KR20060126546A

KR20060126546A - 전이 금형, 그의 제조 방법 및 미세 구조의 제조 방법

Info

Publication number: KR20060126546A
Application number: KR1020067015783A
Authority: KR
Inventors: 치카후미 요코야마; 아키라 요다; 히로시 키쿠치
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-12-07
Also published as: JP2007521985A; TW200533495A; US20050206034A1; CA2552497A1; CN1902035A; EP1704031A1; JP2005193473A; WO2005068148A1

Abstract

본 발명은 전이 패턴 층과는 상이한 물질로 이루어진 기재 층에 의해 지지된, 중합체 물질로 이루어진 양각 돌출 패턴 표면을 갖는 전이 패턴 층을 포함하는 전이 금형에 관한 것이다. 상기 전이 패턴 층은 상온에서 경화가능한 조성물로부터 형성된다. 본 발명은 또한 전이 금형의 양각 및 음각 복제를 생성하는 방법, 및 전이 금형의 성형된 복제로부터 미세 구조(예를 들면, 플라스마 장벽 립을 제공하는 방법에 관한 것이다.

전이 금형, 미세 구조, 전이 패턴, 양각, 돌출, 플라스마, 장벽, 립

Description

전이 금형, 그의 제조 방법 및 미세 구조의 제조 방법{Transfer Mold, Production Method Thereof and Production Method of Fine Structure}

플라스마 디스플레이 패널(PDP)은 얇고 대형의 스크린을 갖는 평면판 디스플레이로서 근년에 점점 더 관심을 받고 있다. 그러한 패널은 사업 목적으로, 및 벽걸이용 텔레비전 세트로서 사용된다.

플라스마 디스플레이 패널(PDP)은 일반적으로 다수의 미세한 방전 디스플레이 셀을 포함한다. 각각의 방전 디스플레이 셀은 유리 기질 사이에 장벽 파티션("장벽 립(rib)"이라고도 함)으로 서로로부터 간격을 두고 있는 한 쌍의 유리 기질에 의해 둘러싸이고 정의된다. 상기 장벽 립은 일반적으로 세라믹 물질의 미세 구조로 구성된다. 한 세트의 평행한 장벽 립이 사용될 경우, 상기 장벽 립은 줄무늬를 형성한다. 상기 구현예에서, 상기 방전 디스플레이 셀은 장벽 립 사이에 있는 함몰된 홈(trough depression)이다. 그렇지 않으면, 상기 장벽 파티션은 격자 패턴을 가질 수 있다.

장벽 립을 형성하는 몇 가지 방법이 공지되어 있다. 예를 들면 JP 9-283017 및 JP 10-134705를 참고하라.

도 1은 PDP의 일례를 보여주는 단면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 PDP에 사용된 PDP 배면판을 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따르는 전이 금형을 보여주는 사시도이다.

도 4는 도 3에서 선 IV-IV을 따라 자른 금형의 단면도이다.

도 5A-5C는 본 발명에 따르는 전이 금형의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.

도 6은 도 5에 나타낸 제조 방법에서 매트릭스로 사용된 마스터 금형의 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따르는 미세 구조의 제조 방법의 기본적 개념을 보여주는 순서도이다.

도 8A-8C는 본 발명의 전이 금형을 첫 번째 전이 금형으로 사용하는 미세 구조의 제조에서 두 번째 전이 금형으로 사용된 굴곡성 금형의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.

도 9A-9C는 도 8에 나타낸 방법에 의해 제조된 굴곡성 금형을 사용하는 미세 구조의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 단면도이다.

발명의 요약

JP 10-134705에 기재된 것과 같이, 금형의 제조 공정 도중 실리콘 시트를 열 압축할 경우, 치수의 변화가 일어난다. 따라서, 산업은 개선된 치수 정확도를 갖는 금형 및 그러한 금형의 제조 방법에서 유리함을 발견할 것이다.

하나의 국면에서 본 발명은 전이 패턴 층과 상이한 물질로 이루어진 기재 층 에 의해 지지된, 중합체 물질로 이루어진 양각 돌출 패턴 표면을 갖는 전이 패턴 층을 포함하는 전이 금형에 관한 것이다.

또 하나의 국면에서, 본 발명은 기재 기질을 제공하고, 경화가능한 조성물이 상기 기재 기질과 상이한 물질을 포함하는 경화가능한 중합체 조성물로부터 양각 돌출 패턴을 갖는 전이 패턴 층을 형성하고, 상기 전이 패턴 층을 바람직하게는 상온에서 경화시키는 것을 포함하는 전이 금형의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 전이 패턴 층은, 상기 경화가능한 조성물을 마스터 금형의 음각의 홈 패턴 표면 위에 적용하고 상기 기질 층을 마스터 금형 위에 적층하는 등에 의해 음각의 홈 패턴을 그 표면 상에 갖는 마스터 금형으로부터 바람직하게 형성된다.

다른 국면에서 본 발명은 또한 상기 전이 금형의 양각 및 음각 복제를 제조하는 방법, 및 상기 전이 금형의 성형된 복제로부터 미세 구조(예를 들면, 플라스마 장벽 립)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 국면의 각각이 이하에 기재된 것과 같은 다양한 특성의 임의 하나 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 기재는 바람직하게는 1 GPa 내지 250 GPa, 더욱 바람직하게는 100 GPa 내지 250 GPa 범위의 영 탄성율을 갖는 물질을 포함한다. 스텐레스 스틸, 구리 및 이들의 합금과 같은 금속 재료가 기재 물질로서 바람직하다. 상기 전이 패턴 층은 전형적으로 0.005 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 갖는 한편, 상기 기재의 두께는 0.1 mm 내지 5 mm의 범위이다. 상기 전이 패턴 층의 돌출 패턴은 평행 립 패턴 또는 격자 패턴과 같은 플라스마 디스플레이 패널에 적합한 패턴을 포함할 수 있다. 상기 전이 패턴 층은 실리콘 고무 및 (예를 들면 폴 리에스테르) 폴리우레탄과 같이 상온에서 경화가능한 조성물을 포함하는 것이 바람직하다. 하도 층이 상기 기재 층과 전이 패턴 층 사이에 배치될 수 있다.

본 발명은 전이 금형, 그의 제조 방법 및 미세 구조의 제조 방법에 관한 것이다. 이하의 설명에서는, 미세 구조의 전형적인 예로서 PDP 립의 제조에 관하여 본 발명의 구현예를 상세히 설명할 것이다. 본 발명은 다른 구조에도 유용한 것으로 생각되며, 따라서 PDP 립의 제조에 국한되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 각각의 방전 디스플레이 셀(56)은 그들 사이에 간격을 갖는 서로 마주보는 한 쌍의 유리 기질, 즉 전방 유리 기질(61) 및 후방 유리 기질(51) 및 미세 구조 립(장벽 립; "파티션" 또는 "장벽"이라고도 함)(54)에 의해 둘러싸이고 정의된다. 상기 전방 유리 기질(61)은, 주사 전극 및 보유 전극, 투명 유전체 층(62) 및 투명 보호 층(64)으로 구성된 투명 전극(63)을 그 위에 갖는다. 상기 후방 유리 기질(51)은 그 위에 어드레스 전극(53) 및 유전체 층(52)을 갖는다. 주사 전극 및 보유 전극을 갖는 디스플레이 전극(63) 및 어드레스 전극(53)은 서로 교차하여 각각 소정의 간격으로 배열되어 있다. 각각의 방전 디스플레이 셀(56)은 그 내벽 위에 인광체 층(55)을 가지며 그 안에 봉합된 희소 기체(예, Ne-Xe 기체)를 함유함으로써, 상기 전극들 사이에 플라스마 방전으로 인하여 자가-발광의 디스플레이가 제조되도록 한다.

PDP의 립(54)은 후방 유리 기질(51) 위에 배치되어 PDP를 위한 배면 판을 구성한다. 립(54)의 간격(셀 피치) C는 스크린 크기에 따라 변하지만 일반적으로 약 150 이상이며, 전형적으로 약 400 μm 이하이다.

일반적으로, 상기 립은 두 가지 기준, 즉 "버블 또는 변형의 혼합과 같은 결함이 없을 것"과 "높은 피치 정확도를 가질 것"을 만족한다. 피치 정확도에 관하여, 상기 립은 전극을 어드레스하는 데 최소의 위치 오차를 가지고 성형 도중 소정의 위치에 배열된다. 위치 오차는 평균 피치의 3 분의 1 이하이다. 상기 위치 오차는 전형적으로 평균 피치의 25% 미만, 바람직하게는 평균 피치의 20% 미만, 더욱 바람직하게는 15% 미만, 더 더욱 바람직하게는 평균 피치의 10% 미만이다.

스크린 크기가 더 커짐에 따라, 립의 피치 정확도는 점점 더 중요해진다. 립(54)를 전체적으로 고려할 때, 립(54)의 총 피치(R)(양쪽 말단에서 립(54) 사이의 거리; 도면은 단지 5 개의 립만을 보이지만, 일반적으로 약 3,000 개의 립이 존재함)는 전형적으로 10 μm 내지 30 μm 내의 치수 정확도를 갖는다.

지지체 및 상기 지지체에 의해 지지된 홈 패턴을 갖는 형태-부여 층을 포함하는 굴곡성 금형을 사용하여 립을 성형하는 것이 일반적으로 유리하다. 그러한 성형 방법의 경우, 원하는 치수 정확도가 수득될 수 있다.

본 발명에 따르는 전이 금형은 다음과 같은 이유에서 PDP용 격자형 립을 형성하는 데 특히 유리하다.

방전 디스플레이 셀의 수는 42-인치 부류의 대형 PDP의 경우 2백만 내지 3백만만큼 많다. 따라서, 금형의 기계처리 공정을 위해 극히 긴 시간이 필요하다. 예를 들면 3,000 개의 세로 립 및 1,000 개의 가로 립을 갖는 격자형 립의 경우, 3,000,000 (3,000 x 1,000) 개의 방전 셀을 뚫어 격자형 돌출 패턴을 갖는 마스터 금형을 제작한다. 대신, 상기 격자형 홈 패턴을 본 발명에 따르는 마스터 금형으로 가공하는 것으로 디자인을 변경할 경우, 단지 4,000 (3,000 + 1,000) 개의 홈이 직선형으로 절단 및 형성될 필요가 있다. 달리 말하면, 본 발명은 마스터 금형의 기계처리 시간을 단축할 수 있고, 따라서 경비를 감축한다. 미세 구조를 제조하기 위한 금형으로서 전이 금형을 사용함으로써, 본 발명은 다수의 마스터 금형을 제조할 필요성을 없애준다.

