(57)【要約】電子デバイスにレリーフ構造体を与える表面プロフィールを有するパターン形成層を形成する方法及び装置である。この方法は、要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルム（５０）を用意し、電極を備え、定着可能材料層（５４）が上に配置された基板（５２）を用意し、キャリアフィルム（５０）と前記基板（５２）をラミネートして、キャリアフィルムが要求される表面プロフィールを定着可能材料層に所定のオフセットをもって形成するようにし、そして定着可能材料を定着させるというステップを含む。ラミネートは、ローラ（５６、５８）又は真空工程を用いて実行可能である。この工程は、オフセットができるだけ低く、好ましくは１５０ｎｍ内に保たれることを保証するように設計される。
2005525592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着可能材料層に表面プロフィールをエンボス加工する方法であって、
ａ）要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを用意し、
ｂ）電極を備え、定着可能材料層が上に配置された基板を用意し、
ｃ）前記キャリアフィルムと前記基板をラミネートして、前記キャリアフィルムが要求される表面プロフィールを前記定着可能材料層に形成するようにし、
ｄ）前記定着可能材料を定着させる、
ステップを含み、前記表面プロフィールのオフセットを前記定着可能材料の比誘電率で割ったものが１０００ｎｍより小さくなるようにすることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記定着可能材料を定着させるステップが実行された後に、前記定着可能材料層から前記キャリアフィルムを除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記定着可能材料は、前記要求される表面プロフィールの反転形状を支持するキャリアフィルムの側部に弱く付着して、前記定着可能材料の定着層からの前記キャリアフィルムの除去を容易にすることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ラミネート前に前記定着可能材料層と前記キャリアフィルムとの間に少なくとも１つの付加的な層を挟み込むことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記基板が脆性材料から形成されることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記定着可能材料が、紫外線放射を用いて硬化可能な樹脂であることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記定着可能材料の粘度が２０Ｐｓより小さいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記定着可能材料の粘度が５００cpsより小さいことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記定着可能材料の粘度が０．１cpsより大きいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記定着可能材料の粘度が５cpsより大きいことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記定着可能材料の粘度が５０cpsより大きいことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ラミネート中にかかる圧力が、０．００２Ｎ／ｍｍ2から１００Ｎ／ｍｍ2までの間であることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記表面プロフィールのオフセットを前記定着可能材料の比誘電率で割ったものが１００ｎｍより小さいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記表面プロフィールのオフセットを前記定着可能材料の比誘電率で割ったものが５００ｎｍより小さいことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記表面プロフィールのオフセットを前記定着可能材料の比誘電率で割ったものが１０ｎｍより小さいことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ラミネートステップの間に、前記キャリアフィルムが、前記定着可能材料層を支持する基板に接触し、ラミネートに要求される圧力をかける手段を通過することを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記ラミネートに要求される圧力をかける手段を通過した後に前記定着可能材料層に形成された表面プロフィールを監視するために、感知手段が設けられたことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ラミネート中にかかる圧力は、前記要求される表面プロフィールが前記定着可能材料層に形成されることを保証するために、前記感知手段の出力に応答して調節されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ラミネートに要求される圧力をかける手段は、少なくとも１つのラミネートローラを備えることを特徴とする請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ラミネートに要求される圧力をかける手段は、前記キャリアフィルムと接触する第１ラミネートローラと、前記基板の定着可能材料層を支持しない側に接触する第２ラミネートローラとを備え、前記第１及び第２ラミネートローラは互いに向けて付勢されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つのラミネートローラが変形可能であることを特徴とする請求項１９から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのラミネートローラがゴムからなることを特徴とする請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのラミネートローラが、５０から９０の範囲内のショア硬度を有することを特徴とする請求項１９から請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
少なくとも１つのラミネートローラの半径が、１ｃｍより大きいことを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ラミネートローラの半径が、１ｍより小さいことを特徴とする請求項１９から請求項２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記キャリアフィルムが、少なくとも１つの分離ローラを用いて定着された定着可能層から除去され、前記定着ステップが、前記少なくとも１つのラミネートローラと、前記少なくとも１つの分離ローラとの間の領域において適切な処理を行うことによって実行されることを特徴とする請求項１９から請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記定着可能材料層を支持する基板は、０．１ｍｍ毎秒より大きい線形速度で前記ラミネートに要求される圧力をかける手段を通過することを特徴とする請求項１６から請求項２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記定着可能材料層を支持する基板は、１００ｃｍ毎秒より小さい線形速度で前記ラミネートに要求される圧力をかける手段を通過することを特徴とする請求項１６から請求項２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ラミネートステップは、ガス圧を用いて前記キャリアフィルムを前記基板に向けて付勢することによって実行されることを特徴とする請求項１から請求項１５に記載の方法。
【請求項３０】
パターン形成ローラを用いて前記キャリアフィルムを形成する付加的なステップを含むことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記キャリアフィルムが、ＰＥＴ、ＰＣ又はＰＭＭＡのいずれか１つからなることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記定着可能材料に形成された表面プロフィールは、液晶デバイスの液晶材料の双安定型配向を与えるのに適していることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記定着可能材料に形成された表面プロフィールは、液晶デバイスの液晶材料の天頂双安定型配向（ｚｅｎｉｔｈａｌ  ｂｉｓｔａｂｌｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を与えるのに適していることを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記エンボス加工表面プロフィールの振幅が、５０μｍより小さいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記エンボス加工表面プロフィールの振幅が、０．１μｍより大きいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記エンボス加工表面プロフィールの特徴の幅が、１００μｍより小さいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記エンボス加工表面プロフィールの特徴の幅が、０．１μｍより大きいことを特徴とする上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
請求項１から請求項３７までのいずれかに記載の方法を実行するための装置。
【請求項３９】
液晶材料に表面配向を与える表面プロフィールを有する層を形成する方法であって、
ａ）要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを用意し、
ｂ）定着可能材料層が上に配置された基板を用意し、
ｃ）前記キャリアフィルムと前記基板をラミネートして、前記キャリアフィルムが要求される表面プロフィールを前記定着可能材料層に所定のオフセットをもって形成するようにし、
ｄ）前記定着可能材料を定着させる、
ステップを含む方法。
【請求項４０】
液晶材料に表面配向を与える表面プロフィールを有する層を形成する装置であって、要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを受け取り、前記要求される表面プロフィールの圧痕が所定のオフセットをもって前記定着可能材料層に形成されるようにするのに十分な圧力で、前記キャリアフィルムを前記基板上に配置された定着可能材料層と係合させるように構成されたラミネート手段を備えた装置。
【請求項４１】
前記ラミネート手段が、前記キャリアフィルムを前記基板上に配置された定着可能材料層と係合させるために、一対の変形可能なローラを備えることを特徴とする請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記少なくとも１つの変形可能なローラがゴムからなることを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの変形可能なローラが、５０から９０の範囲内のショア硬度を有することを特徴とする請求項４０から請求項４２のいずれかに記載の装置。
【請求項４４】
前記定着可能材料を定着させるための手段をさらに備えることを特徴とする請求項４０から請求項４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
定着可能材料層に形成された表面プロフィールを備え、所定のオフセットを有する液晶配向層。
【請求項４６】
請求項１から請求項３７までのいずれか１項に記載の方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える電子デバイス。
【請求項４７】
請求項１から請求項３７までのいずれか１項に記載の方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える電子光学デバイス。
【請求項４８】
請求項１から請求項３７までのいずれか１項に記載の方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える有機半導体デバイス。
【請求項４９】
請求項１から請求項３７までのいずれか１項に記載の方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える有機発光ダイオード。
【請求項５０】
後で堆積される半導体材料を収容するための構造体をエンボス加工するステップを含む、半導体デバイスを製造する方法。
【請求項５１】
ＯＬＥＤ又はトランジスタを製造することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトポリマーのような定着性材料層に表面プロフィールをエンボス加工する方法に関する。より具体的には、本発明は、液晶デバイスのような電子又は電気光学的構造体、マイクロメカトロニクス的構造体、ミクロ流体的構造体、又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機半導体デバイスに用いられる表面プロフィールを形成するためのエンボス加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶デバイス（ＬＣＤ）は、典型的には、一対のセル壁間に収容された液晶材料の薄層を備える。要求される液晶表面配向を生じさせるために、普通はセル壁の内面に処置が行われる。液晶の嵩は、セル壁の表面配向特性と、液晶材料の形式及び液晶層の厚さといった種々の他の因子に応じた構成をとる。電極はまた、液晶層への電界の印加を可能にするために、セル壁の一方又は両方に配置される。
