガラス転移点、軟化点
の低いガラス基板上に隔壁を形成するため、その構成成
分として、ガラス転移点が４５０〜５５０℃、軟化点が
５００〜６００℃のガラス粉末を用いることが好まし
い。

【００３９】本発明で用いる上記の平均屈折率、平均粒
径、最大粒径およびタップ密度を有する無機粉末は、ガ
ラス転移点４５０〜５５０℃、軟化点５００〜６００℃
であるガラス粉末５０〜９０重量％とフィラー１０〜５
０重量％を含有することが好ましい。

【００４０】これらの熱特性と上記の平均屈折率の範囲
を共に満足するガラス粉末として、酸化物換算表記で以
下の組成を含むものが好ましい。

【００４１】 酸化リチウム ： ３〜１５重量％ 酸化珪素 ：１０〜３０重量％ 酸化ホウ素 ：２０〜４０重量％ 酸化バリウム ： ２〜１５重量％ 酸化アルミニウム ：１０〜２５重量％ 酸化リチウムを３〜１５重量％含有するガラス粉末を用
いることによって、ガラス軟化点、熱膨張係数のコント
ロールが容易になるだけでなく、ガラスの平均屈折率を
低くすることができる。アルカリ金属酸化物の添加量は
ペーストの安定性を向上させるために、１５重量％以下
が好ましく、より好ましくは１０重量％である。

【００４２】酸化珪素は１０〜３０重量％の範囲で配合
することが好ましく、１０重量％未満の場合はガラス層
の緻密性、強度や安定性が低下し、また、熱膨張係数が
所望の値から外れ、ガラス基板とのミスマッチが起り易
い。３０重量％以下にすることによって、軟化点が低く
なり、ガラス基板への焼き付けが可能になるなどの利点
がある。

【００４３】酸化ホウ素は２０〜４０重量％の範囲で配
合することが好ましい。４０重量％を超えるとガラスの
安定性が低下する。２０重量％未満では強度の低下やガ
ラスの安定性の低下が起る。

【００４４】酸化バリウムは２〜１５重量％で用いる
が、２重量％未満ではガラス焼き付け温度および電気絶
縁性を制御するのが難しくなる。また、１５重量％を超
えるとガラス層の安定性や緻密性が低下する。

【００４５】酸化アルミニウムは１０〜２５重量％で用
いるが、歪み点を高めたり、ガラス組成の安定化やペー
ストのポットライフ延長のために添加される。１０重量
％未満ではガラス層の強度が低下し、２５重量％を超え
るとガラスの耐熱温度が高くなり過ぎてガラス基板上に
焼き付けが難しくなる。また、緻密な絶縁層が６００℃
以下の温度で得られ難くなる。

【００４６】これらの成分の他に、酸化物表記で酸化亜
鉛、酸化カルシウム、あるいは酸化マグネシウムが配合
されることがある。

【００４７】酸化亜鉛は、２〜１５重量％の範囲で配合
することが好ましい。２重量％未満では、絶縁層の緻密
性向上に効果がない。１５重量％を越えると、ガラス基
板上に焼き付けする温度が低くなり過ぎて制御できなく
なり、また絶縁抵抗が低くなるので好ましくない。

【００４８】酸化カルシウムは、２〜１３重量％の範囲
で配合するのが好ましく、ガラスを溶融し易くすると共
に熱膨張係数を制御するのに添加される。２重量％より
少ないと、歪み点が低くなり過ぎる。

【００４９】酸化マグネシウムは、１〜１５重量％の範
囲で配合するのが好ましく、ガラスを溶融し易くすると
共に熱膨張係数を制御するのに添加される。１５重量％
を越えるとガラスが失透し易くなり好ましくない。

【００５０】また、ガラス粉末中に、酸化チタン、酸化
ジルコニウムなどを含有することができるが、その量は
５重量％未満であることが好ましい。酸化ジルコニウム
は、ガラスの軟化点、転移点および電気絶縁性を制御す
るのに効果がある。

【００５１】無機粉末は、上記のような特性を有するガ
ラス粉末５０〜９０重量％に、フィラーとなる高融点ガ
ラスやセラミックスを１０〜５０重量％添加することが
好ましい。

