JP2005536830A - 微細構造を備えたアセンブリ - Google Patents

Abstract

バリア部（３２）とランド部（５４）とを含む微細構造アセンブリについて記載する。微細構造はそれぞれバリア面とランド面とを有するバリア部とランド部とを交互に有する。各バリア面とランド面とは湾曲部の一部である曲面（３６）により接続されている。この曲面とランド面とは実質的に連続している。

Description

本発明は一般にはパターン基板上に構造を形成する方法に関する。特に本発明は熱加工後に所望の形状を有するセラミック構造を成型する改良方法に関する。また本発明はディスプレイ用途用パターン基板上のセラミック構造の成型、および成型バリアリブを有するディスプレイに関する。

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）ディスプレイを始めとするディスプレイ技術における進歩はガラス基板上に電気的絶縁セラミックバリアリブを形成することの関心につながってきている。セラミックバリアリブは、対向電極間に印加された電界により不活性ガスを励起可能なセルを分離する。ガス放出はセル内で紫外（ｕｖ）線を発する。ＰＤＰの場合、セルの内部はｕｖ照射により励起された時に赤、緑、あるいは青の可視光を放つ蛍光体が塗布されている。セルの大きさがディスプレイの画素（ピクセル）の大きさを決定する。例えば高精細テレビ（ＨＤＴＶ）または他のデジタル電子表示装置としてＰＤＰおよびＰＡＬＣディスプレイを用いることができる。

ガラス基板上にセラミックバリアリブを形成可能な方法の１つは、平坦な剛性の型を、ガラスまたはセラミック形成成分をその型内に配置した状態で基板上に積層することを含む。その後ガラスまたはセラミック形成成分を固化して型を取り外す。最後に約５５０℃から約１６００℃の温度で焼成することによりバリアリブを溶解または焼結する。ガラスまたはセラミック形成成分は有機バインダーに分散したマイクロメートル大のガラスフリットの粒子を有する。有機バインダーを用いることで、焼成によりガラス粒子が基板上の所定の位置で溶解するようにバリアリブを未加工状態で固化させることができる。しかし、ＰＤＰ基板などの用途において殆ど欠陥や破損がない高精度且つ均一なバリアリブが望まれている。これが特に型を未加工状態のバリアから外す際および未加工状態のバリアリブの焼成の際に難題になる。

離型の難しさにより離型がバリアに損傷を与える場合がある。バリアリブは焼成中に縮みやすいため、未加工状態のバリアリブは一般に溶解したバリアに要求される大きさよりも高い。高い構造が成型品の取り出しをさらに難しくする。離型は型にも損傷を与える恐れがある。材料が型から完全に外すことができない場合、通常型を廃棄する。さらに焼成に要求される温度でバリアリブが破損したり、基板から離層したり、あるいは撓んだりする恐れもある。また熱膨張および内部応力の放出により焼成中に基板の寸法が変化する。

またバリアリブなどの微細構造は他の用途においても用いることができる。

一般に、本発明は基板上に配置された微細構造を有する物品および装置、ならびにこれらの物品および装置を作製する方法に関する。ＰＤＰおよび他のディスプレイ装置はこのような物品および装置の一例である。一実施形態は微細構造アセンブリである。微細構造はそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に有する。各バリア面とランド面とは湾曲部の一部である曲面により接続されている。この曲面とランド面とは実質的に連続している。

本発明の他の実施形態は微細構造アセンブリである。このアセンブリはアドレス可能電極のパターンを有するガラス基板上の成型および固化されたセラミック微細構造を含む。微細構造はそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に有する。各バリア面とランド面とは湾曲部の一部である曲面により接続されている。この曲面とランド面とは実質的に連続している。微細構造のランド部はガラス基板の電極パターンと位置合わせされている。

本発明の他の実施形態は微細構造アセンブリである。このアセンブリは基板上の成型および固化された微細構造を含む。微細構造はバリア部とランド部とを交互に有する。バリア部の幅はその上部で７５μｍ以下である。

本発明の他の実施形態は微細構造アセンブリである。このアセンブリは基板上の成型および固化された微細構造を含む。微細構造はそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に有する。またバリア部は段状である端部を含む。

本発明の他の実施形態は微細構造アセンブリを作製する方法である。パターン基板上に硬化性材料を配置する。型は上記材料をそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に含む微細構造に成形する。各バリア面とランド面とは湾曲部の一部である曲面により接続されている。この曲面とランド面とは実質的に連続している。上記型を取り外す。任意に材料を硬化または処理して上記微細構造を固化する。任意に上記型を引き伸ばして微細構造を上記パターン基板と位置合わせする。

本発明の他の実施形態は微細構造アセンブリを作製する方法である。セラミック粉末と硬化性一時的バインダーとを含むスラリーを電極を備えたガラス基板上に配置する。上記スラリーを型を用いてそれぞれバリア面とランド面とを有するバリア部とランド部とを交互に含む微細構造に成形する。各バリア面とランド面とは湾曲部の一部である曲面により接続されている。この曲面とランド面とは実質的に連続している。バインダーを硬化させて上記スラリーを固化させるとともに上記スラリーを上記基板に付着させる。上記型を取り外して上記型のパターンを複製している未加工状態微細構造を上記基板上に残す。上記未加工状態微細構造を脱脂および焼成して上記バインダーを焼き尽くすとともに上記セラミック粉末を焼結してセラミック微細構造を形成する。

他の実施形態は微細構造のバリア端部を成形する方法である。未加工状態微細構造のバリア端部に錘を加える。上記錘の底部の一部が上記バリア端部の上角部に接する。上記微細構造を焼成するとともに上記錘を取り外す。

本発明は、添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することによりさらに完全に理解されよう。

本発明は様々な変更例および代替形態に適用可能であるが、その特定例を一例として図面に示すとともに詳細に説明する。しかし本発明を説明した特定の実施形態に限定しようとするものでないことは理解されよう。逆に本発明の精神と範囲内にある変更例、同等物および代替物をすべて網羅することを意図するものである。

パターン基板上の微細構造の正確な成型および形成を可能にする方法を上述した。例えば、ＰＣＴ特許公報、国際公開第／００３８８３９号および米国特許出願第０９／２１９，８０３号は、電極パターン基板上のセラミックバリア微細構造の成型および位置合わせを記載している。ＰＣＴ特許公報、国際公開第／００３８８２９号および米国特許出願第０９／２１９，８０３号は、対向基板間のプラズマ発生により画素へのアドレスまたは点灯を行うＰＤＰおよびＰＡＬＣディスプレイなどの電子ディスプレイに特に有用なセラミックバリア微細構造の形成方法を記載している。本明細書と同日出願された出願人整理番号第５６３９０ＵＳ００２号、「型を用いて基板上に微細構造を形成する方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＦＯＲＭＩＮＧ ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＬＤ）」と題された米国特許出願明細書は、型を用いて基板上にセラミックの微細構造を作製する方法を記載している。