１つの特定の形式の公知の液晶デバイスは、欧州特許第０８５６１６４号／米国特許第０６２４９３３２号に記載されたＺｅｎｉｔｈａｌ  Ｂｉｓｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＺＢＤ）である。このデバイスにおいては、周期的な表面レリーフ格子プロフィールが、１つの結合セル壁の内面に形成される。格子プロフィールは、デバイスの液晶が、２つの安定かつ光学的に区別できる構成のいずれか１つの間で電気的に切り換えられるように設計される。適切な格子プロフィールを形成することによって、多くの安定性を得ることができることも知られており、例えば、ＷＯ０２／０８８２５号を参照されたい。
【０００３】
非周期的な格子構造体も、天頂双安定性（ｚｅｎｉｔｈａｌ  ｂｉｓｔａｂｉｌｉｔｙ）を与えることが示されており、例えばＷＯ０１／４０８５３号を参照されたい。格子構造体を用いて製作された方位（ａｚｉｍｕｔｈａｌ）双安定型デバイス（ＡＢＤ）も、垂直配向ネマチック型デバイス（例えば、Ｋｏｉｋｅ他、１９９７、ＩＤＷ、ｐ１５９−１６２を参照されたい）を与えるために用いることができる種々の表面構造体として知られている。双格子デバイスも、双安定ツイスト・ネマチック型デバイスとして既に説明されている（例えば、欧州特許第０７４４０４２号）。双安定コレステリック及び強誘電性液晶デバイス（ＧＢ２３１５９００号に記載されるようなポリマー壁を有するデバイスを含む）も知られている。さらに、配列するために表面レリーフ構造体を使用できる多くの単安定性ＬＣＤが存在する。例えば、光学的に制御された複屈折（ＯＣＢ又は「Ｐｉセル」）、垂直配向ネマチック（ＶＡＮ）、ハイブリッド配向ネマチック（ＨＡＮ）、ツイスト・ネマチック（ＴＮ）及び超ツイスト・ネマチック（ＳＴＮ）がある。
【０００４】
或る従来のデバイスにおいては、液晶配向に要求される周期的格子プロフィールは、材料層にエッチングされる。例えば、ガラス基板上のフォトレジスト材料層は、周期的に強度が変化する光パターンに露出される。次いで、フォトレジストは、現像されて周期的格子プロフィールを与える。しかしながら、こうした技術は、液晶デバイスの低コスト大量生産に適しておらず、コストと処理能力によって制限される。
プラスチック層に表面プロフィールをスタンプするためにエンボス加工技術を用いることも知られている。例えば、液晶配向層として用いるのに適した格子プロフィール構造体をプラスチックに形成するための標準的な高温箔エンボス加工又はスタンプ技術が用いられている（例えば、Ｌｅｅ他のＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３）ｐＬ１４３６−Ｌ１４３８を参照されたい）。種々の別のエンボス加工技術も知られており、光学的記憶媒体（例えば米国特許第４７９０８９３号）及び回折−屈折高光沢紙（例えば、米国特許第６３５８４４２号）を形成するのに用いられている。しかしながら、従来のエンボス加工技術は、要求される均一性と、要求される様々なレリーフ構造体の形状、特にエンボス加工構造体の最小厚さとの両方を有する表面レリーフ構造を与えることができないという欠点を有する。例えば、液晶デバイスにおいては、従来技術によるエンボス加工は、均一な液晶配向と広範囲にわたるスイッチング特性とを得るために要求される均一性レベルの格子プロフィールを与えない、すなわち、デバイスをスイッチングするのに要求される電圧が必要以上に高い。
【０００５】
ポリ−ｐ−フェニレンビニレン発光層を備える場合が多い有機ＬＥＤは、典型的には、インクジェット印刷技術によって製造される。しかしながら、この方法の解像度は、現在、約５ドット／ミリメートルに制限されている（すなわち、２００μｍ特徴）。これは、製造可能なデバイスの解像度を大幅に制限する。例えば、論理回路は、半導体材料を１０μｍ特徴又はそれより小さい特徴として形成することを必要とする。この制限を克服するために用いられる方法は、フォトリソグラフィにより定められた表面レリーフ構造体を用いてインク液滴を収容することと、低エネルギー界面活性剤のパターニングにより、ウェッティング／ディウェッティングの高解像度領域を形成して、表面上のインク液滴の寸法及び形状を制御することである。しかしながら、これらの方法の両方は、大面積デバイスに用いるには高価であり、製造工程の間の処理能力を制限することがある。
別の形式の電子デバイスは、マイクロ−エレクトロ−メカニカル・デバイス（ＭＥＭ）である。それらは標準的フォトリソグラフィ技術によって形成される場合が多いが、これは、大面積ディスプレイデバイスには適していない。こうしたデバイスの例は、米国特許第５，８３５，２５５号に記載されたモジュラアレイであり、電気光学キャビティの壁の間のスペースは、反射率の変化を生じさせるために電気的に修正される。キャビティは、基板上にフォトリソグラフィにより定められた支柱を用いて離間される。これは、デバイスに顕著なコストを付加し、結局、製造可能な分野を制限する。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、上述の欠点の少なくとも幾つかを軽減することである。
本発明の第１の態様によれば、定着可能材料層に表面プロフィールをエンボス加工する方法は、ａ）要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを用意し、ｂ）電極を備え、定着可能材料層が上に配置された基板を用意し、ｃ）キャリアフィルムと基板をラミネートして、キャリアフィルムが要求される表面プロフィールを定着可能材料層に形成するようにし、ｄ）定着可能材料を定着させる、ステップを含み、表面プロフィールのオフセットを定着可能材料の比誘電率で割ったものが１０００ｎｍより小さくなるようにすることを特徴とする。
【０００７】
より好ましくは、表面プロフィールのオフセットを定着可能材料の比誘電率で割ったものは、１００ｎｍより小さく、５０ｎｍより小さく、又は１０ｎｍより小さい。
ここで、定着可能材料の比誘電率は、基板の電極にかけられた周波数範囲内で測定された値である。これは、普通は、１０ＧＨｚより小さい周波数に制限されることになる。定着後の定着可能材料の抵抗率は、１×１０8Ω／ｃｍより大きいことも有利である。
ここで、「オフセット」という用語は、基板電極上の定着可能材料層の基底をなす厚さを意味する。例えば、パターン形成された構造体は、一定厚さの基底をなす非パターン形成層の上のパターン形成層からなると考えることができ、こうした場合、基底をなす一定厚さの非パターン形成層の厚さがオフセットである。格子の場合には、オフセットは、格子の谷部と基板との間の定着可能材料の厚さとなるであろう。真のゼロオフセットの場合には、格子の谷底部における材料の厚さはゼロとなるであろう（すなわち、基板は、格子の谷領域において定着可能材料で被覆されない）。これを数学的に説明すると、表面レリーフプロフィールは、オフセットがＤＣ成分である空間周波数のフーリエ級数と考えることができる。
【０００８】
従来の方法は、所定の表面形状を有する定着可能材料層を与えるのみである。従来の方法は、局所的な基板に関する定着可能材料層の絶対高さプロフィールの制御を与えない（すなわち、オフセットの制御は存在しない）。従来のエンボス加工方法はオフセットの制御をもたない（すなわち、制御されない形で変化する）ので、これまでは、定着可能材料の厚さが特定の最小を上回ることを保証して、こうした誤差の打ち切りなどを行うことなく、要求される表面パターンが複製されることを保証することが必要とされていた。これは、従来技術が、基板にわたって、ゼロに近づく均一なオフセットレベル（例えば、格子プロフィールの谷部における材料高さ）をもたらすことができないことを意味する。
したがって、本発明は、所定の及び制御可能な低オフセットを有する表面プロフィールをもつ定着可能材料層を与えるという利点を有する。比誘電率４の典型的な材料においては、オフセット（例えば、格子の谷部における材料の厚さ）が０．４μｍより小さい。この低く、かつ均一なオフセットは、従来のエンボス加工技術を上回る利点を与える。特に、オフセットの減少は、定着後に基板上に残っている材料の量を減らす。したがって、定着可能材料層にわたる電圧降下が、それ相応に減少される。
【０００９】
エンボス加工層にわたる電圧降下の減少は、多くの電子光学及び電気デバイスに対して利点を有し、例えば、一様なスイッチング／ラッチング特性をもつＬＣＤを製造できるようにする。より大きいスイッチング均一性は、多重化ＬＣＤにおいて特に有利である。ゼロに近いオフセット（例えば、格子の谷部におけるゼロに近い材料の厚さ）を有する層を製造できることによって、定着可能材料層の平均厚さが最小になり、それにより液晶デバイスのピクセルをスイッチングするのに要求される電圧が減少される。それにより、こうしたディスプレイの電力消費が減少される。
基板、より重要なことには、基板の上に形成された電極は、平坦ではない場合があることが、当業者には明らかであろう。本発明の目的は、オフセットを顕著に変化させることなく、所望の構造が起伏のある電極上に複製されることを保証することである。したがって、この方法はまた、キャリアフィルムと基板上に支持された電極との間に接触が存在することを保証するステップを有利に含むことができる。このように、要求される低い（ゼロに近い）オフセットを与えることができる。
【００１０】
キャリアフィルムと基板との間に接触が生じることを判断するのに適した手段は、トランスデューサか、又はラミネートステップの間にキャリアフィルム及び基板にかかる圧力を判断する類似のシステムを含むことができる。トランスデューサはまた、ラミネートステップにおいて圧力がかけられる地点又は領域までのキャリアフィルム及び基板の相対速度を判断するのに用いることができる。さらに、干渉縞の測定といった光学的検査方法を用いることができる。こうした測定方法のいずれも、正しいオフセットが維持されることを保証するために、フィードバック機構を用いることが好ましい。或いは、こうした測定値のいずれも、システムから取得された、以前の校正データと比較することができる。
ここでは、接触は、キャリアフィルム上に設けられた反転形状の構造体の最大振幅の特徴と基板との近接性が２μｍ以内であることと定義される。この近接性は、５０ｎｍ以内であることが好ましい。この接触は、液状定着可能材料に関連する流体力学的流れによって制限される。これは、キャリアフィルムの弾性率と、定着可能材料の粘度に関連する。キャリアフィルム及び定着可能材料の材料特性、並びにエンボス加工速度及び圧力の各々は、所望の接触を与えるように選択されることが好ましい。したがって、接触は、いわゆる乾燥接触限界に近づくか又は乾燥接触限界となるようにされる。
【００１１】
この方法は、要求される表面レリーフ構造体を与えるために、定着可能材料を定着させた後にさらに別のステップを含むことができることに注意されたい。例えば、エンボス加工構造体は、一定の時間、ＵＶ−オゾン処理を受けることができる。これは、オフセットの減少をもたらす。この場合、キャリアフィルム上に用いられる表面レリーフ構造体は、基板上に要求される反転形状の表面レリーフ構造体とは幾分異なってもよい。例えば、振幅と、格子構造体のマーク対スペース比は、この付加的な処理ステップの間に若干変化してもよい。後述するように、キャリアフィルムの片側に形成された表面プロフィールは、キャリアフィルムが定着可能材料で被覆された基板にラミネートされたときに、定着可能材料に要求されるパターンを形成させるものである。要求されるパターンは、後処理ステップの後に適切な表面レリーフ構造体を与えるパターンとすることができる。
【００１２】
本発明はまた、インクジェット印刷技術と組み合わされた場合には、マイクロパターン形成エレクトロニクスを製造するための低コスト方法を提供することができる。図１４を参照して説明されるポリマーＬＥＤのような有機発光ダイオードの例を挙げる。ＩＴＯ／半導体ポリマー界面における正孔の有効な注入（従って有効な光生成）を得るのに極めて重要なのは、良好な電気的接触である。ポリマーのインクジェット液滴は、基板の表面上に２００μｍの液滴を生じる。カラーデバイスにおいては、赤色、緑色、及び青色に用いられるポリマーは、デバイスの高効率かつ良好なカラー飽和を保証するために分離されなければならない。しかしながら、液滴の２００μｍの間隔は、カラーＯＬＥＤデバイスの解像度（５０ｄｐｉより小さい）に対して厳しい制限を与える。
これは、各液滴領域の中心周りに、要求される寸法及び間隔を有するエンボス加工壁を形成して、液滴を特定の領域に収めることによって解決することができる。壁は、ＯＬＥＤからの光学的損失を制限する材料から形成することができる。壁を作って個々のピクセルを定めるために通常のエンボス加工方法が用いられる場合には、ＩＴＯ電極に残留ポリマー材料コーティングが存在することになり、すなわち、従来技術では、ゼロ又はゼロに近いオフセットを与えることができない。これは、その後、ＩＴＯと半導体との間の良好な接触を妨げ、ダイオードジャンクションの形成を抑制する。本発明に従ってゼロ又はゼロに近いオフセット構造体を制御可能に製造できることにより、エンボス加工を多くの電子光学及び電子デバイスの製造に使用できるようになる。
【００１３】
こうしたデバイスにおいては、電極材料と蒸着有機層との間の直接的接触が存在することを保証する非常に厳しい要求がある。これは、ゼロオフセット状態を達成するために厳しい要求を課す。こうした場合、定着可能材料を定着させた後にエッチングステップを含めることが重要である場合が多い。例えば、表面は、電極と有機半導体との間に良好な接触が生じることを保証するために、ＵＶ／オゾン処理を用いて用意することができる。
要求される表面プロフィール手段の反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムは、該キャリアフィルムが定着可能材料で被覆された基板にラミネートされるときに、要求されるパターンを定着可能材料に形成するようにされる。ラミネートステップの間にかけられる圧力は、キャリアフィルムの表面プロフィールのどんな変形をも防止するように制御することができ、又は、圧力は、表面プロフィールの所定の歪みを発生させて、結果として、要求される表面プロフィールを定着可能材料に形成させるのに十分なものとすることができることを理解されたい。
