KR20070057854A - Method of forming barrier rib microstructures with a mold - Google Patents

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KR20070057854A
KR20070057854A KR1020077006628A KR20077006628A KR20070057854A KR 20070057854 A KR20070057854 A KR 20070057854A KR 1020077006628 A KR1020077006628 A KR 1020077006628A KR 20077006628 A KR20077006628 A KR 20077006628A KR 20070057854 A KR20070057854 A KR 20070057854A
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토마스 알. 코리건
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

In one embodiment the present invention relates to microstructured articles (e.g., barrier ribs formed by a method that comprises providing at least one discrete coating of slurry on a transfer sheet).

Description

몰드로 격벽 미세 구조물을 형성하는 방법{METHOD OF FORMING BARRIER RIB MICROSTRUCTURES WITH A MOLD}METHOD OF FORMING BARRIER RIB MICROSTRUCTURES WITH A MOLD}

본 발명은 몰드를 사용하여 기판 상에 미세 구조물을 형성하는 방법 그리고 이들 방법을 사용하여 형성된 제품에 관한 것으로, 특히 몰드를 사용하여 기판 상에 무기 미세 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods of forming microstructures on substrates using molds and articles formed using these methods, and more particularly to methods of forming inorganic microstructures on substrates using molds.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP: plasma display panel) 및 플라즈마 주소 지정 액정(PALC: plasma addressed liquid crystal) 디스플레이의 발전을 포함하는 디스플레이 기술에서의 진보가 유리 기판 상에 전기-절연성 무기 격벽을 형성하는 데 있어서 흥미를 유도하였다. 격벽은 불활성 가스가 대향 전극들 사이에 인가되는 전기장에 의해 여기될 수 있는 셀을 분리시킨다. 가스 방전은 셀 내에서 자외선(UV: ultraviolet) 복사선을 방출시킨다. PDP의 경우에, 셀의 내부에는 UV 복사선에 의해 여기될 때 적색, 녹색 또는 청색 가시 광선을 발산시키는 인이 코팅된다. 셀의 크기는 디스플레이 내에서의 화상 요소(화소)의 크기를 결정한다. PDP 및 PALC 디스플레이는 예컨대 고선명 텔레비전(HDTV: high definition television)을 위한 디스플레이 또는 다른 디지털 전자 디스플레이 장치로서 사용될 수 있다.Advances in display technology, including the development of plasma display panels (PDPs) and plasma addressed liquid crystal (PALC) displays, are of interest in forming electrically-insulating inorganic barriers on glass substrates. Induced. The partition wall separates cells in which an inert gas can be excited by an electric field applied between opposing electrodes. The gas discharge emits ultraviolet (UV) radiation in the cell. In the case of PDPs, the inside of the cell is coated with phosphorus which emits red, green or blue visible light when excited by UV radiation. The size of the cell determines the size of the picture element (pixel) in the display. PDP and PALC displays can be used, for example, as displays for high definition television (HDTV) or other digital electronic display devices.

격벽이 유리 기판 상에 형성될 수 있는 하나의 방법이 직접 성형(direct molding)에 의한 것이다. 이것은 유리- 또는 세라믹-형성 조성물이 그 사이에 배치된 상태에서 기판 상으로 평면형 강성 몰드를 적층하는 단계를 포함하였다. 유리- 또는 세라믹-형성 조성물은 그 다음에 응고되며, 몰드는 제거된다. 최종적으로, 격벽은 약 550℃ 내지 약 1600℃의 온도에서 소성함으로써 용해 및 소결된다. 유리- 또는 세라믹-형성 조성물은 유기 결합제 내에 분산되는 ㎛-크기 입자의 유리 프릿(glass frit)을 갖는다. 유기 결합제의 사용은 소성이 기판 상의 소정의 위치에서 유리 입자를 용해하도록 격벽이 그린 상태(green state)에서 응고되게 한다.One way in which the partitions can be formed on a glass substrate is by direct molding. This involved laminating a planar rigid mold onto a substrate with a glass- or ceramic-forming composition disposed therebetween. The glass- or ceramic-forming composition is then solidified and the mold is removed. Finally, the partition wall is dissolved and sintered by firing at a temperature of about 550 ° C to about 1600 ° C. The glass- or ceramic-forming composition has a glass frit of μm-sized particles dispersed in an organic binder. The use of an organic binder causes the partition to solidify in the green state so that firing dissolves the glass particles at a predetermined location on the substrate.

격벽 등의 미세 구조물을 형성하는 다양한 방법이 설명되었지만, 업계가 대체 방법에서 장점을 찾을 것이다.While various methods of forming microstructures, such as bulkheads, have been described, the industry will find advantages in alternative methods.

일 태양에서, 본 발명은 전사 시트를 제공하는 단계와, 경화성 조성물의 적어도 1개의 분리형 코팅을 전사 시트에 코팅하는 단계와, 기판 상으로 분리형 코팅을 전사하는 단계와, 미세 구조형 표면(예컨대, 격벽을 형성하는 데 적절함)을 갖는 몰드와 분리형 코팅을 접촉시키는 단계와, 경화성 조성물을 경화시키는 단계와, 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 미세 구조형 표면(예컨대, 플라즈마 디스플레이 패널을 위한 격벽)을 갖는 제품 또는 제품의 구성 요소를 형성하는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention provides a method of providing a transfer sheet, coating at least one release coating of the curable composition to a transfer sheet, transferring the release coating onto a substrate, and a microstructured surface (eg, a septum). Having a microstructured surface (eg, a septum for a plasma display panel) comprising contacting a mold having a mold with a release coating with a release coating, curing the curable composition, and removing the mold. A method of forming a product or a component of a product.

전사 시트에는 바람직하게는 적어도 2개의 분리형 코팅이 코팅된다. 전사 시트는 실질적으로 평면형의 기판일 수 있거나 롤 상에 제공될 수 있다. 각각의 분리형 코팅은 단일의 플라즈마 디스플레이 패널에 대응하는 영역(예컨대, 약 1 ㎠ 내지 약 2 ㎡의 범위 내에 있음)을 가질 수 있다. 전사 시트는 가요성 필름 및 강성 지지 층을 포함할 수 있다. 가요성 필름은 강성 지지 층을 제거하는 것과 동시에 제거될 수 있다. 분리형 코팅은 템플릿의 사용에 의해 제공될 수 있다. 몰드는 전형적으로 가요성 및 투과성이다. 경화성 재료는 몰드를 통해, 유리 패널을 통해 또는 이들의 조합을 통해 경화될 수 있다. 이 방법(들)은 바람직하게는 적어도 반자동화된다.The transfer sheet is preferably coated with at least two separate coatings. The transfer sheet may be a substantially planar substrate or may be provided on a roll. Each separate coating may have an area (eg, in the range of about 1 cm 2 to about 2 m 2) corresponding to a single plasma display panel. The transfer sheet may comprise a flexible film and a rigid support layer. The flexible film can be removed at the same time as removing the rigid support layer. The detachable coating can be provided by the use of a template. The mold is typically flexible and permeable. The curable material can be cured through a mold, through a glass panel, or through a combination thereof. This method (s) is preferably at least semi-automated.

도1은 플라즈마 디스플레이 패널 조립체의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a plasma display panel assembly.

도2는 전사 시트의 실시된 강성 지지 층의 설명적 의미의 단면도이다.Fig. 2 is a cross sectional view of an illustrative meaning of the implemented rigid support layer of the transfer sheet.

도3a 내지 도3c는 전사 시트를 채용하는 실시된 방법을 도시하는 측면도이다.3A to 3C are side views showing the practiced method of employing the transfer sheet.

도4a 내지 도4d는 회전 구조물 내에서 전사 시트로부터 기판으로 코팅을 전사하는 설명적 의미의 개략도이다.4A-4D are schematic diagrams of an illustrative meaning of transferring a coating from a transfer sheet to a substrate in a rotating structure.

본 발명은 몰드를 사용하여 기판 상에 미세 구조물을 형성하는 방법 그리고 이들 방법을 사용하여 형성된 제품에 적용 가능하다고 생각된다. 특히, 본 발명은 몰드를 사용하여 기판 상에 무기 미세 구조물을 형성하는 것에 관한 것이다. 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 이들 방법을 사용하여 형성되고 이들 방법의 유용한 실례를 제공할 수 있다. 예컨대 모세관 채널을 갖는 전기 이동 판(electrophoresis plate) 그리고 조명 분야를 포함하는 다른 장치 및 제품이 이 들 방법을 사용하여 형성될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 특히, 성형된 세라믹 미세 구조물을 이용할 수 있는 장치 및 제품이 여기에 설명된 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 본 발명은 이러한 방식으로 제한되지 않지만, 본 발명의 다양한 태양의 이해가 아래에 제공된 예의 논의를 통해 얻어질 것이다.It is contemplated that the present invention is applicable to methods of forming microstructures on substrates using molds and articles formed using these methods. In particular, the present invention relates to the formation of inorganic microstructures on substrates using molds. Plasma display panels (PDPs) can be formed using these methods and provide useful examples of these methods. It will be appreciated that other devices and articles may be formed using these methods, including, for example, electrophoresis plates with capillary channels and the field of illumination. In particular, devices and articles that can utilize molded ceramic microstructures can be formed using the methods described herein. While the present invention is not limited in this manner, an understanding of various aspects of the invention will be gained through the discussion of the examples provided below.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 도1에 도시된 바와 같이 다양한 구성 요소를 갖는다. 관찰자로부터 떨어져 배향된 후방 기판은 독립적으로 주소 지정 가능한 평행 전극(23)을 갖는다. 후방 기판(21)은 다양한 조성물 예컨대 유리로부터 형성될 수 있다. 세라믹 미세 구조물(25)이 후방 기판(21) 상에 형성되고, 세라믹 미세 구조물(25)은 전극(23)들 사이에 위치 설정되는 격벽 부분(32) 그리고 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 인이 피착되는 별개의 영역을 포함한다. 전방 기판은 유리 기판(51) 그리고 한 세트의 독립적으로 주소 지정 가능한 평행 전극(53)을 포함한다. 지지 전극으로서 또한 호칭되는 이들 전방 전극(53)은 주소 전극으로서 또한 호칭되는 후방 전극(23)에 직각으로 배향된다. 완성된 디스플레이에서, 전방 및 후방 기판 요소들 사이의 영역에는 불활성 가스가 충전된다. 화소를 밝히기 위해, 전기장이 교차된 지지 및 주소 전극(53, 23)들 사이의 불활성 가스 원자를 여기시킬 정도로 충분한 강도로 그 사이에 인가된다. 여기된 불활성 가스 원자는 인이 적색, 녹색 또는 청색 가시 광선을 방출하게 하는 자외선(UV) 복사선을 방출시킨다.The plasma display panel PDP has various components as shown in FIG. The rear substrate oriented away from the viewer has independently addressable parallel electrodes 23. The back substrate 21 can be formed from various compositions such as glass. The ceramic microstructure 25 is formed on the rear substrate 21, and the ceramic microstructure 25 includes the partition portion 32 positioned between the electrodes 23 and red (R), green (G) and Blue (B) includes a separate region to which phosphorus is deposited. The front substrate comprises a glass substrate 51 and a set of independently addressable parallel electrodes 53. These front electrodes 53, also referred to as support electrodes, are oriented at right angles to the rear electrodes 23, also referred to as address electrodes. In the finished display, the area between the front and rear substrate elements is filled with an inert gas. To illuminate the pixel, an electric field is applied therebetween with sufficient intensity to excite the inert gas atoms between the crossed support and address electrodes 53, 23. The excited inert gas atoms emit ultraviolet (UV) radiation that causes phosphorus to emit red, green or blue visible light.

후방 기판(21)은 바람직하게는 투과성 유리 기판이다. 전형적으로, PDP 분야에 대해, 후방 기판(21)은 선택적으로 실질적으로 알칼리 금속이 없는 소다 석회 유리로 제조된다. 가공 동안에 도달한 온도는 기판 내에서의 알칼리 금속의 존재 하에서 전극 재료의 이동을 유발시킬 수 있다. 이러한 이동은 전극들 사이에 전도성 경로를 초래할 수 있고, 그에 의해 인접한 전극들을 단락시키거나 "누화(crosstalk)"로서 알려져 있는 전극들 사이에서의 바람직하지 않은 전기적 간섭을 유발시킨다. 전방 기판(51)은 전형적으로 바람직하게는 후방 기판(21)과 동일하거나 대략 동일한 열 팽창 계수를 갖는 투과성 유리 기판이다.The rear substrate 21 is preferably a transparent glass substrate. Typically, for the PDP field, the back substrate 21 is optionally made of soda lime glass that is substantially free of alkali metal. The temperature reached during processing can cause the movement of the electrode material in the presence of alkali metal in the substrate. This movement can lead to conductive paths between the electrodes, thereby shorting adjacent electrodes or causing undesirable electrical interference between the electrodes known as "crosstalk". The front substrate 51 is typically a transparent glass substrate which preferably has a coefficient of thermal expansion that is about the same or about the same as the rear substrate 21.

