JP2004160843A

JP2004160843A - Flexible mold for molding, method for manufacturing it, and method for manufacturing fine structural body

Info

Publication number: JP2004160843A
Application number: JP2002329695A
Authority: JP
Inventors: Akira Hida; 彰陽田; Hiroshi Kikuchi; 寛菊地
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: WO2004043664A1; TW200416122A; AU2003286503A1; JP4179853B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible mold for molding by which a projection such as a rib can be formed easily, accurately and with a high dimensional accuracy at a specified position when a fine structural body is manufactured. <P>SOLUTION: In the flexible mold for molding having a substrate consisting of a humidity responsible material and a molding layer provided with a channel pattern with specified shape and dimension on its surface, the specified shape and dimension can be provided on the channel pattern by conditioning the mold for molding at a predetermined temperature and humidity conditions after the mold for molding is released from a metal mold. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形技術に関し、さらに詳しく述べると、可とう性成形型及びその製造方法ならびに微細構造体の製造方法に関する。本発明の微細構造体の製造方法は、例えば、プラズマディスプレイパネル用背面板のリブの製造に有利である。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン技術のこれまでの進歩・発展に伴い、陰極線管（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ：ＣＲＴ）の表示装置が経済的に量産化されてきたことはよく知られるところである。しかし、近年になっては、このＣＲＴの表示装置に代わって、薄型かつ軽量のフラットパネルディスプレイが次世代の表示装置として注目されている。
【０００３】
代表的なフラットパネルディスプレイの一つは液晶ディスプレイ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）で、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ：ＰＤＡ）又はその他の携帯電子情報機器の小型表示装置として既に使用されている。他方、薄型で大画面のフラットパネルディスプレイとしては、プラズマディスプレイパネル（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ：ＰＤＰ）が典型的で、実際、業務用でまた最近は家庭用で壁掛けテレビとして使用され始めている。
【０００４】
ＰＤＰは、図１に模式的に示すような構成を有している。なお、ＰＤＰ５０は、図示の例では簡略化のために１個の放電表示セル５６しか示されていないが、通常、多数個の微細な放電表示セルを含んでいる。詳細に述べると、それぞれの放電表示セル５６は、離隔対向した一対のガラス基板、すなわち、前面ガラス基板６１及び背面ガラス基板５１と、これらのガラス基板間に所定形状をもって配置された微細構造のリブ（バリアリブ、隔壁又は障壁ともいう）５４とによって囲まれて画定されている。前面ガラス基板６１は、走査電極及び維持電極からなる透明な表示電極６３と、透明な誘電体層６２と、透明な保護層６４とをその上に備えている。また、背面ガラス基板５１は、アドレス電極５３と、誘電体層５２とをその上に備えている。走査電極及び維持電極からなる表示電極６３とアドレス電極５３は、直交しており、かつ、それぞれ、間隔をあけて一定のパターンで配置されている。各放電表示セル５６は、その内壁に蛍光体層５５を有するとともに、希ガス（例えば、Ｎｅ−Ｘｅガス）が封入されており、上記電極間のプラズマ放電により自発光表示をできるようになっている。
【０００５】
一般に、リブ５４は、セラミックの微細構造体からなり、通常は、図２に模式的に示すように、アドレス電極５３とともに背面ガラス基板５１の上に予め設けられてＰＤＰ用背面板を構成している。リブは、その形状や寸法の精度がＰＤＰの性能に大きく影響するので、従来、その製造に用いられる成形型や製造方法においていろいろな改良が加えられている。例えば、型材に金属又はガラスを使用し、リブ（隔壁）を形成する塗布液をガラス基板の表面と型材との間に配置し、塗布液が硬化した後に型材を取り除き、硬化された塗布液の転写された基板を焼成することを特徴とする隔壁形成方法が提案されている（特許文献１）。塗布液は、低融点ガラス粉末を主成分とする。また、セラミックス又はガラスの粉体と溶媒及び有機性添加物からなるバインダとの混合物を、隔壁用の凹部を有するシリコーン樹脂製成形型中に充填した後、これらの混合物をセラミックス又はガラスからなる背面板に接合して一体化する工程からなるＰＤＰ用基板の製造方法も提案されている（特許文献２）。さらに、所定の柔らかさを有する隔壁部材を所定の厚さで面状に基板表面に形成する工程と、形成すべき隔壁に対応する形状を設けた押圧型で隔壁部材を押圧成形する工程と、押圧型を隔壁部材から離型する工程と、所定の温度で成形後の隔壁部材を熱処理する工程とにより隔壁を形成する方法も提案されている（特許文献３）。
【０００６】
しかし、これらの公開特許公報やその他の文献に開示されているＰＤＰ製造用の成形型には、依然として解決されなければならない問題点がある。すなわち、いずれの成形型も、その製造に使用された成形材料に原因して、製造から使用までの間に特に温度や湿度の変化に耐え切れずに寸法変化をおこし、目的とするリブを高精度で提供することができない。もしも形状の変化や寸法精度の低下を回避するとなると、精度よく温湿度管理された環境の下で保管し、使用しなければならず、人件費、設備費の増加を避けることができない。
【０００７】
また、ＰＤＰ用背面板の製造においては、アドレス電極に対してほとんどずれることなく所定位置にリブが設けられることが求められる。これは、リブが所定の位置に正確に設けられ、かつ寸法精度が高ければ高いほど、ＰＤＰにおける優れた自発光表示が可能となるためである。しかし、上記のような温湿度変化が周囲にあった場合、成形型の寸法を周囲の温湿度の調整を通じて入念に制御しようとしても、実現が困難である。基板の寸法変化、リブを形成する塗布液の粘度変化、リブ成形機の精度変化などに対する影響を排除することができないからである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１２３３６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平９−１３４６７６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開平９−２８３０１７号公報（特許請求の範囲）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の技術の問題点を解決することを目的としている。
【００１０】
本発明の目的の１つは、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を製造するのに有用で、熟練を必要とすることなく、所定位置にリブ等の突起物を容易かつ正確に、高い寸法精度で設けることができる可とう性成形型を提供することにある。
【００１１】
また、本発明のもう１つの目的は、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を、気泡の発生、パターンの変形等の欠陥を伴わないで高精度に製造できる可とう性成形型を提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明のもう１つの目的は、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を製造するための可とう性成形型を、熟練を必要とすることなく高い寸法精度で製造できる方法を提供することにある。
【００１３】
さらにまた、本発明のもう１つの目的は、本発明の可とう性成形型を用いて、例えばセラミック微細構造体などの微細構造体を製造する方法を提供することにある。
【００１４】
本発明のこれらの目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、湿度応答性の材料からなる支持体と、前記支持体上に設けられ、所定の形状及び寸法を有する溝パターンを表面に備えた成形層とを有する可とう性成形型であって、
前記成形型を金型から離型後に予め定められた温度及び湿度条件でコンディショニングすることによって、前記所定の形状及び寸法が前記溝パターンに付与されていることを特徴とする可とう性成形型にある。
【００１６】
また、本発明は、そのもう１つの面において、支持体と、前記支持体上に設けられ、所定の形状及び寸法を有する溝パターンを表面に備えた成形層とを有する可とう性成形型を製造する方法であって、下記の工程：
前記成形型の溝パターンに対応する形状及び寸法を有する突起パターンを表面に有する金型に光硬化性の材料を所定の膜厚で塗被して光硬化性材料層を形成する工程、
前記金型の上に湿度応答性のあるプラスチック材料のフィルムからなる透明支持体を積層して前記金型、前記光硬化性材料層及び前記支持体の積層体を形成する工程、
前記積層体にその支持体側から光を照射して前記光硬化性材料層を硬化させ、
前記光硬化性材料層の硬化によって形成された前記成形層を前記支持体とともに前記金型から離型する工程、そして
得られた成形型を予め定められた温度及び湿度条件でコンディショニングして前記成形層の溝パターンの形状及び寸法を調整する工程、
を含んでなることを特徴とする可とう性成形型の製造方法にある。
【００１７】
さらに、本発明は、そのもう１つの面において、予め定められた形状及び寸法を有する突起パターンを基板の表面に備えた微細構造体を製造する方法であって、下記の工程：
湿度応答性の材料からなる支持体と、前記支持体上に設けられ、前記突起パターンに対応する形状及び寸法を有する溝パターンを表面に備えた成形層とを有し、金型から離型後に予め定められた温度及び湿度条件でコンディショニングすることによって前記成形層の溝パターンの形状及び寸法を調整した可とう性成形型を用意する工程、
前記基板と前記成形型の成形層との間に硬化性の成形材料を配置して、前記成形材料を前記成形型の溝パターンに充填する工程、
前記成形材料を硬化させ、前記基板とそれに一体的に結合した突起パターンとからなる微細構造体を形成する工程、そして
前記微細構造体を前記成形型から取り去る工程、
を含んでなることを特徴とする微細構造体の製造方法にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による可とう性成形型及びその製造方法ならびに微細構造体の製造方法は、それぞれ、いろいろな形態で有利に実施することができる。以下では、微細構造体の典型例であるＰＤＰリブの製造を参照して本発明の実施を詳細に説明する。なお、本発明がＰＤＰリブの製造に限定されるわけではないことは、言うまでもない。
【００１９】
すでに図２を参照して説明したように、ＰＤＰのリブ５４は、背面ガラス基板５１の上に設けられてＰＤＰ用背面板を構成している。リブ５４の間隔（セルピッチ）ｃは、画面サイズなどによって変動するけれども、通常、約１５０〜４００μｍの範囲である。一般的に、リブには、「気泡の混入や変形などの欠陥のないこと」及び「ピッチ精度がよいこと」の２点が必要とされる。ピッチ精度に関して言えば、リブは、その形成時、アドレス電極に対してほとんどずれることなく所定位置に設けられることが求められ、実際、数十μｍ以内の位置誤差しか許容されない。位置誤差が数十μｍを上回った場合、可視光の放出条件等に悪影響が生じ、満足のいく自発光表示が不可能となる。画面サイズの大型化が進んでいる今日、このようなリブのピッチ精度の問題は深刻である。
【００２０】
リブ５４を全体として見た場合、基板のサイズ及びリブの形状によって若干の差はあるものの、一般的に、リブ５４のトータルピッチ（両端のリブ５４の距離；図では５本のリブしか示されていないが、通常、３０００本前後である）Ｒは、数十ｐｐｍ以下の寸法精度が必要とされる。また、一般的には支持体とそれによって支持された溝パターン付きの成形層とからなる可とう性成形型を用いてリブを成形するのが有用であるが、そのような成形方法の場合、成形型のトータルピッチ（両端の溝部の距離）にも、リブと同様に数十ｐｐｍ以下の寸法精度が必要とされる。
【００２１】
ところで、従来の可とう性成形型の場合、その支持体に硬質プラスチックフィルムを使用するとともに、溝パターン（溝部）を備えた成形層を光硬化性樹脂の成形によって形成している。支持体として使用するプラスチックフィルムは、一般的に、プラスチック原料をシート化したもので、ロールに巻き取った状態で商業的に入手可能である。ロール状のプラスチックフィルムは、その製造工程で水分を失ってしまうためにほとんど水分を含んでおらず、乾燥状態にある。このような乾燥状態にあるプラスチックフィルムに金型を併用して成形型を製造する場合、ロールからプラスチックフィルムを巻き出した段階でフィルムの吸湿がはじまり、フィルムの膨脹の結果として寸法の変動が発生する。特にこの寸法の変動は金型から成形型を取り出した直後に顕著に発生し、フィルムの寸法変動は約３００〜５００ｐｐｍの大きさにまで達する。よって、このような慣用の成形方法を使用したのでは、ＰＤＰリブ用成形型として必要とされる数十ｐｐｍ以下の寸法精度を達成することができない。
【００２２】
本発明者らは、上述のような支持体フィルムの寸法変動が可とう性成形型の寸法変化の大きな原因になっていることをつきとめ、湿度応答性を有することがすでに判明している材料から支持体を形成するとともに、完成した成形型をコンディショニングするという簡単な後処理を施すだけで、形状及び寸法の精度に優れた可とう性成形型を提供できるということを発見した。可とう性成形型を金型から離型後に予め定められた温度及び湿度条件（すなわち、支持体フィルムの寸法変動を適正に補正するのに必要な温度及び湿度条件）でコンディショニングすることによって支持体フィルムを収縮もしくは伸長せしめれば、今までまったく予想されなかったことであるが、形状及び寸法の精度に優れた溝パターンを得ることができる。
【００２３】
ここで、可とう性成形型のコンディショニングは、比較的に容易に可能である。プラスチックフィルムの水分含有率や伸長率は、通常、温度及び相対湿度にほぼ比例して変動可能であり、その既知の変動特性を考慮すれば、コンディショニングの条件を容易に設定可能であるからである。例えば商業的に入手可能なポリエステル（テトロン^ＴＭ）フィルムの場合を例にとると、その水分含有率は温度の上昇とともにほぼ比例して低下しかつ相対湿度の上昇にほぼ比例して増加し、また、したがって、図３にプロットするように、ポリエステルフィルムの伸長率（％）も、温度及び相対湿度の上昇にほぼ比例して増加可能である。換言すると、本発明の可とう性成形型に使用する支持体は、湿度応答性があり、かつその湿度応答特性が既知であるかもしくは容易に確認できる材料からなることが好ましい。
【００２４】
また、可とう性成形型のコンディショニングに使用する装置は、特に限定されるものではない。適当なコンディショニング装置としては、例えば、恒温恒湿装置を挙げることができる。場合によっては、可とう性成形型に、例えば水又は水蒸気の吹き付け、水中又は温水中における浸漬、高温多湿雰囲気の通過などによって適切な吸湿処理を施して、恒温恒湿処理に代えてもよい。
【００２５】
支持体の材料は、湿度応答性を有することに加えて、成形型の可とう性を確保するのに十分な柔軟性（フレキシビリティ）及び適度の硬さを有していることが好ましい。
【００２６】
支持体材料の硬さについて言うと、可とう性成形型の溝部のピッチ精度を数十ｐｐｍ以内にコントロールするためには、溝部の形成に関与する成形層を構成する成形材料（好ましくは、光硬化性樹脂などの光硬化性材料）よりもはるかに硬い材料、好ましくはプラスチック材料を支持体材料に選択することが好ましい。一般的に、光硬化性樹脂の硬化収縮率は数％程度であるため、軟質のプラスチックフィルムを支持体に使用した場合、前者の硬化収縮によって、支持体自体の寸法も変化し、溝部のピッチ精度を数十ｐｐｍ以内にコントロールすることはできない。一方、プラスチックフィルムが硬いと、光硬化性樹脂が硬化収縮したとしても支持体自体の寸法精度が維持されるので、溝部のピッチ精度を高精度で維持することができる。また、プラスチックフィルムが硬いと、リブを形成する際のピッチ変動も小さく抑えることができるため、成形性及び寸法精度の両面で有利である。本発明の実施に好適な硬いプラスチックフィルムの例は、以下に列挙する通りである。
【００２７】
プラスチックフィルムが硬い場合、成形型の溝部のピッチ精度は、プラスチックフィルムの寸法変化にのみ依存することになるため、安定的に所望のピッチ精度を有する成形型を提供するためには、製造後の成形型においてそのプラスチックフィルムの寸法が予定通りであり、少しも変化していないように後処理するだけで十分である。
【００２８】
支持体材料の硬さは、例えば引張りに対する剛性、すなわち、引張り強度で表すことができる。支持体材料の引張り強度は、通常、少なくとも約５ｋｇ／ｍｍ^２であり、好ましくは、少なくとも約１０ｋｇ／ｍｍ^２である。支持体材料の引張り強度が５ｋｇ／ｍｍ^２を下回った場合、得られた成形型を金型から取り出す時や成形型からＰＤＰリブを取り出す時などに取り扱い性が低下し、破損や引裂けが生じることもある。
【００２９】
本発明の実施において好ましい支持体は、コンディショニングの容易さ、取り扱い性などを考慮して、湿度応答性があり、さらには硬さもそなえたプラスチック材料のフィルムである。支持体に適当なプラスチック材料の例としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、延伸ポリプロピレン、ポリカーボネート、トリアセテートなどを挙げることができる。とりわけＰＥＴフィルムが支持体として有用であり、例えば、ポリエステルフィルム、例えばテトロン^ＴＭフィルムを支持体として有利に使用することができる。これらのプラスチックフィルムは、単層フィルムとして使用してもよく、２種類以上を組み合わせて複合もしくは積層フィルムとして使用してもよい。
【００３０】
また、上記のようなプラスチックフィルムもしくはその他の支持体は、成形型及びＰＤＰの構成などに応じていろいろな厚さで使用することができるけれども、通常、約０．０５〜１．０ｍｍの範囲であり、好ましくは、約０．１〜０．４ｍｍの範囲である。支持体の厚さが上記の範囲を外れた場合には取り扱い性などが低下する。なお、支持体の厚さは、大きいほうが強度の面で有利である。
【００３１】
本発明の可とう性成形型は、上述のような支持体とともに、その上に設けられ成形層を有する。成形層は、以下に詳細に説明するように、この成形型を使用して製造されるＰＤＰ背面板のリブやその他の微細構造体の突起物に対応する、所定の形状及び寸法を有する溝パターンを表面に備えている。成形層は、通常、単層で形成されるけれども、必要ならば、性質を異にする２種類以上の材料から多層構造で形成してもよい。なお、光硬化性成形材料を使用することを特に考慮に入れた場合、支持体及び成形層のどちらも透明であることが好ましい。
【００３２】
引き続いて、可とう性成形型の構成とその製造方法をさらに詳細に説明する。
【００３３】
図４は、本発明の可とう性成形型の好適な一実施形態を模式的に示す部分斜視図であり、図５は、図４の線分Ｖ−Ｖに沿った断面図である。図から理解できるように、この可とう性成形型１０は、図２に示したような複数本のリブ５４が互いに平行に配置されたストレートリブパターンの背面ガラス基板５１を製造するために設計されたものではなくて、図示しないが、複数本のリブが一定の間隔をあけて互いに交差しながら略平行に配置された、すなわち、格子状リブパターンの背面ガラス基板を製造するためのものである。
【００３４】