【００５２】これらのフィラー成分の添加により、焼成
時の収縮率が小さくなり、隔壁の形状保持性や精度が向
上する。さらに、これらのフィラー添加は、得られた隔
壁の強度を維持する上で好ましい。フィラーが１０重量
％未満では、焼成収縮率を低くしたり、熱膨張係数を制
御する効果が小さくなる。一方、フィラーの含有量が５
０重量％を越えると、焼成後の隔壁が緻密性の点で劣る
ものとなり、隔壁が低強度になり、剥がれたり脱落する
などの欠陥が発生することがあり好ましくない。また、
隔壁中に微量水分の吸着や有機成分が残留し、放電特性
の低下を引き起こす原因となる。

【００５３】用いるフィラーは、酸化チタン、アルミ
ナ、チタン酸バリウム、ジルコニア、コーディエライ
ト、ムライトおよび高融点ガラス粉末からなる群から選
ばれた少なくとも一種である。

【００５４】高融点ガラス粉末としては、ガラス転移点
５００〜１２００℃、軟化点５５０〜１２００℃を有す
るものが好ましく、酸化物換算表記で以下の組成を含む
ものが好ましい。

【００５５】 酸化珪素 ：１５〜５０重量％ 酸化硼素 ： ５〜２０重量％ 酸化アルミニウム ：１５〜５０重量％ 酸化バリウム ： ２〜１０重量％ 高融点ガラス粉末としては、酸化珪素、酸化アルミニウ
ムを１５重量％以上含有する組成を有するものが好まし
く、これらの含有量合計がガラス粉末中５０重量％以上
であることが、必要な熱特性をもたせるために有効であ
る。また、高融点ガラスでは、組成の変更で平均屈折
率、軟化点、熱膨張係数をコントロールすることが可能
なので好ましい。

【００５６】セラミックス類のフィラーは高い融点を有
する成分であり、高融点ガラス粉末と同様に隔壁形成の
焼成工程の温度では熱的に変化を受けず、隔壁中に分散
して粉末状態のまま残留する。従って、ペースト形成時
の分散性、ペースト塗布・充填性への影響と形成された
隔壁の特性への影響を考慮して、フィラー成分の平均粒
径は１〜４μｍ、最大粒径は２５μｍ以下であることが
好ましい。平均粒径が１μｍ未満では、ペーストへの充
填性や分散性が悪くなり、４μｍより大きい場合および
最大粒径が２５μｍを超える場合には、得られた隔壁の
緻密性や強度への支障が生じるので好ましくない。

【００５７】感光性ペーストは、感光性有機成分と無機
粉末からなり、その感光性有機成分は、感光性モノマと
感光性または非感光性オリゴマもしくはポリマを主成分
とし、光重合開始剤を含むことが好ましい。

【００５８】感光性有機成分は、露光に用いる光のエネ
ルギーを吸収して生起する光反応による変化を利用して
パターンを形成するものである。感光性有機成分には、
光の作用した部分が溶剤に対して溶解するようになる光
溶解型（ポジ型）と光の作用した部分が溶剤に対して不
溶になる光不溶化型（ネガ型）が知られいる。本発明の
目的とする無機材料と混合して確固とした成形体を形成
するには、重合および架橋反応などによって光硬化して
溶剤に不溶になる型の感光性成分を用いることが好まし
い。

【００５９】すなわち、感光性有機成分は、感光性モノ
マ、感光性または非感光性オリゴマもしくはポリマを主
成分とし、光重合開始剤を含有する。感光性有機成分に
は、必要に応じて紫外線吸収剤、重合禁止剤、増感剤、
可塑剤、増粘剤、酸化防止剤、分散剤、その他の添加剤
を加えることもできる。

【００６０】感光性モノマとしては、活性な炭素ー炭素
二重結合を有する化合物が好ましく、官能基として、ビ
ニル基、アリル基、アクリレート基、メタクリレート
基、アクリルアミド基を有する単官能および多官能化合
物が応用される。

【００６１】特に多官能アクリレート化合物および／ま
たは多官能メタクリレート化合物を有機成分中に１０〜
８０重量％含有させたものが好ましい。多官能アクリレ
ート化合物および／または多官能メタクリレート化合物
には多様な種類の化合物が開発されているので、それら
から反応性、屈折率などを考慮して選択することが可能
である。

