(57)【要約】  移送装置、少なくとも２つの別個のモールド（２９２）及びパターニングされた基板（２９０）を使用して、微細構造化物品（たとえば、バリヤリブ）を製造する方法を説明する。モールドは、基板上に存在する基準に応じて位置決めされる。位置決めされたモールドは、モールドの微細構造化表面が硬化性組成物と接触し、基板のパターンがモールドの微細構造表面と整列されるように、移送される。
2008511122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造化物品を製造する方法であって、
少なくとも２つの別個のモールドを提供する工程であって、各モールドが、微細構造化表面と、対向する表面とを有し、各モールドが、独立して位置決め可能である工程と、
パターニングされた基板の基準を突き止める工程と、
前記基準に応じて、各モールドを位置決めする工程と、
硬化性組成物を前記基板に適用する工程と、
前記モールドの微細構造化表面が前記硬化性組成物と接触し、前記基板のパターンが前記モールドの微細構造化表面と整列されるように、各位置決めされたモールドを移送する工程と、
任意に、前記硬化性組成物の未成形部分を除去する工程と、
前記硬化性組成物を硬化させる工程と、
前記モールドを取外す工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記微細構造化表面がバリヤリブを製造するのに適している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板がガラスパネルであり、前記パターンが電極パターンである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基準が、前記ガラス基板上の電極または基準マークである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記整列されたモールドを移送し、前記モールドの微細構造化表面を硬化性ペーストと接触させるために、ドラムまたは平面移送アセンブリが使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ドラムまたは平面移送アセンブリが、真空によって前記モールドの対向する表面を移送する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記モールドが、硬化前、前記ドラムまたは平面移送アセンブリから剥がされる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記モールドが、５ミクロン以下の位置決め誤差で整列される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記硬化性組成物の２つ以上の別個のコーティングが、１つの基板に被着される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
各別個のコーティングのサイズが、１つのプラズマディスプレイパネルに対応する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各別個のコーティングのサイズが約１ｃｍ2から約２ｍ2である、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記基準を突き止め、前記モールドを位置決めし、任意に、前記硬化性組成物を適用するために、ビジュアルフィードバックシステムが使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記モールドが透明である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記硬化性組成物が、前記モールドを通して硬化されるか、前記ガラスパネルを通して硬化されるか、あるいはそれらの組合せである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記モールドがポリマー材料から構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
各モールドの前記硬化性組成物が、順次または同時に硬化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記モールドが、前縁から引かれることによって、前記硬化ペーストから取外される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
整列される間、各モールドは伸張されない、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
微細構造化物品を製造する方法であって、
少なくとも２つの別個のモールドを提供する工程であって、各モールドが、微細構造化表面と、対向する表面とを有し、各モールドが、独立して位置決め可能である工程と、
前記モールドを硬化性組成物で充填する工程と、
パターニングされた基板の基準を突き止める工程と、
前記基準に応じて、各モールドを位置決めする工程と、
前記基板のパターンが前記モールドの微細構造化表面と整列されるように、各位置決めされた充填されたモールドを前記基板上に移送する工程と、
前記ペーストを硬化させる工程と、
前記モールドを取外す工程と、
を含む方法。
【請求項２０】
前記モールドが、位置決め後、充填される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）およびプラズマアドレス液晶（ＰＡＬＣ）ディスプレイの開発を含むディスプレイ技術における進歩が、ガラス基板上に電気絶縁セラミックバリヤリブを形成することへの関心をもたらしている。セラミックバリヤリブは、不活性ガスを、対向する電極の間に印加された電界によって励起することができるセルを分離する。ガス放電は、セル内で紫外（ＵＶ）放射線を発する。ＰＤＰの場合、セルの内部は、ＵＶ放射線によって励起されると、赤色、緑色、または青色可視光を発する蛍光体でコーティングされる。セルのサイズは、ディスプレイ内の画素（ピクセル）のサイズを定める。ＰＤＰおよびＰＡＬＣディスプレイを、たとえば、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）用ディスプレイ、または他のデジタル電子ディスプレイデバイスとして使用することができる。
【０００２】
セラミックバリヤリブをガラス基板上に形成することができる１つの方法は、直接成形による。これは、平面剛性モールドを、基板上に、ガラスまたはセラミック形成組成物がそれらの間に配置された状態で積層することを伴った。次に、ガラスまたはセラミック形成組成物を固化させ、モールドを取外す。最後に、バリヤリブを、約５５０℃から約１６００℃の温度で焼成することによって、溶融または焼結する。ガラスまたはセラミック形成組成物は、有機バインダー中に分散されたガラスフリットのマイクロメートルサイズの粒子を有する。有機バインダーの使用は、バリヤリブがグリーン状態で固化されることを可能にし、そのため、焼成が、ガラス粒子を基板上で所定位置に溶融する。
【０００３】
バリヤリブなどの微細構造体を製造するさまざまな方法が説明されているが、産業は代替方法に利点を見出すであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