可とう性成形型１０は、図示のように、予め定められた形状及び寸法をもった溝パターンをその表面に有している。溝パターンは、一定の間隔を開けて互いに交差しながら略平行に配置された複数本の溝部４をもって構成された格子状パターンである。すなわち、可とう性成形型１０は、もちろんその他の微細構造体の製造にも適用可能であるけれども、このように開口した格子状パターンの溝部を表面に設けて構成されているので、例えば格子状突起パターンをもったＰＤＰリブの成形に有利に使用可能になっている。可とう性成形型１０は、必要に応じて追加の層を有していたり型を構成する各層に任意の処理や加工を施していてもよいけれども、基本的には、図４に示されるように、支持体１と、その上の溝部４をもった成形層１１とから構成される。
【００３５】
成形層１１は、好ましくは、硬化性材料の硬化物からなる。硬化性材料は、熱硬化性の材料又は光硬化性の材料である。特に光硬化性材料は、成形層の形成に長大な加熱炉を必要とすることなく、しかも比較的短時間に硬化させることが可能であるので、有用である。光硬化性の材料は、好ましくは、光硬化性のモノマーやオリゴマー、さらに好ましくは、アクリル系のモノマーやオリゴマーである。硬化性材料は、任意の添加剤を含有することができる。適当な添加剤としては、例えば、重合開始剤（例えば、光開始剤）、帯電防止剤などを挙げることができる。
【００３６】
成形層の形成に好適なアクリル系モノマーとしては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸エステルなどを挙げることができる。また、成形層の形成に好適なアクリル系オリゴマーとしては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ウレタンアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマーなどを挙げることができる。特にウレタンアクリレートやそのオリゴマーは、硬化後に柔軟で強靭な硬化物を提供でき、また、アクリレート全般のなかでも硬化する速度が極めて速いので、成形型の生産性の向上にも寄与できる。さらに、これらのアクリル系モノマーやオリゴマーを使用すると、成形層が光学的に透明になる。したがって、このような成形層を備えた可とう性成形型は、ＰＤＰリブやその他の微細構造体を製造する時、光硬化性の成形材料を使用可能となす。なお、これらのアクリル系のモノマー及びオリゴマーは、単独で使用してもよく、２種類以上を任意に組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
成形層１１を担持する支持体１は、すでに詳細に説明したように、好ましくはプラスチックフィルムであり、また、その厚さは、通常、約０．０５〜１．０ｍｍの範囲である。また、支持体は、好ましくは光学的に透明である。支持体が光学的に透明であると、硬化のために照射する光がこの支持体を透過可能であるので、光硬化性の成形材料を用いて成形層を形成することができる。典型的な透明の支持体の例は、上記した通りである。
【００３８】
本発明の可とう性成形型は、いろいろな技法に従って製造することができる。例えば、図２に示したＰＤＰ用基板（背面板）を製造するための可とう性成形型は、図６及び図７に順を追って示すような手順によって有利に製造することができる。
【００３９】
まず、図６（Ａ）に示すように、製造対象のＰＤＰ用基板に対応する形状及び寸法を備えた金型５、透明なプラスチックフィルムからなる支持体（以下、支持フィルムと呼ぶ）１及び及びラミネートロール２３を用意する。金型５は、ＰＤＰ用背面板のリブと同じパターン及び形状の隔壁１４をその表面に備え、また、したがって、相隣りあう隔壁１４によって規定される空間（凹部）１５が、ＰＤＰの放電表示セルとなるところである。隔壁１４の上端部には、泡かみを防止するためのテーパーを取り付けてもよい。最終リブ形態と同じ金型を用意することで、リブ作製後の端部処理が不要となり、端部処理によって発生する破片による欠陥発生の恐れもなくなる。また、本製造方法では、リブ作製用の成形材料がすべて硬化されるので、金型上における成形材料の残渣が非常に少なく、よって、金型の再利用が容易にできる。ラミネートロール２３は、支持フィルム１を金型５に押し付けるもので、ゴムロールからなる。必要ならば、ラミネートロールに代えてその他の周知・慣用のラミネート手段を使用してもよい。支持フィルム１は、ポリエステルフィルムやその他の上記した透明プラスチックフィルムからなる。
【００４０】
次いで、例えばナイフコータやバーコータ等の周知・慣用のコーティング手段（図示せず）により、金型５の端面に光硬化性の成形材料１１を所定の量で塗布する。ここで、支持フィルム１として柔軟で弾性のある材料を使用すると、光硬化性の成形材料１１が収縮しても、支持フィルム１と密着しているため、支持フィルムそのものが変形しない限り、１０ｐｐｍ以上の寸法変動を起こすことがない。
【００４１】
ラミネート処理の前、支持フィルムの湿度による寸法変化を取り除くため、成形型の製造環境下でエージングを行うことが好ましい。このエージング処理を行わないと、得られる成形型において許容し得ない程度の寸法のばらつき（例えば、３００ｐｐｍのオーダーのばらつき）が発生する恐れがある。
【００４２】
次いで、ラミネートロール２３を金型５の上を矢印の方向に滑動させる。このラミネート処理の結果、成形材料１１が所定の厚さで均一に分布せしめられ、隔壁１４の間隙も成形材料１１で充填される。
【００４３】
ラミネート処理が完了した後、図６（Ｂ）に示すように、支持フィルム１を金型５に積層した状態で、支持フィルム１を介して、光（ｈν）を矢印で示すように成形材料１１に照射する。ここで、支持フィルム１が気泡等の光散乱要素を含むことなく、透明材料によって一様に形成されていれば、照射光は、ほとんど減衰することがなく、成形材料１１は均等に到達可能である。その結果、成形材料は効率的に硬化して、支持フィルム１に接着した均一な成形層１１になる。よって、支持フィルム１と成形層１１が一体的に接合した可とう性成形型が得られる。なお、この工程では、例えば波長３５０〜４５０ｎｍの紫外線を使用できるので、フュージョンランプなどの高圧水銀灯のように高熱を発生させる光源を使用しないで済むというメリットもある。さらに、光硬化時に支持フィルムや成形層を熱変形させることがないので、高度のピッチコントロールができるというメリットもある。
【００４４】
その後、図６（Ｃ）に示すように、可とう性成形型１０をその一体性を保持したまま金型５から分離する。
【００４５】
引き続いて、図７に示すように、可とう性成形型１０を恒温恒湿槽１５に入れ、予め定められたスケジュールに従ってコンディショニングする。コンディショニング条件は、成形型に所望とされる寸法の調整レベルに応じて任意に変更可能である。この処理の結果、例えば恒温恒湿槽１５の内部で相対湿度の減少があった場合、図８に模式的に示すように、成形型１０のサイズが全体的に縮小し、トータルピッチＭも減少する。反対に、相対湿度の増大があった場合には、成形型１０のサイズが全体的に拡大し、トータルピッチＭも増加する。
【００４６】
本発明の可とう性成形型は、寸法・大きさによらず、それに応じた周知・慣用のラミネート手段及びコーティング手段を使用しさえすれば、比較的簡便に製造可能である。したがって、本発明によれば、真空プレス成形機等の真空設備を使用した従来の製造方法とは異なり、何らの制限を受けることなく大型の可とう性成形型を簡便に製造可能となる。
【００４７】
さらに加えて、本発明の可とう性成形型は、いろいろな微細構造体の製造において有用である。例えば、本発明の成形型は、ストレートリブパターンあるいは格子状リブパターンをもったＰＤＰのリブの成形に有用である。この可とう性成形型を使用すれば、真空設備及び（又は）複雑なプロセスの代わりにラミネートロールを用いただけで、放電表示セルから外部に紫外線が漏れ難いリブ構造を有する大画面のＰＤＰを簡便に製造することができる。
【００４８】
本発明はまた、本発明の可とう性成形型を使用した微細構造体の製造方法にある。微細構造体は、いろいろな構造を有することができるけれども、その典型例は、ガラス平板上にリブを設けたＰＤＰ用基板（背面板）である。以下、図２に示したＰＤＰ用基板の製造方法を図９を参照して説明する。なお、本方法の実施には、例えば特開２００１−１９１３４５号公報の図１〜図３に示した製造装置を有利に使用できる。
【００４９】
まず、一定の間隔をあけて互いに平行に電極を配設したガラス平板を予め用意して定盤上にセットする。次いで、図９（Ａ）に示すように、溝パターンを表面に有する本発明の可とう性成形型１０をガラス平板３１上の所定の位置に設置し、ガラス平板３１と成形型１０との位置合わせ（アライメント）を行う。成形型１０は透明であるので、ガラス平板３１上の電極との位置合わせは、容易に可能である。詳細に述べると、この位置合わせは、目視によって行うか、さもなければ、例えばＣＣＤカメラのようなセンサを用いて、成形型１０の溝部とガラス平板３１の電極とを平行にするようにして行う。このとき、必要により、温度及び湿度を調整して成形型１０の溝部とガラス平板３１上の相隣れる電極間の間隔を一致させてもよい。通常、成形型１０とガラス平板３１は温度及び湿度の変化に応じて伸縮し、また、その程度は互いに異なるからである。したがって、ガラス平板３１と成形型１０との位置合わせが完了した後は、そのときの温度及び湿度を一定に維持するよう制御する。かかる制御方法は、大面積のＰＤＰ用基板の製造に当たって特に有効である。
【００５０】
引き続いて、ラミネートロール２３を成形型１０の一端部に載置する。ラミネートロール２３は、好ましくはゴムロールである。このとき、成形型１０の一端部はガラス平板３１上に固定されているのが好ましい。先に位置合わせが完了したガラス平板３１と成形型１０との位置ずれが防止され得るからである。
【００５１】
次に、成形型１０の自由な他端部をホルダー（図示せず）によって持ち上げてラミネートロール２３の上方に移動させ、ガラス平板３１を露出させる。このとき、成形型１０には張力を与えないようにする。成形型１０にしわが入るのを防止したり、成形型１０とガラス平板３１の位置合わせを維持したりするためである。但し、その位置合わせを維持し得る限り、他の手段を使用してもよい。なお、本製造方法では、成形型１０に弾性があるので、成形型１０を図示のようにめくりあげても、その後のラミネート時には、もとの位置合わせの状態に正確に戻すことができる。
【００５２】
引き続いて、リブの形成に必要な所定量のリブ前駆体３３をガラス平板３１の上に供給する。リブ前駆体の供給には、例えば、ノズル付きのペースト用ホッパーを使用できる。
【００５３】
ここで、リブ前駆体とは、最終的に目的とするリブ成形体を形成可能な任意の成形材料を意味し、リブ成形体を形成できる限り特に限定されるものではない。リブ前駆体は、熱硬化性でも光硬化性でもよい。特に、光硬化性のリブ前駆体は、上述した透明の可とう性成形型と組み合せて極めて効果的に使用可能である。可とう性成形型は、上記したように、気泡や変形等の欠陥をほとんど伴わず、光の不均一な散乱等を抑制することができる。かくして、成形材料が均一に硬化され、一定かつ良好な品質をもったリブになる。
【００５４】
リブ前駆体に好適な組成の一例を挙げると、（１）リブの形状を与える、例えば酸化アルミニウムのようなセラミック成分、（２）セラミック成分間の隙間を埋めてリブに緻密性を付与する鉛ガラスやリン酸ガラスのようなガラス成分、及び（３）セラミック成分を収容及び保持して互いに結合するバインダ成分とその硬化剤又は重合開始剤を基本的に含む組成物である。バインダ成分の硬化は、加熱又は加温によらず光の照射によってなされることが望ましい。かかる場合、ガラス平板の熱変形を考慮する必要はなくなる。また、必要に応じて、この組成物には、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）又は錫（Ｓｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）もしくはセリウム（Ｃｅ）の酸化物、塩又は錯体からなる酸化触媒が添加されて、バインダ成分の除去温度を低下させてもよい。
【００５５】
また、図示の製造方法の実施に当たっては、リブ前駆体３３をガラス平板３１上の全体に均一に供給しない。図９（Ａ）に示すように、ラミネートロール２３の近傍のガラス平板３１上にリブ前駆体３３を供給するだけでよい。後述の工程でラミネートロール２３が成形型１０上を移動するときにガラス平板３１の上に均一にリブ前駆体３３を広げることができるからである。ただし、このような場合、リブ前駆体３３には通常約２０，０００ｃｐｓ以下、好適には約５，０００ｃｐｓ以下の粘度が付与されていることが望ましい。リブ前駆体の粘度が約２０，０００ｃｐｓより高いと、ラミネートロールによってリブ前駆体が十分に広がり難くなり、その結果、成形型の溝部に空気が巻き込まれ、リブの欠陥の原因となるおそれがある。実際、リブ前駆体の粘度が約２０，０００ｃｐｓ以下であると、ラミネートロールをガラス平板の一端部から他端部に一回だけ移動させるだけで、ガラス平板と成形型の間にリブ前駆体が均一に広がり、全ての溝部に気泡を含むことなく均一に充填できる。但し、リブ前駆体の供給は、上述の方法に限定されるものではない。例えば、図示しないが、リブ前駆体をガラス平板の全面にコーティングしてもよい。このとき、コーティング用のリブ前駆体は、上記と同様の粘度を有している。特に、格子状パターンのリブを形成する場合には、その粘度は、約２０，０００ｃｐｓ以下、好ましくは約５，０００ｃｐｓ以下である。
【００５６】
次に、回転モータ（図示せず）を駆動させ、図９（Ａ）において矢印で示すように、ラミネートロール２３を成形型１０上を所定の速度で移動させる。ラミネートロール２３がこのようにして成形型１０上を移動している間、成形型１０にはその一端部から他端部に圧力がラミネートロール２３の自重によって順次印加されて、ガラス平板３１と成形型１０の間にリブ前駆体３３が広がり、成形型１０の溝部に成形材料が充填される。すなわち、リブ前駆体３３が順次溝部の空気と置換されて充填されていく。このとき、リブ前駆体の厚さは、リブ前駆体の粘度又はラミネートロールの直径、重量もしくは移動速度を適当に制御することにより、数μｍから数十μｍの範囲にすることができる。
【００５７】
また、図示の製造方法によれば、成形型の溝部は空気のチャネルにもなって、空気をそこに捕捉したとしても、上述した印加圧力を受けたときには空気を効率よく成形型の外部又は周囲に排除することができる。その結果、本製造方法は、リブ前駆体の充填を大気圧下で行っても、気泡の残存を防止することができるようになる。換言すれば、リブ前駆体の充填に当たって減圧を適用する必要はなくなる。もちろん、減圧を行って、気泡の除去を一層容易に行ってもよい。
【００５８】
引き続いて、リブ前駆体を硬化させる。ガラス平板３１上に広げたリブ前駆体３３が光硬化可能である場合は、図９（Ｂ）に示すように、ガラス平板３１と成形型１０の積層体を光照射装置（図示せず）に入れ、紫外線（ＵＶ）のような光をガラス平板３１及び成形型１０を介してリブ前駆体３３に照射して硬化させる。このようにして、リブ前駆体の成形体、すなわち、リブそのものが得られる。
【００５９】
最後に、得られたリブ３４をガラス平板３１に接着させたまま、ガラス平板３１及び成形型１０を光照射装置から取り出し、図９（Ｃ）に示すように成形型１０を剥離除去する。本発明の成形型１０はハンドリング性にも優れるので、この成形型において被覆層に粘着性の低い材料を用いた場合、ガラス平板３１に接着したリブ３４を破損させることなく、少ない力で成形型１０を容易に剥離除去できる。もちろん、この剥離除去作業に大掛かりな装置は不要である。
【００６０】
【実施例】
本発明を下記の実施例に従って具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものでないことは、当業者ならば容易に理解されるであろう。
可とう性成形型の作製
ＰＤＰ用背面板の製造のため、ストレートパターンのリブ（隔壁）をもった長方形の金型を用意した。詳細に述べると、この金型は、その長手方向に沿って等脚台形の断面をもったリブを一定のピッチで配置したもので、相隣接するリブによって規定される空間（凹部）が、ＰＤＰの放電表示セルに対応する。それぞれのリブは、高さ１３５μｍ、頂部幅６０μｍ、底部幅１２０μｍ、そしてピッチ（隣接するリブの中心間の距離）３００μｍであり、また、リブの本数は、３０００本であった。また、リブのトータルピッチ（両端のリブの中心間の距離）は、９００．２２１ｍｍであった。
【００６１】
また、成形型の成形層の形成に使用するため、９９重量％の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー（ダイセルユーシービー社製）及び１重量％の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「ダロキュア１１７３」）を混合して光硬化性樹脂を調製した。
【００６２】
さらに、成形型の支持体として使用するため、ロールに巻かれた幅１３００ｍｍ及び厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（テイジン社製、商品名「ＨＰＥ１８８」）を用意した。
【００６３】
次いで、用意した金型の上流端に、上述の光硬化性樹脂をライン状に塗布した。次いで、その金型の表面を覆うように上述のＰＥＴフィルムをラミネートした。ラミネートロールを使用してＰＥＴフィルムを入念に押し付けたところ、金型の凹部に光硬化性樹脂が充填された。
【００６４】
この状態で、三菱電機オスラム社製の蛍光ランプを用い、３００〜４００ｎｍに波長をもった光を、ＰＥＴフィルムを介して、光硬化性樹脂に３０秒間照射した。光硬化性樹脂が硬化し、成形層が得られた。引き続いてＰＥＴフィルムを成形層と共に金型から剥離し、金型のリブに対応する形状及び寸法を有する多数の溝部を備えた可とう性成形型を得た。さらに続けて、この成形型を温度２２℃及び相対湿度（ＲＨ）４０％、５０％、５５％又は６０％の恒温恒湿室に入れ、約１２時間にわたって放置し、コンディショニングを行った
コンディショニング後の成形型について、そのトータルピッチを測定したところ、図１０に白丸Ｍでプロットするような測定結果が得られた。
ＰＤＰ用背面板の作製
上記のようにして可とう性成形型を作製した後、その成形型をＰＤＰ用ガラス基板の上に位置合わせして配置した。成形型の溝パターンをガラス基板に対向させた。次いで、成形型とガラス基板の間に感光性セラミックペーストを充填した。ここで使用したセラミックペーストは、次のような組成であった。
【００６５】
光硬化性オリゴマー：ビスフェノールＡジグリシジルメタクリレート酸付加物
（共栄社化学社製）２１．０ｇ
光硬化性モノマー：トリエチレングリコールジメタクリレート（和光純薬工業
社製）９．０ｇ
希釈剤：１，３−ブタンジオール（和光純薬工業社製）３０．０ｇ
光開始剤：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（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア８１
９」）０．３ｇ
界面活性剤：ホスフェートプロポキシアルキルポリオール３．０ｇ
無機粒子：鉛ガラスとセラミックの混合粉末（旭硝子社製）１８０．０ｇ
セラミックペーストの充填が完了した後、ガラス基板の表面を覆うように成形型をラミネートした。ラミネートロールを使用して成形型を入念に押し付けたところ、その成形型の溝部にセラミックペーストが完全に充填された。
【００６６】
この状態で、フィリップス社製の蛍光ランプを用い、４００〜４５０ｎｍに波長をもった光を成形型とガラス基板の両面から３０秒間照射した。セラミックペーストが硬化し、リブとなった。引き続いて、ガラス基板をその上のリブと共に成形型から剥離し、目的とするリブ付きのガラス基板からなるＰＤＰ用背面板を得た。それぞれの背面板について、成形型から剥離直後にそのリブのトータルピッチを測定したところ、図１０に黒丸Ｒでプロットするような測定結果が得られた。なお、図１０の曲線Ｉは、リブのトータルピッチについての変動傾向を示したものである。
【００６７】
図１０の測定結果から理解できるように、例えば成形型のコンディショニング条件が２２℃及び５０％ＲＨの時に得られたＰＤＰリブのトータルピッチは９００．２２１ｍｍ（７点の平均値）であったけれども、ＲＨを５０％から１０％高めて６０％とした時、得られたＰＤＰリブのトータルピッチは、９００．２９１ｍｍ（７点の平均値）であった。すなわち、ＲＨを増加させることによって、ＰＤＰリブのトータルピッチをＲＨ増加前に比較して７８ｐｐｍ大きくすることができた。換言すると、トータルピッチは、７．８ｐｐｍ／％ＲＨの割で大きくすることができる。
【００６８】
また、成形型のコンディショニング条件を２２℃及び５０％ＲＨから２２℃及び４０％ＲＨに変更した場合、得られたＰＤＰリブのトータルピッチは、９００．１７３ｍｍ（７点の平均値）であった。すなわち、ＲＨを２０％低下させることによって、上述の２２℃及び６０％ＲＨと比較して、トータルピッチを１３１ｐｐｍ小さくすることができた。換言すると、トータルピッチは、６．６ｐｐｍ／％ＲＨの割で小さくすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を製造するのに有用で、熟練を必要とすることなく、所定位置にリブ等の突起物を容易かつ正確に、高い寸法精度で設けることができる可とう性成形型を提供することができる。
【００７０】
