JP2004284867A - セラミックリブを形成するためのペースト、セラミックリブおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭ピッチで、高アスペクト比を有するリブを形成することが可能なペーストを提供する。
【解決手段】ペースト膜１１にくし歯１２ｂを有するブレード１２を突き刺して一定方向に移動することにより、ペースト膜１１を塑性変形させて基板１０表面にリブ状物１３を形成可能なペーストであって、
ペーストの組成が、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末、樹脂、複数種類の溶剤を、少なくとも１種類の有機揺変剤を含み、
複数種類の溶剤の各沸点が３０℃以上異なる群から選ばれた低沸点溶剤と高沸点溶剤と、
を含む。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅ１： プラズマデイスプレイパネル）、ＰＡＬＣ（ｐｌａｓｍａ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）の製造工程におけるリブ状物（ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｒｉｂ）を形成するためのペースト及びその製造方法並びにそれ用いたリブ状物の形成方法、更にこのリブ状物から作られたセラミックリブ並びにこのセラミックリブを有するＦＰＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックリブは、ガラス基板上に、ペーストを塗布してペースト膜にした後、この状態でペースト膜にブレードをつき刺し、このブレードをペースト膜に対して相対的に一定方向に移動することにより、ペースト膜を塑性変形してリブ状物が形成される。（特許文献１）
上記のペーストは塑性変形によってリブ状物を形成可能に構成される。このペーストはガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末を５０〜９８重量％と、樹脂を０．１〜１０重量％と、溶媒を２〜５０重量％と、比表面積が１０ｍ^２／ｇ以上のセラミック超微粒子を１０重量％とを含むものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６８７２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにセラミック超微粒子（無機微粒子）のみを添加した従来のペーストでは粘度が高くなり、攪拌・混合・混練に大きな力を必要とする。このため、量産用設備（装置）を用いた、ペーストの製造が困難である。
また、上記のペーストを用いたセラミックリブ形成方法では、ペーストの粘度が高いため、ブレード走行速度を一定に保つことが困難となり、ブレード走行速度に依存するリブ高さが変動し、基板内でのリブ高さの偏差が大きくなるという問題があった。
【０００５】
更に、リブ状物の形成方法では、最初にペーストを基板表面に塗布してペースト膜を形成することから、その方法に使用されるペーストにあっては、流動性が良く、基板表面に容易に塗布しかつ均一厚さにできるものであることが望まれる。その一方、基板表面に形成されたペースト膜を塑性変形させて基板表面にリブ状物を形成するので、塑性変形して形成されたリブ状物のダレを防止して、その後の乾燥・焼成までその形状を維持する必要がある。従って、その方法に使用されるペーストにあっては、流動性が少ないことも要求される。
【０００６】
本発明の目的は、量産用設備（装置）を用いたペーストの製造が可能な範囲の粘度を有し、かつ狭ピッチ・高アスペクト比のリブを形成することが可能なペーストを提供するとともに、塗布し易くかつ塑性変形後のリブ状物の形状を保ち得るペースト及びその製造方法並びに、それを用いたリブ状物の形成方法を提供する事にある。
本発明の目的は、このペーストから作られたセラミックリブ並びにセラミックリブを有するＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックリブを形成するためのペーストは、基板表面に形成されたペースト膜に所定のくし歯を有するブレードを突き刺し前記ブレードを前記ペースト膜に対して相対的に一定方向に移動することにより、前記ペースト膜を塑性変形させて前記基板表面にリブ状物を形成可能なペーストであって、
前記ペーストの組成が、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末を５０〜９７重量％、樹脂を０．１〜１５重量％、少なくとも１種類以上の有機揺変剤を０．１〜２０重量％、複数種類の溶剤を３〜６０重量％含み、
前記複数種類の溶剤の各沸点が３０℃以上異なり、該複数種類の溶剤は、沸点が１００℃以上１８０℃以下の低沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤と、沸点が１９０℃以上４５０℃以下の高沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の高沸点溶剤と、