微細構造化物品を製造する方法をこれから説明する。本方法は、少なくとも２つの別個のモールドを提供する工程であって、各モールドが、微細構造化表面と、対向する表面とを有し、各モールドが、独立して位置決め可能である工程と、パターニングされた基板の基準（ｆｉｄｕｃｉａｌｓ）を突き止める工程と、その基準に応じて各モールドを位置決めする工程と、を含む。
【０００５】
一実施形態において、本方法は、硬化性組成物を基板に適用する工程と、モールドの微細構造化表面が硬化性組成物と接触し、基板のパターンがモールドの微細構造化表面と整列されるように、各位置決めされたモールドを移送する工程と、を用いる。
【０００６】
別の実施形態において、本方法は、モールドを位置決めする前または後、モールドを硬化性組成物で充填する工程を用いる。
【０００７】
本方法は、任意に、硬化性組成物の未成形部分を除去する工程を用いる。本方法は、さらに、硬化性組成物を硬化させる工程と、モールドを取外す工程と、を用いる。
【０００８】
微細構造化表面は、（たとえばプラズマ）ディスプレイパネルのためのバリヤリブを製造するのに適していることができる。そのような実施形態において、基板は、典型的には、電極パターンを有するガラスパネルである。基準は、ガラスパネル上の電極または基準マークである。
【０００９】
位置決めされたモールドを移送し、微細構造化表面を硬化性ペーストと接触させるために、ドラムまたは平面移送アセンブリを使用することができる。ドラムまたは平面移送アセンブリは、モールドの対向する表面と接触し、真空によってモールドを移送することができる。モールドは、典型的には、硬化前、ドラムまたは平面移送アセンブリからリリース（剥離）される。モールドは、５ミクロン以下の位置決め誤差で整列される。硬化性組成物は、典型的には、少なくとも２つの別個のコーティングとして基板に被着される。各別個のコーティングは、１つの（たとえばプラズマ）ディスプレイパネル（たとえば１ｃｍ2から約２ｍ2）に寸法が対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、モールドを使用して基板上に微細構造体を製造する方法、ならびにこれらの方法を用いて製造された物品およびデバイスに適用できると考えられる。特に、本発明は、モールドを使用して基板上にセラミック微細構造体を製造することに向けられる。プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、これらの方法を用いて形成することができ、これらの方法の有用な例を提供する。たとえば、毛管チャネルを有する電気泳動プレート、および照明用途を含む他のデバイスおよび物品を、これらの方法を用いて形成することができることが認められるであろう。特に、成形されたセラミック微細構造体を使用することができるデバイスおよび物品を、ここで説明される方法を用いて形成することができる。本発明はそのように限定されないが、本発明のさまざまな態様の理解が、以下で提供される例の説明によって得られるであろう。
【００１１】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、図１に示されているように、さまざまな構成要素を有する。見る人から離れて配向された背面基板は、独立してアドレス可能な平行な電極２３を有する。背面基板２１は、さまざまな組成物、たとえばガラスから形成することができる。セラミック微細構造体２５が、背面基板２１上に形成され、かつ、電極２３間に位置決めされ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）蛍光体が堆積された領域を分離するバリヤリブ部分３２を含む。前面基板は、ガラス基板５１と、１組の独立してアドレス可能な平行な電極５３とを含む。サステイン電極とも呼ばれるこれらの前面電極５３は、アドレス電極とも呼ばれる背面電極２３に垂直に配向される。完成されたディスプレイにおいて、前面基板要素と背面基板要素との間の領域は、不活性ガスで充填される。ピクセルを明るくするために、電界が、交差されたサステイン電極５３およびアドレス電極２３の間に、それらの間の不活性ガス原子を励起するのに十分な強度で印加される。励起された不活性ガス原子は、紫外（ＵＶ）放射線を発し、それは、蛍光体が、赤色、緑色、または青色可視光を発することを引起す。
【００１２】
背面基板２１は、好ましくは、透明なガラス基板である。典型的には、ＰＤＰ用途の場合、背面基板２１は、任意に実質的にアルカリ金属がないソーダ石灰ガラスから製造される。処理の間に達する温度は、基板内のアルカリ金属の存在下で電極材料の移動を引起すことがある。この移動は、電極間の導電性経路をもたらすことがあり、それにより、隣接した電極を短絡させるか、「クロストーク」として知られている、電極間の望ましくない電気的干渉を引起す。前面基板５１は、典型的には透明なガラス基板であり、これは、好ましくは、背面基板２１の熱膨張係数と同じまたはほぼ同じ熱膨張係数を有する。
【００１３】
電極２３及び５３は、導電性材料のストリップである。電極２３は、たとえば、銅、アルミニウム、または銀含有導電性フリットなどの導電性材料から形成される。電極は、また、特に、透明なディスプレイパネルを有することが望ましい場合、酸化インジウムスズなどの透明な導電性材料であることができる。電極は、背面基板２１および前面基板５１上にパターニングされる。たとえば、電極は、約５０μｍから７５μｍの幅、約２μｍから１５μｍの厚さ、および数センチメートルから数十センチメートルであることができるアクティブディスプレイ領域全体にわたる長さを有する、約１２０μｍから３６０μｍ隔置された平行なストリップとして形成することができる。いくつかの場合、電極２３、５３の幅は、微細構造体２５の構造によって、５０μｍより狭いか、７５μｍより広いことができる。
【００１４】
ＰＤＰ内の微細構造化バリヤリブ部分３２の高さ、ピッチ、および幅は、所望の完成された物品によって変わることができる。バリヤリブのピッチ（単位長さあたりの数）は、好ましくは、電極のピッチと一致する。バリヤリブの高さは、一般に少なくとも１００μｍ、典型的には少なくとも１５０μｍである。さらに、高さは、典型的には５００μｍ以下、典型的には３００μｍ未満である。バリヤリブパターンのピッチは、横断方向と比較して、長手方向において異なることができる。ピッチは、一般に少なくとも１００μｍ、典型的には少なくとも２００μｍである。ピッチは、典型的には６００μｍ以下、典型的には４００μｍ未満である。バリヤリブパターンの幅は、特に、こうして形成されたバリヤリブがテーパを付けられる場合、上面と下面との間で異なることができる。幅は、一般に少なくとも１０μｍ、典型的には少なくとも５０μｍである。さらに、幅は、一般に１００μｍ以下、典型的には８０μｍ未満である。
【００１５】
本発明の方法を用いて基板上の微細構造体（例えば、ＰＤＰのためのバリヤリブ）を製造する場合、微細構造体が形成されるコーティング材料は、好ましくは、少なくとも３つの成分の混合物を含有するスラリーまたはペーストである。第１の成分は、ガラスまたはセラミック形成微粒子無機材料（典型的には、セラミック粉末）である。一般に、スラリーまたはペーストの無機材料は、最終的に、焼成によって溶融または焼結されて、パターニングされた基板に接着された、望ましい物理的特性を有する微細構造体を形成する。第２の成分は、成形し、その後、硬化（キュアリング）または冷却によって硬化（ハーディニング）させることができるバインダー（たとえば、一時的なバインダー）である。バインダーは、スラリーまたはペーストが、基板に接着された半剛性グリーン状態微細構造体に成形されることを可能にする。第３の成分は、整列およびバインダー材料の硬化後、モールドからのリリースを促進することができ、かつ、微細構造体のセラミック材料を焼成する前、脱バインダーの間、バインダーの速く完全なバーンアウトを促進することができる希釈剤である。希釈剤は、好ましくは、バインダーが硬化された後、液体のままであり、そのため、希釈剤は、バインダー硬化の間、バインダーから相分離する。