また、本発明によれば、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を、気泡の発生、パターンの変形等の欠陥を伴わないで高精度に製造できる可とう性成形型を提供することができる。
【００７１】
さらに、本発明によれば、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を製造するための可とう性成形型を、熟練を必要とすることなく高い寸法精度で製造することができる。
【００７２】
さらにまた、本発明によれば、本発明の可とう性成形型を用いることによって、例えばＰＤＰリブやその他のセラミック微細構造体を低コスト、短時間、高精度で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明も適用可能な、従来のＰＤＰの一例を模式的に示した断面図である。
【図２】図１のＰＤＰに用いられたＰＤＰ用背面板を示した斜視図である。
【図３】ポリエステルフィルムにおける相対湿度及び温度の変化と伸長率の関係をプロットしたグラフである。
【図４】本発明による可とう性成形型の１実施形態を示した斜視図である。
【図５】図４の成形型の線分Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図６】本発明による可とう性成形型の１製造方法を順を追って示した断面図である。
【図７】本発明による可とう性成形型のコンディショニング方法を模式的に示した断面図である。
【図８】コンディショニングにおける成形型の寸法変化を示した平面図である。
【図９】本発明によるＰＤＰ用背面板の１製造方法を順を追って示した断面図である。
【図１０】ＰＤＰリブのトータルピッチの寸法変化を示したグラフである。
【符号の説明】
１…支持体
４…溝部
５…金型
１０…可とう性成形型
１１…成形層
３１…ガラス平板
３４…リブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a molding technique, and more particularly, to a flexible mold, a method for producing the same, and a method for producing a microstructure. The method for manufacturing a microstructure of the present invention is advantageous, for example, for manufacturing a rib of a back plate for a plasma display panel.
[0002]
[Prior art]
It is well known that the display device of a cathode ray tube (CRT) has been economically mass-produced with the progress and development of television technology so far. However, in recent years, a thin and lightweight flat panel display has been attracting attention as a next-generation display device instead of the CRT display device.
[0003]
One of the typical flat panel displays is a liquid crystal display (LCD), which is a compact display device for a notebook personal computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), or other portable electronic information equipment. As already used. On the other hand, a plasma display panel (Plasma Display Panel: PDP) is a typical thin flat panel display having a large screen, and has actually begun to be used as a wall-mounted television for business use and recently for home use.
[0004]
The PDP has a configuration as schematically shown in FIG. Although the PDP 50 only shows one discharge display cell 56 for simplification in the illustrated example, it usually includes many fine discharge display cells. More specifically, each discharge display cell 56 has a pair of glass substrates opposed to each other, that is, a front glass substrate 61 and a rear glass substrate 51, and fine structure ribs arranged in a predetermined shape between these glass substrates. (Also referred to as barrier ribs, partition walls or barriers) 54. The front glass substrate 61 has a transparent display electrode 63 composed of a scanning electrode and a sustain electrode, a transparent dielectric layer 62, and a transparent protective layer 64 thereon. The back glass substrate 51 has an address electrode 53 and a dielectric layer 52 thereon. The display electrode 63 composed of the scanning electrode and the sustain electrode and the address electrode 53 are orthogonal to each other, and are arranged in a fixed pattern with an interval. Each discharge display cell 56 has a phosphor layer 55 on its inner wall and is filled with a rare gas (for example, Ne-Xe gas), so that self-luminous display can be performed by plasma discharge between the electrodes. I have.
[0005]
In general, the ribs 54 are formed of a ceramic microstructure, and are usually provided in advance on the rear glass substrate 51 together with the address electrodes 53 to form a PDP rear plate, as schematically shown in FIG. I have. Since the accuracy of the shape and dimensions of the rib greatly affects the performance of the PDP, various improvements have conventionally been made in the mold and manufacturing method used for manufacturing the rib. For example, using metal or glass as a mold material, a coating solution for forming ribs (partitions) is arranged between the surface of the glass substrate and the mold material, and after the coating solution is cured, the mold material is removed, and the cured coating solution is applied. There has been proposed a method of forming a partition wall, characterized by baking the transferred substrate (Patent Document 1). The coating liquid contains low melting point glass powder as a main component. Also, after a mixture of ceramic or glass powder and a binder composed of a solvent and an organic additive is filled in a silicone resin mold having recesses for partition walls, the mixture is filled with a ceramic or glass backing. There has also been proposed a method for manufacturing a PDP substrate, which comprises a step of bonding to and integrating with a face plate (Patent Document 2). Further, a step of forming a partition member having a predetermined softness on the substrate surface in a planar shape with a predetermined thickness, and a step of press-forming the partition member with a pressing die provided with a shape corresponding to the partition to be formed, A method of forming a partition by a step of releasing the pressing die from the partition member and a step of heat-treating the molded partition member at a predetermined temperature has also been proposed (Patent Document 3).
[0006]
However, the molds for manufacturing PDPs disclosed in these patent publications and other documents still have problems that must be solved. In other words, any molding die undergoes dimensional changes due to the molding material used in its manufacture, especially during the period from manufacture to use, without being able to withstand changes in temperature and humidity. Cannot be provided with precision. If a change in shape or a decrease in dimensional accuracy is to be avoided, it must be stored and used in an environment in which temperature and humidity are controlled with high accuracy, and an increase in labor costs and equipment costs cannot be avoided.
[0007]
In the manufacture of a back panel for a PDP, it is required that a rib be provided at a predetermined position without being substantially shifted from an address electrode. This is because the better the rib is accurately provided at a predetermined position and the higher the dimensional accuracy, the better the self-luminous display in the PDP becomes. However, when the temperature and humidity change as described above is present in the surroundings, it is difficult to realize even if the dimensions of the mold are carefully controlled through adjustment of the surrounding temperature and humidity. This is because the influence on the dimensional change of the substrate, the viscosity change of the coating liquid for forming the ribs, the accuracy change of the rib forming machine cannot be excluded.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-9-12336 (Claims)
[Patent Document 2]
JP-A-9-134676 (Claims)
[Patent Document 3]
JP-A-9-283017 (Claims)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional technology.
[0010]
One of the objects of the present invention is useful for manufacturing PDP ribs or other microstructures, and easily and accurately places projections such as ribs at predetermined positions without requiring skill, with high dimensional accuracy. An object of the present invention is to provide a flexible mold that can be provided by the above method.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a flexible mold capable of manufacturing a PDP rib or other fine structure with high accuracy without causing defects such as generation of air bubbles and deformation of a pattern. is there.
[0012]
Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flexible mold for manufacturing PDP ribs or other fine structures with high dimensional accuracy without requiring skill. is there.
[0013]
Still another object of the present invention is to provide a method for producing a fine structure such as a ceramic fine structure using the flexible mold of the present invention.
[0014]
These and other objects of the present invention will be readily understood from the following detailed description.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has, on one side thereof, a flexible body having a support made of a humidity-responsive material, and a molding layer provided on the support and having on its surface a groove pattern having a predetermined shape and dimensions. Molding mold,
By conditioning the mold under predetermined temperature and humidity conditions after releasing the mold from the mold, the flexible mold has the predetermined shape and dimensions given to the groove pattern. is there.
[0016]
Further, the present invention provides, on another side thereof, a flexible mold having a support and a molding layer provided on the support and having on its surface a groove pattern having a predetermined shape and dimensions. A method of manufacturing, comprising the following steps:
Forming a photocurable material layer by coating a photocurable material with a predetermined thickness on a mold having a projection pattern having a shape and dimensions corresponding to the groove pattern of the molding die on the surface,
Forming a laminate of the mold, the photocurable material layer, and the support by laminating a transparent support made of a moisture-responsive plastic material film on the mold;
The laminate is irradiated with light from the support side to cure the photocurable material layer,
