(57)【要約】  本明細書で開示されるのは、微細構造層を基層の上に有する微細構造工具である。微細構造層は、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤の反応生成物である芳香族アクリレートポリマーで作成され、芳香族アクリレートポリマーが、約１：１未満の芳香族炭素対脂肪族炭素の比を有し、オリゴマーが、多官能性アクリレートモノマー又はアクリレートの官能化オリゴマーを含む。微細構造層は、１つ以上の構造を有する微細構造表面を有する。基層は、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスであってもよい。また本明細書で開示されるのは、レーザーアブレーションを用いて微細構造工具を作成する方法である。微細構造工具を用いて、光学用途での使用に好適な物品が作成されてもよい。
2009532213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族アクリレートポリマーを含みそして微細構造表面を有する、微細構造層と、
前記芳香族アクリレートポリマーは、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤との反応
生成物を含み、前記芳香族アクリレートポリマーは、約１：１未満の芳香族炭素：脂
肪族炭素の比を有し、前記オリゴマーは、多官能性アクリレートモノマー又はアクリ
レートの官能化オリゴマーを含み、前記微細構造表面は、１つ以上の構造を含む、
金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含む基層と、
前記基層は、前記微細構造表面の反対側で前記微細構造層に隣接して配置されて
いる、
を含む微細構造工具。
【請求項２】
前記芳香族アクリレートポリマー中の前記芳香族炭素：脂肪族炭素の比が、約０．５：１未満である、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項３】
前記オリゴマーが、芳香族ウレタンアクリレートを含む、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項４】
前記オリゴマーが、
２つ以上のイソシアネート基を含む多官能性イソシアネートと、
１つ以上の（メタ）アクリレート基及び１つ以上のヒドロキシ基を含むヒドロキシ（メタ）アクリレートと、
２つ以上のヒドロキシ基を含む多官能性アルコールと、
の反応生成物を含む、請求項３に記載の微細構造工具。
【請求項５】
前記多官能性イソシアネートが芳香族である、請求項４に記載の微細構造工具。
【請求項６】
前記多官能性イソシアネートが、トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，４フェニレンジイソシアネート、又はテトラメチルメタ−キシリルジイソシアネートを含む、請求項４に記載の微細構造工具。
【請求項７】
前記ヒドロキシ（メタ）アクリレートが、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを含む、請求項４に記載の微細構造工具。
【請求項８】
前記ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートを含む、請求項７に記載の微細構造工具。
【請求項９】
前記多官能性アルコールが、アルコキシル化トリオールを含む、請求項４に記載の微細構造工具。
【請求項１０】
前記アルコキシル化トリオールが、
【化１】
2009532213.tif 000008
（式中、ｎは独立して０〜２である）を含む、請求項９に記載の微細構造工具。
【請求項１１】
前記放射線硬化可能な希釈剤が、２〜６の（メタ）アクリレート基を含む多官能性（メタ）アクリレートを含む、請求項３に記載の微細構造工具。
【請求項１２】
前記多官能性（メタ）アクリレートが、
【化２】
2009532213.tif 000009
（式中、ｎは独立して０〜５である）請求項１１に記載の微細構造工具。
【請求項１３】
前記多官能性イソシアネートが、
トルエンジイソシアネートを含み、
前記ヒドロキシ（メタ）アクリレートが、２−ヒドロキシエチルアクリレートを含み、そして、
前記多官能性アルコールが、
【化３】
2009532213.tif 000010
（式中、ｎは独立して０〜２である）を含む、請求項４に記載の微細構造工具。
【請求項１４】
前記オリゴマーが、芳香族エポキシアクリレートを含む、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項１５】
前記放射線硬化可能な希釈剤が、前記オリゴマーと前記放射線硬化可能な希釈剤との全重量に対して６０重量％までの量で存在する、請求項１の微細構造工具。
【請求項１６】
前記基層が、ニッケル、アルミニウム、銅、鋼、黄銅、青銅、スズ、タングステン、マグネシウム、クローム、又はこれらの合金を含む、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項１７】
前記基層が、前記微細構造層に隣接する表面を有し、前記表面が１００ｎｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）を有する、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項１８】
前記１つ以上の構造の少なくとも１つが、約１０００μｍまでの最大深さを有する、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項１９】
前記１つ以上の構造の少なくとも１つが、約０．５μｍ〜約１０００μｍの最大深さを有する、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項２０】
前記１つ以上の構造が、矩形、六角形、立方形、半球形、円錘形、角錘形、又はこれらの組合せを含む、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項２１】
前記微細構造工具が、円筒、平面、又はベルトとして形成される、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項２２】
前記基層がアルミニウムを含み、そして前記微細構造工具が更に、前記微細構造層と前記基層の間に配置されたニッケル層を含み、前記ニッケル層がニッケルを含む、請求項１に記載の微細構造工具。
【請求項２３】
微細構造工具の製造方法、前記方法は、
芳香族アクリレートポリマーを含むレーザーアブレーション可能な層と、
（前記芳香族アクリレートポリマーは、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤の反応
生成物を含み、前記芳香族アクリレートポリマーは、約１：１未満の芳香族炭素：脂
肪族炭素の比を有し、前記オリゴマーは、多官能性アクリレートモノマー又はアクリ
レートの官能化オリゴマーを含む）
金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含む基層と、
（前記基層は、前記レーザーアブレーション可能な層に隣接して配置されている）
を含むレーザーアブレーション可能な物品を用意する工程、
レーザーを有するレーザーアブレーション装置を用意する工程、並びに
前記レーザーアブレーション可能な層を除去して、１つ以上の構造を含む微細構造表面を形成する工程、
を含む。
【請求項２４】