전극(23, 53)은 전도성 재료의 스트립이다. 전극(23)은 예컨대 구리, 알루미늄 또는 은-함유 전도성 프릿 등의 전도성 재료로 형성된다. 전극은 또한 특히 투과성 디스플레이 패널을 갖는 것이 바람직한 경우에 인듐 주석 산화물 등의 투과성 전도성 재료일 수 있다. 전극은 후방 기판(21) 및 전방 기판(51) 상에 패터닝된다. 예컨대, 전극은 약 120 ㎛ 내지 350 ㎛만큼 이격되고 약 50 ㎛ 내지 75 ㎛의 폭, 약 2 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께 그리고 몇 ㎝ 내지 수 십 ㎝의 범위 내에 있을 수 있는 전체의 능동 디스플레이 영역에 걸쳐 있는 길이를 갖는 평행 스트립으로서 형성될 수 있다. 일부의 경우에, 전극(23, 53)의 폭은 미세 구조물(25)의 구성에 따라 50 ㎛ 미만 또는 75 ㎛ 초과일 수 있다.Electrodes 23 and 53 are strips of conductive material. The electrode 23 is formed of a conductive material such as copper, aluminum or silver-containing conductive frit. The electrode may also be a transmissive conductive material such as indium tin oxide, in particular when it is desired to have a transmissive display panel. The electrodes are patterned on the back substrate 21 and the front substrate 51. For example, the electrodes may be spaced between about 120 μm and 350 μm and span the entire active display area, which may be within a range of about 50 μm to 75 μm, a thickness of about 2 μm to 15 μm and a few cm to several tens of centimeters. It can be formed as a parallel strip having a length. In some cases, the width of the electrodes 23, 53 may be less than 50 μm or more than 75 μm, depending on the configuration of the microstructure 25.

PDP 내에서의 미세 구조형 격벽 부분(32)의 높이, 피치 및 폭은 요망된 최종 제품에 따라 변할 수 있다. 격벽의 피치(단위 길이 당 개수)는 바람직하게는 전극의 피치에 맞춰진다. 격벽의 높이는 대체로 적어도 100 ㎛ 그리고 전형적으로 적어도 150 ㎛이다. 나아가, 높이는 전형적으로 500 ㎛ 이하 그리고 전형적으로 300 ㎛ 미만이다. 격벽 패턴의 피치는 폭 방향에 비해 길이 방향으로 상이할 수 있다. 피치는 대체로 적어도 100 ㎛ 그리고 전형적으로 적어도 200 ㎛이다. 피치는 전형적으로 600 ㎛ 이하 그리고 전형적으로 400 ㎛ 미만이다. 격벽 패턴의 폭은 특히 이처럼 형성된 격벽이 테이퍼형일 때 상부 표면과 하부 표면 사이에서 상이할 수 있다. 폭은 대체로 적어도 10 ㎛ 그리고 전형적으로 적어도 50 ㎛이다. 나아가, 폭은 대체로 100 ㎛ 이하 그리고 전형적으로 80 ㎛ 미만이다.The height, pitch, and width of the microstructured partition portion 32 in the PDP may vary depending on the desired final product. The pitch of the partition (number per unit length) is preferably matched to the pitch of the electrode. The height of the partition is generally at least 100 μm and typically at least 150 μm. Furthermore, the height is typically below 500 μm and typically below 300 μm. The pitch of the partition pattern may be different in the longitudinal direction than in the width direction. The pitch is generally at least 100 μm and typically at least 200 μm. The pitch is typically below 600 μm and typically below 400 μm. The width of the barrier rib pattern may be different between the upper surface and the lower surface, especially when the barrier ribs thus formed are tapered. The width is generally at least 10 μm and typically at least 50 μm. Furthermore, the width is generally less than 100 μm and typically less than 80 μm.

기판 상에 (PDP를 위한 격벽 등의) 미세 구조물을 형성하기 위해 본 발명의 방법을 사용할 때, 미세 구조물이 형성되는 코팅 재료는 바람직하게는 적어도 3개의 성분의 혼합물을 함유하는 슬러리 또는 페이스트이다. 제1 성분은 입자상 무기 재료(전형적으로, 세라믹 분말)를 형성하는 유리 또는 세라믹이다. 일반적으로, 슬러리 또는 페이스트의 입자상 무기 재료는 최종적으로 패터닝된 기판에 부착되는 요망된 물리적 성질을 갖는 미세 구조물을 형성하기 위해 소성에 의해 용해 또는 소결된다. 제2 성분은 성형되고 후속적으로 경화 또는 냉각에 의해 경화 처리될 수 있는 결합제[예컨대, 이탈성 결합제(fugitive binder)]이다. 결합제는 슬러리 또는 페이스트가 기판에 부착되는 반-강성 그린 상태의 미세 구조물로 성형되게 한다. 제3 성분은 결합제 재료의 정렬 및 경화 처리 후의 몰드로부터의 해제를 촉진할 수 있고, 미세 구조물의 세라믹 재료를 소성하기 전의 탈지(debinding) 동안에 결합제의 신속 및 완전한 연소를 촉진할 수 있는 희석액이다. 희석액은 바람직하게는 희석액이 결합제 경화 처리 동안에 결합제로부터 상-분리되도록 결합제가 경화 처리된 후에 액체로 남는다. 슬러리는 공기를 포획하지 않고 가요성 몰드의 모든 미세 구조형 홈 부분을 균일하게 충전하기 위해 바람직하게는 20,000 cps 미만 그리고 더 바람직하게는 5,000 cps 미만의 점도를 갖는다.When using the method of the invention to form microstructures (such as partitions for PDPs) on a substrate, the coating material from which the microstructures are formed is preferably a slurry or paste containing a mixture of at least three components. The first component is glass or ceramic which forms a particulate inorganic material (typically, ceramic powder). Generally, the particulate inorganic material of the slurry or paste is dissolved or sintered by firing to form microstructures with the desired physical properties that are finally attached to the patterned substrate. The second component is a binder (eg, a fugitive binder) that can be shaped and subsequently cured by curing or cooling. The binder causes the slurry or paste to be shaped into a microstructure in a semi-rigid green state that adheres to the substrate. The third component is a diluent that can promote alignment of the binder material and release from the mold after curing treatment and can promote rapid and complete burning of the binder during debinding prior to firing the ceramic material of the microstructures. The diluent preferably remains liquid after the binder has been cured such that the diluent is phase-separated from the binder during the binder curing treatment. The slurry preferably has a viscosity of less than 20,000 cps and more preferably less than 5,000 cps to uniformly fill all microstructured groove portions of the flexible mold without trapping air.

경화성 페이스트 조성물 내에서의 경화성 유기 결합제의 양은 전형적으로 적어도 2 중량%, 더 전형적으로 적어도 5 중량% 그리고 더 전형적으로 적어도 10 중량%이다. 격벽 전구체 조성물 내에서의 희석액의 양은 전형적으로 적어도 2 중량%, 더 전형적으로 적어도 5 중량% 그리고 더 전형적으로 적어도 10 중량%이다. 유기 성분의 총량은 전형적으로 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량% 또는 적어도 20 중량%이다. 나아가, 유기 화합물의 총량은 전형적으로 50 중량% 이하이다. 무기 입자상 재료의 양은 전형적으로 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량% 또는 적어도 60 중량%이다. 무기 입자상 재료의 양은 95 중량% 이하이다. 첨가제의 양은 대체로 10 중량% 미만이다.The amount of curable organic binder in the curable paste composition is typically at least 2% by weight, more typically at least 5% by weight and more typically at least 10% by weight. The amount of diluent in the barrier precursor composition is typically at least 2% by weight, more typically at least 5% by weight and more typically at least 10% by weight. The total amount of organic components is typically at least 10% by weight, at least 15% by weight or at least 20% by weight. Furthermore, the total amount of organic compound is typically up to 50% by weight. The amount of inorganic particulate material is typically at least 40% by weight, at least 50% by weight or at least 60% by weight. The amount of the inorganic particulate material is 95% by weight or less. The amount of additive is generally less than 10% by weight.

일 실시예에서, 본 발명은 전사 시트 상에 슬러리의 적어도 1개의 분리형 코팅을 제공하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성되는 격벽에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention is directed to a partition formed by a method comprising providing at least one separate coating of a slurry on a transfer sheet.

전사 시트는 전형적으로 강성(예컨대, 가동) 지지 층에 의해 지지되는 얇은 가요성 필름 층이다. 가요성 필름은 유리 패널의 표면을 횡단하여 후퇴되는 강성 가동 지지부의 모서리에 의해 한정되는 예각으로 슬러리로부터 박리될 수 있다. 적절한 가요성 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 필름, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리프로필렌 및 폴리시클로-올레핀을 포함한다.The transfer sheet is typically a thin flexible film layer supported by a rigid (eg movable) support layer. The flexible film may be peeled from the slurry at an acute angle defined by the edge of the rigid movable support that is retracted across the surface of the glass panel. Suitable flexible films include polyethylene terephthalate, polycarbonate film, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, polyether sulfone, polymethyl methacrylate, polyurethane, polyester, polyvinyl chloride, polyimide, polyolefin, polypropylene And polycyclo-olefins.

전사 시트는 전형적으로 유리 패널 상에 거의 모든 슬러리를 남긴 상태로 박 리되게 하는 해제 코팅을 포함한다. 전형적으로 플라스틱 필름 상에서 사용되는 해제 코팅은 탄화수소, 실리콘 및 탄화불소를 포함하는 낮은-표면-에너지의 유기 재료를 포함한다. 탄화수소는 오일, 왁스, 폴리올레핀 그리고 펜던트형 알킬 세그먼트를 보유한 폴리아크릴레이트 또는 폴리우레탄 등의 중합체를 포함할 수 있다. 실리콘은 각각 응축 또는 수소화 규소 첨가 반응에 의해 교차 결합된 실라놀- 또는 비닐-작용기를 갖는 폴리디메틸실록산뿐만 아니라 어떠한 작용기도 갖지 않는 폴리(디메틸실록산) 유체를 포함할 수 있다. 탄화불소는 불소계 오일; 퍼플루오로폴리에테르; 테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 공(중합)에 의해 준비되는 불소 중합체; 그리고 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 또는 펜던트형 불소-치환형 알킬 작용기를 보유한 폴리에폭사이드 등의 중합체를 포함할 수 있다. 특히, 양호한 종류의 해제 재료가 수지 및 접착제 등의 광범위한 유기 재료에 대해 낮은 표면 에너지 및 양호한 해제 성질을 갖는 강력한 코팅으로 교차 결합될 수 있는 아크릴레이트, 실란 또는 에폭시 작용기 등의 경화성 작용기를 보유한 퍼플루오로폴리에테르이다.The transfer sheet typically includes a release coating that allows it to peel off leaving almost all the slurry on the glass panel. Release coatings typically used on plastic films include low-surface-energy organic materials including hydrocarbons, silicon, and fluorocarbons. Hydrocarbons may include polymers such as oils, waxes, polyolefins and polyacrylates or polyurethanes with pendant alkyl segments. Silicones can include polydimethylsiloxanes having no functional groups as well as polydimethylsiloxanes having cross-linked silanol- or vinyl-functional groups, respectively, by condensation or silicon hydride addition reactions. Fluorocarbon is fluorine-based oil; Perfluoropolyethers; Fluoropolymers prepared by the co-polymerization of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and hexafluoropropylene; And polymers such as polyacrylates, polyurethanes, or polyepoxides having pendant fluorine-substituted alkyl functional groups. In particular, perfluorine having curable functional groups such as acrylates, silanes or epoxy functional groups, which can be crosslinked with a strong coating with good surface release properties and good release properties for a wide range of organic materials such as resins and adhesives. Ropolyether.