A step of releasing the molding layer formed by curing the photocurable material layer from the mold together with the support, and
A step of adjusting the shape and dimensions of the groove pattern of the molding layer by conditioning the obtained molding die under predetermined temperature and humidity conditions,
And a method for producing a flexible mold.
[0017]
In another aspect, the present invention is a method for manufacturing a microstructure having a projection pattern having a predetermined shape and dimensions on a surface of a substrate, the method comprising:
A support made of a humidity-responsive material, and a molding layer provided on the support and having on its surface a groove pattern having a shape and dimensions corresponding to the projection pattern, and after release from the mold. A step of preparing a flexible mold in which the shape and dimensions of the groove pattern of the molding layer have been adjusted by conditioning at predetermined temperature and humidity conditions;
Disposing a curable molding material between the substrate and the molding layer of the molding die, filling the molding material into the groove pattern of the molding die,
Curing the molding material to form a microstructure comprising the substrate and a projection pattern integrally bonded thereto, and
Removing the microstructure from the mold,
And a method for manufacturing a microstructure.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The flexible mold according to the present invention, the method for producing the same, and the method for producing a microstructure can be advantageously implemented in various forms. Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the manufacture of a PDP rib, which is a typical example of a microstructure. It goes without saying that the present invention is not limited to the production of PDP ribs.
[0019]
As already described with reference to FIG. 2, the ribs 54 of the PDP are provided on the back glass substrate 51 to constitute a PDP back plate. The interval (cell pitch) c between the ribs 54 varies depending on the screen size or the like, but is usually in the range of about 150 to 400 μm. In general, the rib is required to have two points: "there must be no defects such as mixing of bubbles or deformation" and "good pitch accuracy". In terms of pitch accuracy, the ribs are required to be provided at predetermined positions with little displacement with respect to the address electrodes at the time of formation, and in fact, only positional errors within several tens of μm are allowed. If the position error exceeds a few tens of μm, the condition for emitting visible light is adversely affected, and satisfactory self-luminous display becomes impossible. As the screen size increases, the problem of such rib pitch accuracy is serious.
[0020]
When the ribs 54 are viewed as a whole, there is a slight difference depending on the size of the substrate and the shape of the ribs, but in general, the total pitch of the ribs 54 (distance between the ribs 54 at both ends; only five ribs are shown in the drawing) R is usually about 3000 lines). R requires a dimensional accuracy of several tens ppm or less. Also, it is generally useful to mold the ribs using a flexible mold comprising a support and a molding layer with a groove pattern supported thereby, but in the case of such a molding method, The dimensional accuracy of several tens ppm or less is required for the total pitch (distance between the groove portions at both ends) of the mold as well as the rib.
[0021]
By the way, in the case of a conventional flexible mold, a hard plastic film is used as a support, and a molding layer having a groove pattern (groove) is formed by molding a photocurable resin. A plastic film used as a support is generally a sheet of a plastic raw material, and is commercially available in a state of being wound up on a roll. The roll-shaped plastic film hardly contains moisture because it loses moisture in the manufacturing process, and is in a dry state. When a mold is manufactured by using a mold together with a plastic film in such a dry state, moisture absorption of the film starts at the stage when the plastic film is unwound from the roll, and dimensional fluctuation occurs as a result of expansion of the film. I do. In particular, this dimensional variation occurs remarkably immediately after the mold is removed from the mold, and the dimensional variation of the film reaches a magnitude of about 300 to 500 ppm. Therefore, if such a conventional molding method is used, the dimensional accuracy of several tens ppm or less required for the molding die for PDP ribs cannot be achieved.
[0022]
The present inventors have found that the dimensional change of the support film as described above is a major cause of the dimensional change of the flexible mold, and from materials that have already been found to have humidity responsiveness, It has been found that a flexible mold having excellent shape and dimensional accuracy can be provided by simply performing a simple post-treatment of forming the support and conditioning the completed mold. After releasing the flexible mold from the mold, the support is conditioned under predetermined temperature and humidity conditions (that is, temperature and humidity conditions necessary for properly correcting the dimensional fluctuation of the support film). If the film is shrunk or stretched, a groove pattern having excellent shape and dimensional accuracy can be obtained, which has never been expected before.
[0023]
Here, conditioning of the flexible mold is relatively easy. The moisture content and the elongation of the plastic film can be generally varied almost in proportion to the temperature and the relative humidity, and the conditioning conditions can be easily set in consideration of the known variation characteristics. . For example, commercially available polyesters (Tetron^TMTaking the case of a film as an example, its moisture content decreases approximately proportionally with increasing temperature and increases approximately proportionally with increasing relative humidity, and thus, as plotted in FIG. The elongation (%) of the polyester film can also be increased almost in proportion to the increase in temperature and relative humidity. In other words, it is preferable that the support used in the flexible mold of the present invention is made of a material which has humidity responsiveness and whose humidity responsiveness is known or can be easily confirmed.
[0024]
The apparatus used for conditioning the flexible mold is not particularly limited. Suitable conditioning devices include, for example, constant temperature and humidity devices. In some cases, the flexible mold may be subjected to an appropriate moisture absorption treatment, for example, by spraying with water or steam, immersion in water or warm water, or passing through a high-temperature and high-humidity atmosphere, to replace the constant-temperature and constant-humidity treatment.
[0025]
It is preferable that the material of the support has, in addition to having humidity responsiveness, sufficient flexibility (flexibility) and appropriate hardness to ensure the flexibility of the mold.
[0026]
Regarding the hardness of the support material, in order to control the pitch accuracy of the grooves of the flexible mold within several tens of ppm, a molding material (preferably, an optical material) constituting a molding layer involved in the formation of the grooves is required. It is preferred to select a much harder material, preferably a plastic material, than the photocurable material (such as a curable resin) for the support material. In general, since the curing shrinkage of a photocurable resin is about several percent, when a soft plastic film is used for the support, the dimensions of the support itself change due to the former curing shrinkage, and the pitch of the groove portion is changed. Accuracy cannot be controlled within tens of ppm. On the other hand, if the plastic film is hard, the dimensional accuracy of the support itself is maintained even if the photocurable resin cures and contracts, so that the pitch accuracy of the grooves can be maintained with high accuracy. In addition, if the plastic film is hard, the fluctuation of the pitch when forming the ribs can be suppressed small, which is advantageous in both moldability and dimensional accuracy. Examples of suitable rigid plastic films for practicing the present invention are as listed below.
[0027]
When the plastic film is hard, since the pitch accuracy of the groove of the mold depends only on the dimensional change of the plastic film, in order to stably provide the mold having the desired pitch accuracy, It is sufficient to carry out post-processing so that the dimensions of the plastic film in the mold are as planned and do not change at all.
[0028]
The hardness of the support material can be represented, for example, by the stiffness against tension, that is, the tensile strength. The tensile strength of the support material is typically at least about 5 kg / mm²And preferably at least about 10 kg / mm²It is. The tensile strength of the support material is 5 kg / mm²When the ratio is less than the above, the handleability is reduced when the obtained mold is taken out of the mold or when the PDP rib is taken out from the mold, and breakage or tearing may occur.
[0029]
