KR20050025319A - 가요성 주형 및 그를 이용한 미세구조체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

격자 패턴 및 기타 미세구조체를 가지며, 버블의 출현 및 패턴 변형과 같은 결함을 수반하지 않고 미세구조체를 고도로 정밀하게 제조할 수 있는, PDP 리브의 제조에 유용한 가요성 주형(10)이 제공된다. 가요성 주형(10)은 10 내지 80℃에서 3,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 만들어진 기재 층(2), 및 상기 기재 층(2)의 표면을 피복하며 10 내지 80℃에서 200 cps 이하의 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 만들어진 피복 층(3)을 포함한다.

Description

가요성 주형 및 그를 이용한 미세구조체의 제조 방법{Flexible Mold and Method of Manufacturing Microstructure Using the Same}

본 발명은 성형 기술에 관한 것이다. 보다 특별하게는 본 발명은 가요성 주형 및 상기 가요성 주형을 이용하여 미세구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미세구조체의 제조 방법은 예를 들면 플라스마 디스플레이 패널의 배면 판의 리브(rib)를 제조하는 데 유리하다.

음극선 관(CRT)의 디스플레이 장치는 당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 오늘날까지 이루어진 텔레비젼 기술의 진보 및 발달로 인하여 경제적으로 대량 생산되어 왔다. 그러나 최근에는 CRT의 디스플레이 장치를 대체할 다음 세대의 디스플레이 장치로서 얇고 경량인 평판 디스플레이가 점점 더 주목을 받고 있다.

그러한 평판 디스플레이의 전형적인 예의 하나는 액정 디스플레이(LCD)이고, LCD는 이미 노트북형 개인 컴퓨터, 휴대 전화 세트, 개인용 디지털 수첩(PDA) 및 기타 이동식 전자 정보 장치의 소형 디스플레이 장치로서 사용되어 왔다. 한편, 플라스마 디스플레이 패널(PDP)은 얇고 대규모의 평판 디스플레이의 전형적인 예이다. 상기 플라스마 디스플레이 패널은 영업용 또는 가정용 벽걸이형 텔레비젼 수신기로서 실용적으로 사용되어 왔다.

전형적인 PDP는 다수의 소형 방전 디스플레이 전지를 포함한다. 일반적으로, 각각의 방전 디스플레이 전지는 공간적으로 떨어진 관계에 있는 서로 마주보는 한 쌍의 유리 기판 및 소정의 형태를 가지고 상기 유리 기판 사이에 끼인 미세구조체의 리브에 의해 둘러싸여 정의된다. 전극은 유리 기판의 내부 표면 상에 공간적으로 떨어진 관계에 있도록 배열되고 패턴형성된다. 희귀 기체를 각각의 방전 디스플레이 전지 내에 채워서, 전극 사이의 플라스마 방전에 의해 원하는 자가-발광이 수행될 수 있도록 한다. 따라서, PDP는 화각 의존성을 실질적으로 갖지 않는다.

전술한 리브는 일반적으로 세라믹 미세구조체로 형성되어 있고, 유리 기판의 배면 상에 미리 배열되어 PDP 배면 판의 일부를 구성한다. 이러한 경우, PDP 배면 판은 대부분 다음 두 종류로 크게 분류되는 형태를 갖는 리브를 갖는다. 그 중 하나는 "직선(straight) 패턴"이라고 불리는 형태이고, 예를 들면 국제 특허 공개 제 00/39829 호에 기재되어 있다. 상기 직선 패턴은 단순하고 비교적 쉽게 큰 규모를 갖는 PDP를 제조할 수 있다.

국제 특허 공개 제 00/39829 호에 기재된 바와 같이, 가요성 수지 주형이 상기 직선 패턴을 갖는 리브를 성형하는 데 사용될 수 있다. 상기 수지 주형은 다음과 같은 방법으로 제조된다. 먼저, 수지 주형의 것에 상응하는 패턴 및 형태를 갖는 금속 매스터 주형, 즉 제조될 리브의 것과 같은 패턴 및 같은 형태를 갖는 금속 매스터 주형 내에 감광성 수지를 채운다. 이어서, 상기 감광성 수지를 플라스틱 필름으로 덮고 상기 필름과 함께 경화 후 감광성 수지와 일체화되도록 경화시킨다. 그후 상기 필름을 금속 매스터 주형으로부터 감광성 수지와 함께 떼어낸다.

여기에서, 감광성 수지는 500 내지 5,000 cps의 높은 점도를 갖는다. 이는 경화시 감광성 수지의 수축을 억제하기 위한 것이다. 그러한 점도를 갖는 감광성 수지가 사용될 경우, 감광성 수지는 금속 매스터 주형과 필름 사이에 공기 버블을 포함하지 않고 충진될 수 있다.

또다른 리브는 "격자 패턴"이라고 불리는 형태를 갖는다. 격자 패턴은 직선 패턴보다 PDP의 수직 해상도의 저하를 훨씬 더 억제할 수 있다. 왜냐하면, 방전 디스플레이 전지로부터의 자외선이 밖으로 누출되기가 더 어렵기 때문이다. 직선 패턴과 비교할 경우, 격자 패턴은 보다 높은 수준에서 디스플레이 방전 전지로부터 광 방출 효율을 유지할 수 있다. 또다른 이유는 PDP의 색상 디스플레이를 위해 필요한 인광물질이 상기 방전 디스플레이 전지에 비교적 더 많은 면적으로 적용될 수 있기 때문이다.