を含むことにより上記課題を解決した。
本発明は、可塑剤又は分散剤の、いずれか一方又は双方を含むことが可能である。
【０００８】
本発明のセラミックリブを形成するためのペーストは、上記の組成にてペーストを調製することにより、せん断速度が２０／ｓの時の粘度が０．１〜２００Ｐａ・ｓのペーストを得ることができ、この粘度におけるペーストは流動性があって塗布しやすく、かつ基板上で均一厚さに容易に引き延ばすことができる。
なお、１種類以上の低沸点溶剤に対する１種類以上の高沸点溶剤の重量比は、１種類以上の低沸点溶剤：１種類以上の高沸点溶剤＝５０〜５：５０〜９５であることが好ましく、最も好ましいのは１種類以上の低沸点溶剤：１種類以上の高沸点溶剤＝２５〜５０：７５〜５０である。
また、せん断速度が２０／ｓの時の粘度は０．２〜１００Ｐａ・ｓであることが好ましく、０．５〜８０Ｐａ・ｓであることが更に好ましい。
【０００９】
また、このペーストでは、１種類以上の低沸点溶剤が揮発した状態で、ブレード成型中、ペーストはブレードから受けるせん断応力により粘度が１０〜２００Ｐａ・ｓ程度に急激に低下するため、ブレード開口形状に従って塑性変形し、リブを形成する。成型直後には、ブレードからのせん断応力が除去されるため、粘度が１０００〜３０００Ｐａ・ｓ程度に急激に上昇し、形成されたリブの形状が変化することなく、保持され、狭ピッチ・高アスペクト比のリブを得ることができる。更に、ブレード成型中は、ペーストの粘度が１０〜２００Ｐａ・ｓ程度に低下しているため、ブレードの走行に対して反力を及ぼすことなく一定の走行速度でのリブ成型が可能となるため、基板内でのリブ高さの偏差（バラツキ）を縮小することができる。
【００１０】
本発明のセラミックリブを形成するためのペーストの製造方法は、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末と、樹脂と、少なくとも１種類以上の有機揺変剤と、沸点が１９０℃以上４５０℃以下の群から選ばれた１種類以上の高沸点溶剤とを混練して混練物を得る工程と、
前記混練物に沸点が１００℃以上１８０℃以下の群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤を添加して再び混練する工程と、
を含むことにより上記課題を解決した。
【００１１】
上記の方法では、高沸点溶剤を混練する前工程において、前記組成にて混練することにより、製造中のペーストの粘度を量産設備が使用可能範囲まで低下させることができるため、量産レベルでのペースト製造が可能となる。
【００１２】
また、本発明のセラミックリブを形成するためのペーストの製造方法は、低沸点溶剤を添加する前の混練物は可塑剤又は分散剤のいずれか一方又は双方を含むことが好ましい。
【００１３】
上記の方法では、粉末、樹脂及び有機揺変剤とともに高沸点溶剤とを調合及び混練するので、その高沸点溶剤が主としてガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末における粉体の周囲に馴染む。その後、１種類以上の低沸点溶剤を添加して再び混練するので、その低沸点溶剤は粉体周囲に馴染んだ高沸点溶剤の周囲に馴染む。このため、１種類以上の低沸点溶剤が比較的揮発しやすいペーストを得ることができる。
【００１４】
本発明のリブ状物の製造方法は、上記のペーストか、あるいは、上記の方法により得られたペーストを基板表面に塗布してペースト膜を形成する工程と、
前記基板表面に形成されたペースト膜から前記１種類以上の低沸点溶剤を気化させる工程と、
前記１種類以上の低沸点溶剤が気化したペースト膜に所定のくし歯を有するブレードをつき刺し、前記ブレードを前記ペースト膜に対して相対的に一定方向に移動することにより前記ペースト膜を塑性変形させて前記基板表面にリブ状物を形成する工程と、
を含むことにより上記課題を解決した。
【００１５】
本発明のセラミックリブは、上記の方法で形成されたリブ状物を乾燥焼成してなることが好ましい。
【００１６】
本発明のＦＰＤは、上記のセラミックリブを有する。
【００１７】
本発明においては、上記のペーストでリブ状物、セラミックリブ、および、ＦＰＤを製造することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るセラミックリブを形成するためのペーストの第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態においては、所定の形状を有するリブ状物１３が、基板１０の表面にペーストを塗布して形成されたペースト膜１１に、ブレード１２に形成されたくし歯１２ｂをつき刺し、ブレード１２のエッジ１２ａを基板１０表面に接触させた状態でブレード１２または基板１０を一定方向に移動することにより基板１０表面に形成される。
