(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁形成層と硬質表皮層とを有するディスプレイパネル用の材料基板であって、隔壁形成層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りヒートプレスすることによって、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条を転写形成して成ることを特徴とするディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項２】
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シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項３】
前記硬質表皮層は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条が転写形成された硬化シリコーンシートから成る隔壁形成層に積層されるガラス板であることを特徴とする請求項１または２記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項４】
前記硬質表皮層は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条が転写形成された硬化シリコーンシートから成る隔壁形成層の微細パターン条非転写形成面に対して施されるガラス質コーティングであることを特徴とする請求項１または２記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項５】
前記隔壁形成層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条が転写形成された面に対して、ガラス質コーティングを施して成ることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項６】
前記ガラス質コーティングの材料として、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して成ることを特徴とする請求項４または５記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項７】
前記ガラス質コーティングの材料として、ペルヒドロポリシラザンを使用して成ることを特徴とする請求項４または５記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【請求項８】
前記ディスプレイパネル用の材料基板は、プラズマディスプレイパネル用の材料基板であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載のディスプレイパネル用の材料基板。
【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における基板やその他のディスプレイパネルで必要とされる微細隔壁を形成した材料基板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５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。そして、両者ともコスト的に優れるものでもなかった。
【０００５】
【解決を試みた技術的事項】
そこで、本出願人は、ディスプレイパネル用基板における微細隔壁を型押しによる層として得てしまおうとの考えから、種々試行した結果、本発明をするに至ったものであり、従来問題とされていたファインパターン化、大画面化を可能とし、コスト的にも優位なディスプレイパネル用の材料基板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記載のディスプレイパネル用の材料基板は、隔壁形成層と硬質表皮層とを有するディスプレイパネル用の材料基板であって、隔壁形成層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りヒートプレスすることによって、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条を転写形成して成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、微細隔壁は、隔壁形成層の一部としての微細パターン条として存在するようになり、また、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りヒートプレスすることによって得るので、幾つでも簡単に複製的に得られるようになり、量産性を確保した上で、前記課題の解決が図られるのである。
【０００７】
また、請求項２記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、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シリコーンゴムであ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、ガラスペーストでなくとも耐久性のある微細隔壁とすることができて、量産性を確保した上で、前記課題の解決が図られるのである。
【０００８】
また、請求項３記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、前記硬質表皮層は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条が転写形成された硬化シリコーンシートから成る隔壁形成層に積層されるガラス板であ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、従来と全く同等の、擦過傷等を心配することのない表面が得られ、量産性を確保した上で、前記課題の解決が図られるのである。
【０００９】
また、請求項４記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、前記硬質表皮層は、微細ストライプ状または微細格子状の微細パターン条が転写形成された硬化シリコーンシートから成る隔壁形成層の微細パターン条非転写形成面に対して施されるガラス質コーティングであ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、擦過傷等の心配がなく軽量化した上で、前記課題の解決が図られるのである。
【００１０】
また、請求項５記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、前記隔壁形成層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条が転写形成された面に対して、ガラス質コーティングを施して成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、従来のガラスペーストと同等の耐久性等ある隔壁とすることができて、前記課題の解決が図られるのである。
【００１１】