このようなプラズマディスプレイは図１に図示するように様々な基板要素を有する。観察者から離れて配置された背面基板要素は、個別にアドレス可能な並行電極２３を備えた背面基板２１を有する。背面基板２１は多様な成分、例えばガラス、セラミック、金属、あるいはプラスチックから形成することができる。セラミック微細構造２５は背面電極２３間に位置するバリア部３２と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）蛍光体を蒸着した離間区域と、を含む。前面基板要素はガラス基板５１と、個別アドレス可能な並行電極５３のセットと、を含む。サステイン電極とも呼ばれる前面電極５３は、アドレス電極とも呼ばれる背面電極２３と直交して配向されている。完成ディスプレイでは、前面および背面基板要素間の区域は不活性ガスで満たされている。画素を点灯するためには、交差するサステイン電極５３とアドレス電極２３の間に十分な強度で電界を印加してその間の不活性ガス原子を励起する。励起された不活性ガス原子は、蛍光体に赤、緑、または青の可視光を発光させるｕｖ（紫外）線を放出する。

背面基板２１は透明ガラス基板であることが好ましい。通常、背面基板２１はソーダ石灰ガラスでできており、場合によって実質的にアルカリ金属がなくてもよい。基板中にアルカリ金属が存在すると、加工中に達する温度が電極材料の移動を引き起こす恐れがある。この移動が電極間の導電性経路を生じることにより、隣接の電極を短絡させたり、「クロストーク」として周知の電極間の望ましくない混信を生じる。背面基板２１はセラミックバリア材料を焼結または焼成するのに必要な温度に耐えることが可能でなければならない。焼成温度は約４００℃から１６００℃まで広範囲に変動するが、ソーダ石灰基板上に製造したＰＤＰの通常焼成温度は、スラリー中のセラミック粉末の軟化温度によって約４００℃から約６００℃までの範囲である。前面基板５１は背面基板２１と同一または略同一の熱膨張係数を有することが望ましい透明ガラス基板である。

電極は導電性材料のストリップである。通常、電極は銅、アルミニウム、または銀含有導電性フリットである。また電極は、特に透明ディスプレイパネルを有することが望ましい場合にはインジウムスズ酸化物などの透明導電性酸化物で作製することもできる。電極は背面基板２１上または内にパターン形成する。例えば、約５０μｍから７５μｍの幅、約２μｍから１５μｍの厚さ、および２、３センチメートルから数十センチメートルの範囲の全体活性表示区域にわたる長さを有する、約１２０μｍから３６０μｍ離れた並行ストリップとして電極を形成することができる。ある例では、微細構造２５の構成によって背面電極２３の幅が例えば５０μｍより狭いまたは７５μｍより広い場合もある。例えば高精細プラズマディプレイパネルでは、電極は幅が５０μｍ未満であることが好ましい。

微細構造２５を形成するための材料は概して焼成により溶解または焼結されて硬く、実質的に高密度の誘電体構造を形成可能なセラミック粒子を含む。微細構造２５のセラミック材料はアルカリ金属がないことが好ましく、ガラスおよび他の非結晶酸化物を含んでもよい。ガラスフリットまたはセラミック粉末にアルカリ金属が存在すると、導電性材料が基板上の電極から移動することにつながる恐れがあり望ましくない。バリアを形成するセラミック材料は基板の軟化温度より低い軟化温度を有する。軟化温度はガラスまたはセラミック材料が溶解して殆ど表面連結間隙のない比較的高密度な構造になる最低温度である。スラリーのセラミック材料の軟化温度が約６００℃以下であると好適であり、約５６０℃以下であるとさらに好適であり、約５００℃以下であると最も好適である。微細構造２５の材料はガラス基板の膨張係数の１０％以内の熱膨張係数を有することが好適である。微細構造２５と背面基板２１の膨張係数が厳密に一致することで加工中に微細構造２５に損傷を与える可能性が減少する。また、熱膨張係数の相違は重大な基板の撓みあるいは破壊を引き起こす恐れがある。

ＰＤＰのバリア部３２は、例えば約１００μｍから約１７０μｍの高さおよび約２０μｍから約８０μｍの幅を有することが可能である。バリアの間隔（横断面単位長さ当たりのバリアの数）は電極の間隔と一致することが好ましい。

ＰＣＴ特許公報、国際公開第／００３８８２９号、米国特許出願第０９／２１９，８０３号、および本明細書と同日出願された出願人整理番号第５６３９０ＵＳ００２号、「型を用いて基板上に微細構造を形成する方法（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＦＯＲＭＩＮＧ ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＬＤ）」と題された米国特許出願明細書は、基板上に微細構造を形成して位置合わせする方法を記載している。１つの方法はパターン基板と型のパターン表面との間に硬化性材料を有する混合物を配置することにより始まる。図２は型３０、微細構造２５を形成する硬化性材料、および背面電極２３を備えた背面基板２１の横断面を図示する。型３０のパターン表面は、型３０と背面基板２１の間の硬化性材料から複数の微細構造２５を形成することができる。型３０を必要に応じて延ばして、背面電極２３の空間によって規定されているように、型３０のパターン表面の所定部分をパターン背面基板２１の対応する所定部分と位置合わせすることができる。

パターン背面基板２１上に微細構造２５を形成するための材料を様々な方法で型３０と背面基板２１の間に配置することができる。材料を型３０のパターンに直接配置してその後に型３０と材料とを背面基板２１上に置いてもよく、材料を背面基板２１上に配置してその後に型３０を背面基板２１上の材料に押し付けてもよく、材料を背面基板２１上に配置した後に型３０と接触させてもよく、あるいは機械的または他の手段により型３０と背面基板２１を合わせる時に材料を型３０と背面基板２１の間の空隙に導入してもよい。型３０と背面基板２１の間に材料を配置するために用いる方法は、特に背面基板２１上に形成される微細構造２５のアスペクト比、微細構造形成材料の粘度、および型３０の剛性による。一般に幅に対して大きな高さ（高アスペクト比構造）を有する微細構造２５は比較的深いくぼみを有する型３０を利用する。これらのような場合、材料の粘度によっては材料がある力で型３０のくぼみに射出されない限り型３０のくぼみを完全に満たすことは困難である。材料内の泡またはエアポケットの導入を最低限に抑えながら型３０のくぼみを完全に満たすことが好ましい。

型３０と背面基板２１の間に硬化性材料を配置しながら背面基板２１と型３０の間に圧力をかけてランド部３４の厚さを図２に示すように設定してもよい。ランド部３４は一般に微細構造２５のバリア部３２間の部分であり、部分的に背面電極２３を取り囲むあるいは上方に位置している。ランド部３４のゼロ厚さが要求される場合には、型３０を材料で満たし、その後背面基板２１と接触させる前にブレードまたはスキージを用いて型３０から余分な材料を除去することが好ましい。他の用途の場合、ランド部３４が非ゼロ厚さを有することが望ましい場合がある。ＰＤＰの場合、微細構造２５を形成する材料は一般に誘電体であり、ランド部３４の厚さが背面電極２３上に位置する誘電性材料の厚さを決定する。このためＰＤＰの場合、プラズマを発生させるとともに画素を活性化するためにどのような電圧を背面電極２３とサステイン電極５３との間に印加するかを決めるためにランド部３４の厚さが重要となる。

