(57)【要約】【課題】簡便な方法のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法を提供する。【解決手段】（ａ）１ｍｍ以下の等間隔ピッチにて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の平行リブ、（ｂ）縦横のピッチ間隔１ｍｍ以下にて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の格子状リブ、（ｃ）対辺のピッチ間隔が１ｍｍ以下、幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下のミアンダ型リブ、のいずれかの溝４４を有する成形型４０の内表面に液状樹脂材料４６を供給し、加熱固化させて連続状リブ又は格子状リブを片面に有する耐熱性樹脂シートとする成形工程を有し、成形型はガラス材にて形成されている製造方法により製造する。成形方法は、遠心成形法によることが好ましく、成形型４０は補強外筒部４１とガラス製成形部４５とから構成されたものとする。【選択図】図２
2005319681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）１ｍｍ以下の等間隔ピッチにて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の平行溝
（ｂ）縦横のピッチ間隔１ｍｍ以下にて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の格子状溝
（ｃ）対辺のピッチ間隔が１ｍｍ以下、幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下のミアンダ型溝
のいずれか溝を有する成形型の表面に液状樹脂材料を供給し、加熱固化させてリブを片面に有する耐熱性樹脂シートとする成形工程を有し、
前記成形型はガラス材にて形成されていることを特徴とするリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
前記成形型が、補強外筒部と前記補強外筒部の内側に設けられた表面に前記溝が形成されたガラス材製成形部とからなる円筒状成形型であり、前記円筒状成形型の内面に液状樹脂材料を供給し、前記円筒状成形型を軸芯回りに回転させ、遠心成形によりリブを片面に有する耐熱性樹脂シートとする成形工程を有する請求項１に記載のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
前記耐熱性樹脂がポリイミド樹脂であり、前記液状樹脂材料がポリアミック酸である請求項１又は２に記載のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
前記成形工程が、前記液状樹脂材料を脱型可能な１次成形体とする１次成形工程及び脱型後の前記１次成形体を加熱して２次成形体とする２次成形工程を有する請求項１〜３のいずれかに記載のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールドエミッションディスプレイパネルの背面基板として使用可能なリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている３０インチ程度のストライプ型リブタイプのＰＤＰは、例えば幅が１５〜５０μｍ、高さが８０〜２００μｍのリブが約１５０μｍピッチにて平行に形成された背面ガラス基板を使用し、リブによって形成された凹溝内部に電極と蛍光材料を配設した後にリブ形成面を前面ガラス基板により被覆し、閉鎖空間となった凹溝を真空状態とすることによりプラズマを形成可能に構成されている。背面ガラス状基板としては、幅が１５〜５０μｍ、高さが８０〜２００μｍのリブ３４が縦横約１５０μｍピッチにて格子状に形成された格子状リブタイプ（ワッフルタイプとも称される；図５）や六角形の凹部を形成するリブであって、該六角形の対角部のリブが開口して溝６１にて凹部６２が接続されたミアンダタイプと称されるリブ６０を備えたもの（図６）も使用されている。格子状リブもミアンダ型と同様にリブの中央部に切欠きを設けて凹部を１方向に連結したものも可能である。
【０００３】
