JP3660449B2

JP3660449B2 - 微細隔壁の形成方法

Info

Publication number: JP3660449B2
Application number: JP30388396A
Authority: JP
Inventors: 幹育中西
Original assignee: 鈴木総業株式会社
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH10134705A

Description

【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における隔壁やその他のディスプレイパネル等で必要とされる微細隔壁の形成方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
例えば、プラズマディスプレイパネルは、簡単には第６図に示すように、前面パネルＡと背面パネルＢとを、両パネルにそれぞれ形成したストライプ状電極Ａ１、Ｂ１が互いに直角に対向するよう重ね合わせ、その交点におけるストライプ状または格子状の隔壁Ｃ内で放電を起こすことにより発光する。
ストライプ状または格子状の隔壁Ｃは、光のクロストークを防ぐとともに画面のコントラストを作るために設けられている。この隔壁は非常に微細なものであり、例えば、ストライプ状のものにあっては、今や、幅約３０μｍ、高さ約２００μｍ程度で、１００μｍ程度の間隔でパネル全面にわたって形成されることが要求されている。
【０００３】
この隔壁は、一般にスクリーン印刷によって形成するのであるが、ガラスペーストの印刷、乾燥を、毎回位置合わせして１０回程度繰り返す、所謂重ね刷りをして得ている。
この他の方法として、ガラスペーストをガラス基板の全面に塗布、フォトレジストで被覆、露光、現像の後、レジストパターンに被覆されない部分をサンドブラストし、その後に焼成して得る方法等が試みられている。
【０００４】
しかしながら、前者のスクリーン印刷による隔壁形成の方法では、毎回の位置合わせとスクリーンの歪みとが、ファインパターン化、大画面化に際しての大きな障害となっている。また、後者のサンドブラストによる方法では、ブラスト深さに不均一を生じ易いことが、ファインパターン化、大画面化に際しての大きな障害となっている。
【０００５】
【解決を試みた技術的事項】
そこで、本出願人は、所謂凹版印刷式にプラズマディスプレイパネル等における微細隔壁を形成できないかとの考えから、種々試行した結果、本発明をするに至ったものであり、従来の形成方法が問題としていたファインパターン化、大画面化を可能とする新たなる微細隔壁の形成方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の微細隔壁の形成方法は、成形型における微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝内へ隔壁材料を埋め込む工程と、その後これらとガラス基板とを重ね合わせる工程と、該隔壁材料が多少とも硬化した状態以降においてガラス基板から成形型を脱型させる工程と、該隔壁材料を完全硬化させる工程とを具えるとともに、成形型はシリコーンゴムを半硬化でシート状とした半硬化シリコーンシートを出発材料とし、このものをマスター金型によってヒートプレスすることによって、その微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝を転写形成していることを特徴とする微細隔壁の形成方法であって、前記シリコーンゴムは、湿式法による疎水性シリカを含有する透明シリコーンゴムであることを特徴とするものである。
【０００７】
そして、このような発明特定事項を手段とすることによって、所謂凹版印刷式に厚膜印刷するような形成方法であっても、隔壁材料が多少とも硬化した状態以降において成形型を脱型させるようにしているから隔壁材料のダレは防止され、また、脱型できるまで占用されてしまう成形型を、シリコーンゴムを半硬化でシート状とした半硬化シリコーンシートを出発材料とし、このものをマスター金型によってヒートプレスすることによって、幾つでも簡単に複製的に得られるようにして対処しており、量産性を保ちつつ、前記課題の解決が図られるのである。そして、前記シリコーンゴムは、湿式法による疎水性シリカを含有する透明シリコーンゴムであるので、成形型の耐久性をさらに向上させつつ、隔壁材料の埋め込み状況も良く確認できて、量産性を保ちつつ、前記課題の解決が図られるのである。
【０００８】
また、請求項２記載の微細隔壁の形成方法は、前記要件に加え、前記隔壁材料として、メチル基もしくはフェニル基を有するオルガノポリシロキサンを主剤とし、アルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基等の官能性側鎖を有するオルガノシロキサンを架橋剤とし、これに硬化触媒を加えたものを使用することを特徴とする。
そして、このような発明特定事項を手段とすることによって、良好な作業性を確保した上で比較的低温でも隔壁材料を硬化、ガラス化させることができ、前記課題の解決が図られるのである。
【０００９】
更にまた、請求項３に記載の微細隔壁の形成方法は、同様に、前記隔壁材料として、ペルヒドロポリシラザンを使用することを特徴とする。
そして、このような発明特定事項を手段とすることによっても、良好な作業性を確保した上で比較的低温でも隔壁材料を硬化、ガラス化させることができ、前記課題の解決が図られるのである。
【００１０】
更にまた、請求項４記載の微細隔壁の形成方法は、前記要件に加え、前記成形型は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝が転写形成された硬化シリコーンシートに板状体が積層されていることを特徴とするものである。
そして、このような発明特定事項を手段とすることによって、成形型の扱い、特に成形型とガラス基板とを重ね合わせる工程動作やガラス基板から成形型を脱型させる工程動作が行い易くなって、前記課題の解決が図られるのである。
【００１１】
更にまた、請求項５に記載の微細隔壁の形成方法は、前記要件に加え、前記ガラス基板は、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板であることを特徴とする。