【００１４】
したがって、特定の定着可能材料とキャリアフィルムとの組み合わせのためのラミネートステップは、かかる圧力が所与の範囲内であるとき、又は粘度と処理速度との積が所与の範囲内であるときに、必要なオフセットを有する要求される表面プロフィールを与える。これらの範囲は、相互に依存しており、最適な圧力範囲は、粘度−速度の積の関数であり、この逆もまた同様である。圧力範囲の下限は、上述の接触状態に近く、一方、上限は、定着可能材料にエンボス加工される表面プロフィールの容認できる変形をもたらす最高圧力となるであろう。言い換えれば、圧力は、定着可能材料に形成された表面プロフィールの容認できる歪みをもたらす範囲内に入るように選択される。圧力が低すぎる場合、又は粘度−速度の積が大きすぎる場合には、望ましくないことにオフセットが高くなり、及び／又は高過ぎるほどに変化することがある。圧力が高過ぎる場合、又は粘度−速度の積が低すぎる場合には、キャリアフィルムのプロフィールの歪みは、正しい形状が複製されるのを妨げる。
【００１５】
液晶デバイスの配向層のような用途においては、エンボス加工表面レリーフ構造体は、特定のプロフィールと低い複製可能なオフセットとの両方を有することが重要である。レリーフ構造体をエンボス加工するための従来の方法は、要求される製造形状をもたらすが、十分に低いオフセットは与えないか、又はパネルにわたるオフセットの変動を招く。ここでは、要求されるプロフィールを維持する上限と、オフセットが最小であり、それにより両方の要求を満たすことを保証する下限とを与える、圧力、速度、粘度及びヤング率のどのような体系が存在するかを説明する。
前述の圧力、速度、粘度及びヤング率のエンボス加工体系は、ニッケルシムを用いる直接エンボス加工を実施するための従来技術と共に用いることができる。しかしながら、前述のオフセットの均一性問題に加えて、従来の直接エンボス加工技術を用いる上記の体系での作動は、基板上の汚染物質に起因するニッケルシムの損傷を招くことが見出されている。これは、小さい汚染物質における力がニッケルの弾性限界より高いためであり、シムのプラスチック変形を招く。これは、次に、該シムのその後の使用において複製され、得られる構造体の均一性が乏しくなる。本発明によるキャリアフィルムの使用は、キャリアフィルムをエンボス加工するのにシムを使用できるようにすることによって、この問題を緩和させ、前述のように、本発明の技術を用いるときのキャリアフィルムのオフセットは重要ではない。シムから製造されるキャリアフィルムは、所望のオフセットを与えるために要求される圧力、粘度及び速度で用いられ、著しい損傷の後に廃棄することができる。
キャリアフィルムは、基板より広く又は狭くすることができ、基板は、定着可能材料層で完全に又は部分的に被覆することができる。キャリアフィルムの連続ロールを用いることができる。キャリアフィルムは、不均一部から小さな距離範囲内（例えば５０μｍ）のエンボス加工定着可能材料層にわたる一定のオフセットを保証するために、ローラ及び／又は基板の何らかの不均一部に適合できるのに十分なだけ可撓性である。シャドウマスクの使用によって、定着可能材料の特定の部分のみを硬化することができる、すなわち、或る部分を未硬化のままにし、ことによるとその後のクリーニングステップによって除去することができる。
【００１６】
前述のように、液晶材料に表面配向を与える種々の表面プロフィールが知られている。これらの表面プロフィールは、要求される配向作用を単独で与えることができ、又は液晶デバイスに用いられる前に特定の配向層（例えばホメオトロピック処理）によって処理することができる。当業者であれば、表面プロフィールの形式、及び要求される表面配向作用をもたらすのに必要な何らかの付加的な層を認識するであろう。例えば、欧州特許第０８５６１６４号及びＷＯ０１／４０８５３号は、天頂双安定型液晶デバイスをもたらすのに要求される表面プロフィールを説明しており、欧州特許第０７４４０４１号は、方位双安定型デバイスを説明している。
定着可能材料は、熱、放射線及び／又は２つ又はそれ以上の成分の混合に反応して粘度が恒久的に増大することになる材料のいずれかとすることができる。例えば、定着可能材料は、樹脂又はラッカーとすることができる。定着可能材料を定着させるステップは、熱及び／又は放射線に曝すことによって、及び／又は必要に応じて２つ又はそれ以上の成分を混合することによって、定着可能材料の粘度を恒久的に増大させることに関係する。
【００１７】
定着後の定着可能材料の抵抗率は、好ましくは１×１０8Ω／ｃｍより大きく、より好ましくは１×１０9Ωより大きく、さらに好ましくは１×１０10Ω／ｃｍより大きい。
有利なことに、この方法はさらに、定着可能材料を定着させるステップが実行された後に、定着可能材料層からキャリアフィルムを除去するステップを含む。
キャリアフィルムは、使用後に廃棄することができる。或いは、或る長さのシート又はキャリアフィルムを使用し、ことによると清掃して、再び使用することができる。ニッケルシム又はパターン形成ローラを用いて定着可能材料層をエンボス加工する従来の方法を上回る本発明の利点は、製造工程の間の清掃への要求が減らされることであり、場合によっては無くされることである。
定着可能材料の未定着層をエンボス加工するのに用いられる表面は、繰返し使用されないので（パターン形成ローラ技術とは異なり）、キャリアフィルムは常に、パターン転写の劣化が最小の状態で最適な剥離を保証するクリーンな表面をもつことになる。汚染物質の減少は、そうした汚染物質が液晶配向及びスイッチングの均一性に悪影響を及ぼすことがあるので、ＬＣＤ配向表面の製造において特に有利である。
好都合なことに、定着可能材料は、要求される表面プロフィールの反転形状を支持するキャリアフィルムの側部に弱く付着して、定着可能材料の定着層からのキャリアフィルムの除去を容易にする。
【００１８】
ラミネート前に定着可能材料層とキャリアフィルムとの間に少なくとも１つの付加的な層を挟み込むのが有利である。付加的な層は、必要に応じてキャリアフィルムか又は定着可能材料のいずれかに配置することができる。この層は、層剥離の際に定着可能材料からキャリアフィルムを剥離する一助とするために、低エネルギー材料（例えば、５０ｍＮ／ｍより低いか又はより好ましくは２５ｍＮ／ｍより低い表面エネルギーを与える材料）とすることができる。
少なくとも１つの付加的な層の１つ又はそれ以上は、金属（例えばニッケル、アルミニウム又はクロム）、フッ素化ポリマー（例えばプラズマ重合ＰＴＦＥ）又はシリコン材料とすることができる。また、エンボス加工層は、無機層によって電極から分離することができる。例えば、二酸化ケイ素又は二酸化チタン前駆体層は、電極上にスピンコーティングし、次いで焼成して、エンボス加工構造がその上に製造される均一層を形成することができる。
基板は、脆性材料から形成されるのが好都合である。この方法は、脆性（すなわち、容易に破断可能な）基板に用いるときに、従来技術と比べて有利である。ニッケルシムローラを用いて樹脂層を直接エンボス加工する公知の方法は、パターンをエンボス加工するのに要求される圧力によって、典型的には脆弱な基板が粉砕されることになるので、可撓性基板を用いてのみ実施することができる。
【００１９】
有利なことには、基板は、２つ又はそれ以上の層から形成される。例えば、プラスチック又はガラス層上のＩＴＯ層又は反射構造体（金属など）が基板を形成する。基板はまた、薄層トランジスタ、電子ドライバなどのような種々の能動的電気素子を備えることができる。
基板は、ガラスから形成されるのが好都合である。
定着可能材料は、紫外線放射を用いて硬化可能な樹脂であることが好ましい。基板がＵＶ放射に対して透過性である場合には、ＵＶは、基板を通して樹脂上に導くことができる。或いは、基板がＵＶ放射に対して不透過性である場合には、ＵＶ放射は、キャリアフィルムを通して樹脂上に向けることができる。キャリアフィルム及び／又は基板は、樹脂を硬化するのに要求される特定の放射波長を透過させなければならないことが、当業者には直ちに明らかとなるであろう。
定着可能材料は、電子光学デバイスに用いるのに適した波長範囲に対して実質的に透過性であるのが好都合である。
定着可能材料の粘度は、０．１cpsから１０Ｐｓの範囲内であるのが有利である。より好ましくは、粘度は、５cpsより大きく、又はさらにより好ましくは５０cpsより大きい。粘度は、２００cpsより小さいことが好ましい。液晶配向層の場合には、定着可能材料の屈折率はまた、望ましくない何らかの回折作用を減少させるために、液晶材料の屈折率に適合するように選択することができる。或いは、定着可能材料の屈折率は、発光の外部効率を増加させるために、ＯＬＥＤの周囲壁として用いられるときには、出来る限り異なるものとすべきである。
【００２０】
ラミネートの際にかけられる圧力は、キャリアフィルム上に形成された反転表面プロフィールを変形するのに要する圧力より低いのが好都合である。例えば、ラミネートの際にかけられる圧力は、１０ＭＰａより低くすることができ、０．１０Ｐａより大きくすることができる。この圧力量の使用は、正確な、高い忠実度の表面プロフィールの複製が、定着可能材料層に形成されることを保証する。
正確なレリーフ形状及びオフセットを達成するのに要求される圧力範囲は、定着前の定着可能材料の粘度と、キャリアフィルムに対する基板の処理速度に関連する。例えば、７０cpsの定着前の定着可能材料の粘度と０．１ｃｍ／分から１００ｃｍ／分の処理速度は、典型的には１００Ｐａから３０ｋＰａまでの間の圧力範囲を要求する。圧力上限は、キャリアフィルム上の反転レリーフ構造体のヤング弾性率、該レリーフ構造体の剛性モジュラス、及び最終的には基板材料及び／又は電極構造体の破損限界を含む幾つかの要因に関係する。
処理速度は、好ましくは４ｃｍ／分より大きく、さらに好ましくは１０ｃｍ／分より大きい。こうした処理速度は、製造施設における技術の効果的かつ費用効果の高い作動を可能にする。
【００２１】
有利なことには、ラミネートステップの間に、キャリアフィルムは、定着可能材料層を支持する基板に接触し、ラミネートに要求される圧力をかける手段を通過する。言い換えれば、基板及びキャリアフィルムは、圧力適用手段に対して動かされる。キャリアフィルムと基板との間の圧力は、特定の許容誤差内に一定に保たれるべきである。装置には、圧力監視手段が有利に設けられ、かけられた圧力を制御するフィードバック機構も有利に設けることができる。ローラに対するキャリアフィルム及び基板の相対速度も監視することができ、速度を監視するフィードバック機構も設けられる。有利なことに、圧力と処理速度との両方を監視し、制御することができる。
ラミネートに要求される圧力をかける手段は、少なくとも１つのラミネートローラを備えることが好ましい。
ラミネートに要求される圧力をかける手段は、キャリアフィルムと接触する第１ラミネートローラと、基板の定着可能材料層を支持しない側に接触する第２ラミネートローラとを備え、第１及び第２ラミネートローラは互いに向けて付勢されるのが有利である。ローラは、一定圧力を与えるように設計されたシステムに組み込まれることが好ましい。これは、空気圧システムとすることができるが、フィードバック機構を有する圧電システムのような他のシステムも可能である。
【００２２】
キャリアフィルムは、少なくとも１つの分離ローラを用いて、定着された定着可能層から除去されるのが好都合である。
定着ステップは、少なくとも１つのラミネートローラと、少なくとも１つの分離ローラとの間の領域において適切な処理を行うことによって実行される。
特定の従来の方法においては、ローラと接触している間に樹脂（すなわち定着可能材料）を硬化しなければならず、接触領域の寸法とＵＶランプパワーがマシンの処理能力を決める。したがって、熱をエンボス加工構造体に伝達し、それにより応力及び欠陥をもたらす高価なハイパワーＵＶランプが要求される。ローラ周りの物理的に大きく重いランプの取り付けに関連する困難さも存在する。
【００２３】
本発明の方法は、ラミネートステップから或る距離のところで定着ステップを実行可能にする。ＵＶ硬化可能樹脂である定着可能材料の場合には、処理能力に悪影響を及ぼすことなく、より低パワーの安価なＵＶランプを用いることができる。さらに、より少ない熱が樹脂に伝達され、硬化されたフィルムの応力が減少し、それにより定着可能エンボス加工材料層の品質が向上される。
少なくとも１つのラミネートローラが変形可能であるのが有利である。ローラ全体を変形させることもできるし、又はローラの表面領域を変形させることもできる。例えば、ローラは、中央金属コアによって支持されたゴム形式のものとすることができる。少なくとも１つのラミネートローラは、好ましくは５０から９０の範囲内のショア硬度を有するゴムからなる。
少なくとも１つのラミネートローラの半径は、１ｃｍより大きく、及び／又は１ｍより小さいことが好ましい。
定着可能材料層を支持する基板は、０．１ｍｍ毎秒より大きい及び／又は１００ｃｍ毎秒より小さい線形速度でラミネートに要求される圧力をかける手段を通過するのが好都合である。より好ましくは、線形速度は１ｍｍ毎秒より大きい及び／又は１０ｃｍ毎秒より小さい。
【００２４】
ラミネートステップは、ガス圧を用いてキャリアフィルムを基板に向けて付勢することによって実行されるのが好都合である。例えば、真空バッグ技術又は種々のＯ−リングシール構成をラミネートのために用いることができる。こうした技術は、高い処理能力を与える可能性を有する。
有利なことに、この方法は、パターン形成ローラを用いて又は熱可塑性フィルムをエンボス加工することによって、キャリアフィルムを形成する付加的なステップを含む。
キャリアフィルムは、ＰＥＴ、ＰＣ又はＰＭＭＡのいずれか１つからなることが好ましい。或いは、表面加工紙又はポリマーフィルムを用いることができる。
キャリアフィルムは、（ａ）プラスチックフィルムを用意し、（ｂ）その上に定着可能材料層を堆積させ、（ｃ）パターン形成ローラを用いて定着可能材料層にパターン形成し、（ｄ）定着可能材料を定着させる、ステップによって形成されることが好ましい。
