CN1735491A - 软模具,其制造方法以及制造精细结构的方法 - Google Patents

软模具,其制造方法以及制造精细结构的方法 Download PDF

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Abstract

构制一种软模具(10)，其表面上具有带特定形状与尺寸的凹槽图案(4)的模层(11)，使模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物的锂盐。

Description

软模具，其制造方法以及制造精细结构的方法
发明领域
本发明涉及一种模具及其制造方法，更具体地涉及一种软模具及其制造方法，这种软模具可用于模塑精细结构，抗静电性特别优良。本发明还涉及使用该软模具制造精细结构的方法。具体地说，本发明可很好地用于制造等离子体显示板用背板的肋。
发明背景
众所周知的是，随着电视技术的进步和发展，能够越来越经济地大规模制造使用阴极射线管(CRT)的显示器件。但是近年来，用薄而轻质平板显示器件代替这些使用CRT的显示器件日益吸引了人们的注意。
一种代表性的平板显示器件是液晶显示(LCD)器件，已经被广泛用于笔记本型个人电脑，移动电话，个人数字助理(PDA)和其它便携式电子信息设备的紧凑型显示器件。另一方面，等离子体显示板是典型的薄型大屏幕平板显示器件，实际上已经开始商业应用，近来也被用于家用壁挂式电视屏幕。
PDP的结构如图1中所示。在所示实例中，为了简化起见，PDP50只包括一个显示用放电单元56，但其通常包括大量微小的显示用放电单元。更具体地说，每个显示用放电单元56都被一对玻璃基片，即前玻璃基片61和后玻璃基片51包围，基片彼此间隔并相对，在这些玻璃基片之间排列有特定形状的筋54(阻挡筋，有时被称为间壁或挡板)的精细结构。前玻璃基片61包括由扫描电极和持续电极构成的透明显示电极63，透明介电层62和重叠的透明保护层64。后玻璃基片51包括地址电极53和重叠的介电层52。显示电极63和地址电极53彼此垂直，分别以规则图案间隔排列。每个显示用放电单元56的内壁上都形成有荧光层55，内部密封稀有气体(比如Ne-Xe气体)，通过上述电极之间的等离子体放电形成发光显示。
总体而言，在形成PDP用背板之前，通常将由陶瓷精细结构构成的筋54和地址电极53都装配在玻璃基片51上，如图2所示。因为筋的形状和尺寸精确度会显著影响PDP的性能，所以在用于制造筋的模具和制造方法方面都有各种改进。
比如，已提出了一种制造阻挡筋的方法，其特征在于使用金属或玻璃作为模塑材料，而且将用于形成筋(间壁)的涂布液体置玻璃基片表面和模塑材料之间，在涂布液体硬化之后除去模塑材料，之后对上面有转移硬化涂布液体的基片进行烘焙(参见日本未审查专利公报(公开)9-12336)。该涂布液体具有作为主要组分的低熔点玻璃粉末。
而且，还提出了一种制造PDP基片的方法，其包括将陶瓷或玻璃粉末与溶剂和粘合剂的混合物填充入硅树脂模具中，并将该混合物与陶瓷或玻璃所形成的背板整体结合的步骤，其中的粘合剂包括有机添加剂，硅树脂模具有用于间壁的凹穴(参见日本未审查专利公报(公开)9-134676)。
而且，还提出了一种制造间壁的方法，其包括以下步骤：在基片表面形成板状预定厚度和预定柔软度的间壁元件，用形状对应于要形成的间壁形状的压模在压力下模塑间壁元件，从间壁元件上脱开压模并以预定温度对模塑的间壁元件进行热处理(日本未审查专利公报(公开)9-283017)。
但是仍然存在静电所产生的带电问题。因为模具通常是由树脂材料形成的，所以在使用时很可能出现静电所产生的带电现象，结果模具往往会吸灰或模塑材料粉末，或筋碎屑，因此必须经常清洁，否则会严重影响制得背板的品质。
为了解决静电问题，一种方法是使用离子导电性材料，优选是高氯酸锂，对用于制造PDP基片的模具进行抗静电处理(参见日本未审查专利公报(公开)2001-191345)。与其它常用盐相比，高氯酸锂具有较低的电离能(在溶剂中高溶解度)，所以在与树脂等有机材料混合时，高氯酸锂会提高该材料的导电性。在该方法中，由于抗静电处理，模具的表面电阻会降低，从而避免沾灰或类似现象。特别是，采用该方法使模具有离子导电性时，不论周围环境如何都能成功地进行抗静电处理。
发明概述
然而，从最近的研究中发现，在使用高氯酸锂进行抗静电处理的方法中，仍然存在有待解决的问题。高氯酸锂具有高氧化性，因此不仅在操作该盐本身，而且在操作混有该盐的模塑材料时必须极其小心。因此，很难大规模制造含有高氯酸锂的模塑材料或模具。
本发明一方面提供了一种包含其表面上具有特定形状与尺寸的凹槽图案的模层的软模具，所述模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物的锂盐。
