5-1 は じ め に
第 4 章 で は ， レ ー ザ 変 位 計 で の ギ ャ ッ プ 制 御 性 と デ ィ ス ペ ン ス 塗 布 の 流 動 制 御 性 を 確 認 し ，ギ ャ ッ プ 量 を 30～70 µ m の 範 囲 で 制 御 す れ ば ，必 要 量 の 維 持 が 可 能 な 塗 布 プ ロ セ ス を 開 発 し た こ と を 述 べ た ． し か し ， 塗 布 し た 蛍 光 体 ペ ー ス ト は ， 被 塗 布 材 料 と の ぬ れ 性 に 影 響 を 受 け て 広 が り ， 塗 布 厚 さ の 制 御 が 困 難 で あ っ た ．
PDP の 蛍 光 体 パ ネ ル は ，10～30 µ m 蛍 光 体 層 を ワ ッ フ ル 状 の 底 面 と 隔 壁 に 形 成 す る が ， 蛍 光 体 の 広 が り 範 囲 に 許 容 が あ り ， 塗 布 ギ ャ ッ プ 精 度 や ぬ れ 性 の ば ら つ き に よ る 塗 布 厚 さ へ の 影 響 は ， 少 な か っ
た１) , 2 )． し か し ，FED の 蛍 光 体 パ ネ ル は ， 隔 壁 を 持 た な い BM 開 口
部 に 10 µ m 以 下 の 蛍 光 体 層 を 形 成 し ， ア ノ ー ド と カ ソ ー ド の 電 界 状 態 を 維 持 す る 後 付 け ス ペ ー サ の 清 浄 度 が 重 要 で あ っ た 3 )．
本 章 で は ，FE D の 蛍 光 体 パ ネ ル の 樽 形 状 BM 開 口 部 に ，10 µ m 以 下 の 蛍 光 体 層 を 形 成 す る た め ， 塗 布 後 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト の ぬ れ 性 の 制 御 と ，BM 開 口 部 以 外 の 蛍 光 体 を 剥 離 す る ， 独 自 の プ ロ セ ス に つ い て 明 ら か に す る ． 本 研 究 で 用 い た 実 験 装 置 と 実 験 方 法 ， 実 験 結 果 お よ び そ の 考 察 に つ い て ， 以 下 に 述 べ る ．
5-2 厚 膜 塗 布 層 形 成 プ ロ セ ス と 実 験 方 法
本 研 究 で は ，FE D の 蛍 光 体 パ ネ ル 形 成 の た め ， 蛍 光 体 ペ ー ス ト の デ ィ ス ペ ン ス 塗 布 と 厚 膜 層 形 成 の プ ロ セ ス 開 発 を 行 っ た ． 蛍 光 体 層 は ，ガ ラ ス 基 板 上 の BM に 形 成 さ れ た 樽 形 状 開 口 部 115 µ m × 15 5 µ m に ， 厚 さ 8±1.5 µ m の 層 を 形 成 さ せ る ． こ の 開 口 部 の 横 方 向 の ピ ッ チ 間 隔 は ，210 µ m で あ る ．
図 5- 1 に ，厚 膜 蛍 光 体 層 を 形 成 す る た め の プ ロ セ ス フ ロ ー を 示 す ． 第 4 章 で ， シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 行 っ た 塗 布 プ ロ セ ス を 使 い ， デ ィ ス ペ ン ス 塗 布 を 行 っ た ．( a ) は ，1 色 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を ，ガ ラ ス 基 板 の BM 開 口 配 列 の 所 定 位 置 に 塗 布 し た 状 態 で あ る ． こ の 蛍 光 体 ペ ー
ス ト は ( b) 塗 布 し 工 程 で あ る 365
の 感 光 材 を 硬 化 を 28
光 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト ト は
蛍 光 体 層 を 形 成 す る
離 お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る 蛍 光 体
ス ト は ，蛍 光 体
( b) は ， ガ ラ ス 基 板 の 塗 布 し た 後 ，
工 程 で あ る ．
365 n m の 紫 外 線 波 長 高 圧 水 銀 ラ ン プ で
の 感 光 材 を 硬 化
28 °C に 保 っ た 漕 に 光 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト
は ，50 0 ° C 90 蛍 光 体 層 を 形 成 す る
お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る 蛍 光 体 ペ ー ス ト の
図
蛍 光 体 ，U V 感 光 用 レ ジ ン 樹 脂 ガ ラ ス 基 板 の
，120 °C，
． ( c ) は ，