パターン形成ローラを用いて定着可能材料層にパターン形成するステップは、パターン形成ローラを１つ又はそれ以上の支持ローラから一定距離に配置し、定着可能材料層が堆積されたプラスチックフィルムを通過させ、キャリアフィルムの全厚さがプラスチックフィルムの厚さの変動と共に変化しないようにローラを通過させることを含むのが好ましい。
【００２５】
好都合なことに、定着可能材料に形成された表面プロフィールは、液晶デバイスの液晶材料の配向を与えるのに適している。
有利なことに、定着可能材料に形成された表面プロフィールは、液晶デバイスの液晶材料の天頂双安定配向を与えるのに適している。
エンボス加工表面プロフィールの振幅は、５０μｍより小さく、又は２０μｍより小さく、或いは１０μｍより小さいのが好都合である。エンボス加工表面プロフィールの大きさは０．１μｍより大きいのが有利である。
好ましくは、エンボス加工表面プロフィールの特徴の幅は、１００μｍより小さく及び／又は０．１μｍより大きい。
【００２６】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るラミネート方法を実行するための装置が与えられる。
本発明の第３の態様によれば、液晶材料に表面配向を与える表面プロフィールを有する層を形成する方法は、ａ）要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを用意し、ｂ）定着可能材料層が上に配置された基板を用意し、ｃ）キャリアフィルムと基板をラミネートして、キャリアフィルムが要求される表面プロフィールを定着可能材料層に所定のオフセットをもって形成するようにし、ｄ）定着可能材料を定着させる、ステップを含む。
オフセットの許容誤差は、±２０％となるべきであり、より好ましくは±１０％である。
本発明の第４の態様によれば、液晶材料に表面配向を与える表面プロフィールを有する層を形成する装置は、要求される表面プロフィールの反転形状が片側に形成されたキャリアフィルムを受け取り、要求される表面プロフィールの圧痕が所定のオフセットをもって定着可能材料層に形成されるようにするのに十分な圧力で、該キャリアフィルムを基板上に配置された定着可能材料層と係合させるように構成されたラミネート手段を備える。
【００２７】
この装置はさらに、キャリアフィルムと、基板上に支持された電極との間に適切な接触が存在することを保証する接触評価手段を備えるのが好都合である。この場合、要求される低い（ゼロに近い）オフセットを保証することができる。
接触評価手段は、トランスデューサか、又はキャリアフィルムを基板上に支持された定着可能材料層と係合させるのに用いられる圧力を判断する類似のシステムを含むことができる。さらに、干渉縞の測定のような光学的検査装置を用いて、フィルム厚さ及び／又は均一性を測定することができる。
ラミネートステップにおいて圧力がかけられる地点又は領域までのキャリアフィルムと基板の相対速度を判断する別のトランスデューサを使用することもできる。
接触評価手段その他の付加的な測定システムによって取得されるデータ（例えば、キャリアフィルム速度測定、温度プローブなど）は、正確なオフセットが維持されることを保証するフィードバック機構を確立するために、マイクロプロセッサ（例えばパーソナルコンピュータ）に送り込むことができる。或いは、装置が要求される表面レリーフパターンをもつ定着可能材料層をエンボス加工することを保証するために、校正工程を周期的に用いることができる。
有利なことに、ラミネート手段は、キャリアフィルムを基板上に配置された定着可能材料層と係合させるために、一対の変形可能なローラを備える。少なくとも１つの変形可能なローラは、５０から９０の範囲内のショア硬度を有することができるゴムからなるのが好都合である。
装置はさらに、定着可能材料を定着させるための手段及び／又は定着可能材料の定着層からキャリアフィルムを分離するための手段を備えることが好ましい。
【００２８】
本発明の第５の態様によれば、液晶配向層は、定着可能材料層に形成された表面プロフィールを備え、所定のオフセットを有する。
本発明の第６の態様によれば、電子デバイスは、本発明の第１の態様に係る方法を用いてガラス又はプラスチックのような基板材料上に製造されたエンボス加工構造体を備える。
本発明の第７の態様によれば、電子光学デバイスは、本発明の第１の態様に係る方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える。
本発明の第８の態様によれば、有機半導体デバイスは、本発明の第１の態様に係る方法を用いて製造されたエンボス加工構造体を備える。
本発明の第９の態様によれば、半導体デバイスを製造する方法は、後で堆積される半導体材料を収容するための構造体をエンボス加工するステップを含む。
この方法は、ＯＬＥＤ又はトランジスタを製造するのに用いられることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
ここで、本発明を単なる例として付属の図面を参照しながら説明する。
図１を参照すると、従来技術を用いて表面特徴６をもつようにエンボス加工された樹脂層４を支持する基板２からなる構造体１が示されている。
構造体１は、基板２上に樹脂層を配置することによって製造される。次いで、未硬化樹脂層を支持する基板２が一対のローラを通される。要求される表面パターンの反転形状をもつニッケルシムが、樹脂層と接触することになるローラ表面に取り付けられる。樹脂は、ローラと接触している間に、適切な放射及び／又は熱源を用いて硬化される。樹脂に書き込まれた何らかのパターンから離れる、ローラ分離距離は、基板２と樹脂フィルム４を足した全厚さが一定となる（すなわち、構造体１が実質的に一定の厚さｈを有する）ように、一定に保たれる。典型的には、基板２は、ローラによってかかった圧力が基板を粉砕しないことを保証するために、可撓性にされる。
製造許容誤差のために、基板２の厚さが不均一なものとなることがあり、ローラとニッケルシムとを足した直径はまた、ローラの長さを下って変化することがある。したがって、一般に、エンボス加工樹脂層４の絶対厚さは、表面特徴６が同一形状であるときでも絶対厚さが変化し、すなわち、層の厚さｆ1はｆ2とは異なり、それはｆ3とは異なる。
【００３０】
典型的には、液晶配向は、格子、すなわち一連の成形されたピーク及び谷として形成される表面プロフィールによって与えられる。したがって、樹脂層の厚さは、ピークと谷との間で変化することになる。しかしながら、一様なスイッチング特性が要求されるときには、全てのピーク及び全ての谷における樹脂厚さが同一であることと、表面プロフィールが一貫して繰り返されることが望ましい。言い換えれば、繰返し基本単位は、同じ厚さプロフィールをもつように一貫して繰り返されるべきである。繰返し単位間の厚さプロフィールの変化は、変動オフセットと呼ばれ、後述する欠点をもつ。或いは、エンボス加工構造体は、隣接領域の又はデバイスの相対する壁のスペーサとして用いることができる。こうした場合には、デバイスの均一性も、デバイスにわたるピーク及び谷の振幅の均一性に依存している。
厚さの変化が熟慮されている他の表面配向プロフィールも使用できることに注意されたい。しかしながら、別の単位と同じ液晶配向及びスイッチング特性を与えるように意図されている繰返し単位が存在する場合にはいつでも、オフセットのどんな変動（すなわち、繰返し単位間の樹脂の絶対厚さプロフィールの変動）も避けられるべきである。
【００３１】
全振幅の変動は、空間的に均一かつ狭い波長帯の光源で、完成したプレートを照射することによって研究することができる。デバイスの全厚さの変動は、上面及び底面からの干渉縞のために明確に視認できる。この方法は、オフセットを、照射試験源の波長の４分の１以内（典型的には約１２０ｎｍ）まで特徴化できるようにする。
図１に示されたタイプの構造体は、従来技術において良く知られており、種々のオプティカル効果を得るために用いることができる。例えば、回折格子及びホログラムなどを製造するために知られている。こうした構造体においては、変動オフセットは、構造体のオプティカル特性には影響を及ぼさず、オプティカル特性は、表面プロフィールに依るものであって、樹脂層の全厚さに依るものではない。
前述のように、樹脂層に形成された適切な表面プロフィール（例えば格子構造体）は、液晶材料に配向を与えるために用いることができ、それにより液晶デバイスに用いることができる。しかしながら、液晶デバイスにおいては、ディスプレイの特定領域における樹脂層の絶対厚さ（すなわち、オフセット量）によって、その領域におけるディスプレイのスイッチング電圧が決まることになる。これは、樹脂層の厚さが増大されて、印加された電圧が樹脂層にわたって降下する割合も増大し、それにより液晶材料層に印加される実効電圧が減少するために起こる。したがって、液晶ディスプレイにわたるオフセットの変動が、ディスプレイデバイスにおける不均一なスイッチング特性をもたらす。
したがって、従来のエンボス加工技術は、それらが液晶材料の表面配向のための格子構造体を製造するのに用いられるときに、欠点を有することが分かっている。
【００３２】
図１に示されている表面特徴６の形状及び基板厚さ変動の度合いは、単なる説明のためのものである。液晶配向を与えるのに要求される表面特徴は、他でさらに詳細に説明されており、例えば、ＺＢＤを製造するのに要求される表面プロフィールについては欧州特許第０８５６１６４号を参照されたい。
エンボス加工樹脂層は、典型的には、予めパターン形成された電極構造を備える基板上に配置されることにも注意されたい。これは、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）で被覆された透明層（例えばガラス又はプラスチック）が市販されていることから、製造コストを低下させる。電極を基板と一体にすることも、電極をエンボス加工された樹脂層の上に配置することから生じる何らかの望ましくないオプティカル効果を防止し、電極構造体が実質的に平坦に維持されたときの良好な伝導性を保証する。
【００３３】
図２を参照すると、本発明の方法の流れ図が示されている。
ステップ１０は、適切な基板上に樹脂層を配置することからなる。例えば、ガラス基板にＵＶ硬化可能樹脂層をスピンコーティング、ニップ送り、シルクスクリーン、フレキシ印刷、又はインクジェット印刷することができる。樹脂厚さは、最も高い特徴の高さより大きいことが好ましい。基板は、多くの層を備えることができ、例えば、１枚のガラス上に形成された導電性層（酸化スズインジウム又は金属）を備えることができる。電極構造体上に被覆され、スピンコーティング、蒸発、スパッタリング、気相蒸着又は印刷法によって堆積された実質的に均一な層を含むことができる。基板はまた、薄層トランジスタ、ドライバ回路などのような電子素子を備えることができる。
樹脂は、基板の一部にのみ堆積させることができる。例えば、樹脂は、エンボス加工構造体が要求される基板の領域上に被覆することができる。これらの領域は、実質的に樹脂のない領域、或いは異なる形式又は種類の材料を支持する領域によって分離することができる。基板の選択的コーティングは、その後の製造ステップのために樹脂のない領域が要求されるとき、例えば、グルーの縁シールを用いて、エンボス加工液晶配向層を支持する基板を両側のプレートに結合して、液晶デバイスを形成するときに、特に有用である。公知のインクジェット印刷技術は、基板領域を樹脂で選択的に被覆するのに用いることができる１つの技術である。
【００３４】
ステップ１２は、要求される表面プロフィールの反転形状を有するキャリアフィルムを形成することからなり、このステップを実行する方法は、図３を参照しながら詳細に説明される。樹脂被覆基板からのキャリアフィルムのその後の剥離を助けるために、キャリアフィルム表面の組成は、樹脂に強く付着しないように選択されることが好ましい。キャリアフィルムは、硬化樹脂からの剥離を助けるために、Ａｌ、Ｎｉ又はＣｒで金属化するか、又は低エネルギー材料（例えば、プラズマ重合ＰＴＦＥのようなフッ素化ポリマー）で処理することができる。
ステップ１４は、キャリアフィルムと樹脂被覆基板をラミネートすることからなる。このステップは、キャリアフィルムと基板を、図４−図６を参照して説明するような一対のローラに通すことによって実行可能である。図７−図９を参照して説明される形式の真空ベースの技術も使用可能である。
【００３５】
結果として得られる樹脂層のオフセット変動性が最小であることを保証するために、ラミネート中にキャリア層及び基板にかかる圧力は、一定に保たれるべきである。典型的なキャリア層及び５０cpsの粘度をもつ樹脂の場合には、１００Ｐａより大きく１０Ｍｐａより小さい圧力がかけられるべきである。圧力は、できるだけ均一にかけられるべきである。エンボス加工工程中にかかる圧力が一定のままであることを保証するために、装置にフィードバック機構を含めることができる。塵による汚染を防止するために、ラミネートステップは、クラス１の筐体のようなクリーン雰囲気で実行可能である。或いは、帯電防止エアブラシ及び／又は他の類似の方法を用いて、基板及び／又は定着可能材料に接触する前に、フィルムから塵を直ちに除去することができる。
ラミネート後に、硬化ステップ１６が実行される。精密な硬化技術は、使用される樹脂の形式に依存し、ラミネートステップとは遠く離れて実行することができる。典型的には、硬化は、ＵＶ又はＩＲ放射を照射することによって達成される。２つ又はそれ以上の異なる波長の放射を用いる硬化ステップも、樹脂を硬化するのに用いることができる。例えば、樹脂の一部（例えば表面）を硬化するために第１波長の放射を適用することができ、樹脂の第２部分（例えばバルク）を硬化するために第２波長の放射を適用することができる。或いは、強度を変化させることができる。
【００３６】
或いは、硬化ステップとして熱源を用いることができる。
従来技術とは異なり、ＵＶ又は熱を広範囲にわたって容易に適用できるので、硬化時間を速くすることができる。ラミネートは経時的に比較的安定であるので、硬化ステップはまた、ラミネート後のいろんな時に実行することができる。したがって、本発明は、パターン形成ローラに樹脂が接触している間に硬化ステップが実行されるという、従来技術を上回る利点を有する。