【００１６】
硬化性ペースト組成物中の硬化性有機バインダーの量は、典型的には少なくとも２重量％、より典型的には少なくとも５重量％、より典型的には少なくとも１０重量％である。リブ前駆体組成物中の希釈剤の量は、典型的には少なくとも２重量％、より典型的には少なくとも５重量％、より典型的には少なくとも１０重量％である。有機成分の総量は、典型的には少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、または少なくとも２０重量％である。さらに、有機化合物の総量は、典型的には５０重量％以下である。無機微粒子材料の量は、典型的には少なくとも４０重量％、少なくとも５０重量％、または少なくとも６０重量％である。無機微粒子材料の量は９５重量％以下である。添加剤の量は、一般に１０重量％未満である。
【００１７】
移送装置が、位置決めされたモールドを移送するために使用される。いくつかの実施形態において、充填されていないモールドが、モールドの微細構造化表面が、パターニングされた基板上に配置された硬化性組成物と接触するように移送される。他の実施形態において、充填されたモールドが、モールドの微細構造化表面が、パターニングされた基板と接触するように移送される。ドラムおよび平面移送アセンブリなどのさまざまな手段を使用して、モールドを移送することができる。
【００１８】
モールドの、ガラスパネルとの整列は、好ましくは、スラリーのパッチまたはガラス基板をモールドの微細構造化表面と接触させる前、ガラスパネル上の基準を突き止めるか、モールド上の基準を突き止めるか、それらを組合せて、基準に応じて、各モールドを位置決めすることによって行われる。基準は、典型的には、ビジョンシステム（たとえばＣＣＤカメラ）またはレーザセンサシステムなどの非接触システムで突き止められる。
【００１９】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、適切な移送装置が、たとえば、０．４０ｍの直径、２．３０ｍの長さを有し、かつ、５ｍｍ間隔の０．１ｍｍの穴が表面全体を横切った、アルミニウムの厚さ６ｍｍの頂層を有する円筒形ドラム２１０を含む。内部バッフルが、真空プレナムに曝された表面の連続領域の半径方向のサイズを制御する。２つの入力シャフトが、バッフルを、曝された領域の角度を制御するように操作する。ドラムは、２つの回転空気軸受に装着し、かつ精密なサインエンコーダ（ｓｉｎｅ−ｅｎｃｏｄｅｒ）（測定ステップ＜０．００１°、ハイデンハイン（Ｈｅｉｄｅｎｈｅｉｎ）ＥＲＯ７２５など）フィードバックを有するサーボモータによって駆動することができ、精密回転軸システム２２０を構成する。回転軸システムは、精密リニア軸システム上のフレームに装着することができる。リニア軸システムは、一方が運動を１つの水平軸に拘束し、他方が運動を水平平面に拘束する、ドラムの両端上の２つのリニア空気軸受２３０によって支持することができる。２つのリニアモータ（図示せず）が、リニア軸２４０を規定する軸受システムに沿って、フレームを駆動する。精密サインエンコーダフィードバック（±３μ、ハイデンハインＬＩＦ  １８１など）を使用して、各リニアモータの位置を制御することができる。リニアモータ間のオフセットを調整して、回転軸をそれらの移動方向に直交させることができる。回転軸およびリニア軸は、プログラマブル・マルチアクシス・コントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ａｘｉｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（デルタ・タウ（Ｄｅｌｔａ  Ｔａｕ）によるターボ（Ｔｕｒｂｏ）ＰＭＡＣＩＩなど）によって制御することができる。適切なシステムが、ドラム上の任意の点が、±５μの正確さで、平面内の規定された点より上に位置決めされることを可能にする。この位置決め誤差は、制御された運動（すなわち、リニアおよび回転）軸、および機械的に拘束されたクロスドラム軸２１２の組合せである。ドラム表面の垂直高さも機械的に拘束されるが、±１０μである。そのような精密位置決めシステムの構造は、ドーバー・インスツルメント・コーポレーション（Ｄｏｖｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）などのさまざまな製造会社の能力の範囲内である。
【００２０】
適切なモールドステージング領域２５０が、移送ドラムのワークスペース内に設けられる。モールドステージング領域は、±５μ以内で移送ドラムのリニア軸に整列された、たとえば花崗岩から製造された、平坦な表面２５５（たとえば、１．２５ｍ×２．３０ｍ）からなることができる。モールドステージング領域は、任意に、自動化システムによるモールドの提示を含むことができる。モールドステージング領域は、また、任意に未成形スラリーを捕捉するための手段と結合された、期限切れのモールド工具の処分のための領域を含む。
【００２１】
ビジョンシステム２５８と一体化された精密スカラ（Ｓｃａｒａ）スタイルロボットピックアンドプレイスシステム（エプソン・ロボティックス（Ｅｐｓｏｎ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ）Ｅ２Ｃ２５または同様のものなど）が、ステージング領域内でモールド工具を操作するために、運動範囲、およびカスタム真空グリッパを有する（図示せず）。ビジョンフィードバックシステムは、ステージング領域上のモールドの位置に関する精密な（±２μ）フィードバックを可能にする。このビジョンシステムは、典型的には、ガラスパネル上の基準の位置を精密に（±２μ）識別することができる、積層領域内の第２のビジョンシステム２８０と、コンピュータによって一体化される。
【００２２】
適切な積層領域２６０が、移送ロールシステムのワークスペース内に設けられる。積層領域は、また、±５μ以内で移送ドラムのリニア軸に整列された、たとえば花崗岩から製造された、平坦な表面２６５（たとえば、１．２５ｍ×２．３０ｍ）からなることができる。
【００２３】
スラリーを硬化させるための適切な波長の硬化光のバンク２７０は、積層表面より上に吊すことができ、かつ移動可能であり、したがって、バンクを上昇させて（たとえば、位置２７２に）ロールおよびビジョンシステムをクリアしたり、低下させて（たとえば、位置２７４に）平坦な表面ときわめて近接にしたりすることができる。
【００２４】