の 紫 外 線 波 長 高 圧 水 銀 ラ ン プ で の 感 光 材 を 硬 化 す る 工 程 で あ る
に 保 っ た 漕 に
光 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を 剥 離 す る C 90 分 間 の 熱 処 理 を 行 い 蛍 光 体 層 を 形 成 す る ．
お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る ペ ー ス ト の 厚 さ 制 御
図 5- 1 厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー 感 光 用 レ ジ ン 樹 脂
ガ ラ ス 基 板 の BM 上 に
， 15 分 間 乾 燥 し て ガ ラ ス 基 板 の 裏 面 か ら の 紫 外 線 波 長 高 圧 水 銀 ラ ン プ で
す る 工 程 で あ る に 保 っ た 漕 に ，30
を 剥 離 す る 分 間 の 熱 処 理 を 行 い
． 蛍 光 体
お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る 厚 さ 制 御 が
厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー
- 99 - 感 光 用 レ ジ ン 樹 脂
上 に ， 線 状 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を 分 間 乾 燥 し て
ガ ラ ス 基 板 の 裏 面 か ら の 紫 外 線 波 長 高 圧 水 銀 ラ ン プ で
す る 工 程 で あ る ． 硬 化 後
30 秒 間 浸 け る こ と で
を 剥 離 す る ． 開 口 部 に 形 成 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス 分 間 の 熱 処 理 を 行 い ，
蛍 光 体 ペ ー ス ト の 外 形 寸 法 は お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る
が 重 要 で あ る
厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー 感 光 用 レ ジ ン 樹 脂 ，溶 剤 の
線 状 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を 分 間 乾 燥 し て ， B CA
ガ ラ ス 基 板 の 裏 面 か ら BM の 紫 外 線 波 長 高 圧 水 銀 ラ ン プ で 裏 面 露 光 し
硬 化 後 ，0.4 wt 秒 間 浸 け る こ と で
開 口 部 に 形 成 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス
，蛍 光 体 以 外 の 成 分 を 除 去 し ペ ー ス ト の 外 形 寸 法 は
お よ び 熱 処 理 に よ る 収 縮 で 決 定 さ れ る ． こ の 工 程 で あ る ．
厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー 溶 剤 の BC A で 構 成 線 状 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を
CA の 成 分 を 除 去 BM の 開 口 部 を 通 し て 露 光 し ，蛍 光 体 ペ ー ス ト 0.4 wt % の
秒 間 浸 け る こ と で ， 開 口 部 以 外 の 未 感 開 口 部 に 形 成 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス
蛍 光 体 以 外 の 成 分 を 除 去 し ペ ー ス ト の 外 形 寸 法 は ， 裏 面 露 光 と
の 工 程 で は
厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー
構 成 さ れ る 線 状 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト を 3 色 全 て
成 分 を 除 去 す る の 開 口 部 を 通 し て
蛍 光 体 ペ ー ス ト Na2CO3 溶 剤 開 口 部 以 外 の 未 感 開 口 部 に 形 成 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス
蛍 光 体 以 外 の 成 分 を 除 去 し 裏 面 露 光 と で は ， 塗 布 後 の
厚 膜 蛍 光 体 層 形 成 の 新 プ ロ セ ス フ ロ ー