樹脂の一部のみが硬化されることが望ましいことに注意されたい。例えば、ＵＶ放射は、適切にパターン形成されたマスクを透過することができる。この場合、層分離ステップの後に樹脂の未硬化領域が残ることになり、該領域は、適切な溶剤を用いて洗い流すことができる。前述のように、樹脂のない基板領域をもつことは、特定の用途のために有利であることが分かる。
【００３７】
ラミネート前に事前硬化ステップを実行することも可能である。例えば、エンボス加工前に、基板上の樹脂の特定の領域を硬化することができる。これは、特定の領域（例えば、ピクセル間ギャップの近く）にパターンをエンボス加工せずに、層を製造できるようにする。
硬化した後に、層分離ステップ１８を実行して、硬化樹脂層からキャリアフィルムを除去することができる。分離は、樹脂層からキャリアフィルムを剥離することによって達成される。これは、図４−図６を参照して説明されるようにローラを用いて、又は図１０を参照して説明されるように真空クランプ及び／又はエアジェットを用いて実行することができる。層分離ステップは、ラミネート後のいろんな時に実行することができ、例えば、キャリアフィルムラミネート構造体は、ロール上に配置し、適切なＬＣＤ製造設備に移送することができる。
ラミネートステップ１４と同様に、分離ステップ１８は、パターン形成樹脂被覆基板の汚染を防止するために、クリーン雰囲気で実行することができる。キャリアフィルムは、一度使用することができ、又は数回洗浄して再使用することができる。
最終的に、要求される表面プロフィールが形成された基板を、ＺＢＤのような液晶デバイスのセル壁として用いることができる（ステップ２０）。通常の方法のいずれかでデバイスを組み立てる前に、付加的な層、例えばホメオトロピック処理を、硬化樹脂層に適用することができる。
【００３８】
図３を参照すると、キャリアフィルムを製造する１つの方法が示されている。僅かな張力の下で、可撓性プラスチックシート４０が、パターン形成ローラ４２及び４つの柔軟なローラによって送られる。パターン形成ローラ４２は、その円周周りに要求されるパターンを備えた金属シム４６を有する。
少量のＵＶ硬化樹脂４８が、パターン形成ローラと接触する前に、プラスチックシート４０に適用される。前述のように、プラスチックシートは、不均一な厚さをもつことができ、ローラの直径は、その長さに沿って変化することができる。したがって、樹脂厚さは、基板厚さの変動及びローラの不均一性より大きくなるように選択される（例えば２５μｍ及びそれより厚い）。樹脂がパターン形成ローラと接触している間に、ＵＶ硬化可能樹脂は、ＵＶ放射を照射することによって硬化され、それによりキャリアフィルム５０が製造される。キャリアフィルムは一定の厚さのものである（すなわち、厚さｈが不変である）が、オフセットは、フィルムにわたって変化する。ローラの長さに沿った不完全部は、厚さｈが、フィルムに沿って実質的に不変であるが、フィルムを横切って変化することを意味する。
キャリア層を形成する別の方法も知られており、例えば、熱可塑性フィルムを、パターン形成ローラと接触している間に、そのガラス転移温度より高く加熱することができる。
【００３９】
図４を参照すると、ガラス基板をラミネートし、硬化し、層分離する方法が示されている。
ラミネート領域６０においては、第１ローラ５６及び第２ローラ５８が、キャリアフィルム５０を、ガラス基板５２上に被覆された未硬化のＵＶ硬化可能樹脂層５４に接触させる。第１ローラ５６及び第２ローラ５８は、ラミネート工程中に一定圧力がかかるように、例えば、ばね又はエアピストンを用いて互いに対して付勢される。２−１００００cps（１ポアズ（Ｐｓ）＝０．１パスカル秒）の粘度を有する樹脂を用いるときには、０．１から５ｐｓｉの範囲内の圧力が適切である。
【００４０】
ガラス基板５２は、特定レベルの厚さ不均一性を有することになり、それは典型的には、スーパーツイスト・ネマチック品質のガラスにおいては±０．２μｍ／２０ｍｍのオーダーであるが、非研磨ガラスにおいてはより高くすることができる。したがって、ラミネート中に実質的に一定の圧力がローラの長さに沿ってかかることを保証するために、第１ローラ５６及び第２ローラ５８は変形可能にされる。しかしながら、これは、ローラが大いに変形して、キャリアフィルムに応力が導入されるほど軟らかすぎないものでなければならない。ローラは、要求される変形レベルを与え、ラミネートの厚さにおけるどんな不均一性（例えば、ガラス厚さの変動に起因する）をも取り上げるべきである。
５０より大きい、又は５５より大きい、もしくは６０より大きい、或いは６５より大きいショアＡ硬度を有するローラを用いることができる。９０より小さい、又は８５より小さい、もしくは８０より小さい、或いは７５より小さいショアＡ硬度を有するローラを用いることができる。ローラは、単一材料から形成することができ、又は剛性の（例えば金属の）コア上に取り付けられた変形可能な外表面を有することができる。
【００４１】
ラミネートした後に、樹脂５４は、適切なＵＶ放射源に露出することによって、硬化領域６２において硬化される。こうした工程に適したＵＶランプは、当業者には公知である。
キャリアフィルム５０は、層分離領域６４において硬化樹脂層から剥離される。第１の層分離ローラ６６を用いて制御された形でキャリアフィルム５０を持ち上げ、樹脂被覆基板から遠ざかる方向に案内している間、第２の層分離ローラ６８がガラス基板５２を支持する。この技術は、樹脂に形成された構造体への損傷を防ぐ、円滑な層分離工程を保証する。したがって、ガラス基板／パターン形成樹脂層を有する電極構造体からなる構造体７０が製造される。
図５を参照すると、可撓性プラスチック基板をラミネートし、硬化し、及び層分離する方法が示されている。図４を参照して説明されたのと同じ要素に、同じ参照番号が付されている。
図４を参照して説明される方法と共通して、ラミネート領域６０、硬化領域６２及び層分離領域６４が与えられる。未硬化樹脂層５４を有する可撓性プラスチック基板７２が、キャリアフィルムとラミネートされる。プラスチック基板７２は、図４に関連して説明した方法において用いられるガラス基板５２よりさらに変形可能である。したがって、ローラ５６及び５８は、プラスチック基板自体がある程度変形するので、ガラス基板を用いるラミネートが行われるときに用いられるのと同じ位に変形可能である必要はない。ショアＡ硬度６０を有する第１ローラ５６及び第２ローラ５８が適している。ショア硬度６０は、おおよそ２ＭＰａのヤング率であると考えられる。
【００４２】
図６ａを参照すると、図４を参照して説明した方法を実施するためのエンボス加工装置８０が示されている。
キャリアフィルムのロール８２が、第１の対をなす支持アーム８４の間に回転可能に設置される。第１ラミネートローラ８６及び第２ラミネートローラ８８は、第２の対をなす支持アーム９０に設置される。第１層分離ローラ９２及び第２層分離ローラ９４は、第３の対をなす支持アーム９６に設置される。キャリアフィルムを受け取るためのロール９８は、第４の対をなす支持アーム１００に回転可能に設置される。支持アーム８４、９０、９６及び１００は、ベース１０２に取り付けられる。ＵＶ放射源１０４は、第２の対をなす支持アーム９０と第３の対をなす支持アーム９６との間のベース１０２に設置される。第２のラミネートローラ８８は、ベース１０２から或る一定の高さに回転可能に設置され、第１のラミネートローラ８６は、一対のエアピストン１１２によって第２のラミネートローラ８８に向けて付勢される。
【００４３】
エアピストン１１２の各々は、７バールの入力ガス圧のとき５６０Ｎの力をかけ、ピストンの各々が７バールのガス圧を受けるとき、第１のラミネートローラによってかけられる全ての下向きの力は１１２０Ｎである。ショア「Ａ」硬度６０のゴムローラの場合、ゴムが変形して１５ｍｍの接触幅をもたらし、３５５ｍｍの基板幅の場合、０．２１Ｎ／ｍｍ2の圧力がキャリアフィルムにかかることになる。異なる硬度のローラは、より大きい又は小さい度合いに明らかに変形し、図６ｂは、７バールの入力ガス圧（カーブ１２２参照）及び１バールの入力ガス圧（カーブ１２０参照）のときの、接触幅の関数としてのキャリアフィルム上にかけられた推定圧力を示す。
第１及び第２の層分離ローラ９２及び９４は、対応するラミネートローラ８６及び８８と同様の構成で配置される。ピストン１１４は、第１層分離ローラ９２を第２層分離ローラ９４に向けて付勢する。層分離工程の間に圧力をかけることができるが、これは、制御可能な層分離が確実に起こるようにするのに必ずしも必要なことではない。
使用の前に、キャリアフィルム１０６は、キャリアフィルムのロール８２から供給され、ラミネートローラ及び層分離ローラを通されて、ロール９８によって受け取られる。キャリアフィルム１０６は、僅かな張力の下に保持され、キャリアフィルムの非パターン形成側は、第１ラミネートローラ８６及び第１層分離ローラ９２と接触した状態で保持される。
【００４４】
作動の際に、樹脂被覆基板１０８は、装置の中に供給されて、第１の対をなす支持アーム８４を通り、ラミネートローラを通って、そこでキャリアフィルムとラミネートされる。前述のように、ラミネートローラは、ショアＡ６０のゴムから形成され、５０cpsの粘度を有する厚さ１μｍの樹脂層を用いたときに、ラミネート中に０．２１Ｎ／ｍｍ2の圧力がかけられる。
次いで、ラミネートは、層分離ローラを通過する前にパターン形成樹脂を硬化するために、ＵＶ放射源１０４からの放射に曝される。最終的に、基板１０８は、第４の対をなす支持アームを通して装置から除去される。
図６ａを参照して説明される形式の装置を用いて、液晶材料に均一な表面配向を与えることができる所定のオフセットをもつ表面プロフィールを有する樹脂層が与えられる。ＬＣＤ配向表面にわたるオフセットの変動を最小にすることができることにより、改善されたデバイス性能及び均一性が与えられる。装置はまた、大面積デバイスを与えるために延長することができ、液晶デバイスの低コストの大量生産を可能にする。
【００４５】
前述の全ての例において、ローラ軸線に平行な溝を有する格子パターンが示されていることに注意されたい。しかしながら、実際には、溝をローラ軸線に対して垂直に向けることが好ましい場合が多い。ここで与えた例においてはＵＶ硬化可能樹脂が説明されるが、当業者であれば、使用できる多くの別の定着可能材料を認識するであろう。材料の定着方法（例えば、可視光線、ＵＶ、ｘ線、電子ビーム又は熱を用いて硬化すること）も、使用される定着可能材料の形式に依存し、当業者には周知である。
必要に応じて、定着可能材料の粘度を増加又は減少させるために、あらゆる温度でエンボス加工技術を行うことができる。例えば、加熱又は冷却されたローラを用いることができる。
図４−図７を参照して説明された形式のローラベースの方法の所望の作動パラメータが上記で説明されたが、パラメータ（例えば、粘度、ローラ半径及び硬度、かけられた圧力など）は、互いに依存している。したがって、より粘性の高い定着可能材料は、所望のオフセットを有するパターンでエンボス加工されるように、より高い圧力をより長い時間にわたってかけることを要求する。
【００４６】
ニップ給送システムの場合、これらのパラメータの相互依存性は、次式（ＳＩ単位）によって単なる近似として説明することができる。
2005525592.tif 000003
式中、Ｔはコーティング厚さであり、Ｗは単位ロール長さ当りにかけられた荷重であり、Ｅはキャリアフィルム上の表面レリーフ構造体を形成するエラストマー材料のヤング率であり、Ｒはローラ半径であり、Ｖは対をなすローラを通るラミネートの線形速度であり、μは定着可能材料の粘度である。同様の関係は、エンボス加工前に定着可能材料が基板上に要求される深さに印刷されるシステムにおいても導くことができる。したがって、システムの種々のパラメータを、必要に応じて、本発明に係るエンボス加工を与えるように変更することができる。厚さＴは、表面レリーフ構造体Ａの振幅と所望のオフセットＯとの合計である。
【００４７】
図７を参照すると、真空エンボス加工技術が示されている。
図７ａに示されるように、図３を参照して説明される形式のキャリアフィルム１３０が、プラスチックベースのフィルム１３２に取り付けられる。樹脂被覆基板１３４は、キャリアフィルム１３０に隣接して配置される。キャリアフィルム１３０、ベースフィルム１３２及び樹脂被覆基板１３４は、真空チャンバ１３６内に配置される。
真空チャンバは、空気を除去するために排気される。プラスチックベースのフィルム１３２の自由端１３８及び１４０は、溶融され、互いに押し付けられて、基板周りに気密シールを形成する。図７ｂに示すように、基板は、排気されたプラスチックバッグ内に有効に配置される。次いで、チャンバが加圧されて、大気圧によりキャリアフィルム（すなわちエンボス加工ツール）が樹脂に押し付けられ、これは図７ｃを参照されたい。樹脂は、その場でＵＶ硬化し、又はバッグ内で保存し、後で硬化することができる。この技術は、キャリアフィルムにわたって均一な圧力がかかるという利点を有する。
【００４８】
図８を参照すると、第２の真空エンボス加工技術が説明されている。
この方法は、平坦面１５４上に硬化可能樹脂の薄層１５２で被覆されたガラス基板１５０を配置することに関係する。図３を参照して説明した形式のキャリアフィルム１３０は、平坦面１５４の上のＯリング１５６上に配置される。
空気は、キャリアフィルム１３０と平坦面１５４との間の領域１５８から排気され、それによりキャリアフィルム１３０が樹脂１５２と強く接触することになる。次いで、樹脂１５２がＵＶ光で硬化される。排気量は、外部大気圧が、オフセット変動を最小にし、なおかつ要求されるオフセット厚さを与えるのに要求される力でもって、キャリアフィルムを樹脂へと一様に動かすのに十分なものにされる。
【００４９】
図９を参照すると、第３の真空エンボス加工技術が説明されている。
図３を参照して説明された形式のキャリアフィルム１３０は、外部支持体１６４上に設置されたＯリングシール１６３上に配置される。樹脂層１６２で被覆されたガラス基板１６０が、同じく支持体１６４上に設置された第２Ｏリングシール１６６上に設置される。この装置は、真空チャンバ１６８内に配置される。
真空チャンバ１６８は、キャリアフィルム１３０とガラス基板１６０との間の領域１７２から空気を除去するために排気される。Ｏリング１６６が良好なシールを与えることを保証するために、圧力が、第３Ｏリング１７０を介して基板の縁の上にかけられる。次いで、チャンバが大気圧にさせられ、それにより均一な大気圧がかけられて、キャリアフィルムと樹脂被覆基板がラミネートされる。次いで、樹脂がＵＶ硬化される。