更にまた、請求項６に記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、前記ガラス質コーティングの材料として、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、良好な作業性と比較的低温でガラス化した表面が得られ、前記課題の解決が図られるのである。
【００１２】
更にまた、請求項７に記載のディスプレイパネル用の材料基板は、同様に、前記ガラス質コーティングの材料として、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も、同様に良好な作業性と比較的低温でガラス化した表面が得られ、前記課題の解決が図られるのである。
【００１３】
更にまた、請求項８に記載のディスプレイパネル用の材料基板は、前記要件に加え、プラズマディスプレイパネル用の材料基板であ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、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たものとして得ることができて、前記課題の解決が図られるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明ディスプレイパネル用の材料基板を、図示の実施の形態を例にとり、その製造方法の一例と合わせて説明する。図１に示すディスプレイパネル用の材料基板１０おいて、２が微細ストライプ状の隔壁を形成した隔壁形成層であり、３は硬質表皮層であり、この例ではガラス板３０を隔壁形成層２に密着積層して硬質表皮層としている。この隔壁形成層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を出発材料とし、このものをマスター金型によりヒートプレスすることによって、微細ストライプ状の微細パターン条２１を転写形成して成り、微細パターン条２１が隔壁として機能する。すなわち、この例では、幅６０μｍ、高さ２００μｍ、間隔１６０μｍにて微細ストライプ状の隔壁が隔壁形成層２上に形成されていることとなる。
【００１５】
ここで、隔壁形成層２の出発材料は、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２０であり、この半硬化シリコーンシート２０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。また、この半硬化シリコーンシート２０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り、そのような性質を利用して、マスター金型に予め形成した微細パターンを微細パターン条２１として転写形成させるのである。このような半硬化シリコーンシート２０の好適なものに、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。
【００１６】
また、硬質表皮層３たるガラス板３０は、通常ディスプレイパネル用に用いられるガラス板と多少薄めものでも使用できる以外に格別異なるものではなく、半硬化シリコーンシート２０に密着積層してその剛性等を付与するととも、表面への傷付き等を防止する。なお、このディスプレイパネル用の材料基板１０上には、この後、図示しないアドレス用電極や蛍光体を塗布する等、常法の構成を施してディスプレイパネル用基板ないしディスプレイパネルとする。
【００１７】
図２は、このディスプレイパネル用の材料基板１０を製造する方法の一例を示すもので、６がマスター金型であり、このマスター金型６には隔壁たる微細パターン条２１の凹凸反転像としての微細パターン６１が刻設されて成る。なお、このマスター金型６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加工される。この微細パターン６１は、例えば、深さ２００μｍ、幅６０μｍ、間隔１６０μｍの微細ストライプ状の溝に形成される。なお、格子状の微細隔壁を必要とする場合には、微細ストライプ状に代えて、これを直交させた交点のような微細ドット状の微細パターンを形成したマスター金型を用意することとなる。また、このマスター金型６の表面には、その離型性を良くするために、サブミクロンのフッ素系樹脂の粒子を分散したメッキ層、例えば、株式会社ヒキフネや大阪ガスケミカル株式会社による無電解ニッケル−ＰＴＦＥ分散メッキを施すのが望ましい。なお、ガラス板３０には、半硬化シリコーンシート２０との接合を強化するため、プライマー処理等をしてもよい。
【００１８】
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６、半硬化シリコーンシート２０、ガラス板３０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２０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。また、これらマスター金型６、半硬化シリコーンシート２０、ガラス板３０の間の空気を完全に排除できないと、気泡痕を形成してしまうので、これらを重ね合わせるに際して、一端から他端に向けて徐々に空気を排除しながら重ね合わせるようにしたり、その後に乾燥除去できる水のような影響の無い液体等を介在させて、空気を排除するのがよい。その後、可動盤Ｐ２を上昇させて接合状態となったそれらを取り出し、マスター金型６と半硬化シリコーンシート２０とが密着した間を剥がす。この際、両者は強く密着しているので、ガラス板３０を割らないように剥がす必要があり、これには減圧下ないし真空下で行うようにすると剥がし易くなる。
【００１９】
半硬化シリコーンシート２０が完全硬化した硬化シリコーンシートには、マスター金型６の微細パターン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条２１が形成され、その条の部分において隔壁２１として機能する隔壁形成層２が得られることとなる。また同時に、硬化シリコーンシートたる隔壁形成層２はガラス板３０とも接着された状態となっており、図１に示すとおり、微細ストライプ状の微細パターン条２１が形成された隔壁形成層２とガラス板３０による硬質表皮層３とが密着積層した一体のディスプレイパネル用の材料基板１０が得られることとなる。
【００２０】
この後、このディスプレイパネル用の材料基板１０には、アドレス用電極や蛍光体を塗布する等、常法の構成を施すのであるが、例えば、アドレス用電極の形成は、微細パターン条２１の部分をマスキングしてその谷の部位に金属蒸着やＣＶＤ、凸版印刷、更には、微細パターン条より高い突条を形成した硬化シリコーンシートをゴム版として用意し、これで導電性インクをスタンピングするようにして行うなどできる。脱型したマスター金型６は、不意の傷付け等を生じなければ、何度も反復使用が可能となるため、このマスター金型６の仕上がりにおいて最良としておけば、常に高品質のディスプレイパネル用の材料基板が得られることとなる。すなわち、マスター金型の精度、大きさ次第で、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板が、幾つでも簡単に複製的に得られるようになる。
【００２１】