설명을 위해, 격자형 립을 설명하기 위해 사용된 "격자형 패턴"이라는 용어는 도 4 및 도 6을 참고하여 이후에 설명하는 전형적인 격자형 패턴 뿐만 아니라 상기 격자에 근접하는 구조를 갖는 유사 패턴을 또한 의미한다. 본 발명을 수행하기 효과적인 패턴의 예로서 만자 (meander) 패턴, 와플 패턴, 다이아몬드 패턴 등을 들 수 있다.

이하에 상세히 설명하는 바와 같이, 예시된 PDP 립은 금형으로서 립의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 마스터 금형을 사용하여 전이 금형을 형성하고, 상기 전이 금형으로부터 굴곡성 금형을 복제하는, 즉 상기 전이 금형을 실질적인 매트릭스로 사용하여 굴곡성 금형을 형성하는 단계에 의해 유리하게 제조될 수 있다. 상기 굴곡성 금형을 사용할 경우, 의도된 PDP 립이 쉽고 매우 정확하게 제조될 수 있다.

먼저, 본 발명은 미세 구조의 제조에 있어서 미세 구조 패턴을 전이시키기 위해 사용되는 전이용 금형(이후 단순히 "전이 금형"이라 한다)에 관한다. 도 3은 본 발명에 따르는 전이 금형의 바람직한 형태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 선 IV-IV를 따라서 자른 단면도이다. 상기 도면에서 보는 바와 같이, 상기 전이 금형(10)은 기재(11) 및 상기 기재(11)에 의해 그 배면 상에 지지되고 그 표면 상에 미세 구조 패턴(도면에서는 격자형 패턴)의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 양각 돌출 패턴(14)을 갖는 전이 패턴 층(12)을 포함한다.

본 발명에 따르는 전이 금형(10)은 경화된 2-성분 조성물로 형성된 전이 패턴 층(12)을 갖는다. 상기 전이 패턴 층은 실리콘 고무 또는 폴리우레탄과 같은 실온 경화가능한 조성물로부터 바람직하게 형성된다.

도면에 나타낸 전이 금형을 사용하여 생성된 미세 구조는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 실시에서 바람직한 미세 구조 패턴은 전술한 것과 같은 PDP 립을 위한 미세 구조 패턴이다. 상기 전이 금형의 양각 돌출 패턴은 일반적으로 그들 사이에 소정 간격을 가지고 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 돌출 부분에 의해 구성된 직선형 패턴, 또는 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열된 한편 도 3에 나타낸 것과 같이 그들 사이의 소정 간격을 가지고 서로 교차하는 복수의 돌출 패턴에 의해 이루어진 격자-형 패턴(14)이다. 서로에 대하여 인접한 격자형 패턴(14)은 예를 들면 PDP 패널의 방전 디스플레이 셀에 해당하는 공동(15)을 정의한다. 미세 구조 패턴이 격자형 패턴으로 분류되는 복잡한 패턴을 갖는 경우에도, 본 발명에 따르는 전이 금형은 전형적으로, 상기 전이 금형을 마스터 금형으로부터 벗겨낼 때 비교적 낮은 벗기는 힘을 나타낸다. 본 발명에 따르는 전이 금형은 돌출 부분의 보다 적은 파괴를 나타낸다.

여기에 기재된 전이 금형에서, 기재는 바람직하게는 상기 전이 층의 것과는 상이한 재료로 이루어진다. 기재는 1 GPa이상, 전형적으로 300 GPa 이하의 영 탄성율을 갖는 경질의 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 다양한 물질의 영 탄성율(즉, 세로 탄성의 계수)이 알려져 있으며, 핸드북[JSME Mechanical Engineer's Handbook, Japan Society of Mechanical Engineers, 1984]과 같은 문헌에 기재되어 있다. 바람직하게는, 상기 기재는 약 100 GPa 이상, 전형적으로 약 200 GPa 이하의 영 탄성율을 갖는다. 그러한 경질의 재료는 전이에 사용되는 금형(전이 금형)이 마스터 금형으로부터 제조될 때 마스터 금형의 높은 치수 정확도를 유지하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 전이 패턴 층의 금형 재료가 상기 마스터 금형 상에 적용되고 경화될 때, 전이 패턴 층의 금형 재료가 경화 시 수축되기 때문에 결과되는 전이 패턴의 치수 정확도를 정밀하게 유지하는 것이 일반적으로 곤란하다. 높은 탄성율을 갖는 경질의 재료가 기재용으로 사용될 경우, 본 발명은 높은 치수 정확도를 제공할 수 있다.

기재로 적합한 경질 재료는 넓은 범위의 금속 및 플라스틱 물질을 포함한다. 금속 재료가 특히 유용하다. 적합한 금속 재료의 예로서 스텐레스 스틸(예, 약 200 GPa의 영 탄성율), 구리(예, 약 130 GPa의 영 탄성율), 및 황동(예, 약 100 GPa의 영 탄성율)를 들 수 있다. 금속 재료는 개별적으로 또는 필요에 따라 합금의 형태로 사용될 수 있다. 원하는 영 탄성율을 갖는 플라스틱 재료로서, 예를 들면 나일론(예, 약 1.2 내지 2.9 GPa 범위의 영 탄성율), 폴리스티렌 (예, 약 2.7 내지 약 4.2의 영 탄성율), 및 특정 폴리에틸렌 물질을 들 수 있다.

기재는 단일의 경질 재료로 만들어진 시트 또는 판의 형태로 일반적으로 사용되지만 필요에 따라 복합재 또는 라미네이트(적층된 물체)의 형태로 사용될 수 있다. 기재의 두께는 전이 금형의 명세에 따라 넓은 범위에서 변할 수 있지만, 일반적으로 약 0.1 내지 5 mm의 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 3 mm의 범위 내에 있다. 기재의 두께가 0.1 mm보다 작을 경우, 전이 금형의 취급 성질이 저하되고, 이는 금형의 높은 치수 정확도를 유지하기 어렵게 한다. 예를 들면 소정의 두께를 갖는 금속 판 대신 기재로서 PET 필름이 사용될 경우에, 상기 전이 금형은 경량이 되지만 더 이상 높은 치수 정확도를 유지하기 어렵게 된다. 반대로 전이 금형의 두께가 5 mm를 초과할 경우에는, 중량이 증가하기 때문에 전이 금형의 취급 성질이 저하된다.

그 배면이 기재에 의해 지지된 전이 패턴 층은 경화가능한 조성물로 형성되며, 이는 실온에서 바람직하게 경화가능하다. 적어도 일부 구현예에서, 상기 경화가능한 조성물은 바람직하게는 (예를 들면, 2-성분) 실리콘 고무 또는 폴리우레탄이다. 전이 패턴 층이 실온 경화가능한 조성물로부터 형성될 경우, 상기 기질 및 마스터 금형은 열경화성 수지와는 달리 열-처리될 필요가 없다. 따라서, 가열로부터 결과되는 변형 및 상기 변형으로부터 결과되는 치수 정확도의 저하를 피할 수 있다. 광-경화성 수지 및 습기-경화성 수지의 사용에 의해 전이 패턴 층을 형성하는 것을 생각할 수도 있다. 그러나, 상기 수지가 마스터 금형과 기질 사이에 샌드위치되어 있는 동안 상기 조성물을 충분히 경화시키기는 더욱 어려움이 잘 인식될 것이다.

전이 패턴 층 조성물은 낮은 표면 에너지 및 굴곡성을 갖는 것이 바람직하다. 결과적으로, 마스터 금형으로부터 상기 전이 금형(첫 번째 전이 금형)을 제거할 뿐 아니라, 미세 구조(상기 첫 번째 전이 금형으로부터의 두 번째 전이 금형)를 성형한 후 전이 금형을 제거하는 벗기는 작업의 벗기는 힘은 비교적 낮다. 적어도 일부의 바람직한 구현예에서, 24 시간 동안의 제거 컨디셔닝 후 180°벗기는 힘은 5 kgf/100mm 미만, 더욱 바람직하게는 1 kgf/100mm 미만(예, 0.5 kgf/100 mm 미만)이다.

(예를 들면 실온) 경화가능한 전이 패턴 층 조성물은 일반적으로 수 시간 내에 경화될 수 있다. 그러므로, 상기 전이 금형은 수 시간 내에 제조될 수 있다. 전이 금속 층은 반복되는 사용을 견딜 수 있는 강도를 갖기 때문에, 이와 같이 제조된 전이 금형은 종래의 마스터 금형 대신 사용될 수 있다 (예를 들면 실질적인 매트릭스로서). 이는 직접적인 기계처리에 의하여 금형을 제조하는 것에 비하여 공정 시간을 단축한다.

실온-경화가능한 실리콘 고무는 주위 온도(약 20 내지 25℃)에서 경화될 수 있으며, 일반적으로 공기 중 습기와 반응 시 경화가능한 1-성분형 제품, 및 사용 시에 주성분과 경화제를 소정의 비로 혼합하며 그 사이의 반응에 의해 경화될 수 있는 2-성분형 제품으로 분류된다. 원하는 전이 패턴 층을 형성할 수 있는 한, 다양한 경화가능한 실리콘 고무 조성물이 사용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 실온-경화가능한 실리콘 고무는 적어도 1종의 (예, 2-작용성) 유기폴리실록산, 가교제 및 촉매를 포함한다.

유기폴리실록산은 하기 화학식 (I)으로 표시될 수 있다:

상기 식에서, R₁ 내지 R₄는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 유기 기, 바람직하게는 치환되거나 치환되지 않은 알킬기, 예를 들면 메틸 기 또는 에틸 기를 나타내고; X₁ 및 X₂는 각각 독립적으로 반응성 기, 바람직하게는 히드록실 기와 같은 작용기이며; n은 약 100 내지 1,000의 정수이다.

가교제는 바람직하게는, 예를 들면 분자 하나 당 히드록실 기와 같은 작용기 적어도 2 개를 갖는 실란 또는 폴리실록산이다.

주석 화합물, 아민, 플라티늄 화합물 등과 같은 통상의 촉매가 촉매로 사용된다.

상기 성분들은 다양한 비로 배합될 수 있다. 예를 들면, 유기폴리실록산 및 가교제의 배합 비는 일반적으로 약 100:0.5 내지 100:10 (축합 반응형 실리콘 고무) 또는 약 100:3 내지 100:100 (부가 반응형 실리콘 고무)의 범위 내에 있다.