前記レーザー発光線が、約２μｍ未満の波長を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記レーザー発光線が、約４００ｎｍ未満の波長を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記レーザー発光線が、前記１つ以上の構造の最小寸法の約１０倍未満の波長を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記レーザー発光線が、前記１つ以上の構造の最小寸法の約２倍未満の波長を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記基層がアルミニウムを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記レーザーアブレーション可能な層と前記基層との間に配置されたニッケル層を更に含み、前記ニッケル層がニッケルを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記レーザーアブレーション可能な層が、前記照射の前記波長において、１ｃｍ当たり約１×１０３を超える吸収係数を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記芳香族アクリレートポリマーがレーザーアブレーション閾値を有し、前記基層がレーザー損傷閾値を有し、前記レーザーアブレーション閾値が前記レーザー損傷閾値の０．２５未満である、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記レーザーアブレーション可能な物品が、円筒、平面、又はベルトとして形成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
請求項２３に記載の方法により形成された微細構造工具。
【請求項３４】
微細構造複製品の製造方法、前記方法は、
請求項１に記載の微細構造工具を用意する工程、
前記微細構造表面の上に液体組成物を適用する工程、
前記液体組成物を固化させて、固化層を生成する工程、及び
前記固化層を、前記微細構造工具から分離する工程を含む。
【請求項３５】
前記液体組成物が、１種以上のモノマーを含み、そして固化が硬化を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記液体組成物が１種以上の溶融ポリマーを含み、そして固化が冷却を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
請求項３４に記載の方法により調製された微細構造複製品。
【請求項３８】
微細構造金属工具の製造方法、前記方法は、
請求項１に記載の微細構造工具を用意する工程、
前記微細構造表面の上に金属を適用して、金属層を形成する工程、及び
前記金属層を、前記微細構造工具から分離する工程を含む。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法により調製された微細構造金属工具。
【請求項４０】
請求項３８に記載の微細構造金属工具で調製されたバリアリブ構造体。
【請求項４１】
請求項４０に記載のバリアリブ構造体を含むプラズマディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、（本発明の譲受人に）共に譲渡された同時係属の米国特許出願シリアル番号１１／２７８，２７８、名称「微細構造工具及びレーザーアブレーションを用いて作成する方法（Microstructured Tool and Method of Making Using Laser Ablation）」（フレミング（Fleming）ら、本明細書と同日出願）（事件番号６０８４０ＵＳ００２）に関連する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、微細構造工具に関するものであり、特に、基層の上に配置された芳香族アクリレートポリマーの微細構造層を含む微細構造工具に関する。微細構造工具は、レーザーアブレーションを用いて作成される。
【背景技術】
【０００３】
数ミリメートル未満の構造を含む微細構造工具が、特殊機能を実行可能な微細構造複製品を形成するための複製プロセスに使用される。複製品は、微細構造工具から直接、又は微細構造工具から形成された金属工具から作成可能である。微細構造複製品は、これらがプリズム、レンズなどとして機能する光学用途が含まれる、様々な用途に使用される。そのような用途においては、多くの場合、これらの微細光学構成要素、及びしたがってこれらが作成される微細構造工具は、表面粗さなどの不完全さが無いことが重要であり、そうでなければ、望ましくない光学製品を作り出す可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザーアブレーションは、微細構造ポリマー層を支持基材上に有する微細構造工具を形成するのに用いられてもよいプロセスである。微細構造ポリマー層は、ポリマーの選択領域を取り除くことにより形成された、１つ以上の窪み構造をその表面上に有するポリマー層を含む。ポリマーの除去は、レーザーからの放射線の吸収に続く分解の結果である。微細光学構成要素に対する増大する要求を満たすために、レーザーアブレーションを用いて、上の説明の厳しい基準を満たす微細構造工具を形成することが望ましい。したがって、レーザーアブレーションプロセスで使用されてもよい新規材料が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示されるのは、微細構造層を基層の上に有する微細構造工具である。微細構造層は、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤の反応生成物である芳香族アクリレートポリマーで作成され、芳香族アクリレートポリマーが、約１：１未満の芳香族炭素対脂肪族炭素の比を有し、オリゴマーが、多官能性アクリレートモノマー又はアクリレートの官能化オリゴマーを含む。微細構造層は、１つ以上の構造を有する微細構造表面を有する。基層は、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含んでもよい。
【０００６】
また本明細書で開示されるのは、レーザーアブレーションを用いて微細構造工具を作成する方法である。この方法は、レーザーアブレーション可能な物品を用意する工程を含み、これは、レーザーアブレーション可能な物品が、芳香族アクリレートポリマーを含むレーザーアブレーション可能な層であって、芳香族アクリレートポリマーが、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤の反応生成物を含み、芳香族アクリレートポリマーが、約１：１未満の芳香族炭素対脂肪族炭素の比を有し、オリゴマーが、多官能性アクリレートモノマー又はアクリレートの官能化オリゴマーを含む、レーザーアブレーション可能な層と、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含む基層であって、基層が、レーザーアブレーション可能な層に隣接して配置されている、基層とを含むものである、レーザーアブレーション可能な物品を用意する工程、レーザーを有するレーザーアブレーション装置を用意する工程、並びにレーザーアブレーション可能な層を蒸発させて、１つ以上の構造を含む微細構造表面を形成する工程を含む。
【０００７】
また本明細書で開示また本明細書で開示されるのは、微細構造複製品を作成する方法である。この方法は、請求項１の微細構造工具を用意すること、微細構造表面の上に液体組成物を塗布すること、液体組成物を固化させて固化層を形成すること、及び固化層を微細構造工具から分離することを含む。
