JP2007083438A - 誘電体層形成用テープ - Google Patents

Abstract

【課題】 貼り付け法と６００℃以下の熱処理の組み合わせによって、比誘電率が５以下である、ＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜を形成する材料として好適な誘電体層形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層や層間絶縁膜の製造方法を提供する。
【解決手段】 基材フィルム上に組成物層を積層した誘電体層形成用テープにおいて、組成物層が、ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含むことを特徴とする誘電体層形成用テープを用いる。さらに、そのテープを、ラミネートした後、熱処理することによって、誘電体層を製造することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、テープのラミネートにより低誘電率の誘電体層を形成するための、基材フィルム上に組成物層を積層した構造を有するテープ、及びそのテープを用いた誘電体層の製造方法に関するものであり、特にプラズマディスプレイパネルのガス放電空間や表面伝導型電子放出ディスプレイに用いる低誘電率の誘電体層形成に好適な技術である。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）は、自己発光型のフラットパネルディスプレイであり、液晶ディスプレイに比べて、高速応答、高視野角等の特長を有し、大面積化が比較的容易であることから、大画面薄型テレビや大型モニター等の用途で実用化され、急速な普及をしている。
図１を用いて、ＰＤＰにおける発光メカニズムを説明する。
図１は、ＰＤＰの構造を示す断面図であるが、この図に示すように、ＰＤＰでは、一般に、前面ガラス基板１と背面ガラス基板２とが対向して設けられており、これらの基板間の空間に、多数のガス放電部に区切るための隔壁７が形成されている。前面ガラス基板１の上には、一対の透明電極３が形成されているが、通常は、さらに、電気抵抗を低減するための金属電極（バス電極）が透明電極３の端部に設けられる。

透明電極３及びバス電極の上には、前面ガラス基板１の全面を覆うように誘電体層５が形成されている。誘電体層５の上には、プラズマを安定に形成するためのＭｇＯからなる保護層６が形成されている。
背面ガラス基板２の上には、隔壁７間の位置にデータ電極４が形成されており、さらに、前面ガラス基板側と同様、データ電極４の上に、背面ガラス基板２の全面を覆うように誘電体層９が形成されている。隔壁７間の、隔壁７側面及び誘電体層９上には、蛍光体層８が塗布されている。

透明電極３間に電圧が印加され、これによって、隔壁７で仕切られたガス放電部内にプラズマ放電１０が生じ、プラズマ放電１０により発生した紫外線が蛍光体層８に照射され、蛍光体が発光する。
このようなＰＤＰにおいて、誘電体層５及び９は、電極を保護するだけでなく、表示放電を開始或いは維持するという役割も有している。誘電体層を形成する材料には、高い絶縁特性を有すること、特に前面ガラス基板側に形成される誘電体層５の材料には、ガス放電空間中の蛍光体から発せられた光を効率よく表示光として利用する目的で、優れた光透過率を有することが要求されるため、一般に非晶質ガラスが用いられている。

従来、ＰＤＰの誘電体層を形成する際には、例えばガラス粉末にバインダーを加えてペースト状にした後、板ガラス上に、スクリーン印刷法等により塗布し焼成する方法や、前述のガラスペーストが基材フィルム上に層状に塗布されたテープを、板ガラス上に貼り付けた後焼成するという方法が用いられるが、焼成する際の温度は、電極との反応を最小限に抑えるため、ガラス軟化点付近の温度であることが好ましい。ところで、ＰＤＰの板ガラスとしては、一般に入手が容易なソーダ石灰ガラスが用いられるため、誘電体層を形成するガラスには、軟化点が６００℃以下であることが要求される。即ち、ガラスの軟化点が６００℃以上の場合、６００℃以上の温度で焼成する必要が生じるため、焼成時に板ガラスの粘性が低下し、安定して誘電体層が形成できなくなるからである。そこで、誘電体層を形成するための材料として、通常、酸化鉛ＰｂＯを主成分とするガラス組成物が使用されている。