【００５０】
図１０を参照すると、（硬化）樹脂被覆基板１７０からキャリアフィルム１３０を除去し（又は層分離する）ための技術が示されている。上方アーム１７２が、真空パッド１７４を用いてキャリアフィルム１３０を保持する。下方アーム１７６が、真空パッド１７８を用いて樹脂被覆基板１７０を保持する。上方アーム１７２が、ピボット１８０を介して下方アーム１７６に設置される。作動の際に、上方アーム１７２が、ピボット１８０周りをピボット運動して、キャリアフィルム１３０が基板からゆっくり剥がされるようにする。剥離を助けるために、エアジェットを適用しても良い。
図１１を参照すると、本発明のエンボス加工方法を用いて製造された構造体２００が示されている。構造体２００は、樹脂層２０４を支持する基板２０２を備え、その中に形成された表面特徴２０６を有する。
繰り返される一定深さ（ｄ）の表面特徴２０６は、樹脂の所定厚さ（ｆ）をもつ谷部を有し、樹脂層の非パターン形成部分２０４は、所定厚さ（Ｒ）であることが分かる。したがって、オフセット、この場合は樹脂層に関連する厚さ（ｆ）は、実質的に不変である。ここでも、図１１に示された表面特徴２０６の形状及び基板厚さ変動の度合いは、単なる説明のためのものであることを強調しておく。或る場合においては、谷底部における樹脂の厚さ（ｆ）は、最小である（すなわち、ゼロに近い）ことが要求される。
【００５１】
当業者であれば、本発明は、液晶配向層を提供すること以外の用途に用いられるエンボス加工構造体を提供するのに使用可能であることを認識するであろう。柱、壁又は「ワッフル」のような物理構造も、樹脂にエンボス加工することができる。これらの物理構造は、ＬＣＤを形成する２つの両側のセル壁を離間して、隣接ピクセル間の「黒色」マトリックスとして働き、及び／又は液晶特性が異なるデバイスの異なる領域を分離するために用いることができる。さらに、エンボス加工技術は、屈折性、回折性、拡散性、散乱性、又はホログラフィ要素を与えて、ＬＣＤデバイスの光学的性質（例えば視覚、反射率、コントラスト、彩度、透過率など）を改善することができる。
本発明のエンボス加工技術はまた、液晶デバイス以外の多くの用途に用いることができる。本発明の方法に従って製造されたエンボス加工層を用いることができる多くの電子及び電子光学用途の幾つかを後述する。
【００５２】
第１に、本発明に従って製造されたエンボス加工構造体は、流体を制約し、制御し又は整列することが必要とされるあらゆる状況で用いることができる。例えば、電気泳動ディスプレイ、又はエレクトロクロミック変調器、或いはミクロ流体の分野（ラボ・オン・チップ（ｌａｂ−ｏｎ−ｃｈｉｐ）技術と呼ばれる場合が多い）である。
ミクロ流体系においては、チャネル内に閉じ込められた流体を動かすのに電界が用いられる。図１２に概略的に示されるように、ウェルの高さを定める側壁３００及び３０２は、電極最上層３０６を有する基板３０４上に配置された定着可能材料層にエンボス加工することができる。本発明のエンボス加工技術は、定着可能材料層から側壁を形成できるようにし、オフセットをゼロに近くするができ、それにより側壁間の中間領域３０８の定着可能材料の厚さがほぼゼロとなる。次いで、流体３１０を、側壁３００及び３０２によって定められた領域３１２に配置することができる。電極３０６と流体３１０間の定着可能材料の厚さが最小にされる（すなわち、定着可能材料層が、中間領域３０８においてゼロに近い厚さをもつように配置される）ので、定着可能材料にわたる電圧損失が最小限とな。
【００５３】
第２に、本発明のエンボス加工技術は、多くの異なる形式の電気構造を形成する工程に用いることができる。例えば、図１３は、エンボス加工ウェル構造体を用いて形成されたトランジスタを示す。
図１３に示されたトランジスタを製造するために、第１電極３５２及び第２電極３５４を支持する基板３５０は、光硬化可能ポリマー層で被覆される。本発明の技術は、光硬化可能ポリマーのゼロに近い厚さの領域で囲まれる壁３５６を備えた構造体をエンボス加工するのに用いられる。第１電気活性材料層３５８及び第２電気活性材料層３６０が、壁３５６によって形成されたウェルに入れられる（例えばインクジェット印刷によって）。上部電極３６２が、（例えばインクジェット印刷によって）第２電気活性材料層３６０の上面に接触する状態で配置される。適切な上部電極３６２の選択によって、第１及び第２電極３５２及び３５４、並びに第１及び第２電気活性材料層３５８及び３６０は、トランジスタ動作を与えることができる。
図１３に示されたトランジスタの活性部分は、側壁３５６によって正確に定められる。エンボス加工技術は、インクジェット印刷の１７０μｍ解像度に限定されるものではなく、それによりトランジスタの活性部分をより小さく作ることができ（例えば５０μｍ）、そのサイズを正確に定めることができる。さらに、オフセットがゼロに近いエンボス加工層の使用は、第１及び第２電極３５２及び３５４と、中央領域３６４における第１電気活性材料層３５８と間の電気的接触を抑制しない。
【００５４】
本発明の別の用途は、Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ２００２の会報、ｐ１４５−１４７においてＨｕｍｂｓ他によって説明された形式のポリマー又は小分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の分野におけるものである。ＯＬＥＤを形成するのに要求される種々の層をインクジェット印刷する技術は、現在のところおよそ５ドット／ミリメートル（すなわち、２００μｍ特徴）であるインクジェットプリンタの解像度に制限される。
図１４を参照すると、どのようにして高解像度カラーデバイスを製造できるかが分かる。図１４ａは、電極４０２を支持する基板４００を示す。壁構造体４０４を基板上にエンボス加工して各ポリマーの容器を形成し、それによりピクセル構造体を定める。壁の高さは０．１μｍから５０μｍの範囲内であり、その幅は１０μｍから４０μｍまでの間であり、壁間の分離距離は約４０μｍから２００μｍである。
【００５５】
図１４ｂに示されるように、赤色（ポリマー４０６ａ）、緑色（ポリマー４０６ｂ）及び青色（ポリマー４０６ｃ）波長の発光に適した半導体ポリマー４０６が、容器の各々の中にインクジェット印刷される。隣接ピクセルからのポリマーは、エンボス加工ポリマー壁の上で重なり合うが、それによってデバイスの性能が劣化することはない。壁間の領域のエンボス加工層のオフセットがゼロに近いことにより、電極４０２と半導体ポリマー４０６との間の良好な接触が保証され、それによりダイオード接合部の形成が可能となる。
当業者であれば、本発明のエンボス加工技術は、ポリマーベースの半導体層にパターン形成して、トランジスタ、ダイオードその他のこうしたコンポーネントのような多くの形式の電気デバイスを形成するのに用いることができる。
【実施例１】
【００５６】
天頂双安定型ディスプレイに用いるのに適した格子構造体は、本発明を用いてフォトポリマー層のオフセットがゼロとなるように製造される。
１２５μｍの全厚さをもつポリカーボネート（ＰＣ）キャリアフィルムの表面に、所望の格子溝を設けた。溝は、ニッケルシムと接触している間のＰＣの箔押し溶融によって、このフィルムに予め形成された。
テキスチャードＰＣフィルムは、厚さ１００ｎｍのＩＴＯ（酸化スズインジウム）表面コーティングを支持する、厚さ０．５５ｍｍの１枚のクリーンなＬＣＤガラスにラミネートされた。ラミネート前に、過剰（すなわち少量）のフォトポリマー材料を、ＰＣフィルムとガラスとの間に加えた。
フォトポリマーは、ダウケミカル社からのエポキシ材料混合物から形成される。混合物は、５８％のＣｙｒａｃｕｒｅ  Ｒｅｓｉｎ  ＵＶＲ  ６１０５、３８％Ｃｙｒａｃｕｒｅ  Ｒｅｓｉｎ  ＵＶＲ  ６０００、及び４％Ｃｙｒａｃｕｒｅ光開始剤  ＵＶＩ  ６９７４からなる。
【００５７】
ＰＣフィルム及びガラスは、図６ａを参照して説明された形式の装置を用いてラミネートされた。ラミネートを０．３４ｍｍ／秒の線形速度で動かすために、対をなすローラが回転させられた。対をなすラミネートローラの各々は同一のものであり、直径６９ｍｍ及びショアＡ硬度６０であった。ローラの分離距離は、ローラが最初に互いに接触する分離距離より１ｍｍ短くなる、すなわち１ｍｍのローラ圧縮となるように調節された。これにより、ラミネート工程の間に所望の圧力がかかった。
ラミネート後に、ガラスを通して３６５ｎｍの放射を２．９Ｊ／ｃｍ2の総線量まで透過させることによって、フォトポリマーを硬化した。ＰＣ層は、ガラスから剥がされて、ガラス表面に付着された格子溝のコピーが露にされた。
【００５８】
図１５を参照すると、サンプルのＳＥＭ断面図が示されている。溝の谷部がＩＴＯ層と接触しているように見えることから、ゼロオフセット状態が達成されている。デバイスの検査は、ナトリウムランプからの光によって照らされたときに、１つ又は少ない干渉縞を示した。これは、ゼロオフセット状態の現れであった。
１ｍｍではなく２ｍｍの大きなローラ圧縮を用いてプロセスを繰り返した。ゼロオフセット状態が再び達成された。別の実験においては（１ｍｍのローラ圧縮において）、ラミネート速度は、０．３４ｍｍ／秒から０．７９ｍｍ／秒まで増加された。再びゼロオフセットが達成された。したがって、適切な工程パラメータの定められた窓内でゼロオフセット状態が得られ、それにより再現性の高い製造に非常に適していることが分かった。
ゼロオフセット体系以外のエンボス加工を実証するために、１ｍｍの圧縮状態であるが１０ｍｍ／秒の線形速度において、別のサンプルをエンボス加工した。この場合、ガラス上のフォトポリマー材料は、図１６に示すように０．５８μｍのオフセットを有する。
図１５を参照して前述された工程はまた、固体粒子による汚染への耐性がある。これは、エンボス加工工程中に３μｍの球状スペーサビード（すなわち固体汚染物）が故意に導入される汚染研究を行うことによって実証された。
図１７は、スペーサビードの近傍の、エンボス加工技術によって製造された格子構造体のＳＥＭ画像を示し、一方、図１８は、図１７の線Ａ−Ａに沿った、測定された表面高さプロフィールを示す。
図１７及び図１８から、汚染によって生じた不均一量が最小限であることが分かる。言い換えれば、格子プロフィールのオフセットに対する望ましくない歪みは、スペーサビードからほんの僅かな距離だけ広がる。この場合、およそ３００ｎｍのオフセット高さの増加は、およそ２ｍｍの半径を有する円形領域において生じたことが分かった。
【００５９】
ラッチング電圧の計算
欧州特許第０８５６１６４号に記載された形式の天頂双安定型デバイス（ＺＢＤ）の場合には、ラッチング電界の依存度は、以下のように示される。
2005525592.tif 000004
これは、セルギャップ、格子オフセット及び振幅の関数としての液晶にわたる電界の依存度を計算するのに用いられる。図１９、図２０及び図２１は、種々のパラメータが変化する際の式（２）から導出されたデータを示す。液晶誘電率は、｜ε｜＝４５となると考えられ、格子誘電率は、全体を通してεg＝４．８となると考えられる。前者を減少させること、及び後者を増加させることは、有利であることに注目されたい。
【００６０】
図１９ａは、３μｍ（カーブ５００）、４μｍ（カーブ５０２）及び５μｍ（カーブ５０４）のセルギャップのときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の関数としての液晶材料にかけられた実効電圧を示す。図１９ｂは、３μｍ（カーブ５０６）、４μｍ（カーブ５０８）及び５μｍ（カーブ５１０）のセルギャップのときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の変化の関数としての２０Ｖのラッチングパルスからの変化を示す。この場合、０．８μｍの格子振幅及び０．３９のマーク対スペース比（Ｇ）が前提にされた。
図２０ａは、０．２（カーブ５２０）、０．５（カーブ５２２）及び０．８（カーブ５２４）のマーク対スペース比（Ｇ）のときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の関数としての液晶材料にかけられた実効電圧を示す。図２０ｂは、０．２（カーブ５２６）、０．５（カーブ５２８）及び０．８（カーブ５３０）のマーク対スペース比のときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の変化の関数としての２０Ｖラッチングパルスからの変化を示す。この場合、０．８μｍの格子振幅及び４μｍのセルギャップが前提にされた。
【００６１】
図２１ａは、０．４μｍ（カーブ５４０）、０．８μｍ（カーブ５４２）及び１．２μｍ（カーブ５４４）の格子振幅（ｈg）のときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の関数としての液晶材料にかけられた実効電圧を示す。図２１ｂは、０．４μｍ（カーブ５４６）、０．８μｍ（カーブ５４８）及び１．２μｍ（カーブ５５０）の格子振幅（ｈg）のときの、下層の厚さ（すなわちオフセット）の変化の関数としての２０Ｖラッチングパルスからの変化を示す。この場合、Ｇ＝０．５及び４μｍのセルギャップが前提にされた。
まとめると、オフセットの関数としてのラッチング均一性を保証するために、高いセルギャップ、高いマーク対スペース比、及び高い格子振幅が好ましい。ラッチング電圧がセルにわたって１０％変化することを防ぐために、２００ｎｍのオフセットが約±５０ｎｍに制御される必要がある。明らかに、２０Ｖのラッチング材料においては、これは、セルにわたる２Ｖの変動に対応する。パネルに対処するのに用いられる電圧波形は、オフセット変動から生じたラッチング電圧におけるこの２Ｖ変動を許容するように設計される。こうした構造体を用いてアナログのグレイスケールが実装される場合には、この変動を許容するために、各々の誤差のないレベルが設計される必要がある。実際には、±５０ｎｍのオフセット変動が達成される場合には、４つの誤差のないアナログレベルに制限されることになるであろう。
【００６２】