型３０のパターンを基板のパターンと位置合わせさせた後、型３０と背面基板２１との間の材料を硬化させて背面基板２１の表面に付着した未加工状態の微細構造４５を形成する。脱脂前は微細構造を未加工状態の微細構造と称することができる。使用するバインダー樹脂によって様々な方法で材料の硬化を行うことができる。例えば、可視光、紫外線、ｅビーム線、他の形態の放射線、熱硬化、あるいは溶解状態から凝固させる冷却を用いて材料を硬化することができる。放射線により硬化する場合には、背面基板２１を介して、型３０を介して、あるいは背面基板２１と型３０とを介して放射線を伝えることができる。好適には選択された硬化システムは背面基板２１への硬化材料の付着を容易にする。したがって固化および放射線硬化中に縮みやすい材料を用いた場合、背面基板２１を介して放射線を照射することにより材料を硬化させることが好ましい。型３０のみを介して材料を硬化させると、材料が硬化中の縮小により背面基板２１から離脱して背面基板２１への付着に悪影響を及ぼす恐れがある。本出願において硬化性とは上記のように硬化できる材料を指す。

材料を硬化させて背面基板２１の表面に付着し且つ背面基板２１のパターンと位置合わせされた未加工状態の微細構造４５を形成した後、型３０を取り外すことができる。伸縮性且つ可撓性型の３０を提供することは、離型力をより狭い表面区域に集中して型３０を引き剥がすことができるため型３０の取り外しに役立つ。図３に示すように、バリア部３２を有する未加工状態の微細構造４５を成型する場合、バリア部３２および型３０のパターンと平行な方向に沿って引き剥がすことにより型３０を取り外すとよい。これにより離型中にバリア部３２と直交してかかる圧力を減少するため、バリア部３２に損傷を与える可能性が低くなる。離型剤が型３０のパターン表面上の被膜として、あるいは微細構造２５自体を形成するために用いる材料に含まれることが好ましい。形成される構造がより高アスペクト比になるに従って離型材料はより重要になる。より高いアスペクト比構造により離型がさらに困難になるとともに、微細構造２５へ損傷につながる恐れがある。上述のように、背面基板２１側から材料を硬化させることは背面基板２１への固化未加工状態微細構造４５の付着力を向上させる助けとなるばかりでなく、硬化中に未加工状態微細構造４５が背面基板２１に方向に縮ませるため型３０から離脱して容易な離型を可能にする。

型３０を外した後、残っているのはパターン平面基板２１上に付着するとともに背面基板２１のパターンと位置合わせされた複数の固化未加工状態微細構造４５を有するパターン平面基板２１である。用途によってこれが最終製品になる場合もある。他の用途において固化材料は高温での脱脂により好適に除去されるバインダーを含む。脱脂またはバインダーが燃え尽きた後、未加工状態の微細構造の焼成を行ってガラス粒子を溶解または微細構造材料中のセラミック粒子を焼結する。これにより微細構造２５の強度と剛性が増す。微細構造２５が緻密になるにつれ焼成中に縮小が発生することもある。図４はパターン背面電極２３を有する背面基板２１上の焼成後のセラミック微細構造２５を示す。焼成は微細構造２５を緻密にするためその輪郭は図示したように未加工状態の微細構造４５の輪郭から幾分縮む。図示のように焼成された微細構造２５は背面基板２１パターンによるその位置および間隔を維持している。

ＰＤＰディスプレイ用途の場合、微細構造２５のチャネル１６に蛍光体材料を塗布する。その後焼成された微細構造２５を備えた背面基板２１をディスプレイアセンブリに組み込むことができる。これはサステイン電極５３を有する前面基板５１を、背面電極２３、微細構造２５、および蛍光体を有する背面基板２１と、図１に示すようにサステイン電極５３が背面電極２３と直交するように位置合わせすることを含む。対向電極が交差する区域がディスプレイの画素を規定する。その後基板同士を接着して端部で封止する際に基板間の空間を排気するとともに不活性ガスで満たす。

誘電体厚さを含めた微細構造２５のランド部３４の厚さプロファイルはプラズマディスプレイパネルの重要な特徴になる。ランド部３４の厚さはプラズマディプレイパネルの電気性能に影響を与える。微細構造２５を成型あるいは形成してランド部３４の厚さプロファイルを作製することができる。ランド部３４の幅全体に一定の厚さをもたらすように厚さプロファイルを設計することができる。他の場合ランド部３４の幅全体に亙って変化する厚さをもたらすようにランド部３４の厚さプロファイルを設計してもよい。変化する厚さプロファイルはＰＤＰの他の特徴、例えば背面電極２３の配置および寸法あるいはバリア部３２の構成と両立可能である。しかし加工中に微細構造２５の材料にＰＤＰの電気性能に望ましくない影響を与える変化が生じる場合もある。

個々のランド部３４間の大きな相違、例えばランド部３４の異なる厚さまたは異なる厚さプロファイルは望ましくない発光パターン（例えば、蛍光体の不均等発光）を生じる恐れがある。これは例えば個々のランド部間の大きな相違によるプラズマディスプレイパネルの動作中の個々のピクセルに対する切換電圧の大きな差によるものである。これらの望ましくない発光パターンはピクセル毎の明るさの変動またはあるピクセルが点灯しにくいことにより明らかになる。

また電気性能も（硬化または熱加工工程などの）以下の製造工程に伴って微細構造２５に生じる欠陥により損なわれる可能性がある。微細構造２５は例えば破断、割れ、破壊、不均等収縮、分裂、および膨張を被る恐れがある。図４に図示するような微細構造２５の破断３３または他の欠陥は背面電極２３、背面基板２１、またはその両方を部分を露出させてしまう。またこれらの欠陥はプラズマディスプレイパネルの動作中に切換電圧に大きな差を生じることによりプラズマディスプレイの望ましくない電気性能を引き起こす可能性がある。さらに破断は動作中に時間とともに隣接のセルに拡散するガス種を閉じ込める可能性がある。これは使用中にプラズマディスプレイパネルの性能を低下させるとともに最終的にはその寿命を縮める。

必要な形成ステップが少ないことに加えて、均一なランド部３４とバリア部３２とが成型された微細構造は望ましい物理的性能を有することができる。ランド部３４があることにより成型された微細構造２５に全体的な構造安定性を与えることができる。しかし脱脂および焼結時にランド部３４内または付近に生じた破断は、潜在的に背面基板２１へのバリア部３２の接着を損なう。

微細構造２５が緻密化するため焼成中に縮小が生じる。図４は焼成後の背面基板２１上の微細構造２５の横断面図を示し、図５は焼成後の背面基板２１上の微細構造２５の端部の側断面図を示す。焼成により微細構造２５が緻密化するためその輪郭は図示のようにその未加工状態輪郭４５から幾分縮小する。図示のように焼成された微細構造２５の大部分は一般に未加工状態微細構造４５の形状によるその相対的形状を維持する。また図４は焼成された微細構造２５が一般に背面基板２１および背面基板２１上にパターン形成された背面電極２３に対してその位置と間隔を維持する。しかし焼成中の微細構造２５の縮小は焼成された材料に高い応力を生じる可能性がある。この応力が焼成または冷却プロセス中に解放され、微細構造２５内に亀裂、すなわち破断を生じる可能性がある。