また、近年、電子源から出た電子を蛍光体に衝突させて発光させるという、ブラウン管と同様の発光原理を使った表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤという）が、高画質、低消費電力の大画面薄型テレビ実現のポテンシャルを有するフラットパネルディスプレイとして注目されている。
ＳＥＤは、冷陰極電子源である表面伝導型電子放出素子（以下、ＳＣＥという）を形成するカソード基板と、高電圧を印加するアノード基板から成る。ＳＣＥから放出した電子は、対向するアノード基板に衝突する。アノード基板には、カラーフィルターと共に、蛍光体が帯状に配列されており、蛍光体に電子が衝突することによって生じる発光と、カラーフィルターによる吸収を組み合わせた光が出力する。

カソード基板上には、ＳＣＥを行と列でマトリックス状に接続する走査配線と信号配線が、層間絶縁膜を介して形成されている。ＳＥＤの駆動法は、基本的に行と列で画素を選択する単純マトリックス型であり、具体的には、走査配線に走査信号を発生させ、同時に、信号配線に、走査信号に同期してパルス幅変調信号を発生させることで、選択されたＳＣＥを駆動する。階調は、パルス幅を変えることによる輝度の制御によって実現する。
この層間絶縁膜は、通常、ＰＤＰの誘電体層と同様、酸化鉛ＰｂＯを主成分とするガラス組成物をスクリーン印刷することによって形成されている。

現状、ＰＤＰにおいては、発光効率を向上させることが課題になっており、そのためにも、消費電力を低減することが必要である。ＰＤＰの消費電力を低減するには、表示放電を開始或いは維持するための誘電体層を形成する材料の誘電率を低くすることが必要であるが、前述のように、従来から用いられているガラスは、通常、酸化鉛ＰｂＯを主成分としているため、誘電率が高かった。
例えば、特許文献１には、ＰＤＰの誘電体層に用いられるガラス組成物が開示されているが、ＰｂＯを５５重量％以上も含有するため、比誘電率が１２程度と高く、ＰＤＰの消費電力低減を妨げる一因となっている。

又、欧州でＲｏＨＳ指令が発効される予定になっているのに伴い、デバイス中の鉛を撤廃する動きが広まっているが、このような観点から、ＰＤＰの誘電体層にも、鉛を含まない材料を使用することが望まれている。
一方、ＳＥＤの層間絶縁膜も、前述のように、酸化鉛ＰｂＯを主成分とするガラス組成物によって形成されているが、パルス幅変調で階調表現する際に、パルスのなまりがなく、きれいな階調コントロールができるようにするために、できるだけ比誘電率の低い材料を使用することが望まれている。
非鉛で低誘電率の誘電体層用材料としては、例えば、特許文献２に、酸化亜鉛ＺｎＯと酸化硼素Ｂ_２Ｏ_３を主成分とするガラス組成物が開示されているが、この場合、比誘電率は７前後であり、さらなる低誘電率が望まれている。

又、特許文献３では、無機の誘電体粉末と熱可塑性樹脂とから成るＰＤＰ用誘電体形成シート材料が開示されているが、使用されている誘電体粉末は、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系やＢｉ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＣａＯ系であり、低誘電率化のための工夫は特になされていなかった。
ところで、低誘電率の誘電体材料として代表的なものに酸化シリコンＳｉＯ_２がある。このＳｉＯ_２膜の作製方法には乾式法と湿式法がある。乾式法としては、スパッタリング法や蒸着法等による成膜が一般的であるが、真空プロセスであるために、大面積の基板上に成膜する際に大掛かりな設備が必要になることや、成膜速度が遅いために、μｍオーダーの膜厚を形成するのに長時間を必要とする等の問題がある。又、湿式法としては、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等のシラン系原料を、ゾル−ゲル反応後にコーティング、熱処理するという方法があるが、熱処理によってクラックがはいるためにμｍオーダーの厚い膜を作ることができないという問題や、厚膜を形成するために有機の官能基
を残すと、空気中５００℃程度の熱処理で脱ガスが避けられないという問題がある。

例えば、特許文献４では、ゾルゲル法によるシリコン系有機無機ハイブリッド材料から成るＰＤＰ用誘電体材料が開示されているが、熱処理はいずれも２００℃以下の比較的低温で行っており、耐熱性については言及されていない。
特許文献５では、ナノサイズ粒子および水溶性有機柔軟剤を含むコーティング組成物が開示されており、これを半導体部品を製造するためのガラス、セラミック、およびシリコン支持体上の誘電層に適応する旨の開示があるが、フラットパネルディスプレイ、特にＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜への適用については、使用による効果も含めて開示がなく、又このようなコーティング組成物を用いたテープについても開示されていなかった。