使用の間、部品取扱いシステムが、ガラス基板２９０を積層領域の平坦な表面上に移動させる。ガラス基板は、上に面する２つ以上の電極パターンを有し、電極パターンの数は、移送されるべきモールドの数に対応する。スラリーのパッチが、電極パターンの各々の上にコーティングされる。ビジョンシステム２８０は、（たとえば、スラリーコーティング領域の外側に配置された）各電極パターンの基準を突き止め、精密ロボットシステムは、モールド２９２の各々を、モールドが、ガラスパネル上の対応する組の基準と整列されるように、ステージング領域内に位置決めする（パターンが下）。移送ドラム２１０は、ステージング領域２５０を横切って前進する。バッフルは、それがステージング表面２５５を横切ってロールした後、真空が、平坦な表面に接する領域内で可能にされるように操作される。モールドの対向する表面は、真空によって移送ドラムの表面に保持される。積層領域に達する前、ドラム全体が、ビジョンシステムフィードバックに応答して、その位置を調整して、積層領域においてドラムがガラスパネルと整列されることを確実にすることができる。次に、移送ドラムは、積層領域を横切ってロールし、モールドの微細構造化表面をガラス基板上のスラリーの領域内に接触させる。ガラスパネルの電極パターンの各々に対する、モールドの各々の独立した位置決めによって、モールドから形成されたバリヤリブは、ガラス基板上の各電極パターンの実際の位置と整列される。ドラム内のバッフルは、真空領域が低減され、ローラが、ドラムが平坦な表面に接する位置に達すると、真空を遮断するように操作される。このように、モールドを、スラリーと接触した直後リリースすることができる。移送ドラムは、積層領域を過ぎて前進することができ、硬化光を低下させ使用して、モールド工具下のスラリーのパッチを硬化させることができる。
【００２５】
次に、移送ドラムは、積層領域を横切って戻る（逆の方向に）。バッフルは、ドラムがモールドと接触すると、真空がオンにされるように操作される。モールドは、ドラム上に保持される初期表面領域を増加させ、それにより、硬化スラリーからのモールドのリリースを開始するために加えることができる力の量を増加させるために、真空によって移送ドラムに引くことができる拡大フラップを有することができる。
【００２６】
移送ドラムは、再び、その位置を調整して、ステージング領域内のその元の整列に戻ることができる。移送ドラムは、ステージング領域を横切ってロールする。バッフルは、真空領域が低減され、ドラムが平坦な表面に接する位置で真空を遮断するように操作される。このように、モールドは、それらがステージング表面を横切ってロールされるとすぐリリースされる。モールド工具は、任意に、モールドが再使用に適しているかどうかを定めるために、ビジョンシステムなどで検査することができる。ロボットシステムが、必要に応じて、モールドを、ラックからの新たなモールドと取替えることができる。モールドの検査および任意の取替えは、次のガラスパネル基板が部品取扱いシステムによって積層領域に運ばれている間同時に行うことができる。
【００２７】
図３を参照すると、代替モールドステージング領域が、モールド工具を支持するための、いくつか（たとえば、２から４以上）の個別の平坦な非粘着性の移動可能な表面３００からなることができる。各領域が、Ｘ、Ｙ、およびθに独立して移動することを可能にする運動学的システムを使用することができる。このシステムは、各領域を、ＸおよびＹに±１００μ、ならびにθに±２０°独立して移動させることができるアクチュエータを含む。制御システムが、モールド工具の基準（たとえば、すべての表面上の）を突き止め、かつ±２μの正確さでそれらの平面運動（Ｘ，Ｙ，θ）を制御することができるビジョンフィードバックシステム２５８と一体化される。これは、たとえば、３自由度を可能にする（垂直軸内で動かないままである間）ために屈曲部がカットされた１つの平坦な金属プレートで達成することができる。３つの小さいアクチュエータが、屈曲部を押すことができる。あるいは、独立した空気軸受システム３２０を有する１つの平坦な表面３１０が、表面３３０を支持する。３つのアクチュエータ３４０は、カップリング３５０によって構造の各々を押して、その位置を制御する。複数の移動可能な表面３００を任意に使用して、ステージング領域内の平坦な表面２５５に取って代わることができる。さらに、ロボットシステムに要求される正確さを低減することができる。
【００２８】
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、適切な平面移送アセンブリ４００が、第１の真空入力４２５を介して第１の真空源によって排気することができる真空プレナム４２０に連結する（たとえば、直径１００μ）穴を有する平坦な表面４１０を含むことができる。平坦な表面および真空プレナムは、界面４３０において小さい範囲にわたって自由に浮動し、平坦な表面は、それが接触する任意の他の表面と自己整列することができる。平面移送アセンブリは、また、その頂周４４０の周りのコンプライアントなガスケットと、第２の真空入力４４５を介して第２の真空源によって供給される外側領域内の１組の真空穴とを含む。平面移送アセンブリは、ジョイント４５０を使用して、ステージング領域から積層領域まで１８０度移動させて、平面移送アセンブリを滑らかに回転させるための駆動機構を含む。取付物が第１および第２の真空入力位置の両方に取付けられる。圧縮空気が、交互に、独立していずれかの入力に導入されることを付加的なバルブが可能にする。
【００２９】
使用の間、ロボット部品取扱いシステムが、電極領域を有するガラス基板を、電極が上に面している状態で、積層表面４６０上に送出する。スラリーのパッチ４６２が、ガラス基板の電極領域上に前にコーティングされている。ビジョンシステムが、ロボットの運動を、平面移送アセンブリの一般的な既知のワークスペースに対して、スラリー被覆電極領域を配向するように案内する。
【００３０】
ビジョンフィードバック案内ロボットシステムが、ステージング領域内の平面移送アセンブリの平坦な表面上の、微細構造化側が上のモールドシート４７０を操作する。モールドは、スラリーのパッチが電極を被覆する、積層表面上にあるガラス基板上の電極領域の位置と一致するように、互いに対して配置される。モールドシートは、ビジョン案内ロボットシステムによって、近似位置に前に配置された。
【００３１】
平面移送アセンブリが積層領域内に回転する間、真空が、平面移送アセンブリの第１の真空入力を介して平坦な表面に与えられて、モールドシートを所定位置に保持する。それが積層表面に達すると、可撓性ガスケットは、図４Ｂに示されているように、変形し、ガラス基板の周りにシールを形成する。この時点で、第２の真空源は活性化されて、ガラス基板の上から空気を除去する。平面移送アセンブリの回転は、この位置で短い間止まる。
【００３２】
次に、平面移送アセンブリは、最後の短い距離をゆっくり移動し、モールドシートをガラス基板の上のスラリー中に押圧する。平面移送アセンブリの平坦な表面は、自由にピボットして、それ自体をガラス基板の平面と整列させ、図４Ｃに示されているように、モールドシートのすべてを均一に押圧する。真空源の両方が低圧圧縮空気（２０〜３０ｐｓｉ）と取替えられ、モールド工具および平面移送アセンブリをリリースする。次に、平面移送アセンブリは、ステージング領域に回転して戻る。次に、硬化光のバンクが、モールドシートのすぐ上の位置に移動され、スラリーは硬化される。
【００３３】
次に、ビジョンフィードバック案内ロボットシステムが、１つのモールドシートの１つの端縁上で非構造化モールドシート材料のフラップを機械的につかみ、それを硬化スラリーから剥離する。次に、ビジョンフィードバック案内ロボットシステムは、モールドシートを、構造化側を上に、平面移送アセンブリの上に配置する。このモールド取外しプロセスは、モールドごとに繰返される。次に、ロボット部品取扱いシステムが、さらなる処理のために、コーティングされたガラス基板を取出す。
【００３４】
別法によれば、コーティングシステムを使用して、ガラスパネル上にコーティングするのではなく、図４Ａの構成の間、モールドシートの凹部をスラリーのパッチで充填することができる。コーティングシステムは、移動ダイヘッド  ポンプ、および２つの間の可撓性チューブを含むことができる。コーティングシステムは、モールドシート位置のビジョンフィードバックシステム知識を用いて、それらを正しい量のスラリーで充填することができる。
【００３５】