なお、隔壁形成層２であるところの半硬化シリコーンシート２０が硬化した硬化シリコーンシートにおいて十分な剛性が確保されれば、図３に示すディスプレイパネル用の材料基板１２とすることができる。すなわち、ディスプレイパネル用の材料基板１２は、隔壁形成層２にガラス板３０を積層しておらず、隔壁形成層２の微細パターン条非転写形成面に直接に硬質表皮層３としてのガラス質コーティング層３１を施したものである。
【００２２】
ここで、このガラス質コーティング層３１として好適なものに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（ＨＥＡＴＬＥＳＳ ＧＬＡＳＳ−商品名−）がある。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。
【００２３】
このヒートレスガラスを用いてガラス質コーティング層３１を形成するにあたっては、常法のスピンコート等の均一塗布手段をとることができる。ガラス質コーティング層３１をもって硬質表皮層３とした場合には、その層を薄くすることができて、ディスプレイパネル用の材料基板１２の軽量化に寄与できる。また、隔壁形成層２の形成にあたっては、図２におけるガラス板３０に代えて平滑で剛性があって離型性に優れる板状金型を用いてヒートプレスを行い、マスター金型６と半硬化シリコーンシート２０とが硬化して密着した間を剥がした後に、この板状金型との間を剥がして隔壁形成層２を得る。
【００２４】
なお、以上の説明では、ガラス質コーティング層を形成する材料材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、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使用することができる。
【００２５】
図４は、隔壁形成層２における微細パターン条２１の面に対して、上記ヒートレスガラスによるガラス質コーティング層３２を形成したディスプレイパネル用の材料基板１３を示す。すなわち、微細パターン条２１が形成された隔壁形成層２には、この後、アドレス用電極を形成したり、蛍光体を塗布したりするが、隔壁形成層２はその材質が半硬化シリコーンシートを出発材料とするものであるため、それら後の工程において硬化シリコーンシートの低分子分が揮発等して、工程内容によっては支障を生ずる可能性がないわけではない。このディスプレイパネル用の材料基板１３は、そのような場合に備えた構成のものであって、隔壁形成層２における微細パターン条２１の凹凸に従い、その全面にガラス質コーティング層３２が施されているので、このガラス質コーティング層３２により従来と全く同様の後工程が行えるようにしているのである。
【００２６】
なお、上記のディスプレイパネル用の材料基板を製造する際に半硬化シリコーンシートとして通常のＳＯＴＥＦＡを用いたときには、これが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いることもあって、隔壁の部分も透明に近く構成され、特にコントラストを得る上で不利であるため、隔壁形成層の出発材料としての半硬化シリコーンシートに黒色等の暗色に着色されたものを用いてもよいし、上記ガラス質コーティング層３２におけるヒートレスガラス等に黒色顔料等を添加して着色するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のディスプレイパネル用の材料基板は、以上述べた実施の形態によって具現化される請求項１〜８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記載に記載された発明特定事項では、微細隔壁は、隔壁形成層の一部としての微細パターン条として存在するようになり、また、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りヒートプレスすることによって得るので、幾つでも簡単に複製的に得られ、量産性を確保した上で、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００２８】
また、請求項２に記載された発明特定事項では、ガラスペーストでなくとも耐久性のある微細隔壁とすることができて、量産性を確保した上で、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００２９】
更にまた、請求項３に記載された発明特定事項では、従来と全く同等の、擦過傷等を心配することのない表面が得られ、量産性を確保した上で、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３０】
更にまた、請求項４に記載された発明特定事項では、擦過傷等の心配がなく軽量化した上で、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３１】
更にまた、請求項５に記載された発明特定事項では、従来のガラスペーストと同等の耐久性等ある隔壁とすることができて、しかもファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３２】
更にまた、請求項６に記載された発明特定事項では、良好な作業性と比較的低温でガラス化した表面が得られ、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３３】
更にまた、請求項７に記載された発明特定事項では、同様に良好な作業性と比較的低温でガラス化した表面が得られ、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３４】
更にまた、請求項８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たものとして得ることができて、ファインパターン、大画面のディスプレイパネル用の材料基板として提供することができる。
【００３５】
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用に限らず、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】本発明ディスプレイパネル用の材料基板の一実施例の側面図である。
【図２】同材料基板の製造方法の一例を示す概略図である。
【図３】本発明ディスプレイパネル用の材料基板の他の実施例の側面図である。
【図４】本発明ディスプレイパネル用の材料基板の更に他の実施例の側面図である。
【図５】プラズマディスプレイパネル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
１０  ディスプレイパネル用の材料基板
１２  ディスプレイパネル用の材料基板
１３  ディスプレイパネル用の材料基板
２    隔壁形成層
２０  半硬化シリコーンシート
２１  微細パターン条
３    硬質表皮層
３０  ガラス板
３１  硬質表皮層としてのガラス質コーティング層
３２  微細パターン条上のガラス質コーティング層
６    マスター金型
【図１】
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【図２】
0003594761.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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