破断３３は少なくとも一部は熱加工前の未加工状態微細構造４５の形状に起因する場合もある。図４に図示したものと同様な形状を形成するために成型された未加工状態微細構造４５は特に焼成後に破断３３を被りやすい。これは特に未加工状態微細構造４５の横断面輪郭がランド部３４付近に表面不連続点４３を含む場合に当てはまる。図４に示すように微細構造２５は表面６１を有するチャネル１６を含み、表面６１はバリア面５２とランド面５４とを含む。表面不連続点４３は表面６１の２つの部分が交わる点である（図４に示すようにバリア面５２がランド面５４と交わる点である）とともに、傾斜に実質的な不連続点、例えばランド面５４の傾斜に対するバリア面５２の傾斜に実質的な不連続点がある。

他の例が図６に示されているが、湾曲部３６を有する微細構造２５を図示する。この例ではランド面５４の傾斜が実質的に点４３における曲面５６の傾斜と同一でない場合、点４３の表面不連続点が曲面５６とランド面５４の間の表面６１上にある場合がある。表面不連続点を表面６１の平滑性の中断として見えるようにすることができる。表面不連続点が例えば曲面５６がバリア面５２と交わる点に存在する可能性もあるが、破断は通常ランド部３４に近い表面不連続点であるいはその付近で生じる。

図１４に示すように、一方から点に接近する場合の点４３での傾斜１０２と反対側から接近する場合の点４３での傾斜１０４との間に大きな差がある場合、表面６１は点４３において不連続と考えられる。換言すれば本明細書に用いるように、図１４に示すように直線的に延長したときに表面６１に沿った２つの方向から点に接近することにより導き出される瞬間的直線傾斜１０２、１０４が角度１０６が約５度以下、好適には約３度以下の相違である場合、表面６１は点１００において連続すると考えられる。

微細構造の問題の原因として、微細構造の焼成中に発生する縮小がバリア部の端部に影響を与える可能性がある。図５に示すように、側断面は熱加工後に微細構造２５のバリア部端部２９に現われる変形（例えば、変形３７）を示している。焼成により微細構造２５が緻密化するため、その輪郭は図示のように未加工状態輪郭４５から縮む。少なくともある例ではこの縮小は焼成後に３０％〜４０％の範囲になる。

図示のようにバリア部３２の全長の大部分にわたるバリア部の上部４８は比較的平坦な表面を維持している。しかしバリア部端部２９は一般にバリア部３２の残りの部分とともに均一には縮小せず、概してバリア部端部２９の若干の湾曲が発生して変形３７になる。この変形３７はプラズマディスプレイパネルあるいは他の装置の組立てや機能性に多数の問題を生じる可能性がある。まずディスプレイの封止および取り扱い中に、機械的な力が変形３７を破壊させる可能性がある。破壊した端部片はＰＤＰ機能および寿命を損なう恐れがある。第２に、変形３７がディスプレイで無傷のままである場合、変形３７は前面基板５１への隆起区域を生じることになる。前面基板５１はバリア部３２の全長に沿ってバリア部の上部４８と同一平面ではなく、バリア部の上部４８と前面基板５１の表面の間には空隙が形成されている。これが動作中の切換電圧の大きな差はもとより隣接セルの励起ガス種間のクロストークにつながる可能性がある。

新規な形状を取り入れた微細構造が開発されてきた。この発明を必要に応じて用いることにより材料の熱加工に伴う１つ以上の問題、例えば材料の破断や変形を克服することができる。これはランド部とバリア部とを含む微細構造の作製に特に有用である。一実施形態においてランド部のランド面と連続した湾曲部の曲面を有する微細構造を提供する。他の実施形態において薄いバリア幅プロファイルを有する微細構造を提供する。これらの実施形態において微細構造の形状または大きさが概して高い破断耐性を提供する。本発明の他の実施形態において微細構造は形状付き端部、特に段形状端部を備えたバリア部を含む。さらに他の実施形態においてバリア部の端部に重量を加えることにより微細構造のバリア端部を成形する方法を提供する。さらに微細構造の成型および形成を可能にする技術も本発明の実施形態である。

微細構造２５の形状は一般に背面基板２１上に形成された未加工状態の微細構造の逆像になるように作製されたパターン型３０により形成される。微細構造２５は一般に背面基板２１と型３０のパターン表面との間に材料を配置することにより形成される。一実施形態において、図６に示すようにパターン型３０により材料が複数の反復微細構造ユニット１５に形成され、各反復微細構造ユニット１５は、バリア部３２、ランド部３４、および湾曲部３６の３つの主要部を有する。反復微細構造ユニット１５は材料内に複数のチャネル１６を形成し、そのチャネル１６は表面６１、バリア部３２の形状によって湾曲され且つ規定される表面６１の一部分、ランド部３４、および湾曲部３６を有する。チャネル１６の表面６１はそれぞれの部分の表面に相当するバリア面５２、ランド面５４、および曲面５６を含む場合もある。

微細構造２５を必要に応じて成形することにより、図４に示すようにバリア部３２がランド部３４と交わる微細構造２５の領域付近で破断３３が生じる可能性を低減することができる。一例を図６に示した一実施形態において、湾曲部３６からランド部３４まで実質的に連続する表面６１を提供する。本明細書で説明するように、本発明はランド面５４と連続した曲面５６を有する湾曲部３６を含む微細構造２５および微細構造２５を作製する手法を説明する。表面６１を含む微細構造２５の全体形状を説明するパラメータの例を以下に説明する。

通常のプラズマディスプレイパネル（図１）の場合、パターン型３０は背面基板２１上に１０００〜５０００個以上の反復微細構造ユニット１５を形成することができる。背面基板２１の表面には概して並行アドレス電極２３がパターン形成されているとともに、微細構造２５を形成する際に微細構造２５が背面電極２３と位置合わせされる。通常、ランド部３４は背面電極２３と位置合わせされる。

バリア部３２はプラズマディスプレイパネルの不活性ガスを物理的に含むバリア構造を形成する。バリア部３２の材料はランド部３４と湾曲部３６の材料と物理的に連続しているが、バリア部３２の仮想境界線を規定することにより本発明の詳細を説明することが好都合である。バリア部３２の各側面はバリア線４２で区切られている。バリア線４２はバリア部上部４８から微細構造／基板境界面４１上の点まで延びている。バリア線４２はバリア部上部４８付近でバリア部３２の垂直面の傾斜に従う。バリア線４２と微細構造／基板境界面４１とによりバリア線角度４９が形成される。バリア線角度４９は一般に１３０°〜９０°の範囲であり、通常１１５°〜９０°の範囲であり、９５°〜９０°の範囲でもよい。

プラズマディスプレイパネルの一例は、微細構造／基板境界面４１からバリア部上部４８まで測定して８０〜２００μｍの範囲または１００〜１７０μｍの範囲の高さ（ｈＢＰ）を有するバリア部３２を含む。バリア部上部４８において、バリア部３２の幅は通常、例えば２０〜８０μｍの範囲である。微細構造／基板境界面４１において、バリア部３２の幅は通常、例えば２０〜１２０μｍの範囲である。