A preferable support in the practice of the present invention is a film of a plastic material which has humidity responsiveness and has hardness in consideration of easiness of conditioning, handleability and the like. Examples of suitable plastic materials for the support include, but are not limited to, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), oriented polypropylene, polycarbonate, triacetate, and the like. it can. In particular, PET films are useful as supports, for example polyester films, such as Tetron^TMFilms can be used advantageously as supports. These plastic films may be used as a single-layer film, or may be used as a composite or laminated film by combining two or more types.
[0030]
The plastic film or the other support as described above can be used in various thicknesses depending on the configuration of the mold and the PDP, but is usually in the range of about 0.05 to 1.0 mm. And preferably in the range of about 0.1-0.4 mm. When the thickness of the support is out of the above range, handleability and the like deteriorate. The larger the thickness of the support, the more advantageous in terms of strength.
[0031]
The flexible mold of the present invention has a support as described above, and a molding layer provided thereon. As described in detail below, the molding layer has a groove pattern having a predetermined shape and dimensions corresponding to the ribs and other microstructure projections of the PDP back plate manufactured using this molding die. Is provided on the surface. The molded layer is usually formed as a single layer, but may be formed as a multilayer structure from two or more materials having different properties if necessary. When the use of a photocurable molding material is particularly taken into consideration, it is preferable that both the support and the molding layer are transparent.
[0032]
Subsequently, the configuration of the flexible mold and the manufacturing method thereof will be described in more detail.
[0033]
FIG. 4 is a partial perspective view schematically showing a preferred embodiment of the flexible mold according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. As can be seen from the figure, the flexible mold 10 is designed for manufacturing a straight glass pattern back glass substrate 51 in which a plurality of ribs 54 are arranged in parallel with each other as shown in FIG. Although not shown, a plurality of ribs are arranged in a substantially parallel manner while intersecting each other at a predetermined interval, that is, for manufacturing a back glass substrate having a grid-like rib pattern. .
[0034]
As shown in the figure, the flexible mold 10 has a groove pattern having a predetermined shape and dimensions on its surface. The groove pattern is a lattice-like pattern formed by a plurality of groove portions 4 which are arranged substantially in parallel while intersecting each other at a predetermined interval. That is, although the flexible mold 10 can be applied to the production of other microstructures as a matter of course, the flexible mold 10 is formed by providing grooves in a lattice pattern that is open on the surface in this manner. It can be advantageously used for forming a PDP rib having a projection pattern. Although the flexible molding die 10 may have an additional layer as needed, or may perform an arbitrary treatment or processing on each layer constituting the die, basically, as shown in FIG. In addition, it comprises a support 1 and a molding layer 11 having a groove 4 thereon.
[0035]
The molding layer 11 is preferably made of a cured product of a curable material. The curable material is a thermosetting material or a photocurable material. In particular, the photocurable material is useful because it can be cured in a relatively short time without requiring a long heating furnace for forming the molded layer. The photocurable material is preferably a photocurable monomer or oligomer, and more preferably an acrylic monomer or oligomer. The curable material can contain any additives. Suitable additives include, for example, a polymerization initiator (eg, a photoinitiator), an antistatic agent, and the like.
[0036]
Acrylic monomers suitable for forming the molding layer are not limited to those listed below, but may include urethane acrylate, polyether acrylate, acrylamide, acrylonitrile, acrylic acid, acrylic acid ester, and the like. . The acrylic oligomer suitable for forming the molding layer is not limited to those listed below, but includes urethane acrylate oligomer, epoxy acrylate oligomer and the like. In particular, urethane acrylates and oligomers thereof can provide a soft and tough cured product after curing, and since the curing speed is extremely fast among all acrylates, it can contribute to an improvement in productivity of a mold. Furthermore, when these acrylic monomers and oligomers are used, the molded layer becomes optically transparent. Therefore, the flexible mold provided with such a molding layer makes it possible to use a photocurable molding material when manufacturing PDP ribs and other microstructures. These acrylic monomers and oligomers may be used alone or in any combination of two or more.
[0037]
The support 1 carrying the molding layer 11 is preferably a plastic film, as already explained in detail, and its thickness is usually in the range of about 0.05 to 1.0 mm. Also, the support is preferably optically transparent. When the support is optically transparent, light irradiated for curing can pass through the support, so that a molding layer can be formed using a photocurable molding material. Examples of typical transparent supports are as described above.
[0038]
The flexible mold of the present invention can be manufactured according to various techniques. For example, a flexible mold for manufacturing the PDP substrate (back plate) shown in FIG. 2 can be advantageously manufactured by the procedure shown in FIGS. 6 and 7 in order.
[0039]
First, as shown in FIG. 6A, a mold 5 having a shape and dimensions corresponding to a PDP substrate to be manufactured, a support (hereinafter, referred to as a support film) 1 made of a transparent plastic film, and A laminating roll 23 is prepared. The mold 5 has on its surface partitions 14 having the same pattern and shape as the ribs of the PDP back plate, and therefore, the spaces (recesses) 15 defined by the adjacent partitions 14 are formed by the discharge display cells of the PDP. It is where it becomes. A taper for preventing foaming may be attached to the upper end of the partition wall 14. By preparing the same mold as that of the final rib form, the end processing after the production of the rib becomes unnecessary, and there is no possibility of generation of defects due to fragments generated by the end processing. Further, in the present manufacturing method, since the molding material for forming the ribs is entirely cured, the residue of the molding material on the mold is extremely small, and thus the mold can be easily reused. The laminating roll 23 presses the support film 1 against the mold 5 and is formed of a rubber roll. If necessary, other known and commonly used laminating means may be used instead of the laminating roll. The support film 1 is made of a polyester film or another transparent plastic film described above.
[0040]
Next, a photo-curable molding material 11 is applied in a predetermined amount to the end face of the mold 5 by a well-known and commonly used coating means (not shown) such as a knife coater or a bar coater. Here, if a soft and elastic material is used as the support film 1, even if the photocurable molding material 11 shrinks, it is in close contact with the support film 1, so that the support film 1 is not less than 10 ppm unless the support film itself is deformed. Does not cause dimensional fluctuations.
[0041]
Before the laminating treatment, it is preferable to perform aging in a manufacturing environment of a mold in order to remove a dimensional change due to humidity of the support film. If this aging treatment is not performed, there is a possibility that unacceptable dimensional variations (for example, variances on the order of 300 ppm) may occur in the obtained mold.
[0042]
Next, the laminating roll 23 is slid on the mold 5 in the direction of the arrow. As a result of the laminating process, the molding material 11 is uniformly distributed with a predetermined thickness, and the gap between the partition walls 14 is filled with the molding material 11.
[0043]
After the lamination process is completed, as shown in FIG. 6 (B), in a state where the support film 1 is laminated on the mold 5, light (hν) is applied through the support film 1 to the molding material 11 as shown by an arrow. Irradiation. Here, if the support film 1 is uniformly formed of a transparent material without including light scattering elements such as air bubbles, the irradiation light hardly attenuates, and the molding material 11 can reach the molding material 11 evenly. is there. As a result, the molding material cures efficiently to form a uniform molding layer 11 adhered to the support film 1. Accordingly, a flexible mold in which the support film 1 and the molding layer 11 are integrally joined can be obtained. In this step, since ultraviolet rays having a wavelength of, for example, 350 to 450 nm can be used, there is an advantage that a light source that generates high heat, such as a high-pressure mercury lamp such as a fusion lamp, does not need to be used. Furthermore, since the supporting film and the molded layer are not thermally deformed during photocuring, there is an advantage that a high degree of pitch control can be performed.