【００６２】感光性有機成分の屈折率を制御する方法と
して、屈折率１．５５〜１．８を有する感光性モノマを
選んで含有させて、感光性有機成分の平均屈折率を無機
材料の平均屈折率に近づける方法が簡便である。このよ
うな高い屈折率を有する感光性モノマは、ベンゼン環、
ナフタレン環などの芳香環や硫黄原子を含有するアクリ
レートもしくはメタクリレートモノマから選択すること
ができる。

【００６３】感光性有機成分として、光反応で形成され
る硬化物物性の向上やペーストの粘度の調整などの役割
を果たすと成分としてオリゴマもしくはポリマが加えら
れる。

【００６４】これらのオリゴマもしくはポリマは、炭素
ー炭素二重結合を有する化合物から選ばれた成分の重合
または共重合により得られた炭素連鎖の骨格を有するも
のである。特に、分子側鎖にカルボキシル基と不飽和二
重結合を有する重量平均分子量２０００〜６万、より好
ましくは３０００〜４万のオリゴマましくはポリマが用
いられる。感光性オリゴマもしくはポリマを得るため
に、不飽和二重結合を導入するには、カルボキシル基を
側鎖に有するオリゴマましくはポリマに、グリシジル基
やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物や
アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドまたは
アリルクロライドを付加反応させるとよい。エチレン性
不飽和基数は、反応条件により適宜選択することができ
る。

【００６５】感光性モノマ、オリゴマもしくはポリマは
いずれも活性光線のエネルギー吸収能力はないので、光
反応を開始するためには、さらに、光重合開始剤が必要
成分であり、場合によって光重合開始剤の効果を補助す
るために増感剤を加えることがある。

【００６６】感光性ペーストは、露光された部分の感光
性成分（モノマ、オリゴマ、ポリマ）を重合および架橋
させて光硬化一体化することであり、本発明において好
ましい感光性官能基がラジカル重合性であるため、光重
合開始剤はラジカル種を発生するものから選んで用いら
れる。

【００６７】光重合開始剤には、１分子系直接開裂型、
イオン対間電子移動型、水素引き抜き型、２分子複合系
など機構的に異なる種類があり、それらから選択して用
いられるが、１分子系直接開裂型から選ばれた化合物が
好ましい。例えば、ベンゾインアルキルエーテル類や
α，α−ジメトキシ−α−モルフォリノアセトンフェノ
ン，α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトンフェノ
ンなどが挙げられる。また、過酸化物、ホスフィンオキ
シド、硫黄化合物、ハロゲン化合物などでもよく、これ
らを１種または２種以上配合してもよい。

【００６８】光重合開始剤は一般的に感光性成分に対し
て０．０５〜１０重量％配合されるが、感光性ペースト
においては無機粉末の量を考慮して、感光性成分に対し
２〜３０重量％配合することが好ましい。

【００６９】光重合開始剤と共に増感剤を配合すること
により、感度を向上させたり（化学増感）、反応に有効
な波長範囲を拡大する（分光増感）ことができる。

【００７０】増感剤の作用機構にも種々のものがある
が、三重項増感剤と称されるものが最もよく使われる。
それらの中には、炭化水素系化合物、アミノ・ニトロ化
合物、キノン類、キサントン類、アンスロン類、ケトン
類、有機色素類がある。これらの中には光重合開始剤と
しての作用を有するものも含まれている。

【００７１】１分子系直接開裂型の光重合開始剤と組み
合わせて用いる増感剤として、キサントン類から選ばれ
た化合物が好ましく、具体的には２，４−ジエチルチオ
キサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げら
れる。これらは１種または２種以上配合することができ
る。

【００７２】感光性ペーストの無機粉末と感光性有機成
分との配合比率としては、６０／４０〜９０／１０（重
量部）が好ましい。さらに、６５／３５〜８５／１５
（重量部）であることが焼成による収縮率の点からも好
ましい。

【００７３】感光性ペーストは、通常、無機粉末、感光
性モノマ、感光性または非感光性オリゴマもしくはポリ
マ、光重合開始剤を基本成分とし、必要に応じてその他
の添加剤および溶媒などの各種成分を所定の組成となる
ように調合した後、３本ローラや混練機で均質に混合分
散することにより製造することができる。

【００７４】感光性ペーストの粘度は、有機溶媒により
１万〜２０万ｃｐｓ（センチ・ポイズ）程度に調整して
使用される。この時使用される有機溶媒としては、メチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘ
キサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、
イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジメチ
ルスルフォキシド、γ−ブチロラクトンなどやこれらの
うちの１種以上を含有する有機溶媒混合物が挙げられ
る。