特開平３−１７０３４６号 特開平９−２７８４８２号公報 特開２００５−１０８７５２号公報 特開２００５−１０８６９１号公報 特表２００３−５３１０８７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、貼り付け（ラミネーション）法と６００℃以下での熱処理の組み合わせによって、比誘電率が５以下であり、μｍオーダーで均一性良好な厚さを有し、透明性が高いＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜を形成するのに好適な誘電体形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層や層間絶縁膜の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、種々の検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）基材フィルム上に組成物層を積層した誘電体層形成用テープにおいて、組成物層が、ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含むことを特徴とする誘電体層形成用テープ。（２）組成物層上にカバーフィルムを積層していることを特徴とする（１）記載の誘電体形成用テープ。
（３）ナノサイズ粒子が、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＯＯＨ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種から成るナノサイズ非金属酸化物及び／又は金属酸化物粒子であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の誘電体層形成用テープ。

（４）ナノサイズ粒子におけるＳｉＯ_２の含有量が５０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。
（５）水溶性有機分散剤が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジン、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン−ポリビニルアルコールコポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリ（４−ビニルフェノール）のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。
（６）組成物層の厚さが、１μｍ以上１５０μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（５）いずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。

（７）基材フィルム、パターン形成が可能な感光性材料層、及び組成物層を順に積層して
なる（１）〜（６）いずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。
（８）誘電体層が、プラズマディスプレイパネル用誘電体層であることを特徴とする（１）〜（７）いずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。
（９）誘電体層が、プラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板側に形成される誘電体層であることを特徴とする（１）〜（７）いずれか1つに記載の誘電体層形成用テープ。
（１０）誘電体層が、表面伝導型電子放出ディスプレイ用誘電体層であることを特徴とする（１）〜（７）いずれか１つに記載の誘電体層形成用テープ。
（１１）ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物を基材フィルム上に塗布し、乾燥することを特徴とする（１）に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。

（１２）ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物を基材フィルム上に塗布し、乾燥し、カバーフィルムを積層することを特徴とする（２）に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。
（１３）組成物を基材フィルム上に塗布する方法が、噴霧、ディップコーティング、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、グラビアコーティング、ダイコーティング、キャップコーティング、インクジェット、スクリーン印刷、各種有版印刷から選択されることを特徴とする（１１）又は（１２）に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。
（１４）（１）〜（１０）いずれか１つに記載の誘電体層形成用テープの組成物層をガラス基板面にラミネートし、基材フィルムを剥離し、熱処理することを特徴とする誘電体層の製造方法。

（１５）ラミネートの際に、圧力を加えることを特徴とする（１４）記載の誘電体層の製造方法。
（１６）ラミネートの際に、圧力と熱を同時に加えることを特徴とする（１４）記載の誘電体層の製造方法。
（１７）ガラス基板が、段差を有することを特徴とする（１４）〜（１６）いずれか１つに記載の誘電体層の製造方法。
（１８）前記段差が、金属膜又は透明導電膜の形成による段差であることを特徴とする（１７）に記載の誘電体層の製造方法。

（１９）組成物層が、熱処理によって、高密度化されることを特徴とする（１４）〜（１８）いずれか１つに記載の誘電体層の製造方法。
（２０）誘電体層が、熱処理後透明であることを特徴とする（１４）〜（１９）いずれか１つに記載の誘電体層の製造方法。
（２１）（１４）〜（２０）いずれか１つの製造方法によって得られた誘電体層。
（２２）（１４）〜（２０）いずれか１つの製造方法によって得られた誘電体層を有するプラズマディスプレイパネル。
（２３）（１４）〜（２０）いずれか１つの製造方法によって得られた誘電体層を有する表面伝導型電子放出ディスプレイ。

本発明の誘電体層形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層の製造方法によれば、貼り付け（ラミネーション）法と６００℃以下での熱処理の組み合わせによって、比誘電率が５以下であり、μｍオーダーで均一性良好な厚さを有し、透明性が高い、ＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜を形成するのに好適な誘電体形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層や層間絶縁膜の製造方法を提供できる。得られた誘電体層を、ＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜として利用すれば、ＰＤＰの消費電力低減や発光効率の向上、或いはＳＥＤの階調コントロールの改善等、性能面において大きな効果をもたらすばかりでなく、ＰＤＰやＳＥＤに使用される材料の非鉛化という環境面での効果もある。