【０００８】
また本明細書で開示されるのは、微細構造金属工具を作成する方法である。この方法は、請求項１の微細構造工具を用意する工程、微細構造表面の上に金属を適用して金属層を形成する工程、及び金属層を微細構造工具から分離する工程を含む。
【０００９】
本明細書で開示される微細構造物品は、プラズマディスプレイ装置、コンピュータモニター、及び手持ち式装置などの光学用途、マイクロ流体素子のチャネル構造、機械的用途などに使用されてもよい。
【００１０】
上記要約は、本発明の開示された各実施形態又はあらゆる実施を記述するようには意図されていない。次に続く図面及び発明を実施するための最良の形態が、説明に役立つ実施形態を更に詳しく例証する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記のように、レーザーアブレーションは、微細構造のポリマー層を支持基材の上に作り出すのに用いられてもよいプロセスである。このプロセスにおいては、放射線が、レーザーによって発せられ、ポリマー層の選定区域の上に入射するようになっている。ポリマー層が放射線を吸収すると、ポリマーの除去が、光熱的及び光化学的メカニズムのある組合せに起因する蒸発によって生じる。その組合せは通常、例えば融点、放射線波長における吸収係数、熱容量、及び屈折率などのポリマーの選択された特性、並びにレーザー流束量、波長、及びパルス持続時間などのレーザーアブレーション条件とに依存する。
【００１２】
本明細書で開示されるような、光学用途での使用に好適な微細構造工具は、それぞれの構造を形成するのにレーザーによる２ショット以上が使用される、多ショットレーザーアブレーションプロセスを用いて作成されてもよい。このプロセスにより、構造側壁の角度制御や、基材の表面又は基層の表面までポリマーを取り除くことも可能になる。多ショットレーザーアブレーションは又、例えば１５μｍを超える厚い芳香族アクリレートポリマー層を微細構造化するためにも使用される。
【００１３】
多数のタイプのシステムが、多ショットレーザーアブレーションプロセスでの使用のために利用可能であり、例えば投影システム、点描画システム、シャドーマスクシステム、及びホログラフィシステムが挙げられる。例えば、シャドーマスク除去システムでは、所望のパターンを有するマスクが、ポリマー層を有するレーザーアブレーション可能な物品にごく近接して又は接触して置かれる。マスクによって放射線が選定区域だけに到達可能になるので、そのパターンが、ポリマー層の表面上に形成される。レーザーアブレーションシステムは、好ましくは、４００ｎｍ以下の波長を有する放射線を発するレーザーを、例えばＫｒＦ、Ｆ２、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、ＸｅＦ、若しくはＸｅＣｌレーザーなどのエキシマレーザーが含まれるレーザーを利用するか、又はより長い波長を有する放射線を発するが非線形結晶を用いて４００ｎｍ以下に変換されたレーザーを利用する。有用なレーザーアブレーションのシステム及び方法が、例えば米国特許第６，２８５，００１Ｂ１号に記載されている。
【００１４】
本明細書で開示される微細構造工具１０は、図１の例に示されるように、芳香族アクリレートポリマーを含んで微細構造表面１６を有する微細構造層１４と、微細構造表面の反対側で微細構造層に隣接して配置された基層１２とを含む。
【００１５】
基層として使用される特定の材料は、特定の用途によって決まるが、一般的には、軽量、耐久性、及び安価であるべきである。基層は又、望ましくは、温度、湿度、及び光に関する通常の製造室貯蔵条件下で、並びに洗浄溶液、微細構造層の芳香族アクリレートポリマー、及び微細構造複製品の形成に使用される材料などの、接触する可能性があるいずれかの材料に対して安定である。
【００１６】
基層は、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含んでもよい。好適な材料には、ニッケル、アルミニウム、銅、鋼、黄銅、青銅、スズ、タングステン、マグネシウムクローム、及びこれらの合金などの金属；ポリカーボネート類、ポリイミド類、ポリエステル類、ポリスチレン類、又はポリ（メタ）アクリル類などのポリマー；ケイ素、アルミナ、及び窒化ケイ素などのセラミックス；融解石英、光学ガラス、若しくはフロートガラス、又はガラス繊維含有複合物などのガラスが挙げられる。ニッケルが基層として特に有用であるのは、図１に示されるような微細構造層の微細構造表面１６を形成するのに使用されるレーザー光線に対する停止層として作用可能であるからである。基層は、ニッケル系合金の層であってもよく、又は本質的にニッケルから成ってもよく、すなわち、純ニッケルの層であってもよい。アルミニウムがまた基層として有用であるのは、安価で粉砕されることがなく、並びに様々な面積及び厚さで容易に入手可能であるからである。
【００１７】
１つの特定の例では、基層は、アルミニウム、並びに上に配置されたニッケルを含む、基層と微細構造層の間のニッケル層を含む。好適な基層の他の例が、（本発明の譲受人に）共に譲渡された同時係属の米国特許出願シリアル番号１１／２７８，２７８、名称「微細構造工具及びレーザーアブレーションを用いて作成する方法（Microstructured Tool and Method of Making Using Laser Ablation）」（フレミング（Fleming）ら、本明細書と同日出願）（事件番号６０８４０ＵＳ００２）に記載されており、その開示が、内容の全てを参考として本明細書に組み入れられる。
【００１８】
微細構造層に隣接する側についての基層の表面粗さは、所望の微細構造工具及び複製品を得るに際して重要なことがある。基層のこの表面は、その基層を有する微細構造工具から作成されるであろう微細構造複製品の上面において必要とされる粗さと、少なくとも同程度に良好な粗さを有さなければならない。基層は、一般に、１μｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）を有してもよく、及び大部分の光学用途の場合、Ｒａは１００ｎｍ以下である。除去後の表面粗さも、これらの限界を超えるべきではない。
【００１９】
基層の厚さも又、使用される材料の性質と同様に、特定の用途によって決まる。基層は、一般に、取り扱い可能で自己支持性であるのに充分に厚くあるべきで、日常的な取り扱いの下での割れ、ねじれ、及び破断などの損傷に対して抵抗する。基層の剛性には、特に制限が無いが、一般に、面積が増すにつれて、より剛性の基層を有することがより望ましい。剛性及び取り扱い可能性について、微細構造工具は、少なくとも約０．００５Ｎ−ｍ（０．０５ｉｎ−ｌｂ）の弾性係数×厚さの３乗の積を有してもよい。例えば、５１μｍ（２ミル）厚さのアルミニウム（弾性率７１×１０９Ｎ／ｍ２（１０．３×１０６ｌｂ／ｉｎ２））を含む基層が有用な可能性があるのは、弾性係数×厚さの３乗の積が約０．００９Ｎ−ｍ（０．０８ｉｎ−ｌｂ）であるからである。２５４μｍ（１０ミル）までの厚さを有するアルミニウムも、有用な可能性がある。別の例の場合、６．４ｍｍ（２５０ミル）厚さの鋼（弾性率２０７×１０９Ｎ／ｍ２（３０×１０６ｌｂ／ｉｎ２））を含む基層が有用な可能性があるのは、積が約５４２６４Ｎ−ｍ（４６８７５０ｌｂ−ｉｎ）であるからである。
【００２０】
プラズマディスプレイ装置において使用されるバリアリブの製造などの幾つかの場合には、基層が充分に大きい面積を、例えば約１００ｃｍ２を超える、又は約１０００ｃｍ２を超える面積を有することが望ましい。基層が測定可能な平面性を有するのに充分に厚い場合、１００ｃｍ２当たり約１０μｍより良い、又は１０００ｃｍ２当たり約１０μｍより良い平面性を有するのが望ましいことがある。基層が測定可能な平面性を有するには薄すぎる、及び除去の間は支持テーブル又は真空テーブルなどの他の平らな物質により支えられる場合には、１００ｃｍ２当たり約１０μｍより良い、又は１０００ｃｍ２当たり約１０μｍより良い平行度を、基層が有するのが望ましいことがある。