도2는 예시의 적절한 강성 지지부(200)의 단면을 도시하고 있다. 예컨대, 강성 지지부는 지지 리브(220)의 격자를 남긴 상태로 양쪽 측면 상에서 10 ㎜의 깊이로 기계 가공되는 적절한 크기(예컨대, 25 ㎜ 두께)의 알루미늄 판(210)으로부터 형성될 수 있다. 한 쌍의 알루미늄 판(예컨대, 5 ㎜ 두께)이 지지 리브(220)에 결합될 수 있고 그에 의해 각각 상부 및 저부 상에 평탄 표면(230, 240)을 생성시킨다. 강성 지지부의 모서리(260)(즉, 전사 필름이 활주되는 위치에서)는 바람직하 게는 적어도 30˚ 그리고 전형적으로 90˚ 이하의 크기로 경사져 있으며, 이 때 45˚ 테이퍼가 전형적으로 양호하다. 나아가, 강성 지지부의 이러한 모서리는 전형적으로 0 내지 10 ㎜의 반경을 가지며 이 때 0.50 ㎜의 반경이 양호하다.2 shows a cross section of an example suitable rigid support 200. For example, the rigid support may be formed from an aluminum plate 210 of a suitable size (eg, 25 mm thick) that is machined to a depth of 10 mm on both sides leaving a grid of support ribs 220. A pair of aluminum plates (eg, 5 mm thick) can be coupled to the support ribs 220 thereby creating flat surfaces 230 and 240 on the top and bottom, respectively. The edge 260 of the rigid support (ie, at the position where the transfer film slides) is preferably inclined to a size of at least 30 ° and typically 90 ° or less, with a 45 ° taper being typically good. Furthermore, this edge of the rigid support typically has a radius of 0 to 10 mm with a radius of 0.50 mm being good.

강성 지지부에는 그 표면에 근접하게 전사 필름을 유지하는 수단 그리고 전사 필름 표면을 해제하는 수단이 갖춰져 있다. 하나의 적절한 수단은 진공부(도시되지 않음)에 동작 가능하게 연결되는 강성 지지부의 상부 및 저부 표면에 구멍(250)(예컨대, 100 ㎛ 직경)을 제공하는 단계를 포함한다. 끼움부(도시되지 않음)가 강성 지지부의 모서리에 제공될 수 있으므로 전사 필름은 지지부의 상부 또는 저부 표면으로 진공에 의해 선택적으로 견인될 수 있다. 밸브(도시되지 않음)가 끼움부로 압축 공기가 교대로 유입되게 하며 그 결과 전사 필름은 한쪽 또는 양쪽 표면을 횡단하여 용이하게 이동될 수 있다.The rigid support is provided with means for holding the transfer film in close proximity to the surface and means for releasing the transfer film surface. One suitable means includes providing a hole 250 (eg, 100 μm diameter) in the top and bottom surfaces of the rigid support operably connected to a vacuum (not shown). Since a fitting (not shown) can be provided at the edge of the rigid support, the transfer film can be selectively pulled by vacuum to the top or bottom surface of the support. A valve (not shown) alternately introduces compressed air into the fitting so that the transfer film can be easily moved across one or both surfaces.

1개 이상의 분리형 코팅으로 전사 시트를 코팅하는 것이 2004년 8월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/604557호에 기재된 바와 같이 템플릿의 사용에 의해 성취될 수 있다. 대체예에서, 분리형 코팅은 스크린 인쇄, 전사 인쇄 또는 특정된 영역 내에 슬러리를 위치시킬 수 있는 다른 종래의 방법에 의해 제조될 수 있다. 적절한 방법이 적절한 모서리 한정과 조합하여 정확한 두께로 경화성 재료를 코팅할 수 있다. 채용된 방식과 무관하게, 슬러리는 공기의 포획을 최소화하는 방식으로 코팅된다.Coating the transfer sheet with one or more separate coatings may be accomplished by the use of a template as described in US Patent Application No. 60/604557, filed August 26, 2004. In the alternative, the detachable coating may be prepared by screen printing, transfer printing or other conventional method capable of placing the slurry within a specified area. Appropriate methods can be combined with appropriate edge definitions to coat the curable material with the correct thickness. Regardless of the scheme employed, the slurry is coated in a manner that minimizes air entrapment.

패터닝된 전극을 갖는 유리 패널은 슬러리를 향한 전극이 최종의 격벽 영역과 정렬되도록 코팅된 전사 시트와 접촉하게 된다. 이것은 다수개의 상이한 방식 으로 성취될 수 있다.The glass panel with the patterned electrode is brought into contact with the coated transfer sheet such that the electrode facing the slurry is aligned with the final partition area. This can be accomplished in a number of different ways.

일 태양에서, 전사 시트는 유리 패널이 그 상에서 역전되어 있는 동안에(즉, 전극이 아래로 향한 상태로) 수평으로 남아 있을 수 있다. 그 다음에, 유리 패널 및 전사 시트는 유리 패널이 저부 상에 있도록 함께 회전된다. 도3a 내지 도3c를 참조하면, 도3a는 평탄 표면(310)(예컨대, 테이블), 적절한 강성 지지부(320) 및 전사 필름(330)을 갖는 코팅 영역의 단면도를 도시하고 있다. 슬러리(340)의 분리형 패치가 전사 필름 표면 상에 제공된다. 유리 패널(350)은 그 다음에 슬러리의 분리형 패치(도시되지 않음) 상에 위치된다(즉, 전극이 아래로 향한 상태로). 다음에, 유리 패널 및 전사 시트는 유리 패널이 전사 시트의 아래에 있도록 도3b에 도시된 바와 같이 함께 회전된다. 전사 시트는 그 다음에 도3c에 도시된 바와 같은 각도로 전사 시트를 제거하면서 유리 패널에 실질적으로 평행한 방향으로 강성 지지부(320)를 동시에 견인함으로써 슬러리의 패치로부터 제거된다. 전사 시트의 제거 동안에 형성된 각도는 전형적으로 적어도 5˚ 그리고 약 90˚ 이하이다.In one aspect, the transfer sheet may remain horizontal while the glass panel is inverted thereon (ie, with the electrode facing down). Then, the glass panel and the transfer sheet are rotated together so that the glass panel is on the bottom. Referring to FIGS. 3A-3C, FIG. 3A shows a cross-sectional view of a coating area having a flat surface 310 (eg, a table), a suitable rigid support 320, and a transfer film 330. A detachable patch of slurry 340 is provided on the transfer film surface. Glass panel 350 is then placed on a separate patch of slurry (not shown) (ie, with the electrode facing down). Next, the glass panel and the transfer sheet are rotated together as shown in FIG. 3B so that the glass panel is under the transfer sheet. The transfer sheet is then removed from the slurry of the slurry by simultaneously pulling the rigid support 320 in a direction substantially parallel to the glass panel while removing the transfer sheet at an angle as shown in FIG. 3C. The angle formed during removal of the transfer sheet is typically at least 5 degrees and about 90 degrees or less.

또 다른 태양에서, 전사 시트는 회전될 수 있고 유리 패널의 상부 상에(즉, 전사 시트의 슬러리측이 아래로 향한 상태에서) 위치될 수 있다. 전사 시트는 그 다음에 유리 패널 상에 슬러리를 남긴 상태로 제거된다. 이것은 회전 구조물 내에서 전사 시트로부터 패터닝된 기판(예컨대, 유리 패널)으로 코팅을 전사하는 수단에 의해 성취될 수 있다.In another aspect, the transfer sheet can be rotated and positioned on the top of the glass panel (ie, with the slurry side of the transfer sheet facing down). The transfer sheet is then removed with the slurry left on the glass panel. This can be accomplished by means of transferring the coating from the transfer sheet to the patterned substrate (eg, glass panel) in the rotating structure.

도4a 내지 도4d를 참조하면, 전사 필름(405)은 롤(410)로부터, 강성 가동 지지부(415)의 상부 표면을 횡단하여, 강성 가동 지지부의 하나의 모서리(420) 주위 에서, 저부 표면을 횡단하여 그리고 또 다른 롤(425) 상으로 이송되는 연속 웨브일 수 있다. 전사 필름을 유지하는 롤(410, 425)은 지면에 장착될 수 있고, 롤이 강성 가동 지지부를 횡단하여 필름을 견인할 수 있도록 배향될 수 있다. 롤(410, 425)은 양쪽 모두 롤의 회전에 대한 피드백을 위한 인코더 그리고 가요성 필름 내에서의 장력을 감시하기 위한 센서를 갖는 서보모터 시스템(도시되지 않음)에 의해 구동될 수 있다.4A-4D, the transfer film 405 traverses the top surface of the rigid movable support 415 from the roll 410, around the bottom surface around one edge 420 of the rigid movable support 415. It may be a continuous web that is traversed and transferred onto another roll 425. The rolls 410, 425 holding the transfer film may be mounted to the ground and may be oriented such that the rolls may pull the film across the rigid movable support. Rolls 410 and 425 can both be driven by a servomotor system (not shown) having an encoder for feedback on the rotation of the roll and a sensor for monitoring the tension in the flexible film.

강성 가동 지지부는 어떤 범위의 운동(예컨대, 2 내지 3 m)으로 전사 시트를 활주시킬 수 있는 병진 이동 구조물(450) 내에 제공될 수 있다. 병진 이동은 2개의 극단 위치에서 경질 정지부와 접촉하는 볼나사 작동기를 구동시키는 서보모터(도시되지 않음)에 의해 성취될 수 있다. 병진 이동 구조물은 완전 연속의 360˚의 운동을 갖는 회전 구조물(460) 내부측에 장착될 수 있다. 회전 구조물은 전사 필름의 코팅된 표면이 위로 향한 상태에서의 코팅 영역으로부터 전사 필름의 코팅된 표면이 아래로 향한 상태로 코팅 영역의 평면 내에 있는 적층 영역(평탄 화강암 표면 등)으로 전사 시트를 회전시킬 수 있다.Rigid movable supports may be provided in the translational movement structure 450 that can slide the transfer sheet in any range of motion (eg, 2-3 m). The translational movement can be accomplished by a servomotor (not shown) that drives the ball screw actuator in contact with the hard stop at two extreme positions. The translational movement structure may be mounted inside the rotating structure 460 with a fully continuous 360 ° movement. The rotating structure rotates the transfer sheet from the coating area with the coated surface of the transfer film upward to the laminated area (such as flat granite surface) within the plane of the coating area with the coated surface of the transfer film facing downward. Can be.

로봇 부품 취급 시스템(도시되지 않음)이 전극이 위로 향한 상태에서 적층 영역 내의 평탄 표면(435)에 전극-패터닝 영역을 갖는 유리 기판(440)을 제공할 수 있다. 시각 시스템이 로봇의 운동을 안내하고 그에 의해 유리 패널이 위치될 때 슬러리의 패치와 전극 영역을 배향시킨다. 회전 구조물은 적층 영역의 평탄 표면(435)(예컨대, 화강암) 상의 유리 기판 상으로 전사 시트 및 슬러리를 회전시킨다.A robotic component handling system (not shown) may provide a glass substrate 440 with an electrode-patterning area on the flat surface 435 in the stacking area with the electrode facing up. The vision system guides the movement of the robot and thereby orients the patch and electrode regions of the slurry when the glass panel is positioned. The rotating structure rotates the transfer sheet and slurry onto a glass substrate on the flat surface 435 (eg, granite) of the laminated area.

도4b를 참조하면, 일정한 장력이 전사 필름 상에서 유지될 수 있고 그에 의해 전사 시트의 이러한 운동을 가능케 하도록 필름을 운반한다. 도4c 및 도4d를 참조하면, 슬러리가 유리 패널과 접촉한 후, 진공부는 저압 압축 공기(20 내지 30 psi)로 교체되며, 병진 이동 구조물은 코팅 영역으로 다시 수평으로 전사 시트를 활주시킨다. 병진 이동 구조물이 활주되는 동안에, 하부 필름 롤은 그 위치를 유지하며, 한편 상부 필름 롤은 강성 가동 지지부의 양쪽 표면을 횡단하여 전사 필름을 견인하기 위해 일정한 장력을 가한다. 전사 필름이 코팅 영역에 도달할 때, 코팅을 위해 준비된 상부 표면 상에는 어떤 코팅되지 않은 길이의 필름이 있을 것이다.Referring to Figure 4b, a constant tension can be maintained on the transfer film, thereby carrying the film to enable this movement of the transfer sheet. 4C and 4D, after the slurry is in contact with the glass panel, the vacuum portion is replaced with low pressure compressed air (20-30 psi), and the translational moving structure slides the transfer sheet horizontally back into the coating area. While the translating moving structure is sliding, the lower film roll maintains its position, while the upper film roll exerts a constant tension to pull the transfer film across both surfaces of the rigid movable support. When the transfer film reaches the coating area, there will be some uncoated length film on the top surface prepared for coating.

대체예에서, 유리 기판(440)은 코팅된 슬러리 상에 전극이 아래로 향한 상태로 위치될 수 있다. 병진 이동 구조물에 장착된 클램프가 전사 시트에 유리 기판을 유지할 수 있으며 이 때 회전 구조물은 적층 영역의 평탄 표면(345) 상에서 전사 시트, 슬러리 및 유리 기판의 적층물을 회전시킨다.Alternatively, the glass substrate 440 may be positioned with the electrode facing down on the coated slurry. A clamp mounted to the translational movement structure can hold the glass substrate on the transfer sheet while the rotating structure rotates the stack of transfer sheet, slurry and glass substrate on the flat surface 345 of the lamination area.