【００７５】既に記述したように成形型の複合シートの
プラスチック材料からなる凹部に充填された感光性ペー
ストは露光されて成形体を形成する。露光は、凹部のあ
る表面に紫外線を照射して行われる。既知の露光光源を
用いて行うことができるが、超高圧水銀灯やハロゲンラ
ンプを用いることが一般的である。

【００７６】光硬化された感光性ペーストの成形体は、
成形型の複合シートからディスプレイ用基板となるガラ
ス基板上に転写された後、次に焼成炉で焼成されて、有
機成分を熱分解して除去し、同時に無機粉末中の低融点
ガラスを溶融させて無機質の隔壁に変換される。焼成雰
囲気や温度は、ペーストや基板の特性によって異なる
が、通常は空気中で焼成される。

【００７７】焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やベル
ト式の連続型焼成炉を用いることができる。バッチ式の
焼成の場合、転写された成形体を有するガラス基板を室
温から５００℃程度まで数時間掛けてほぼ等速で昇温し
た後、さらに焼成温度として設定された５２０〜５９０
℃に３０〜４０分間で上昇させて、１５〜３０分間保持
して焼成を行う。これらの条件は一般的なものであり、
低融点ガラス成分の熱特性が変化する場合には、新たな
条件の設定が必要である。

【００７８】焼成温度は用いるガラス基板のガラス転移
点より低くなければならないので自ずから上限が存在す
る。焼成温度が高すぎたり、焼成時間が長すぎたりする
と隔壁の形状にダレなどの欠陥が発生する。

【００７９】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明
する。ただし、本発明はこれに限定されるものではな
い。なお、実施例中の濃度は断りのない場合は重量％で
ある。

【００８０】実施例１ 溶媒（γ−ブチロラクトン）および感光性ポリマ（Ｘ−
４００７）をそれぞれ４０％溶液となるように混合し、
攪拌しながら６０℃まで加熱し、すべてを均一に溶解し
た。ついで溶液を室温まで冷却し、該ポリマ溶液に感光
性有機成分を構成する各成分を以下に示す割合で加えた
後、これらの成分を３本ローラーで混練し、この溶液を
４００メッシュのフィルターを用いて濾過し、有機ビヒ
クルを作製した。

【００８１】有機ビヒクル組成 感光性ポリマ溶液（感光性ポリマ：Ｘ−４００７，γ−
ブチロラクトン溶液、濃度４０％）５５％、感光性モノ
マ（ＭＧＰ４００）３０％、光重合開始剤（ＩＣ−３６
９）６％、分散剤（ノプコスパース０９２：サンノプコ
社製）１％、γ−ブチロラクトン８％。

【００８２】得られた有機ビヒクル６５重量部に対し
て、無機粉末は下記に示す低融点ガラス粉末（１）を６
０重量部、フィラー粉末（１）を１０重量部を混合した
ものを添加した。混合はクロスロータリーミキサーを用
い、乾式混合で行った。無機粉末は、あらかじめジェッ
トミル粉砕機にて微粉末にしたものを用いた。該有機ビ
ヒクルと無機粉末を３本ローラーで均一に混練すること
によって感光性ペーストを作製した。

【００８３】低融点ガラス粉末（１） 組成：酸化リチウム ７％、酸化珪素 ２３％、酸化硼
素 ３４％、酸化バリウム ４％、酸化アルミニウム
２３％、酸化亜鉛 ２％、酸化マグネシウム７％。

【００８４】ガラス転移点：４８０℃、軟化点：５２０
℃、熱膨張係数：７５×１０^-7／Ｋ。ｇ線（４３６ｎ
ｍ）での平均屈折率１．５８、平均粒径：２．３μｍ、
最大粒径：２２．０μｍ。

【００８５】フィラー粉末（１）：高融点ガラス粉末 組成：酸化珪素３８％，酸化硼素１０％，酸化バリウム
５．５％，酸化アルミニウム３４．５％，酸化亜鉛２．
２％，酸化マグネシウム４．８％，酸化カルシウム４．
４％、酸化チタン０．６％。