주형은 격자 패턴을 갖는 리브의 제조를 위해서도 사용될 수 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제 11-96903 호는 진공 압축 성형 기계를 이용하여 리브 재료를 금속 매스터 주형으로 밀어 넣고, 상기 리브 재료를 냉각시킨 이어서, 이를 상기 금속 매스터 주형으로부터 빼내는 방법을 기재하고 있다. 그러나, 진공 압축 성형 기계의 크기가 제한되어 있으므로, 이는 단지 수 cm 크기를 갖는 PDP를 위한 배면 판을 제조할 수 있을 뿐이고, 보다 큰 디스플레이로서 작용할 PDP를 제조하는 데는 적합하지 않다. 일본 특허 공개 제 9-283017 호는 격자와 마주보는 패턴을 갖는 원통형 금속 매스터 주형의 사용을 개시하고 있다. 상기 금속 매스터 주형은 장벽 요소를 통해 기판 상에서 움직이고 회전하며 장벽 요소를 기판 상에 압박한다. 이러한 방식으로, 금속 매스터 주형은 격자 패턴을 갖는 리브를 제조할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 장벽 요소는 금속 매스터 주형보다 훨씬 더 연하다. 결과적으로, 상기 리브가 기판과 함께 금속 매스터 주형으로부터 분리될 때, 리브가 부서지기 쉽다. 리브의 파괴는 금속 매스터 주형의 회전/이동 방향에 수직인 방향인 리브를 갖는 기판에서 특히 현저하다.

전술한 가요성 주형이 리브의 성형에 적용될 수 있다면, 리브의 파괴는 방지될 수 있다. 그러나, 기존의 성형 기술에 따르면, 그러한 주형을 제조하기는 어렵다. 왜냐하면, 도 10A에 전형적으로 나타난 바와 같이, 500 내지 5,000 cps의 높은 점도를 갖는 감광성 수지(2)를 주형(5)과 플라스틱 필름(1) 사이에 충진할 경우에, 버블(12)을 포함하지 않고 감광성 수지(2)를 충진하는 것은 어렵기 때문이다. 감광성 수지(2)가 버블(12)을 함유한 채 광-경화되면, 버블(12)은 도 10B에 나타난 바와 같이 경화 후에 감광성 수지(2)의 내부 및 외부 표면 상에 그대로 남는다. 그러한 버블(12)은 주형을 이용하여 리브를 제조할 때 리브 결함의 결과를 가져온다. 따라서, 가급적이면 주형 내로 버블이 포함되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 높은 점도를 갖는 감광성 수지는 진공 압축 성형기 같은 진공 장치를 사용할 경우 버블을 포함하지 않고 금속 매스터 주형 내로 충진될 수 있다. 그러나, 일본 특허 공개 제 11-96903 호에 기재된 바와 같이, 진공 장치의 크기는 일반적으로 한정되어 있다. 그러므로, 단지 몇 센티미터의 측부를 갖는 주형만이 제조될 수 있고, 이는 대형 디스플레이 같은 PDP를 제조하기에는 부적합함을 의미한다.

500 cps 이하의 낮은 점도를 갖는 감광성 수지는 진공 장치를 사용하지 않는 경우에도 버블을 포함하지 않고 금속 매스터 주형 내로 충진될 수 있다. 한편, 무시할 수 없는 경화 수축 때문에 주형을 원하는 형태로 제조하기가 어려울 수 있다. 도 11A에서 전형적으로 보여지듯이 낮은 점도를 갖는 감광성 수지(3)가 금속 매스터 주형(5)과 플라스틱 필름(1) 사이에 충진될 경우, 수지(3)가 버블을 포함하지 않고 충진되기 쉽다. 그러나, 상기 감광성 수지(3)가 광-경화되는 경우, 경화 후의 감광성 수지(2)와 금속 매스터 주형(5)의 사이에 수지의 큰 경화 수축율로 인하여 공극(13)이 발달되고, 따라서 패턴의 변형을 초래한다. 이러한 패턴 변형은 일반적으로 리브(rib)에 해당하는 돌출부의 종횡비가 높은 금속 매스터 주형이 PDP용 리브 주형 같은 주형을 제조하는 데 사용될 경우 특히 현저하다. 따라서, 낮은 점도를 갖는 감광성 수지를 이용하여 제조된 주형은 PDP 배면 판 상의 넓은 범위에 걸쳐 비교적 쉽게 격자 패턴의 고품질 리브를 형성할 것으로 기대되지는 않는다.

발명의 요약

전술한 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 격자 패턴의 고-품질 PDP 리브 또는 기타 미세 구조를 제조하는 데 유용하며, 버블, 패턴 변형 등을 일으키지 않고 원하는 제품을 높은 정밀도로 제조할 수 있는 가요성 주형을 제조하는 것이다.

본 발명의 또하나의 목적은 그러한 가요성 주형을 이용하여 세라믹 미세구조체와 같은 미세구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은 하기의 상세한 설명으로부터 보다 쉽게 이해될 것이다.

본 발명의 한 국면에 따르면, 10 내지 80℃에서 3,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 만들어진 기재 층, 및 10 내지 80℃에서 200 cps 이하의 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 만들어지고 기재 층의 표면을 피복하는 피복 층을 포함하는, 그 표면 상에 소정의 형태 및 소정의 크기를 갖는 골(groove) 패턴을 갖는 가요성 주형이 제공된다.

본 발명의 또다른 국면에 따르면, 기판의 표면 상의 돌출 패턴의 것에 상응하는 형태와 크기를 갖는 골 패턴을 가지며, 10 내지 80℃에서 3,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 만들어진 기재 층, 및 10 내지 80℃에서 200 cps 이하의 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 만들어지고 기재 층의 표면을 피복하는 피복 층을 포함하는 가요성 주형을 제조하는 단계; 기판과 주형의 피복 층 사이에 경화성 성형 재료를 배치하고 상기 성형 재료를 상기 주형의 골 패턴 내에 충진하는 단계; 상기 성형 재료를 경화시키고 기판 및 상기 기판에 일체화되어 접착된 돌출 패턴을 갖는 미세구조체를 형성하는 단계; 상기 미세구조체를 주형에서 이탈시키는 단계를 포함하는, 기판의 표면 상에 소정의 형태 및 소정의 크기를 갖는 돌출 패턴을 갖는 미세구조체의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 구현예에 따르는 가요성 주형을 보여주는 투시도이다.