そして、このような発明特定事項を手段とすることによって、プラズマディスプレイパネルにおける微細隔壁を、重ね刷りすることなく一度で所望高さに得ることができて、前記課題の解決が図られるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態を例にとって、本発明微細隔壁の形成方法について種々の実施の態様を織り交ぜながら説明する。
図１において、１はマスター金型であり、このマスター金型１は、後述する成形型における微細パターン溝の反転像としての微細ストライプ状または微細ドット状の微細パターン溝１１が刻設されて成る。
なお、このマスター金型１には、耐錆性、加工性、仕上がり性、寸法精度等に優れる金属が使用され、精密な切削加工や放電加工等により微細パターン溝１１が形成されている。
この微細パターン溝１１は、例えば、深さ２００μｍ、幅６０μｍ、間隔１６０μｍ程度の微細ストライプ状に形成される。
なお、格子状の微細隔壁を必要とする場合には、微細ストライプ状の微細パターン溝１１に替えて、これを直交させたような微細ドット状の微細パターン溝が形成されることとなる。
【００１３】
２は、シリコーンゴムを半硬化でシート状とした半硬化シリコーンシートであり、この段階では可塑状態であるが、その後の加熱により完全硬化してゴム状弾性体となるものである。
また、この半硬化シリコーンシート２は、これに何らかの微細凹凸面を押し当てて加熱硬化させると、その微細凹凸を精密、精緻に反転複製できるものである。
このような半硬化シリコーンシートに、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社販売のＳＯＴＥＦＡ（ソテファ−商品名−）がある。このものは、０．６〜２ｍｍ程度の半硬化シート状であるとともに、接着性があって、フィルム状高透明シリコーンゴム接着剤として販売されており、ＳＯＴＥＦＡ−７０なるものは、１３０℃、２０〜３０分で、ＪＩＳ
Ａ硬度で７０程度に硬化するものとされている。また、このものは、特公昭６１−５６２５５号や特公昭６２−２４０１３号に開示されるごとく、湿式法による疎水性シリカを含有して、高透明で、物性強化されたシリコーンゴムとなっている。
３は、アルミ板等の板状体であり、半硬化シリコーンシート２に積層させて剛性を付与して、一体の成形型として扱い易くするためのものである。
なお、半硬化シリコーンシート２のみが硬化した状態より剛性が上がればよいので、この板状体３は金属でなくても、強化ガラス板や耐熱樹脂板等であってもよい。
また、半硬化シリコーンシート２との接合強化のため、板状体３の接合面は前もって荒らしておいたり、プライマー処理しておくのがよく、熱膨張率も低いものが望ましい。
【００１４】
そこで、これらをヒートプレス機Ｐの固定盤Ｐ１と可動盤Ｐ２との間に、下からマスター金型１、半硬化シリコーンシート２、板状体３の順で配した後、可動盤Ｐ２を降下させ、例えば、圧力５０ｇｆ／ｃｍ2、温度１３０℃下に、２５分間程放置して半硬化シリコーンシート２を完全硬化させる。なお、図示しないが、これらを均一に押圧できるように、熱伝導性の良いクッション材を、固定盤Ｐ１や可動盤Ｐ２の間に挟むようにしてもよい。
その後、可動盤Ｐ２を上昇させて取り出したら、マスター金型１と半硬化シリコーンシート２とが密着した間を剥がす。
半硬化シリコーンシート２が完全硬化した硬化シリコーンシート２０には、マスター金型１の微細パターン溝１１がその反転像として転写され、微細ストライプ状の微細パターン溝２１が形成されている。
また同時に、硬化シリコーンシート２０は板状体３と接着された状態ともなっており、図２に示すとおり、微細ストライプ状の微細パターン溝２１が形成され、板状体３で裏打ちされたような、一体状の成形型４が得られることとなる。
勿論、板状体を積層せず、硬化シリコーンシートのみで成形体を構成してもよいが、その場合には、半硬化シリコーンシートとして厚手のものが必要となる。
何れにせよ、成形型４は、マスター金型１から簡単に複製的に作られるので、低コストで数多く用意することができる。
【００１５】
このようにして成形型４が得られたら、これを微細パターン溝２１が上になるようにして平坦な台の上に置き、図３に示すように、この微細ストライプ状の微細パターン溝２１内に隔壁材料５を埋め込み、余剰の隔壁材料５はスキージして取り除く。
なお、半硬化シリコーンシート２としてＳＯＴＥＦＡを用いるとともに板状体３にも透明なものを用いたときには、この成形体４を透明化することができて、隔壁材料５の埋め込み状況、充填不具合をよく確認できて、不良原因を事前に除去することができる。
また、図３のように隔壁材料５を成形体４の上面全体に流し出して行うのではなく、スクリーン版または単なるマスクで微細パターン溝２１以外の処を被覆して、微細パターン２１内へのみ隔壁材料５が埋め込まれるように工夫してもよいこと勿論である。
隔壁材料５としては、この例では、ホーマーテクノロジー株式会社販売のヒートレスガラス（ＨＥＡＴＬＥＳＳＧＬＡＳＳ−商品名−）に黒色顔料の他、東芝シリコーン株式会社販売のトスパール（商標名）を添加したものを用いることとした。
【００１６】
ヒートレスガラスは、言わば一液タイプのシリカ溶液で、低温加熱や常温乾燥でも各種基材に硬質で密着性に優れた非晶質なセラミックス層を形成するものである。
そして、このものは、主剤、架橋剤、硬化触媒の三者で構成されており、含有珪素成分（ＳｉＯ2）が換算で４０％以上含有し、また、溶剤、水もしくは水酸基を含有しないものである。
なお、主剤はメチル基もしくはフェニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、架橋剤はアルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基等の官能性側鎖を有するオルガノシロキサンであり、硬化触媒はＺｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｓｎ等の含金属有機化合物およびハロゲンである。
また、その硬化機構は、主剤オルガノポリシロキサンの官能基が、まず空気中の水分により加水分解を受けて水酸基に変化し、次に該オルガノポリシロキサンの水酸基を架橋剤オルガノシロキサンの官能基がアタックし、硬化触媒の作用も受けて脱アルコール反応を起こし、三次元構造の高分子化合物たるポリシロキサン硬化体を形成すると考えられている。所謂ゾル−ゲル法による金属アルコキシド縮合物となる。