【００８６】ガラス転移点：６５５℃、軟化点：７７０
℃、熱膨張係数：４２×１０^-7／Ｋ。ｇ線での平均屈折
率：１．５８、平均粒径：２．０μｍ、最大粒径：１３
μｍ。

【００８７】成形型となる複合シートは、次のように作
製した。厚さ３ｍｍの平滑表面を有するガラス板にフォ
トレジストを塗布し、ピッチ１５０μｍ、線幅３０μｍ
のストライプ状パターンを有するマスクを密着して露光
し、現像してレジストパターンを形成した後、深さ２０
０μｍまでガラスをエッチングして母型を形成した。こ
の母型は、隔壁パターンの形状に相当するものであり、
１５０μｍピッチで、その断面形状が上部の幅３０μ
ｍ、底部の幅５０μｍの台形状を呈している凸部が形成
されたものである。この母型に対して、厚さ約１ｍｍの
シリコーンゴム（室温加硫型）を塗布し、加熱硬化して
シリコーンゴムからなるレプリカを形成する。これに接
着剤を塗布した厚さ０．７ｍｍのニッケル鋼薄板を重ね
てシリコーンゴム表層を有する複合シートとして母型か
ら剥離して、成形型とする。成形型の凹部は上面の幅は
約５０μｍ、深さ約２００μｍの底部の幅は約３０μｍ
となっている。

【００８８】この成形型に、感光性ペーストを塗布し、
凹部に充填する。この際には、インキローラを使用す
る。さらにシリコーンゴム表面に付着しているペースト
をクリーニングロールで除去する。このようにして得ら
れた成形型のシリコーンゴムの凹部に充填された感光性
ペーストに、１５ｍＷ／ｃｍ² の出力を有する超高圧水
銀灯の紫外線を３０秒間照射して光硬化を進めて、充填
された感光性ペーストを一体化した成形体とする。

【００８９】次の工程では、ディスプレイ用基板の材料
となるガラス基板上に成形型のシリコーンゴム層表面を
対向配置し、成形型の複合シートの金属側からプレスロ
ールで押圧しながら、凹部に存在する感光性ペーストの
成形体をガラス基板に転写する。シリコーンゴムの非粘
着性と凹部に充填された感光性ペーストが光硬化して重
合収縮していることで凹部からガラス基板への転写がス
ムースに進行した。

【００９０】ガラス基板上に転写された隔壁パターン
は、５６０℃で１５分間焼成することによって隔壁を形
成したディスプレイ用基板が製造される。得られた隔壁
の上部幅は１８μｍ、下部幅は３０μｍ、高さは１２０
μｍであった。

【００９１】実施例２ 感光性ペーストを成形型のシリコーンゴム層の凹部に充
填する際、金属シート側から周波数が１５０Ｈｚ、振幅
が５μｍの振動を加え、加振器を５０ｍｍ／分の速度で
移動させた他は実施例１を繰り返した。感光性ペースト
の充填率が向上するため、形成された隔壁のサイズが実
施例１の場合に比べて１〜２μｍ大きくなった。

【００９２】実施例３ 感光性ペーストのフィラーを以下に示すコーディエライ
ト２０重量部に変更した他は実施例１を繰り返した。

【００９３】フィラー粉末（２）：コーディエライト粉
末 平均粒子径：２．１μｍ、最大粒子径１１μｍ、熱膨張
係数３０×１０^-7／Ｋ、 ｇ線波長での平均屈折率：
１．５５。

【００９４】感光性ペーストを成形型のシリコーンゴム
層凹部に充填し、紫外線を照射した後、凹部内の成形体
をガラス基板上に転写し、焼成して白色を呈する隔壁を
形成した。隔壁の焼成収縮率が減少したので、得られた
隔壁の上部幅は２２μｍ、下部幅は３５μｍ、高さは１
３０μｍであった。

【００９５】実施例４ シリコーンゴムシートの代わりにフッ素ゴムを含む珪素
ゴムを用いて凹部を形成した他は実施例１を繰り返し
た。ガラス基板上に転写された隔壁パターンは、５６０
℃で１５分間焼成することによって隔壁を形成したディ
スプレイ用基板が製造される。得られた隔壁の上部幅は
２０μｍ、下部幅は３１μｍ、高さは１１８μｍであっ
た。