【００２０】
ペーストは、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末と、樹脂と、溶媒（溶剤と可塑剤と分散剤）と、有機揺変剤とを含むペーストであり、ガラス粉末はＳｉＯ_２，Ｂ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＰｂＯ等を主成分として、その軟化点が３００℃〜６００℃とされている。
【００２１】
ガラス・セラミック混合粉末とはＳｉＯ_２，Ｂ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＰｂＯ等を主成分とするガラス粉末と、フィラー（骨材）の役割を果すアルミナ，ジルコン，コージェライト，ムライト，チタニア，フォルステライト等のセラミック粉末とを含むものであり、このセラミック粉末は形成されるリブ１３の熱膨張係数をガラス基板１０の熱膨張係数と均等にするため、及び焼成後のセラミックリブの強度を向上させるために混合される。
【００２２】
セラミック粉末は６０容積％以下が好ましい。セラミック粉末が６０容積％以上になるとリブが多孔質になり好ましくない。なお、ガラス粉末及びセラミック粉末の粒径はそれぞれ０．１〜３０μｍであることが好ましい。ガラス粉末及びセラミック粉末の粒径が０．１μｍ未満であると凝集し易くその取扱いが煩わしくなる。また、３０μｍを越えると後述するブレード１２の移動時に所望のリブ１３が形成できなくなる不具合がある。
【００２３】
樹脂は、バインダーとしての機能を有し、熱分解しやすく、溶剤に溶けて高粘度を有するポリマーであって、セルロース系樹脂（エチルセルロース、メチルセルロース等）、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート等）などが挙げられる。
【００２４】
有機揺変剤としては、水素添加ヒマシ油系、アマイド系、デキストリン脂肪酸エステル系、酸化ポリエチレン系、植物油・重合油系、界面活性剤系等が挙げられ、これらを単独で、もしくは複数混合することができる。
【００２５】
複数種類の溶剤は、沸点が１００℃以上１８０℃以下の低沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤と、沸点が１９０℃以上４５０℃以下の高沸点溶剤とを含む。
低沸点溶剤よりなる群を構成する沸点が１００℃以上１８０℃以下の溶剤を表１及び表２に例示し、高沸点溶剤よりなる群を構成する沸点が１９０℃以上４５０℃以下の溶剤を表３及び表４に例示する。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【表３】

【００２９】
【表４】

【００３０】
溶剤の選択は、選択された１種類以上の低沸点溶剤と、１種類以上の高沸点溶剤の各沸点が３０℃以上異なるように選択される。この低沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤に対し、高沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の高沸点溶剤の重量比は、１種類以上の低沸点溶剤：１種類以上の高沸点溶剤＝５０〜５：５０〜９５に調整されることが好ましい。
【００３１】
ペーストは上述した粉末、樹脂及び有機揺変剤と、複数種類の溶剤からなるが、必要である場合これらを主成分として、これら以外に、可塑剤及び分散剤を含ませることもできる。
【００３２】
可塑剤としてはグリセリン、ジブチルフタレート等が挙げられる。
更に、分散剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンジアルキルフェニルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシフェニルエーテルリン酸、ラウリルリン酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、オクチルフェノキシジエトキシエチルスルホン酸ナトリウム、テトラデセンスルホン酸ナトリウム、ポリエーテルポリカルボン酸、エステルエーテルポリカルボン酸等の分散剤が挙げられる。
【００３３】
ペーストは、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末を５０〜９７重量％、樹脂を０．１〜１５重量％、有機揺変剤を０．１〜２０重量％、複数種類の溶剤を３〜６０重量％とをそれぞれ配合して調製される。
【００３４】
ガラス粉末又はガラス・セラミック粉末を５０〜９７重量％の範囲に限定したのは、５０重量％未満では、ブレードを用いて所定の形状のリブ状物を得ることが困難となり、９７重量％を越えるとペーストの製造が困難になるからである。
【００３５】
樹脂を０．１〜１５重量％の範囲に限定したのは、０．１重量％未満では、ブレードを用いて所定の形状のリブ状物を得ることが困難になり、１５重量％を越えると基板表面にペーストを均一に塗布することが困難になり、かつ焼成後のセラミックリブ内に有機物が残存するという不具合があるからである。