도 2는 도 1의 선 II-II를 따라 자른 단면도이다.

도 3A 내지 3C는 본 발명에 따른 가요성 주형의 제조 방법(전반 단계)을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 4D 및 4E는 본 발명에 따른 가요성 주형의 제조 방법(후반 단계)을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 가요성 주형의 제조 공정 도중 제1 및 제2 경화성 재료의 배치를 보여주는 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 가요성 주형의 제조 공정 도중 제1 및 제2 경화성 재료의 배치를 보여주는 단면도이다.

도 7A 내지 7D는 본 발명에 따른 PDP 배면 판의 제조 방법(전반 단계)을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 8E 내지 8G는 본 발명에 따른 PDP 배면 판의 제조 방법(후반 단계)을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

도 9는 구현예에서 제조된 PDP 배면 판의 외관을 나타내는 투시도이다.

도 10A 및 10B는 가요성 주형의 종래 제조 방법의 하나의 문제점을 보여주는 단면도이다.

도 11A 및 11B는 가요성 주형의 종래 제조 방법의 또하나의 문제점을 보여주는 단면도이다.

본 발명은 가요성 주형 및 상기 가요성 주형을 사용하는 미세구조체의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 구현예를 첨부 도면을 참고하여 설명할 것이다. 그러나 당업자가 잘 인식할 것인 바, 본 발명은 이하의 구현예에 특별하게 국한되지 않는다. 또한, 도면에서 동일 또는 상응하는 부분을 확인하기 위해 동일한 참고 번호가 사용된다.

도 1은 본 발명의 구현예에 따르는 가요성 주형을 나타내는 부분 투시도이고, 도 2는 도 1의 선 II-II를 따라 자른 단면도이다.

이들 도면에서 보는 바와 같이, 가요성 주형(10)은 그 표면 상에 소정의 형태와 소정의 크기를 갖는 골 패턴을 갖는다. 골 패턴은 서로 교차되고 소정의 간격을 유지하면서 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 골 부분(4)에 의해 정의된 격자 패턴이다. 가요성 주형(10)은 그 표면에 격자 패턴 구멍의 골 부분을 가지므로, 다른 미세구조체의 제조에도 적합하게 적용될 수 있지만, 예를 들면 격자 돌출 패턴을 갖는 PDP 리브를 형성하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 가요성 주형(10)은 필요하다면 추가의 층을 포함할 수 있거나, 상기 주형을 구성하는 각 층에 임의의 처리가 적용될 수 있다. 그러나, 가요성 주형(10)은 기본적으로 도 2에 나타낸 바와 같은 기재 층(2) 및 피복 층(3)을 포함한다.

가요성 주형(10)의 기재 층(2)은 10 내지 80℃의 온도에서 측정할 때 3,000 내지 100,000 cps의 비교적 높은 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 실질적으로 균일하게 제조되지만, 실질적으로 버블을 포함하지 않고 유지된다. 일반적으로, 상기 제1 경화성 재료는 경화시에 실질적으로 수축되지 않는다. 따라서, 상기 제1 경화성 재료로 만들어진 골을 갖는 주형은 쉽게 변형되지 않으며 우수한 치수 안정성을 갖는다.

제1 경화성 재료는 열-경화성 재료 또는 광-경화성 재료이다. 특히, 상기 제1 경화성 재료가 광-경화성 재료일 경우, 가요성 주형은 연장된 가열로를 필요로 하지 않고 비교적 짧은 시간 내에 제조될 수 있다. 제1 경화성 재료로서 유용한 광-경화성 재료는 입수의 용이함 때문에 올리고머(경화성 올리고머)를 주로 함유한다. 특히 올리고머가 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및/또는 에폭시 아크릴레이트 올리고머와 같은 아크릴 올리고머일 경우, 기재 층은 광학적으로 투명하다. 따라서, 상기 기재 층이 추후 기재하는 바와 같은 투명한 피복 층과 조합될 경우, 상기 가요성 주형은 광-경화성 성형 재료를 사용할 수 있다. 성형 재료는 가요성 주형을 통해 조사될 수 있다.

피복 층(3)은 기재 층(2)과 긴밀하게 접착되어 기재 층(2)의 표면 상에 배치된다. 이러한 경우, 기재 층(2)과 그 위에 있는 피복 층(3) 사이에 버블이 배제된다. 피복 층(3)은 10 내지 80℃에서 측정할 경우 200 cps 이하의 비교적 낮은 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 실질적으로 균일하게 형성되며, 공기 버블을 실질적으로 포함하지 않는다. 상기 제2 경화성 재료는 낮은 점착성을 갖는 것이 바람직하다. 피복 층(3)이 낮은 점착성을 가지므로, 가요성 주형의 표면 상의 점착성이 낮아진다. 따라서, 취급 성질이 개선될 수 있고, 형성 주형의 기판 및 제조 장치에 대한 접착이 방지될 수 있다.

제2 경화성 재료도 제1 경화성 재료와 마찬가지로 열-경화성 재료이거나 광-경화성 재료일 수 있다. 그러나, 제1 경화성 재료와는 달리, 제2 경화성 재료에 유용한 광-경화성 재료는 단량체(경화성 단량체)를 포함한다. 특히 단량체가 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 아크릴산 에스테르 등과 같은 아크릴 단량체인 경우, 상기 피복 층은 광학적으로 투명해진다. 따라서, 가요성 주형은 전술한 바와 같이 투명한 기재 층과 조합된 광-경화성 성형 재료를 사용할 수 있다.