[0044]
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the flexible mold 10 is separated from the mold 5 while maintaining its integrity.
[0045]
Subsequently, as shown in FIG. 7, the flexible mold 10 is placed in a thermo-hygrostat 15 and is conditioned according to a predetermined schedule. The conditioning conditions can be arbitrarily changed according to the level of adjustment of the dimensions desired for the mold. As a result of this processing, for example, if the relative humidity is reduced inside the thermo-hygrostat 15, the size of the mold 10 is reduced as a whole and the total pitch M is also reduced, as schematically shown in FIG. I do. Conversely, when the relative humidity increases, the size of the mold 10 increases as a whole, and the total pitch M also increases.
[0046]
The flexible mold of the present invention can be manufactured relatively easily irrespective of its size and size, as long as it uses well-known and commonly used laminating means and coating means. Therefore, according to the present invention, unlike a conventional manufacturing method using vacuum equipment such as a vacuum press forming machine, a large-sized flexible mold can be easily manufactured without any limitation.
[0047]
In addition, the flexible mold of the present invention is useful in the production of various microstructures. For example, the mold of the present invention is useful for molding a rib of a PDP having a straight rib pattern or a lattice rib pattern. If this flexible mold is used, a large screen PDP having a rib structure in which ultraviolet rays hardly leak from the discharge display cell to the outside can be easily obtained simply by using a laminate roll instead of vacuum equipment and / or a complicated process. Can be manufactured.
[0048]
The present invention also resides in a method for producing a microstructure using the flexible mold of the present invention. Although the microstructure can have various structures, a typical example is a PDP substrate (back plate) provided with ribs on a glass flat plate. Hereinafter, a method of manufacturing the PDP substrate shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. Note that, for carrying out the present method, for example, the manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 of JP-A-2001-191345 can be advantageously used.
[0049]
First, a glass plate on which electrodes are arranged in parallel at a fixed interval is prepared in advance and set on a surface plate. Next, as shown in FIG. 9A, the flexible mold 10 of the present invention having a groove pattern on the surface is set at a predetermined position on the glass flat plate 31, and the position of the glass flat plate 31 and the mold 10 is set. Perform alignment. Since the molding die 10 is transparent, alignment with the electrodes on the glass flat plate 31 can be easily performed. More specifically, the alignment is performed visually or otherwise, using a sensor such as a CCD camera, for example, so that the groove of the mold 10 and the electrode of the glass plate 31 are parallel to each other. . At this time, if necessary, the gap between the groove of the mold 10 and the adjacent electrode on the glass plate 31 may be adjusted by adjusting the temperature and humidity. Usually, the mold 10 and the glass plate 31 expand and contract in accordance with changes in temperature and humidity, and the degree thereof is different from each other. Therefore, after the alignment of the glass plate 31 and the mold 10 is completed, control is performed so that the temperature and humidity at that time are kept constant. Such a control method is particularly effective in manufacturing a large-area PDP substrate.
[0050]
Subsequently, the laminating roll 23 is placed on one end of the mold 10. The laminating roll 23 is preferably a rubber roll. At this time, it is preferable that one end of the mold 10 is fixed on the glass flat plate 31. This is because the misalignment between the glass flat plate 31 and the molding die 10 whose alignment has been completed earlier can be prevented.
[0051]
Next, the free other end of the molding die 10 is lifted by a holder (not shown) and moved above the laminating roll 23 to expose the glass flat plate 31. At this time, no tension is applied to the mold 10. This is for preventing wrinkling of the molding die 10 and for maintaining the alignment between the molding die 10 and the glass flat plate 31. However, other means may be used as long as the alignment can be maintained. In the present manufacturing method, since the molding die 10 has elasticity, even if the molding die 10 is turned up as shown in the drawing, it can be accurately returned to the original position at the time of subsequent lamination.
[0052]
Subsequently, a predetermined amount of a rib precursor 33 necessary for forming a rib is supplied onto the glass flat plate 31. For supplying the rib precursor, for example, a paste hopper with a nozzle can be used.
[0053]
Here, the rib precursor means any molding material that can finally form a target rib molded body, and is not particularly limited as long as the rib molded body can be formed. The rib precursor may be thermosetting or photocurable. In particular, a photocurable rib precursor can be used very effectively in combination with the transparent flexible mold described above. As described above, the flexible mold has almost no defects such as bubbles and deformation, and can suppress uneven scattering of light. Thus, the molding material is cured uniformly, resulting in ribs of constant and good quality.
[0054]
Examples of suitable compositions for the rib precursor include: (1) a ceramic component, such as aluminum oxide, which gives the shape of the rib; and (2) lead, which fills the gaps between the ceramic components and gives the ribs denseness. The composition basically includes a glass component such as glass or phosphate glass, and (3) a binder component that contains and holds a ceramic component and binds to each other, and a curing agent or a polymerization initiator thereof. The curing of the binder component is desirably performed by light irradiation without depending on heating or heating. In such a case, it is not necessary to consider the thermal deformation of the glass plate. If necessary, the composition may contain chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), indium ( In) or an oxide of tin (Sn), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), iridium (Ir), platinum (Pt), gold (Au) or cerium (Ce) , An oxidation catalyst comprising a salt or a complex may be added to lower the temperature for removing the binder component.
[0055]
In performing the illustrated manufacturing method, the rib precursor 33 is not uniformly supplied to the entire surface of the glass flat plate 31. As shown in FIG. 9A, it is only necessary to supply the rib precursor 33 on the glass plate 31 near the laminating roll 23. This is because the rib precursor 33 can be uniformly spread on the glass flat plate 31 when the laminating roll 23 moves on the forming die 10 in a step described later. However, in such a case, it is desirable that the rib precursor 33 is usually provided with a viscosity of about 20,000 cps or less, preferably about 5,000 cps or less. If the viscosity of the rib precursor is higher than about 20,000 cps, it becomes difficult for the laminating roll to sufficiently spread the rib precursor, and as a result, air may be trapped in the groove of the molding die, which may cause a rib defect. . In fact, when the viscosity of the rib precursor is about 20,000 cps or less, the rib precursor is moved between the glass plate and the mold only once by moving the laminating roll from one end of the glass plate to the other end. It spreads uniformly and can be uniformly filled without including bubbles in all the groove portions. However, the supply of the rib precursor is not limited to the method described above. For example, although not shown, a rib precursor may be coated on the entire surface of the glass plate. At this time, the rib precursor for coating has the same viscosity as described above. In particular, when forming ribs in a lattice pattern, the viscosity is about 20,000 cps or less, preferably about 5,000 cps or less.
[0056]
Next, a rotation motor (not shown) is driven to move the laminating roll 23 on the forming die 10 at a predetermined speed as indicated by an arrow in FIG. While the laminating roll 23 is moving on the forming die 10 in this manner, pressure is sequentially applied to the forming die 10 from one end to the other end by the weight of the laminating roll 23 to form the glass flat plate 31 and the forming plate 10. The rib precursor 33 spreads between the molds 10, and the groove of the mold 10 is filled with the molding material. That is, the rib precursors 33 are sequentially replaced with the air in the grooves and filled. At this time, the thickness of the rib precursor can be in the range of several μm to several tens μm by appropriately controlling the viscosity of the rib precursor or the diameter, weight or moving speed of the laminating roll.
[0057]