【００３６】
また、有機揺変剤を０．１〜２０重量％の範囲に限定したのは、０．１重量％未満では、充分なチクソ性を得られず、ブレードを用いて所定の形状のリブ状物を得ることが困難となり、２０重量％を越えるとペースト製造が困難になるからである。
【００３７】
更に、複数種類の溶剤を３〜６０重量％の範囲に限定したのは、３重量％未満ではペースト製造が困難もしくは基板表面にペーストを均一に塗布することが困難になるからであり、６０重量％を越えるとブレードを用いて所定の形状のリブ状物を得ることが困難若しくは複数種類の溶剤を後に気化させる時間が長くなるからである。
【００３８】
ペーストを上記のように調製することにより、せん断速度が２０／ｓの時の粘度が０．１〜２００Ｐａ・ｓとなり、基板表面への塗布及び均一厚さに引き延ばすことが容易になる。
更に、１種類以上の低沸点溶剤が揮発した後は、ブレード成型中、ペーストはブレードから受けるせん断応力により粘度が１０〜２００Ｐａ・ｓ程度に急激に低下するため、ブレード開口形状に従って塑性変形し、リブを形成する。成型直後には、ブレードからのせん断応力が除去されるため、粘度が１０００〜３０００Ｐａ・ｓ程度に急激に上昇し、形成されたリブの形状が変化することなく、保持され、狭ピッチ・高アスペクト比のリブを得ることができる。
更に、ブレード成型中は、ペーストの粘度が１０〜２００Ｐａ・ｓ程度に低下しているため、ブレードの走行に対して反力を及ぼすことなく一定の走行速度でのリブ成型が可能となるため、基板内でのリブ高さの偏差（バラツキ）を縮小することができる。
【００３９】
ペーストの製造方法は、表１及び表２に例示する低沸点溶剤よりなる群から１種類以上の低沸点溶剤を選択し、その溶剤と沸点が３０℃以上異なる１種類以上の高沸点溶剤を表３及び表４に例示する高沸点溶剤よりなる群から選択して秤量する。そして、別に秤量されたガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末と、樹脂と、有機揺変剤と、１種類以上の高沸点溶剤とを調合及び混練する。分散剤及び可塑剤を含ませる場合には、１種類以上の高沸点溶剤を主成分とし、これに可塑剤若しくは分散剤のいずれか一方若しくは双方を予め混練しておき、この混練物に上述した粉末と樹脂と有機揺変剤とを調合して更に混練する。上記組成にて混練することにより、製造中のペーストの粘度を量産設備が使用可能範囲まで低下させることができるため、量産レベルでのペースト製造が可能となる。その後、１種類以上の低沸点溶剤を添加して再び混練することによりペーストを得る。
【００４０】
次に、このようにして得られたペーストを用いたリプ状物の形成方法を図１に基づいて説明する。
【００４１】
図１（ａ）に示すように先ず基板表面に上述のペーストを塗布してペースト膜１１を形成する。ペーストの基板１０表面への塗布は、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、ダイコーティング法、バーコーティング法又は、ドクターブレード法等の既存の手段により行われる。基板１０表面にペーストが塗布されてペースト膜１１が形成された後には、図１（ｂ）に示すようにその基板１０を所定時間放置して基板表面に形成されたペースト膜１１から１種類以上の低沸点溶剤を破線矢印で示すように気化させる。１種類以上の低沸点溶剤を気化させる環境温度及び時間は低沸点溶剤として使用される溶剤の種類により異なるが、沸点が１２０〜１５０℃近辺の１−エトキシー２−プロパノール、４−メチルー２−ペンタノール等を使用した場合には、１５〜２５℃の雰囲気中で１〜５時間放置することが好ましい。
【００４２】
特に、本実施形態におけるペーストは、１種類以上の低沸点溶剤を最後に添加して製造したため、最初に混合された１種類以上の高沸点溶剤のみがガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末における粉体の周囲に馴染み、１種類以上の低沸点溶剤はその粉体の周囲に馴染んだ高沸点溶剤の周囲に馴染んでいるため１種類以上の低沸点溶剤が比較的揮発しやすいペーストになっており、基板を所定時間放置することによりペースト膜から１種類以上の低沸点溶剤を確実に揮発させることができる。
【００４３】
１種類以上の低沸点溶剤を完全に気化させた後、図１（ｃ）に示すように、このペースト膜１１をブレード１２により塑性変形させて所定形状を有するリブ状物１３を形成する。このリブ状物１３は変形した後の形状に保たれ、かつリブ状物１３にはガラス粉末等が均一に分散されている。このペースト膜１１の形成された基板１０表面に接触させるブレード１２には複数のくし歯１２ｂが等間隔にかつ同一方向に形成される。このブレード１２はペーストとの反応やペーストに溶解されることのない金属、セラミック又はブラスチック及びこれらの複合物質等により作られ、特に、寸法精度、耐久性の観点からＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏを含む合金もしくはＣｏ、Ｎｉ中にタングステンカーバイト等のセラミックを分散させた超硬合金やセラミックが好ましい。それぞれのくし歯１２ｂの隙間はこのブレード１２により形成されるリブ状物１３の断面形状に相応して形成される。