다시 도 2로 돌아와서, 본 발명에 따른 가요성 주형(10)에서 각각의 골 부분(4)의 바닥에서 기재 층(2)의 배면까지의 거리(d)는 골 부분(4)의 깊이(L)의 1/10 이상인 것이 바람직하다. 그러한 치수 구조가 사용될 경우, 골 부분의 형성은 오직 기재 층에만 의존하므로, 주형(10) 및 골 부분(4)의 변형이 일어나기 어렵게 된다. 반대로, 그 거리(d)가 골 부분(4)의 깊이(L)의 1/10 미만인 경우에, 골 부분(4)은 도 6을 참고하여 후술하는 바와 같이 피복 층(3) 만으로 실질적으로 형성되기가 쉽다. 이러한 경우, 경화에 의한 수축이 커져 변형이 일어나기 쉽다.

바람직하게는, 기재 층(2)은 그 배면 상에 지지 층을 더 포함한다. 지지 층은 주형을 변형시키지 않고 지지할 수 있는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 지지 필름이 그 예의 하나이지만, 어떤 식으로든 제한적인 것은 아니다. 상기 지지 필름은 후술하는 바와 같이 기재 층을 형성하는 데 유리하게 사용될 수 있다.

지지 필름은 다양한 두께로 사용될 수 있다. 그러나, 기계적 강도 및 취급 성질의 관점에서, 필름 두께는 일반적으로 50 내지 500 ㎛, 바람직하게는 100 내지 400 ㎛이다. 바람직하게는, 상기 지지 필름은 광학적으로 투명하다. 지지 필름이 광학적으로 투명할 경우에, 경화를 위해 조사되는 광선은 상기 필름을 통해 투과될 수 있다. 그러므로, 광-경화성의 제1 및 제2 경화 재료를 각각 사용하여 기재 층 및 피복 층을 형성하는 것이 가능하다. 특히 지지 필름이 투명 재료로 균일하게 형성되는 경우, 균일한 기재 층 및 균일한 피복 층이 더욱 효과적으로 형성될 수 있다. 투명 지지 필름의 전형적인 예는 입수 용이성의 관점에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 폴리카보네이트이다. 바람직한 PET 지지 필름은 상기 가요성 주형이 사용되는 환경 하에 흡수할 수 있는 거의 최대값으로 습기를 함유하며 소정의 크기를 갖는다. 따라서, 상기 지지 필름은 가요성 주형의 사용 도중 골 부분의 형태를 유지할 수 있고, 성형품의 크기 및 형태 변동을 제한할 수 있다.

본 발명에 따른 가요성 주형은 다양한 수단에 의해 제조될 수 있다. 광-경화성의 제1 및 제2 경화성 재료가 사용될 경우, 예를 들면, 상기 가요성 주형은 도 3 및 도 4에 나타낸 순서로 유리하게 제조될 수 있다.

먼저, 제조하고자 하는 가요성 주형의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 금속 매스터 주형(5), 투명 지지 필름(1) 및 라미네이트 롤(23)을 도 3A에 나타낸 것과 같이 준비한다. 여기에서, 가요성 주형은 PDP 배면 판을 제조하는 데 사용되므로, 특히, 상기 금속 매스터 주형(5)은 그 표면 상에 PDP 배면 판의 리브의 것과 동일한 패턴 및 동일한 형태를 갖는 구획을 갖는다. 따라서, 인접한 구획(14)에 의해 정의된 공간(오목한 부분)(15)은 PDP의 방전 디스플레이 전지가 되도록 하는 부분이다. 라미네이트 롤(23)은 지지 필름(1)을 금속 매스터 주형(5)에 압축시키기 위한 수단이고, 공지의 통상적인 라미네이트 수단이 필요하다면 상기 라미네이트 롤(23) 대신에 사용될 수 있다.

이어서, 나이프 피복기 또는 바 피복기와 같은 공지의 통상적인 피복 수단(도시되지 않음)을 사용하여 지지 필름(1)의 표면 중 하나에 상기 광-경화성 제1 경화성 재료(2)를 도 3B에 나타낸 소정의 두께로 적용한다. 상기 광-경화성 제2 경화성 재료(3)를 같은 방법에 의해 금속 매스터 주형(5)의 구획-고정 표면에 소정 두께로 적용하고, 구획(14)의 사이의 간격으로 정의된 오목한 부분(15) 내로 충진한다. 본 발명에서, 제2 경화성 재료(3)는 그 낮은 점도로 인하여 유동화되기 쉽다. 따라서, 금속 매스터 주형(5)이 높은 종횡비를 갖는 구획(14)을 갖는 경우에도, 상기 제2 경화성 재료(3)는 버블을 포함하지 않고 균일하게 충진될 수 있다.

이어서, 라미네이트 롤(23)을 도 3C의 화살표 (A)로 나타낸 방향으로 상기 금속 매스터 주형(5) 상에 미끄러지게 하는 한편, 상기 제1 경화성 재료(2) 및 제2 경화성 재료(3)는 서로 접착을 유지하게 한다. 상기 라미네이트 처리의 결과, 상기 제2 경화성 재료(3)가 오목한 부분(15)으로부터 실질적으로 제거될 수 있다.

라미네이트 처리 도중, 양자의 경화성 재료를 접착시키면서 구획(14)의 상단(자유로운 말단)으로부터 지지 필름(1)까지의 거리를 상기 구획의 높이보다 충분히 크게 (예를 들면 구획의 높이의 1/10 이상) 유지하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 구획(14)의 공간으로부터 상기 제2 경화성 재료(3)의 대부분을 효과적으로 배제하고 그를 도 5에 나타낸 것과 같이 제1 경화성 재료(2)로 대체하는 것이 가능하기 때문이다. 그 결과, 기재 층(2)은 피복 층(3) 옆의 주형의 골 패턴을 형성하는 데 사용될 수 있다.