場合によって、ランド部３４が背面基板２１上に背面電極２３の上部および側部を取り囲む誘電体層を形成することができる。例えば、背面電極２３を背面基板２１上（微細構造／基板境界面４１の上方）に形成する場合、微細構造２５の材料は背面電極２３の上部および側部と接触している。他の場合、背面電極２３を背面基板２１内に形成して微細構造２５の材料が背面電極２３の上部とのみ接触する、あるいは背面電極２３とは全く接触しないようにすることができる。

ランド部３４の材料はバリア部３２および湾曲部３６の材料と連続している。ランド部３４の各側部は隣接のバリア部３２のバリア線４２によって境界が区切られ、そのためバリア線４２はランド部３４の幅を規定することができる。ランド部３４の底部は微細構造／基板境界面４１により区切られているとともに、ランド部３４の上部はランド面５４に沿って延びる水平線であるランド線４４によって境界が区切られている。ランド線４４は表面６１がランド部３４から曲がって離れるとランド面５４から逸れる。

プラズマディスプレイパネルの一例においてランド部は微細構造／基板境界面４１からランド面５４まで測定して８〜２５μｍの範囲の厚さを有する。ランド部の幅は隣接バリア部３２のバリア線４２間の距離として測定して例えば１００〜４００μｍの範囲である。ランド部３４の材料の一部が背面電極２３の上方に誘電体層を形成しているため場合によっては背面電極２３の幅の少なくとも一部分の上方でこの層の厚さを一定に保つことが好ましい。例えば、少なくても電極の７５％、８５％、９５％にわたって、あるいは好ましくは１００％にわたって厚さが一定である。

図６に示すように本発明の一実施形態において、表面６１が湾曲部５６からランド面５４まで実質的に連続している。表面６１は場合によって曲面５６とバリア面５２の間に表面不連続点を含んでもよい。そのため曲面５６はバリア面５２と連続していなくてもよい。曲面５６をバリア面５２から始まりランド面５４で終わると規定して本実施形態の詳細を説明することが好都合である。一実施形態において曲面５６が、バリア部上部４８より微細構造／基板境界面４１に近いバリア線４２上で始まることが好ましい。曲面５６が背面電極２３よりバリア線４２に近いランド線４４上で終わることが好ましい。

図７に示すように他の実施形態において、表面６１がバリア面５２とランド面５４の間で実質的に連続していることが可能である。表面６１に沿った連続によりチャネル１６内に表面不連続点が生じない。一実施形態において、曲面５６がバリア部上部４８より微細構造／基板境界面４１に近いバリア線４２上で始まることが好ましい。一実施形態において、曲面５６が背面電極２３よりバリア線４２に近いランド線４４上で終わることが好ましい。

図８に示すように本発明の他の実施形態において、曲面５６はバリア上角部６３で始まりランド面５４上で水平に終わる。曲面５６がバリア上角部６３で始まるためバリア部３２の側部は一般に湾曲を有する。一実施形態において、曲面５６が背面電極２３よりバリア線４２に近いランド線４４上で終わることが好ましい。

ある例では曲率半径Ｒで表面６１すなわち曲面５６を規定することが有用である。曲率半径Ｒおよび曲率κは互いに反比例し、次式で表わすことができる。
Ｒ＝１／κ
曲率半径Ｒが増加するに従ってκが減少する。微細構造２５の他の寸法、例えばバリア部高さｈＢＰ、バリア部幅ｗＢＰ、あるいはランド部厚さｈＬＰに関連して曲面の曲率半径Ｒを説明することができる。

本発明の一実施形態において、微細構造２５の曲面５６は１つの曲率半径を有する。これは曲面５６に沿ったどの点でも曲率κが変化しないことを示している。曲面５６の形状は円の弧の形状と同じであり、その円の半径は曲面５６の曲率半径Ｒと等しい。曲率半径Ｒは微細構造２５の他の寸法に基づいて選択することができる。例えば、曲率半径Ｒはバリア部高さｈＢＰの数分の一である場合がある。本発明の有用な実施形態において微細構造２５が曲面５６を有し、曲面５６が１つの曲率半径Ｒにより規定される場合、曲率半径Ｒはバリア部高さｈＢＰの５％〜８０％の範囲、バリア部高さｈＢＰの１０％〜５０％の範囲、またはバリア部高さｈＢＰの１２％〜２５％の範囲である。

本発明の他の実施形態において、曲面５６は２つ以上の曲率半径により規定される。図６に示すようにこの実施形態の一例では、それぞれランド面５４が曲面５６と交わり、曲面５６がバリア面５２と交わる場合の２つの曲率半径Ｒ１およびＲ２が曲面５６を規定する。３つ以上の曲率半径を用いることもできる。ある実施形態において、２つ以上の曲率半径を含む曲面５６は実施的に連続している（すなわち表面不連続点を含まない）。例えば、その曲面は曲面５６上の個々の点に対するＲ１とＲ２の値の間にある曲率半径を含む。曲面に沿った点に対する曲率半径の変化は曲面５６の関数に従う。図６、７、および８に図示した実施形態のいずれかについて説明したような微細構造２５の曲面５６の形状のいずれかとともに曲率半径の変化を用いることができることは理解されよう。

本発明の他の態様は微細構造２５の寸法を変更することにより破断を低減または防止することに関する。バリア部の幅を減少させることが微細構造材料の脱脂および焼結時に発生する応力による破断も低減または防止することが分かってきた。そのため図９に示すように他の実施形態において、本発明は低減バリア部幅ｗＢＰを有するバリア部３２を備えた微細構造２５を含む。この実施形態において微細構造／基板境界面４１で測定してバリア部幅ｗＢＰは２５〜７５μｍの範囲であることが好ましく、５０〜７５μｍの範囲であることがより好ましく、６５〜７５μｍの範囲であることが最も好ましい。バリア部高さｈＢＰは一般に１００〜１７０μｍの範囲である。

一般に本明細書で説明した方法および構造を用いて破断の少ない微細構造を有する物品および装置を形成することができる。例えば、微細構造の少なくとも９９％、好ましくは微細構造の１００％が、微細構造／基板境界面４１とランド線４４との間で測定したランド厚さの２５％以上の深さを有する亀裂がない状態で、物品および装置に基板上の微細構造を形成することができる。

脱脂および焼結の直後に、バリア部の上部４８が平坦で実質的に物理的な凸凹がないことが概して望ましい。この平坦さが対向ガラス基板５１をバリア部の上部４８にその全長に沿って接触させる。またこの完全な接触はバリア部３２により形成されたチャネル１６を「封止」するとともに隣接のチャネル１６内のガス種がバリア部の上部と対向ガラス基板５１の間の空隙を介して逃げるのを防止または実施的に妨害する。