【００４４】
本実施の形態におけるブレード１２は、図４および図５に示すように、厚さｔ、くし歯１２ｂのピッチｐ、くし歯１２ｂの隙間ｗ、その深さｈが所定の値のステンレススチールもしくは超硬合金により形成される。
また、くし歯１２ｂの隙問の形状は図３に示すように方形状に形成する場合のみならず、最終的に作られるＦＰＤの用途によりくし歯１２ｂの隙問の形状を台形状又は逆台形に形成してもよい。くし歯１２ｂの隙問の形状を台形にすれば、開口部を広くした用途に適したリブ状物１３を形成することができ、くし歯１２ｂの隙間の形状を逆台形にすれば、リブの頂部が広い面積で平坦化したリブ状物１３を形成することができる。
【００４５】
ここで、ブレード１２は、厚さが０．００５ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、くし歯１２ｂのピッチをＰとし、くし歯１２ｂの隙間をｗ、その隙間の深さをｈとするとき、０．０５≦ｈ≦５．０ｍｍで、０．０３ｍｍ≦ｗ≦３．０ｍｍであることが好ましい。
【００４６】
これらの条件を満たすブレード１２により形成されたリブ状物１３は、その後の乾燥及び焼成により引き締まり、所定のリブ１４の隙間を有する緻密なセラミックリブ１４を得ることができる。このように形成されたブレード１２によるリブ状物１３の形成は、ブレード１２のくし歯１２ｂをペースト膜１１に突き刺し、エッジを基板１０表面に接触させた状態で、基板１０を固定してブレード１２を一定方向に移動するか、又はブレード１２を固定して基板１０を一定方向に移動させてペースト膜１１を塑性変形させることにより行われる。即ち、上記移動により基板１０表面に塗布されたペーストのブレード１２のくし歯１２ｂに対応する箇所は、くし歯１２ｂの隙間に移動するか若しくは掃き取られ、くし歯１２ｂの隙間に位置するペーストのみが基板１０上に残存して基板１０表面にリブ状物１３が形成される。
【００４７】
くし歯１２ｂの溝の深さがペースト膜１１の厚さより大きい場合にはブレード１２又はガラス基板１０を移動するときに掃き取られたペーストが溝に入り込みペースト膜１１の厚さ以上の高さを有するリブ状物１３を形成できる。この所定形状を有するリブ状物１３を形成した後、大気中１００〜２００℃で１０〜３０分間乾燥し、更に大気中５２０〜５８０℃で１０〜３０分間焼成することにより、セラミックリブ１４が得られる。このセラミックリブ１４を用いて図示しないＰＤＰを作製することができる。
【００４８】
上述のようにして基板１０上に形成されたセラミックリブ１４は、図３の拡大した円内に示すように、リブ１４の高さをＨとし、高さ（１／２）Ｈのところのリブ１４の幅をＷ_Ｃ、とするとき、Ｈ、Ｗ_Ｃの標準偏差がそれぞれ４％以下であって、Ｈ／Ｗ_Ｃで表されるアスペクト比が１．５〜１０であることが好ましい。リブピッチが小さくかつアスペクト比が１．５〜１０であることにより、極めて高精細なセラミックリブ１４を得ることができる。
【００４９】
本実施形態のペーストにおいては、上記のように少なくとも１種類以上の有機揺変剤を、増粘剤、ダレ防止剤、沈降防止剤として加えることにより、ペーストに大きなチクソ性（チクソトロピー：Ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を持たせることが可能となる。このため、ペーストにシェアー（切断：ｓｈｅａｒ）のかかる成形時には粘度が低下し、塑性変形を受けやすくなり、シェアーの無くなる成形後には粘度が高くなる。
このため、成形時にペーストを塑性変形させるため等、切断力のかかった場合には粘度が低下して、容易に塑性変形することが可能になるとともに、切断力のなくなった場合には粘度が高くなり、形成された形状を容易に維持することができる。つまり、ペーストの成形性と保形性とを同時に向上することができる。
【００５０】
これにより、ブレード１２によるリブ状物１３形成時にブレード１２くし歯１２ｂに過大な反力を作用することなく、かつ、ブレード１２の進行を妨げることがなく、ブレード１２速度を一定に維持した状態で不要なペーストを除去することができるため、成形したペースト１１におけるリブ形状を維持し、かつ、ペースト膜１１の成形精度を維持した状態でリブ形成における寸法精度を向上することができるため、成形したペーストにおけるリブ状物１３形状を維持することができる。さらに、ブレード１２くし歯１２ｂにかかる反力を削減することができるため、成形に必要なブレード１２くし歯１２ｂの強度を低下することが可能となるため、ブレード１２におけるくし歯１２ｂの寸法を小さくして、より高精細なリブを形成することが可能となるとともに、リブ状物１３形成における寸法精度を向上し、高保形指数を維持することが可能となる。