図２は、本発明の誘電体層形成用テープの断面構造を示したものである。この図に示すように、本発明の誘電体層形成用テープは、基材フィルム１１上にナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物層１３を積層し、必要に応じて、更に組成物層１３上にカバーフィルム１２を積層しても良い。
本発明におけるナノサイズ粒子は、特に、ナノサイズ無機粒子であり、好ましくは、ナノサイズ非金属酸化物及び／又は金属酸化物粒子である。一次粒径は、平均値が、例えば１００ｎｍ未満の範囲であり、好ましくは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、より好ましくは８ｎｍ以上１２ｎｍ以下の範囲である。ナノサイズ粒子は、粉末形態でも使用可能であるが、ゾル形態で使用することが好ましい。

適用可能なナノサイズ粒子としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗの酸化物又は水和酸化物、例えば、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＯＯＨ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、ＷＯ_３、或いはホスフェート、シリケート、ジルコネート、アルミネート、スタネート、チタネート又は他の複合酸化物のような無水又は水和酸化物である。これらは、単独でも、或いは２種類以上の混合物としても使用可能であるが、好ましいナノサイズ粒子は、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＯＯＨ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＺｎＯであり、特に、ＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜にような低誘電率の誘電体層が有用な場合には、ＳｉＯ_２を５０ｍｏｌ％以上含有することが好ましく、より好ましくは、７０ｍｏｌ％以上である。

ナノサイズ粒子は、公知の方法によって製造することができる。ＳｉＯ_２粒子は、例えば、シリコンのアルコキシドの塩基触媒加水分解及び縮合による方法や、或いはシリカゾルを製造するための他の公知方法によって作製することができる。このようなＳｉＯ_２ナノサイズ粒子は、例えばシリカゾルとして商品化されているものでも利用可能である。好ましくは水性シリカゾル、より好ましくは静電的に分散された水性コロイダルシリカゾルである。又、他の酸化物ナノサイズ粒子についても、同様のことが言える。

本発明においては、主成分となるナノサイズ粒子に、ドーパントを添加することもできる。ドーパントとしては、希土類酸化物一般的なガラスやセラミックスの構成元素を用いることができ、例えば、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＳｎＯ、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＷＯ_３、希土類酸化物等から選ぶことができる。

ドーパントの添加量は、例えば０ｍｏｌ％から３０ｍｏｌ％の範囲、好ましくは０ｍｏｌ％から２０ｍｏｌ％の範囲、より好ましくは０ｍｏｌ％から１５ｍｏｌ％の範囲である。ドーパントの添加は、例えば、水溶性の塩、アルコキシド、或いはアセチルアセトナート、酸錯体、アミン錯体のような可溶性錯体等、ドーパント成分のコーティングゾルへの添加、加水分解によって行われる。このようなドーパントの添加は、均質な多成分の誘電体層形成を可能にし、それによって、誘電体層の比誘電率、熱膨張係数、ガラス転移点Ｔｇ等を変化させることができる。作製する誘電体層の熱膨張係数は、誘電体層を形成するガラス基板のそれに極力近い方が、クラックのない厚膜を形成する上で好ましい。

本発明における水溶性有機分散剤は、特に水溶性有機ポリマー及び／又はオリゴマー、好ましくは水溶性有機ポリマーである。これらは、例えば、ヒドロキシル基、第１級、第
２級又は第３級アミノ基、カルボキシル基又はカルボキシレート基のような極性基を含むポリマー及び／又はオリゴマーである。典型的な例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジン、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリメチルメタクリレート、スターチ、アラビアゴム、他のポリマー性アルコール（例えば、ポリエチレン−ポリビニルアルコールコポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリ（４−ビニルフェノール））であり、これらのうち少なくとも１種類を選択すればよい。中でも、ポリビニルアルコールは特に好ましい。水溶性有機分散剤は、コーティング後、熱処理の際に焼失する。
組成物層の適切な厚さは、誘電体層の用途によって異なるが、例えばＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜として用いる場合には、好ましくは１μｍ以上１５０μｍ以下であり、さらに好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下である。