別法によれば、ガラスパネルを平坦な表面４１０上に配置することができ、モールドシートを平坦な表面４６０上に配列することができる。ビジョンシステムを再び使用して、ガラスパネル上の基準に対してモールドシートを配置することになる。
【００３６】
無機材料は、微細構造体の最終用途、および微細構造体が接着される基板の特性に基いて、選択される。１つの考慮事項は、基板材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）である。好ましくは、焼成されたときのスラリーのセラミック材料のＣＴＥは、基板材料のＣＴＥと約１０％以下だけ異なる。基板材料が、微細構造体のセラミック材料のＣＴＥよりはるかに小さいまたははるかに大きいＣＴＥを有する場合、微細構造体は、処理または使用の間、反るか、亀裂するか、破壊するか、位置をシフトするか、基板から完全に外れることがある。さらに、基板は、基板とセラミック微細構造体との間の高いＣＴＥの差によって、反ることがある。
【００３７】
基板は、典型的には、スラリーまたはペーストの無機材料を処理するために必要な温度に耐えることができる。スラリーまたはペーストでの使用に適したガラス材料またはセラミック材料は、好ましくは、約６００℃以下、通常約４００℃から６００℃の範囲内の軟化温度を有する。したがって、基板の好ましい選択は、ガラス、セラミック、金属、またはスラリーの無機材料の軟化温度より高い軟化温度を有する他の剛性材料である。好ましくは、基板は、微細構造体が焼成されるべきである温度より高い軟化温度を有する。材料が焼成されない場合、基板は、また、プラスチックなどの材料から製造することができる。スラリーまたはペーストでの使用に適した無機材料は、好ましくは、約５×１０-6／℃から１３×１０-6／℃の熱膨張係数を有する。したがって、基板も、好ましくは、ほぼこの範囲内のＣＴＥを有する。
【００３８】
低軟化温度を有する無機材料を選択することが、また比較的低い軟化温度を有する基板の使用を可能にする。ガラス基板の場合、低軟化温度を有するソーダ石灰フロートガラスが、典型的には、より高い軟化温度を有するガラスより高価でない。したがって、低軟化温度無機材料の使用は、より高価でないガラス基板の使用を可能にすることができる。グリーン状態バリヤリブをより低い温度で焼成する能力は、熱膨張、および加熱の間必要な応力除去の量を低減することができ、したがって、不適当な基板歪み、バリヤリブ反り、およびバリヤリブ剥離を回避する。
【００３９】
より低い軟化温度の無機材料を、特定の量のアルカリ金属、鉛、またはビスマスを材料に組入れることによって得ることができる。しかし、ＰＤＰバリヤリブの場合、微細構造化バリヤ内のアルカリ金属の存在が、電極からの材料が、高温処理の間、基板を横切って移動することを引起すことがある。電極材料の拡散は、干渉、または「クロストーク」、および隣接した電極間の短絡を引起すことがあり、デバイス性能を劣化させる。したがって、ＰＤＰ用途の場合、スラリーの無機粉末は、好ましくは、実質的にアルカリ金属がない。鉛またはビスマスの組入れが用いられる場合、低軟化温度セラミック材料を、ホスフェートまたはＢ2Ｏ3含有組成物を使用して得ることができる。１つのそのような組成物は、ＺｎＯと、Ｂ2Ｏ3とを含む。別のそのような組成物は、ＢａＯと、Ｂ2Ｏ3とを含む。別のそのような組成物は、ＺｎＯと、ＢａＯと、Ｂ2Ｏ3とを含む。別のそのような組成物は、Ｌａ2Ｏ3と、Ｂ2Ｏ3とを含む。別のそのような組成物は、Ａｌ2Ｏ3と、ＺｎＯと、Ｐ2Ｏ5とを含む。
【００４０】
さまざまな特性を達成または修正するために、他の完全に可溶性、不溶性、または部分的に可溶性の成分を、スラリーの無機材料に組入れることができる。たとえば、組成物の化学的耐久性を増加させ、かつ腐食を減少させるために、Ａｌ2Ｏ3またはＬａ2Ｏ3を加えることができる。ガラス転移温度を上昇させるために、または、組成物のＣＴＥを増加させるために、ＭｇＯを加えることができる。セラミック材料に、より高い程度の光学不透明度、白さ、および反射性を与えるために、ＴｉＯ2を加えることができる。ＣＴＥ、軟化温度、光学特性、脆性などの物理的特性などの、無機材料の他の特性を修正し調整するために、他の成分または金属酸化物を加えることができる。
【００４１】
比較的低い温度で焼成することができる組成物を調製する他の手段は、組成物中のコア粒子を低温溶融材料の層でコーティングすることを含む。適切なコア粒子の例としては、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、およびＴｉＯ2が挙げられる。適切な低溶融温度コーティング材料の例としては、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、ならびにＢ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ5、およびＳｉＯ2の１つ以上をベースとしたガラスが挙げられる。これらのコーティングを、さまざまな方法によって被着することができる。好ましい方法は、ゾル−ゲルプロセスであり、コア粒子はコーティング材料の湿潤化学前駆体中に分散される。次に、混合物は、乾燥され、粉砕されて（必要な場合）、コーティングされた粒子を分離する。これらの粒子は、スラリーまたはペーストのガラス粉末またはセラミック粉末中に分散させることができるか、スラリーまたはペーストのガラス粉末のために単独で使用することができる。
【００４２】
スラリーまたはペースト中の無機材料は、好ましくは、スラリーまたはペースト全体にわたって分散された粒子の形態で提供される。粒子の好ましいサイズは、パターニングされた基板上に形成され整列されるべき微細構造体のサイズによる。好ましくは、スラリーまたはペーストの無機材料中の粒子の平均サイズ、または直径は、形成され整列されるべき微細構造体の、関心のある最も小さい特徴寸法のサイズの約１０％から１５％以下である。たとえば、ＰＤＰバリヤリブが、約２０μｍの幅を有することができ、それらの幅は、関心のある最も小さい特徴寸法である。このサイズのＰＤＰバリヤリブの場合、無機材料の平均粒度は、好ましくは約２または３μｍ以下である。このサイズ以下の粒子を使用することによって、微細構造体が所望の忠実度で複製され、無機微細構造体の表面が比較的滑らかである可能性がより高い。平均粒度が微細構造体のサイズに近づくにつれて、粒子を含有するスラリーまたはペーストは、もはや微細構造化プロファイルに適合しないであろう。さらに、最大表面粗さは、部分的に無機粒子サイズに基いて変わることができる。したがって、より小さい粒子を使用してより滑らかな構造を形成することがより容易である。
【００４３】
スラリーまたはペーストのバインダーは、スラリーまたはペーストの無機材料を結合する能力、成形された微細構造体を維持するために硬化（キュアリング）されるか他の態様で硬化（ハーディニング）される能力、パターニングされた基板に接着する能力、およびグリーン状態微細構造体を焼成するために使用される温度より少なくとも幾分低い温度で揮発する（またはバーンアウトする）能力などの要因に基いて選択された有機バインダーである。バインダーは、バインダーがキュアリングされたかハーディニングされたとき無機材料の粒子をともに結合するのを助け、そのため、モールドを取外して、パターニングされた基板に接着され、かつパターニングされた基板と整列された剛性グリーン状態微細構造体を残すことができる。バインダーは、「一時的なバインダー」と呼ぶことができ、というのは、望ましい場合、微細構造体内のセラミック材料を溶融または焼結する前、バインダー材料を、高温で微細構造体からバーンアウトすることができるからである。好ましくは、焼成が、一時的なバインダーを実質的に完全にバーンアウトし、そのため、基板のパターニングされた表面上に残された微細構造体は、実質的に炭素残留物がない溶融ガラスまたは溶融セラミック微細構造体である。ＰＤＰなどの、使用される微細構造体が誘電体バリヤである用途において、バインダーは、好ましくは、微細構造化バリヤの誘電性特性を劣化させることがある著しい量の炭素をあとに残すことなく焼成するのに望まれる温度より少なくとも幾分低い温度で脱バインダーすることができる材料である。たとえば、フェノール樹脂材料などの芳香族炭化水素の著しい部分を含有するバインダー材料が、脱バインダーの間、完全に除去するために著しくより高い温度を必要とし得る黒鉛炭素粒子を残すことがある。