【００５１】
同時に、このペーストは、チクソ性の高い有機揺変剤を添加したことにより、ペーストの粘度・チクソ性を調整することができる。従って、添加量を調整することにより、所望のリブ形状を得ることができる。これによって、例えば、６０μｍ程度のリブをピッチ寸法１２０μｍ程度で形成する際に、寸法精度を±５μｍ程度以下にすることが可能となる。
【００５２】
さらに、本実施形態のペーストでは、上述したようにペーストを配合することにより、剪断速度が２０／秒の時の粘度が０．１〜２００Ｐａ・ｓのペーストを得ることができ、この粘度におけるペーストは比較的流動性があって塗布しやすく、かつ基板上で均一厚さに容易に引き延ばすことができるとともに、上記の有機揺変剤を混入することによって、揺変剤のない場合に比べて上記樹脂および複数種類の溶剤の必要量を減ずることができる。これにより、焼成後のセラミックリブ１４が、焼成によって収縮してしまうことを低減できる。従って、セラミックリブ１４の寸法精度をリブ状物１３の成形時により精密に設定することができる。
【００５３】
以下、本発明に係るセラミックリブを形成するためのペーストの第２実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５４】
図６において図１および図２と略同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
この実施の形態では、図６に示すように、上記第１の実施の形態と同様に基板１０の表面に形成されたペースト膜１１にブレード１２のくし歯１２ｂをつき刺し、ブレード１２のエッジ１２ａを基板１０表面から所定の高さ浮上した状態でブレード１２又は基板１０を一定方向に移動してペースト膜１１を塑性変形させることにより、基板１０表面に下地層２２とこの下地層２２上に所定形状を有するリブ状物２３が形成される。ペーストの成分及びペーストの塗布方法は上記第１の実施の形態と同一に構成される。
【００５６】
ブレード１２によるリブ状物２３の形成は、図５に示すように、ブレード１２のエッジ１２ａをペースト膜１１を形成した基板１０表面から所定の高さ浮上した状態で基板１０を固定して実線矢印で示すようにブレード１２を一定方向に移動するか、またはブレード１２を固定して破線矢印で示すように基板１０を一定方向に移動させることによりおこなわれる。
この移動により基板１０表面から所定の高さまでのペーストは基板表面上に残存して下地層２２を形成し、この下地層２２より上方のペーストにおいては、ブレード１２のくし歯１２ｂに対応する箇所がくし歯１２ｂの隙問に移動するかもしくは掃き取られ、くし歯１２ｂの隙問に位置するペーストのみが下地層２２上に残存して下地層２２上に所定形状を有するリブ状物２３が形成される。
次に上記下地層２２及びリブ状物２３を乾燥及び焼成すると、図７に示すように基板１０上に誘電体層２４が形成され、この誘電体層２４上にセラミックリブ２５が形成されることになる。
【００５７】
本実施形態においては、上記の第１実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。
【００５８】
なお、上記の実施形態において、揺変剤は、図８（ａ）に示すように、ペースト中において、溶剤（分散剤・樹脂等を含む）Ｐの内部で、揺変剤Ｔが３次元のネットワークを形成して高粘度化し、ガラス−セラミック粒子Ｓどうしを結びつけている。この状態が、ブレード成形時等において外力がかかることによって、図８（ｂ）に示すように、揺変剤Ｔの接合が崩れ、低粘度化すると考えられる。
【００５９】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００６０】
＜実施例１＞
平均粒径１μｍのＰｂＯ−ＳｉＯ_２一Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末を８０重量％と、セラミックフィラーとして平均粒径Ｏ．５μｍのアルミナ粉末を２０重量％とを用意し、両者を十分に混合した。この混合粉末と、樹脂としてのエチルセルロースと、有機揺変剤としてのアマイドワックスと、溶剤として高沸点溶剤としてのα−テレピネオールと低沸点溶剤としての１エトキシ２プロパノールとを重量比で８４／０．２／０．３／１０．５／５の割合になるように秤量した。この秤量された混合粉末と、樹脂と、揺変剤と溶剤とを先に配合し、十分に混練して混練物を得た。その混練物に、秤量された低沸点溶剤である１エトロキシ２プロパノ−ルを添加しペーストを得た。
【００６１】
次に、図２に示すように、対角寸法が４２インチであって、厚さが３ｍｍの長方形のソーダライム系ガラス基板１０を固定した状態で、このガラス基板１０上に上記ペーストをロールコーターにより、厚さ１５０μｍで塗布してペースト膜１１を形成した。このようにペースト膜１１が形成された基板１０を室温で１時間放置することにより、ペースト膜１１から低沸点溶剤である１エトキシ２プロパノールを気化させた。