材料を改良すること（すなわち低電圧ラッチング）により、さらに大きな変動が起こることが許容されるが、恐らくは、可能なグレイの数が増加することはないであろう。導体（ポリアニリン又はＰＥＤＯＴのような）に、又はホメオトロピック配向の液晶モノマー（高Δｎ）にエンボス加工することは、オフセット変動への敏感さを低減させる有効な方法とすることができる。
適切な変動許容範囲を有する制御されたオフセットをもたらすのではなく、別の手法は、圧力（すなわち式１のＷ）を増加させ、又は処理速度（すなわち式１のＶ）を減少させて、オフセットがゼロに近い（Ｔ＝Ａ）ことを保証することである。この方法では、オフセット変動が最小にされ、デバイスにわたって印加される電界が最大にされる。天頂双安定型液晶デバイスのような表面レリーフ構造体の形状が重要である用途においては、キャリアフィルム、特にキャリアフィルム上の反転形状の表面レリーフ構造体のヤング率が、エンボス加工工程中の構造体の著しい変形を防止するのに十分なだけ高いことが保証されるように注意を払わねばならない。これは、以下の例において示される。
【実施例２】
【００６３】
典型的なＺＢＤ主格子のＳＥＭが、図２２に示されている。主格子は、３つの異なるピッチ領域を含み、それらは異なる電気光学特性をもつ各ピクセル内の領域を形成し、それによりグレイスケールの有利な特性をもたらす。溝の形状は、振幅Ａ、マーク対スペース比、側壁の浅い角度α及び急な角度β、及びオフセットＯに関して特徴付けることができる。図２２に示された１．２μｍ主格子については、その値が表１に与えられている。
【表１】
2005525592.tif 000005
【００６４】
全てのピッチにおいてＡ＋Ｏ＝１．２μｍであることに注意されたい。０．９μｍから１．２μｍまでの異なる厚さ範囲をもつ主格子が作製された。主格子の各々は、スパッタリング及び電子蒸着の組合せを行い、その後、既に説明した方法を用いて、ラッカーから形成されたキャリアフィルムをＰＥＴフィルム上に形成することによってニッケルシムを形成するのに用いられた。このキャリアフィルムは、ＩＴＯ被覆ガラス基板上に格子配向構造体をエンボス加工するのに用いられた。エンボス加工された格子が元の主格子と同じ対称性をもつことを保証する一助とするために、ニッケルシムの偶数の形成を用いた。例えば、主格子＝正：シム形成１＝負：シム形成２＝正：キャリアフィルム＝負：エンボス加工格子＝正。適切であれば、僅かに異なる特性を与えるために、エンボス加工格子において相対する形状の対称性を得ることができる。
【００６５】
図２３は、ラッカーのヤング率Ｅが、４０ｃｍのローラにかけられた圧力に対して低いときの、結果として得られる構造体を示す。ラッカーは、約１２０ＭＰａのヤング率を有したが、３０ｋＰａの圧力がかけられた。
式（１）は、（μ＝０．６Ｐａｓ、Ｅ＝１．２×１０8Ｐａ、Ｒ＝０．１ｍ、Ｗ＝１２ｋＮ／ｍのパラメータを用いて）約２．２×１０-3ｍ／ｓの処理速度のとき、格子振幅が１．２μｍに等しいことを予測する。すなわち、約１４ｃｍ／分及びそれ以下の処理速度のとき、結果として得られるエンボス加工構造体のオフセットは、およそゼロである。式（１）は、１０ｃｍ／分の速度（Ｖ＝１．６６×１０-3ｍ／ｓ）が、主格子の振幅より僅かに低い０．５μｍの格子振幅を与えることを予測する。すなわち、処理速度は、キャリアフィルムラッカーと基板との間の接触を保証するのに十分なだけ低く、それにより格子領域の各々のゼロオフセット（Ｏ＝０．０μｍ）を保証する。
ゼロオフセット状態のために要求される処理速度において、又はそれより下において、フィルムの変形は、ガラスによってかけられた力により大きく決まる。これは、ガラス表面に対して垂直な方向にかけられ、それによりそのヤング率に従ってフィルムが変形する。この例においては、Ｐ／Ｇ．Ｅによって与えられるラッカー材料上の歪みは、およそ６％であった（マーク対スペース比がＧ＝０．４であるとすれば）。しかしながら、ラッカーは、かけられた力を支えることができず、１．０μｍ及び０．８μｍピッチ領域において格子が歪むことになる。
【００６６】
図２３の構造体において観測される歪み度は、幾つかの用途には適したものとなる。しかしながら、液晶デバイスの表面配向、特に天頂双安定性の達成のためには、均一性が必要不可欠である。したがって、こうした場合には、著しい歪みなしに、所望の形状を忠実に再現することが重要である。図２３の構造体は、こうした高い圧力で図２２の振幅１．２μｍの格子を製造するのが困難であることを示す。これに対する解決策には、以下のことがある。
（ａ）より小さい振幅の構造体を選択すること。双安定型液晶デバイスにおいては、格子の振幅は、異なる状態の相対的エネルギーを求めるための重要な因子である。したがって、特定の液晶は特定の振幅を要求する。構造体がガラスプレートのスペーサとして用いられる場合には、要求される振幅はきわめて高く、例えば、デバイスの光学的性質に最適なセルギャップによって設定される。ほとんどの液晶デバイスは、２μｍから６μｍまでの間の間隔のセルギャップを要求する。
（ｂ）マーク対スペース比を増加させること。天頂双安定型デバイスのような双安定型液晶デバイスにおいては、形状が、安定状態の相対的エネルギーにおける重要な役割を果たす。さらに、形状は、整列された液晶材料の光学的性質に影響を及ぼす。いわゆる欠陥状態、例えば液晶が事前に傾いていることは、マーク対スペース比に依存し、したがって特定の形状は、良好な光学的特性を保証するために要求される。
【００６７】
（ｃ）キャリア構造体のヤング率を増加させること。キャリア構造体及び定着可能材料は、良好な剥離特性を与えるように注意深く適合される。例えば、ＵＶ硬化の間に僅かな収縮を与えてキャリアからの層分離を助けるために、フォトポリマーが選択される。本発明に用いられるフォトポリマーは、硬化時に約１５％収縮する。したがって、最終的なエンボス加工格子の寸法は、その分だけ主格子とは異なり、このことを元の主格子設計において考慮に入れる必要がある。剥離はまた、キャリア材料が比較的低い表面エネルギーをもつことを保証することによっても助けられる。本発明者らは多くのキャリア層を検討し、５００Ｍｐａのヤング率をもつラッカーについての好結果の剥離が得られた。
（ｄ）ローラ半径を増加させること。
（ｅ）ローラに対する基板及びキャリアフィルムの処理速度を増加させること。
（ｆ）フォトポリマーの粘度を減少させること。本発明者らは、１０ｃＰから１０００ｃＰまでの粘度を有するフォトポリマーをエンボス加工することによって製造された格子形状の良好な剥離及び忠実度を見出した。
（ｇ）かけられる圧力を減少させること。これは、ゼロオフセット状態を達成するために、より低い処理能力が用いられることを要求する。
【実施例３】
【００６８】
選択肢ｅ）、ｆ）及びｇ）は、それぞれ式（１）を通して相互に関連している。図２２に示されるような複雑な構造体においては、１．０μｍ領域が、ゼロオフセットのために０．６μｍ領域とは異なる速度を要求するので、ゼロオフセットに近い状態での作動は困難である。領域の各々の元の形状の忠実度を大幅に変えることなく、領域の各々の所望のオフセットを与える圧力及び粘度の条件が要求される。この例においては、０．６μｍピッチ領域のゼロオフセットを与えながら、０．８μｍ領域又は１．０μｍ領域のいずれかを壊滅的に損傷させるのを防止するように、圧力、速度及び粘度が選択されることが要求される。
図２４は、０．４５ｂａｒ（およそ１００Ｐａ）のエンボス加工圧、及び１ｃｍ／分から１０ｃｍ／分までの範囲の処理速度を用いて製造されたときの、異なるピッチの領域の各々のＳＥＭ断面図を示す。
０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように１ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２４ａ、図２４ｂ及び図２４ｃに示されている。０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつようにｃ  ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２４ｄ、図２４ｅ及び図２４ｆに示されている。０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように５ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２４ｇ、図２４ｈ及び図２４ｉに示されている。０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように１０ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２４ｊ、図２４ｋ及び図２４ｌに示されている。
形状が、図２５において詳細に解析されている。これらの結果は、０．６μｍピッチ領域がゼロオフセットを与えるような速度は存在しないが、その速度範囲においては全ての構造体の良好な忠実度が可能であることを示す。ゼロオフセットを達成するために約３００Ｐａまでの圧力の増加が要求されるが、圧力は、得られる格子形状に著しい損傷を与えるのを防止するのに十分なだけ依然として低い。
【実施例４】
【００６９】
図２２と同様であるが１．０μｍ及び１．１μｍの振幅をもつ主格子がまた、０．４５ｂａｒ（およそ１００Ｐａ）の低圧で格子をエンボス加工するのに用いられた。３ｃｍ／分及び５ｃｍ／分の速度が選択された。
主格子は、図２６においては以下のように選択された。振幅０．９μｍ及びピッチ０．６μｍ（図２６ａ）、振幅０．９μｍ及びピッチ０．８μｍ（図２６ｂ）、振幅０．９μｍ及びピッチ１．０μｍ（図２６ｃ）、振幅１．０μｍ及びピッチ０．６μｍ（図２６ｄ）、振幅１．０μｍ及びピッチ０．８μｍ（図２６ｅ）、振幅１．０μｍ及びピッチ１．０μｍ（図２６ｆ）。
図２６に示された主格子を用いて製造された、結果として得られるエンボス加工格子が、図２７に示されている。
【００７０】
０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように３ｃｍ／分の速度で１．０μｍ主格子から製造された格子が、それぞれ図２７ａ、図２７ｂ及び図２７ｃに示されている。０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように５ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２７ｄ、図２７ｅ及び図２７ｆに示されている。
０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように３ｃｍ／分の速度で１．１μｍ主格子から製造された格子が、それぞれ図２７ｇ、図２７ｈ及び図２７ｉに示されている。０．６μｍ、０．８μｍ及び１．０μｍのピッチをもつように５ｃｍ／分の速度で製造された格子が、それぞれ図２７ｊ、図２７ｋ及び図２７ｌに示されている。
図２７のエンボス加工格子の形状と共に、前の例からの適切な１．２μｍの結果が、図２８から図３０に与えられている。図２８ａ、図２８ｂ、図２９ａ、図２９ｂ及び図３０ａは、３ｃｍ／分の速度を用いたときの種々の特性を示し、一方、図２８ｃ、図２８ｄ、図２９ｃ、図２９ｄ及び図３０ｂは、５ｃｍ／分の速度を用いたときのこれらの特性を示す。
これらの結果は、３ｃｍ／分及び５ｃｍ／分の速度の両方で１．０μｍ主格子を用いて、（０．１±０．０２）μｍより小さいオフセットをもつ良好な忠実度が可能であることを明らかに示す。この範囲は、製造環境において予想される（主格子、基板及びエンボス加工条件に関連するものからの）均一性の何らかの変動を表わす。したがって、本発明者らは、表面レリーフ構造体の複雑な形状の要求と、適切な製造歩留まりをもつ低コスト製造方法の要求との両方を満たす体系を定めた。
１．０μｍ領域と０．８μｍ領域との両方を含む領域のいずれにおいても、この圧力では（及び使用されるキャリアフィルムラッカーのヤング率では）変形は起こらず、３つの領域全ての形状は、ピッチの差異を除いては、実験誤差の範囲内に等しい。したがって、要求される形状が正確に複製される。
【実施例５】
【００７１】
ローラにかけられる圧力は、同じ１．２μｍ主格子を用いて（Ｗ＝１５００Ｎ／ｍの力をかけて）３ｂａｒまで増加され、３０ｃｍ／分（図３１ａ）及び１０ｃｍ／分（図３１ｂ）のエンボス加工処理速度のときの、得られる格子のＳＥＭ結果が図３１に示されている。明らかに、速度３０ｃｍ／分が、表面レリーフプロフィールの良好な信頼度を与えるのに適していたが、遅い方の速度は、乾燥接触限界をかなり下回った。結果として得られる格子形状は、格子に加わる過度の応力によって著しく損傷され、結果として得られる液晶配向は、乏しいものであることが分かった。
格子の光学的特徴付けは、ナトリウムランプからの干渉縞を計測し、格子（又はＺＯＤカラー）からのゼロオーダーの回折スペクトルを計測し、高倍率の下で格子テクスチャを調べることによってなされた。種々の速度の結果を以下の表に示す。速度１５ｃｍ／分が、最適範囲内（最小オフセットのときの上限と、格子構造体を損傷するときの速度下限との間）となることが観測された。
【００７２】
【表２】
2005525592.tif 000006
【００７３】
図３２を参照すると、ゼロに近いオフセットをもつサンプルにわたって、どのように厚さプロフィールが変化するかを示す。電極３２２を担持する基板３２０が設けられる。キャリアフィルム３２４の反転プロフィールは、要求される表面プロフィール３２８を定着可能層３２６にエンボス加工する。オフセットＯも示されている。本発明は、領域が、オフセットより実質的に高い制御可能な厚さをもつことを可能にする。
図３３を参照すると、異なるヤング率の多くの定着可能材料についての、かけられる荷重の関数としての層の厚さが示されている。図３３及び図３４に示されたデータは、上記の式１から導出される。最小オフセット状態を達成するための処理速度の上限の理論的推定がまた、図３５に示されている。したがって、要求オフセット状態を得るために要求される速度及び粘度をどのように算出するかが示されている。
【実施例６】
【００７４】