반대로, 도 6에 나타낸 바와 같이 구획(14)의 상단(자유로운 말단)으로부터 지지 필름(1)까지의 거리가 구획의 높이보다 충분히 더 작을 경우(예를 들면 구획의 높이의 1/10보다 작을 경우), 상기 제2 경화성 재료(3)는 구획(14)의 공간으로부터 거의 배제될 수 없고 제1 경화성 재료(2)에 의해 대체될 수 없다. 따라서, 상기 주형의 골 패턴은 상기 피복 층(3)으로 거의 완전히 구성된다.

라미네이트 처리가 완결된 후, 상기 지지 필름(1)이 도 4D에 나타낸 것과 같이 금속 매스터 주형(5) 상에 적층된 상태에서, 상기 제1 및 제2 경화성 재료(2 및 3)를 상기 지지 필름(1)을 통하여 광(hν)으로 조사한다. 상기 지지 필름(1)이 버블과 같은 광 산란 요소를 함유하지 않으며 투명 재료로 균일하게 형성되는 경우, 조사되는 광선은 약화되지 않고 제1 및 제2 경화성 재료(2 및 3)에 균일하게 도달할 수 있다. 그 결과, 상기 제1 경화성 재료가 효율적으로 경화되어 지지 필름(1)에 접착된 균일한 기재 층(2)을 제공한다. 제2 경화성 재료 또한 유사하게 경화되어 상기 기재 층(2)에 접착된 균일한 피복 층(3)을 제공한다.

전술한 일련의 제조 단계 후, 서로에 대하여 일체적으로 접착된 지지 필름(1), 기재 층(2) 및 피복 층(3)을 포함하는 가요성 주형이 수득된다. 그 후, 상기 가요성 주형(10)을, 도 4E에 나타낸 것과 같이 그 일체성을 유지하면서 금속 매스터 주형(5)에서 이탈시킨다.

상기 가요성 주형은 공지의 통상적인 라미네이트 수단 및 피복 수단에 따라 그 크기와 무관하게 비교적 쉽게 제조될 수 있다. 따라서, 진공 압축 기계와 같은 진공 장비를 이용하는 통상의 제조 방법과는 달리, 본 발명은 어떠한 제한도 없이 대형의 가요성 주형을 쉽게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가요성 주형은 각종 미세구조체를 제조하는 데 유용하다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제 2001-191345 호에 개시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주형은 격자 패턴을 갖는 PDP의 리브(미세구조체)을 성형하는 데 특별히 극도로 유용하다. 상기 가요성 주형이 사용되는 경우, 진공 장비 및/또는 복잡한 공정 대신 라미네이트 롤을 단순히 사용함으로써, 자외선이 방전 디스플레이 전지로부터 쉽게 누출되지 않는, 격자 리브를 갖는 대형 스크린 PDP를 쉽게 제조하는 것이 가능해진다.

이어서, 도 1 내지 3에 나타낸 제조 장비를 사용하여 편평한 유리 시트 상에 리브를 갖는 PDP 기판을 제조하는 방법을 도 7 및 8을 들어 설명한다.

먼저, 도 7A에 나타난 바와 같이, 소정의 간격을 갖는 평행 전극(32)을 갖는 편평한 유리 시트(31)를 미리 제조하고, 이어서 지지 테이블(21) 상에 배열한다. 도시되지 않은 배치가 가능한 스테이지가 사용될 경우, 편평한 유리 시트(31)를 지지하는 지지 테이블(21)을 상기 스테이지의 소정 위치에 놓는다.

이어서, 본 발명에 따라 그 표면에 골 패턴을 갖는 가요성 주형(10)을 상기 편평한 유리 시트(31) 위의 소정 위치에 고정시킨다.

편평한 유리 시트(31)와 주형(10)을 서로에 대하여 위치시킨다. 상세하게 말하면, 이러한 위치는 육안으로 결정되거나, 또는 도 7B에 나타낸 것과 같이 CCD 카메라 같은 센서(29)를 사용하여, 주형(10)의 골 부분과 편평한 유리 시트(31)의 전극이 평행하도록 결정된다. 이 때, 주형(10)의 골 부분 및 편평한 유리 시트(31) 상의 인접한 전극 사이의 간격은 필요에 따라 온도 및 습도를 조절함으로써 조화될 수 있다. 일반적으로, 상기 주형(10) 및 편평한 유리 시트(31)는 온도 및 습도의 변화에 따라 신장 및 수축되고, 상기 편평한 유리 시트(31)과 주형(10) 사이의 배치가 완결될 때 온도 및 습도를 일정하게 유지하도록 제어가 수행된다. 그러한 제어 방법은 넓은-면적의 PDP 기판의 제조를 위해 특히 효과적이다.

이어서, 도 7C에 나타낸 바와 같이 라미네이트 롤(23)을 주형(10)의 말단 부분의 하나에 고정시킨다. 주형(10)의 말단 부분의 하나는 이 때 편평한 유리 시트(31) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 미리 배치된 편평한 유리 시트(31) 및 주형(10) 사이의 위치의 편차가 방지될 수 있다.

이어서, 도 7D에 나타낸 바와 같이, 주형(10)의 다른 자유로운 말단 부분을 들어 올리고 라미네이트 롤(23) 위의 홀더(28)로 움직여 상기 편평한 유리 시트(31)를 노출시킨다. 이 때, 주형(10)의 주름을 방지하고 주형(10)과 편평한 유리 시트(31) 사이의 위치를 유지하기 위해, 주형(10)에 어떠한 인장력도 부여되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 위치가 유지될 수 있는 한, 다른 수단이 사용될 수도 있다. 리브를 형성하는 데 필요한 리브 전구체(33)의 소정 양을 상기 편평한 유리 시트(31) 상에 공급한다. 도면에 나타낸 실시예는 리브 전구체 공급기로서 노즐을 갖는 페이스트 호퍼(27)를 사용한다.