슬러리가 전사 시트로부터 유리 기판 상으로 전사된 방식과 무관하게, 몰드의 미세 구조형 표면(예컨대, 격벽을 형성하는 데 적절함)은 그 다음에 유리 패널의 전극 패턴이 몰드의 미세 구조 패턴과 정렬되도록 슬러리의 패치와 접촉된다. 슬러리는 몰드의 제거 전에 (예컨대, 몰드를 통한 광원에 대한 노출에 의해) 충분히 경화된다. 유리 기판 상에 배치된 최종의 경화된 격벽은 그 다음에 소결된다. 슬러리가 유리 상으로 전사된 후, 슬러리는 몰드와 접촉될 수 있고, 경화될 수 있고, 몰드 제거될 수 있고, 전술된 바와 같이 소결될 수 있다. 전사 시트 스테이션 은 방금 코팅된 유리 기판에 후속의 몰딩 단계가 적용되고 있는 동안에 또 다른 유리 기판을 코팅하는 데 채용될 수 있다.Regardless of how the slurry was transferred from the transfer sheet onto the glass substrate, the microstructured surface of the mold (e.g., suitable for forming the septum) is then aligned so that the electrode pattern of the glass panel is aligned with the microstructure pattern of the mold. Contact with a patch of slurry. The slurry is sufficiently cured (eg by exposure to a light source through the mold) before removal of the mold. The final cured partition wall disposed on the glass substrate is then sintered. After the slurry is transferred onto the glass, the slurry can be contacted with the mold, cured, the mold can be removed, and sintered as described above. The transfer sheet station can be employed to coat another glass substrate while the subsequent molding step is being applied to the just coated glass substrate.

슬러리 또는 페이스트의 무기 입자상 재료는 미세 구조물의 최종 분야 그리고 미세 구조물이 부착될 기판의 성질을 기초로 하여 선택된다. 하나의 고려 사항이 기판 재료의 열 팽창 계수(CTE: coefficient of thermal expansion)이다. 바람직하게는, 슬러리의 무기 재료의 CTE는 소성될 때 약 10% 이하만큼 기판 재료의 CTE와 상이하다. 기판 재료가 미세 구조물의 무기 재료의 CTE보다 훨씬 작거나 그보다 훨씬 큰 CTE를 가질 때, 미세 구조물은 가공 또는 사용 동안에 기판을 휘게 하거나, 균열시키거나, 파괴시키거나, 위치 이동시키거나, 완전히 절단시킬 수 있다. 나아가, 기판은 기판과 미세 구조물 사이에서의 높은 차이의 CTE로 인해 휠 수 있다.The inorganic particulate material of the slurry or paste is selected based on the final field of the microstructure and the nature of the substrate to which the microstructure is to be attached. One consideration is the coefficient of thermal expansion (CTE) of the substrate material. Preferably, the CTE of the inorganic material of the slurry differs from the CTE of the substrate material by about 10% or less when fired. When the substrate material has a CTE that is much smaller than or much larger than the CTE of the inorganic material of the microstructure, the microstructure will not bend, crack, break, reposition, or cut completely during processing or use. Can be. Furthermore, the substrate may bend due to the high difference of CTE between the substrate and the microstructure.

기판은 전형적으로 슬러리 또는 페이스트의 무기 재료를 가공하는 데 필요한 온도를 견딜 수 있다. 슬러리 또는 페이스트에서의 사용에 적절한 무기 재료는 바람직하게는 약 600℃ 이하 그리고 대개 약 400℃ 내지 600℃의 범위 내의 연화 온도를 갖는다. 이와 같이, 기판에 대한 양호한 선택이 유리, 세라믹, 금속, 또는 슬러리의 무기 재료보다 높은 연화 온도를 갖는 다른 강성 재료이다. 바람직하게는, 기판은 미세 구조물이 소성되어야 하는 온도보다 높은 연화 온도를 갖는다. 재료가 소성되지 않을 것이면, 기판은 또한 플라스틱 등의 재료로 제조될 수 있다. 슬러리 또는 페이스트에서의 사용에 적절한 무기 재료는 바람직하게는 약 5×10-6/ ℃ 내지 13×10-6/℃의 열 팽창 계수를 갖는다. 이와 같이, 기판은 또한 바람직하게는 대략 이러한 범위 내의 CTE를 갖는다.The substrate can typically withstand the temperatures required to process the inorganic material of the slurry or paste. The inorganic material suitable for use in the slurry or paste preferably has a softening temperature in the range of about 600 ° C. or less and usually in the range of about 400 ° C. to 600 ° C. As such, a good choice for the substrate is another rigid material having a higher softening temperature than the inorganic material of glass, ceramic, metal, or slurry. Preferably, the substrate has a softening temperature higher than the temperature at which the microstructures should be fired. If the material will not be fired, the substrate can also be made of a material such as plastic. Inorganic materials suitable for use in slurries or pastes preferably have a coefficient of thermal expansion of about 5 × 10 −6 / ° C. to 13 × 10 −6 / ° C. As such, the substrate also preferably has a CTE within this range.

낮은 연화 온도를 갖는 무기 재료를 선택하는 것이 비교적 낮은 연화 온도를 또한 갖는 기판의 사용을 가능케 한다. 유리 기판의 경우에, 낮은 연화 온도를 갖는 소다 석회 플로트 유리가 전형적으로 더 높은 연화 온도를 갖는 유리보다 덜 비싸다. 이와 같이, 낮은 연화 온도의 무기 재료의 사용은 덜 비싼 유리 기판의 사용을 가능케 한다. 더 낮은 온도에서 그린 상태의 격벽을 소성할 수 있는 능력은 열 팽창 그리고 가열 동안에 요구되는 응력 완화의 양을 감소시킬 수 있고, 그에 의해 과도한 기판 비틀림, 격벽 휨 그리고 격벽 박리를 피한다.Choosing an inorganic material with a low softening temperature allows the use of a substrate that also has a relatively low softening temperature. In the case of glass substrates, soda lime float glass with low softening temperatures is typically less expensive than glass with higher softening temperatures. As such, the use of inorganic materials of low softening temperatures enables the use of less expensive glass substrates. The ability to fire the bulkhead in the green state at lower temperatures can reduce the amount of stress relaxation required during thermal expansion and heating, thereby avoiding excessive substrate torsion, bulkhead warpage and bulkhead peeling.

더 낮은 연화 온도의 세라믹 재료가 어떤 양의 알칼리 금속, 납 또는 비스무트를 재료 내로 합체함으로써 얻어질 수 있다. 그러나, PDP 격벽에 대해, 미세 구조형 격벽 내에서의 알칼리 금속의 존재는 전극으로부터의 재료가 상승된 온도 가공 동안에 기판을 횡단하여 이동하게 할 수 있다. 전극 재료의 확산은 인접한 전극들 사이에서의 단락뿐만 아니라 또한 간섭 또는 "누화"를 유발시킬 수 있고, 그에 의해 장치 성능을 저하시킨다. 이와 같이, PDP 분야에 대해, 슬러리의 세라믹 분말에는 바람직하게는 알칼리 금속이 실질적으로 없다. 납 또는 비스무트의 합체가 채용될 때, 낮은 연화 온도의 세라믹 재료가 인 또는 B2O3-함유 조성물을 사용하여 얻어질 수 있다. 하나의 이러한 조성물은 ZnO 및 B2O3을 포함한다. 또 다른 이러한 조성물은 BaO 및 B2O3을 포함한다. 또 다른 이러한 조성물은 ZnO, BaO 및 B2O3 을 포함한다. 또 다른 이러한 조성물은 La2O3 및 B2O3을 포함한다. 또 다른 이러한 조성물은 Al2O3, ZnO 및 P2O5를 포함한다.Lower softening temperature ceramic materials can be obtained by incorporating any amount of alkali metal, lead or bismuth into the material. However, for PDP barrier ribs, the presence of alkali metals in the microstructured barrier ribs can cause the material from the electrode to move across the substrate during elevated temperature processing. Diffusion of electrode material can cause short circuits between adjacent electrodes as well as interference or "crosstalk", thereby degrading device performance. As such, for the field of PDPs, the ceramic powder of the slurry is preferably substantially free of alkali metals. When a combination of lead or bismuth is employed, a low softening temperature ceramic material can be obtained using phosphorus or B 2 O 3 -containing compositions. One such composition comprises ZnO and B 2 O 3 . Another such composition includes BaO and B 2 O 3 . Another such composition includes ZnO, BaO and B 2 O 3 . Another such composition includes La 2 O 3 and B 2 O 3 . Another such composition includes Al 2 O 3 , ZnO and P 2 O 5 .

다른 완전 용해성, 불용성 또는 부분 용해성 성분이 다양한 성질을 달성 또는 개질하기 위해 슬러리의 세라믹 재료 내로 합체될 수 있다. 예컨대, Al2O3 또는 La2O3은 조성물의 화학적 내구성을 증가시키고 부식성을 감소시키기 위해 첨가될 수 있다. MgO는 유리 전이 온도를 증가시키거나 조성물의 CTE를 증가시키기 위해 첨가될 수 있다. TiO2는 세라믹 재료에 더 높은 정도의 광학 불투과도, 백색도(whiteness) 및 반사도를 제공하기 위해 첨가될 수 있다. 다른 성분 또는 금속 산화물이 CTE, 연화 온도, 광학적 성질, 취성 등의 물리적 성질 등의 세라믹 재료의 다른 성질을 개질 또는 조정하기 위해 첨가될 수 있다.Other fully soluble, insoluble or partially soluble components may be incorporated into the ceramic material of the slurry to achieve or modify various properties. For example, Al 2 O 3 or La 2 O 3 may be added to increase the chemical durability of the composition and reduce the corrosiveness. MgO may be added to increase the glass transition temperature or to increase the CTE of the composition. TiO 2 may be added to provide a higher degree of optical opacity, whiteness and reflectivity to the ceramic material. Other components or metal oxides may be added to modify or adjust other properties of the ceramic material such as CTE, softening temperature, optical properties, physical properties such as brittleness.

비교적 저온에서 소성될 수 있는 조성물을 준비하는 다른 수단은 조성물 내의 코어 입자에 저온 용해 재료의 층을 코팅하는 것을 포함한다. 적절한 코어 입자의 예는 ZrO2, Al2O3, ZrO2-SiO2 및 TiO2를 포함한다. 적절한 저온 용해 코팅 재료의 예는 B2O3, P2O5 그리고 B2O3, P2O5 및 SiO2 중 1개 이상을 기초로 한 유리를 포함한다. 이들 코팅은 다양한 방법에 의해 도포될 수 있다. 코어 입자가 코팅 재료의 습윤된 화학 전구체 내에 분산되는 졸-겔 공정이 양호한 방법이다. 혼합물은 그 다음에 (필요하다면) 코팅된 입자를 분리시키기 위해 건조 및 분쇄된다. 이들 입자는 슬러리 또는 페이스트의 유리 또는 세라믹 분말 내에 분산될 수 있거나, 슬 러리 또는 페이스트의 유리 분말을 위해 단독으로 사용될 수 있다.Another means of preparing a composition that can be calcined at relatively low temperatures includes coating a layer of low temperature melting material to core particles in the composition. Examples of suitable core particles include ZrO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 -SiO 2 and TiO 2 . Examples of suitable low temperature dissolution coating materials include B 2 O 3 , P 2 O 5 and glass based on one or more of B 2 O 3 , P 2 O 5, and SiO 2 . These coatings can be applied by various methods. A sol-gel process in which the core particles are dispersed in the wet chemical precursor of the coating material is a preferred method. The mixture is then dried and comminuted to separate the coated particles (if necessary). These particles may be dispersed in the glass or ceramic powder of the slurry or paste, or may be used alone for the glass powder of the slurry or paste.