【００１７】
また、トスパールは、シロキサン結合が三次元に伸びた網状構造で、珪素原子に１個のメチル基が結合した無機と有機の中間的な構造を有するシリコーン樹脂微粒子であり、焼成して真球状シリカ微粒子が得られるものである。したがって、トスパールがヒートレスガラスに添加されて焼成された場合には、ヒートレスガラスがゾル化、ゲル化、硬化してゆく間に、トスパールもシリカ化し、全体でガラス化する。
そして、このトスパールの添加により、液状時のヒートレスガラスのチクソトロピー性が改善されるとともに、焼成時の退け、体積縮小をヒートレスガラス単独のときより少なくすることができる。
【００１８】
次ぎは、図４に示すように、隔壁材料５を埋め込んだ成形型４上に、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板６を載置する。なお、このガラス基板６の表面には、図示しないストライプ状の透明電極等が形成されている。
すなわち、普通、ガラス基板には、交流方式のパネルにあってはアドレス用電極が形成された後、直流方式のパネルにあってはアノード・バス線エッチング、抵抗印刷、絶縁層印刷、アノード印刷の後に、微細隔壁が形成されるようになっている。
そして、ガラス基板６と成形型４とが多少とも押圧された状態となるよう、両者をクランプしたり、荷重を掛けた状態として、所定温度下で所定時間放置する。
この所定温度下で所定時間とは、隔壁材料５が多少とも硬化して脱型ができ、かつ脱型後も隔壁材料がダレない、温度と時間であり、数値的には隔壁材料の組成等との関係から一概には言えず、経験的に求めることとなる。
ともかく隔壁材料が多少とも硬化して脱型できるようになったら、図５に示すごとく、成形型４をガラス基板６から脱型させる。
その後、用いた隔壁材料に見合った加熱焼成等を行えば、例えば、幅６０μｍ、高さ２００μｍ弱、間隔１６０μｍの微細ストライプ状の隔壁５０が形成されたプラズマディスプレイパネル用のガラス基板が出来上がることとなる。
脱型した成形型４は、変形したり、微細な傷等を生じていなければ、再使用が可能であるため、再び前記最初の工程へと戻して使ってゆくこととなる。
勿論、損傷等があれば、その成形型は廃棄すればよい。
【００１９】
なお、以上の説明では、隔壁材料としてヒートレスガラスを使用するものとして説明したが、例えば、ペルヒドロポリシラザン等の無機ポリマーも使用することもできる。
ペルヒドロポリシラザンは、構造式が［ＳｉＨaＮＨb］n（但し、aは１〜３、bは０または１）で表される熱硬化性の無機シラザン（セラミックス前駆体ポリマー）であり、このペルヒドロポリシラザンを成分とする隔壁材料は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝内に埋め込まれ、所定の雰囲気と温度で焼成してセラミックスの硬質層となる。
なお、このようなペルヒドロポリシラザンとしては東燃株式会社販売の東燃ポリシラザン（商標名）がある。勿論、これらに限られるものでなく、その他のセラミック前駆体ポリマー等も隔壁材料として使用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の微細隔壁の形成方法は、以上述べた実施の形態によって具現化される請求項１〜５に記載された発明特定事項を有することによって成るものであって、このような発明特定事項を有することによって以下述べるような種々の効果が発揮される。
すなわち、請求項１に記載された発明特定事項では、所謂凹版印刷式に厚膜印刷するような形成方法であっても、隔壁材料が多少とも硬化した状態以降において成形型を脱型させるようにしているから隔壁材料のダレは防止され、また、脱型できるまで占用されてしまう成形型を、シリコーンゴムを半硬化でシート状とした半硬化シリコーンシートを出発材料とし、このものをマスター金型によってヒートプレスすることによって、幾つでも簡単に複製するようにして対処し、量産性を保ちつつ、ファインパターン化、大画面化にも対応して微細隔壁を得ることができ、さらに前記シリコーンゴムが成形型の耐久性をさらに向上させつつ、隔壁材料の埋め込み状況も良く確認できて、量産性を保ちつつ、ファインパターン化、大画面化にも対応して微細隔壁を得ることができる。
【００２１】
また、請求項２および請求項３に記載された発明特定事項では、良好な作業性を確保した上で比較的低温でも隔壁材料を硬化、ガラス化させることができ、ファインパターン化、大画面化にも対応して微細隔壁を得ることができる。
【００２２】
更にまた、請求項４に記載された発明特定事項では、成形型の扱い、特に成形型とガラス基板とを重ね合わせる工程動作やガラス基板から成形型を脱型させる工程動作が行い易くなって、ファインパターン化、大画面化にも対応して微細隔壁を得ることができる。
【００２３】
更にまた、請求項５に記載された発明特定事項では、プラズマディスプレイパネルにおける微細隔壁を、重ね刷りすることなく一度で所望高さに、しかもファインパターン化、大画面化にも対応して得ることができる。
なお、以上プラズマディスプレイパネルを例にあげて説明したが、本発明はプラズマディスプレイパネルに限らず、微細パターンでの隔壁を必要とするものには同様に施用できること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明微細隔壁の形成方法の一例における、半硬化シリコーンシートを出発材料としてマスター金型から成形型を得る工程を示すものである。
【図２】同、得られた成形型の側面図である。
【図３】同、成形型に隔壁材料を埋め込む工程を示すものである。
【図４】同、成形型にガラス基板を押し当てて隔壁材料を硬化させる工程を示すものである。
【図５】同、ガラス基板から成形型を脱型する工程を示すものである。
【図６】プラズマディスプレイの構造の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
Ａ前面パネル
Ａ１ストライプ状電極
Ｂ背面パネル
Ｂ１ストライプ状電極
Ｃ隔壁
Ｐヒートプレス機
Ｐ１固定盤
Ｐ２可動盤
１マスター金型
１１微細パターン溝
２半硬化シリコーンシート
２０硬化シリコーンシート
２１微細パターン溝
３板状体
４成形型
５隔壁材料
５０微細ストライプ状の隔壁
６ガラス基板