本発明においては、基材フィルム、パターン形成が可能な感光性材料層、及び組成物層を順に積層していてもよい。この感光性材料層に用いる材料としては、レジスト材料等、組成物層のパターン形成用エッチャントに応じて、エッチング耐性等の特性面から
選ぶことができる。
基材フィルムやカバーフィルムについては、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリイミド系等、公知のフィルム材料を用いることができるが、通常好適に使用されるフィルム材料、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等を用いればよい。

本発明の誘電体層形成用テープは、前述のようなナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物を基材フィルム上に塗布し、乾燥によって溶媒を蒸発させ、カバーフィルムを積層することによって製造することができる。
組成物中には、ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤とは別に、さらに、１種類以上の溶媒を含んでいてもよい。この場合、当業者に公知の全ての好適な溶媒を使用することが可能である。好適な溶媒の例として、水、アルコール、好ましくは低級脂肪族アルコール（例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、ｉ−プロパノール及び１−ブタノール）、ケトン（例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン等の低級ジアルキルケトン）、エーテル（例えば、ジオキサン、ＴＨＦ等の低級ジアルキルエーテル）、アミド（例えば、ジメチルホルムアミド）、及びアセトニトリル等が挙げられる。溶媒は、単独でも、２種類以上を混合しても使用することができる。

特に好ましい溶媒は、水、０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％のアルコール含有率を有するアルコール／水混合液、０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％のＴＨＦ含有率を有する水及びテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の混合液、水及び他の有機溶媒（例えば、ジオキサン、アセトン又はアセトニトリル）の混合液であり、少なくとも１０ｖｏｌ％の水を含むことが好ましい。溶媒中の水含有率については、さらに好ましくは５０ｖｏｌ％以上、特には９０ｖｏｌ％以上である。
コーティング組成物中の溶媒の割合は、主として、選択されるコーティング方法に依存する。噴霧によって塗布されるコーティングの場合には例えば約９５ｖｏｌ％、スピンコーティングやディップコーティングによって塗布される場合には例えば約８０ｖｏｌ％、ドクターブレードコーティングによって塗布される場合には例えば約５０ｖｏｌ％、印刷法の場合には例えば約３０ｖｏｌ％である。
コーティング組成物は、他の添加物、例えばフルオロシラン縮合物を含むことができる。

本発明においては、水溶性有機分散剤が、溶媒なし状態における粒子間に存在するボイドを大体満たすようにすることが必要であり、水溶性有機分散剤とナノサイズ粒子の容積比としては、２８：７２〜５０：５０であり、好ましくは３０：７０〜４０：６０、さら
に好ましくは３２：６８〜３８：６２である。
本発明において、組成物を基材フィルム上に塗布する方法としては、噴霧、ディップコーティング、キャスティング、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、グラビアコーティング、ダイコーティング、キャップコーティング、インクジェット、スクリーン印刷、各種有版印刷等、通常の湿式法を適用することができる。

本発明においては、上記の誘電体層形成用テープを、カバーフィルムを有する場合には、これを剥離し、基材フィルム上の組成物層がガラス基板面に接着するようにラミネートし、基材フィルムを剥離し、熱処理することによって誘電体層を形成するが、テープをガラス基板上にラミネートする際には、通常のラミネーターを使用することができる。この時、フィルムラミネーションにおいて従来から行われているように、テープを基板に押し付けるように圧力を加えることが好ましく、さらには、圧力と熱を同時に加えることが特に好ましい。
基材フィルムの剥離は、手作業若しくはピーラーによって行われる。

本発明においては、熱処理によって、基板上にラミネートした組成物から有機分散剤が焼失する。さらに好適な場合には、基板上の膜は、部分的又は全体的に高密度化される。
熱処理には、慣用的な方法、例えばオーブン中での加熱、又は急速加熱装置（ＲＴＡ）等を使用することができる。熱処理は、例えば、酸素含有又は不活性雰囲気下で行われるが、アンモニア、塩素又は四塩化炭素のような他の成分を加えてもかまわない。
有機分散剤の焼失は、約４５０℃までの温度で行われる。熱処理の際には、４５０℃以下の一定温度で、所定時間保ち、十分に水溶性有機分散剤を焼失した方が、高密度化が効果的にできるため好ましい。例えば、水溶性有機分散剤として、ポリビニルアルコールを用いた場合には、２５０℃前後及び４５０℃前後の温度にて、３０分乃至３時間の間ホールドする。又、高密度化に必要な温度は、組成や空孔残存率に依存し、例えばＳｉＯ_２の場合には、４５０℃〜１２００℃の範囲である。熱処理は、加熱速度、維持温度及び温度範囲のようなパラメータが制御される温度プログラムを使用して行われることが好ましい。