실리콘 고무는 필요에 따라 선택적으로 다양한 첨가제를 함유할 수 있다. 적합한 첨가제의 예로서, 반응 저해제, 이형제, 이형 가속화제, 유동화 조절제 등을 들 수 있다. 구체적으로, 2-성분형 실온-경화가능한 실리콘 고무는 예를 들면 "TSE3503", "TSE350", "TSE3504", "TSE3502", "XE12-246", "TSE3508", "XE12-A4001", "TSE3562", "TSE3453", "TSE3453T", "TSE3455T", "TSE3456T", "TSE3457T" 및 "TSE3450"이라는 상품명 하에 지이 도시바 실리콘(GE Toshiba Silicone)으로부터 시판된다. 다른 2-성분형 실온-경화가능한 실리콘 고무가 "SH9550RTV", "SH9551RTV", "SH9552RTV", "SH9555RTV", "SH9556RTV" 및 "SH9557RTV"라는 상품명 하에 토레이 다우 코닝 실리콘(Toray Dow Corning Silicone)으로부터 시판된다. 상기 제품 외에도, 2-성분형 실온-경화가능한 실리콘 고무는 또한 "6160", "7322H" 및 "0425H"라는 상품명 하에 스미토모 쓰리엠 사(Sumitomo 3M Ltd.)로부터 시판된다. 2-성분형 실온-경화가능한 실리콘 고무에 관한 세부사항은 문헌[Kumada 및 Wada, "Recent Application Technologies of Silicone", published on February 26, 1987 by Kabushiki Kaisha CMC]에 기재되어 있다.

다양한 폴리우레탄이 상기 전이 패턴 층에 적합하다. 폴리우레탄은 적어도 히드록실 함유 물질과 적어도 1종의 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 일반적으로 제조된다. "폴리이소시아네이트"는 하나의 분자에 2 개 이상의 반응성 이소시아네이트 (-NCO) 기를 갖는 임의의 유기 화합물, 예를 들면 디이소시아네이트, 트리이소시아네이트, 테트라이소시아네이트 등, 및 이들의 혼합물을 의미한다. 고리형 및/또는 직쇄의 폴리이소시아네이트 분자가 유용하게 사용될 수 있다.

다양한 적합한 폴리이소시아네이트가 "타케네이트 (Takenate) D100" 시리즈(예, D-101A, D-102, D-103, D-103H, D-103M2, D-104)의 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI) 부가물; "타케네이트 D200" 시리즈(예, D-204, D-204EA, D-212, D-212L, D-212M6, D-262, D-215, D-217, D-218, D-219, D-268, D-251D)의 TDI 중합체성 이소시아네이트; 뿐만 아니라 크실릴렌 디이소시아네이트 (XDI), 이소포론디이소시아네 이트 (IPDI), "타케네이트 D110 시리즈 (D-110N, D-120N, D-127N, D-140N, D-160N, D-165N, D-170N, D-170HN, D-172N, D-177N, D-178N)"의 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI) 부가물을 포함하여, 미쓰이-타케다 케미칼(Mitsui-Takeda Chemical)로부터 입수가능하다.

히드록실 기-함유 물질은 전형적으로 2 개 이상의 히드록실 기를 포함하는 폴리올이지만, 하나의 히드록실 기를 포함하는 물질이 단독으로 또는 폴리올과 조합되어 사용될 수 있다. 다양한 폴리올이 개질된 이소시아네이트 성분의 제조에 사용될 수 있다. 적합한 폴리올로서 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리디엔 폴리올, 수소화된 폴리디엔 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 탄화수소 폴리올을 들 수 있다. 폴리올은 2 개를 초과하는 히드록실 기를 함유할 수 있지만, 적어도 일부 구현예에서 폴리올은 바람직하게는 2-작용성이다.

다양한 폴리에스테르 폴리올이 "타켈렉(Takelec) U" 시리즈(예를 들면 U-21, U-24, U-25, U-27, U-53, U253, U-502, U-118A)의 폴리에스테르 폴리올; "타켈렉 UA" 시리즈(예를 들면 UA-702, UA-902, UA-906)의 아크릴계 폴리올; 및 "타켈렉 E" 시리즈(예를 들면, E-158, E-550, E-551T, E-553, E-900)의 폴리우레탄 폴리올과 같이 미쓰이-타케다 케미칼로부터 입수가능하다.

(예를 들면 실온) 경화가능한 조성물("전이 패턴 층의 전구체"라고도 함)을 경화시켜 형성된 전이 패턴 층은 충분한 강도 및 여타 성질을 가지며, 그대로 전이 금형의 형태-부여 성형 요소로서 사용될 수 있다. 경화는 다양한 조건 하에 수행될 수 있다. 그러나, 상기 전이 층의 조성물은 25℃ 내지 100℃ 범위의 주위 온도 에서 경화되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 실리콘 고무 전이 층은 25℃에서 약 16 시간 동안 또는 100℃에서 약 2 시간 동안 경화될 수 있다.

상기 전이 층과 기재 사이에, 이들 층의 서로에 대한 접착을 향상시키도록 하도 층이 선택적으로 구비될 수 있다. 상기 목적으로 적합한 다양한 하도 조성물이 당 분야에 공지되어 있다. 실리콘 고무 전이 층의 경우, 폴리알킬실록산, 폴리알콕시실란, 및 이들의 혼합물이 적합한 하도 층을 제공할 수 있다. 폴리우레탄의 경우, 이소시아네이트 또는 히드록시 작용성 물질이 적합한 하도를 제공하였다.

상기 전이 패턴 층의 두께는 변할 수 있지만 일반적으로 약 0.005 mm 이상이고 전형적으로 10 mm 이하이다. 바람직하게는 상기 전이 패턴 층은 약 20 μm 이상이고 바람직하게는 200 μm 이하이다. 전이 패턴 층의 두께가 0.005 mm보다 작은 경우에는, 상기 층의 표면에 양각 돌출 패턴을 부여하는 것이 어려워진다. 전이 패턴 층의 두께가 10 mm를 초과하면 재료의 비용이 증가한다.

양각 돌출 전이 금형은, 미세 구조의 미세 구조 패턴의 것에 상응하는 형태와 크기를 갖는 음각의 홈 패턴(오목 패턴)을 그 표면 위에 갖는 마스터 금형을 사용한다. 그러므로, 상기 전이 금형은 마스터 금형의 기계 처리가 용이하게 및 비교적 짧은 시간 내에 이루어질 수 있는 효과를 또한 제공한다. 마스터 금형의 격자형 오목 패턴은 금속 드럼으로 기계처리될 수 있다. PDP의 경우 상기 마스터는 전형적으로 기계처리 홈에 의해 편평한 판의 기질로 제작된다. 상기 마스터 금형은 황동, 구리, 알루미늄, 베릴륨-구리 합금, 뿐만 아니라 전해질 및 무전해 니켈-인광체 합금과 같은 기계처리 가능한 금속을 바람직하게 포함한다. 미세 구조(예 를 들면, PDP 립)가, 종래 기술에서 제조된 것과 같이 그 표면 위에 오목 패턴을 갖는 마스터 금형으로부터 전이에 의해 직접 제조될 경우, 돌출 부위(립 따위)의 파괴와 같은 문제가 발생한다. 반대로, 본 발명은 특정의 구조를 갖는 전이 금형을 사용하기 때문에, 이러한 문제를 피할 수 있다. 요약하면, 격자형 오목 패턴을 갖는 마스터 금형은 쉽게 가공될 수 있고, 립 결함을 도입하지 않고 격자-형 립이 형성될 수 있다.

상기 미세 구조는 이후에 도 7을 참고하여 설명하는 바와 같이 다음 단계(예를 들면, 순서대로)에 의해 바람직하게 제조된다:

격자-형 오목 패턴을 갖는 매트릭스 (마스터 금형)의 제조;

격자-형 돌출 패턴을 갖는 전이 금형(첫 번째 전이 금형)의 제조;

격자-형 오목 패턴을 갖는, 미세 구조를 형성하기 위한 금형(두 번째 전이 금형)의 제조; 및

미세 구조의 제조.

상기 제조 방법은 다수의 공정 단계를 수반하므로, 치수 정확도 오차가 도입될 기회가 증가된다. 그러나 본 발명은 전술한 것과 같은 첫 번째 전이 금형으로서 특정 구조를 갖는 전이 금형을 사용하기 때문에, 본 발명은 치수 정확도를 쉽게 유지할 수 있다. 이러한 효과는 다음에 두 번째 전이 금형으로 설명될 굴곡성 금형의 사용에 의해 더욱 향상될 수 있다.

본 발명에 따르는 전이 금형은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있지만, 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 바람직하게 제조된다:

(예를 들면, 2-성분 실온-) 경화가능한 조성물(예, 실리콘 고무 또는 폴리우레탄)로부터 의도된 미세 구조의 미세 구조 패턴의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는, 양각 패턴(양각 돌출 패턴)을 그 표면 위에 갖는 전이 패턴 층을 형성하고;

바람직하게는 높은 탄성율을 갖는 경질의 물질로 형성된 기재를 사용하여 상기 전이 패턴 층의 배면을 지지함.

또한, 상기 제조 방법의 실시에서는, 마스터 금형의 홈 패턴을 전이시켜 상기 전이 패턴 층의 양각 돌출 패턴을 형성하기 위해, 매트릭스로서 미세 구조의 미세 구조 패턴의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 음각의 홈 패턴을 그 표면 위에 갖는 마스터 금형을 사용하는 것이 바람직하다.

더욱 상세하게는, 본 발명에 따르는 전이 금형은 다음 단계들을 순서대로 수행함으로써 제조될 수 있다:

2-성분 (예, 실온) 경화가능한 조성물(예, 실리콘 고무 또는 폴리우레탄)을 소정의 두께로 마스터 금형의 표면 상에 적용하여 전술한 전이 패턴 층의 전구체 층을 형성하고;

상기 마스터 금형 위에 기재를 적층하여 상기 마스터 금형, 전이 패턴 층의 전구체 및 기재를 포함하는 적층된 물체를 형성하고;

상기 조성물을 경화시키고;

상기 조성물을 경화시켜 형성된 전이 패턴 층을 상기 마스터 금형으로부터, 상기 기재와 함께 떼어냄.

도 5는 본 발명에 따르는 전이 금형의 제조 방법을 전형적으로 보여준다.