従来のストライプ型リブタイプのＰＤＰの構成を概略図にて図４に示した。ＰＤＰ１０は背面ガラス基板１２と前面ガラス基板２０とが積層された構成を有し、背面ガラス基板１２にはリブ１４が等間隔で立設されており、リブ１４により形成された各凹部の底部にはリブ１４と平行にアドレス電極１６が配設されている。ｐはリブのピッチである。また各凹部の凹面には蛍光材料層１８が形成されている。
【０００４】
蛍光材料は、ＰＤＰの寿命を考慮して無機化合物が使用されており、従ってリブにより形成された凹溝内面に蛍光材料層を形成するためにはこれら無機化合物を焼結することが必要であり、そのために背面基板としては透明で蛍光材料の焼結温度である４００〜６００℃に耐える耐熱性を有するガラスが使用されている。
【０００５】
係るリブを有する背面ガラス基板の製造方法としては、ガラス基板に樹脂を薄く塗って乾燥する作業を十回ほど繰り返して、少しずつリブを形成するスクリーン印刷法、フォトレジストを用いてパターニング形成を行った後、金属粉を吹き付けてリブの形成を行うサンドブラスト法などが公知であるが、サンドブラスト法が最も一般的に使用されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】川村正行著「よくわかるプラズマテレビ」（２００２年；電波新聞社）第１６３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、スクリーン印刷法は面倒であり、しかも多数回の積層塗装を行う際にわずかに位置ずれを起こすことなどにより、形成されたリブの形状が必ずしも好ましいものではない。またサンドブラスト法も工数のかかるものであり、製造コストが多大である。
【０００７】
本発明は、簡便な方法のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法は、
（ａ）１ｍｍ以下の等間隔ピッチにて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の平行溝
（ｂ）縦横のピッチ間隔１ｍｍ以下にて形成された幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下の格子状溝
（ｃ）対辺のピッチ間隔が１ｍｍ以下、幅２００μｍ以下、深さ５００μｍ以下のミアンダ型溝
のいずれかの溝を有する成形型の表面に液状樹脂材料を供給し、加熱固化させて連続状リブ又は格子状リブを片面に有する耐熱性樹脂シートとする成形工程を有し、
前記成形型はガラス材にて形成されていることを特徴とする。
【０００９】
係る製造方法により、樹脂成形の技術を応用して、ストライプ型、ワッフル型、ミアンダ型（図４〜図６に例示）を問わず、背面基板として利用可能なリブ付き耐熱性樹脂シートを簡便かつ低コストにて成形することができる。成形型構成材料として、金属を使用すると、切削法、エッチング法、サンドブラスト法等の幅に対する深さが大きな上記の（ａ）〜（ｃ）の形状を有する溝を形成することが困難であるが、ガラス質材料を使用すると、係る溝をサンドブラスト法により容易に形成することができる。しかも、ポリアミック酸を反応硬化させたイミド基含有樹脂はガラスと接着することなく容易に脱型可能であるという特徴も有する。
【００１０】
本発明の製造方法により製造するリブを片面に有する耐熱性樹脂シートにおけるリブの高さの下限は６０μｍ以上、より好ましくは８０μｍ以上であり、上限はより好ましくは３００μｍ以下、さらに好ましくは１８０μｍである。リブの高さが低すぎると蛍光材料が少なくなりすぎてディスプレイの輝度が低下する。リブの幅は、１５μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましい。ピッチ（リブの中心間距離）は、１００μｍ以上であり、一般的には１５０ミクロン程度のものが多く使用されている。格子状リブの場合、縦横のピッチは同一であっても異なっていてもよい。リブのピッチや高さは、画面の大きさに応じて適宜設定されるものであり、一般には、大型の画面ほどピッチ間隔、高さは大きく設定される。
【００１１】
上述の製造方法においては、前記成形型が、補強外筒部と前記補強外筒部の内側に設けられた表面に前記溝が形成されたガラス材製成形部とからなる円筒状成形型であり、前記円筒状成形型の内面に液状樹脂材料を供給し、前記円筒状成形型を軸芯回りに回転させ、遠心成形によりリブを片面に有する耐熱性樹脂シートとする成形工程を有することが好ましい。
【００１２】
係る製造方法により、均一な厚さとリブ形状を備えたリブ付き耐熱性樹脂シートを容易に製造することができる。「固化」とは乾燥による固形化、反応による硬化の一方又は双方を含む意味である。