【００２１】
レーザーアブレーション可能な層、すなわち除去される前の微細構造層、及び微細構造層そのものは、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤との反応生成物を含む芳香族アクリレートポリマーを含んでおり、芳香族アクリレートポリマーが、約１：１未満の、好ましくは約０．５：１未満の芳香族炭素対脂肪族炭素の比を有する。適切に選択された硬化可能な希釈剤に加えて、この特性を有する芳香族アクリレートポリマーがレーザーアブレーション可能な層に使用される場合、高熱安定性（最小限の融解）が最大化され、生成される屑の量が最小化され、ショット数当たりの深さが線形になり、及び解像度が劣化しないことが判明した。加えて、粘土が軽く、及び硬化が早い。
【００２２】
オリゴマーは、芳香族ウレタンアクリレートのような、多官能性アクリレートモノマー又はアクリレートの官能化オリゴマーを含む。特に、芳香族ウレタンアクリレートは、２つ以上のイソシアネート基を含む多官能性イソシアネートと、１つ以上の（メタ）アクリレート基及び１つ以上のヒドロキシ基を含むヒドロキシ（メタ）アクリレートと、２つ以上のヒドロキシ基を含む多官能性アルコールとの、反応生成物であってもよい。
【００２３】
有用な多官能性イソシアネート類の例は、芳香族であり、及び２〜５のイソシアネート基を、例えば、トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，４フェニレンジイソシアネート、又はテトラメチルメタ−キシリルジイソシアネートを有してもよい。
【００２４】
有用なヒドロキシ（メタ）アクリレート類の例は、１つの（メタ）アクリレート基及び１つのヒドロキシ基を、例えば２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートのようなヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを含む。
【００２５】
多官能性アルコールの例は、アルコキシル化トリオールのように、２〜６のヒドロキシ基を含む。１つの特定のアルコキシル化トリオールは、
【００２６】
【化１】
2009532213.tif 000003
【００２７】
を含み、ｎは、独立して０〜２である。
【００２８】
特に有用なオリゴマーは、トルエンジイソシアネートと、２−ヒドロキシエチルアクリレートと、
【００２９】
【化２】
2009532213.tif 000004
【００３０】
を含む多官能性アルコールとの反応生成物を含んでおり、式中ｎは、独立して０〜２である。
【００３１】
放射線硬化可能な希釈剤は、１種以上の放射線硬化可能な構成成分を含んでもよい。有用な構成成分は、２〜６の（メタ）アクリレート基を含む多官能性（メタ）アクリレートが含まれ、例えば、
【００３２】
【化３】
2009532213.tif 000005
【００３３】
（式中、ｎは、独立して０〜５である）を含む。
【００３４】
オリゴマーは又、ビスフェノール−Ａから誘導されるもののような、芳香族エポキシアクリレートを含んでもよい。
【００３５】
放射線硬化可能な希釈剤は、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤との総量に対して６０重量％までの量で存在してもよい。
【００３６】
オリゴマー及び放射線硬化可能な希釈剤の特定の選択は、様々な要因によって影響を及ぼされてもよい。１つには、それらの反応生成物が、すなわち芳香族アクリレートポリマーが、温度、湿度、及び光に関して製造室貯蔵条件下で安定であるように、並びに洗浄溶液、基層、離型剤、及び微細構造複製品の形成に使用される材料などの接触する可能性のあるいずれかの材料に対して安定であるように、選択されるべきである。更には、反応生成物は、粘着性であるほど柔軟ではなく、しかしながら、基層が変形される場合に、もろくて割れ及び剥げ落ちがちであるほど固くはないように、受容可能な物理特性を有すべきである。また、芳香族アクリレートポリマーは、理想的には、以下で説明されるように、レーザーにより提供される放射線波長において、ｃｍ当たり約１×１０３を超える吸収係数を有する。
【００３７】
レーザーアブレーション可能な層は、幾つかの方法で設けられてもよい。例えば、レーザーアブレーション可能な層は、フィルムの形体で供給されて、その上に基層が適用されてもよく、又はその２つが共に積層されてもよい。或いは、レーザーアブレーション可能な層は、オリゴマー及び放射線硬化可能な希釈剤を含む溶液を基層上にキャスティングすることによって調製され、次にこれが引き続いて硬化されて層を形成してもよい。レーザーアブレーション可能な層は、除去された領域における再流動を最小限にするために、架橋されてもよい。
【００３８】
一般的な硬化方法には、熱、時間、並びに紫外線及び電子ビーム照射などの放射線が挙げられる。硬化の前には、硬化されるべくコーティングされた材料が流動してコーティング厚さの変動を引き起こさないように、注意が払われなければならない。紫外線照射が好ましく及び紫外線硬化可能な構成成分が好ましいのは、これらが迅速に硬化して、コーティングされた材料が移動する時間を減少するからであり、及びまた、室温近辺で硬化して、以下で説明されるような応力の可能性を低減するからである。紫外線は又、加熱と組合せで、使用されてもよい。
【００３９】
芳香族アクリレートポリマー層に含まれてもよい他の構成成分には、染料、紫外線吸収剤、光開始剤、可塑剤、及び酸化防止剤などの安定剤が挙げられる。
【００４０】
溶液は、変化する精密さの様々な技法を用いてコーティングされてもよく、その多くは当該技術分野において既知であり、例えば、ナイフコーティング、グラビアコーティング、スライドコーティング、スピンコーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティング、ダイコーティングなどがある。以下で説明されるように、いかなる所望の厚さにもコーティング可能でなければならないので、溶液の粘性が重要である。すなわち、薄い層の場合、低粘性溶液が必要であり、厚い層の場合、高粘性溶液が必要である。レーザーアブレーション可能な層は、望ましくは、応力が殆ど無い、又は無い状態であり、さもなければ、望ましくないことに、形状又は寸法の変化が除去中に生じるおそれがある。したがって、芳香族アクリレートポリマーがコーティングされて次に固化されることになっている場合、その液体又は前駆形体における材料の特性が重要である。硬化又は冷却中のいかなる収縮も、好ましくは、レーザーアブレーション可能な物品の残部と釣り合うべきである。約５０μｍ以上の厚さを有する層を溶媒コーティング及び硬化している間に応力が蓄積されることが多いので、これらの考慮によっても、レーザーアブレーション可能な層の厚さが決定されることがある。また、レーザーアブレーション可能な層が、すすの生成が殆ど無くきれいに除去可能であり、大気圧下では融解性でなく、及び熱で殆ど膨張しないことも望ましい。
【００４１】
微細構造の表面になるレーザーアブレーション可能な層の表面は、レーザーアブレーション可能な層を有する微細構造工具で作成される微細構造複製品の底に必要とされる粗さと少なくとも同程度に良好な粗さを有さなければならない。その表面は、一般に、１μｍ以下の算術平均粗さ（Ｒａ）を有してもよく、大部分の光学用途の場合、Ｒａは１００ｎｍ以下である。除去後のこの表面の粗さも、これらの限界以下であるべきである。