本发明另一方面提供了一种制造软模的方法，该软模具包含具有特定形状与尺寸的凹槽图案的模层，所述方法包括以下步骤：
将含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐的可光固化树脂材料涂布在金属母版上，达到预定薄膜厚度，该母版表面上具有形状和尺寸与所述模具凹槽图案对应的突起图案，形成可光固化树脂材料层；
该由塑料薄膜组成的透明支承层层压在所述金属母版上，从而形成所述金属母版，所述可光固化树脂材料层和所述支承层的层压体；
用光从支承层侧辐照所述层压体，使所述可光固化树脂材料层硬化；和
从所述金属母版上剥离通过硬化所述可光固化树脂材料所形成的模层以及所述支承层。
本发明另一方面提供了一种在基片表面上制造具有特定形状与尺寸的突起图案的精细结构的方法，所述方法包括以下步骤：
提供其表面上的凹槽图案与所述突起图案的形状与尺寸相对应的软模具，所述模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐；
将可固化模塑材料置于所述基片和所述模具的模层之间，将所述模塑材料填充到该模具的凹槽图案中；
固化所述模塑材料，形成由所述基片和与其整体结合的突起图案组成的精细结构；和
从模具上剥离所述精细结构。
附图简要说明
图1是可应用本发明的常用PDP的例子的截面示意图。
图2是图1中PDP所用背板的透视图。
图3是本发明一个实例中的软模具的透视图。
图4是图3中模具沿直线IV-IV的截面图。
图5a-5c是表示本发明软模具制造方法的截面图。
图6a-6c是表示本发明PDP用背板制造方法的截面图。
图7是表面电阻和相对于树脂材料的锂盐溶液添加量之间的关系图。
图8是带电电压和相对于树脂材料的锂盐溶液添加量之间的关系图。
优选实施方式的详细说明
宜分别采用各种实施方式实现本发明的软模具及其制造方法，以及制造精细结构的方法。下文以制造PDP用筋为精细结构的典型例子，详细说明本发明的实例。应当理解本发明决不限于制造PDP用筋。
正如已经参考图2所述，在后玻璃基片51上布置PDP用筋54，形成PDP用背板。筋54的间隔C(单元间距)随着屏幕尺寸而变化，通常在约150到400微米的范围内。这些筋通常应满足两个要求，即“不应存在包括气泡，变形等的缺陷”和“筋间距应当具有高精确度”。对于间距精确度，要求筋位于特定位置上，相对于地址电极几乎没有偏差，事实上位置容许偏差在几十微米内。如果位置误差超过几十微米，则可见光的发光条件会受到不利影响，预计不能产生令人满意的自然光发光显示。因为现今的屏幕尺寸日益增大，所以筋间距精确度不够的问题会变得很严重。
将筋54视为整体时，筋54总间距R的要求尺寸精确度(两端处筋54之间的距离；虽然该图中只表示出5个筋，但是通常存在约3000个筋)通常在几十ppm内，虽然随着基片尺寸和筋形状的不同而略有差别。总体而言，优选用包括支承层和被其支承的具有凹槽图案的模层的软模具制造筋，还要求模具的总间距(两端处凹槽部分之间的距离)满足与筋相同的几十ppm或以下的尺寸精确度。在本发明中，在筋间距和总间距方面都能获得令人满意的尺寸精确度。
首先描述可用于制造图2所示PDP用背板的软模具构造及其制造方法。
图3是本发明优选实例的软模具的部分透视示意图。从图3可见，软模具10能够设计制造具有直线筋图案的PDP用背板，该图案中具有图2所示彼此平行排列的大量筋54。虽然没有表示出来，但是可以对软模具10的设计进行改进，这样就能制造具有格子形筋图案的PDP背板玻璃基片，该图案中通常平行排列有大量筋，彼此以恒定距离相交，或者制造其它种类的PDP用背板。
图4是沿着图3中直线IV-IV的截面图，不过并未精确复制图3中软模具的形状和尺寸。如图4所示，软模具10的表面上具有预定形状和尺寸的凹槽图案。凹槽图案是由大量通常以恒定距离彼此平行排列的凹槽4构成的直线筋图案。凹槽4优选具有如图4所示的倾斜侧壁，这样就能很容易地从模具上剥离筋。同样，纵向延伸凹槽的末端优选具有倾斜端面。凹槽4的形状和尺寸可以随着用该模具所制造PDP筋的形状和尺寸分别在很大范围内变化。比如，对于图4所示的模具10，在模层11的表面上进行测量，每个凹槽4的深度d通常在约100到400微米范围内，优选在约150到300微米范围内。每个凹槽4的宽度w通常在约5到250微米的范围内，优选在约100到200微米的范围内。每个凹槽的长度随着凹槽图案而在很大范围内变化，无法进行一般规定。两个凹槽4之间平面部分的宽度1通常在约50到250微米的范围内，优选在约100到200微米的范围内。
很容易理解，所形成的软模具10能使具有凹槽4的表面在顶面上敞开，如图4所示，因此使用这种软模具模塑具有突起图案的PDP用模塑筋是有利的，比如，直线突起图案，格子状突起图案等。软模具10可以仅由模层11形成，或者可以在需要时包括附加层，或者任选对构成该模具的各个层进行加工。优选该软模具由支承层1和上面具有凹槽4的模层11构成。优选每个支承层1和模层11都是透明的。