本発明により形成される誘電体層は、熱処理後、内部に空孔を含むが、その空孔がナノサイズであるために、高い透明性を有する。加えて、誘電体材料の理論Ｔｇ未満（例えば、ＳｉＯ_２の場合は約１１００℃）での、さらなる熱処理による高密度化においてもクラックが生成しない。
本発明における高密度化とは、空孔残存率が低減することである。
本発明のおいては、テープ貼り付けとその後の熱処理というプロセスを複数回繰り返しても構わない。これによって、より厚い誘電体層を得ることができる。

本発明において、テープを貼り付けるための基板は、軟化点が、水溶性有機分散剤の焼失に必要な温度より高いものであればよい。ＰＤＰやＳＥＤの場合には、通常、ソーダ石灰ガラス（高歪ガラス）基板が使われているが、例えばＰＤＰでは、前面ガラス基板上に、一対のストライプ状透明電極が形成され、通常は、さらに、電気抵抗を低減するための金属電極（バス電極）が透明電極の端部に設けられる。そのため、誘電体層は、これらの電極による段差を覆って、表面が平坦になるように作製される必要がある。
本発明によれば、例えば１μｍを超える厚さ、場合によっては８μｍを超える厚さを有する、クラックのない透明な厚膜誘電体層を得ることが可能である。又、溶媒が蒸発し、水溶性有機分散剤成分が焼失しているので、空気中、例えば６００℃程度の高温においても、分解や脱ガスが起こらず安定に存在する。

本発明により製造された誘電体層は、前述の感光性材料層をマスクとして組成物層をエッチングするようなフォトリソグラフィー、エンボス加工等のような公知の技術によって
パターン形成がなされてもかまわない。このパターン形成は、水溶性有機分散剤焼失のための熱処理前に行われるのが好ましい。
本発明によって製造される誘電体層は、低誘電率、高熱安定性、厚膜、透明等の特性を有することが可能であるため、例えば、ＰＤＰの前面ガラス基板や背面ガラス基板上に形成される誘電体層や、ＳＥＤにおいて走査配線と信号配線の間に形成される層間絶縁膜として特に好適である。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）に、水、そしてアンモニアにエタノールを加えた溶液を添加することにより、ＳｉＯ_２粒子の一次粒径が約１０ｎｍであり、固形分が５．６重量％に設定されたシリカゾルを合成した。このシリカゾルと、シリカゾルＬｅｖａｓｉｌ（商標、Ｂａｙｅｒ製）３００を、重量比３：１で混合した後、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）クラレポバール（登録商標、（株）クラレ製）ＰＶＡ２１７の１０重量％水溶液を、混合シリカゾルの重量に対して４０％の重量分添加する。室温で撹拌後、均一な混合物が得られる。次に、ロータリーエバポレーターを用いて、ＳｉＯ_２粒子固形分濃度が２５重量％になるように、溶媒を蒸発させた。ゾルの濃縮後、２５重量％濃度のアンモニア水溶液を滴下して、ｐＨを９〜９．５に調整した。その後、ゾルをスプレーフィルター（１．２μｍ）でろ過することにより、水溶性有機分散剤としてポリビニルアルコールを含有する、コーティング組成物を得た。以上の合成は、特許文献５に開示されている方法に従った。

このコーティング組成物を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート製の基材フィルム上に、ドクターブレードコーティングによって塗布し、厚さ２５μｍの組成物層を形成した。この組成物層付きＰＥＴフィルムを、１１０℃の乾燥機に３時間入れて溶媒を蒸発させ、カバーフィルムとして厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを組成物層上に積層し、誘電体層形成用テープとした。
次に、前記誘電体層形成用テープからカバーフィルムを剥離し、ラミネート装置を用いて、高歪ＰＤ２００ガラス基板、全面に透明導電膜である３μｍ厚のＩＴＯ膜が形成されたＰＤ２００ガラス基板、及び幅１００μｍで間隔１００μｍ、厚さ３μｍのストライプ状のＩＴＯ膜が形成されたＰＤ２００ガラス基板の３種類の基板上に、組成物層が各ガラス基板面に接着するようにして、圧力０．３ＭＰａ、温度１００℃、速度１ｍ／ｍｉｎの条件にてラミネートした。