さ れ る ． 全 て す る の 開 口 部 を 通 し て ， 蛍 光 体 ペ ー ス ト 溶 剤 開 口 部 以 外 の 未 感 開 口 部 に 形 成 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス 蛍 光 体 以 外 の 成 分 を 除 去 し て 裏 面 露 光 と 剥 塗 布 後 の
- 100 - 5-2.1 BCA の 付 着 張 力 の 評 価 方 法
本 研 究 の 蛍 光 体 層 形 成 プ ロ セ ス で は ， 塗 布 後 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト の 形 状 維 持 が 必 要 で あ る ． こ の た め ， 蛍 光 体 ペ ー ス ト に 含 ま れ る 溶 剤 の B C A と ガ ラ ス 基 板 表 面 の 付 着 張 力 を 評 価 し た ． 付 着 張 力 は ， 固 体 の 表 面 張 力 と 固 体 ・ 液 体 間 の 界 面 張 力 の 差 で 表 さ れ る が ， 一 般 的 に は 接 触 角 を 測 定 す る こ と で ， 付 着 張 力 を 評 価 し て い る ．
図 5- 2 に ，固 体 に 供 給 し た 液 体 の 表 面 張 力 ，固 体 の 表 面 張 力 ，液
体 と 固 体 の 界 面 張 力 の 平 衡 関 係 を 示 す ． こ の 関 係 は Young の 式 で 示 さ れ る ．
cos θ F F
F
12−
13=
23 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・( 5- 1) こ こ で ，F13は 固 体 の 表 面 張 力（N/ m），F23は 液 体 の 表 面 張 力（N/ m），F12は 個 体 と 液 体 の 界 面 張 力（N / m），
θ
は 液 体 の 接 触 角（°），F23 cos θ は 付 着 張 力 （N/ m） で あ る ． 今 回 の 付 着 張 力 の 評 価 で は ， ガ ラ ス 基 板 が 固 体 ，BC A が 液 体 で あ る ．θ
が 90 °よ り も 小 さ い 場 合 は ， 固 体 と 液 体 の 間 で ぬ れ 現 象 が 発 生し ，
θ
が 小 さ い ほ ど ， ぬ れ 性 は よ い ． こ の BC A の 接 触 角 を 測 定 し ， ガ ラ ス 基 板 表 面 の 前 処 理 効 果 を 評 価 し た 4 ) , 5 )． 接 触 角 の 測 定 に は ， デ ジ タ ル マ イ ク ロ ス コ ー プ VH X- 700 F を 使 用 し た ．図 5- 2 液 体 と 固 体 の 表 面 張 力 と 界 面 張 力 の 関 係
- 101 -
前 処 理 に は ， U V 光 照 射 に よ る 親 水 処 理 ，He xa me t h yl di s i ll a z an e
（HM D S） お よ び フ ッ 素 樹 脂 コ ー ト に よ る 撥 水 処 理 を 検 討 し た ． そ
れ ぞ れ の 処 理 方 法 は ， 次 の 通 り で あ っ た ．
・U V 光 照 射 処 理 は ，5 J / mm2の UV 光 を ，15 秒 間 照 射
・HM DS 処 理 は ，50 °C の ト リ メ チ ル シ リ ル 基 供 与 体 で あ る H M DS の 100 wt %の 漕 に 3 分 間 浸 漬 し ， そ の 後 130 °C で 3 分 間 の 乾 燥
・フ ッ 素 コ ー ト 処 理 は 液 体 フ ッ 素 を 散 布 し ，大 気 放 置 で 40 分 間 乾 燥 こ の 前 処 理 を 行 う 基 板 は ， ガ ラ ス 基 板 ，B M 付 き ガ ラ ス 基 板 ， 熱 処 理 し た BM 付 き ガ ラ ス 基 板 と し た ．こ の 熱 処 理 は ，2 50 °C で 20 分 間 の 加 熱 と し た ．BC A の 接 触 角 の 評 価 に は ， 水 の 接 触 角 も 測 定 し ， こ れ を 評 価 基 準 と し た ．
5-2.2 塗 布 圧 力 と 塗 布 厚 さ の 測 定 方 法
第 4 章 ， 図 4- 10 に 示 す シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 か ら ， ギ ャ ッ プ 量 の 変 化 の 影 響 が 少 な い 塗 布 条 件 が わ か っ た ．( 4- 5) 式 か ら は ， こ の 条 件 に 対 す る 塗 布 圧 力 の 影 響 で ， 塗 布 量 の 増 減 が 発 生 す る と 考 え ら れ る ． こ の 関 係 は ， 第 3 章 ， 図 3- 11 の 結 果 か ら も 確 認 さ れ た ． こ の た め ， 塗 布 圧 力 に 対 す る 塗 布 厚 さ の 影 響 を 測 定 し た .