【００６２】
くし歯１２ｂのピッチＰが１２０μｍであって、くし歯１２ｂの隙間ｗが６０μｍ、その深さｈが２００μｍ、厚さｔが０．１ｍｍのステンレス鋼により形成されたブレード１２を用意した。（図４および図５）
【００６３】
ガラス基板１０を固定したまま、このブレード１２のくし歯１２ｂを低沸点溶剤が気化したペースト膜１１に突き刺し、そのエッジ１２ａをガラス基板１０に接触させた状態で、図２の実線矢印で示す方向にブレード１２を一定方向に移動してペースト膜１１を塑性変形させることにより、基板１０表面にリブ状物１３を形成した。
その後、リブ状物１３を大気中１５０℃で２０分間乾燥して高沸点溶剤を脱離させ、更に大気中５５０℃で１０分間焼成してセラミックリブ１４とした。このセラミックリブを実施例１とした。
【００６４】
＜比較例１＞
平均粒径１μｍのＰｂＯ−ＳｉＯ_２一Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末を８０重量％と、セラミックフィラーとして平均粒径Ｏ．５μｍのアルミナ粉末を２０重量％とを用意し、両者を十分に混合した。この混合粉末と、樹脂としてのエチルセルロースと、溶剤として高沸点溶剤としてのα−テレピネオールと低沸点溶剤としての１エトキシ２プロパノールとを、重量比で８０／１／１４／７の割合で配合し、十分に混練して混練物を得た。その混練物に、秤量された低沸点溶剤である１エトロキシ２プロパノ−ルを添加しペーストを得た。以下、実施例１と同様の手順でリブ状物１３およびセラミックリブ１４を得た。このセラミックリブ１４を比較例１とした。
【００６５】
＜比較例２＞
平均粒径１μｍのＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末を８０重量％と、セラミックフィラーとして平均粒径０．５μｍのアルミナ粉末を２０重量％とを用意し、両者を十分に混合した。この混合粉末と、樹脂としてのエチルセルロースと、高沸点溶剤としてのα−テルピネオールと、低沸点溶剤としての１エトキシ２プロパノールと、セラミック超微粒子としてのシリカ（比表面積が３００ｍ^２／ｇ）とを、重量比で８０／１／１０／７／２の割合で配合し、十分に混練してセラミックペーストを得た。以下、以下、実施例１と同様の手順でリブ状物１３およびセラミックリブ１４を得た。このセラミックリブ１４を比較例２とした。
【００６６】
＜比較試験及び評価＞
このように焼成して得られた各実施例および比較例のセラミックリブ１４のそれぞれ任意の１００本について、その高さＨ及び幅Ｗ_Ｃを以下のようにそれぞれ測定した。
【００６７】
図３に示すように、実施例及び比較例の基板上の任意の１００本のセラミックリブの幅Ｗ_Ｃの測定は、セラミックリブの高さをＨとしたときの高さ（１／２）Ｈのところのリブの幅Ｗ_Ｃとし、これらの高さＨおよび幅Ｗ_Ｃから、それぞれのアスペクト比Ｈ／Ｗ_Ｃを算出した。また、これらの測定値の平均値を算出した後、Ｈ，Ｗ_Ｃ，Ｈ／Ｗ_Ｃのそれぞれの（最大値又は最小値−平均値）／平均値で表されるばらつき値を算出した。
表５に実施例および比較例の結果（リブの高さＨ，幅_Ｃ，アスペクト比Ｈ／Ｗ_Ｃの平均値およびばらつき値）を対比させて示す。
【００６８】
【表５】

【００６９】
表５から明らかなように、比較例と比べて、実施例では、あきらかにアスペクト比が向上しているとともに、リブの高さＨ，幅_Ｃ，アスペクト比Ｈ／Ｗ_Ｃの各データのばらつきが減少しており、セラミックリブ１４における寸法精度が向上していることが解る。
つまり、実施例では比較例に比べて、高精細のＰＤＰに対して対応することが可能であると考えられる。
また、表５から、比較例と比べて、実施例におけるセラミックリブのばらつきが小さいことがわかる。これは、低沸点溶剤を揮発させた後にリブ状物を形成するため、ペーストの粘度が比較的高く、リブ状物のだれが少ないことに起因するものと考えられる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、前記ペーストの組成が、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末を５０〜９７重量％、樹脂を０．１〜１５重量％、複数種類の溶剤を３〜６０重量％、を含み、このペースト組成に０．１〜２０重量％の少なくとも一種類以上の有機揺変剤を、増粘剤、ダレ防止剤、沈降防止剤として加えることにより、ペーストに大きなチクソ性（チクソトロピーＴｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を持たせることが可能となるため、ペーストにシェアー（切断：ｓｈｅａｒ）のかかる成形時には粘度が低下し、塑性変形を受けやすくなり、シェアーの無くなる成形後には粘度が高くなる。つまり、ブレードによるリブ形成時にブレードに過大な反力を作用することなく、かつ、成形精度を維持した状態で不必要なペーストを除去することができるため、成形したペーストにおけるリブ形状を維持し、リブ形成における寸法精度を向上することが可能となる。