基材フィルムを剥離した後、熱処理は以下のようにして行った。各基板をマッフル炉の中に入れ、まず、０．８℃／分の速度で室温から２５０℃に昇温し、２５０℃で１時間加熱する。次に、０．８℃／分の速度で２５０℃から４５０℃に昇温し、４５０℃で１時間加熱する。さらに、０．８℃／分の速度で４５０℃から５５０℃に昇温し、５５０℃で１時間加熱することにより、誘電体層を形成した。
形成された誘電体層は、クラックがなく、可視光透過率が約９５％で透明性の高い膜だった。触針法ＤＥＫＴＡＫにより測定した高歪ＰＤ２００ガラス基板上に形成した誘電体層の厚さは、１０μｍであった。全面に透明導電膜であるＩＴＯ膜が形成されたＰＤ２００ガラス基板上の膜を用いて比誘電率を測定したところ４．０であった。又、幅１００μｍで間隔１００μｍのストライプ状のＩＴＯ膜が形成されたＰＤ２００ガラス基板上でも、触針法ＤＥＫＴＡＫにより測定したところ、ＩＴＯ膜上とＩＴＯ膜の付いていないガラス基板上との段差が０．５μｍ以下であるような段差のない平滑な膜が得られた。これらの誘電体層について、熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ測定）を実施した結果、空気中で６００℃まで昇温しても、重量減少はなく、高温でも高い安定性を示した。
熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ測定）の測定は、島津製作所製ＴＧＡ−５０により、空気中、室
温から６００℃まで１０℃／分の速度で昇温した後、６００℃で３０分保持するという条件にて行った。

［実施例２］
ＴＥＯＳに、水、そしてアンモニアにエタノールを加えた溶液を添加することにより、ＳｉＯ_２粒子の一次粒径が約１０ｎｍであり、固形分が５．６重量％に設定されたシリカゾルを合成した。このシリカゾルに対して、４０重量％の１モル／Ｌ硝酸水溶液を徐々に滴下した後６０℃に加熱した。室温へ冷却後、ＳｉＯ_２に対して１０ｍｏｌ％に相当する量のトリエチルボレートを添加して反応させ、Ｂ₂Ｏ₃をドーパントとして用いたシリカゾルを得た。次に、この反応混合物に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）クラレポバール（登録商標、（株）クラレ製）ＰＶＡ２１７の１０重量％水溶液を、得られたシリカゾルの２０％の重量添加した。続いて、固形分が１０重量％になるまで、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去した。その後、ゾルをスプレーフィルター（１．２μｍ）でろ過することにより、Ｂ₂Ｏ₃をドーパントとして５ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２を９５ｍｏｌ％含有する、誘電体層形成用コーティング組成物を得た。この合成は、特許文献５に開示されている方法に従った。

得られた組成物を用いて、実施例１と同様にして、厚さ３０μｍの組成物層を有する誘電体層形成用テープを作製した。さらに、そのテープを用いて、実施例１と同様にして、誘電体層を形成した。
形成された誘電体層は、クラックがなく、可視光透過率が約９５％で透明性の高い膜だった。触針法ＤＥＫＴＡＫにより測定した膜厚は１５μｍであった。全面ＩＴＯ膜付ＰＤ２００ガラス基板上の膜を用いて比誘電率を測定したところ４．２であった。又、ＩＴＯのストライプパターン付のＰＤ２００ガラス基板上でも、触針法ＤＥＫＴＡＫにより測定したところ、段差が０．５μｍ以下であるような平滑な膜が得られた。これらの誘電体層について、熱分析（ＴＧ／ＤＴＡ測定）を実施した結果、空気中で６００℃まで昇温しても、重量減少はなく、高温でも高い安定性を示した。

［結果まとめ］
以上、説明したように、本発明の誘電体層形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層の製造方法を採用すれば、テープ貼り付け法と６００℃以下の熱処理の組み合わせによって、クラックがなく、比誘電率が５以下の低誘電率で、高温での熱安定性の高い、透明な厚膜誘電体層を形成できる。従って、ＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜を形成するのに好適な誘電体層形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層の製造方法であることを確認できた。