本发明软模具的特征是，模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐。混入模层组成材料(模塑材料，优选是树脂材料)的有机氟化合物锂盐的用量能在混料或制得的模具中充分起抗静电剂作用，避免因为静电所产生的不利的带电现象。
被混入本发明模层中的有机氟化合物锂盐并没有特别限制。适用于实施本发明的优选有机氟化合物锂盐是：
(1)具有极佳湿稳定性的化合物，即在湿气存在下基本不会分解的化合物；
(2)具有极佳热稳定性的化合物，即被加热到升高的温度后基本不会分解的化合物，比如，约100℃；更具体地说，是在使用该模具的模塑过程中，被加热到200℃或以上，优选是约300到350℃的升高温度，保持稳定而且不会引起热分解的化合物；
(3)具有极佳导电性的化合物，即以1M(摩尔)浓度在PC/DME(碳酸丙二酯/二甲氧基乙烷)中测量，电导率是约5到15毫西门子/厘米，优选是约10到12毫西门子/厘米的组分。
要求用于本发明的锂盐化合物满足这些要求中的至少一个，最优选满足所有这些要求。
发明人发现，适用于本发明的有机氟化合物锂盐包括但并不限于CF3SO3Li，(CnF2n+1SO2)2NLi，其中n是1或2，LiSO3C2F4SO3Li，CF3CO2Li，C4F9SO3Li，(CF3CO)2NLi，(CF3SO2)3CLi和(CF3SO2)2CFLi。这些锂盐可以单独使用或者以其中的两种或多种混合物形式使用。
在本发明中优选使用这些锂盐的原因如下。优选使用CF3SO3Li，(CF3SO2)2NLi，(C2F5SO2)2NLi等锂盐。通常，申请人确定，CF3SO3Li，(CF3SO2)2NLi，(C2F5SO2)2NLi等锂盐在最高350℃的温度下是稳定的。另外，这些锂盐具有低氧化性，所以能很容易地被混入模塑材料中，在操作制得混料时没有困难。因此，能非常容易地实现从制备模塑材料开始，制造模具，到储存模具的整个过程。
上述有机氟化合物锂盐具有相当优良的抗静电性。这些锂盐具有与高氯酸锂一样的低电离能，作为抗静电剂是很有利的。总体而言，在一系列有机氟化合物的锂盐中，分子中具有-SO2基团的锂盐，比如(CnF2n+1SO2)2NLi，具有特别高的导电性。特别是，可以预计分子中具有两个-SO2基团的亚氨基盐，比如(CnF2n+1SO2)2NLi，可以具有高导电性。
上述有机氟化合物的锂盐可以以其原来形式混入模塑材料中，或者优选将其溶解在锂盐-离子化溶剂中，然后再混入模塑材料中。适用的离子化溶剂是具有约200℃或以上高沸点的极性溶剂。适合于实施本发明的具有高沸点的极性溶剂实例包括但并不限于碳酸乙二酯，碳酸丙二酯，乙二醇，内酯及其衍生物。这些离子化溶剂可以单独使用，或者以其两种或多种的混合物形式使用。这些离子化溶剂的用量随着溶解锂盐而各不相同，其用量通常宜占模塑材料总重量的约0.01到10重量％，更优选是约0.1到1.0重量％。
模层中锂盐的有效混合量随着各种因素而变化，比如锂盐种类，模塑材料种类，其混合量通常优选占该模塑材料总重量的约0.01到5重量％，更优选是约0.05到1重量％。如果这种锂盐的混合量小于0.01重量％，则不能获得要求的抗静电效果。相反，如果混合量超过5重量％，则抗静电效果饱和。
优选模层由可光固化树脂材料的硬化片形成。宜用于实施本发明的模层是在涂布可固化树脂材料形成薄膜之后，通过施加热量，光或其它能量硬化树脂材料而形成的薄膜。因此，可固化树脂材料优选是可热固化树脂材料或可光固化树脂材料。特别可优选使用可光固化树脂材料，因为不需要大而长的加热炉来形成模层，而且能在较短时间内进行硬化。该可光固化树脂材料优选是可光固化单体或低聚物，更优选是丙烯酸类单体或低聚物，最优选是(甲基)丙烯酸酯，即丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，单体或低聚物。
更具体地说，适合于形成该模层的丙烯酸类单体包括但并不限于氨基甲酸酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯，丙烯酰胺，丙烯酰腈，丙烯酸，丙烯酸酯。适合于形成该模层的丙烯酸类低聚物包括但并不限于氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，环氧丙烯酸酯低聚物。具体地说，固化之后，氨基甲酸酯丙烯酸酯及其低聚物能形成柔软和强硬化的片材，一般在丙烯酸酯中有非常高的固化速度，因此它能提高模具的生产率。另外，使用这些丙烯酸酯单体或低聚物时，制得的模层会变得光学透明。因此，具有这种模层的软模具能使用可光固化模塑材料制造PDP筋或其它精细结构。这些丙烯酸类单体或低聚物可以单独使用，或者以其中两种或多种的任意组合形式使用。虽然丙烯酸酯单体或低聚物的性质如上所述，但是对于甲基丙烯酸酯单体或低聚物也可以获得类似性质。