脱脂および焼結中に、微細構造２５のバリア部３２の端部は縮小して不均等な応力解放を被る。図５に図示したように、側断面は脱脂および焼結後の微細構造２５のバリア部３２の端部の変形を示している。焼成が微細構造２５を緻密化するためその輪郭は図示したように未加工状態輪郭４５から縮小する。図示のようにバリア部端部２９間およびバリア部３２の全長の大部分にわたるバリア部の上部４８は未加工状態微細構造４５の形状による平坦面を維持している。しかしバリア部端部２９はバリア部３２の残りの部分とともに均一には縮小せず、バリア部端部２９の若干の湾曲が発生して変形３７になる。この変形３７の存在によりバリア部端部２９付近のバリア部で上部４８上に隆起区域を生じる可能性がある。この変形３７はプラズマディスプレイパネルの組立てや機能性に多数の問題を生じる可能性がある。まずディスプレイの封止および取り扱い中に、機械的な力が変形３７を破壊させる可能性がある。破損した端部片はＰＤＰ機能および寿命を損なう恐れがある。第２に、前述したように変形３７が対向ガラス基板５１がバリア部の上部４８と完全に接触するのを妨げる恐れがある。完全に接触していないと、バリア部の上部４８と前面基板５１の表面との間に空隙が存在する可能性がある。これが動作中の切換電圧の差はもとより隣接セルの励起ガス種間のクロストークにつながる可能性がある。

そのため変形がＰＤＰの適正な組立てあるいは機能に支障をきたさないように未加工状態微細構造４５のバリア端部を成形することが望ましい。図１０に示すように本発明の一実施形態は、特に微細構造を脱脂および焼結する際に発生する変形３７に関連する問題を解消する段状端部４７を有するように成型された未加工状態微細構造４５を提供する。

図１０に示すように、バリア部の段状端部４７は第１の段５８、第２の段６８、および第３の段７８を有する。段状端部４７は少なくとも２つの段を有することが好ましい。段状端部４７の各段は段高さｈＳ、段幅ｗＳ，および段角度６７を有する。段状端部４７の各段はそれぞれ異なる段高さｈＳ、異なる段幅ｗＳ、および異なる段角度６７を有してもよい。格段の段高さｈＳは少なくとも２０μｍであることが好ましく、段幅ｗＳが段高さｈＳ以上であることが好ましい。段角度は一般に９０〜１７５°の範囲であり、通常は９０〜１４５°の範囲であり、９０〜１２５°または９０〜１１０°の範囲でもよい。焼成後の微細構造２５の形状は、段状端部４７を含めてバリア部３２の側断面全体にわたって未加工状態微細構造４５を再現できる。段状端部４７上の場所、普通背面基板２１に隣接する段、例えば第３の段７８の上において、段状端部４７が脱脂および焼結後に現われる変形３７を示す場合もある。しかし段状端部４７ではこの変形３７はＰＤＰの組立てまたは機能を損なうことはない。

図１１に示すように本実施形態の他の変形例において、背面基板２１に隣接する段、例えば第３の段７８は細長い。背面基板２１に隣接する段、例えば第３の段７８の段高さｈＳ対段幅ｗＳの比（ｈＳ：ｗＳ）は１：１〜１：１０の範囲であることが好ましく、１：１．５〜１：１．８の範囲であることがさらに好ましく、１：２〜１：６の範囲であることが最も好ましい。

図１２に示すように本発明の他の実施形態において、バリア部３２の端部４７はバリア部上部４８から背面基板２１表面まで先細りになっている。バリア部３２の先細端部４７は様々な形状または構造でもよく、さらに熱加工された場合に構造的に安定して、バリア部上部４８の上方に盛り上がる大きな変形を形成しない未加工構造形状４７を提供する。未加工状態先細端部４７の先細端部角度５７は６０°以下且つ１５°以上であることが好ましい。

図１２に示したように未加工構造状態のバリア部３２の先細端部４７の適切な形状は、未加工状態微細構造４５の上部から背面基板２１の表面まで延びる直線を含んでいる。熱加工の直後に微細構造はその未加工状態形状４５から加工状態２５へと縮む。しかし先細端部４７のため熱加工中に発生するバリア部３２の端部における形状のいかなる変化も実質的にバリア部上部４８の平坦性またはバリア部の端部の保全性に影響しない。

他の実施形態は微細構造２５の脱脂および焼結中にバリア部３２の端部が湾曲する可能性またはその量を防止または低減する方法である。図１３に示すように錘１９をバリア部の上角部７７に接して配置する。概して錘はバリア部の少なくとも１つの上角部７７に接する。バリア端部を示すアセンブリの各縁部に沿って多数の錘があってもよい。好適な実施形態において、バリア端部を示す各アセンブリ縁部に沿って錘を配置するとともに、その錘がバリア部の上角部の殆どまたは全部に接する。

バリア部の上角部７７上の錘により与えられた圧力は、脱脂および焼結中の変形３７（例えば、図５に見られるような）の発生を防止するのに十分であることが好ましい。脱脂および焼結中に錘により与えられた圧力は斜めのバリア端部角部８７を作ることができる。圧力はバリア部３２の端部を背面基板２１に対して平坦にするほど大きすぎてはいけない。概して十分な圧力はバリア端部当たり０．０００１〜０．００２Ｎ（ニュートン）の範囲であることが好ましく、バリア端部当たり０．０００１〜０．００１Ｎ（ニュートン）の範囲であることがより好ましく、バリア端部当たり０．０００２〜０．０００５Ｎ（ニュートン）の範囲であることが最も好ましい。錘１９は様々な形状、例えば長方形、三角形、台形、あるいは菱形でもよい。錘１９の下面７５は平坦であることが好ましいが、錘１９の錘下部７５がバリア部の上角部７７と明らかに接するのであれば幾分湾曲または斜めの底面７５を用いることもできる。

図１３に示したように一実施形態において、バリア部の上角部７７と錘下部７５の一点の間に接触が生じるとともに、背面基板２１の表面上の１点において外側下角部７１と背面基板２１の間にも接触が生じる。しかし外側下角部７１は代わりに他の表面、例えばアセンブリと関係ない物の表面と接することも可能である。背面基板２１の表面上の１点における外側下角部７１と背面基板２１の接触は錘／基板角度８５を形成する。錘／基板角度８５は一般に０．５〜２．５°、通常は０．５〜１°であり、０．５〜０．８°でもよい。

錘１９は概してセラミック材料の脱脂および焼結中に達する温度に耐える材料、例えばガラスまたは金属で構成されている。これらの材料は脱脂および焼結中にセラミック材料と接着または化学反応しないことが好ましい。適当な材料の例は酸化アルミニウム、ソーダ石灰ガラス、およびジルコニアである。一好適材料はジルコニアである。未処理ソーダ石灰ガラスは焼結中リブ配合物に若干付着する。アルミナおよびジルコニアは付着しない。ジルコニアは最も反応しない。

成型された微細構造を備えた基板を用いて他の物品を形成可能であることは認められよう。例えば、成型微細構造を用いて電気泳動板などの用途用毛管路を形成することができる。さらに成型微細構造をプラズマまたは他の発光する用途に用いることもできる。