먼저, 도 6의 사시도 및 도 6의 선 V(A) - V(A)를 따라서 자른 단면도에서 나타낸 마스터 금형(1)을 제조한다. 상기 마스터 금형(1)은 도 3 및 4에 나타낸 본 발명에 따르는 전이 금형(10)이 제조되고, 예를 들면 황동으로 된 편평한 시트로 형성될 경우 매트릭스로 사용된다. 상기 마스터 금형(1)은 미세 구조의 미세 구조 패턴의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 음각의 홈 패턴(4)을 그 표면 위에 갖는다. 부수적으로, 상기 도시된 실시예는 미세 구조로서 상기 격자형 PDP 립의 제조를 가정한다. 따라서, 음각 홈 패턴(4)은 도 6에 나타낸 것과 같은 격자형 홈 패턴이다. 상기 음각 홈 패턴(4)은 줄무늬 패턴보다 더 복잡한 배열을 갖지만, 금형의 표면 상에 돌출 패턴을 가공하는 경우보다는 훨씬 더 쉽게 빠른 시간 내에 기계처리될 수 있다. 상기 홈 패턴은 밀(mill) 처리 또는 방전 공정을 사용하여 금형의 표면 상에 미세한 홈을 제공함으로써 형성될 수 있다. 상기 음각 홈 패턴(4)의 형태 및 크기는 이미 설명한 PDP 립의 설명으로부터 쉽게 이해될 수 있다.

다음, 도 5(B)에 나타낸 것과 같이, 전이 패턴의 전구체로서 사용되는 상기(예, 2-성분의 실온) 경화가능한 조성물(예, 실리콘 고무 또는 폴리우레탄)(2)을 상기 제조된 마스터 금형(1)의 표면 상에 소정의 필름 두께로 적용한다. 도시된 실시예는 경화가능한 조성물(2)을 마스터 금형(1)의 표면에 적용하고 (예를 들면, 순차적으로) 상기 홈 패턴(4)을 채우는 방법을 사용한다. 그러나, 다른 방법도 사용될 수 있다. 또 다른 방법에 따르면, 상기 마스터 금형 및 전이 금형을 위한 기재는 그들 사이에 소정의 간격을 가지고 배열되며, 경화가능한 조성물이 그 간격 내로 충진된다. 전이 패턴 층의 전구체(2)는 상기 방법 중 임의의 것에 의해 소정의 두께로 형성될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 경화가능한 조성물(2)은 시트로 가공된 (예, 부분적으로 경화된) 다음, 마스터 금형(1)의 패턴 표면 상에 적층되어 그들을 접촉시킬 수 있다.

이어서, 도 5(C)에 나타낸 것과 같이, 전이 금형을 위한 기재(11)를 상기 마스터 금형(1) 위에 놓고 마스터 금형(1), 전이 패턴 층의 전구체 층 및 기재(11)를 포함하는 적층된 물체를 형성한다. 부수적으로, 상기 도면은 전구체의 경화에 의해 형성된 전이 패턴 층(12)을 보여준다. 달리 말해서, 상기 전구체가 경화될 때, 기재(11) 및 상기 기재(11)에 의해 지지된 전이 패턴 층(12)을 포함하는 전이 금형(10)이 수득될 수 있다. 경화가능한 조성물은 일반적으로 수 시간 내에 경화가능하다.

마지막으로, 수득되는 전이 금형을, 도면을 참고하여 설명하지는 않지만, 상기 마스터 금형으로부터 떼어낸다. 금형 이탈 후 금형을 실온에서 또는 필요에 따라 상승된 온도에서 경화시킬 수 있다.

또 다른 국면에서, 본 발명은 미세 구조의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 제조 방법은 본 발명에 따르는 전이 금형을 사용하는 한 임의의 제조 공정 단계를 통해 수행될 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 도 7에 나타낸 순서를 통해 특히 유리하게 수행될 수 있다.

먼저, 음각 패턴을 갖는 마스터 금형을 전술한 매트릭스(1)에서와 같이 제조한다.

다음, 매트릭스(1)의 음각 패턴을 전술한 것과 같은 방식으로 전이시켜 (즉, 역상으로) 양각 패턴을 갖는 전이 금형(첫 번째 전이 금형)(10)을 제조한다.

그렇게 제조된 첫 번째 전이 금형(10)의 양각 패턴을 전이시켜 (즉, 역상으로) 음각 패턴을 갖는 미세 구조를 위한 금형(두 번째 금형)(20)을 제조한다. 부수적으로, 이하에 설명하는 것과 같이 굴곡성 금형으로 전이 금형(20)을 제조하는 것이 유리하다. 본 발명의 실시에서, 하나의 첫 번째 전이 금형(10)으로부터 높은 정확도로 다수의 두 번째 전이 금형(20)이 수득될 수 있다.

양각 패턴을 갖는 미세 구조(30)의 제조는 상기 두 번째 전이 금형(20)의 전이(즉, 역상으로)를 수반하는 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.

하나의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따르는 미세 구조의 제조 방법은 다음 단계를 순차적으로 수행함으로써 유리하게 수행될 수 있다:

경화가능한 수지 조성물을 전이 금형의 패턴 형성 표면 위에 소정의 필름 두께로 적용하여 형태-부여 층의 전구체 층을 형성하고;

상기 전이 금형 위에 플라스틱 물질로 된 굴곡성 필름으로 형성된 지지체를 더 적층하여 금형, 형태-부여 층의 전구체 층 및 지지체를 포함하는 적층된 물체를 형성하고;

상기 경화가능한 수지 조성물을 경화시키고;

상기 경화가능한 수지 조성물의 경화에 의해 형성된 형태-부여 층을 상기 전이 금형으로부터 지지체와 함께 떼어내어, 지지체 및 그 배면 위에 상기 지지체에 의해 지지되고 미세 구조 패턴의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 음각의 홈 패턴을 그 표면 위에 갖는 형태-부여 층을 갖는 굴곡성 금형(두 번째 전이 금형)을 제조하고;

상기 기질과 상기 굴곡성 금형의 형태-부여 층 사이에 경화성 돌출-형성 물질을 적용하여 상기 금형의 홈 패턴 내에 돌출-형성 물질을 도입하고;

상기 돌출-형성 물질을 경화시켜 기질 및 상기 기질과 일체로 결합되어 있는 돌출 패턴을 포함하는 미세 구조를 제조하고;

상기 굴곡성 금형으로부터 미세 구조를 제거함.

본 발명에 따르는 미세 구조의 제조 방법에서, 음각의 홈 패턴을 갖는 두 번째 전이 금형의 형태 및 구조는 특별히 제한되지 않지만, 굴곡성 금형이 전술한 바와 같이 유리하게 사용될 수 있다. 상기 굴곡성 금형은 일반적으로 지지체 및 상기 지지체에 의해 지지된 형태-부여 층의 2-층 구조를 갖는다. 그러나, 상기 형태 부여 층 자체가 지지체의 기능을 갖는다면 지지체의 사용은 생략될 수도 있다. 상기 굴곡성 금형은 근본적으로 2-층의 구조를 갖지만 필요에 따라 추가의 층(들) 또는 피복이 부가될 수 있다.

굴곡성 금형에서 지지체의 형태, 재료 및 두께는 그것이 형태-부여 층을 지지할 수 있고 금형의 굴곡성을 보장하기 충분한 굴곡성 및 적합한 경도를 갖는 한 제한되지 않는다. 그러나, 일반적으로, 플라스틱 물질의 굴곡성 필름(플라스틱 필름)이 지지체용으로 유리하게 사용될 수 있다. 플라스틱 필름은 투명하여, 적어도 상기 형태-부여 층을 형성하기 위해 조사된 자외선을 투과시키기에 충분한 투명도를 갖는 것이 바람직하다. 지지체 및 형태-부여 층은 둘 다, PDP 립 및 다른 미세 구조가 상기 결과되는 금형을 사용하여 광-경화가능한 금형 재료로부터 제조된다는 사실에서 볼 때 특히 투명한 것이 바람직하다.

플라스틱 필름에서 굴곡성 금형의 홈 부분의 피치 정확도를 조절하기 위해, 상기 홈 부분의 형성과 관련되어 형태-부여 층을 구성하는 성형 물질보다 경질인 플라스틱 필름을 선택하는 것이 바람직하다. 하나의 구현예에서, UV-경화가능한 조성물과 같은 광-경화가능한 물질이 상기 플라스틱 물질로 사용된다. 일반적으로, 광-경화가능한 물질의 경화 수축율은 몇 퍼센트이다. 상기 플라스틱 필름이 경질일 경우, 상기 광-경화가능한 물질이 경화 수축될 경우에도 지지체의 치수 정확도가 유지될 수 있다. 결과적으로, 상기 홈 부분의 피치 정확도는 높은 정확도로 유지될 수 있다. 플라스틱 필름이 경질일 경우, 립이 형성될 때 피치 변동이 낮은 수준으로 제한될 수 있고, 상기 경질의 플라스틱 필름은 성형적성 및 치수 정확도의 양 국면에서 유리하게 사용된다. 또한 상기 플라스틱 필름이 경질일 경우, 상기 금형의 홈 부분의 피치 정확도는 오직 상기 플라스틱 필름의 치수 변화에만 의존한다. 따라서, 원하는 피치 정확도를 갖는 금형을 안정하게 제공하기 위해서는, 플라스틱 필름의 크기가 고안된 대로 유지되며 생산 후 금형에서 실질적으로 변화하지 않도록 후-처리를 수행하는 것만이 필요하다.

플라스틱 필름의 경도는 인장에 대한 강성, 즉 인장 강도로 표현될 수 있다. 플라스틱 필름의 인장 강도는 핸드북(Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press)에 보고된 바와 같이 일반적으로 약 5 kg/mm²이다. 인장 강도는 바람직하게는 약 10 kg/mm² 이상이다. 플라스틱 필름의 인장 강도가 5 kg/mm² 미만일 경우, 수득되는 금형을 마스터 금형으로부터 꺼낼 때 또는 수득되는 금형으으로부터 PDP 립을 꺼낼 때 취급 성질이 저하되며, 파열 또는 인열이 일어나기 쉽다.

플라스틱 필름은 일반적으로 플라스틱 원료를 시트로 성형함으로써 수득되며 절단 시트 형태로 또는 롤에 감긴 두루마리 형태로 시판된다. 필요에 따라, 형태-부여 층의 상기 플라스틱 필름에 대한 접착 강도를 향상시키도록 표면 처리가 플라스틱 필름에 적용될 수 있다.

상기 형태-부여 층은, 주성분으로 아크릴계 단량체 및/또는 올리고머를 함유하는 UV-경화가능한 조성물을 경화시킴으로써 바람직하게 형성된 경화된 수지로 바람직하게 구성된다. UV-경화가능한 조성물로부터 형태-부여 층을 형성하는 방법은, 상기 형태-부여 층을 형성하는 데 연장된 가열 로가 필요하지 않으며, 더욱이 비교적 짧은 시간 내에 조성물을 경화시킴으로써 경화된 수지가 수득될 수 있기 때문에 유리하다.