Claims

成形型における微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝内へ隔壁材料を埋め込む工程と、その後これらとガラス基板とを重ね合わせる工程と、該隔壁材料が多少とも硬化した状態以降においてガラス基板から成形型を脱型させる工程と、該隔壁材料を完全硬化させる工程とを具えるとともに、成形型はシリコーンゴムを半硬化でシート状とした半硬化シリコーンシートを出発材料とし、このものをマスター金型によってヒートプレスすることによって、その微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝を転写形成していることを特徴とする微細隔壁の形成方法であって、前記シリコーンゴムは、湿式法による疎水性シリカを含有する透明シリコーンゴムであることを特徴とする微細隔壁の形成方法。
前記隔壁材料として、メチル基もしくはフェニル基を有するオルガノポリシロキサンを主剤とし、アルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基等の官能性側鎖を有するオルガノシロキサンを架橋剤とし、これに硬化触媒を加えたものを使用することを特徴とする請求項１記載の微細隔壁の形成方法。
前記隔壁材料として、ペルヒドロポリシラザンを使用することを特徴とする請求項１または２記載の微細隔壁の形成方法。
前記成形型は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン溝が転写形成された硬化シリコーンシートに板状体が積層されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の微細隔壁の形成方法。
前記ガラス基板は、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の微細隔壁の形成方法。