슬러리 또는 페이스트 내의 무기 재료는 바람직하게는 슬러리 또는 페이스트 전체를 통해 분산되는 입자의 형태로 제공된다. 입자의 양호한 크기는 패터닝된 기판 상에 형성 및 정렬될 미세 구조물의 크기에 의존한다. 바람직하게는, 슬러리 또는 페이스트의 무기 재료 내에서의 입자의 평균 크기 또는 직경은 형성 및 정렬될 미세 구조물의 중요한 최소 특성 치수의 크기의 약 10% 내지 15% 이하이다. 예컨대, PDP 격벽은 약 20 ㎛의 폭을 가질 수 있으며, 그 폭은 중요한 최소 특징부 치수이다. 이러한 크기의 PDP 격벽에 대해, 무기 재료 내에서의 평균 입자 크기는 바람직하게는 약 2 또는 3 ㎛ 이하이다. 이러한 크기 이하의 입자를 사용함으로써, 미세 구조가 요망된 충실도로 복제될 가능성 그리고 무기 미세 구조물의 표면이 비교적 매끄러울 가능성이 높다. 평균 입자 크기가 미세 구조물의 크기에 접근함에 따라, 입자를 함유한 슬러리 또는 페이스트는 미세 구조형 프로파일을 더 이상 따르지 않을 수 있다. 추가로, 최대 표면 거칠기는 부분적으로 무기 입자 크기를 기초로 하여 변할 수 있다. 이와 같이, 더 작은 입자를 사용하여 더 매끄러운 구조물을 형성하기 더 용이하다.The inorganic material in the slurry or paste is preferably provided in the form of particles dispersed throughout the slurry or paste. The preferred size of the particles depends on the size of the microstructures to be formed and aligned on the patterned substrate. Preferably, the average size or diameter of the particles in the inorganic material of the slurry or paste is about 10% to 15% or less of the size of the critical minimum characteristic dimension of the microstructure to be formed and aligned. For example, the PDP bulkhead may have a width of about 20 μm, which width is an important minimum feature dimension. For PDP bulkheads of this size, the average particle size in the inorganic material is preferably about 2 or 3 μm or less. By using particles smaller than this size, there is a high possibility that the microstructures will be replicated with the desired fidelity and that the surface of the inorganic microstructures will be relatively smooth. As the average particle size approaches the size of the microstructures, the slurry or paste containing the particles may no longer follow the microstructured profile. In addition, the maximum surface roughness may vary based in part on the inorganic particle size. As such, it is easier to form smoother structures using smaller particles.

슬러리 또는 페이스트의 결합제는 슬러리 또는 페이스트의 무기 재료에 결합될 수 있는 능력, 성형된 미세 구조물을 보유하기 위해 경화 또는 그렇지 않으면 경화 처리될 수 있는 능력, 패터닝된 기판에 부착될 수 있는 능력 그리고 그린 상태의 미세 구조물을 소성하는 데 사용된 것보다 적어도 약간 낮은 온도에서 휘발(또는 연소)될 수 있는 능력 등의 인자를 기초로 하여 선택되는 유기 결합제이다. 결합제는 강성 그린 상태의 미세 구조물이 패터닝된 기판에 부착되고 그와 정렬된 상태로 남게 하기 위기 위해 몰드가 제거될 수 있도록 결합제가 경화 또는 경화 처리될 때 무기 재료의 입자를 서로 결합시키는 것을 돕는다. 결합제는 "이탈성 결합제"로서 호칭될 수 있는데 이것은 요망된다면 결합제 재료가 미세 구조물 내의 세라믹 재료를 용해 또는 소결하기 전에 상승된 온도에서 미세 구조물로부터 연소될 수 있기 때문이다. 바람직하게는, 소성이 이탈성 결합제를 실질적으로 완전 연소시키며 그 결과 기판의 패터닝된 표면 상에 남겨진 미세 구조물은 탄소 잔류물이 실질적으로 없는 용해된 무기 미세 구조물이다. PDP에서와 같이 사용된 미세 구조물이 유전체 격벽인 분야에서, 결합제는 바람직하게는 미세 구조형 격벽의 유전체 성질을 저하시킬 수 있는 상당한 양의 탄소를 남기지 않고 소성을 위해 요망된 온도보다 적어도 약간 낮은 온도에서 탈지될 수 있는 재료이다. 예컨대, 페놀 수지 재료 등의 상당한 비율의 방향족 탄화수소를 함유한 결합제 재료가 완전히 제거하기 위해 상당히 더 높은 온도를 요구할 수 있는 탈지 동안에 그래파이트 탄소 입자를 남길 수 있다.The binder of the slurry or paste is capable of bonding to the inorganic material of the slurry or paste, the ability to be cured or otherwise cured to retain the molded microstructures, the ability to attach to the patterned substrate, and the green state. Organic binders selected based on such factors as their ability to volatilize (or burn) at a temperature at least slightly lower than those used to fire the microstructures of. The binder helps to bind the particles of inorganic material to each other when the binder is cured or cured so that the mold can be removed to risk leaving the microstructures in the rigid green state attached to and left aligned with the patterned substrate. The binder may be referred to as a "leaving binder" because, if desired, the binder material may be burned out of the microstructure at elevated temperatures before dissolving or sintering the ceramic material in the microstructure. Preferably, the firing substantially burns the leaving binder and the resulting microstructures left on the patterned surface of the substrate are dissolved inorganic microstructures substantially free of carbon residues. In applications where the microstructures used, such as in PDP, are dielectric bulkheads, the binder is preferably at a temperature at least slightly below the temperature desired for firing without leaving a significant amount of carbon that may degrade the dielectric properties of the microstructured bulkheads. It is a material that can be degreased. For example, binder materials containing significant proportions of aromatic hydrocarbons, such as phenolic resin materials, may leave graphite carbon particles during degreasing, which may require significantly higher temperatures to completely remove them.

결합제는 바람직하게는 복사선 또는 열 경화성인 유기 재료이다. 양호한 종류의 재료는 아크릴레이트 및 에폭시를 포함한다. 대체예에서, 결합제는 몰드에 따르기 위해 액체 상태로 가열되고 그 다음에 기판에 부착되는 미세 구조물을 형성하기 위해 경화 처리된 상태까지 냉각되는 열가소성 재료일 수 있다. 기판 상에서의 미세 구조물의 정밀한 배치 및 정렬이 요망될 때, 결합제는 등온 조건 하에서 경화 처리될 수 있도록 복사선 경화성인 것이 바람직하다. 등온 조건(온도의 변화 가 없음) 하에서, 몰드 따라서 몰드 내의 슬러리 또는 페이스트는 결합제 재료의 경화 처리 동안에 기판의 패턴에 대해 고정된 위치에 유지될 수 있다. 이것은 특별히 몰드 및 기판의 차별적인 열 팽창 특성으로 인해 몰드 또는 기판의 위치 이동 또는 팽창의 위험성을 감소시키며, 그 결과 슬러리 또는 페이스트가 경화 처리되면서 몰드의 정밀한 배치 및 정렬이 유지될 수 있다.The binder is preferably an organic material that is radiation or heat curable. Preferred types of materials include acrylates and epoxies. In the alternative, the binder may be a thermoplastic material that is heated to a liquid state to conform to the mold and then cooled to a hardened state to form a microstructure that is then attached to the substrate. When precise placement and alignment of the microstructures on the substrate is desired, the binder is preferably radiation curable so that it can be cured under isothermal conditions. Under isothermal conditions (no change in temperature), the mold or slurry or paste in the mold can then be held in a fixed position relative to the pattern of the substrate during the curing treatment of the binder material. This reduces the risk of displacement or expansion of the mold or the substrate, in particular due to the differential thermal expansion properties of the mold and the substrate, as a result of which the precise placement and alignment of the mold can be maintained while the slurry or paste is cured.

복사선 경화성인 결합제를 사용할 때, 슬러리 또는 페이스트가 기판을 통한 노출에 의해 경화될 수 있도록 기판이 실질적으로 투과성인 복사선에 의해 활성화되는 경화 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 기판이 유리일 때, 결합제는 바람직하게는 가시 광선 경화성이다. 기판을 통해 결합제를 경화시킴으로써, 슬러리 또는 페이스트는 우선 기판에 부착되며, 경화 동안의 결합제 재료의 임의의 수축이 몰드로부터 떨어져 그리고 기판의 표면을 향해 일어나는 경향이 있을 것이다. 이것은 미세 구조물 탈형(demold)을 돕고, 기판의 패턴에 대한 미세 구조물 배치의 위치 및 정확도를 유지하는 것을 돕는다.When using a radiation curable binder, it is preferred to use a curing initiator in which the substrate is activated by substantially permeable radiation such that the slurry or paste can be cured by exposure through the substrate. For example, when the substrate is glass, the binder is preferably visible light curable. By curing the binder through the substrate, the slurry or paste is first attached to the substrate, and any shrinkage of the binder material during curing will tend to occur away from the mold and toward the surface of the substrate. This aids in microstructure demolding and helps to maintain the position and accuracy of microstructure placement relative to the pattern of the substrate.

추가로, 경화 개시제의 선택은 어떤 재료가 슬러리 또는 페이스트의 무기 재료에 대해 사용되는지에 의존할 수 있다. 예컨대, 불투과성이고 확산 반사성인 세라믹 미세 구조물을 형성하는 것이 바람직한 분야에서, 슬러리 또는 페이스트의 세라믹 재료 내에 어떤 양의 티타니아(TiO2)를 포함하는 것이 유리할 수 있다. 티타니아가 미세 구조물의 반사도를 증가시키는 데 유용할 수 있지만, 티타니아는 또한 가시 광선으로의 경화를 어려워지게 할 수 있는데 이것은 슬러리 또는 페이스트 내 의 티타니아에 의한 가시 광선 반사가 결합제를 효과적으로 경화시키기 위한 경화 개시제에 의한 광의 충분한 흡수를 방해할 수 있기 때문이다. 그러나, 기판 및 티타니아 입자를 통해 동시에 전파될 수 있는 복사선에 의해 활성화되는 경화 개시제를 선택함으로써, 결합제의 효과적인 경화가 일어날 수 있다. 이러한 경화 개시제의 하나의 예가 상표 지정명 "이르가큐어TM 819" 하에서 미국 뉴욕주 호돈에 소재한 시바 스페셜티 케미컬즈로부터 상업적으로 이용 가능한 광개시제인 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드이다. 또 다른 예가 예컨대 에틸 디메틸아미노벤조에이트, 캠포로퀴논 및 디페닐 아이오도늄 헥사플루오로포스페이트의 혼합물을 포함하는 미국 특허 제5,545,670호에 기재된 바와 같은 3원 광개시제 시스템이다. 복사선이 유리 기판 그리고 슬러리 또는 페이스트 내의 티타니아 입자의 양쪽 모두를 통과할 수 있는 비교적 좁은 영역 내의 자외선의 모서리에 근접한 가시 광선 스펙트럼의 청색 영역 내에서 이들 예의 양쪽 모두가 유효하다. 다른 경화 시스템이 예컨대 결합제, 슬러리 또는 페이스트 내의 무기 재료의 성분, 그리고 그를 통해 경화가 일어나야 하는 몰드 또는 기판의 재료를 기초로 하여 본 발명의 공정에서의 사용을 위해 선택될 수 있다.In addition, the choice of curing initiator may depend on which material is used for the inorganic material of the slurry or paste. For example, in fields where it is desirable to form an impermeable and diffusely reflective ceramic microstructure, it may be advantageous to include any amount of titania (TiO 2 ) in the ceramic material of the slurry or paste. While titania may be useful for increasing the reflectivity of microstructures, titania may also make it difficult to cure with visible light, which is a curing initiator for the reflection of visible light by titania in a slurry or paste to effectively cure the binder. This is because the sufficient absorption of the light by the light source can be prevented. However, by selecting a curing initiator that is activated by radiation that can propagate simultaneously through the substrate and titania particles, effective curing of the binder can occur. One example of such a curing initiator is bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine, a photoinitiator commercially available from Ciba Specialty Chemicals, Hodon, NY, under the trade designation "Irgacure TM 819". Oxide. Another example is a ternary photoinitiator system as described in US Pat. No. 5,545,670, which comprises, for example, a mixture of ethyl dimethylaminobenzoate, camphorquinone and diphenyl iodonium hexafluorophosphate. Both of these examples are valid within the blue region of the visible light spectrum close to the edge of the ultraviolet in a relatively narrow region where radiation can pass through both the glass substrate and the titania particles in the slurry or paste. Other curing systems may be selected for use in the process of the present invention based on, for example, the components of the inorganic material in the binder, slurry or paste, and the material of the mold or substrate through which curing should occur.

슬러리 또는 페이스트의 희석액은 일반적으로 예컨대 이탈성 결합제를 경화시키는 단계 후의 슬러리의 몰드 해제 성질을 향상시킬 수 있는 능력 그리고 슬러리 또는 페이스트를 사용하여 형성되는 그린 상태의 구조물의 탈지 성질을 향상시킬 수 있는 능력 등의 인자를 기초로 하여 선택되는 재료이다. 희석액은 바람직하 게는 경화 전에 결합제 내에 용해 가능하고 결합제를 경화시킨 후에 액체로 남는 재료이다. 결합제가 경화 처리될 때 액체로 남음으로써, 희석액은 경화된 결합제 재료가 몰드에 부착될 위험성을 감소시킨다. 나아가, 결합제가 경화 처리될 때 액체로 남음으로써, 희석액은 결합제 재료로부터 상 분리되고, 그에 의해 경화된 결합제 매트릭스 전체를 통해 분산되는 희석액의 작은 포켓 또는 액적의 상호 침투 네트워크를 형성한다.Diluents of slurries or pastes generally have the ability to improve the mold release properties of the slurry, for example after the step of curing the release binder and the ability to improve the degreasing properties of the green state structure formed using the slurry or paste. The material is selected based on such factors. The diluent is preferably a material that is soluble in the binder prior to curing and remains liquid after curing the binder. By remaining liquid when the binder is cured, the diluent reduces the risk of the cured binder material sticking to the mold. Furthermore, by remaining as a liquid when the binder is cured, the diluent phase separates from the binder material, thereby forming an interpenetrating network of small pockets or droplets of diluent that are dispersed throughout the cured binder matrix.