여기에서, "리브 전구체"라는 용어는 최종 목적으로서 리브 성형품을 형성할 수 있는 임의의 성형 재료를 의미하며, 그들이 리브 성형품을 형성할 수 있는 한 재료를 특별하게 한정하지 않는다. 리브 전구체는 열-경화형 또는 광-경화형일 수 있다. 도 8F와 관련하여 하기 설명하는 바와 같이, 광-경화 리브 전구체는 특히, 전술한 투명 가요성 주형과 조합되어 극히 효과적으로 사용될 수 있다. 가요성 주형은 버블 및 변형과 같은 결함을 거의 갖지 않으며 빛의 불균일한 산란을 억제할 수 있다. 결과적으로, 성형 재료는 균일하게 경화되어 일정하고 우수한 품질을 갖는 리브를 제공한다.

리브 전구체를 위해 적합한 조성물의 예는 기본적으로 (1) 산화 알루미늄 같은, 리브 형태를 부여하는 세라믹 성분, (2) 세라믹 성분들 사이에 간격을 채우고 리브에 조밀함을 부여하는, 납 유리 또는 인산염 유리와 같은 유리 성분 및 (3) 세라믹 성분과 유리 성분을 저장하고, 유지하며 접착시키는 결합재 성분, 및 상기 결합재 성분을 위한 경화제 또는 중합 개시제를 함유한다. 바람직하게는, 상기 결합재 성분의 경화는 열에 의존하지 않고 빛의 조사를 이용한다. 그러한 경우, 편평한 유리 시트의 열변형을 고려할 필요가 없다. 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 인듐(In) 또는 주석(Sn), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 이리듐(Ir), 플라티늄(Pt), 금(Au) 또는 세륨(Ce)의 산화물, 염 또는 착물로 구성되는 산화 촉매가 결합재 성분의 제거 온도를 낮추기 위해 상기 조성물에 필요에 따라 첨가된다.

도면에 나타낸 제조 방법의 실시에서, 리브 전구체(33)는 상기 편평한 유리 시트(31)의 전체 부분에 균일하게 공급되지는 않는다. 달리 말하면, 상기 리브 전구체(33)는 도 7D에 나타낸 바와 같이 라미네이트 롤(23)에 근접하는 편평한 유리 시트(31)에만 공급될 수 있다. 이는, 라미네이트 롤(23)이 이어지는 단계에서 주형(10) 상에 움직일 때 리브 전구체(33)가 균일하게 펴질 수 있기 때문이다. 그러나, 상기 리브 전구체(33)는 이 경우, 바람직하게는 약 100,000 cps 이하, 더욱 바람직하게는 약 20,000 cps 이하의 점도를 갖는다. 리브 전구체의 점도가 약 100,000 cps보다 높은 경우, 상기 라미네이트 롤은 리브 전구체를 충분히 펼 수 없어, 주형의 골 부분 내에 공기가 포함되어 리브 결함의 결과를 가져온다. 사실 상, 리브 전구체의 점도가 약 100,000 cps 이하일 경우, 라미네이트 롤이 상기 편평한 유리 시트의 말단 부분의 하나에서 일단 다른 말단까지 이동할 때에만 상기 편평한 유리 시트와 주형 사이에 리브 전구체가 균일하게 펴지고, 상기 리브 전구체는 버블을 포함하지 않고 모든 골 부분 내에 균일하게 충진될 수 있다. 그러나, 리브 전구체의 공급 방법은 전술한 방법에 국한되지 않는다. 예를 들면, 도면에는 나타내지 않은 방법이지만, 리브 전구체는 상기 편평한 유리 시트의 전체 표면에 피복될 수 있다. 이 때, 피복을 위한 리브 전구체는 전술한 점도와 같은 점도를 갖는다. 특히, 격자 패턴의 리브가 형성될 때, 점도는 20,000 cps 이하, 바람직하게는 약 5,000 cps 이하이다.

이어서, 회전하는 모터(도시되지 않음)를 구동시켜 주형(10) 상의 라미네이트 롤(23)을 도 8E의 화살표로 표시된 것과 같이 소정의 속도로 이동시킨다. 라미네이트 롤(23)이 이런 방식으로 주형(10) 상에서 움직이는 동안, 라미네이트 롤(23)의 자체-중량으로 인하여 압력이 그 말단 중 하나에서부터 다른 말단까지 주형(10)에 연속적으로 적용된다. 결과적으로, 리브 전구체(33)가 편평한 유리 시트(31)과 주형(10)의 사이에 펴지고, 성형 재료가 주형(10)의 골 부분 내에 충진된다. 달리 말하면, 골 부분의 리브 전구체(33)가 공기를 연속적으로 대체하고 충진된다. 이 때 전구체의 두께는 리브 전구체의 점도 또는 라미네이트 롤의 직경, 중량 또는 이동 속도가 적절하게 제어될 때 수 마이크론 내지 수십 마이크론의 범위로 조절될 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 따르면, 주형의 골 부분이 공기의 채널로 작용하거나 공기를 수집하는 경우에도, 그것이 공기를 외부로 또는 그들이 전술한 압력을 받을 경우에 주형의 주위로 효과적으로 방출시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 제조 방법은 대기압에서 리브 전구체의 충진이 수행될 때에도 잔류 버블을 방지할 수 있다. 달리 말하면, 리브 전구체를 충진하기 위해 진공이 필요하지 않다. 말할 필요도 없이, 버블은 진공에서 더 쉽게 제거될 수 있다.