本発明の誘電体層形成用テープ、及びそれを用いた誘電体層の製造方法を採用すれば、比誘電率が５以下であるような、低誘電率のＰＤＰの誘電体層やＳＥＤの層間絶縁膜を作製することができるので、ＰＤＰの消費電力削減や発光効率の向上、ＳＥＤのきれいな階調コントロールやさらなる高画質化をもたらすことができる。

ＰＤＰの断面構造を示したものである。 本発明の誘電体層形成用テープの断面構造を示したものである。

符号の説明

１ 前面ガラス基板
２ 背面ガラス基板
３ 透明電極
４ データ電極
５ 前面側誘電体層
６ 保護層
７ 隔壁
８ 蛍光体層
９ 背面側誘電体層
１０ プラズマ放電
１１ 基材フィルム
１２ カバーフィルム
１３ 組成物層

Claims (23)

1. 基材フィルム上に組成物層を積層した誘電体層形成用テープにおいて、組成物層が、ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含むことを特徴とする誘電体層形成用テープ。
2. 組成物層上にカバーフィルムを積層していることを特徴とする請求項１記載の誘電体形成用テープ。
3. ナノサイズ粒子が、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＯＯＨ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種から成るナノサイズ非金属酸化物及び／又は金属酸化物粒子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体層形成用テープ。
4. ナノサイズ粒子におけるＳｉＯ_２の含有量が５０ｍｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
5. 水溶性有機分散剤が、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピリジン、ポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン−ポリビニルアルコールコポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリ（４−ビニルフェノール）のうちの少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
6. 組成物層の厚さが、１μｍ以上１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５いずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
7. 基材フィルム、パターン形成が可能な感光性材料層、及び組成物層を順に積層してなる請求項１〜６いずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
8. 誘電体層が、プラズマディスプレイパネル用誘電体層であることを特徴とする請求項１〜７いずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
9. 誘電体層が、プラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板側に形成される誘電体層であることを特徴とする請求項１〜７いずれか1項に記載の誘電体層形成用テープ。
10. 誘電体層が、表面伝導型電子放出ディスプレイ用誘電体層であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の誘電体層形成用テープ。
11. ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物を基材フィルム上に塗布し、乾燥することを特徴とする請求項１に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。
12. ナノサイズ粒子及び水溶性有機分散剤を含む組成物を基材フィルム上に塗布し、乾燥し、カバーフィルムを積層することを特徴とする請求項２に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。
13. 組成物を基材フィルム上に塗布する方法が、噴霧、ディップコーティング、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、グラビアコーティング、ダイコーティング、キャップコーティング、インクジェット、スクリーン印刷、各種有版印刷から選択されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の誘電体層形成用テープの製造方法。
14. 請求項１〜１０いずれか１項に記載の誘電体層形成用テープの組成物層をガラス基板面にラミネートし、基材フィルムを剥離し、熱処理することを特徴とする誘電体層の製造方法。
15. ラミネートの際に、圧力を加えることを特徴とする請求項１４記載の誘電体層の製造方法。
16. ラミネートの際に、圧力と熱を同時に加えることを特徴とする請求項１４記載の誘電体層の製造方法。
17. ガラス基板が、段差を有することを特徴とする請求項１４〜１６いずれか１項に記載の誘電体層の製造方法。
18. 前記段差が、金属膜又は透明導電膜の形成による段差であることを特徴とする請求項１７に記載の誘電体層の製造方法。
19. 組成物層が、熱処理によって、高密度化されることを特徴とする請求項１４〜１８いずれか１項に記載の誘電体層の製造方法。
20. 誘電体層が、熱処理後透明であることを特徴とする請求項１４〜１９いずれか１項に記載の誘電体層の製造方法。
21. 請求項１４〜２０いずれか１項の製造方法によって得られた誘電体層。
22. 請求項１４〜２０いずれか１項の製造方法によって得られた誘電体層を有するプラズマディスプレイパネル。
23. 請求項１４〜２０いずれか１項の製造方法によって得られた誘電体層を有する表面伝導型電子放出ディスプレイ。
    

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