Further, according to the illustrated manufacturing method, the groove of the mold also serves as an air channel, and even if air is trapped therein, the air can be efficiently transferred to the outside or around the mold when receiving the above-described applied pressure. Can be eliminated. As a result, in the present production method, even when the rib precursor is filled under the atmospheric pressure, bubbles can be prevented from remaining. In other words, there is no need to apply a reduced pressure when filling the rib precursor. Of course, the pressure may be reduced to more easily remove the bubbles.
[0058]
Subsequently, the rib precursor is cured. When the rib precursor 33 spread on the glass flat plate 31 is photocurable, as shown in FIG. 9B, the laminated body of the glass flat plate 31 and the molding die 10 is placed in a light irradiation device (not shown). Then, the rib precursor 33 is irradiated with light such as ultraviolet light (UV) through the glass plate 31 and the mold 10 to be cured. In this way, a molded body of the rib precursor, that is, the rib itself is obtained.
[0059]
Finally, the glass plate 31 and the mold 10 are taken out of the light irradiation device while the obtained ribs 34 are adhered to the glass plate 31, and the mold 10 is peeled off as shown in FIG. 9C. Since the molding die 10 of the present invention is also excellent in handleability, when a low-adhesion material is used for the coating layer in this molding die, the molding die 10 can be formed with little force without damaging the ribs 34 bonded to the glass flat plate 31. 10 can be easily peeled off. Of course, a large-scale apparatus is not required for this stripping removal operation.
[0060]
【Example】
The present invention will be specifically described according to the following examples. Those skilled in the art will readily understand that the present invention is not limited to this embodiment.
Fabrication of flexible molds
In order to manufacture a back plate for a PDP, a rectangular mold having straight pattern ribs (partition walls) was prepared. More specifically, this mold is one in which ribs having an equilateral trapezoidal cross section are arranged at a constant pitch along the longitudinal direction, and a space (recess) defined by adjacent ribs is a PDP. Corresponding to the discharge display cell. Each rib had a height of 135 μm, a top width of 60 μm, a bottom width of 120 μm, and a pitch (distance between centers of adjacent ribs) of 300 μm, and the number of ribs was 3000. The total pitch of the ribs (the distance between the centers of the ribs at both ends) was 900.221 mm.
[0061]
Further, 99% by weight of an aliphatic urethane acrylate oligomer (manufactured by Daicel UCB) and 1% by weight of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1 are used for forming a molding layer of a molding die. -ON (Ciba Specialty Chemicals, trade name "Darocur 1173") was mixed to prepare a photocurable resin.
[0062]
Further, a PET film (trade name “HPE188” manufactured by Teijin Co., Ltd.) having a width of 1300 mm and a thickness of 188 μm was prepared for use as a support for a molding die.
[0063]
Next, the above-described photocurable resin was applied in a line to the upstream end of the prepared mold. Next, the above-mentioned PET film was laminated so as to cover the surface of the mold. When the PET film was carefully pressed using the laminating roll, the concave portion of the mold was filled with the photocurable resin.
[0064]
In this state, a photocurable resin was irradiated with light having a wavelength of 300 to 400 nm through a PET film for 30 seconds using a fluorescent lamp manufactured by Mitsubishi Electric OSRAM. The photocurable resin was cured, and a molded layer was obtained. Subsequently, the PET film was peeled from the mold together with the molding layer to obtain a flexible mold having a large number of grooves having a shape and dimensions corresponding to the ribs of the mold. Subsequently, the mold was placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 22 ° C. and a relative humidity (RH) of 40%, 50%, 55% or 60%, and left for about 12 hours to perform conditioning.
When the total pitch of the molding die after the conditioning was measured, a measurement result plotted by a white circle M in FIG. 10 was obtained.
Production of back plate for PDP
After preparing a flexible mold as described above, the mold was positioned and placed on a glass substrate for PDP. The groove pattern of the mold was opposed to the glass substrate. Next, a photosensitive ceramic paste was filled between the mold and the glass substrate. The ceramic paste used here had the following composition.
[0065]
Photocurable oligomer: bisphenol A diglycidyl methacrylate adduct
(Manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 21.0 g
Photocurable monomer: triethylene glycol dimethacrylate (Wako Pure Chemical Industries
9.0 g
Diluent: 1,3-butanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 30.0 g
Photoinitiator: bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine
Oxide (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, trade name "Irgacure 81"
9 ") 0.3g
Surfactant: phosphate propoxyalkyl polyol 3.0 g
Inorganic particles: mixed powder of lead glass and ceramic (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) 180.0 g
After the filling of the ceramic paste was completed, a mold was laminated so as to cover the surface of the glass substrate. When the mold was pressed carefully using a laminating roll, the groove of the mold was completely filled with the ceramic paste.
[0066]
In this state, light having a wavelength of 400 to 450 nm was irradiated from both sides of the mold and the glass substrate for 30 seconds using a fluorescent lamp manufactured by Philips. The ceramic paste hardened and became ribs. Subsequently, the glass substrate was peeled off from the mold together with the ribs thereon to obtain a back plate for a PDP made of a glass substrate having a desired rib. When the total pitch of the ribs of each back plate was measured immediately after peeling from the mold, a measurement result plotted by a black circle R in FIG. 10 was obtained. Note that the curve I in FIG. 10 shows the fluctuation tendency of the total pitch of the ribs.
[0067]
As can be understood from the measurement results of FIG. 10, for example, although the total pitch of the PDP ribs obtained when the conditioning condition of the mold was 22 ° C. and 50% RH was 900.221 mm (average value of 7 points), When the RH was increased by 10% from 50% to 60%, the total pitch of the obtained PDP rib was 900.291 mm (average value of 7 points). That is, by increasing the RH, the total pitch of the PDP ribs could be increased by 78 ppm as compared to before the RH was increased. In other words, the total pitch can be increased at a rate of 7.8 ppm /% RH.
[0068]
When the conditioning condition of the mold was changed from 22 ° C. and 50% RH to 22 ° C. and 40% RH, the total pitch of the obtained PDP rib was 900.173 mm (average value of 7 points). That is, by reducing the RH by 20%, the total pitch could be reduced by 131 ppm as compared with the above-mentioned 22 ° C. and 60% RH. In other words, the total pitch can be reduced at a rate of 6.6 ppm /% RH.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is useful for manufacturing PDP ribs or other microstructures, and can easily and accurately project protrusions such as ribs at predetermined positions without requiring skill. A flexible mold that can be provided with high dimensional accuracy can be provided.
[0070]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a flexible mold capable of manufacturing a PDP rib or other fine structure with high accuracy without causing defects such as generation of bubbles and deformation of a pattern.
[0071]
Further, according to the present invention, a flexible mold for manufacturing PDP ribs or other fine structures can be manufactured with high dimensional accuracy without requiring skill.
[0072]
Furthermore, according to the present invention, by using the flexible mold of the present invention, for example, PDP ribs and other ceramic microstructures can be easily manufactured at low cost, in a short time, with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a conventional PDP to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a perspective view showing a PDP back plate used in the PDP of FIG. 1;
FIG. 3 is a graph plotting the relationship between the change in relative humidity and temperature and the elongation percentage in a polyester film.
FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a flexible mold according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the molding die of FIG. 4 taken along line VV.
FIG. 6 is a sectional view sequentially showing one method of manufacturing a flexible mold according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view schematically showing a method for conditioning a flexible mold according to the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a dimensional change of a molding die in conditioning.
FIG. 9 is a sectional view sequentially showing one manufacturing method of the back plate for PDP according to the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a dimensional change of a total pitch of a PDP rib.
[Explanation of symbols]
1 ... Support
4 ... Groove
5. Mold
10 ... Flexible mold
11 ... Molded layer
31 ... Glass flat plate
34 ... rib