이어서, 상기 리브 전구체를 경화시킨다. 편평한 유리 시트(31) 상에 펴지는 리브 전구체(33)가 광-경화형의 것일 경우, 상기 리브 전구체(도시되지 않음)는 도 8F에 특히 나타낸 바와 같이 편평한 유리 시트(31) 및 주형(10)과 함께 광 조사 장치(26) 내에 놓여지고, 자외선(UV)과 같은 광선이 편평한 유리 시트(31) 및/또는 주형(10)을 통하여 리브 전구체에 조사되어 리브 전구체를 경화시킨다. 이러한 방식으로, 리브 전구체의 성형품, 즉, 리브 그 자체가 수득될 수 있다.

마지막으로, 상기 편평한 유리 시트(31)에 접착된 채로 수득되는 리브, 편평한 유리 시트(31) 및 주형(10)을 상기 광 조사 장치로부터 꺼내고, 주형(10)을 벗기고 제거한다. 본 발명에 따른 주형은 양호한 취급 성질을 가지므로, 상기 편평한 유리 시트에 접착된 리브를 파손하지 않고 주형을 쉽게 벗겨 제거할 수 있다.

본 발명을 하나의 바람직한 구현예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 거기에 특별하게 제한되는 것은 아니다.

가요성 주형은 본 발명의 목적, 실행 및 효과를 이룰 수 있는 한 전술한 형태에 특별히 국한되지 않는다. 예를 들면, 가요성 주형은 서로 교차되지 않고 그들 사이에 간격을 가지면서 서로에 대하여 실질적으로 평행한 복수의 골 부분을 배열함으로써 형성된 소위 "직선형 골 패턴"을 가질 수 있다. 그러한 가요성 주형은 직선형 패턴의 PDP 리브를 형성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 가요성 주형은 PDP 리브를 형성하기 위해 사용될 뿐 아니라, 유사한 형태 또는 패턴을 갖는 다양한 미세구조체를 형성하는 데 유리하게 사용될 수 있다.

본 발명을 몇 가지 실시예로써 더욱 구체적으로 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 당업자에 의해 잘 알 수 있듯이 이하의 실시예에 국한되지 않는다.

실시예 1

PDP 배면 판을 제조하기 위해, 본 실시예는 도 9에 전형적으로 나타낸 바와 같은 격자 패턴의 구획(14)을 갖는 직사각형 금속 매스터 주형(5)을 제조하였다. 이하에 더욱 상세히 설명한다. 상기 금속 매스터 주형(5)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 세로 방향에서 소정의 피치로 등변 사다리꼴 부분을 갖는 세로 구획(세로 리브) 및 상기 세로 리브에 수직인 방향으로 소정의 피치로 등변 사다리꼴 부분을 갖는 가로 구획(가로 리브)을 배열함으로써 구성되었다. 세로 및 가로 방향으로 구획(14)에 의해 정의되는 공간(오목한 부분)(15)이 PDP의 방전 디스플레이 전지이다.

	피치	높이	상단 폭	바닥 폭	테이퍼 각
세로 리브	300 ㎛	208 ㎛	55 ㎛	115 ㎛	82°
가로 리브	500 ㎛	208 ㎛	37 ㎛	160 ㎛	75°

80 중량％의 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머(Henkel Co.의 제품, 상품명 "포토머(Photomer) 6010"), 20 중량％의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(Shin-Nakamura Kagaku K.K.의 제품) 및 1 중량％의 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(Ciba Specialties Co.의 제품, 상품명 "다로큐어(Darocure) 1173")을 혼합하여 제1 경화성 재료를 제조하였다. 상기 제1 경화성 재료의 점도를 측정하면, 이는 22℃에서 8,500 cps였다. 브루크필드 점도계(B 형 점도계)를 이용하여 상기 제1 경화성 재료의 점도를 측정하였다. 측정 방식은 20 rpm의 회전 수에서 스핀들 #5를 사용하였다.

또한, 전술한 40 중량％의 포토머 6010, 60 중량％의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 1 중량％의 다로큐어 1173을 혼합하여 제2 경화성 재료를 제조하였다. 상기 제2 경화성 재료의 점도를 전술한 것과 같은 방식으로 측정할 때, 이는 22℃에서 110 cps였다.

이어서, 전술한 방식으로 제조된 제1 경화성 재료를 188 ㎛의 두께를 갖는 PET 지지 필름에 200 ㎛의 두께로 피복하였다. 한편, 금속 주형의 오목한 부분을 채우도록 하는 방식으로 별도로 제조된 금속 주형의 표면에 제2 경화성 재료를 피복하였다.

상기 지지 필름 상의 제1 경화성 재료를, 금속 매스터 주형의 구획의 상단의 상부 표면으로부터 지지 필름까지의 거리가 25 ㎛가 되도록 하는 방식으로 라미네이트 롤을 사용하여 상기 금속 매스터 주형 상에서 상기 제2 경화성 재료와 함께 적층하였다.

300 내지 400 nm의 파장을 갖는 광선을 미쓰비시 덴키-오슬람 사(Mitsubishi Denki-Oslam K.K.)의 제품인 형광등으로부터 지지 필름을 통해 상기 상태 하에 상기 제1 및 제2 경화성 재료에 30 초 동안 조사하였다. 제1 및 두번재 경화성 재료를 각각 경화시켜 기재 층 및 이를 덮은 피복 층을 수득하였다. 이어서, 지지 필름을 기재 층 및 피복 층과 함께 금속 매스터 주형으로부터 벗겨 내어 가요성 주형을 수득하였다.

수득된 가요성 주형을 광학 현미경을 통해 검사하면, 버블의 존재 및 패턴의 변형이 주형 상에서 확인되지 않았다.