【００１３】
リブ付き耐熱性樹脂シートは、平坦な成形型を使用しても、また円筒状成形型を使用しても成形可能である。平坦な成形型を使用する製造方法は、小型のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造に適した方法であり、円筒状成形型を使用する製造方法は、大型のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造に適した方法である。即ち、小型のシートを遠心成形法にて製造しようとすると円筒状成形型の内径が小さくて加工が困難であり、成形品の円筒状のくせがとれにくい。また大型のシートを平板状の型で製造しようとすると型の精度、特に厚さの精度を維持することが困難である。
【００１４】
上記のリブ付き耐熱性樹脂シートを構成する樹脂は、蛍光材料の焼結に耐えるものであれば限定なく使用可能であるが、耐熱性樹脂がポリイミド樹脂であることが好ましい。液状樹脂材料とは、重合反応が完結した重合体の溶液、流動性と反応性を有するオリゴマーないしモノマー並びにこれ等の溶液を含む耐熱性樹脂シートを形成可能な材料を意味する。リブ付き耐熱性樹脂シートを構成する樹脂がポリイミド樹脂である場合、前記液状樹脂材料がポリアミック酸ないしその溶液である。
【００１５】
ポリアミック酸ないしその溶液は流動性の高い液状樹脂材料であって遠心成形により均一な厚さのシートを形成可能であり、耐熱性に優れたポリイミド樹脂製のリブ付き耐熱性樹脂シートを形成することができる。
【００１６】
リブ付き耐熱性樹脂シートを構成する樹脂としてポリイミド樹脂を使用することにより、蛍光材料の最低の焼結温度である４００℃を超える耐熱性を有する背面基板を確実に製造することが可能である。
【００１７】
本発明の製造方法により製造するリブ付き耐熱性樹脂シートの厚さは、リブを除く厚さが２０μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、５０μｍ〜０．８ｍｍであることがより好ましい。厚さは、２０μｍ未満の場合には強度が十分ではなく、１ｍｍを超えると製造コストが高くなる。
【００１８】
本発明により得られたリブ付き耐熱性樹脂シートは、ガラス板、金属板、樹脂板などで裏打ちしてＰＤＰ背面基板として使用してもよい。
【００１９】
上記リブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法においては、前記成形工程が、前記液状樹脂材料を遠心成形により脱型可能な成形体とする１次成形工程及び脱型後の前記１次成形体を加熱して２次成形体とする２次成形工程を有することが好ましい。
【００２０】
係る製造方法により、比較的低温で成形した後に高温でキュアして重合反応を完結させる樹脂材料にて形成された耐熱性樹脂シートを、効率よく製造することができる。
【００２１】
２次成形工程は、溶剤を含む液状樹脂材料の場合には溶剤の完全な除去を、反応硬化性の液状樹脂材料の場合には、硬化反応を完結させる工程である。
【００２２】
例えば耐熱性樹脂がポリイミド樹脂である場合、本発明のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法は、遠心成形金型を使用してポリアミック酸のイミド化反応を完結させてポリイミドとなるまで加熱することにより成形することも可能である。
【００２３】
しかし、ポリイミド樹脂は、一般的にはポリアミック酸を室温から４５０℃に所定速度で連続的ないし段階的に昇温加熱することによりイミド転化反応させて形成されるものであり、ポリアミック酸は、通常流動性を高めるために有機溶剤を含んでいるために、ポリアミック酸溶液を高温の金型に供給して急激に加熱すると皮膜が溶剤の揮発により発泡し、また流動性が急激に低下するために形成されるシートの厚さの均一性が低下する。また同一の金型で室温付近から４５０℃まで加熱する成形サイクルとすると、金型の加熱・冷却を繰り返す必要が有り、エネルギー的にも生産上も効率が悪い。これに対して、１次成形工程と２次成形工程とを設け、１次成形工程は液状樹脂材料が含有する有機溶剤の揮散や重合のある程度の進行等が起こって脱型可能な１次成形体を調製する工程として加熱する温度範囲を抑制し、脱型した１次成形体を１次成形工程の最終温度前後から加熱を開始する２次成形工程にて重合反応を更に進行させて完結させることにより、金型の加熱・冷却の温度差を小さくすることができ、エネルギー効率も生産効率もよくなる。また２次成形工程は遠心成形を行う必要がないので、２次成形工程においては遠心成形装置が不要である。その結果、リブ付き耐熱性樹脂シートの製造コストを低減することができる。