Claims

A flexible mold having a support made of a humidity-responsive material and a forming layer provided on the support and having a groove pattern having a predetermined shape and dimensions on its surface,
The flexible mold is characterized in that the predetermined shape and dimensions are given to the groove pattern by conditioning the mold under a predetermined temperature and humidity condition after releasing the mold from the mold.

The flexible mold according to claim 1, wherein the support and the molding layer are transparent.

The flexible mold according to claim 1 or 2, wherein the support is a film of a plastic material having a humidity response property.

The flexible mold according to claim 3, wherein the plastic material is at least one plastic material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, expanded polypropylene, polycarbonate, and triacetate.

The flexible mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the support has a thickness of 0.05 to 1.0 mm.

The flexible molding die according to any one of claims 1 to 5, wherein the molding layer is made of a cured product of a curable material.

The flexible mold according to claim 6, wherein the curable material is a photocurable monomer and / or oligomer.

The flexible mold according to claim 7, wherein the photocurable monomer and / or oligomer is an acrylic monomer and / or oligomer.

The flexible mold according to claim 8, wherein the acrylic monomer and / or oligomer is selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate, and polyether acrylate.

The flexible pattern according to any one of claims 1 to 9, wherein the groove pattern of the molding layer is a straight pattern including a plurality of groove portions arranged substantially parallel to each other with a predetermined interval. Mold.

The groove pattern of the molding layer is a lattice pattern including a plurality of grooves arranged substantially in parallel while intersecting with each other at a predetermined interval. Flexible mold.

A method for producing a flexible mold having a support and a forming layer provided on the support and having a groove pattern having a predetermined shape and dimensions on a surface thereof, comprising the following steps:
Forming a photocurable material layer by coating a photocurable material with a predetermined thickness on a mold having a projection pattern having a shape and dimensions corresponding to the groove pattern of the molding die on the surface,
Forming a laminate of the mold, the photocurable material layer, and the support by laminating a transparent support made of a moisture-responsive plastic material film on the mold;
The photocurable material layer is cured by irradiating the laminate with light from the support side,
A step of releasing the molding layer formed by curing of the photocurable material layer from the mold together with the support, and conditioning the obtained molding die under predetermined temperature and humidity conditions to form the molding. Adjusting the shape and size of the groove pattern of the layer,
A method for producing a flexible mold, comprising:

The production of a flexible mold according to claim 12, wherein the plastic material of the support is at least one plastic material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, drawn polypropylene, polycarbonate, and triacetate. Method.

The method for producing a flexible mold according to claim 13, wherein the photocurable material is a photocurable monomer and / or oligomer.

The method for producing a flexible mold according to claim 14, wherein the photocurable monomer and / or oligomer is an acrylic monomer and / or oligomer.

The method for producing a flexible mold according to claim 15, wherein the acrylic monomer and / or oligomer is selected from the group consisting of urethane acrylate, polyester acrylate, and polyether acrylate.

A method of manufacturing a microstructure having a projection pattern having a predetermined shape and dimensions on a surface of a substrate, comprising the following steps:
A support made of a humidity-responsive material, and a molding layer provided on the support and having on its surface a groove pattern having a shape and dimensions corresponding to the projection pattern, and after release from the mold. A step of preparing a flexible mold in which the shape and dimensions of the groove pattern of the molding layer have been adjusted by conditioning at predetermined temperature and humidity conditions;
Disposing a curable molding material between the substrate and the molding layer of the molding die, filling the molding material into the groove pattern of the molding die,
Curing the molding material, forming a microstructure consisting of the substrate and a projection pattern integrally bonded thereto, and removing the microstructure from the mold.
A method for producing a microstructure, comprising:

The method for manufacturing a microstructure according to claim 17, wherein the mold is manufactured by the method according to any one of claims 12 to 16.

19. The method for manufacturing a microstructure according to claim 17, wherein the curable molding material is a photocurable material.

The method for manufacturing a microstructure according to any one of claims 17 to 19, wherein the microstructure is a back plate for a plasma display panel.

21. The method for manufacturing a microstructure according to claim 20, further comprising a step of providing a set of address electrodes on the surface of the substrate at substantially constant intervals and substantially in parallel and independently.