可固化树脂材料含有任选添加剂。比如，该可固化树脂材料为可光固化树脂材料时，适用的添加剂包括光引发剂。比如，应当根据可固化树脂材料的种类选择最适用的化合物作为光引发剂，其实例包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。这些光引发剂可以单独使用，或者将其中的两种或多种组合使用。光引发剂的用量随着可固化树脂材料种类的不同而在很大范围内变化，其用量通常占可固化树脂材料总量的约0.1到10重量％，优选是约0.5到2重量％。
除了本发明中所用有机氟化合物的锂盐之外，还可以使用少量的其它抗静电剂，比如高氯酸锂，硝酸锂等，只要不影响本发明的操作效果即可，更确切地，可由此提高本发明的操作效果。
可以使用的其它添加剂是，比如胺表面活性剂，离子性表面活性剂等。
所用模层的厚度随着筋形状和尺寸等因素而各不相同。模层的厚度通常在约5到1000微米范围内，优选在约100到500微米范围内。如果模层太薄，则不能形成特定高度的筋。可以根据是否存在支承层而适当改变模层的厚度。
优选用支承层支持模层。支持模层的支承层可以由任意材料构成，因为必须使模具备适合操作的柔性，所以优选的支承层由硬度或柔软度合适的支承材料构成。
对于支承层材料的硬度，宜选择比形成含有凹槽的模层的模塑材料(优选是可光固化材料，比如可光固化树脂)硬得多的材料作为支层材料，优选是具有高玻璃化转变温度的塑料。原因是，可光固化树脂的硬化收缩率通常约为百分之几，如果使用柔软的塑料薄膜作为支承层，则前者的硬化收缩率会引起支承层本身的尺寸变化，产能将凹槽间距的尺寸精确度控制在几十ppm以内。相反，如果塑料薄膜很硬，则即使在可光固化树脂发生硬化收缩之后，也能保持支承层本身的尺寸精确度，将凹槽间距的尺寸控制在很高的精确度内。而且，如果塑料薄膜很硬，则形成筋时的间距变化可保持很小。这对于可模塑性和尺寸精确度都是很有利的。适合于实施本发明的硬质塑料薄膜实例包括下列物质。
如果塑料薄膜很硬，因为模具凹槽间距的尺寸精确度只取决于塑料薄膜的尺寸变化，所以为了提供具有要求尺寸精确度的凹槽间距的模具，进行后处理足以获得要求尺寸的塑料薄膜，在制造之后模具中不发生变化。
支承层材料的硬度可以例如由对拉伸的刚性，即拉伸强度表示。支承层材料的拉伸强度通常是至少约5千克/平方毫米，优选是至少约10千克/平方毫米。如果支承层材料的拉伸强度小于5千克/平方毫米，则从金属母版5上剥离制得模具或从模具上剥离PDP筋时的可操作性会降低，这导致破损或断裂。
实施本发明的优选支承层是具有良好可操作性和硬度的塑料薄膜。适用于支承层的塑料实例包括但并不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，拉伸的聚丙烯，聚碳酸酯，三乙酸酯等。其中PET薄膜特别可用于支承层，比如，TetronTM等聚酯薄膜作为支承层是有利的。这些塑料薄膜可以使用作为单层薄膜单独使用，或者其中的两种或多种薄膜以复合薄膜或层压薄膜形式组合使用。
上述塑料薄膜或其它支承层的使用厚度随着模具或PDP构造而各不相同，其厚度通常在约50到500微米的范围内，优选在约100到300微米的范围内。如果支承层厚度超出上述范围，则可操作性会降低。支承层越厚，则强度越大。
本发明还涉及制造上述软模具的方法。制造本发明软模具的方法具体包括以下步骤：
将含有有机氟化合物锂盐作为抗静电剂的可光固化树脂材料涂布在金属母版上，达到预定薄膜厚度，母版表面上具有其形状和尺寸与模具的凹槽图案相对应的突起图案，形成可光固化树脂材料层；
将由塑料薄膜组成的透明支承层压在所述金属母版上，从而形成所述金属母版，所述可光固化树脂材料层和所述支承层的层压体；
用光从支承层侧辐照所述层压体，使所述可光固化树脂材料层硬化；和
从金属母版上剥离通过硬化所述可光固化树脂材料而形成的模层以及所述支承层。
可以对制造本发明软模具的方法在发明范围内进行各种改进。比如，制造PDP用基片(背板)的软模具如图2所示，其构造如图3和4所示，宜用如图5中所示，次序的下列步骤进行制造。
首先如图5(A)所示，提供形状和尺寸与要制造的PDP用基片相对应的金属母版5，由透明塑料薄膜(以下称为支承薄膜)构成的支承层1和层压辊23。金属母版5表面上的间壁14具有与PDP用背板筋相同的图案和形状。因此，由邻接间壁14限定的空间(凹穴)作为PDP中的放电显示单元。间壁14上端部分成锥形，避免包含气泡。各间壁的末端部分形成倾斜表面，有助于从金属母版上剥离制得的模具。在任何情况下，通过使用形状与最终筋相同的金属母版，都不需要在制造之后加工筋末端部分，就能避免由末端部分加工过程中所产生的碎屑引起的缺陷。在本发明的制造方法中，形成筋的所有材料都是硬化的，所以在金属母版上几乎不会残留模塑材料，因此能很容易地再使金属母版。层压辊23由橡胶辊组成，起到将支承薄膜1按压在金属母版5上的作用。可以使用其它已知或常用的层压方式代替层压辊。支承薄膜1由上述聚酯薄膜或其它透明塑料薄膜构成。