熱 処 理 し た BM 付 き ガ ラ ス 基 板 の 上 に 塗 布 し た 蛍 光 体 ペ ー ス ト の 塗 布 幅 と 塗 布 厚 さ を ，第 4 章 ，図 4- 3 の 塗 布 断 面 測 定 装 置 で 測 定 し た ．塗 布 ノ ズ ル 径 ，塗 布 速 度 ，塗 布 ギ ャ ッ プ は ，そ れ ぞ れ 0.14 mm，
125 mm/ s，30 µ m と し た ．
5-2.3 蛍 光 体 含 有 量 と 塗 布 厚 さ の 測 定 方 法
FED の 蛍 光 体 ペ ー ス ト は ， 蛍 光 体 材 料 ，U V 感 光 レ ジ ン 材 料 ， そ れ に 溶 剤 の BC A で 構 成 さ れ る ．蛍 光 体 材 料 の 含 有 量 が 及 ぼ す ，蛍 光 体 ペ ー ス ト の 塗 布 厚 さ へ の 影 響 を 評 価 し た ．
熱 処 理 し た ガ ラ ス 基 板 上 の BM は ，蛍 光 体 ペ ー ス ト 内 の BC A を 急 速 に 吸 収 し ，BC A 以 外 の 固 形 成 分 が ，塗 布 直 後 の 形 状 を 維 持 す る と 考 え ら れ る ． こ の た め ， 蛍 光 体 含 有 率 と 塗 布 厚 さ の 関 係 を ， 蛍 光 体 含 有 率 55 wt % と 30 wt % の 蛍 光 体 ペ ー ス ト で 評 価 し た ．評 価 に は ，
- 102 -
第 4 章 ，図 4- 3 の 塗 布 断 面 測 定 装 置 に 搭 載 す る 変 位 計 LT- 8100 を 使 用 し ， 液 滴 の 最 も 高 い 箇 所 を 塗 布 厚 さ と 定 義 し た ． ま た ， 熱 処 理 し た BM の 効 果 を 確 認 す る た め ， 熱 処 理 し な い ガ ラ ス 基 板 と BM 付 き ガ ラ ス 基 板 を ， 比 較 対 象 と し て 測 定 し た ．
5-2.4 蛍 光 体 層 形 成 プ ロ セ ス の 評 価 方 法
塗 布 し た 蛍 光 体 ペ ー ス ト を 乾 燥 ， 裏 面 露 光 ・ 現 像 ， 熱 処 理 し ， そ れ ぞ れ の 工 程 の 出 来 栄 え を 評 価 し た ．外 観 観 察 に は ，第 4 章 ，図 4- 3 の 断 面 測 定 装 置 に 搭 載 す る デ ジ タ ル マ イ ク ロ ス コ ー プ VHX- 70 0F を 使 用 し た ．
現 像 さ れ た 蛍 光 体 ペ ー ス ト は ， 熱 処 理 す る こ と で ， 蛍 光 体 以 外 の 成 分 が 除 去 さ れ る ． こ の た め ， 蛍 光 体 ペ ー ス ト に 含 ま れ る 蛍 光 体 の 含 有 率 と 熱 処 理 後 に 形 成 さ れ る 蛍 光 体 層 の 厚 さ 寸 法 か ら ， 必 要 最 小 限 の 蛍 光 体 ペ ー ス ト の 断 面 積
A
は ， 次 式 で 算 出 で き る ．( )
t m
∆ x l
A 100
×
× +
=
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・( 5- 2)こ こ で ，
l
は BM 開 口 部 の 幅 （µ m），∆ x
は 蛍 光 体 ペ ー ス ト の 塗 布 位 置 の ば ら つ き 量（µ m），t
は 熱 処 理 後 の 蛍 光 体 層 の 厚 さ（µ m），m
は 蛍 光 体 ペ ー ス ト に 含 ま れ る 蛍 光 体 の 含 有 率 （wt %） で あ る ． 蛍 光 体 層 形 成 の 実 験 で 得 ら れ た 値 か ら ， 蛍 光 体 含 有 率 が( 5-2) 式 の 幅 と 厚 さ の ど ち ら に 影 響 す る か を 評 価 し た ． 熱 処 理 後 の 蛍 光 体 層 の 厚 さ は ，SEM 観 察 で 行 っ た ．
5-3 結 果 お よ び 考 察
5-3.1 BCA の 付 着 張 力 の 評 価 結 果 お よ び 考 察
図 5- 3 に ，前 処 理 し た ガ ラ ス 基 板 に 対 す る 溶 剤 BC A の 付 着 張 力 を 評 価 し た 結 果 を 示 す ． 図 中 の 横 軸 は 基 板 の 前 処 理 状 態 ， 縦 軸 は 接 触 角 度 で あ る ． 付 着 張 力 は 液 滴 の 接 触 角 で 示 し ， 角 度 が 小 さ い ほ ど ぬ れ 性 が よ く ， 付 着 張 力 は 高 い ． 前 処 理 状 態 は ， 左 か ら UV 光 処 理
（ 親 水 処 理 ）， 処 理 な し ，HM DS 処 理 （ 撥 水 処 理 ）， フ ッ 素 コ ー ト 処