다양한 유기 희석액이 경화성 유기 결합제의 선택에 따라 채용될 수 있다. 일반적으로, 적절한 희석액은 다양한 알코올, 그리고 알킬렌 글리콜(예컨대, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜), 알킬 디올(예컨대, 1, 3 부탄디올) 그리고 알콕시 알코올[예컨대, 2-헥실옥시에탄올, 2-(2-헥실옥시)에탄올, 2-에틸헥실옥시에탄올] 등의 글리콜; 디알킬렌 글리콜 알킬 에테르(예컨대, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르) 등의 에테르; 락테이트 및 아세테이트 그리고 특히 디알킬 글리콜 알킬 에테르 아세테이트(예컨대, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트) 등의 에스테르; 그리고 알킬 숙시네이트(예컨대, 디에틸 숙시네이트), 알킬 글루타레이트(예컨대, 디에틸 글루타레이트) 및 알킬 아디페이트(예컨대, 디에틸 아디페이트)를 포함한다.Various organic diluents can be employed depending on the selection of the curable organic binder. In general, suitable dilutions include various alcohols and alkylene glycols (eg ethylene glycol, propylene glycol, tripropylene glycol), alkyl diols (eg 1,3 butanediol) and alkoxy alcohols [eg 2-hexyloxyethanol, 2 Glycols such as-(2-hexyloxy) ethanol and 2-ethylhexyloxyethanol]; Ethers such as dialkylene glycol alkyl ethers (eg, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether); Esters such as lactates and acetates and in particular dialkyl glycol alkyl ether acetates (eg diethylene glycol monoethyl ether acetate); And alkyl succinates (eg diethyl succinate), alkyl glutarates (eg diethyl glutarate) and alkyl adipates (eg diethyl adipate).

PDP 격벽 등의 많은 분야에 대해, 그린 상태의 미세 구조물의 탈지가 소성 전에 실질적으로 완료되는 것이 바람직하다. 추가로, 탈지는 종종 열 가공에서 최장 및 최고 온도 단계이다. 이와 같이, 슬러리 또는 페이스트가 비교적 신속하게 및 완전하게 그리고 비교적 저온에서 탈지될 수 있는 것이 바람직하다.For many fields, such as PDP bulkheads, it is desirable that degreasing of the microstructures in the green state is substantially completed before firing. In addition, degreasing is often the longest and highest temperature stage in thermal processing. As such, it is desirable that the slurry or paste can be degreased relatively quickly and completely and at relatively low temperatures.

어떤 이론에 의해 경계를 만들고 싶지는 않지만, 탈지는 2개의 온도-의존성 공정 즉 확산 및 휘발에 의해 역학적으로 그리고 열역학적으로 제한되는 것으로서 생각될 수 있다. 휘발은 분해된 결합제 분자가 그린 상태의 구조물의 표면으로부터 증발되므로 덜 방해받는 방식으로 진행되게 하기 위해 배출을 위한 다공성 네트워크를 남기는 공정이다. 단일-상 수지 결합제에서, 내부적으로 포획된 가스상 분해 생성물이 구조물을 발포 및/또는 파열시킬 수 있다. 이것은 결합제 분해 가스의 배출을 정지시키기 위해 불투과성 표피 층을 형성할 수 있는 표면에서 높은 수준의 탄소를 함유한 분해 생성물을 남기는 결합제 시스템에서 더 유효하다. 단일-상 결합제가 성공적인 일부의 경우에, 단면적은 비교적 작으며, 결합제 분해 가열 속도는 표피 층이 형성되는 것을 방해할 정도로 충분히 오래 걸린다.While not wishing to be bound by any theory, degreasing can be thought of as being limited mechanically and thermodynamically by two temperature-dependent processes: diffusion and volatilization. Volatilization is a process that leaves a porous network for release in order to allow the degraded binder molecules to evaporate from the surface of the green structure and to proceed in a less disturbed manner. In single-phase resin binders, internally trapped gaseous decomposition products can foam and / or rupture the structure. This is more effective in binder systems that leave decomposition products containing high levels of carbon at the surface that can form an impermeable skin layer to stop the release of binder decomposition gases. In some cases where single-phase binders are successful, the cross-sectional area is relatively small and the binder decomposition heating rate takes long enough to prevent the epidermal layer from forming.

휘발이 일어나는 속도는 온도, 휘발을 위한 활성화 에너지 그리고 빈도 또는 샘플링 속도에 의존한다. 휘발은 주로 표면에서 또는 표면 근처에서 일어나기 때문에, 샘플링 속도는 전형적으로 구조물의 총 표면적에 비례한다. 확산은 결합제 분자가 구조물의 벌크로부터 표면으로 이동하는 공정이다. 표면으로부터의 결합제 재료의 휘발로 인해, 더 낮은 농도가 있는 표면을 향해 결합제 재료를 이동시키는 경향이 있는 농도 구배가 있다. 확산 속도는 예컨대 온도, 확산을 위한 활성화 에너지 그리고 농도에 의존한다.The rate at which volatilization occurs depends on the temperature, the activation energy for volatilization and the frequency or sampling rate. Since volatilization mainly occurs at or near the surface, the sampling rate is typically proportional to the total surface area of the structure. Diffusion is the process by which binder molecules migrate from the bulk of the structure to the surface. Due to the volatilization of the binder material from the surface, there is a concentration gradient that tends to move the binder material towards the surface with the lower concentration. The rate of diffusion depends, for example, on temperature, activation energy for diffusion and concentration.

휘발은 표면적에 의해 제한되기 때문에, 표면적이 미세 구조물의 벌크에 대해 작으면, 과도하게 신속하게 가열하는 것은 휘발성 화학종이 포획되게 할 수 있 다. 내부 압력이 충분히 커질 때, 구조물은 팽창, 파열 또는 파괴될 수 있다. 이러한 효과를 축소시키기 위해, 탈지가 완료될 때까지 비교적 점진적인 온도 증가에 의해 성취될 수 있다. 탈지 또는 과도하게 신속한 탈지를 위한 개방 채널의 부족이 또한 잔류 탄소 형성에 대한 더 높은 경향을 유도할 수 있다. 이것은 나중에 실질적으로 완전한 탈지를 보증하기 위해 더 높은 탈지 온도를 요구할 수 있다. 탈지가 완료될 때, 온도는 소성 온도까지 더 신속하게 상승될 수 있고, 소성이 완료될 때까지 그 온도에서 유지될 수 있다. 이러한 시점에서, 제품은 그 다음에 냉각될 수 있다.Since volatilization is limited by the surface area, if the surface area is small for the bulk of the microstructure, excessively rapid heating may cause volatile species to be trapped. When the internal pressure becomes sufficiently large, the structure can swell, rupture or break. To reduce this effect, it can be achieved by a relatively gradual temperature increase until degreasing is complete. Lack of open channels for degreasing or excessively rapid degreasing can also lead to a higher tendency for residual carbon formation. This may later require higher degreasing temperatures to ensure substantially complete degreasing. When degreasing is completed, the temperature can be raised more quickly to the firing temperature and maintained at that temperature until the firing is completed. At this point, the product can then be cooled.

희석액은 확산을 위한 더 짧은 경로 그리고 증가된 표면적을 제공함으로써 탈지를 향상시킨다. 희석액은 바람직하게는 액체로 남고, 결합제가 경화 또는 그렇지 않으면 경화 처리될 때 결합제로부터 상 분리된다. 이것은 경화 처리된 결합제 재료의 매트릭스 내에 분산되는 희석액의 포켓의 상호 침투 네트워크를 생성시킨다. 결합제 재료의 경화 또는 경화 처리가 더 신속하게 일어날수록, 희석액의 포켓이 더 작을 것이다. 바람직하게는, 결합제를 경화 처리한 후, 희석액의 비교적 대량의 비교적 작은 포켓이 그린 상태의 구조물 전체를 통해 네트워크 내에 분산된다. 탈지 동안에, 저분자량 희석액은 다른 고분자량 유기 성분의 분해 전에 비교적 저온에서 신속하게 증발될 수 있다. 희석액의 증발이 약간 다공성의 구조물을 남기고, 그에 의해 잔류한 결합제 재료가 휘발될 수 있는 표면적을 증가시키고 결합제 재료가 이들 표면에 도달하기 위해 확산되어야 하는 평균 경로 길이를 감소시킨다. 그러므로, 희석액을 포함함으로써, 결합제 분해 동안의 휘발 속도는 이용 가능한 표면적을 증가시킴으로써 증가되고, 그에 의해 동일한 온도에 대한 휘발 속도를 증가시킨다. 이것은 제한된 확산 속도로 인한 압력 축적이 일어날 가능성을 낮아지게 한다. 나아가, 비교적 다공성의 구조물은 축적된 압력이 더 용이하게 그리고 더 낮은 문턱치에서 해제되게 한다. 결과적으로, 탈지는 전형적으로 미세 구조물 파괴의 위험성을 낮추면서 더 빠른 속도의 온도 증가로 수행될 수 있다. 추가로, 증가된 표면적 그리고 감소된 확산 길이 때문에, 탈지가 더 낮은 온도에서 완료된다.Diluents improve degreasing by providing a shorter path for diffusion and increased surface area. The diluent preferably remains liquid and phase separates from the binder when the binder is cured or otherwise cured. This creates an interpenetrating network of pockets of diluent dispersed in a matrix of cured binder material. The faster the curing or curing treatment of the binder material occurs, the smaller the pocket of diluent will be. Preferably, after curing of the binder, a relatively large number of relatively small pockets of diluent are dispersed throughout the structure throughout the green state. During degreasing, the low molecular weight dilution can evaporate rapidly at relatively low temperatures before decomposition of other high molecular weight organic components. Evaporation of the diluent leaves a slightly porous structure, thereby increasing the surface area over which remaining binder material may volatilize and decreasing the average path length that the binder material must diffuse to reach these surfaces. Therefore, by including the diluent, the volatilization rate during binder degradation is increased by increasing the available surface area, thereby increasing the volatilization rate for the same temperature. This lowers the likelihood of pressure build up due to limited diffusion rates. Furthermore, relatively porous structures allow the accumulated pressure to be released more easily and at lower thresholds. As a result, degreasing can typically be performed at a faster rate of temperature increase while lowering the risk of microstructure destruction. In addition, because of the increased surface area and the reduced diffusion length, degreasing is completed at lower temperatures.

희석액은 단지 결합제를 위한 용매 화합물이 아니다. 희석액은 바람직하게는 경화되지 않은 상태에서 결합제 내로 합체될 정도로 충분히 용해 가능하다. 슬러리 또는 페이스트의 결합제의 경화 시, 희석액은 교차-결합 공정에 참여한 단량체 및/또는 저중합체로부터 상 분리되어야 한다. 바람직하게는, 희석액은 경화된 결합제의 연속 매트릭스 내에 액체 재료의 분리형 포켓을 형성하기 위해 상 분리되며, 이 때 경화된 결합제는 슬러리 또는 페이스트의 유리 프릿 또는 세라믹 재료의 입자를 결합시킨다. 이러한 방식으로, 경화된 그린 상태의 미세 구조물의 물리적 일체성은 상당히 높은 수준의 희석액(약 1:3을 초과한 희석액 대 수지 비율)이 사용되더라도 크게 손상되지 않는다.The diluent is not just a solvent compound for the binder. The diluent is preferably sufficiently soluble to coalesce into the binder in the uncured state. Upon curing the binder of the slurry or paste, the diluent must be phase separated from the monomers and / or oligomers involved in the cross-linking process. Preferably, the diluent is phase separated to form discrete pockets of liquid material in a continuous matrix of cured binder, wherein the cured binder binds particles of glass frit or ceramic material of the slurry or paste. In this way, the physical integrity of the cured green microstructure is not significantly impaired even if a fairly high level of diluent (a diluent to resin ratio greater than about 1: 3) is used.