실시예 2

지지 필름 상의 제1 경화성 재료가, 금속 매스터 주형의 구획의 상단의 상부 표면으로부터 지지 필름까지의 거리가 55 ㎛가 되도록 하는 방식으로 상기 제2 경화성 재료와 함께 적층되는 것 외에는 실시예 1에서와 같은 방법으로 가요성 주형을 제조하고 검사하였다.

본 실시예의 가요성 주형에서도, 버블의 존재 및 패턴의 변형은 확인되지 않았다.

실시예 3

50 중량％의 포토머 6010, 50 중량％의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 1 중량％의 다로큐어 1173을 혼합하여 22℃에서 200 cps의 점도를 갖는 제2 경화성 재료를 제조하는 것 외에는 실시예 1에서와 같은 방법으로 가요성 주형을 제조하고 검사하였다.

본 실시예의 가요성 주형에서도, 버블의 존재 및 패턴의 변형은 확인되지 않았다.

실시예 4

100 중량％의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 1 중량％의 다로큐어 1173을 혼합하여 22℃에서 18 cps의 점도를 갖는 제2 경화성 재료를 제조하는 것 외에는 실시예 1에서와 같은 방법으로 가요성 주형을 제조하고 검사하였다.

본 실시예의 가요성 주형에서도, 버블의 존재 및 패턴의 변형은 확인되지 않았다.

비교예 1

제2 경화성 재료를 사용하지 않고, 제1 경화성 재료를 그것이 지지 필름에 대하여 200 ㎛의 두께로 피복된 후 금속 매스터 주형과 함께 적층하며, 상기 금속 매스터 주형의 구획의 상단의 상부 표면에서 지지 필름까지의 거리가 비교를 위해 25 ㎛인 것 외에는 실시예 1에서와 같은 방법으로 가요성 주형을 제조하고 검사하였다.

본 비교예의 가요성 주형에서는 다수의 버블의 존재가 확인되었다. 그러나, 패턴의 변형은 확인되지 않았다.

비교예 2

금속 매스터 주형에 피복된 제2 경화성 재료의 말단 부분 중 하나 위에 제1 경화성 재료를 직선으로 배치하고, 상기 라미네이션 롤을 상기 제1 경화성 재료의 외부 모서리 부분에 배열한 후 상기 제2 경화성 재료가 적용된 금속 매스터 주형의 다른 말단 부분으로 라미네이션 롤을 이동시키고, 상기 금속 매스터 주형의 구획의 상단의 상부 표면으로부터 지지 필름까지의 거리를 비교를 위해 25 ㎛로 한 것 외에는 실시예 1에서와 같은 방법으로 가요성 주형을 제조하고 검사하였다.

본 비교예의 가요성 주형에서 버블의 존재는 확인되지 않았지만, 패턴의 변형이 국소적으로 확인되었다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 고품질의 격자 패턴 또는 기타 미세구조체를 갖는 PDP 리브를 제조하기에 유용한 가요성 주형을 제공할 수 있으며, 버블의 출현 및 패턴 변형과 같은 결함을 수반하지 않고 미세구조체를 고도로 정밀하게 제조할 수 있다.

또한 본 발명은 고품질의 격자 패턴을 갖는 PDP 리브 또는 다양한 기타 미세구조체를 비교적 쉽게 제조하는 데 효과적인 가요성 주형을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 고품질의 격자 패턴을 갖는 PDP 리브 또는 세라믹 미세구조체와 같은 여타 미세구조체의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (10)

10 내지 80℃에서 3,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 만들어진 기재 층; 및

10 내지 80℃에서 200 cps 이하의 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 만들어지고 상기 기재 층의 표면을 피복하는 피복 층을 포함하는, 그 표면 상에 소정의 형태 및 소정의 크기를 갖는 골(groove) 패턴을 갖는 가요성 주형.

제1항에 있어서, 상기 기재 층 및 상기 피복 층이 투명한 가요성 주형.

제1항에 있어서, 상기 제1 경화성 재료 및 상기 제2 경화성 재료가 광-경화성 재료인 가요성 주형.

제1항에 있어서, 상기 기재 층의 배면 상에 지지 층을 더 포함하는 가요성 주형.

제4항에 있어서, 상기 지지 층이 투명한 가요성 주형.

제1항에 있어서, 상기 골 패턴이 소정의 간격으로 서로 교차되면서 서로 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 골 부분으로 구성된 격자-같은 패턴을 갖는 가요성 주형.

기판의 표면 상의 돌출 패턴의 것에 상응하는 형태와 크기를 갖는 골 패턴을 가지며, 10 내지 80℃에서 3,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 제1 경화성 재료로 만들어진 기재 층, 및 10 내지 80℃에서 200 cps 이하의 점도를 갖는 제2 경화성 재료로 만들어지고 기재 층의 표면을 피복하는 피복 층을 포함하는 가요성 주형을 제조하는 단계;

기판과 상기 주형의 상기 피복 층 사이에 경화성 성형 재료를 배치하고 상기 성형 재료를 상기 주형의 상기 골 패턴 내에 충진하는 단계;

상기 성형 재료를 경화시키고 상기 기판 및 상기 기판에 일체화되어 접착된 상기 돌출 패턴을 갖는 미세구조체를 형성하는 단계;

상기 미세구조체를 상기 주형에서 이탈시키는 단계를 포함하는, 기판의 표면 상에 소정의 형태 및 소정의 크기를 갖는 돌출 패턴을 갖는 미세구조체의 제조 방법.

제7항에 있어서, 상기 성형 재료가 광-경화성 재료인 제조 방법.

제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 미세구조체가 플라스마 디스플레이 패널용 배면 판인 제조 방법.

제9항에 있어서, 서로 실질적으로 평행인 일련의 어드레스 전극을 그들 사이에 소정의 간격을 유지하면서 독립적으로 배열하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.