상기 형태-부여 층을 형성하기 적합한 아크릴계 단량체의 예로서 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 아크릴산 및 아크릴산 에스테르를 들 수 있지만, 이들에 국한되는 것은 아니다. 상기 형태-부여 층을 형성하는 데 적합한 아크릴계 올리고머의 예로서 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트 올리고머를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 특히, 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 경화 후 굴곡성이고 질긴 수지 층을 제공할 수 있고, 일반적으로 아크릴레이트 중 에서 극히 높은 경화 속도를 가지며 상기 금형의 생산성 향상에 기여할 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 단량체 및 올리고머가 사용될 경우, 상기 형태-부여 층이 광학적으로 투명해진다. 그러므로, 그러한 형태-부여 층을 갖는 굴곡성 금형은, PDP 립 및 여타 미세 구조가 생성될 때 광-경화가능한 금형 재료의 사용을 가능하게 한다.

전술한 아크릴계 단량체 및 올리고머는 개별적으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 상기 아크릴계 단량체 및/또는 올리고머가 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 단일-작용성 및/또는 2-작용성 아크릴 단량체의 혼합물일 경우, 바람직한 결과가 수득될 수 있다. 상기 혼합물에서 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 아크릴 단량체의 혼합비는 넓은 범위에서 변할 수 있지만, 상기 올리고머와 단량체의 총량을 기준으로 약 20 내지 80 중량%의 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다. 굴곡성 금형의 형태-부여 층을 위해 바람직한 수지 조성물이 2004년 8월 18일자 출원된 PCT 특허 출원 US04/26845에 기재되어 있으며, 이는 여기에 참고문헌으로 도입된다.

UV-경화가능한 조성물은 광-중합 개시제, 및 필요에 따라 여타 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 광-중합 개시제는 예를 들면 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온을 포함한다. 광-중합 개시제는 다양한 양으로 사용될 수 있지만 일반적으로 및 바람직하게는 아크릴계 단량체 및/또는 올리고머의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%의 양으로 사용된다. 상기 광-중합 개시제의 양이 0.1 중량% 미만일 경우, 경화 반응이 현저하게 지연되거나 충분한 경화가 이루어지지 못한다. 반 대로, 상기 광-중합 개시제의 양이 10 중량%를 초과할 경우에는, 경화 공정이 완료된 후에도 반응하지 않은 광-중합 개시제가 잔류하여 수지의 황변 및 변성, 증발로 인한 수지의 수축 등의 문제점이 발생한다. 상기 경화가능한 조성물은 200 mJ/cm² 내지 2000 mJ/cm² 범위의 UV 광 투여량으로 전형적으로 조사된다. 다른 유용한 첨가제의 예는 정전방지제이다.

형태-부여 층의 형성에서 UV-경화가능한 조성물은 다양한 점도(브룩필드 점도; 소위 "B" 점도)로 사용될 수 있지만, 바람직한 점도는 일반적으로 약 10 내지 35,000 cps의 범위, 바람직하게는 약 50 내지 10,000 cps의 범위 내이다. UV-경화가능한 조성물의 점도가 전술한 범위 밖일 경우에는, 필름 형성이 어려워지고, 경화가 충분히 진행되지 않는 등, 형태-부여층의 형성에서 문제가 발생하기 쉽다.

상기 형태-부여 층은 금형 및 PDP의 구조에 따라 다양한 두께로 사용될 수 있지만 일반적으로 약 5 내지 1,000 μm의 범위, 바람직하게는 약 10 내지 800 μm의 범위, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 700 μm의 범위 내이다. 형태-부여 층의 두께가 5 μm 미만일 경우, 전형적으로 립 높이가 수득될 수 없다. 상기 형태-부여 층의 두께가 1,000 μm를 초과할 경우에는, UV-경화가능한 조성물의 경화 수축으로 인한 응력이 커지고, 금형의 뒤틀림 및 치수 정확도의 저하와 같은 문제점이 발생한다. 본 발명에 따르는 금형에서, 완성된 금형은, 립 높이에 해당하는 홈 패턴의 깊이, 즉 상기 형태-부여 층의 두께가 큰 값으로 고안된 경우에도 작은 힘으로 상기 마스터 금형으로부터 쉽게 이탈될 수 있는 것이 바람직하다.

상기 형태-부여 층의 표면 위에 형성된 홈 패턴을 설명한다. 홈 패턴의 깊이, 피치 및 폭은 목적하는 PDP 립의 패턴(직선 패턴 또는 격자-형 패턴)에 따라서, 그리고 상기 형태-부여 층 자체의 두께에 따라 넓은 범위에서 변할 수 있다. 도 3 및 4에 나타낸, 전이 금형으로부터 형성된 격자-형 PDP용 굴곡성 금형의 경우, 홈 패턴의 깊이(립의 높이에 해당)는 일반적으로 약 100 내지 500 μm의 범위, 바람직하게는 약 150 내지 300 μm의 범위 내이다. 상기 홈 패턴의 피치는 세로 방향과 가로 방향 간에 상이할 수 있고 일반적으로 약 100 내지 600 μm의 범위, 바람직하게는 약 200 내지 400 μm의 범위 내이다. 홈 패턴의 폭은 상부 표면 및 하부 표면 간에 상이할 수 있으며, 일반적으로 약 10 내지 100 μm의 범위, 바람직하게는 약 50 내지 80 μm의 범위 내이다.

두 번째 전이 금형으로 사용되는 굴곡성 금형은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 굴곡성 금형은 도 8에 순차적으로 나타낸 것과 같은 순서로 유리하게 제조될 수 있다. 부수적으로, 생산 물품으로서 미세 구조의 예로서 PDP 립에 관한 도면에서 설명이 주어질 것이다.

첫 번째, 도 8(A)에 나타낸 것과 같이, PDP 립의 것에 해당하는 형태 및 크기를 갖는 전이 금형(첫 번째 전이 금형)(10)을, 도 5를 참고하여 이미 설명한 방법에 의해 제조한다. 첫 번째 전이 금형(10)은 기재(11) 및 상기 기재(11)에 의해 지지된 전이 패턴 층(12)을 포함한다. 상기 첫 번째 금형(10)은 그 표면 위에 PDP 배면 판의 것과 동일한 패턴 및 동일한 형태를 갖는 파티션(14)을 갖는다. 따라서, 인접한 파티션(14)에 의해 정의된 공동(오목부)(15)이 PDP의 방전 디스플레이 셀로서 작동한다. 버블의 포획을 방지하기 위한 테이퍼가 상기 파티션(14)의 상단에 형성될 수 있다. 최종 립 형태와 같은 형태를 갖는 전이 금형이 제조될 경우, 립의 형성 후 말단 부분의 가공이 불필요해지고, 말단 부분 가공으로부터 결과되는 파편으로 인한 결함의 발생을 없앨 수 있다. 상기 제조 방법에 따르면, 전이 금형 위의 금형 재료의 잔량은, 형태-부여 층을 형성하기 위한 금형 재료가 완전히 경화되기 때문에, 극히 적다. 결과적으로, 상기 전이 금형은 쉽게 재사용될 수 있다. 투명 플라스틱 필름(이후 "지지체 필름"이라 함)(21)으로 형성된 지지체 및 라미네이트 롤(23)이 상기 첫 번째 전이 금형(10)으로 제조된다. 상기 라미네이트 롤(23)은 지지체 필름(21)을 상기 전이 금형(10) 위에 압박하기 위한 것이고, 고무 롤이다. 필요에 따라 상기 라미네이트 롤 대신 여타의 공지되거나 통상적인 라미네이트 수단이 사용될 수 있다. 상기 지지체 필름(21)은 폴리에스테르 필름 또는 전술한 여타 전이 플라스틱 필름이다.

다음, 소정 양의 UV-경화가능한 금형 재료(3)를 나이프 피복기 또는 바 피복기와 같은 공지의 또는 통상적인 피복 수단(도면에 나타내지 않음)을 이용하여 상기 전이 금형(10)의 말단 표면에 적용한다. 충진된 금형을 탈기체하기 위해 패턴을 가진 면적 주위로 상기 전이 금형에 대하여 진공 쳄버를 바람직하게 봉합한다. 다음 진공을 제거하고, 임의의 과도한 수지를 예를 들면 닥터 블레이드로 제거한다.

다음, 라미네이트 롤(23)을 전이 금형과, 화살표로 표시된 방향에서 접촉시킨다. 상기 라미네이트 처리의 결과, 금형 재료(3)는 소정 두께로 균일하게 분포 될 수 있고, 파티션(14)의 간격은 상기 금형 재료(3)로 충진될 수 있다.

적층 처리가 완료된 후, 지지체 필름(21)을 상기 전이 금형(10) 위에 적층되게 유지하면서, 도 8(B)의 화살표에 의해 지시된 대로 상기 지지체 필름(21)을 통해 상기 금형 재료에 자외선(hυ)을 조사한다. 여기에서, 상기 지지체 필름(21)이 버블과 같은 광 산란 요소를 함유하지 않고 투명 재료로 균일하게 형성될 경우, 조사된 광선은 희석됨이 거의 없이 상기 금형 재료(3)에 균일하게 도달할 수 있다. 그 결과, 상기 금형 재료는 효과적으로 경화되고 상기 지지체 필름(21)에 결합된 균일한 형태-부여 층(22)으로 변환된다. 부수적으로, 상기 단계에서는 예를 들면 350 내지 450 nm의 파장을 갖는 자외선이 사용될 수 있으므로, 융합 램프로 대표되는 고압 수은 등과 같이 고열을 발생하는 광원을 사용할 필요가 없다는 장점이 있다. 또한, 상기 지지체 필름 및 형태-부여 층은 자외선의 조사 도중 열 변형되지 않기 때문에 높은 피치 조절이 이루어질 수 있다는 또 하나의 장점이 있다.

그 후, 도 8(C)에 나타낸 것과 같이 그 일체성을 유지하면서 상기 굴곡성 금형(20)을 전이 금형으로부터 떼어낸다.

굴곡성 금형은 다양한 미세 구조를 제조하는 데 유용하다. 예를 들면, 굴곡성 금형은 직선형 립 패턴 또는 격자-형 립 패턴을 갖는 PDP 립을 성형하는 데 유용하다. 굴곡성 금형이 사용될 경우, 자외선이 방전 디스플레이 셀로부터 외부로 쉽게 누출되지 않는 립 구조를 갖는 대형 스크린 크기의 PDP가, 진공 장비 및/또는 복잡한 공정 대신 단순히 라미네이트 롤을 사용하여 쉽게 제조될 수 있다.

굴곡성 금형은, 복수의 립이 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열된 한 편, 그들 사이의 소정 간격으로 서로 교차하는 격자-형 PDP 립을 제조하는 데 특히 유용하다. 그러한 굴곡성 금형은, 비록 커다란 크기 및 복잡한 형태를 갖는 립을 제조하기 위한 금형이지만, 변형 및 파괴와 같은 문제점을 도입하지 않고 전이 금형으로부터 쉽게 이탈될 수 있다.