【００９６】実施例５ 感光性ポリマＸ−４００７の代わりに、メチルメタクリ
レート（ＭＭＡ）８３％とメタクリル酸（ＭＡＡ）１７
％、分子量が３００００で、酸価１１０からなる非感光
性ポリマを用いて感光性ペーストを構成したほかは、実
施例１を繰り返した。成形型に充填した後の露光時間を
１分にして光硬化させて一体化して後、ガラス基板上に
転写し、これを焼成することで実施例１記載とほぼ同様
の隔壁を得ることができた。

【００９７】実施例６ 感光性ポリマＸ−４００７の代わりに、同じ基本組成を
有するが重量平均分子量が５，０００で酸価１０８．５
の感光性ポリマを用いた他は実施例１を繰り返し、同様
に上部線幅１９μｍの隔壁が形成されたディスプレイ用
基板を得ることができた。

【００９８】実施例７ スチレン（Ｓｔ）１３重量部、メチルメタクリレート７
０（ＭＭＡ）重量部およびメタクリル酸（ＭＡＡ）１７
重量部を共重合して得られたポリマーに、ＭＡＡ１７重
量部に相当する等モルのジメチルアミノエチルメタクリ
レート（ＤＭＭ）が含有するポリマーを使用した。この
ポリマーの重量平均分子量３０，０００，酸価１１１の
非感光性ポリマを用いた他は実施例５を繰り返し、同様
の隔壁を有するディスプレイ用基板を得た。

【００９９】比較例１ 実施例１において、有機感光性成分を用いず、ペースト
を構成する有機バインダーとしてエチルセルロースを用
いた。成形型に充填したペーストを一体化する手段とし
て、成形型共に真空乾燥機に入れて加熱乾燥したが、内
部の乾燥が十分に進まず、ガラス基板上に転写する際
に、ペーストの内部で分裂が起こり、台形状を保持した
転写が困難であった。

【０１００】比較例２ 実施例１において、感光性ペーストを成形型の凹部に充
填した後、露光して凹部内で成形体を形成する工程を行
わずに基板上に転写した場合には、凹部からの転写が部
分的となって目的の高さが得られず、形成される隔壁パ
ターンにだれが起こったりして、目的とするディスプレ
イ用基板は得られなかった。

【０１０１】比較例３ 低融点ガラス粉末として組成は同じであるが、平均粒径
６．５μｍのものを用いてペーストを形成し、実施例１
を繰り返した。ペーストの形成性にやや難があり、ペー
ストの成形型凹部への充填もスムースで無かった。露光
時の光散乱が多いため最下部までの光硬化が不足し、成
形体の転写が完全に行われなかった。

【０１０２】比較例４ 実施例２において、低融点ガラス６０重量部とコーディ
エライト２０重量部を用いた。本比較例では、低融点ガ
ラス３０重量部とコーディエライト５０重量部からなる
無機粉末を用いた。この場合、焼成後に得られた隔壁の
機械的強度と緻密性が十分でなく、わずかな衝撃により
隔壁が破壊された。

【０１０３】比較例５ 低融点ガラスとして、次の組成を有する酸化ビスマス含
有ガラスを用いた。

【０１０４】酸化ビスマス６６．９％、酸化珪素１０
％、酸化ホウ素１１．８％、酸化ジルコニウム４．８
％、酸化アルミニウム２．８％、酸化亜鉛２．６％。ガ
ラス転移点４５５℃、軟化点４８４℃であるが、屈折率
は１．７５であった。この低融点ガラスを用いる他は実
施例１を繰り返した。ペーストの有機成分との屈折率差
が大きいため、ペースト充填物に対する露光の効果が最
下部まで十分に到達しないので、成形体の転写が良好に
できす、目的とする隔壁を得ることができなかった。略
記号の説明 X-４００７：４０％メタクリル酸（ＭＡＡ）、３０％メ
チルメタクリレート（ＭＭＡ）、３０％スチレン（Ｓ
ｔ）からなる共重合体のカルボキシル基に対して０．４
当量のグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）を付加反応
させた重量平均分子量３２，０００、酸価９５の感光性
ポリマ。

【０１０５】 ＭＧＰ400 ：X ₂ N-CH(CH ₃ )-CH₂ -(CH₂ CH(CH ₃ ))n-NX₂ X ：-CH ₂ CH(OH)CH₂ COC(CH₃ )=CH₂ n:2 〜10 ＩＣ−３６９：Irgacure-369（チバ・ガイギー製品） ２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノ フェニル）ブタノン−１