【００４４】
バインダーは、好ましくは、放射線硬化性または熱硬化性である有機材料である。好ましい種類の材料としては、アクリレートおよびエポキシが挙げられる。あるいは、バインダーは、液体状態に加熱されて、モールドに適合し、次に、硬化状態に冷却されて、基板に接着された微細構造体を形成する熱可塑性材料であることができる。基板上の微細構造体の精密な配置および整列が望まれる場合、バインダーを等温条件下で硬化させることができるように、バインダーが放射線硬化性であることが好ましい。等温条件（温度の変化なし）下で、バインダー材料の硬化の間、モールド、およびしたがってモールド内のスラリーまたはペーストを、基板のパターンに対して定位置に保持することができる。これは、特にモールドおよび基板の差異熱膨張特徴による、モールドまたは基板のシフトまたは膨張のリスクを低減し、そのため、スラリーまたはペーストが硬化されると、モールドの精密な配置および整列を維持することができる。
【００４５】
放射線硬化性であるバインダーを使用する場合、スラリーまたはペーストを、基板を通しての照射によって硬化させることができるように、それに対して基板が実質的に透明である放射線によって活性化される硬化開始剤を使用することが好ましい。たとえば、基板がガラスである場合、バインダーは、好ましくは可視光硬化性である。バインダーを、基板を通して硬化させることによって、スラリーまたはペーストは、最初、基板に接着し、硬化の間のバインダー材料のいかなる収縮も、モールドから離れて、基板の表面の方に生じる傾向がある。これは、微細構造体のモールドからの脱離を助け、かつ基板のパターン上の微細構造体の配置の位置および正確さを維持するのを助ける。
【００４６】
さらに、硬化開始剤の選択は、どんな材料が、スラリーまたはペーストの無機材料のために使用されるかによることができる。たとえば、不透明かつ拡散反射性であるセラミック微細構造体を形成することが望ましい用途において、スラリーまたはペーストのセラミック材料中に特定の量のチタニア（ＴｉＯ2）を含むことが有利であることができる。チタニアは、微細構造体の反射性を増加させるのに有用であることができるが、それは、また、可視光での硬化を困難にすることがあり、というのは、スラリーまたはペースト中のチタニアによる可視光反射が、バインダーを効果的に硬化させるための硬化開始剤による光の十分な吸収を妨げることがあるからである。しかし、同時に基板およびチタニア粒子を通って伝播することができる放射線によって活性化される硬化開始剤を選択することによって、バインダーの効果的な硬化を行うことができる。そのような硬化開始剤の一例が、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、ニューヨーク州ホーソンのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｈａｗｔｈｒｏｎｅ，  ＮＹ）から商品名イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（登録商標）８１９で市販されている光開始剤である。別の例が、たとえば、エチルジメチルアミノベンゾエート、カンホロキノン（ｃａｍｐｈｏｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）、およびジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートの混合物を含む、米国特許第５，５４５，６７０号明細書に記載されているような、三成分光開始剤系である。これらの例の両方が、放射線が、ガラス基板、およびスラリーまたはペースト中のチタニア粒子の両方を貫通することができる比較的狭い領域内の紫外線の端縁に近い可視スペクトルの青色領域内で活性である。たとえば、バインダー、スラリーまたはペースト中の無機材料の成分、および、モールド、またはそれを通して硬化が行われるべきである基板の材料に基いて、他の硬化系を、本発明のプロセスでの使用のために選択することができる。
【００４７】
スラリーまたはペーストの希釈剤は、一般に、たとえば、一時的なバインダーを硬化させた後スラリーの離型特性を向上させる能力、およびスラリーまたはペーストを使用して製造されたグリーン状態の構造体の脱バインダー特性を向上させる能力などの要因に基いて選択された材料である。希釈剤は、好ましくは、硬化前バインダーに可溶性であり、バインダーを硬化させた後液体のままである材料である。バインダーが硬化されたときに液体のままであることによって、希釈剤は、硬化バインダー材料がモールドに接着するリスクを低減する。さらに、バインダーが硬化されたときに液体のままであることによって、希釈剤は、バインダー材料から相分離し、それにより、硬化バインダーマトリックス全体にわたって分散された希釈剤の小さいポケット、または小滴の相互貫入網目を形成する。
【００４８】
ＰＤＰバリヤリブなどの多くの用途の場合、グリーン状態の微細構造体の脱バインダーが、焼成前実質的に完全であることが望ましい。さらに、脱バインダーは、しばしば、熱処理における最も長く最も高い温度工程である。したがって、スラリーまたはペーストが、比較的迅速にかつ完全にかつ比較的低い温度で脱バインダーすることができることが望ましい。
【００４９】
いかなる理論にも縛られることを望まないが、脱バインダーは、２つの温度依存プロセス、すなわち、拡散および揮発によって、運動学的にかつ熱力学的に制限されるとみなすことができる。揮発は、分解されたバインダー分子がグリーン状態の構造体の表面から蒸発し、したがって、外出がより妨げられないように進むための多孔性網目を残すプロセスである。単相樹脂バインダーにおいて、内部に補捉された気体分解生成物が、構造体に膨れを生じさせ、および／または構造体を破断することがある。これは、バインダー分解気体の外出を止める不浸透性スキン層を形成することがある高レベルの炭素質分解生成物を表面に残すバインダー系において、より一般的である。単相バインダーが成功しているいくつかの場合、断面積は、比較的小さく、バインダー分解加熱速度は、スキン層が形成するのを防止するのに十分に長い。
【００５０】
揮発が生じる速度は、温度、揮発のための活性化エネルギー、および頻度またはサンプリングレートによる。揮発が、主として表面でまたは表面の近くで生じるので、サンプリングレートは、典型的には、構造体の総表面積に比例する。拡散は、バインダー分子が構造のバルクから表面に移動するプロセスである。表面からのバインダー材料の揮発によって、バインダー材料を、より低い濃度がある表面の方に追いやる傾向がある濃度勾配がある。拡散の速度は、たとえば、温度、拡散のための活性化エネルギー、および濃度による。
【００５１】