実施例１〜１０
型および光硬化ガラスフリットスラリーとを用いて基板上にバリアリブを形成した。ガラスフリットスラリーを用意した。これらの実施例で用いたガラスフリットスラリー配合物は、ＴｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃などの耐熱充填材を有するホウケイ酸鉛ガラスフリットを含む８０重量部のＲＦＷ０３０ガラス粉（日本、東京の旭硝子株式会社）を含んでいた。ガラス粉に対して、ペンシルバニア州エクストンのサートマー・カンパニー・インク（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能なＢｉｓＧＭＡ（ビスフェノール−Ａ・ジグリシジルエーテル・ジメタクリレート）を８．０３４重量部、および日本の共栄社化学株式会社から入手可能なＴＥＧＤＭＡ（トリエチレングリコール・ジメタクリレート）を４．３２６重量部を加えて硬化性一時的バインダーを形成した。希釈液として１，３ブタンジオール（ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））を７重量部を用いた。さらにミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＰＯＣＡＩＩ（リン酸ポリオキシアルキル・ポリオール）（他のリン酸ポリオキシアルキル・ポリオールも使用可能且つ他の製造業者から入手可能である）を０．１２重量部を分散剤として加え、Ａ１７４シラン（ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））を０．１６重量部シラン結合剤として加え、さらにイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（商標）８１９（スイス、バーゼルのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ））を０．１６重量部を硬化開始剤として加えた。さらにコネチカット州ウォリングフォードのＢＹＫケミーＵＳＡ（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＵＳＡ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）のＢＹＫ Ａ５５５を０．２０重量部を脱気剤として加えた。

ステンレス鋼混合容器内ですべての液体原料と光開始剤とを混ぜ合わせた。空気圧モータにより駆動されるコールズブレード（ペンシルベニア州ウエストチェスターのＶＷＲサイエンティフィック・プロダクツ（ＶＷＲ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ））を用いて原料を融合した。混合ブレードが作動した状態で固体原料をゆっくりと加えた。すべての原料を投入した後、混合物をさらに５分間融合する。このスラリーを１／２インチ円筒状高密度酸化アルミニウム粉砕媒体を充填した高密度ポリエチレン容器に移した。塗料調整剤（レッド・デビル・モデル５１００（Ｒｅｄ Ｄｅｖｉｌ Ｍｏｄｅｌ ５１００）、ニュージャージー州ユニオン（Ｕｎｉｏｎ，ＮＪ））を用いて３０分間粉砕を行った。その後このスラリーをボールミルから抜いた。最後に３ロールミル（モデル２．５×５ＴＲＭ（Ｍｏｄｅｌ ２．５×５ＴＲＭ）、ニューヨーク州ハーパーグのチャールズ・ロス アンド サン・カンパニー（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｏｓｓ＆Ｓｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈａｕｐａｕｇｅ，ＮＹ））を用いて６０℃でこのスラリーを製粉した。

ナイフコーターを用いて２．３ｍｍ厚さのソーダ石灰ガラス基板上（ウエストバージニア州チャールストンのリビー・オーウェンス・フォード・ガラス・カンパニー（Ｌｉｂｂｅｙ Ｏｗｅｎ Ｆｏｒｄ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．，Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ））にこのスラリーを塗布した。全サンプルに対してナイフギャップは７５マイクロメートルに設定した。

塗布後、バリアリブの形を有する型を塗布基板上に積層した。積層圧力は通常０．６８ｋｇ／ｃｍおよび積層速度は通常３ｃｍ／秒であった。使用した型は１２５μｍ厚さのＰＥＴ（デラウエア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ． Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ））などの高剛性裏地材料上に成型および硬化させたポリカーボネートまたは光硬化性アクリレート材料であった。金属製金型でアクリル樹脂を成型および硬化することにより型を作製した。異なる種類のバリアリブ微細構造を有する型を評価した。

成型後、塗布基板を青色光源に曝してガラスフリットスラリーを固化させた。１．５インチ（約３．８ｃｍ）のサンプル表面で青色光源を用いて硬化を行った。光源は２インチ（約５．１ｃｍ）離れた１０個の超紫外線蛍光灯（モデルＴＬＤＫ３０Ｗ／０３（Ｍｏｄｅｌ ＴＬＤＫ３０Ｗ／０３）、オランダ、アイントホーヘンのフィリップス・エレクトロニクス・エヌ・ブイ（Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．，Ｅｉｎｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ））で構成されている。これらの超紫外線灯は約４００〜５００ｎｍの波長範囲の光を提供する。硬化時間は概して３０秒だった。

型を外して以下の熱サイクルに従って空気中でサンプルを焼結した。３００℃まで３℃／分、５６０℃まで５℃／分、２０分間浸漬、そして周囲温度まで２〜３℃／分で冷却した。

焼結中、バリアリブを剛性ガラス基板に拘束した。この拘束により焼結中にバリアリブが緻密化して縮小するにつれて面内応力が高まった。さらにバリアリブと隣接の連続ランド領域の間の外形厚さの大きな相違のため、焼結中に大きな応力差が生じることもあった。そのためバリアリブの基部における鋭角部は焼結中に高い亀裂傾向を示した。この区域で面取りを施すことにより結果に差異はなかった。この亀裂を軽減するため、バリアリブからランドへの移行を比較的滑らかに行った。数学的には連続線としてバリアリブ側壁からランドへの移行を示さなければならない場合、大きな応力集中の出現を回避するためにこの関数の導関数が連続することが好適であった。実施例４〜８および１０において、様々なリブ基部曲率半径を有するバリアリブをテストした。すべて亀裂のない部品をもたらした。実施例３および９の場合には半径の調和がランド層に対して完全に接線ではなく、亀裂が観察された。

光学顕微鏡（透過光による）（ライツＤＭＲＢＥ（Ｌｅｉｔｚ ＤＭＲＢＥ）、ドイツ、ヴェツラーのライカ・ミクロスコピィ・アンド・システムＧｍｂＨ（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｒｋｒｏｓｋｏｐｉｅ＆Ｓｙｓｔｅｍ ＧｍｂＨ，Ｗｅｔｚｌａｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ））と走査電子顕微鏡（ＡＭＰＡＸモデル１９２０（ＡＭＰＡＸ ｍｏｄｅｌ １９２０）、マサチューセッツ州ベッドフォード（Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡ））とを用いてリブ亀裂を評価した。亀裂はすべてリブ基部において観察された。以下の表は各実施例で作製された製品に関する情報を提供する。寸法はすべて焼結前の未加工状態に対するものである。ドラフト角度とは垂直に対するバリア線の角度を指す。

実施例１１〜１４
金属隙間ゲージを用いて塗布空隙を調節した以外は実施例１〜１０と同じ要領で実施例１１〜１４を作製した。これらの型のバリアリブ寸法は間隔３６０μｍ、高さ２１３μｍ、リブ上部幅３７μｍ、ドラフト角度８°、および平滑半径融合５０μｍであった。

これは塗布厚さを選択することによりランド厚さが制御可能であることを示している。

実施例１５
実施例１〜１０に対して説明したように基板上に微細構造バリアリブを形成した。脱脂および焼結プロセス中にバリアリブ端部に加重して変形を防止した。錘として異なる３つの材料片を用いた。１）９８％アルミニウム、２）イットリウム安定化ジルコニア、および３）ソーダ石灰ガラス。アルミニウム片は３６０μｍ間隔のおよそ２８２個のリブを覆う１０２ｃｍ×２５．４ｃｍ×０．０６０ｃｍ、６．０グラムであった。ガラス片は３６０μｍ間隔のおよそ３９４個のリブを覆う１４．２×２×０．２８ｃｍ、１９．８グラムであった。ジルコニア片はおよそ１６１個のリブを覆う５．８×２×０．５ｃｍ、３４．８グラムであった。以下の表に挙げるようにリブ端部に異なる負荷をかけた。すべてのサンプルについてリブ高さは２０２μｍであり、間隔３６０μｍであった。リブ個数＝長さ／間隔。錘の角度、重量、および幅に基づいてニュートン／リブ単位でリブ負荷を計算することができる。