PDP 립은 전술한 방법 또는 다른 방법에 의해 제조되는 굴곡성 금형을 사용하여 유리하게 제조될 수 있다. 이후, 도 8에 나타낸 방법에 의해 제조된 굴곡성 금형(20)을 사용하여 격자-형 립을 갖는 PDP 립을 제조하는 방법을 도 9를 참고하여 순서대로 설명할 것이다. 부수적으로, 일본 비심사 특허 공보(공개) 제 2001-191345 호의 도 1 내지 3에 나타낸 제조 방법이 유리하게 사용될 수 있다.

먼저, 도면에는 나타내지 않지만, 그 상부 표면 위에 소정의 패턴으로 배열된 줄무늬-형 전극을 갖는 유리 평면 시트를 제조한다. 다음, 그 표면 위에 홈 패턴을 갖는 굴곡성 금형(20)을 도 9(A)에 나타낸 것과 같이 상기 유리 평면 시트(31) 위 소정의 위치에 놓고, 상기 유리 평면 시트(31) 및 금형(20)을 위치시킨다 (정렬시킨다). 여기에서, 유리 평면 시트(31)는 도 2에 나타낸 것과 같이 어드레스 전극과 유전체 층을 갖지만, 이들은 설명을 간단히 하기 위해 생략한다. 상기 금형(20)은 투명하므로, 전극과 함께 유리 평면 시트(31) 위에 위치시키는 것이 쉽게 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게 이를 설명한다. 이와 같이 위치시키는 것은 육안으로 또는 CCD 카메라와 같은 센서를 이용하여 이루어질 수 있다. 이때, 필요하다면, 상기 금형(20)의 홈 부분을 인접하는 전극들 사이에서 간격을 가지고 일치시키기 위해 온도 및 습도가 조절된다. 그 이유는, 상기 금형(20) 및 유리 평면 시트(31)가 온도 및 습도로 인하여 일반적으로 상이한 팽창 및 수축율을 진행하기 때문이다. 그러므로, 상기 유리 평면 시트(31) 및 금형(20)을 위치시키는 것이 완료된 후에는, 그 때의 온도 및 습도를 일정하게 유지하기 위해 이와 같이 조절이 수행된다. 이러한 조절 방법은 커다란 면적을 갖는 PDP 기질을 제조하기 위해 특히 효과적이다.

이어서, 라미네이트 롤(23)을 상기 금형(20)의 말단 중 하나 위에 놓는다. 상기 라미네이트 롤(23)은 바람직하게는 고무 롤이다. 이때 금형(20)의 말단의 하나를 상기 유리 평면 시트(31) 위에 바람직하게 고정시키는데, 그 이유는 그 위치시키는 것이 앞서 완료된 유리 평면 시트(31)와 금형(20) 사이의 위치 오차를 방지할 수 있기 때문이다.

다음, 금형(20)의 다른 자유로운 말단을 홀더(도시되지 않음)로 들어 올리고 상기 라미네이트 롤(23) 위로 이동시켜 유리 평면 시트(31)를 노출시킨다. 이때 상기 금형(20)에 인장이 적용되지 않도록 주의한다. 이는 금형(20)에서 주름의 발생을 방지하고 상기 금형(20)과 유리 평면 시트(31)의 사이에 위치를 유지하기 위함이다. 그러나, 위치가 유지될 수 있는 한 다른 수단이 사용될 수도 있다. 부수적으로, 금형(20)은 본 발명의 제조 방법에서 굴곡성을 가지므로, 상기 금형(20)은 그것이 도면에 나타난 것과 같이 위로 굽어진 경우에도 이어지는 적층 도중 그 원래의 위치로 정확하게 되돌아올 수 있다.

이어서, 립 전구체(33)를 립 형성에 필요한 양으로 상기 유리 평면 시트(31) 위에 공급한다. 립 전구체를 공급하기 위해, 예를 들면 노즐이 장치된 페이스트 호퍼를 사용할 수 있다.

여기에서 "립 전구체"라는 용어는 결국 의도된 립 금형을 형성할 수 있는 임의의 금형 재료를 의미하며, 그것이 립 금형을 형성할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 상기 립 전구체는 열경화 형태 또는 광-경화 형태 중 하나일 수 있다. 전술한 투명의 굴곡성 금형과 조합되어 사용될 경우, 특히 광-경화가능한 립 전구체가 매우 효과적이다. 역시 전술한 바와 같이, 상기 굴곡성 금형은 변형과 같은 결함을 수반하지 않고 빛의 불균일한 산란 등을 억제할 수 있다. 결과적으로, 상기 금형 재료는 균일하게 경화되어 일정하고도 우수한 품질을 갖는 립을 제공한다.

립 전구체로 적합한 조성물의 예는 (1) 립 형태를 부여하기 위한 산화 알루미늄과 같은 세라믹 성분, (2) 상기 세라믹 성분의 간격을 채우고 립에 조밀함을 부여하기 위한, 납 유리 및 인산염 유리 같은 유리 성분 및 (3) 세라믹 성분 및 그 경화제 또는 중합 개시제를 수납하고, 보유하고 상호 결합시키기 위한 결합재 성분을 기본적으로 함유하는 조성물이다. 상기 결합재 성분의 경화는 가열 또는 습윤에 의존하지 않지만, 빛의 조사에 바람직하게 의존한다. 그러한 경우, 유리 평면 시트의 열 변형은 고려할 필요가 없다.

예시된 제조 방법의 실시에서, 상기 립 전구체(33)는 유리 평면 시트(31)의 전체 표면에 공급된다. 전구체(33)는 일반적으로 약 20,000 cps 이하의 점도, 바람직하게는 약 5,000 cps 이하의 점도를 갖는다. 립 전구체의 점도가 약 20,000 cps보다 높을 경우, 상기 라미네이트 롤이 상기 립 전구체를 충분히 펴바를 수 없고, 따라서 금형의 홈 부분 안에 공기가 포획되어 립 결함을 가져오기 쉽다. 사실 상, 립 전구체의 점도가 약 20,000 cps 미만일 경우, 상기 립 전구체는 유리 평면 시트와 금형 사이에 균일하게 펴발라질 수 있고, 상기 유리 평면 시트의 말단의 하나로부터 다른 말단까지 라미네이트 롤이 단 한 번만 움직일 경우에 버블을 함유하지 않고 모든 홈 부분을 균일하게 채울 수 있다.

다음, 모터(도시되지 않음)를 구동하여 도 9(A)의 화살표로 지시한 것과 같이 라미네이트 롤(23)을 소정의 속도로 상기 금형(20) 위에서 움직인다. 상기 라미네이트 롤(23)이 이와 같이 금형(20) 위에서 움직이는 동안, 상기 금형(20)에 그 말단의 하나로부터 다른 말단까지 라미네이트 롤(23)의 무게에 의해 압력이 적용된다. 결과적으로, 립 전구체(33)를 상기 유리 평면 시트(31)와 금형(20)의 사이에 펴바르고 또한 상기 금형(20)의 홈 부분을 채운다. 달리 말하면, 상기 립 전구체(33)가 홈 부분에서 순차적으로 공기를 대체하여, 그를 채운다. 이때, 립 전구체의 점도 또는 라미네이트 롤의 직경, 중량 또는 이동 속도를 적절하게 조절함으로써 립 전구체의 두께를 수 미크론(μm) 내지 수십 미크론(μm)의 범위로 조정할 수 있다.

예시된 제조 방법에 의하면, 상기 금형의 홈 부분이 공기 채널로서 작용하여 공기를 저장하는 경우에도, 전술한 것과 같이 거기에 압력이 적용될 경우에 공기가 외부로 또는 금형의 주위로 효율적으로 방출될 수 있다. 그 결과, 이러한 제조 방법은 립 전구체의 충진이 대기압에서 수행될 경우에도 버블이 남는 것을 방지할 수 있다. 달리 말하면, 상기 립 전구체를 채우기 위해 압력이 감소될 필요가 없다. 말할 필요도 없이, 압력이 감소되면 버블은 더욱 쉽게 제거될 수 있다.

이어서 립 전구체를 경화시킨다. 립 전구체(33)를 광-경화형인 유리 평면 시트 위에 펴바를 경우, 상기 유리 평면 시트(31) 및 금형(20)의 적층된 물체를 도 9(B)에 나타낸 광 조사 장치 (도시되지 않음) 안에 넣고, 상기 유리 평면 시트(31)을 통해서 및 상기 금형(20)을 통해서 상기 립 전구체(33)에 자외선 등을 조사하여 립 전구체(33)를 경화시킨다. 이러한 방식으로, 립 전구체로 된 금형, 즉 립 자체를 수득한다.

마지막으로, 수득되는 립(32)을 유리 평면 시트(31)에 대한 접착을 유지하면서, 상기 유리 평면 시트(31) 및 금형(20)을 상기 광 조사 장치로부터 꺼내고, 도 9(C)에 나타낸 것과 같이 금형을 벗기고 떼어낸다. 여기에 사용되는 굴곡성 금형(20)은 우수한 취급 성질을 또한 가지므로, 상기 금형(20)은 상기 유리 평면 시트(31)에 접착된 립(32)을 파괴하지 않고 제한된 힘으로 쉽게 벗겨지고 떼어질 수 있다. 이러한 벗기고 떼어내는 작업을 위해 큰 규모의 장치가 필요하지 않다.

최종적으로, 약 550℃ 내지 약 1600℃의 온도 등으로 발화에 의해 장벽 립을 용융시키거나 소결시킨다. 유리- 또는 세라믹-형성 조성물은 유기 결합재에 분산된 유리 프릿의 마이크로미터-크기 입자를 갖는다. 유기 결합재의 사용은 장벽 립이 초벌 상태로 고체화되는 것을 가능하게 하여, 발화가 유리 입자를 기질 상의 위치에 용융되도록 한다. 그러나, 그러한 PDP 기질의 적용에서, 고도로 정확하고 균일한 장벽 립이 바람직하다.

이어서, 본 발명을 그 실시예를 들어 설명한다. 본 발명이 이들 실시예에 국한되지 않음은 물론이다.

실시예 1

마스터 금형의 제조

격자-형 패턴의 립(파티션)을 갖는 PDP 배면판을 제조하기 위해, 매트릭스로 사용될 마스터 금형을 제조하였다. 본 실시예에서 제조된 마스터 금형은, 도 6을 참고하여 위에서 설명한 것과 같이, 실질적으로 평행하게 배열되고 그들 사이에 소정의 간격을 가지고 서로 교차하는 미세한 다수의 홈으로 구성된 격자-형 홈 패턴을 그 표면 위에 갖는 금형이다.