図３６は、ゼロ及び均一なオフセットを与えるように、０．４５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度で第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を示す。図３７は、５．５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度で第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を与え、これは、ゼロ及び均一なオフセットと、図３６の低いエンボス加工圧の場合と同一の格子形状を与える。この第２ラッカーのヤング率は８０Ｍｐａと測定された。この増加されたヤング率の使用は、所望の格子形状を忠実に複製し、かつ要求されるオフセット状態を達成するのに用いることができる幅広い範囲の圧力及び／又は粘度−速度積を与えるので、有利であることが判明した。これは、流体力学的圧力と弾性復元力との比が減少されて、それにより高速の処理速度が達成され、構造体の剛性の増加により、要求される表面プロフィールに歪み又は損傷をもたらすことなく、より高い荷重圧力を使用可能にするためである。
【００７５】
キャリアフィルム表面に望ましいヤング率の上限が存在することが分かった。表面上の汚染物は、フィルムを、フィルム及び汚染物の相対的ヤング率に関連する程度に歪ませる。これは、汚染物の半径をかなり越えたところまで延びるオフセットの増加を招く。液晶デバイスにおいては、これは、切り換わらないまま残る領域をもたらし、それは非常に望ましくない。普通は、製造は、クリーンな環境において（クリーンルームか又はエンボス加工マシンの専用チャンバのいずれかを用いて）なされるが、この工程が、それでもなお生じ得る汚染物に対して敏感でないように設計されるという点で、依然として有利である。例えば、５μｍ又はそれ以下の汚染物は、ピクセルのかなりの割合にわたって広がるようなオフセット変化をもたらさない。例えば、崩壊半径は、１００μｍ、好ましくは５０μｍ及びそれ以下に制限されなければならない。典型的には、これは、キャリアフィルムのヤング率が、３ＧＰａより低く、好ましくは１ＧＰａより低いことを要求する。
【００７６】
図３８は、図３６及び図３７に示された２つのエンボス加工格子の透過スペクトルを示す。同様の格子振幅、ピッチ及びオフセットを示す２つのスペクトル間に、僅かな差異が存在することを示す。
図３６及び図３７に示された０．４５ｂａｒ及び５．５ｂａｒの格子は、２ｃｍ／分の速度において、最小オフセット状態が歪みのない格子形状と適合することを示す。これは、より高いヤング率のラッカーを用いる利点を示す。ラッカーＥの上限は、汚染のあるときの均一性の要求によって設定される。本発明者らは、Ｅ＝８５ｋＮは、４μｍ汚染物が最小オフセット状態における著しい可視崩壊を招くのを防止するのに依然として十分に低いことを見出した。
図３９は、本発明のエンボス加工工程を制御するのにフィードバックループを用いるエンボス加工装置を示す。エンボス加工装置６００は、一対のラミネートローラ６０２と、一対の層分離ローラ６０４とを備える。ラミネートローラは、それらの外面上でエラストマー層を支持し、それによりかかる力の制御は、空気圧システム６０６を用いて制御される。
【００７７】
使用の際に、キャリアフィルム６０８は、第３の対をなすローラ６１０によって該フィルムの保護層６０９が剥がされる。次いで、キャリアフィルムは、ラミネートローラ６０２において基板６１２と共にラミネートされ、この例においては、ラミネートは、エンボス加工ローラの歪みによって示される一定の圧力体系で行われる。適正量の非硬化フォトポリマー６１４が、ラミネート前に基板６１２上に印刷される。これは、フォトポリマー材料が、要求される領域においてのみ堆積されることを可能にする。選択的な印刷が好ましいが、硬化し、層分離した後のフォトポリマーの選択的除去の必要性がなくなるので、決して必要不可欠なものではない。選択的印刷は、例えば、ディスプレイの縁周りの格子領域が、フォトポリマーなしで残されて、それらとの電気的接触が可能となるようにする。印刷されたフォトポリマー材料は、およそ（Ｇ−１）Ａの深さに堆積され、Ａは格子振幅であり、Ｇはマーク対スペース比である。これは、フォトポリマーの横方向拡散が最小であることを保証する。
【００７８】
ラミネートした後に、キャリア層を通してＵＶが適用される。こうした配置においては、キャリア層は、安定となり、ＵＶを透過するべきである。下からではなく上からの照射は、格子が反射性基板上に製造されることを可能にする。
光透過手段６１６は、層分離後の光透過特性を計測するために与えられる。光透過手段６１６の出力は、空気圧システム６０６によってかけられる荷重及び／又は装置の処理速度を変えるマイクロプロセッサユニット６１８に送られる。
塵のないエンボス加工を保証するために、キャリア層から保護フィルム層を除去した後に、第１の帯電防止エアジェット６２０を適用することができる。第２の帯電防止エアジェット６２２はまた、キャリアフィルムが１回より多く用いられる場合には、層分離後にキャリアフィルムを清掃するために設けることができる。
検査システム６２４はまた、ラミネートの直前の（保護フィルムを除去した後の及び清掃後の）キャリアフィルムの品質管理を可能にするために、ラミネート側に組み入れることができる。これは、デジタルカメラを含むことができ、マイクロプロセッサ６１８は、画像解析のためのソフトウェアを搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来のエンボス加工技術を用いて樹脂層に形成された格子構造体を示す。
【図２】本発明に係る方法におけるステップを示す。
【図３】キャリアフィルムを製造する方法を示す。
【図４】実質的に剛性の基板を用いてラミネートし、硬化し、層分離する方法の概略図である。
【図５】可撓性の基板を用いてラミネートし、硬化し、層分離する方法の概略図である。
【図６ａ】本発明の装置を示す。
【図６ｂ】本発明の装置によってキャリアフィルムにかけられた圧力の、接触幅の関数としてのグラフである。
【図７】本発明に係る第１の真空ベースのラミネート技術を示す。
【図８】本発明に係る第２の真空ベースのラミネート技術を示す。
【図９】本発明に係る第３の真空ベースのラミネート技術を示す。
【図１０】本発明に係る別の層分離技術を示す。
【図１１】本発明に係るエンボス加工技術を用いて樹脂層に形成された構造体を示す。
【図１２】本発明のエンボス加工技術を用いて形成された流体拘束チャネルを示す。
【図１３】本発明のエンボス加工工程を用いて製造された、壁構造体を組み入れたトランジスタを示す。
【図１４ａ】本発明のエンボス加工壁構造を用いて製造された有機発光ダイオードを示す。
【図１４ｂ】本発明のエンボス加工壁構造を用いて製造された有機発光ダイオードを示す。
【図１５】ゼロオフセットの体系内で作成されたエンボス加工コピーの断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【図１６】ゼロオフセットの体系外で作成されたエンボス加工コピーの断面ＳＥＭ画像を示す。
【図１７】エンボス加工前に導入されたスペーサビード汚染物を有するエンボス加工格子表面を示す。
【図１８】線Ａ−Ａに沿って見た図１６の格子表面の測定された高さプロフィールを示す。
【図１９】ＺＢＤの実効電圧及びラッチング特性に対するオフセット及びセルギャップの影響を示す。
【図２０】ＺＢＤの実効電圧及びラッチング特性に対するオフセット及び格子マーク対スペース比の影響を示す。
【図２１】ＺＢＤの実効電圧及びラッチング特性に対するオフセット及び格子振幅の影響を示す。
【図２２】０．６μｍ（図２２Ａ）、０．８μｍ（図２２Ｂ）、１．０μｍ（図２２Ｃ）ピッチの領域からなる振幅１．２μｍの主格子のＳＥＭである。
【図２３】６ｂａｒのエンボス加工圧（およそ３０ｋＰａに対応する）及びＶ＝１０ｃｍ／分の処理速度（すなわち１．６６×１０-3ｍ／ｓ）を用いて１．２μｍの主格子から製造された格子のＳＥＭ断面図を示す。
【図２４】１ｃｍ／分から１０ｃｍ／分の処理速度のとき０．４５ｂａｒでエンボス加工された１．２μｍ格子のＳＥＭ断面図を示す。
【図２５】図２４のＳＥＭから計測された処理速度に対する格子形状の依存度を示す。
【図２６】０．６μｍ、０．８μｍ、及び１．０μｍピッチ領域からなる振幅０．９μｍ及び１．０μｍの主格子のＳＥＭである。
【図２７】圧力０．４５ｂａｒ、及び処理速度３ｃｍ／分及び５ｃｍ／分でエンボス加工された振幅１．０μｍ及び１．１μｍの格子のＳＥＭ断面図を示す。
【図２８】ＳＥＭ結果を用いて計測された、図２７からの格子の形状を示す。
【図２９】ＳＥＭ結果を用いて計測された、図２７からの格子の形状を示す。
【図３０】ＳＥＭ結果を用いて計測された、図２７からの格子の形状を示す。
【図３１】より高い力及び処理速度を用いて製造されたエンボス加工格子のＳＥＭを示す。
【図３２】定着可能層にエンボス加工することができるパターンを示す。
【図３３】式（１）からの理論的予測を示す。
【図３４】式（１）からの理論的予測を示す。
【図３５】最小オフセット状態を達成するための処理速度上限の理論的推定を示す。
【図３６ａ】０．４５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度における第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を示す。
【図３６ｂ】０．４５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度における第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を示す。
【図３７ａ】５．５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度における第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を示す。
【図３７ｂ】５．５Ｂａｒのエンボス加工圧及び２ｃｍ／分の速度における第２ラッカーからエンボス加工された格子のＳＥＭ画像を示す。
【図３８】図３６及び図３７に示された２つのエンボス加工格子の透過スペクトルを示す。
【図３９】フィードバック制御ループを有する本発明のエンボス加工装置を示す。
【図１】
2005525592.tif 000007
【図２】
2005525592.tif 000008
【図３】
2005525592.tif 000009
【図４】
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【図５】
2005525592.tif 000011
2005525592.tif 000012
【図６ｂ】
2005525592.tif 000013
2005525592.tif 000014
【図８】
2005525592.tif 000015
【図９】
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【図１０】
2005525592.tif 000017
【図１１】
2005525592.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
2005525592.tif 000020
2005525592.tif 000021
【図１５】
2005525592.tif 000022
【図１６】
2005525592.tif 000023
【図１７】
2005525592.tif 000024
【図１８】
2005525592.tif 000025
【図１９ａ】
2005525592.tif 000026
【図１９ｂ】
2005525592.tif 000027
【図２０ａ】
2005525592.tif 000028
【図２０ｂ】
2005525592.tif 000029
【図２１ａ】
2005525592.tif 000030
【図２１ｂ】
2005525592.tif 000031
2005525592.tif 000032
2005525592.tif 000033
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2005525592.tif 000035
【図２５ａ】
2005525592.tif 000036
【図２５ｂ】
2005525592.tif 000037
【図２５ｃ】
2005525592.tif 000038
【図２５ｄ】
2005525592.tif 000039
【図２５ｅ】
2005525592.tif 000040
2005525592.tif 000041
2005525592.tif 000042
2005525592.tif 000043
【図２８ａ】
2005525592.tif 000044
【図２８ｂ】
2005525592.tif 000045
【図２８ｃ】
2005525592.tif 000046
【図２８ｄ】
2005525592.tif 000047
【図２９ａ】
2005525592.tif 000048
【図２９ｂ】
2005525592.tif 000049
【図２９ｃ】
2005525592.tif 000050
【図２９ｄ】
2005525592.tif 000051
【図３０ａ】
2005525592.tif 000052
【図３０ｂ】
2005525592.tif 000053
2005525592.tif 000054
【図３２】
2005525592.tif 000055
【図３３】
2005525592.tif 000056
【図３４】
2005525592.tif 000057
【図３５】
2005525592.tif 000058
2005525592.tif 000059
【図３７】
2005525592.tif 000060
【図３８】
2005525592.tif 000061
【図３９】
2005525592.tif 000062
【国際調査報告】
2005525592.tif 000063
2005525592.tif 000064
2005525592.tif 000065
2005525592.tif 000066
2005525592.tif 000067
2005525592.tif 000068