바람직하게는, 희석액은 무기 재료와 결합제의 결합에 대한 친화도보다 낮은 슬러리 또는 페이스트의 무기 재료와의 결합에 대한 친화도를 갖는다. 경화 처리될 때, 결합제는 무기 재료의 입자와 결합되어야 한다. 이것은 특히 희석액의 증발 후의 그린 상태의 구조물의 구조적 일체성을 증가시킨다. 희석액에 대한 다른 요망 성질은 무기 재료의 선택, 결합제 재료의 선택, (있다면) 경화 개시제의 선택, 기판의 선택 그리고 (있다면) 다른 첨가제에 의존할 것이다. 양호한 종류의 희석액은 글리콜 및 폴리히드록실을 포함하며, 그 예는 부탄디올, 에틸렌 글리콜 및 다른 폴리올을 포함한다.Preferably, the diluent has an affinity for bonding an inorganic material of a slurry or paste that is lower than the affinity for bonding an inorganic material and a binder. When cured, the binder must bond with particles of the inorganic material. This in particular increases the structural integrity of the structure in the green state after evaporation of the diluent. Other desired properties for the diluent will depend on the choice of inorganic material, the choice of binder material, the choice of curing initiator (if any), the choice of substrate, and other additives (if any). Preferred diluents include glycols and polyhydroxyls, examples of which include butanediol, ethylene glycol and other polyols.

무기 분말, 결합제 및 희석액에 추가하여, 슬러리 또는 페이스트는 선택적으로 다른 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 슬러리 또는 페이스트는 기판으로의 부착을 촉진하는 부착 조촉매를 포함할 수 있다. 유리 기판, 또는 실리콘 산화물 또는 금속 산화물 표면을 갖는 다른 기판에 대해, 실란 커플링제가 부착 조촉매로서 양호한 선택이다. 양호한 실란 커플링제가 3개의 알콕시 작용기를 갖는 실란 커플링제이다. 이러한 실란은 선택적으로 더 양호한 유리 기판으로의 부착을 촉진하기 위해 사전-가수분해될 수 있다. 특히 양호한 실란 커플링제가 상표 지정명 "스카치본드 세라믹 프라이머" 하에서 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 3M 컴퍼니에 의해 판매되는 것 등의 실라노 프라이머이다. 다른 선택적 첨가제는 슬러리 또는 페이스트의 다른 성분과 무기 재료를 혼합하는 것을 돕는 분산제 등의 재료를 포함할 수 있다. 선택적 첨가제는 계면 활성제, 촉매, 시효-방지 성분, 해제 향상제 등을 또한 포함할 수 있다.In addition to the inorganic powders, binders, and diluents, the slurry or paste may optionally include other materials. For example, the slurry or paste may include an adhesion promoter that promotes adhesion to the substrate. For glass substrates or other substrates having silicon oxide or metal oxide surfaces, silane coupling agents are a good choice as adhesion promoters. Preferred silane coupling agents are silane coupling agents having three alkoxy functional groups. Such silane may optionally be pre-hydrolyzed to promote adhesion to a better glass substrate. Particularly preferred silane coupling agents are silano primers such as those sold by 3M Company, St. Paul, Minn., Under the trade designation “Scotchbond Ceramic Primer”. Other optional additives may include materials such as dispersants to help mix the inorganic material with other components of the slurry or paste. Optional additives may also include surfactants, catalysts, anti-aging components, release enhancers, and the like.

일반적으로, 본 발명의 방법은 전형적으로 미세 구조물을 형성하기 위해 몰드를 사용한다. 몰드는 바람직하게는 매끄러운 표면 그리고 대향 미세 구조형 표면을 갖는 가요성 중합체 시트이다. 몰드는 미세 구조형 패턴을 갖는 마스터 툴을 사용하여 열가소성 재료의 압축 성형에 의해 제조될 수 있다. 몰드는 또한 얇은 가요성 중합체 필름 상으로 주조 및 경화되는 경화성 재료로 제조될 수 있다. 몰드는 미국 특허 출원 공개 제2003/0100192-A1호에 기재된 것 등의 배리어 영역 및 랜드 영역을 연결하는 곡면형 표면을 가질 수 있다. 나아가, 랜드 부분의 재료는 배리어 부분의 재료와 연속적일 수 있다.In general, the method of the present invention typically uses a mold to form a microstructure. The mold is preferably a flexible polymer sheet having a smooth surface and an opposing microstructured surface. Molds can be made by compression molding of thermoplastic materials using a master tool having a microstructured pattern. The mold may also be made of a curable material that is cast and cured onto a thin flexible polymer film. The mold may have a curved surface that connects the barrier and land regions, such as those described in US Patent Application Publication No. 2003 / 0100192-A1. Furthermore, the material of the land portion may be continuous with the material of the barrier portion.

미세 구조형 몰드는 예컨대 미국 특허 제5,175,030호(루 등) 및 미국 특허 제5,183,597호(루)에 개시된 공정과 같은 공정에 따라 형성될 수 있다. 형성 공정은 다음의 단계: 즉 (a) 저중합체 수지 조성물을 준비하는 단계와; (b) 마스터의 공동을 충전할 정도로 거의 충분한 양으로 마스터 네거티브 미세 구조형 툴 표면 상으로 저중합체 수지 조성물을 피착하는 단계와; (c) 적어도 1개가 가요성인 예비 형성된 기판과 마스터 사이에 조성물의 비드를 이동시킴으로써 공동을 충전하는 단계와; (d) 저중합체 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다. 양호한 마스터가 금속 툴이다. 경화 및 선택적인 동시 열 처리 단계의 온도가 과도하게 크지 않으면, 마스터는 또한 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 적층체 등의 열가소성 재료로부터 구성될 수 있다.The microstructured mold can be formed according to processes such as, for example, those disclosed in US Pat. No. 5,175,030 (Ru et al.) And US Pat. No. 5,183,597 (Ru). The forming process comprises the following steps: (a) preparing the oligomer resin composition; (b) depositing the oligomer resin composition onto the master negative microstructured tool surface in an amount sufficient to fill the cavity of the master; (c) filling the cavity by moving the beads of the composition between the master and at least one preformed substrate that is flexible; (d) curing the oligomer composition. A good master is a metal tool. If the temperature of the curing and optional simultaneous heat treatment steps is not excessively large, the master can also be constructed from thermoplastic materials such as laminates of polyethylene and polypropylene.

단계 (a)의 저중합체 수지 조성물은 바람직하게는 일체형 무용매 복사선-중합성 및 교차 결합성의 유기 저중합체 조성물이지만, 다른 적절한 재료가 사용될 수 있다. 저중합체 조성물은 바람직하게는 가요성 및 치수-안정성의 경화 중합체를 형성하기 위해 경화 가능한 것이다. 저중합체 수지의 경화는 바람직하게는 낮은 수축을 동반하여 일어난다.The oligomer resin composition of step (a) is preferably an integral, solventless radiation-polymerizable and crosslinkable organic oligomer composition, but other suitable materials may be used. The oligomer composition is preferably curable to form a flexible and dimensionally stable cured polymer. Curing of the oligomer resin preferably occurs with low shrinkage.

단계 (a)의 저중합체 수지 조성물은 바람직하게는 일체형 무용매(예컨대, 복 사선-중합성) 교차 결합성의 유기 저중합체 조성물이다. 저중합체 조성물은 바람직하게는 가요성 및 치수-안정성의 경화 중합체를 형성하기 위해 경화 가능한 것이다. 저중합체 수지의 경화는 바람직하게는 낮은 수축을 동반하여 일어난다. 저중합체 수지의 브룩필드 점도는 전형적으로 적어도 10 cps 그리고 전형적으로 35,000 cps이고, 더 바람직하게는 50 cps 내지 10,000 cps의 범위 내에서 점도를 갖는다.The oligomer resin composition of step (a) is preferably an integral, solventless (eg, radiation-polymerizable) crosslinkable organic oligomer composition. The oligomer composition is preferably curable to form a flexible and dimensionally stable cured polymer. Curing of the oligomer resin preferably occurs with low shrinkage. Brookfield viscosity of the oligomer resin is typically at least 10 cps and typically 35,000 cps, more preferably has a viscosity in the range of 50 cps to 10,000 cps.

양호한 저중합체 조성물은 적어도 1개의 아크릴 저중합체 및 적어도 1개의 아크릴 단량체를 포함한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 아크릴은 화학종 (메타)크릴을 포함한다. 아크릴 단량체(들) 및 우레탄 아크릴레이트 저중합체(들)는 바람직하게는 각각 약 -80 내지 약 0℃의 유리 전이 온도(Tg)를 가지며, 이것은 그 단일 중합체가 이러한 유리 전이 온도를 갖는다는 것을 의미한다.Preferred oligomer compositions include at least one acrylic oligomer and at least one acrylic monomer. As used herein, acrylics include species (meth) acryl. The acrylic monomer (s) and urethane acrylate oligomer (s) preferably each have a glass transition temperature (Tg) of about -80 to about 0 ° C., which means that the single polymer has such glass transition temperature. do.

약 -80 내지 약 0℃의 유리 전이 온도를 갖는 아크릴 단량체의 예는 예컨대 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 아크릴 산, 아크릴 산 에스테르 등을 포함한다. 약 -80 내지 약 0℃의 유리 전이 온도를 갖는 아크릴 저중합체는 예컨대 우레탄 아크릴레이트 저중합체, 폴리에테르 아크릴레이트 저중합체, 폴리에스테르 아크릴레이트 저중합체 및 에폭시 아크릴레이트 저중합체를 포함한다. 예컨대, 우레탄 아크릴레이트 저중합체 및 아크릴 단량체는 각각 약 10 내지 약 90 중량%의 양으로 그리고 더 바람직하게는 약 20 내지 약 80 중량%의 양으로 조합될 수 있다. 양호한 저중합체 수지 조성물은 PCT 공개 제WO2005/021260호; PCT 공개 제WO2005/021260호; 그리고 2005년 4월 15일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/107554호에 기재되어 있다.Examples of acrylic monomers having glass transition temperatures of about −80 to about 0 ° C. include, for example, polyether acrylates, polyester acrylates, acrylamides, acrylonitriles, acrylic acids, acrylic acid esters, and the like. Acrylic oligomers having glass transition temperatures of about −80 to about 0 ° C. include, for example, urethane acrylate oligomers, polyether acrylate oligomers, polyester acrylate oligomers, and epoxy acrylate oligomers. For example, the urethane acrylate oligomer and acrylic monomer may each be combined in an amount of about 10 to about 90 weight percent and more preferably in an amount of about 20 to about 80 weight percent. Preferred oligomer resin compositions are disclosed in PCT Publication WO2005 / 021260; PCT Publication WO2005 / 021260; And US patent application Ser. No. 11/107554, filed April 15, 2005.

중합은 자유 라디칼 개시제의 존재에서의 가열, 적절한 광개시제의 존재에서의 자외선 또는 가시 광선으로의 조사 그리고 전자 빔으로의 조사 등의 통상의 수단에 의해 성취될 수 있다. 중합의 하나의 방법이 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 저중합체 조성물의 농도로 광개시제의 존재에서의 자외선 또는 가시 광선으로의 조사에 의한 것이다. 더 높은 농도가 사용될 수 있지만 통상적으로 요망된 경화 수지 성질을 얻는 데 필요하지 않다.The polymerization can be accomplished by conventional means such as heating in the presence of free radical initiators, irradiation with ultraviolet or visible light in the presence of a suitable photoinitiator and irradiation with an electron beam. One method of polymerization is by irradiation with ultraviolet or visible light in the presence of a photoinitiator at a concentration of about 0.1% to about 1% by weight oligomer composition. Higher concentrations may be used but are typically not necessary to obtain the desired cured resin properties.

다양한 재료가 패터닝된 몰드의 기부(기판)를 위해 사용될 수 있다. 전형적으로, 재료는 경화 복사선에 실질적으로 광학적으로 투과성이고, 미세 구조물의 주조 동안에 취급을 가능케 할 정도로 충분한 강도를 갖는다. 추가로, 기부를 위해 사용된 재료는 몰드의 가공 및 사용 동안에 충분한 열적 안정성을 갖도록 선택될 수 있다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트 필름이 단계 (c)에서 기판으로서의 사용에 바람직한데 이것은 재료가 경제적이고 경화 복사선에 광학적으로 투과성이고 양호한 인장 강도를 갖기 때문이다. 0.025 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 기판 두께가 양호하고, 0.075 ㎜ 내지 0.175 ㎜의 두께가 특별히 양호하다. 미세 구조형 몰드를 위한 다른 유용한 기판은 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리비닐 클로라이드를 포함한다. 기판의 표면은 또한 저중합체 조성물로의 부착을 촉진하기 위해 처리될 수 있다.Various materials can be used for the base (substrate) of the patterned mold. Typically, the material is substantially optically transmissive to cure radiation and has sufficient strength to allow handling during casting of the microstructures. In addition, the material used for the base may be selected to have sufficient thermal stability during processing and use of the mold. Polyethylene terephthalate or polycarbonate films are preferred for use as substrates in step (c) because the materials are economical, optically transmissive to the cure radiation and have good tensile strength. The substrate thickness of 0.025 mm to 0.5 mm is good, and the thickness of 0.075 mm to 0.175 mm is particularly good. Other useful substrates for microstructured molds include cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, polyether sulfone, polymethyl methacrylate, polyurethane, polyester and polyvinyl chloride. The surface of the substrate may also be treated to promote adhesion to the oligomer composition.