さらに、比較的流動性があって塗布しやすい所定の粘度のペーストを得ることができ、基板上で均一厚さに容易に引き延ばすことができる一方、ペーストは１種類以上の低沸点溶剤が揮発した状態で粘度が上昇するが、その粘度が上昇したペースト膜をブレードで所望の形状に塑性変形させることにより得られたリプ状物は、変形した後の形状に保たれ、リブ状物の形状が変形することなくその形状を保ったままセラミックリブを作製することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリブ状物の形成手順を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るセラミックリブを形成するためのペーストの第１実施形態におけるセラミックキャピラリリブの形成状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面におけるセラミックキャピラリリブを乾燥、加熱及び焼成することにより得たセラミックリブを示す断面図である。
【図４】そのブレードの正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明に係るセラミックリブを形成するためのペーストの第２実施形態におけるセラミックキャピラリリブの形成状態を示す図２に対応する斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面におけるセラミックキャピラリ層付リブを乾燥、加熱及び焼成することにより得た絶縁層付セラミックリブを示す図３に対応する断面図である。
【図８】ペースト中における揺変剤の働きを示す模式図で、外力のない状態（ａ）、および外力のある状態（ｂ）を示すものである。
【符号の説明】
１０ ガラス基板
１１ ペースト膜
１２ ブレード
１２ａ エツジ
１２ｂ くし歯
１３，２３ リブ状物
１４，２５ セラミックリブ
２２ 下地層
２４ 絶縁下地層
Ｐ 溶剤（分散剤・樹脂等を含む）
Ｔ 揺変剤Ｔ
Ｓ ガラス−セラミック粒子

Claims (7)

1. 基板表面に形成されたペースト膜に所定のくし歯を有するブレードを突き刺し前記ブレードを前記ペースト膜に対して相対的に一定方向に移動することにより、前記ペースト膜を塑性変形させて前記基板表面にリブ状物を形成可能なペーストであって、
   前記ペーストの組成が、ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末を５０〜９７重量％、樹脂を０．１〜１５重量％、少なくとも１種類以上の有機揺変剤を０．１〜２０重量％、複数種類の溶剤を３〜６０重量％含み、
   前記複数種類の溶剤の各沸点が３０℃以上異なり、該複数種類の溶剤は、沸点が１００℃以上１８０℃以下の低沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤と、沸点が１９０℃以上４５０℃以下の高沸点溶剤よりなる群から選ばれた１種類以上の高沸点溶剤と、
   を含むことを特徴とするセラミックリブを形成するためのペースト。
2. 可塑剤又は分散剤の、いずれか一方または双方を含むことを特徴とする請求項１記載のセラミックリブを形成するためのペースト。
3. ガラス粉末又はガラス・セラミック混合粉末と、樹脂と、少なくとも１種類以上の有機揺変剤と、沸点が１９０℃以上４５０℃以下の群から選ばれた１種類以上の高沸点溶剤とを混練して混練物を得る工程と、
   前記混練物に沸点が１００℃以上１８０℃以下の群から選ばれた１種類以上の低沸点溶剤を添加して再び混練する工程と、
   を含むことを特徴とするセラミックリブを形成するためのペーストの製造方法。
4. 低沸点溶剤を添加する前の混練物は可塑剤又は分散剤のいずれか一方又は双方を含むことを特徴とする請求項３記載のセラミックリブを形成するためのペーストの製造方法。
5. 請求項１または２記載のペーストか、あるいは、請求項３または４記載の方法により得られたペーストを基板表面に塗布してペースト膜を形成する工程と、
   前記基板表面に形成されたペースト膜から前記１種類以上の低沸点溶剤を気化させる工程と、
   前記１種類以上の低沸点溶剤が気化したペースト膜に所定のくし歯を有するブレードをつき刺し、前記ブレードを前記ペースト膜に対して相対的に一定方向に移動することにより前記ペースト膜を塑性変形させて前記基板表面にリブ状物を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするリブ状物の形成方法。
6. 請求項５記載の方法で形成されたリブ状物を乾燥焼成してなることを特徴とするセラミックリブ。
7. 請求項６記載のセラミックリブを有することを特徴とするＦＰＤ。

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