【００４２】
レーザーアブレーション可能な層の厚さは、用途に依存して変化してもよく、及び一般には、厚さが、微細構造表面を構成する１つ以上の構造の深さに対して便利な機械的制限を提供する。好適な厚さは、約１０００μｍまでであってもよい。幾つかの用途の場合、約１０００μｍを超える厚さも使用可能ではあるが、約１０００μｍを超える深さの構造を有する微細構造表面は通常、作成するのにより長時間を要し、画像平面から遠い微細構造表面の構造の形状を制御することが漸増的に困難になる。レーザーアブレーション可能な層が均一厚さを有することは、これが微細構造層中の構造の高さ均一性を決定するので、望ましいことである。レーザーアブレーション可能な層が過度に厚い又は十分に均一でない場合、ダイヤモンド切削工具での研削又はフライカッティングを用いて機械加工されてもよい。
【００４３】
除去速度の変動を防止するために、レーザーアブレーション可能な層は、望ましくは、レーザー照射の吸収率、密度、レーザー波長における屈折率などに関する全てにわたって、均一であり、均質である。同一の条件の下で、及びレーザー出力が除去閾値の少なくとも２倍の場合に、芳香族アクリレートポリマーの除去速度は、レーザーアブレーション可能な物品の全面積にわたり１０％を超えて変化しない筈である。除去閾値は、以下で説明されるように、パルスエネルギーに対する除去深さの曲線を引いてゼロ深さまで外挿することにより見出されてもよい。
【００４４】
図２に示されるように、微細構造工具２０は、微細構造層１４と基層１２の間に配置された結束層２２を含んで、２つの層の間の接着を増進してもよい。結束層中の構成成分の特定の選択は、他の層に使用される材料によって決まるものである。好適な材料の例には、３Ｍ社（3M Company）から入手可能なスコッチプライム（Scotchprime：登録商標）セラモ−メタル（ceramo-metal）プライマーなどの、（メタ）アクリレート及びプライマーが挙げられる。
【００４５】
結束層は、一般的には、可能な限り薄く、例えば約１μｍ未満にされて、その特性が、レーザーアブレーション可能な層の除去特性に又はレーザーアブレーション可能な物品の除去前若しくは後どちらの特性にも、実質的に影響しないようになっているべきである。いずれかの層の粗さが上の説明のように致命的である場合には、結束層が、粗さを増加してはならない。
【００４６】
また、そのような場合、結束層は、レーザーアブレーション可能な層を除去させるのに要する流束量の４倍未満にまでニッケル層の損傷閾値を低下させてはならず、材料がそれ以上で取り除かれるレーザー流束量を低下させてはならず、表面粗さを低下させてはならず、又は材料ゆがみを低下させてはならい。すなわち、上に結束層を有するニッケル層の損傷閾値は、レーザーアブレーション可能な層を除去させるのに必要とされる流束量の少なくとも４倍でなければならない。
【００４７】
図３に示されるように、微細構造工具３０は、微細構造層１４の反対側で基層１２に隣接して配置された追加層３２を含んでもよい。この場合、追加層３２と基層１２との間に配置された接着性層３４が、２つの層の間の接着を増進するために使用されてもよい。接着性層中の構成成分の特定の選択は、他の層に使用される材料によって決まるものである。好適な材料の例には、亜鉛又はクロームなどの金属、及びクローム酸化物などの金属酸化物が挙げられる。１つの特定の実施例では、接着性層は、フレミング（Fleming）らにおいて説明されるように、無電解めっきニッケル層とアルミニウム基層の間に配置された亜鉛コーティングを含む。ニッケル層が最初に芳香族アクリレートポリマーに及び次に基層に適用される場合、エポキシ、ウレタン、又は感圧性接着剤などの接着剤を接着性層に使用すると便利なこともある。
【００４８】
図１に示されるように、微細構造層１４は、微細構造表面１６を含む。微細構造表面とは、レーザーアブレーションを用いてレーザーアブレーション可能な層の一部を取り除くことにより形成される表面の三次元トポグラフィーを指す。図１に示される微細構造表面の概略断面図は、図示するためだけであって、いかなる方法にても微細構造表面を限定する意図は無い。図４ａ〜４ｄが、追加の代表的微細構造表面の断面図を示す。
【００４９】
三次元トポグラフィーは、形状、寸法、及び表面を横切る分布の点において変化してもよい、１つ以上の構造を含む。構造は、窪み、キャビティ、レリーフ構造体、微細レンズ、溝、チャネルなどと記述されてもよく、及び矩形、六角形、立方形、半球形、円錘形、角錘形、又はこれらの組合せを含んでもよい。
【００５０】
上記のように、１つ以上の構造の深さは、レーザーアブレーション可能な層のほぼ最大厚さまでの最大深さを有してもよいように、レーザーアブレーション可能な層の厚さにより制限される。したがって、１つ以上の構造は、約１０００μｍまでの、例えば約０．５μｍ〜約１０００μｍの最大深さを有する可能性がある。１つ以上の構造は、複数の深さを含んでもよく、２つ以上の構造が存在する場合、深さが構造ごとに変化してもよい。ある場合には、ニッケル層が、窪み構造の少なくとも１つの中で曝露されていてもよい。深さ以外の寸法には、特に制限が無い。
【００５１】
２つ以上の構造が存在する場合には、ランダムに、又はパターンで、又はそれらの何らかの組合せなど、いかなる方法で配置されていてもよい。例えば、構造は、微細構造表面のある領域内でランダムに配置されて、多数の領域が表面を横切る、あるパターンで配置されていてもよい。変化してもよい形状パラメーターの例には、深さ、壁角度、直径、アスペクト比（深さ対幅の比）などが挙げられる。
【００５２】
また本明細書で開示されるのは、微細構造工具を作成する方法である。その方法は、レーザーアブレーション可能な物品を用意することであって、レーザーアブレーション可能な物品が、芳香族アクリレートポリマーを含むレーザーアブレーション可能な層であって、芳香族アクリレートポリマーが、オリゴマーと放射線硬化可能な希釈剤の反応生成物を含み、芳香族アクリレートポリマーが、約１：１未満の芳香族炭素対脂肪族炭素の比を有する、レーザーアブレーション可能な層と、金属、ポリマー、セラミック、又はガラスを含む基層であって、基層が、レーザーアブレーション可能な層に隣接して配置されている、基層とを含むものである、レーザーアブレーション可能な物品を用意すること；レーザーを有するレーザーアブレーション装置を用意すること；並びにレーザーアブレーション可能な層を除去させて、１つ以上の構造を含む微細構造表面を形成することを含む。
【００５３】
上記のように、好適なレーザーが装備されて多ショット除去が可能であるという条件で、いかなるタイプのレーザーアブレーション装置又はシステムも使用されてよい。変化してもよいシステムパラメーターには、レーザーにより提供される放射線の波長が挙げられる。約１０μｍ未満の波長を有する放射線を発するレーザーが好ましいのは、微細構造工具の構造の寸法がレーザーの波長により制限されるからである。また好ましいのは、２μｍ未満及び４００ｎｍ未満の波長を有する放射線を発するレーザーである。レーザーは、放射線波長が解像度限界すなわち除去されるべき所与の構造の最小寸法の約１０倍未満、より好ましくは解像度限界の５倍未満、最も好ましくは解像度限界の２倍未満であるように、選択されてもよい。より重要なのは、レーザーアブレーション可能な材料が、使用される波長において高い吸収を有することである。
【００５４】
能率のために、レーザーアブレーション可能な層の吸収によってレーザーを選択するのが望ましいことが多く、逆もまた同様である。レーザーアブレーション可能な層は、理想的には、レーザーにより提供される放射線波長において、ｃｍ当たり約１×１０３を超える吸収係数を有する。このことは、除去閾値を最小限にして、より低い出力で構造が作られるのを可能にする助けになる。このことは又、除去プロセスに付随する損傷を制限して、より小さな構造を作成可能にする助けになる。