然后，采用刮涂机或绕线棒涂布器(未示出)等已知或常用的涂布方式，将可光固化模塑材料11以特定数量涂布在金属母版5的端面上。使用柔软和弹性材料作为支承薄膜1时，即使可光固化模塑材料11发生收缩，只要支承薄膜本身不变形，与支承薄膜1的紧密接触也能防止发生10ppm或以上的尺寸变化。
在层压过程之前，优选在制造环境中进行老化处理，防止因为湿气而使支承薄膜发生尺寸变化。如果不进行老化处理，则制得模具中会发生不可接受的尺寸变化(比如300ppm大小的变化)。
接着，在金属母版5上以箭头方向滑移层压辊。层压过程的结果是，模塑材料11被均匀分布成特定厚度，间壁14之间的空隙填满模塑材料11。
层压过程完成之后，支承薄膜1被层压在金属母版5上，如图5(B)所示，用箭头所示的光(hυ)辐照模塑材料。如果支承薄膜1不包括气泡等光散射单元，而且由透明材料均匀形成，则辐照光能基本没有衰减地均匀到达模塑材料。辐照的结果是，模塑材料被有效硬化，形成粘合有支承薄膜1的均匀模层11。因此，制得软模具的支承薄膜1和模层11整体结合成一体。因为可以使用波长范围是350到450纳米的紫外光，所以该过程的优点在于不需要使用会产生大量热的光源，比如fusion lamp等高压汞灯。因为由此能够避免在光固化过程中支承薄膜或模层热变形，所以导致可将间距控制在高精确度内的另一个优点。
接着如图5(C)中所示，从金属母版5上剥离软模具10而不会损害其整体性。需要时可以将软模具10置于恒温恒湿器中，按照预定程序进行调节处理。通过该调节处理能够抑制制得模具中不良的尺寸变化，从而制得具有正确尺寸的模具。
只要采用合适的已知和常用层压方式与涂布方式，就能不论何种大小和尺寸较简单地制造本发明的软模具。因此，与使用真空压模机等真空设备的常用制造方法相比，本发明的方法能简单而容易地制造没有任何限制的各种大尺寸软模具。
而且，本发明的软模具可用于制造各种精细结构。比如，本发明的软模具可用于模塑具有直线筋图案或格子筋图案的PDP用筋。因此，使用这种软模具，只要用层压辊代替真空设备和/或复杂过程，就能容易地制造其筋结构不会使紫外光从显示放电单元中泄漏出去的大屏幕PDP。
因此，本发明还涉及使用本发明的软模具制造精细结构的方法。本发明制造精细结构的方法具体包括以下步骤：
提供其表面上凹槽图案的形状和尺寸与精细结构的突起图案相对应的软模具，所述模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐；
将可固化的模塑材料置于所述基片和所述模具的模层之间，使所述模塑材料填充到所述模具的凹槽图案中；
固化所述模塑材料，形成由所述基片和与之整体结合的突起图案所构成的精细结构；和
从所述模具上剥离所述精细结构。
从上文可知，精细结构可以具有各种结构，通常以玻璃板上具有筋的PDP用基片(背板)为例。如图2所示的PDP用基片的制造过程，将参考图6说明如下。宜使用图1到3中所示日本未审查专利公报(公开)2001-191345的制造设备实施本发明的制造过程。
首先，玻璃板装有以恒定距离彼此平行排列的电极，并将该玻璃板固定在面板上。然后如图6(A)所示，将本发明的软模具10置于玻璃板31的特定位置上，使玻璃板31和模具10彼此适当对准。优选在软模具10在形成筋以外的区域上预先设置对准标记，比如十字标记。因为模具10是光学透明的，所以很容易对准玻璃板31上的电极。更具体地说，可以通过目视观察进行对准，或者使用CCD摄像机等传感器，使模具10的凹槽平行于玻璃板31上的电极。需要时可以调节温度和湿度，使凹槽与玻璃板31上邻接电极之间的距离一致。这种调节是需要的，因为模具10和玻璃板31会根据温度和湿度改变发生不同程度的膨胀或收缩。因此，使玻璃板31和模具10对准之后，要求控制温度和湿度保持恒定。这种控制方法在制造PDP用大面积基片时是特别有效的。
然后将层压辊23置于模具10的一端。层压辊23优选是橡胶辊。在这里，优选将模具10的一端固定在玻璃板31上，这样能够避免在对准完成之后，模具10相对于玻璃板31位移。
接着，用层压辊23上方的夹持器(未示出)抬升模具10的另一自由端，暴露出玻璃板31。这时，不应当对模具10施加张力。这是为了避免模具10起皱，和保持模具10与玻璃板31对准。可以采用其它方式，只要能保持对准即可。在本发明的制造方法中，因为模具10有弹性，所以模具10在层压过程中能精确地恢复到如图中所示的抬升之后的初始对准位置。