揮発が表面積によって制限されるので、表面積が微細構造体のバルクに対して小さい場合、あまりに迅速に加熱することが、揮発性種が補捉されることをを引起すことがある。内圧が十分に大きくなると、構造体は、膨らむか、破断するか、破壊することがある。この影響を減ずるために、脱バインダーが完全になるまでの、温度の比較的漸進的な増加によって、脱バインダーを行うことができる。脱バインダーのための開いたチャネルがないこと、またはあまりに迅速に脱バインダーすることが、また、残留炭素形成のより高い傾向をもたらすことがある。これは、実質的に完全な脱バインダーを確実にするために、より高い脱バインダー温度を必要とすることがある。脱バインダーが完全であると、温度をより迅速に焼成温度に上昇させ、焼成が完全になるまでその温度で保持することができる。この時点で、次に、物品を冷却することができる。
【００５２】
希釈剤は、拡散のためのより短い経路、および増加された表面積を提供することによって、脱バインダーを向上させる。希釈剤は、好ましくは、バインダーがキュアリングされたか他の態様でハーディニングされたとき、液体のままであり、バインダーから相分離する。これは、硬化バインダー材料のマトリックス中に分散された希釈剤のポケットの相互貫入網目を作る。バインダー材料のそのキュアリングまたはハーディニングが速く起こるほど、希釈剤のポケットは小さくなる。好ましくは、バインダーを硬化させた後、希釈剤の比較的小さいポケットの比較的大きい量が、グリーン状態構造全体にわたって網目内に分散される。脱バインダーの間、低分子量希釈剤は、他の高分子量有機成分の分解前、比較的低い温度で迅速に蒸発することができる。希釈剤の蒸発は、幾分多孔性の構造をあとに残し、それにより、残っているバインダー材料が揮発することができる表面積を増加させ、かつ、バインダー材料が、これらの表面に達するために拡散しなければならない平均経路長さを減少させる。したがって、希釈剤を含むことによって、バインダー分解の間の揮発の速度は、利用可能な表面積を増加させることによって増加され、それにより、同じ温度についての揮発の速度を増加させる。これは、制限された拡散速度による圧力蓄積をより生じにくくする。さらに、比較的多孔性の構造は、蓄積された圧力が、より容易に、かつより低いしきい値でリリースされることを可能にする。結果は、脱バインダーを、典型的には、微細構造破壊のリスクを少なくしながら、より速い温度上昇速度で行うことができるものである。さらに、増加された表面積および減少された拡散長さのため、脱バインダーは、より低い温度で完全である。
【００５３】
希釈剤は、単にバインダーのための溶媒化合物ではない。希釈剤は、好ましくは、未硬化状態のバインダーに組入れられるのに十分に可溶性である。スラリーまたはペーストのバインダーが硬化すると、希釈剤は、架橋プロセスに関与するモノマーおよび／またはオリゴマーから相分離しなければならない。好ましくは、希釈剤は、相分離して、硬化バインダーの連続マトリックス中に液体材料の別個のポケットを形成し、硬化バインダーは、スラリーまたはペーストのガラスフリットまたはセラミック材料の粒子を結合する。このように、硬化グリーン状態微細構造体の物理的一体性は、かなり高いレベルの希釈剤が使用される（すなわち、約１：３の希釈剤対樹脂比より大きい）場合でも、大きく損なわれない。
【００５４】
好ましくは、希釈剤は、バインダーの、無機材料との結合のための親和性より低い、スラリーまたはペーストの無機材料との結合のための親和性を有する。硬化されると、バインダーは、無機材料の粒子と結合しなければならない。これは、特に希釈剤の蒸発後、グリーン状態構造の構造的一体性を増加させる。希釈剤の他の望ましい特性は、無機材料の選択、バインダー材料の選択、硬化開始剤（もしあれば）の選択、基板の選択、および他の添加剤（もしあれば）による。好ましい種類の希釈剤としては、グリコールおよびポリヒドロキシルが挙げられ、これらの例としては、ブタンジオール、エチレングリコール、および他のポリオールが挙げられる。
【００５５】
無機粉末、バインダー、および希釈剤に加えて、スラリーまたはペーストは、任意に、他の材料を含むことができる。たとえば、スラリーまたはペーストは、基板への接着を促進するために、接着促進剤を含むことができる。ガラス基板、または酸化ケイ素または金属酸化物表面を有する他の基板の場合、シランカップリング剤が、接着促進剤として好ましい選択である。好ましいシランカップリング剤は、３つのアルコキシ基を有するシランカップリング剤である。そのようなシランは、任意に、ガラス基板へのより良好な接着を促進するために、予め加水分解することができる。特に好ましいシランカップリング剤は、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  ＭＮ）によって商品名スコッチボンド（Ｓｃｏｔｃｈｂｏｎｄ）（登録商標）セラミック・プライマー（Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｐｒｉｍｅｒ）で販売されるようなシラノプライマーである。他の任意の添加剤としては、無機材料をスラリーまたはペーストの他の成分と混合するのを助ける分散剤などの材料を挙げることができる。任意の添加剤としては、また、界面活性剤、触媒、アンチエイジング成分、リリース向上剤（ｒｅｌｅａｓｅ  ｅｎｈａｎｃｅｒｓ）などを挙げることができる。
【００５６】
一般に、本発明の方法は、典型的には、モールドを使用して微細構造体を形成する。モールドは、好ましくは、滑らかな表面と、対向する微細構造化表面とを有する可撓性ポリマーシートである。モールドは、微細構造化パターンを有するマスター工具を使用して、熱可塑性材料の圧縮成形によって製造することができる。モールドは、また、薄い可撓性ポリマーフィルム上にキャストされ硬化される硬化性材料から製造することができる。モールドは、米国特許出願公開第２００３／０１００１９２−Ａ１号明細書に記載されているようなバリヤ領域およびランド領域を連結する湾曲した表面を有することができる。さらに、ランド部分の材料は、バリヤ部分の材料と連続していることができる。
【００５７】
微細構造化モールドは、たとえば、米国特許第５，１７５，０３０号明細書（ルー（Ｌｕ）ら）および米国特許第５，１８３，５９７号明細書（ルー（Ｌｕ））に開示されたプロセスのようなプロセスに従って、形成することができる。形成プロセスは、次の工程、すなわち、（ａ）オリゴマー樹脂組成物を調製する工程、（ｂ）オリゴマー樹脂組成物を、マスターのキャビティを充填するのにかろうじて十分な量で、マスターネガティブ微細構造化工具表面上に堆積させる工程、（ｃ）組成物のビーズを、少なくとも一方が可撓性である予め形成された基板とマスターとの間で移動させることによって、キャビティを充填する工程、および（ｄ）オリゴマー組成物を硬化させる工程を含む。
【００５８】
工程（ａ）のオリゴマー樹脂組成物は、好ましくは、一成分（ワン・パート）で溶媒のない、放射線重合性、架橋性、有機オリゴマー組成物であるが、他の適切な材料を使用することができる。オリゴマー組成物は、好ましくは、可撓性寸法安定性硬化ポリマーを形成するために硬化性であるものである。オリゴマー樹脂の硬化は、好ましくは、低収縮で生じる。適切なオリゴマー組成物の一例が、ペンシルバニア州アンブラーのヘンケル・コーポレーション（Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，  Ａｍｂｌｅｒ，  ＰＡ）によって商品名フォトマー（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ）（登録商標）６０１０で販売されるような脂肪族ウレタンアクリレートである。同様の化合物が、他の供給業者から入手可能である。