【００５５】
除去可能な層の最小部分を除去させるのに必要なレーザーエネルギー量である、レーザーアブレーション可能な層の閾値エネルギー密度を決定することによって、他のシステムパラメーターが選択されてもよい。除去閾値は、パルスエネルギーに対する除去深さの曲線を引いて、ゼロ深さまで外挿することにより見出される。変化してもよい１つのパラメーターは、レーザーパルスのエネルギーである。レーザーパルスエネルギーの変化は、レーザーの各パルスにて取り除かれる材料の深さを変化させる便利な方法である。より高いエネルギーは、より多くの材料を取り除いて、生産性を上げることになる。より低いパルスエネルギーは、より少ない材料を取り除いて、プロセス制御を向上させることになる。除去可能な材料が加工記憶を有さないことが、すなわち、同一レーザーパルスパラメーターの場合、どのように多くの先行パルスがあろうとも、各パルスにおいて材料の同一量が取り除かれることが、望ましい。それであれば、構造の深さは、パルス当たりの深さを知りパルス数を数えることによって、制御可能である。レーザーのパルス幅、時間的パルス形状、波長、及びコヒーレンス長も、除去プロセスに影響を及ぼすが、これらのパラメーターは通常、各レーザーにおいて固定であるか、又は小さな量しか変化させることができない。レーザーアブレーション可能な層の厚さが、考慮すべき別の要因である。上記のように、除去前の厚さは、少なくとも微細構造表面の最大高さに必要とされる厚さである必要があり、基層までレーザーアブレーション可能な層の除去に加えて、複数の深さが望まれることもある。
【００５６】
レーザーアブレーション可能な層を基層の表面まで除去させるのに充分なパルスが使用されるときなどの場合、芳香族アクリレートポリマーがレーザーアブレーション閾値を有して、基層がレーザー損傷閾値を有し、レーザーアブレーション閾値がレーザー損傷閾値の０．２５未満であるのが、望ましいことがある。この差が、基層に影響を及ぼすこと無く、微細構造層のきれいで平らな底を確実にすることを助ける。
【００５７】
レーザーアブレーション可能な物品及びこれから作成される微細構造工具の形状には、レーザーアブレーションシステムが除去中に画像平面を画定可能でなければならないという点を除いて、特に制限が無い。除去前、中、又は後のいずれかの形状は、同一であっても、異なってもよい。例えば、レーザーアブレーション可能な物品及び微細構造工具の両方が、概ね平らなシート状形体であってもよく、又はレーザーアブレーション可能な物品が概ね平らなシート状形体であって、除去の後で、円筒又はベルトに形成されてもよい。或いは、レーザーアブレーション可能な物品が、除去の前に、円筒又はベルトの形状であってもよい。
【００５８】
微細構造工具は、化学的劣化若しくは機械的損傷に対する保護のために、又は表面エネルギー若しくは光学特性を変化させるために、追加層を微細構造表面上に含んでもよい。特に、様々な用途において使用される可能性がある微細構造薄膜を作成するために、ダイヤモンドライクガラスが、プラズマ蒸着プロセスを用いて付着されてもよく、ダイヤモンドライクガラス及びその応用の説明については米国特許第６，６９６，１５７Ｂ１号を参照されたい。
【００５９】
微細構造工具は、更なる加工、包装、統合、又はより小さい部品への分割を受けてもよい。
【００６０】
また本明細書で開示されるのは、微細構造複製品を作成する方法であり、その方法は、上記のような微細構造工具を用意すること、微細構造表面の上に液体組成物を塗布すること、液体組成物を固化して、固化層を形成すること、及び固化層を微細構造工具から分離することを含む。液体組成物の塗布の前に、微細構造表面が、フッ素系化学品含有物質、シリコーン含有物質、又は炭化水素含有物質などの離型剤で処理されてもよい。液体組成物は、硬化により固化される１種以上のモノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーを含んでもよく、或いは冷却により固化される溶融ポリマーを含んでもよい。いずれの場合にも、微細構造工具は、繰り返して使用されて、いかなる数の微細構造複製品を作成してもよい。
【００６１】
また本明細書で開示されるのは、微細構造金属工具を作成する方法であり、その方法は：上記のような微細構造工具を用意すること；微細構造表面の上に金属を適用して金属層を形成すること；及び金属層を微細構造工具から分離することを含む。金属は、微細構造表面の上に電気めっきされてもよい。金属の適用の前に、微細構造表面は、電気めっきプロセス中の金属適用のために、導電性シード層をコーティングされてもよい。導電性シード層は、蒸着プロセスを用いて付着されてもよい。結果として得られる微細構造金属工具が繰り返して使用されて、いかなる数の微細構造複製品を作成してもよい。微細構造金属工具は、金属複製品の作成に使用されても、ポリマー複製品の作成に使用されてもよい。複製品又は微細構造金属工具のいずれかを使用して、物品を作成してもよい。例えば、米国特許第６，８０２，７５４号に記載されるように、その物品は、ガラス基材の上に形成されたフリットの微細構造層を含み、これが次に加熱されて、プラズマディスプレイ装置用のバリアリブ構造体を形成してもよく、その開示を参考として本明細書に組み入れる。
【実施例】
【００６２】
コーティングされたパネルの調製及び除去
（実施例１）
厚さが５０８μｍ（０．０２０インチ）の市販のアルミニウムシート材（ローリンインダストリーズ（Lorin Industries）からのプレミラー（PREMIRROR）４１）に、無電解ニッケル層めっきが施された。無電解ニッケル層の厚さは、２．５〜７．６μｍ（０．０００１〜０．０００３インチ）であった。めっきプロセスは、ミネソタ州ミネアポリス（Minneapolis, MN）のツィンシティプレーティング（Twin City Plating）において実施された。
【００６３】
無電解ニッケル表面が、エチルアルコール及び拭き布で洗浄された。次に、その表面に対して、３Ｍ社（3M Company）から入手可能なスコッチプライム（Scotchprime：登録商標）３８９セラモ−メタル（ceramo-metal）プライマーの溶液が塗布された。溶液は、ニッケル表面上に噴霧されて、均一コーティングを達成するように拭き取られ、風乾のままにされてから、オーブン中にて１１０℃で１０分間硬化された。パネルが、取り出されて室温に冷却され、残っているいずれかの未反応剤が、エチルアルコール及び拭き布で取り除かれた。
【００６４】
芳香族ウレタンアクリレート樹脂が、芳香族ウレタントリアクリレート（数平均分子量（average Mn）１３００ｇ／ｍｏｌ）のプレポリマー構成成分を、４０重量％の希釈剤としてのエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（サイテックサーフィススペシャルティーズ（Cytec Surface Specialties）からのエベクリル（EBECRYL）６６０２）８２．５重量％、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（サートマー社（Sartomer Co.）からのサートマー（SARTOMER）ＳＲ４５４）１６．５重量％、及び光開始剤（チバスペシャルティケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）からのイルガキュア（IRGACURE）３６９）１重量％と混合することによって、調製された。その樹脂は、次の２つの方法の１つによって、ニッケル表面の上に１５５〜２２５μｍの間の厚さにコーティングされた：１）高温（すなわち６５℃）における精密ダイコーター、±５μｍのコーティング均一性をもたらす；２）室温における標準ナイフコーター、±１５μｍのコーティング均一性をもたらす。 後者のコーティングプロセスが用いられる場合には、フライカッティング、研削、ラッピングなどの従来的機械加工方法により硬化の後の上面を平坦化することによって、サンプルが更に均一化されてもよい。