【００２４】
第２成形工程においては、第１成形工程で成形した後に脱型して得られた円筒状の第１成形体を円筒の高さ方向に裁断して平板状シートとし、該平板状シートを２次成形工程にてポリイミドとすることが好適な態様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の製造方法により形成されるリブ付き耐熱性樹脂シートを構成する耐熱性樹脂は、蛍光材料の焼結温度に耐える耐熱性を有する樹脂は限定なく使用可能である。具体的にはポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂が例示される。これらの中でも、耐熱性、成形性に優れている点でポリイミド樹脂の使用が好ましい。
【００２６】
ポリイミド樹脂は芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを反応させてポリアミック酸とし、これを成形した後に加熱することにより形成される。
【００２７】
好適な芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が例示される。
【００２８】
また芳香族ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン等が例示される。
【００２９】
ポリアミック酸の流動性を高めるためには、有機溶媒が使用可能である。係る有機溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が例示でき、これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
ポリアミック酸は、上記の芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを反応させることにより製造できるが、市販品を使用してもよい。ポリアミック酸もしくはさらにある程度イミド化反応を進行させたポリイミド形成用材料の有機溶剤溶液は、ポリイミドワニスとして、Ｉ．Ｓ．Ｔコーポレーション、宇部興産、東レなどから市販されており、使用可能である。
【００３１】
本発明のリブ付き耐熱性樹脂シートの製造方法の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ストライプ状のリブ付き耐熱性樹脂シートの遠心成形による製造方法の実施に使用する成形型を例示したものである。
【００３２】
遠心成形用の成形型４０は円筒状であり、内面にリブを形成する溝４４が形成されており、軸４２により回転可能に構成されている。
【００３３】
図２には遠心成形用成形型４０の開口端部近傍の部分断面を示した。成形型４０は、補強外筒部４１と該補強外筒部４１の内側に設けられた、リブを形成する溝４４を備えたガラス材製の成形部４５とから構成されており、遠心成形型４０の端部には縁部４８が形成されて内面に供給した液状樹脂材料が遠心成形時に外に流出しないように構成されている。遠心成形型４０を回転させつつ液状樹脂材料４６を供給すると、液状樹脂材料４６は遠心力により成形型の内面に、溝４４に対応した形状のリブを形成しつつ均一に皮膜形成する。
【００３４】
成形部４５を構成するガラス材は、公知のガラス材が限定なく使用できる。特にＰＤＰの背面基板として実用化されているガラス材や、該ガラス基板上にリブを形成する際に使用される低融点ガラス材などが好適な材料として例示される。
【００３５】
補強外筒部４１を構成する材料も、公知の材料から適宜選択して使用する。加工の容易性とコストを勘案すると鉄材の使用が好ましい。金属製の補強外筒部４１とガラス材製の成形部４５の間には、両者の線膨張率に差がある場合に、シリコンゴム、ロックウール等の緩衝材層を設けることは好適な態様である。
【００３６】
遠心成形における成形金型の回転数は、液状樹脂材料の粘度などに応じて適宜設定されるが、２００〜１００００ｒｐｍであることが好ましい。回転数が遅すぎると得られるシートの厚さ精度が十分ではなくなる。回転数は高いほどよいが、設備費用が高価になる。成形金型の回転数は、５００〜５０００ｒｐｍであることがより好ましい。
【００３７】