400 mm의 길이, 700 mm의 폭, 및 5 mm의 두께를 갖는 황동 시트를 제조하고, 1,845 개의 세로 홈 (세로 립에 해당) 및 608 개의 가로 홈(가로 립에 해당)을 절단하여 도 6에 나타낸 것과 같이 황동 시트의 표면 중 하나에 형성하였다. 세로 홈은 약 300 μm의 피치 (인접한 세로 홈의 중심 사이의 거리), 약 210 μm의 깊이 (립 높이에 해당), 약 200 μm의 홈 바닥 폭 (립 상단 폭에 해당) 및 약 200 μm의 홈 상단 폭(립 바닥 폭에 해당)을 가졌다. 가로 홈은 약 510 μm의 피치 (인접한 가로 홈의 중심 사이의 거리), 약 210 μm의 깊이 (립 높이에 해당), 약 40 μm의 홈 바닥 폭 (립 상단 폭에 해당) 및 약 200 μm의 홈 상단 폭(립 바닥 폭에 해당)을 가졌다. 이와 같이 제조된 마스터 금형에 있어서, 총 피치(양 말단에서 립의 중심 사이의 거리)를, 세로 립에 해당하는 세로 홈 및 가로 립에 해당하는 가로 홈의 각각에 대하여 5 개 위치에서 측정하여, 하기 표 1에 나타낸 결과를 수득하였다.

실리콘 고무 전이 층을 포함하는 (첫 번째) 전이 금형의 제조

도 5를 참고하여 앞에서 설명된 방법에 따라 전술한 것과 같이 수득된 마스터 금형을 사용하여 첫 번째 전이 금형을 제조하였다. 상기 전이 금형의 사시도를 도 3에 나타내며 선 IV-IV를 따라서 자른 단면도를 도 4에 나타낸다.

400 mm의 길이, 700 mm의 폭 및 1 mm의 두께를 갖는 스텐레스 스틸 시트를 상기 전이 금형의 기재로서 제조하였다. 상기 스텐레스 스틸 시트와 전이 패턴 층 사이의 접착을 향상시키기 위해 상기 스텐레스 스틸 시트의 전이 패턴 형성 표면에 하도 처리(GE Toshiba Silicone Co.로부터 "ME121"이라는 상품명 하에 시판되는 폴리알킬실록산 및 테트라에톡시실란)를 적용하였다(실리콘 고무 층). 하도 처리를 위해 하도를 적용한 후, 이를 150℃에서 1 시간 동안 건조시켰다.

이전 단계에서 제조된 마스터 금형의 홈 패턴 표면은 기재의 하도 처리 표면을 직면하도록 배열되었고, 상기 2-성분형 실온-경화가능한 실리콘 고무(GE Toshiba Silicone Co.로부터 "XE12-A4001"이라는 상품명 하에 시판)를 그들 사이의 간격 (약 100 μm) 내에 채우고 12 시간 동안 경화를 위해 세워 두었다. 수득되는 실리콘 고무 전이 금형은 도 3 및 4에 나타낸 것과 같은 격자-형 돌출 패턴을 가졌고, 상기 돌출 부분의 형태 및 크기는 각각 마스터 금형의 격자-형 홈패턴의 것에 상응하였다. 달리 말하면, 수득되는 전이 금형의 돌출 부분은 각각이 등변 사다리꼴 부분을 갖는 세로 돌출 부분 및 가로 돌출 부분을 가지며, 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열되는 한편, 그들 사이에 소정 간격을 가지고 서로 교차하였다. 각각의 돌출 부분은 210 μm의 높이 (세로 및 가로 돌출 부분 양자의 경우), 세로 돌출 부분의 경우 110 μm의 상단 폭 및 200 μm의 바닥 폭, 가로 돌출 부분의 경우 40 μm의 상단 폭 및 200 μm의 바닥 폭, 및 세로 돌출 부분의 경우 300 μm의 피치(인접하는 세로 돌출 부분의 중심 사이의 거리) 및 가로 돌출 부분의 경우 510 μm의 피치를 가졌다. 이렇게 제조된 실리콘 고무 전이 금형의 총 피치(양 말단에 있는 돌출 부분 사이의 거리)가 각각 세로 립에 해당하는 세로 돌출 부분 및 가로 립에 해당하는 가로 돌출 부분의 경우 5 개의 위치에서 측정되었고, 하기 표 1에 나타낸 측정 결과가 수득되었다. 또한, 수득되는 전이 금형의 돌출 부분의 상태를 광학 현미경을 통해 조사하였고, 미세한 돌출 부분에서 결함이 전혀 관찰되지 않았다.

	측정점	마스터 금형	실리콘 고무로 제조된 전이 금형
총 피치 (세로 립, mm)	1	553.190	553.189
	2	553.190	553.186
	3	553.186	553.185
	4	553.188	553.183
	5	553.184	553.191
총 피치 (가로 립, mm)	6	309.564	309.565
	7	309.559	309.560
	8	309.556	309.557
	9	309.554	309.553
	10	309.561	309.565

표 1에 나타낸 측정 결과로부터 이해될 수 있듯이, PDP 립을 위한 전이 금형을 제조할 때, 음각의 홈 패턴을 그 표면 위에 갖는 마스터 금형이 본 발명에 명기된 대로 사용될 경우, 마스터 금형의 치수 정확도가 극히 정확하게 상기 실리콘 고무 전이 금형으로 전이될 수 있고, 전이 패턴 층은 높은 탄성율을 갖는 경질의 재료로 형성된 기재 상에 상기 실리콘 고무를 성형함으로써 형성되었다.

굴곡성 금형(두 번째 전이 금형)의 제조

전술한 것과 같은 첫 번째 전이 금형을 사용하여 앞에 설명한 방법에 의해 굴곡성 금형(두 번째 전이 금형)을 제조하였다.

상기 금형의 형태-부여 층을 형성하기 위해, 다음 성분을 함유하는 2 종류의 UV-경화가능한 수지 조성물을 제조하였다.

고점도 UV - 경화가능한 수지 조성물 (A):

80 중량%의 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 ("Photomer 6010")

20 중량%의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트

1 중량%의 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온 광-중합 광개시제 ("Darocure 1173")

저점도 UV - 경화가능한 수지 조성물 (B):

40 중량%의 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 ("Photomer 6010")

60 중량%의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트

1 중량%의 광개시제 ("Darocure 1173")

각 수지 조성물의 점도를 브룩필드 (B) 점도계를 이용하여 측정하였을 때, 이는 수지 조성물(A)의 경우 8,500 cps였고, 수지 조성물 (B)의 경우 110 cps였다 (스핀들 #5, 20 rpm, 22℃).

700 mm의 길이, 700 mm의 폭 및 188 μm의 두께를 갖는 "HPE188"이라는 상품명 하에 테이진 사(Teijin Co.)로부터 시판되는 PET 필름을 금형의 지지체로서 준비하였다.

다음, 전술한 바와 같이 제조된 UV-경화가능한 수지 조성물(A)을 상기 PET 필름의 표면 중 하나에 약 200 μm의 두께로 적용하였다. 한편, UV-경화가능한 수지 조성물(B)을 제조된 전이 금형의 전이 패턴 표면에 적용하되 상기 전이 금형의 전이 패턴 표면 위에 부은 다음 블레이드를 사용하여 펴발랐다. 그 후, 상기 PET 필름 및 전이 금형을 포개 놓아 각각의 수지 피복이 서로 마주보도록 하였다. PET 필름의 세로 방향을 전이 금형의 세로 돌출 부분에 평행하게 고정시키고, 상기 PET 필름과 전이 금형 사이에 샌드위치된 UV-경화가능한 수지 조성물의 총 두께를 약 250 μm로 조정하였다. 상기 PET 필름을 라미네이트 롤을 이용하여 조심스럽게 누르고, 상기 UV-경화가능한 수지 조성물을 상기 전이 금형의 오목부 내에 완전히 채웠으며, 버블의 포획은 관찰되지 않았다.

이러한 상태 하에, 300 내지 400 nm(피크 파장: 325 nm)의 파장을 갖는 자외선을 미쯔비시 덴키-오슬람 사(Mitsubishi Denki-Oslam Co.)의 제품인 형광 램프를 이용하여 PET 필름을 통해 UV-경화가능한 수지 조성물에 30 초 동안 조사하였다. 자외선의 조사량은 200 내지 300 mJ/cm²이었다. 두 종류의 UV-경화가능한 수지 조성물이 각각 경화되는 경우 형태-부여 층이 수득될 수 있었다. 이어서, PET 필름을 상기 전이 금형으로부터 형태-부여 층과 함께 벗겨내면, 상기 전이 금형의 격자형 돌출 패턴의 것에 상응하는 형태 및 크기를 갖는 격자형 홈 패턴이 구비된 굴곡성 금형이 수득되었다.

PDP 배면판의 제조

전술한 바와 같이 제조된 굴곡성 금형을 사용하여, 도 9를 참고하여 앞에서 설명한 방법에 의해 PDP 판(본 발명에 따르는 미세 구조)을 제조하였다.

상기 굴곡성 금형을 상기 PDP 배면판에 위치시키고 그 위에 배열하였다. 상기 금형의 홈 패턴은 상기 유리 기질을 마주하도록 배열되었다. 다음, 감광성 세라믹 페이스트를 상기 금형과 유리 기질 사이에 110 μm의 두께로 채웠다. 여기에 사용된 상기 세라믹 페이스트는 다음 조성을 가졌다.

광-경화가능한 올리고머: 쿄에이-샤 카가쿠 사 (Kyoei-sha Kagaku K.K.)로부터 "3000M"이라는 상품명 하에 시판되는 비스-페놀 A 디글리시딜 메타크릴레이트 산 부가물 21.0 g

광-경화가능한 단량체: 와코 준야쿠 코교 사(Wako Junyaku Kogyo K.K.)로부터 시판되는 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 9.0 g

희석제: 와코 준야쿠 코교 사로부터 시판되는 1,3-부탄디올 30.0 g

광-중합 개시제: 시바 스페셜티 케미칼즈 사(Ciba Specialty Chemicals Co.)로부터 "어가큐어(Irgacure) 819"라는 상품명 하에 시판되는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드 0.3 g

계면활성제: 쓰리엠 사(3M Company)로부터 입수된 인산염 프로폭시알킬폴리올 1.5 g

술폰산계 계면활성제: 카오 사(Kao K.K.)로부터 "네오펠렉스(NeoPelex) #25"라는 상품명 하에 시판되는 것 1.5 g

무기 입자: 아사히 글래스 사(Asahi Glass K. K.)로부터 "RFW-030"이라는 상품명 하에 시판되는 납 유리 및 세라믹의 혼합된 분말 270.0 g

상기 세라믹 페이스트의 점도를 브룩필드 (B) 점도계를 이용하여 측정할 경우, 이는 7,300 cps(스핀들 #5, 20 rpm, 22℃)였다.