【００６５】
コーティングされたパネルは、金属構造でガラス上面の「不活性」チャンバーに封入された。チャンバーは、乾燥窒素で１分間パージされて、酸素濃度が１００ｐｐｍ未満に低下された。次に、サンプルが、紫外線で硬化された（１５Ｗ、４６ｃｍ（１８インチ）のブラックライト青色球、３０秒間、３２０〜４００ｎｍ、約５〜２５ｍＷ／ｃｍ２）。
【００６６】
得られたレーザーアブレーション可能な物品は、ラムダフィジク（Lambda Physik）レーザーＬＰＸ３００ＣＣを含むエキシマレーザーアブレーションシステムを用いて除去された。レーザービームは、均質化されてマスクを通されており、マスクは、ミクロラス（Microlas）による光学システムを用いて５倍の投影レンズで描画されたものであった。図５ａが、１５Ｈｚの速度で１０レーザーショット後の、図５ｂが、１５０Ｈｚで１０００ショット後の物品の写真を示す。両方の場合に、レーザーアブレーション可能な層は、屑を殆ど、又は全く生成することなく、きれいに除去している。
【００６７】
芳香族アクリレートポリマー層に対して、試験パターンを除去させた。ビーム流束量８００ｍＪ／ｃｍ２、２４８ｎｍ、及び毎秒１５０パルスにて、総計９０ショットが用いられた。得られた微細構造工具は、１６２μｍの厚さを有しており、パターンがニッケル層に至るまで除去された。除去屑は、エチルアルコール及び綿状パッドで丁寧に拭き取って取り除かれた。図６ａ及び６ｂが、それぞれ約１００倍及び５００倍の倍率における除去されたパネルの写真を示す。そのパターンは、六角形のデルタパターンであって、より暗い区域が非除去領域（ポリマー）に対応し、より明るい区域が除去領域に対応する。各六角形は、図６ａに示されるように、寸法１７２．１、１９４．２、及び１５６．３μｍを有し、非除去領域の幅は、図６ｂに示されるように、２０．４μｍである。
【００６８】
（実施例２）
ジョージア州スミルナ（Smyrna, GA）のサーフィススペシャルティーズ（Surface Specialties）からの芳香族（ビスフェノール−Ａ）エポキシジアクリレートエベクリル（EBECRYL）６００（７９．３重量％）と、ペンシルバニア州エクストン（Exton, PA）のサートマー社（Sartomer Company）からの三官能性アクリレートモノマーＳＲ３５１（１９．８重量％）と、ニューヨーク州タリータウン（Tarrytown, NY）のチバスペシャルティケミカル社（Ciba Specialty Chemical Corp）からの光開始剤イルガキュア（IRGACURE）３６９（１重量％）との混合物が、ガラスパネルの上に、ナイフコーターで約１２０ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたサンプルは、イリノイ州プレインフィールド（Plainfield, IL）のＲＰＣインダストリーズ（RPC Industries）からの中圧水銀紫外線源に窒素パージされ、次に、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００６９】
（実施例３）
ジョージア州スミルナ（Smyrna, GA）のサーフィススペシャルティーズ（Surface Specialties）からの芳香族（ビスフェノール−Ａ）エトキシレートジアクリレートエベクリル（EBECRYL）１５０（９９重量％）と、ニューヨーク州タリータウン（Tarrytown, NY）のチバスペシャルティケミカル社（Ciba Specialty Chemical Corp）からの光開始剤ダロキュア（DAEOCUR）１１７３（１重量％）との混合物が、ガラスパネルの上に、ナイフコーターで約１４０ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたサンプルは、イリノイ州プレインフィールド（Plainfield, IL）のＲＰＣインダストリーズ（RPC Industries）からの中圧水銀紫外線源に窒素パージされて通され、次に、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７０】
比較例１、ＣＥ−１
コーティングされたパネルが、マサチューセッツ州ニュートン（Newton, MA）のマイクロケム（MicroChem）からのエポキシ樹脂イーポンノヴァラック（EPON NOVALAC）ＳＵ−８の混合によって、調製された。混合物が、プレートガラスパネルの上に、標準ナイフコーターを用いて約３３０ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングが、対流式オーブン中で６５℃にて５分間予焼付けされてから、９５℃にて６０分間ソフト焼付けされた。コーティングは、次に、３５０〜４００ｎｍのＢＬＢ球を用いる長波長紫外線に２０〜２５ｍＷ／ｃｍ２の放射線照度で３０秒間曝露された。曝露の後で、コーティングが、後曝露焼付けされて、架橋された。サンプルは、対流式オーブン中で６５℃にて１分間、続いて９５℃にて１５分間、後焼付けされた。サンプルが室温まで冷却され、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７１】
比較例２、ＣＥ−２
コーティングされたパネルが、コロラド州プエブロ（Pueblo, CO）のレゾルーションパフォーマンスプロダクツ（Resolution Performance Products）からのエポキシ樹脂イーポンノヴァラック（EPON NOVALAC）ＳＵ−３（９８重量％）と、コネティカット州ダンベリー（Danbury, CT）のユニオンカーバイド社（Union Carbide Corp）からのカチオン性光開始剤ＣＹＲＡＣＵＲＥＵＶＩ−６９７６（２重量％）とを混合することによって調製されて、ガラスシートの上に、ナイフコーターを用いて約２００ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたパネルは、３５０〜４００ｎｍのＢＬＢ球を用いる長波長紫外線に２０〜２５ｍＷ／ｃｍ２の放射線照度で３０秒間曝露された。パネルは、次に、対流式オーブン中で１００℃にて１時間加熱された。サンプルが室温まで冷却され、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７２】
比較例３、ＣＥ−３
コロラド州プエブロ（Pueblo, CO）のレゾルーションパフォーマンスプロダクツ（Resolution Performance Products）からの芳香族（ビスフェノール−Ａ）ジグリシジルエーテルイーポン８２８（９８重量％）と、コネティカット州ダンベリー（Danbury, CT）のユニオンカーバイド社（Union Carbide Corp）からのカチオン性光開始剤サイラキュア（CYRACURE）ＵＶＩ−６９７６（２重量％）との混合物が、ガラスシートの上に、ナイフコーターを用いて約２３０ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたパネルは、３５０〜４００ｎｍのＢＬＢ球を用いる長波長紫外線に２０〜２５ｍＷ／ｃｍ２の放射線照度で３０秒間曝露された。パネルは、次に、対流式オーブン中で１００℃にて１時間加熱され、次いで、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７３】