図２に示したリブの断面形状は矩形であるが、これに限定されるものではなく、台形や正規分布曲線のような形状であってもよい。リブの断面の幅は、高さの中央位置の幅である。
【００３８】
ポリイミド樹脂を使用する場合には、成形工程を２段で行うことが好ましく、第１成形工程は、液状樹脂材料４６に有機溶剤が含まれている場合にはその揮散並びに必要な重合反応の進行、また液状樹脂材料４６が有機溶剤を含有しない単量体やオリゴマーである場合には重合反応の進行を行って、脱型可能な１次成形体を製造する工程である。市販のポリイミドワニスを使用する場合には、有機溶剤の揮散とイミド化反応を進行させる工程であり、加熱温度は室温から１２０〜２５０℃程度である。２次成形工程は、１次成形工程にて得られた１次成形体を円筒状の金型から脱型し、円筒の長さ方向に裁断して平坦なシート状とし、適宜の平板上に載置して加熱装置に入れ、重合反応を進行、完結させて２次成形体とする工程である。ポリイミド樹脂の場合には、１次成形工程の最終温度である１２０〜２５０℃程度から加熱を開始して最終的には３５０℃から４５０℃程度まで加熱を行う。
【００３９】
図１には、片側が開口した円筒状の遠心成形型を例示したが、図３には閉鎖成形空間を構成可能な遠心成形型を例示した。遠心成形型３９は、回転軸を有する成形型４０と、回転軸５２を有し、成形型４０の開口部に嵌合してこれを閉鎖し、閉鎖成形空間を形成する蓋５０とから構成される蓋型５３を備えている。蓋５０は、成形型４０の開口部から内面に液状樹脂材料を供給した後に離隔位置から進出して成形型４０の開口部に嵌合して閉鎖成形空間を形成する。成形型４０は、図２に示したのと同様な構造に形成する。
【００４０】
上記構成の成形型は、２軸支持されるので回転が安定し、同じ成形型を使用してもより高速回転による成形を行うことができ、厚さの精度に優れたリブ付き耐熱性樹脂シートを製造することができる。また、閉鎖成形空間内に熱風を送り込むことができるので、加熱効率にも優れたものである。
【実施例】
【００４１】
内径３００ｍｍ、長さ４００ｍｍの図１に示した構成を有する円筒状成形型のガラス材にて形成された内筒表面に、幅２０μｍ、深さ１００μｍの溝を１５０μｍのピッチで円周方向にサンドブラストにより彫り込み加工を施して成形部とした。この円筒状成形型を緩やかに回転させつつ、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた固形分１８ｗｔ％のポリイミドワニス６００ｇを供給し、１０００ｒｐｍで回転しながら温度を室温から１２０℃まで昇温して１２０℃にて１２０分加熱し、脱型可能な半硬化状態の１次成形体である円筒状シートとした。この１次成形体の１箇所を回転軸と平行に切断してリブを有する平坦な１次成形体シートとして取り出した。
【００４２】
この１次成形体シートを４５０℃まで徐々に昇温させ、４５０℃で１０分間加熱し、ポリイミド化反応を完結させて２次成形体を得た。得られた２次成形体シートは、大略９００ｍｍ×４００ｍｍの大きさであり、厚さ２００μｍであり、片面には高さ１００μｍのバリアリブが規則的に形成されたものであり、４００℃でも溶融変形することなく形状を保持するものであり、蛍光体材料の焼結に耐えるものであって、ＰＤＰ背面基板として使用可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】リブ付き耐熱性樹脂シートの製造に適した遠心成形用成形型を例示した斜視図
【図２】リブ付き耐熱性樹脂シートの製造に適した遠心成形用成形型を例示した開口部近傍の部分断面図
【図３】リブ付き耐熱性樹脂シートの製造に適した閉鎖成形空間を構成可能な遠心成形型を例示した側面図
【図４】ストライプ型リブタイプのＰＤＰの構成を例示した概略斜視図
【図５】格子状リブを有するＰＤＰ用背面ガラス基板を例示した概略斜視図
【図６】ミアンダ型リブを有するＰＤＰ用背面ガラス基板を例示した概略正面図
【符号の説明】
【００４４】
４０      成形型
４１      補強外筒部
４２      回転軸
４４      溝
４５      ガラス製成形部
４６      液状樹脂材料
【図１】
2005319681.tif 000003
【図２】
2005319681.tif 000004
【図３】
2005319681.tif 000005
【図４】
2005319681.tif 000006
【図５】
2005319681.tif 000007
【図６】
2005319681.tif 000008