세라믹 페이스트를 상기 유리 기질의 전체 표면에 적용한 후, 상기 유리 기질의 표면을 덮도록 하는 방식으로 상기 금형을 적층하였다. 200 mm의 직경 및 30 kg의 중량을 갖는 고무 라미네이트 롤을 이용하여 상기 금형을 조심스럽게 누르고, 상기 세라믹 페이스트를 금형의 홈 부분 내에 완전히 채웠다.

이러한 상태에서, 400 내지 500 nm(피크 파장; 450 nm)의 파장을 갖는 청색 광을 상기 금형의 양 표면 및 유리 기질로부터 필립스 사(Phillips Co.)의 형광 램프를 이용하여 조사하였다. UV 광의 조사량은 200 내지 300 mJ/cm²이었다. 세라믹 페이스트를 경화시켜 립을 수득하였다. 이어서, 유리 기질을 상기 금형으로부터, 유리 기질 위의 립과 함께 벗겨내면, 격자-형 립을 갖는 유리 기질이 수득되었다. 수득되는 유리 기질에서, 립의 형태 및 크기는 전이 금형을 제조하기 위해 사용된 마스터 금형의 홈 부분의 것과 정확하게 일치하였다. 마지막으로, 유리 기질을 550℃에서 1 시간 동안 구워 페이스트 중의 유기 성분을 소각 및 제거하였다. 유리 성분만으로 이루어진 격자-형 립을 갖는 PDP 배면판이 이와 같이 수득되었다. 광학 현미경을 통해 립의 임의 결함을 조사하였을 때, 결함이 관찰되지 않았다.

실시예 2

하도("ME121")를 100 cm x 100 cm x 1 mm 두께의 스텐레스 스틸 판(일본 공업 표준 SUS430) 위에 피복한 다음, 주위 조건에서 30 분 건조 후 150℃에서 1 시간 동안 열처리하였다.

실온 경화가능한 실리콘 고무("XE12-A4001)를 열 처리된 스텐레스 스틸 기질과 표면 위에 격자 홈을 갖는 금속 마스터 연장의 사이에 놓고 12 시간 동안 컨디셔닝하였다. 다음, 실리콘 고무를 갖는 스텐레스 스틸 기질을 상기 금속 마스터 연장으로부터 떼어내어 첫 번째 전이 금형을 수득하였다.

다이셀 유씨비(Daicel UCB)로부터 "에베크릴 (Ebecryl) 270"이라는 상품명 하에 시판되는 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 1% 광개시제("Darocure 1173")의 혼합물을, 테이진 사(Teijin Co.)로부터 "테트론(Tetron) 필름"이라는 상품명 하에 시판되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 상기 첫 번째 전이 금형의 사이에 놓은 다음, 형광 램프(Mitsubishi-Osram 제조)를 이용하여 30 초 동안 300-400 nm의 UV로 조사하였다. 다음, 경화된 수지를 갖는 상기 플라스틱 필름을 상기 첫 번째 전이 금형으로부터 떼어내어 두 번째 전이 금형을 수득하였다.

하나의 첫 번째 전이 금형으로부터 10 개의 두 번째 전이 금형을 제조하였다. 모든 10 개의 금형을 주의깊게 관찰하면, 첫 번째 전이 금형의 탈적층으로 인한 결함을 갖지 않는 것으로 나타났다. 상기 첫 번째 전이 금형 또한 임의의 탈적층을 나타내지 않는 것으로 관찰되었다.

실시예 3

폴리우레탄 전이 층을 포함하는 (첫 번째) 전이 금형의 제조

플루오르-형 이형제(Daikin Industries Ltd.로부터 "DAIFREE GA-6010"이라는 상품명 하에 시판)를 마스터 연장의 표면 위에 분무하여 마스터 연장과 폴리우레탄 사이의 접착을 방지하였다.

1 mm의 두께를 갖는 스텐레스 스틸 판을 기재 기질로 사용하기 위해 준비하였다. 이소시아네이트 화합물(3M Company로부터 "N200"이라는 상품명 하에 시판)을 포함하는 하도를 상기 스틸 판에 적용하고 100℃에서 1 시간 동안 건조시켜 폴리우레탄과 스틸 판 사이의 접착을 향상시켰다.

200 g의 폴리에스테르 폴리올("Takelec U-118A") 및 240 g의 이소시아네이트(Takenate D-103)를 혼합하고, 탈-공기를 위해 진공으로 만들고, 상기 마스터 연장과 스틸 판 사이에 채우고, 실온에서 경화시키면 폴리에스테르-형 폴리우레탄이 되었다. 구조화된 폴리우레탄을 상기 마스터 연장으로부터 기질과 함께 떼어내어 격자 패턴의 첫 번째 전이 금형을 수득하였다. 총 피치 데이터를 표 1에 요약한다. 첫 번째 전이 금형에서의 총 피치는 마스터 연장에서의 것과 동일하며, 이는 상기 마스터 연장으로부터 첫 번째 전이 금형으로 전이되는 과정에서 치수 정확도가 유지됨을 의미한다.

첫 번째 전이 금형으로부터 반복적으로 두 번째 전이 금형을 제조함으로써 첫 번째 전이 금형의 내구성을 조사하였다. 아크릴레이트 수지의 조성물을 이하에 기재한다: 45 중량%의 지방족 디아크릴레이트 올리고머(Daicel UCB), 45 중량%의 2-에틸-헥실 디글리콜 아크릴레이트, 9 중량%의 2-부틸 2-에틸 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 및 1 중량%의 다로큐어(Darocure) 1173. 중합된 수지의 Tg는 -40℃였다.

상기 첫 번째 전이 금형과 PET 필름 사이에 아크릴레이트를 채우고, 300-400 nm 파장의 빛에 30 초 동안 노출시켜 경화시킨 다음 PET 필름과 함께 상기 첫 번째 전이 금형으로부터 떼어내어 굴곡성 플라스틱 금형(즉, 두 번째 전이 금형)을 수득하였다. 금형 제조 과정을 40 회 반복하였다. 첫 번째 전이 금형의 패턴 상단 폭에 해당하는 금형의 홈 바닥 폭을 측정함으로써 패턴형성된 폴리우레탄의 뒤틀림을 조사하였다. 표 2에 기재된 것과 같이, 홈 바닥 폭의 변화가 관찰되지 않았다. 뿐만 아니라, 상기 우레탄 첫 번째 전이 금형 그 자체는 40 회의 사용 후에 패턴 뒤틀림을 나타내지 않았다. 본 실험은 상기 폴리우레탄 첫 번째 전이 금형이 높은 내구성을 나타냄을 보여준다.

Claims

전이 패턴 층과는 상이한 재료로 이루어진 기재 층으로 지지된, 중합체성 물질로 이루어진 양각 돌출 패턴 표면을 갖는 전이 패턴 층을 포함하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 기재가 1 GPa 내지 250 GPa 범위의 영 탄성율을 갖는 물질을 포함하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 기재가 100 GPa 내지 250 GPa 범위의 영 탄성율을 갖는 물질을 포함하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 기재가 스텐레스 스틸, 구리 및 이들의 합금으로 구성되는 군에서 선택된 금속 재료인 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 0.005 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 갖는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 기재의 두께가 0.1 mm 내지 5 mm의 범위인 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층의 돌출 패턴이 서로에 대하여 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 립을 포함하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층의 돌출 패턴 표면이 격자-형 패턴인 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 양각 돌출 패턴이 플라스마 디스플레이 패널에 적합한 장벽 립 패턴에 해당하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 상온에서 경화가능한 조성물을 포함하는 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 실리콘 고무 및 폴리우레탄으로 구성되는 군에서 선택된 경화된 조성물을 포함하는 전이 금형.
제 11 항에 있어서, 폴리우레탄이 폴리에스테르 폴리우레탄인 전이 금형.
제 1 항에 있어서, 기재 층과 전이 패턴 층 사이에 하도 층이 배치되어 있는 전이 금형.
제 13 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 실리콘 고무를 포함하고, 상기 하도 층이 폴리알킬실란, 폴리알킬실록산 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택된 전이 금형.
제 13 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 폴리우레탄을 포함하고, 상기 하도 층이 이소시아네이트 및 히드록실 작용성 물질로 구성되는 군에서 선택된 전이 금형.
기재 기질을 제공하고;

상기 기재 기질과는 상이한 물질을 포함하는 경화가능한 중합체 조성물로부터 양각 돌출 패턴을 갖는 전이 패턴 층을 형성하고;

상기 전이 패턴 층을 경화시키는 단계를 포함하는, 전이 금형의 제조 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 상온에서 경화되는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 전이 패턴 층이 그 표면 위에 음각의 홈 패턴을 갖는 마스터 금형으로부터 형성되는 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 전이 층이, 경화가능한 조성물을 마스터 금형의 음각의 홈 패턴 표면 위에 적용하고 기재 기질을 상기 마스터 금형 위에 적층함으로 써 형성되는 방법.
제 1 항의 전이 금형을 제공하고;

상기 전이 금형의 전이 패턴 층 위에 경화가능한 조성물을 적용하고;

플라스틱 재료로 된 굴곡성 필름을 포함하는 지지체를 상기 전이 금형 상에 적층하여 상기 경화가능한 수지 조성물을 경화시키고;

상기 경화된 수지 조성물을 전이 금형으로부터 지지체 형태와 함께 떼어내어 지지체 및 음각의 홈 패턴을 갖는 형태-부여 층을 포함하는 굴곡성 금형을 형성하는 것을 포함하는 음각의 홈 패턴 전이 금형의 제조 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 경화가능한 수지가 광경화가능한 수지 조성물을 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 광경화가능한 수지 조성물이 아크릴 단량체 및 아크릴 올리고머로 구성되는 군에서 선택된 적어도 1종의 경화가능한 성분을 포함하는 UV-경화가능한 조성물을 포함하는 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 지지체가 투명한 방법.
제 20 항의 굴곡성 금형을 제공하고;

기질과 형태-부여 층의 사이에 경화가능한 성형 재료를 공급하고;

상기 성형 재료를 경화시켜, 기질 및 상기 기질에 일체로 결합된 돌출 패턴을 포함하는 미세 구조를 형성하고;

상기 미세 구조를 상기 굴곡성 금형으로부터 떼어내는 단계를 포함하는, 미세 구조의 제조 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 경화가능한 성형 재료가 광경화가능한 것인 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 미세 구조의 돌출 패턴이 플라스마 디스플레이 패널의 배면 판의 립인 방법.