すべての場合において脱脂および焼結の直後、焼結中にリブ端部は実質的に隆起しなかった。プロセス中にジルコニア錘を用いた場合、リブ端部は１０〜２０マイクロメートル短くなった。脱脂および焼結の後、ジルコニア錘はガラスフリットへの最低量の付着を示し、ソーダ石灰ガラスは最大量の付着を示した。焼結後ジルコニア錘上で観察されたガラスフリットはなかった。焼結後ガラスフリットの小片がソーダ石灰ガラス片に付着していた。

本発明は上述した特定の例に限定するものと考えられるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に明確に述べるように本発明のすべての態様を網羅するものと理解されるべきである。本明細書を検討することにより本発明の対象となる当該技術の技術者には本発明が適用可能な数々の構造はもとより様々な変更例、同等物が容易に明白になるであろう。

プラズマディスプレイパネルアセンブリの三次元概略図である。 パターン基板上で成形および位置合わせされた微細構造の横断面概略図である。 型を未加工状態微細構造から取り外す方法の概略図である。 未加工状態からの縮小のパターンを示すパターン基板上の微細構造の横断面概略図である。 未加工状態からの縮小のパターンを示すセラミック微細構造バリア部の端部の側断面概略図である。 基板上の湾曲を有する微細構造の第１の実施形態の横断面概略図である。 基板上の湾曲を有する微細構造の第２の実施形態の横断面概略図である。 基板上の湾曲を有する微細構造の第３の実施形態の横断面概略図である。 低減バリア部幅を有する微細構造の一実施形態の横断面概略図である。 段状端部を有する微細構造バリア部の第１の実施形態の側断面概略図である。 段状端部を有する微細構造バリア部の第２の実施形態の側断面概略図である。 先細端部を有する微細構造バリア部の側断面概略図である。 錘を併用した微細構造バリア部の側断面概略図である。 微細構造の表面の一部の概略図の断面図である。

Claims (25)

1. 基板と、
   前記基板上に配置され、それぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に含み、各バリア部と隣接のランド部とが前記ランド面から延びるとともにそれと実質的に連続している曲面を有する湾曲部により接合されている複数の微細構造と、
   を含むアセンブリ。
2. 前記基板がガラス基板上に配置された複数の電極を含むガラス基板である、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記微細構造が前記基板上の前記複数の電極と位置合わせされている、請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記曲面が１つの曲率半径により規定されている、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記曲面が前記バリア部の高さの５〜２００％の範囲にある曲率半径を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記曲面が少なくとも２つの曲率半径により規定されている、請求項１に記載のアセンブリ。
7. 最小曲率半径が前記バリア部の高さの少なくとも５％であるとともに、最大曲率半径が前記バリア部の高さの２００％以下である、請求項６に記載のアセンブリ。
8. 前記曲面が前記ランド面に近い第１の曲率半径と前記バリア面に近い第２の曲率半径とを含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径より小さい、請求項６に記載のアセンブリ。
9. 前記曲面が前記バリア部の上部より前記基板に近いバリア傾斜線上から始まる、請求項１に記載のアセンブリ。
10. 前記曲面がバリア傾斜線より前記バリア部に隣接する電極の側部に近いランド線上で終わる、請求項１に記載のアセンブリ。
11. 前記湾曲部の断面積が前記バリア部の面積の５〜８０％の範囲である、請求項１に記載のアセンブリ。
12. 前記バリア部が段状端部をさらに含む、請求項１に記載のアセンブリ。
13. 前記段状端部が少なくとも２つの段を含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 各段部が、少なくとも２０μｍの高さを有する垂直段面と、前記垂直段面の高さより大きい幅を有する水平段面とを含み、
    前記垂直段面と前記水平段面とが少なくとも９０°である段角度をなす、請求項１３に記載のアセンブリ。
15. 前記曲面と前記バリア面とが実質的に連続している、請求項１に記載のアセンブリ。
16. 基板と、
    前記基板上に配置され、バリア部とランド部とを交互に含み、前記バリア部の各々がその上部で７５μｍ以下の幅を有する複数の微細構造と、
    を含むアセンブリ。
17. パターンを形成した複数の個別アドレス可能電極を有する背面ガラス基板と、
    それぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に含み、前記バリア部の各々と隣接のランド部とが前記ランド面から延びるとともにそれと実質的に連続している曲面を有する湾曲部により接合された、前記基板上の前記電極と位置合わせされた複数のセラミック微細構造と、
    を含むアセンブリ。
18. パターン基板上に硬化性材料を配置するステップと、
    型を用いて前記硬化性材料を、前記パターン基板上に配置された複数の微細構造に成形するステップであって、前記複数の微細構造がそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に含み、各バリア部と隣接のランド部とが前記ランド面から延びるとともにそれと実質的に連続している曲面を有する湾曲部により接合されているステップと、
    を含む、微細構造を形成する方法。
19. 前記成形するステップが前記硬化性材料を硬化させるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記成形するステップが前記微細構造を処理して前記微細構造を実質的に固化するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記成形するステップが前記微細構造を脱脂および焼成して前記微細構造を実質的に固化するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記型を延伸して前記複数の微細構造の少なくとも一部を前記パターン基板と位置合わせするステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
23. セラミック粉末と硬化性一時的バインダーとの混合物を含むスラリーを複数の電極がパターン形成されたガラス基板上に配置するステップと、
    パターン型を用いて前記スラリーを、前記基板上に配置された複数の微細構造に成形するステップであって、前記複数の微細構造がそれぞれバリア面とランド面とを備えたバリア部とランド部とを交互に含み、各バリア部と隣接のランド部とが前記ランド面から延びるとともにそれと実質的に連続している曲面を有する湾曲部により接合されているステップと、
    前記硬化性一時的バインダーを硬化させて前記スラリーを固化するとともに前記スラリーを前記基板に付着させるステップと、
    前記型を取り外して前記ガラス基板に付着したスラリーの未加工状態微細構造であって、前記パターン型を実質的に複製している未加工状態微細構造を残すステップと、
    前記未加工状態微細構造を脱脂および焼成して前記一時的バインダーを実質的に焼き尽くすとともに前記セラミック粉末を焼結してセラミック微細構造を形成するステップと、
    を含む、微細構造を形成する方法。
24. 少なくとも１つの未加工状態微細構造のバリア端部に錘を加え、該錘の底部が前記バリア端部の上角部に接するステップと、
    前記未加工状態微細構造を脱脂および焼成するステップと、
    前記錘を取り外すステップと、
    を含む、微細構造のバリア端部を成形する方法。
25. 前記錘がジルコニアを含む、請求項２４に記載の方法。

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