【０１０６】

【発明の効果】無機粉末と感光性有機成分とからなる感
光性ペーストを、隔壁用の凹部を有するプラスチック材
料からなる表層部と金属シートとの複合シートに充填
し、露光して成形体を形成し、この成形体をガラス基板
上に転写した後、焼成して隔壁を形成する方法で、大画
面化、高精細化に対応するディスプレイ用基板を低コス
トで製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の隔壁が形成されたディスプレイ用基板
の製造工程の一例を示す概略図である。

【図２】本発明の隔壁が形成されたディスプレイ用基板
の図１の次の製造工程の一例を示す概略図である。

【図３】本発明の隔壁が形成されたディスプレイ用基板
の図２の次の製造工程の一例を示す概略図である。

【図４】本発明の隔壁が形成されたディスプレイ用基板
の図３の次の製造工程の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１：成形型 ２：金属製シート ３：プラスチック材料からなる表層部 ４：凹部 ５：感光性ペースト ６：インクロール ７：クリーニングロール ８：紫外線照射装置 ９：成形体 １０：プレスロール １１：ガラス基板 １２：隔壁

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G059 AA08 AC01 CA01 CA08 CB08 4G062 AA04 AA15 BB01 DA04 DA05 DB03 DB04 DB05 DC01 DC03 DC04 DC05 DD01 DE01 DF01 EA01 EA03 EA04 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG03 EG04 FA10 GA10 HH20 JJ10 KK10 MM02 MM27 PP01 PP03 PP09 PP11 PP13 PP14 5C012 AA09 5C027 AA09 5C040 DD09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機粉末および感光性有機成分からなる感
   光性ペーストを隔壁用の凹部を有する成形型中に充填
   し、露光して成形体を形成し、該成形体を基板上に転写
   した後、焼成して隔壁を形成することを特徴とするディ
   スプレイ用基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記無機粉末の主成分が、ガラス粉末であ
   り、該ガラス粉末の平均屈折率が１．５〜１．７である
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用基板
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記ガラス粉末が、酸化物換算表記で以下
   の組成を含むことを特徴とする請求項２に記載のディス
   プレイ用基板の製造方法。 酸化リチウム ３〜１５重量％ 酸化珪素 １０〜３０重量％ 酸化ホウ素 ２０〜４０重量％ 酸化バリウム ２〜１５重量％ 酸化アルミニウム １０〜２５重量％
4. 【請求項４】前記ガラス粉末が、ガラス転移点４５０〜
   ５５０℃、軟化点５００〜６００℃であることを特徴と
   する請求項２または３に記載のディスプレイ用基板の製
   造方法。
5. 【請求項５】前記無機粉末が、ガラス転移点４５０〜５
   ５０℃、軟化点５００〜６００℃であるガラス粉末５０
   〜９０重量％とフィラー１０〜５０重量％を含有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用基板の
   製造方法。
6. 【請求項６】前記フィラーが、酸化チタン、アルミナ、
   チタン酸バリウム、ジルコニア、コーディエライト、ム
   ライトおよび高融点ガラス粉末からなる群から選ばれた
   少なくとも一種であることを特徴とする請求項５に記載
   のディスプレイ用基板の製造方法。
7. 【請求項７】前記高融点ガラス粉末が、酸化物換算表記
   で以下の組成を含むことを特徴とする請求項６に記載の
   ディスプレイ用基板の製造方法。 酸化珪素 １５〜５０重量％ 酸化ホウ素 ５〜２０重量％ 酸化アルミニウム １５〜５０重量％ 酸化バリウム ２〜１０重量％
8. 【請求項８】前記感光性有機成分が、感光性モノマと感
   光性または非感光性オリゴマもしくはポリマを主成分と
   し、光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項１
   〜７のいずれかに記載のディスプレイ用基板の製造方
   法。
9. 【請求項９】前記成形型が、金属製の基板とプラスチッ
   ク材料の表層からなる複合シートであり、感光性ペース
   トを充填する凹部はプラスチック材料の表層に形成され
   ていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   のディスプレイ用基板の製造方法。
10. 【請求項１０】前記プラスチック材料が、シリコーンゴ
    ムまたはフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項９
    に記載のディスプレイ用基板の製造方法。