然后将形成筋所需规定量的筋前体33提供在玻璃板31上。可以用带糊浆喷嘴的漏斗提供筋前体。
这里所用术语“筋前体”是指能形成作为预期最终产品筋模塑体的任何模塑材料，只要能形成筋模塑体就没有特定限制。筋前体可以是热固化或或光固化的。具体地说，可光固化筋前体在与上述透明软模具组合使用时是特别有效的。如上所述，软模具几乎不包括气泡或者变形等缺陷，能够抑制光的不均匀散射。因此，模塑材料被均匀硬化成品质恒定和良好的筋。
适用于筋前体的组合物实例是基本包括以下组分的组合物：
(1)使筋产生形状的陶瓷组分，比如氧化铝；
(2)填充陶瓷组分之间空隙并增加筋密度的玻璃组分，比如铅玻璃或磷酸盐玻璃；和
(3)将陶瓷组分彼此包含，固定和粘合在一起的粘合剂，及其固化剂或聚合引发剂。粘合剂组分的硬化优选并非通过加热，而是通过光的辐照而实现，因为这时就不需要考虑玻璃板的热变形。需要时，为了降低除去粘合剂组分的温度，可以向组合物中添加氧化反应催化剂，包括铬(Cr)，锰(Mn)，铁(Fe)，钴(Co)，镍(Ni)，铜(Cu)，锌(Zn)，铟(In)或锡(Sn)，钌(Ru)，铑(Rh)，钯(Pd)，银(Ag)，铱(Ir)，铂(Pt)，金(Au)或铈(Ce)的氧化物，盐或配合物。
在实施所述制造方法时，筋前体33并非均匀提供在整个玻璃板31上。如图6(A)所示，筋前体33仅被提供在玻璃板31上靠近层压辊23处，因为在以下步骤中，层压辊23会在模具10上运动，从而使筋前体33均匀分布在整个玻璃板31上。这时，粘度一般约20000厘泊或以下，优选约为5000厘泊或以下的筋前体33是合乎需要的。如果筋前体的粘度超过约20000厘泊，则很难用层压辊充分分布筋前体，结果空气被夹入模具的凹槽部分中，成为筋缺陷的成因。事实上，如果筋前体的粘度是约20000厘泊或以下，则只需要使层压辊从玻璃板的一端向另一端移动一遍，就能在玻璃板和模具之间均匀分布筋前体，并均匀填充所有凹槽部分，而不会导致包含气泡。提供筋前体的方法并不限于上述方法。比如，可以将筋前体涂布在玻璃板的整个表面上，不过这种方法并未示出。这时，用于涂布的筋前体具有与上述相同的粘度。具体地说，要形成格子图案形状的筋时，筋前体的粘度通常是约20000厘泊或以下，优选是5000厘泊或以下。
接着，驱动旋转马达(未示出)使层压辊23沿着图6(A)中所示箭头在模具10上移动。层压辊23由此在模具10上移动时，通过层压辊23本身的重量从其一端向另一端连续向模具10施加压力，在玻璃板31和模具10之间分布筋前体33，并将其填充入模具10的凹槽中。由此，筋前体连续替换凹槽中的空气并填充入其中。通过恰当地控制筋前体的粘度，或者层压辊的直径，重量或移动速度，筋前体的分布厚度在几微米到几十微米范围内。
在所述制造方法中，模具凹槽还起到空气通道的作用，因此，即使有空气被包入凹槽中，也能在如上所述施加压力时，通过这个通道使空气从模具有效排出至环境中。因此，即使是在大气压力下将筋前体填充入凹槽中，本发明的制造方法也能避免包含残留气泡。换言之，在填充筋前体时不需要减压。能够理解，可以用减压来进一步帮助排出气泡。
然后硬化筋前体。如果分布在玻璃板31上的筋前体33是可光固化的，则要将玻璃板31和模具10构成的层压体置于辐照设备(未示出)中，用紫外线等光通过玻璃板31和模具10辐照筋前体33，如图6(B)所示。硬化之后，制得筋前体的模塑体，即筋本身。
最后，由于制得的筋34与玻璃板31粘合，所以要从辐照设备上取下玻璃板31和模具10，并分离和除去模具10，如图6(C)所示。由于本发明的模具10具有极佳的操作简易性，如果使用低粘合性材料作为模具的涂层，则使用很小的力就能在不损坏与玻璃板31粘合的筋34的情况下轻易分离和除去模具10。应理解不需要大型设备分离和除去模具。
现在参考以下实施例更具体地说明本发明。本领域技术人员应容易理解，本发明决不限于这些实施例。
实施例
实施例1
制造软模具：
为了制造PDP用背板，制备具有直线图案筋(间壁)的矩形金属母版。更具体地说，该金属母版的筋沿纵向的截面是以恒定间距排列的等腰梯形。由邻接筋限定的空间(凹穴)对应于PDP的显示放电单元。每个筋的高度是135微米，顶宽60微米，底宽120微米。间距(邻接筋中心之间的距离)是300微米，筋数目为3000。总间距(两端处筋中心之间的距离)是900.221毫米。
为了用于形成模具模层，用如以方法制备可光固化树脂，以100∶25∶1.25的重量比混合脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(由Daicel-UCB，Co.制造)，丙烯酸苯氧乙酯和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(光引发剂：商品名“Darocure 1173”；由Chiba Speciality Chemicals，Co.制造)。然后向该混合物中添加(CF3SO2)2NLi的碳酸丙二酯溶液作为抗静电剂。抗静电剂的添加量相对于可UV固化树脂为0.5重量％。锂盐浓度为20重量％。由此制得用于形成模层的可UV固化树脂。