比較例４、ＣＥ−４
オハイオ州サークルビル（Circleville, OH）のデュポン（DuPont）から入手可能なポリイミドフィルム、カプトン（KAPTON）Ｈの２２５ミクロン（５ミル）厚さのサンプルが、除去のために用意された。このフィルムが、除去テーブル上に真空によって保持された。サンプルは、フィルムがその厚さの全体を通して除去されないという点を除いて、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。図７ａが、１５Ｈｚの速度で１０レーザーショット後の、図７ｂが、１５０Ｈｚで１０００ショット後の物品の写真を示す。後者の場合、レーザーアブレーション可能な層は、大量の屑が形成されたという点で、きれいに除去されなかった。
【００７４】
比較例５、ＣＥ−５
ジョージア州スミルナ（Smyrna, GA）のサーフィススペシャルティーズ（Surface Specialties）からの脂肪族ポリエステルアクリレートエベクリル（EBECRYL）８０９（９９重量％）と、ニューヨーク州タリータウン（Tarrytown, NY）のチバスペシャルティケミカル社（Ciba Specialty Chemical Corp）からの光開始剤ダロキュア（DAEOCUR）１１７３（１重量％）との混合物が、ガラスパネルの上に、ナイフコーターで約１２５ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたサンプルは、イリノイ州プレインフィールド（Plainfield, IL）のＲＰＣインダストリーズ（RPC Industries）からの中圧水銀紫外線源に窒素パージされて通され、次に、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７５】
比較例６、ＣＥ−６
ジョージア州スミルナ（Smyrna, GA）のサーフィススペシャルティーズ（Surface Specialties）からの脂肪族のアクリレート化ポリオールＩＲＲ２１４（９９重量％）と、ニューヨーク州タリータウン（Tarrytown, NY）のチバスペシャルティケミカル社（Ciba Specialty Chemical Corp）からの光開始剤ダロキュア（DAEOCUR）１１７３（１重量％）との混合物が、ガラスパネルの上に、ナイフコーターで約２００ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたサンプルは、イリノイ州プレインフィールド（Plainfield, IL）のＲＰＣインダストリーズ（RPC Industries）からの中圧水銀紫外線源に窒素パージされて通され、次に、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７６】
比較例７、ＣＥ−７
オハイオ州シンシナティ（Cincinnati, OH）のコグニス社（Cognis Corp.）からの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーフォトマー（PHOTOMER）６０１０（９９重量％）と、ニューヨーク州タリータウン（Tarrytown, NY）のチバスペシャルティケミカル社（Ciba Specialty Chemical Corp）からの光開始剤ダロキュア（DAEOCUR）１１７３（１重量％）との混合物が、ガラスパネルの上に、ナイフコーターで約１４０ミクロンの厚さにコーティングされた。コーティングされたサンプルは、イリノイ州プレインフィールド（Plainfield, IL）のＲＰＣインダストリーズ（RPC Industries）からの中圧水銀紫外線源に窒素パージされて通され、次に、実施例１で説明されたように、レーザーで除去された。
【００７７】
実施例１〜３及び比較例に使用された材料の一覧を表１に提示する。芳香族炭素対脂肪族炭素の比も含まれている。
【００７８】
【表１】
2009532213.tif 000006
【００７９】
除去されたパネルの評価
除去されたパネルが次項について評価された。
【００８０】
ａ）熱安定性：除去中に材料が溶融した証拠のために、サンプルを顕微鏡で視覚検査し、特に、高繰返し速度（１５０Ｈｚ）及び高ショット数（１００〜１０００）において行った。
【００８１】
ｂ）生成された屑の量：顕微鏡を用いてサンプルを視覚検査して、試験パターン中で除去された領域と除去されなかった領域を比較した。
【００８２】
ｃ）除去の線形性：ショット数当たりの深さが、同一流束量での多数の異なるショット数における全深さを測定することによって、決定された。線形材料の場合、ショット数当たりの深さは一定である。
【００８３】
ｄ）解像度：除去可能な最小構造又は２つの構造間のまだ識別可能な距離が、ますます小さい構造を相互に不鮮明になるまで除去させることによって決定された。理想的な条件の下では、解像度は、材料によってではなく、光学によって制限される。しかしながら、解像度を悪化させる幾つかの材料があり、これを向上させる幾つかの材料がある。溶融が、解像度を悪化させる場合もある１つの方法である。
【００８４】
格付けは次のように付与されており、結果が表２に示される。
【００８５】
＋＝平均を超える
０＝平均
−＝平均未満
【００８６】
【表２】
2009532213.tif 000007
【００８７】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な修正及び変更が、当業者には明らかであろう。また、本発明が本明細書に記載された実施例及び実施形態に限定されないことを、理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】代表的な微細構造工具の断面図。
【図２】代表的な微細構造工具の断面図。
【図３】代表的な微細構造工具の断面図。
【図４ａ】代表的な微細構造表面の断面図。
【図４ｂ】代表的な微細構造表面の断面図。
【図４ｃ】代表的な微細構造表面の断面図。
【図４ｄ】代表的な微細構造表面の断面図。
【図５ａ】選定されたレーザーショット数の後の、代表的なレーザーアブレーションされた物品の写真。
【図５ｂ】選定されたレーザーショット数の後の、代表的なレーザーアブレーションされた物品の写真。
【図６ａ】代表的な微細構造工具の写真。
【図６ｂ】代表的な微細構造工具の写真。
【図７ａ】選定されたレーザーショット数の後の、比較対象のレーザーアブレーションされた物品の写真。
【図７ｂ】選定されたレーザーショット数の後の、比較対象のレーザーアブレーションされた物品の写真。
【図１】
2009532213.tif 000011
【図２】
2009532213.tif 000012
【図３】
2009532213.tif 000013
【図４ａ】
2009532213.tif 000014
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2009532213.tif 000016
【図４ｄ】
2009532213.tif 000017
【図５ａ】
2009532213.tif 000018
【図５ｂ】
2009532213.tif 000019
【図６ａ】
2009532213.tif 000020
【図６ｂ】
2009532213.tif 000021
【図７ａ】
2009532213.tif 000022
【図７ｂ】
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【国際調査報告】
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