【００５９】
アクリレートおよびメタクリレート官能性モノマー、ならびにアクリレートおよびメタクリレート官能性オリゴマーが、通常の硬化条件下でより迅速に重合するので好ましい。さらに、多種多様なアクリレートエステルが市販されている。しかし、メタクリレート、アクリルアミド、およびメタクリルアミド官能性成分を、また、制限なしで使用することができる。
【００６０】
重合を、フリーラジカル開始剤の存在下での加熱、適切な光開始剤の存在下での紫外光または可視光での照射、および電子ビームでの照射などの通常の手段によって行うことができる。重合の１つの方法は、オリゴマー組成物の約０．１重量パーセントから約１重量パーセントの濃度における光開始剤の存在下での紫外光または可視光での照射による。より高い濃度を用いることができるが、通常、所望の硬化樹脂特性を得るために必要ではない。
【００６１】
工程（ｂ）で堆積されたオリゴマー組成物の粘度は、たとえば、５００から５０００センチポアズ（５００から５０００×１０-3パスカル秒）であることができる。オリゴマー組成物がこの範囲より高い粘度を有する場合、気泡が組成物中に閉じ込められるようになるかもしれない。さらに、組成物は、マスター工具のキャビティを完全に充填しないかもしれない。この理由のため、樹脂を加熱して、粘度を所望の範囲内に低下させることができる。その範囲より低い粘度を有するオリゴマー組成物が使用される場合、オリゴマー組成物は、硬化すると収縮を経験することがあり、それは、オリゴマー組成物がマスターを正確に複製するのを妨げる。
【００６２】
さまざまな材料を、パターニングされたモールドのベース（基板）のために使用することができる。典型的には、材料は、硬化放射線に実質的に光学的に透明であり、かつ微細構造のキャストの間取扱いを可能にするのに十分な強度を有する。さらに、ベースのために使用される材料を、それがモールドの処理および使用の間十分な熱安定性を有するように選択することができる。ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムが、工程（ｃ）での基板としての使用のために好ましく、というのは、材料は、経済的であり、硬化放射線に光学的に透明であり、良好な引張強度を有するからである。０．０２５ミリメートルから０．５ミリメートルの基板厚さが好ましく、０．０７５ミリメートルから０．１７５ミリメートルの厚さが特に好ましい。微細構造化モールドのための他の有用な基板としては、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、およびポリ塩化ビニルが挙げられる。基板の表面は、また、オリゴマー組成物への接着を促進するために処理することができる。
【００６３】
適切なポリエチレンテレフタレートベースの材料の例としては、フォトグレードのポリエチレンテレフタレート、および米国特許第４，３４０，２７６号明細書に記載された方法に従って形成された表面を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が挙げられる。
【００６４】
上述した方法での使用のための好ましいマスターは、金属工具である。硬化および任意の同時の熱処理工程の温度が高すぎない場合、マスターは、また、ポリエチレンおよびポリプロピレンの積層体などの熱可塑性材料から構成することができる。
【００６５】
オリゴマー樹脂が基板とマスターとの間のキャビティを充填した後、オリゴマー樹脂は、硬化され、マスターから取出され、いかなる残留応力も除去するために熱処理してもしなくてもよい。モールド樹脂材料の硬化が約５％より大きい収縮をもたらす場合（たとえば、モノマーまたは低分子量オリゴマーの実質的な部分を有する樹脂が使用される場合）、得られる微細構造体が歪むことがあることが観察されている。生じる歪みは、典型的には、微細構造体の特徴上の凹状微細構造側壁または傾斜頂部によって証明される。これらの低粘度樹脂は、小さい低アスペクト比微細構造体の複製のためによく働くが、それらは、側壁角度および頂部平坦を維持しなければならない比較的高いアスペクト比の微細構造体には好ましくない。ＰＤＰ用途のための無機バリヤリブを形成する際に、比較的高いアスペクト比のリブが望ましく、バリヤリブ上の比較的まっすぐな側壁および頂部の維持は、重要であり得る。
【００６６】
上述したように、モールドを、代わりに、適切な熱可塑性樹脂をマスター金属工具に対して圧縮成形することによって複製することができる。
【００６７】
ここで説明した本発明に用いることができるさまざまな他の態様が、次の特許の各々を含むがこれに限定されない下記の技術において知られている：
米国特許第６，２４７，９８６号明細書；米国特許第６，５３７，６４５号明細書；米国特許第６，７１３，５２６号明細書；米国特許第６８４３９５２号明細書、米国特許第６，３０６，９４８号明細書；国際公開第９９／６０４４６号パンフレット；国際公開第２００４／０６２８７０号パンフレット；国際公開第２００４／００７１６６号パンフレット；国際公開第０３／０３２３５４号パンフレット；米国特許出願公開第２００３／００９８５２８号明細書；国際公開第２００４／０１０４５２号パンフレット；国際公開第２００４／０６４１０４号パンフレット；米国特許第６，７６１，６０７号明細書；米国特許第６，８２１，１７８号明細書；国際公開第２００４／０４３６６４号パンフレット；国際公開第２００４／０６２８７０号パンフレット；ＰＣＴ出願第ＵＳ２００５／００９３２０２号パンフレット；ＰＣＴ国際公開第２００５／０１９９３４号パンフレット；ＰＣＴ国際公開第２００５／０２１２６０号パンフレット；ＰＣＴ国際公開第２００５／０１３３０８号パンフレット；ＰＣＴ国際公開第２００５／０５２９７４号パンフレット；２００４年１２月２２日に出願されたＰＣＴ第ＵＳ０４／４３４７１号パンフレット；各々０４年８月２６日に出願された米国仮特許出願第６０／６０４５５６号明細書、米国仮特許出願第６０／６０４５５７号明細書、米国仮特許出願第６０／６０４５５８号明細書、および米国仮特許出願第６０／６０４５５９号明細書。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】例示的なプラズマディスプレイパネルの概略図である。
【図２Ａ】移送ドラムを使用する具体化された方法の一部の平面図である。
【図２Ｂ】移送ドラムを使用する具体化された方法の斜視側面図である。
【図３Ａ】具体化された位置決め装置の平面図である。
【図３Ｂ】具体化された位置決め装置の側面図である。
【図３Ｃ】具体化された位置決め装置の側面図である。
【図４Ａ】平面移送アセンブリを使用する具体化された方法を示す側面図である。
【図４Ｂ】平面移送アセンブリを使用する具体化された方法を示す側面図である。
【図４Ｃ】平面移送アセンブリを使用する具体化された方法を示す側面図である。
【図１】
2008511122.tif 000003
【図２Ａ】
2008511122.tif 000004
【図２Ｂ】
2008511122.tif 000005
【図３Ａ】
2008511122.tif 000006
【図３Ｂ】
2008511122.tif 000007
【図３Ｃ】
2008511122.tif 000008
【図４Ａ】
2008511122.tif 000009
【図４Ｂ】
2008511122.tif 000010
【図４Ｃ】
2008511122.tif 000011
【国際調査報告】
2008511122.tif 000012
2008511122.tif 000013
2008511122.tif 000014