以宽1300毫米，厚100微米的PET薄膜(商品名“HPE”；由Teijin Co.制造)作为模具的支承层。
然后将上述可UV固化树脂以直线形涂布在所制得金属母版的上游端处。将上述PET薄膜层压在金属母版表面加以覆盖。使用层压辊小心地滚压PET薄膜，将可UV固化树脂填充入金属母版的凹穴中。
在这种状态下，用荧光灯(由Mitsubishi-Osram Co.制造)通过PET薄膜以波长为300到400纳米的光辐照可UV固化树脂30秒。硬化可UV固化树脂，由此制得模层。然后从金属母版上剥离PET薄膜和模层，由此制得的软模具有其形状和尺寸与金属母版上的筋相对应的许多凹槽。模层的厚度约为300微米。
制造PDP背板：
如上所述制得软模具之后，将模具对准PDP用玻璃基片。放置模具使凹槽图案面朝向玻璃基片。然后将光敏性陶瓷糊浆填充入模具和玻璃基片之间。所用陶瓷糊浆具有以下组成。
可光固化低聚物：双酚-A-二缩水甘油醚的二甲基丙烯酸酯(由KyoeisyaChemical Co.制造)21.0克
可光固化单体：二甲基丙烯酸三甘醇酯(由Wako Pure ChemicalsIndustries，Co.制造)9.0克
稀释剂：1，3-丁二醇(由Wako Pure Chemical Industries，Co.制造)30.0克
光引发剂：双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(商品名“Irgacure819”；由Chiba Speciality Chemicals，Co.制造)0.3克
表面活性剂：磷酸丙氧烷基多元醇酯3.0克
无机颗粒：铅玻璃料和陶瓷颗粒的混合粉末(由Asahi Glass，Co.制造)180.0克
填充陶瓷糊浆之后，层压模具，覆盖玻璃基片表面。用层压辊小心地将模具按压在基片上，使陶瓷糊浆完全填充入模具凹槽中。
在这种状态下，使用荧光灯(由Philips Co.制造)从两侧用波长为400到450纳米的光通过模具和玻璃基片辐照陶瓷糊浆30秒。硬化陶瓷糊浆形成筋。然后从模具上剥离玻璃基片以及形成于其上的筋，制得预定的由玻璃基片和形成于其上的筋组成的PDP用背板。
实施例2
重复实施例1中所述步骤制造软模具。在本实施例中，为了评价锂盐溶液浓度和相对于树脂的溶液添加量对模具表面电阻的影响，使用不同浓度的锂盐溶液，如图7所示，即：
C1  1重量％的碳酸丙二酯溶液
C2  2重量％的碳酸丙二酯溶液
C5  5重量％的碳酸丙二酯溶液
C10  10重量％的碳酸丙二酯溶液
C20  20重量％的碳酸丙二酯溶液，相对于树脂的锂盐溶液混合量在1到5重量％的范围内变化。
以不同混合量向树脂中混入各种锂盐溶液制备可UV固化树脂之后，将每种可UV固化树脂涂布在100微米厚度的PET薄膜上，并用UV光辐照，制得模层厚度为300微米的模具。
使用制得的模具，在22℃和55％相对湿度(RH)条件下测量模层的表面电阻(欧姆/平方厘米)，用测量结果作图如图7所示。使用市售测量设备(型号1272A；由Monroe Electronics Inc.制造)测量表面电阻。从图7中可知，提高所添加锂盐溶液的浓度以及相对于树脂总量的溶液混合量能降低模具的表面电阻。通常，当相对于树脂的锂盐溶液混合量在约0.01到5重量％的范围内时，能令人满意地降低表面电阻。
实施例3
重复实施例1中所述步骤制得软模具。在本实施例中，为了评价相对于树脂总量的锂盐溶液混合量对模具带电电压的影响，使用锂盐的20重量％碳酸丙二酯溶液(C20)，相对于树脂总量的锂盐溶液混合量在0.0到2.0重量％的范围内变化。
以不同混合量混合锂盐溶液制得可UV固化树脂之后，将每种可UV固化树脂涂布在100微米厚度的PET薄膜上，用UV光辐照，形成模层厚度为300微米的模具。
接着，将每个模具切割成长850毫米，宽350毫米的测试样品。在测试样品的模层上，粘合与测试样品同样大小，厚度为100微米的PET薄膜(商品名“HPE”：由Teijin Co.制造)。将测试样品的一侧固定在横杆上，象Noren那样垂直悬挂。在测试样品悬挂条件下，以约300毫米/秒的速度剥离粘合的PET薄膜，剥离之后立刻在22℃和55％相对湿度(RH)条件下测量带电电压(Kv)。测量结果作图如图8所示。使用市售带电测量设备(型号FMX-002；由SIMCO Co.制造)测量带电电压。从图8可知，通过添加锂盐溶液，和增加相对于树脂总量的锂盐溶液混合量能降低模具的带电电压。

Claims (22)

1.一种包括模层的软模具，所述模层的表面上具有特定形状和尺寸的凹槽图案，其特征在于所述模层包含作为抗静电剂的有机氟化合物的锂盐。
2.如权利要求1所述的软模具，其特征在于所述有机氟化合物锂盐是选自CF3SO3Li，(CnF2n+1SO2)2NLi，其中n是1或2，LiSO3C2F4SO3Li，CF3CO2Li，C4F9SO3Li，(CF3CO)2NLi，(CF3SO2)3CLi，(CF3SO2)2CFLi的至少一种锂盐。
3.如权利要求1或2所述的软模具，其特征在于所述有机氟化合物锂盐的混合量占形成所述模层的树脂材料的0.01到5重量％。
4.如权利要求1到3中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层是透明的。
5.如权利要求1到4中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层由可固化树脂材料的硬化产物组成。
6.如权利要求5所述的软模具，其特征在于所述可固化树脂材料选自可光固化单体，可光固化低聚物及其混合物。
7.如权利要求6所述的软模具，其特征在于所述可固化树脂选自丙烯酸类单体，丙烯酸类低聚物及其混合物。
8.如权利要求7所述的软模具，其特征在于所述可固化树脂选自(甲基)丙烯酸酯单体，(甲基)丙烯酸酯低聚物及其混合物。
9.如权利要求8所述的软模具，其特征在于所述(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物选自氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，聚酯(甲基)丙烯酸酯，聚醚(甲基)丙烯酸酯。
10.如权利要求1到9中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层的厚度为5到1000微米。
11.如权利要求1到10中任一项所述的软模具，其特征在于该模具还包括支承所述模层的支承层。
12.如权利要求1到11中任一项所述的软模具，其特征在于使用该模具模塑等离子体显示板用背板的筋。
13.如权利要求1到12所述的软模具，其特征在于使用该模具的模塑过程中，所述有机氟化合物锂盐不会在低于200℃的温度下热分解。
14.如权利要求1到13中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层的凹槽图案是由大量通常以恒定距离彼此平行排列的凹槽所构成的直线图案。
15.如权利要求1到14中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层的凹槽图案是由大量通常以恒定距离彼此平行排列并相交的凹槽所构成的格子状图案。
16.如权利要求1到15中任一项所述的软模具，其特征在于所述模层中，所述凹槽图案由平面部分和凹槽限定，在模层表面上测得的所述凹槽深度为100到400微米宽度为50到250微米。
17.如权利要求11所述的软模具，其特征在于所述支承层是塑料薄膜。
18.如权利要求17所述的软模具，其特征在于所述塑料是选自聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，拉伸聚乙烯，聚碳酸酯和三乙酸酯的至少一种塑料。
19.如权利要求11，17或18中任一项所述的软模具，其特征在于所述支承层的厚度为50到500微米。
20.一种制造软模具的方法，该软模具的模层表面上具有特定形状和尺寸的凹槽图案，所述方法包括以下步骤：
将含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐的可光固化树脂材料涂布在金属母版上，达到预定薄膜厚度，母版表面上突起图案的形状和尺寸与所述模具的凹槽图案相对应，形成可光固化树脂材料层；
在所述金属母版上层压由塑料薄膜组成的透明支承层，从而形成所述金属母版，所述可光固化树脂材料层和所述支承层的层压体；
用光从支承层侧辐照所述层压体，硬化所述可光固化树脂材料层；和
从所述金属母版上剥离通过硬化所述可光固化树脂材料所形成的模层以及所述支承层。
21.一种制造精细结构的方法，该精细结构在基片表面上具有特定形状和尺寸的突起图案，所述方法包括以下步骤：
提供其模层表面上凹槽图案的形状和尺寸与所述突起图案相对应的软模具，所述模层含有作为抗静电剂的有机氟化合物锂盐；
将可固化模塑材料置于所述基片和所述模具模层之间，使所述模塑材料填充入所述模具的凹槽图案中；
硬化所述模塑材料，形成由所述基片和与其整体结合成一体的突起图案组成的精细结构；和
从模具上剥离所述精细结构。
22.如权利要求21所述的制造精细结构的方法，其特征在于所述精细结构是等离子体显示板用背板。
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