적절한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 계열의 재료의 예는 포토그레이드 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 그리고 미국 특허 제4,340,276호에 기재된 방법에 따라 형성 되는 표면을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다.Examples of suitable polyethylene terephthalate-based materials include photograde polyethylene terephthalate; And polyethylene terephthalate (PET) having a surface formed according to the method described in US Pat. No. 4,340,276.

여기에서 설명된 본 발명에서 이용될 수 있는 다양한 다른 태양이 각각의 다음의 특허: 즉 미국 특허 제6,247,986호; 미국 특허 제6,537,645호; 미국 특허 제6,713,526호; 제WO 00/58990호; 제U.S.6,306,948호; 제WO 99/60446호; 제WO 2004/062870호; 제WO 2004/007166호; 제WO 03/032354호; 제WO 03/032353호; 제WO 2004/010452호; 제WO 2004/064104; 미국 특허 제6,761,607호; 미국 특허 제6,821,178호; 제WO 2004/043664호; 제WO 2004/062870호; 2004년 10월 8일자로 출원된 PCT 출원 제US04/33170호; 2004년 8월 17일자로 출원된 PCT 출원 제US04/26701호; 2004년 8월 18일자로 출원된 PCT 출원 제US04/26845호; 2004년 7월 21일자로 출원된 PCT 출원 제US04/23472호; 2004년 10월 6일자로 출원된 PCT 출원 제US04/32801호; 2004년 12월 22일자로 출원된 PCT 출원 제US04/43471호; 그리고 각각 2004년 8월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/604556호, 제60/604557호, 제60/604558호 및 제60/604559호를 포함하지만 그에 제한되지 않는 당업계에 공지되어 있다.Various other aspects that may be utilized in the invention described herein are described in each of the following patents: US Pat. No. 6,247,986; US Patent No. 6,537,645; US Patent No. 6,713,526; WO 00/58990; U.S. 6,306,948; WO 99/60446; WO 2004/062870; WO 2004/007166; WO 03/032354; WO 03/032353; WO 2004/010452; WO 2004/064104; US Patent No. 6,761,607; US Patent No. 6,821,178; WO 2004/043664; WO 2004/062870; PCT Application US04 / 33170, filed Oct. 8, 2004; PCT Application US04 / 26701, filed August 17, 2004; PCT Application US04 / 26845, filed August 18, 2004; PCT Application US04 / 23472, filed July 21, 2004; PCT Application US04 / 32801, filed October 6, 2004; PCT Application US04 / 43471, filed December 22, 2004; And US patent applications 60/604556, 60/604557, 60/604558, and 60/604559, filed August 26, 2004, respectively, are known in the art. .

본 발명의 장점은 다음의 예에 의해 추가로 설명되지만, 예에서 인용된 특정한 재료 및 그 양뿐만 아니라 또한 다른 조건 및 세부 사항은 본 발명을 부당하게 제한하도록 해석되지 않아야 한다. 여기에서의 모든 백분율 및 비율은 그렇지 않다고 특정되지 않으면 중량을 기준으로 한다.The advantages of the invention are further illustrated by the following examples, but the specific materials and amounts recited in the examples as well as other conditions and details should not be construed to unduly limit the invention. All percentages and ratios herein are by weight unless otherwise specified.

Yes

이들 예에서의 사용에 적절한 유리 프릿 슬러리 조성물이 TiO2 및 Al2O3 등의 내화성 충전제를 갖는 납 보로실리케이트 유리 프릿을 함유하는 상표 지정명 "RFWW030" 하에서 일본 도꾜에 소재한 아사히 글래스 컴퍼니로부터 구매 가능한 80 중량부의 유리 분말을 포함한다. 유리 분말에는 미국 펜실베이니아주 엑스톤에 소재한 사르토머 컴퍼니, 인코포레이티드로부터 구매 가능한 8.034 중량부의 BisGMA(비스페놀-a 디글리시딜 에테르 디메타크릴레이트) 그리고 일본에 소재한 교에이샤 케미컬 컴퍼니, 리미티드로부터 구매 가능한 4.326 중량부의 TEGDMA(트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트)가 첨가되고 그에 의해 경화성 이탈성 결합제를 형성한다. 희석액으로서, 7 중량부의 1,3 부탄디올(알드리치 케미컬 컴퍼니, 밀워키, 위스콘신주, 미국)이 사용된다. 추가로, 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 3M 컴퍼니로부터 얻어진 0.12 중량부의 POCAII(인 폴리옥시알킬 폴리올)가 분산제로서 첨가되며, 0.16 중량부의 A174 실란(알드리치 케미컬 컴퍼니, 밀워키, 위스콘신주, 미국)이 실란 커플링제로서 첨가되며, 상표 지정명 "이르가큐어 819" 하에서 스위스 바젤에 소재한 시바 스페셜티 케미컬즈로부터 구매 가능한 0.16 중량부의 경화 개시제가 첨가된다. 추가로, 상표 지정명 "BYK A555" 하에서 미국 코네티컷주 월링포드에 소재한 BYK 케미 USA로부터 구매 가능한 0.20 중량부의 소포제(defoamer)가 첨가된다.Glass frit slurry compositions suitable for use in these examples are commercially available from Asahi Glass Company, Tokyo, Japan under the trade designation “RFWW030” containing lead borosilicate glass frits with refractory fillers such as TiO 2 and Al 2 O 3 . 80 parts by weight of glass powder. Glass powders include 8.034 parts by weight of BisGMA (bisphenol-a diglycidyl ether dimethacrylate) available from Sartomer Company, Exton, Pa., Inc., and Gyoisha Chemical Company, Japan. 4.326 parts by weight of TEGDMA (triethylene glycol dimethacrylate), available from USA, is added thereby forming a curable leaving binder. As the diluent, 7 parts by weight of 1,3 butanediol (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, USA) is used. In addition, 0.12 parts by weight of POCAII (phosphorus polyoxyalkyl polyol) obtained from 3M Company, St. Paul, Minn., USA, is added as a dispersant and 0.16 parts by weight of A174 silane (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin, USA) As a coupling agent, 0.16 parts by weight of a curing initiator, available from Ciba Specialty Chemicals, Basel, Switzerland, under the trade designation "Irgacure 819", is added. In addition, 0.20 parts by weight of a defoamer, available from BYK Chemie USA, Wallingford, Connecticut, under the trade designation “BYK A555” is added.

모든 액체 원료 및 광개시제가 스테인리스강 혼합 용기 내에서 조합된다. 원료는 공압 모터에 의해 구동되는 코울스 블레이드(VWR 사이언티픽 프로덕츠, 웨 스트 체스터, 펜실베이니아주, 미국)를 사용하여 혼합된다. 혼합 블레이드가 동작하는 동안에, 고체 원료가 서서히 첨가된다. 모든 원료가 합체된 후, 혼합물은 추가의 5분 동안 혼합된다. 슬러리는 1.3 ㎝(1/2 인치)의 원통형 고밀도 알루미늄 산화물 밀링 매체가 충전된 고밀도 폴리에틸렌 용기로 전달된다. 밀링은 30분 동안 페인트 컨디셔너(레드 데빌 모델 5100, 유니온, 뉴저지주, 미국)를 사용하여 수행된다. 슬러리는 그 다음에 볼 밀로부터 배출된다. 최종적으로, 슬러리는 60℃에서 3-롤 밀(모델 2.5×5 TRM, 찰즈 로스 & 썬 컴퍼니, 호포즈, 뉴저지주, 미국)을 사용하여 밀링된다.All liquid raw materials and photoinitiators are combined in a stainless steel mixing vessel. The raw materials are mixed using a Coles blade (VWR Scientific Products, West Chester, Pennsylvania, USA) driven by a pneumatic motor. While the mixing blade is in operation, the solid raw material is slowly added. After all the raw materials are coalesced, the mixture is mixed for an additional 5 minutes. The slurry is delivered to a high density polyethylene vessel filled with 1/2 inch cylindrical high density aluminum oxide milling media. Milling is performed using a paint conditioner (Red Devil Model 5100, Union, New Jersey, USA) for 30 minutes. The slurry is then discharged from the ball mill. Finally, the slurry is milled at 60 ° C. using a 3-roll mill (Model 2.5 × 5 TRM, Charles Ross & Sun Company, Hopose, NJ, USA).

예 1Example 1

2개의 분리 가능한 층을 갖는 전사 시트가 제공된다. 제1 층은 강성 지지부이며, 제2 층은 가요성 필름이다.There is provided a transfer sheet having two separable layers. The first layer is a rigid support and the second layer is a flexible film.

도2를 참조하면, 강성 지지부는 1.5 m×2.5 m이고 지지 리브의 격자를 남긴 상태로 양쪽 측면 상에서 10 ㎜의 깊이로 기계 가공된 25 ㎜ 두께의 알루미늄 판이다. 5 ㎜ 두께의 알루미늄 판이 지지 리브에 결합되었고 그에 의해 상부 및 저부 상에 평탄 표면을 생성시킨다. 필름이 활주되는 강성 지지부의 모서리는 예리한 500 ㎛ 반경의 모서리 그리고 45˚ 테이퍼를 갖는다.Referring to Figure 2, the rigid support is a 1.5 mm x 2.5 m, 25 mm thick aluminum plate machined to a depth of 10 mm on both sides, leaving a lattice of support ribs. A 5 mm thick aluminum plate was bonded to the support ribs thereby creating a flat surface on the top and bottom. The edge of the rigid support on which the film slides has a sharp 500 μm radius and a 45 ° taper.

강성 지지부의 상부 및 그 표면에 제공된 100 ㎛ 직경의 구멍이 있다. 끼움부가 지지부의 모서리에 부착되며 그 결과 가요성 필름은 지지부의 상부 또는 저부 표면으로 진공에 의해 선택적으로 견인될 수 있다. 밸브가 끼움부 내로 압축 공기가 교대로 유입되게 하며 그 결과 가요성 필름은 한쪽 또는 양쪽 표면을 횡단하여 용이하게 이동될 수 있다.There is a 100 μm diameter hole provided on top of the rigid support and on its surface. The fitting is attached to the edge of the support so that the flexible film can be selectively pulled by vacuum to the top or bottom surface of the support. The valve alternately introduces compressed air into the fitting so that the flexible film can be easily moved across one or both surfaces.

일측 상에 해제 코팅을 갖는 5 밀의 폴리에틸렌이 도4a 내지 도4d의 장치에서 가요성 필름으로서 채용된다.Five mils of polyethylene with a release coating on one side are employed as the flexible film in the device of FIGS. 4A-4D.

코팅 시스템이 각각 전사 시트의 상부 표면 상의 소정의 위치에서 165 ㎛의 균일한 두께를 갖는 523 ㎜×930 ㎜(42 인치 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 데 적절한 크기)인 슬러리의 4개의 분리형 패치를 위치시키는 데 사용된다.The coating system locates four separate patches of slurry, each 523 mm × 930 mm (a suitable size for making a 42 inch plasma display panel) with a uniform thickness of 165 μm at a predetermined location on the top surface of the transfer sheet. Used to.

도4a 내지 도4d의 장치는 전술된 바와 같이 전극 패터닝 유리 패널 상으로 슬러리의 분리형 패치를 전사하는 데 사용될 수 있다.The apparatus of FIGS. 4A-4D can be used to transfer separate patches of slurry onto an electrode patterned glass panel as described above.

4개의 몰드(예컨대, 가요성 중합체)가 그 다음에 슬러리의 패치 내로 가압되며 그 결과 격벽 구조물은 전극 패턴과 정렬된다. 성형 후, 코팅된 기판은 유리 프릿 슬러리를 경화 처리하기 위해 청색 광원에 노출된다. 경화는 샘플 표면 위로 약 3.8 ㎝(1.5 인치)에 있는 청색 광원을 사용하여 수행된다. 광원은 약 400 내지 500 ㎚의 파장 범위 내의 광을 제공할 수 있는 약 5.1 ㎝(2 인치)로 이격된 10개의 수퍼-악티닉 형광 램프(super-actinic fluorescent lamp)(모델 TLDK 30W/03, 필립스 일렉트로닉스 N.V., 아인호벤, 네덜란드)로부터 구성된다. 경화 시간은 전형적으로 30초이다.Four molds (eg, flexible polymers) are then pressed into a patch of slurry so that the partition structure is aligned with the electrode pattern. After molding, the coated substrate is exposed to a blue light source to cure the glass frit slurry. Curing is performed using a blue light source that is about 3.8 cm (1.5 inches) above the sample surface. The light source is ten super-actinic fluorescent lamps (model TLDK 30W / 03, Philips) spaced at about 5.1 cm (2 inches) capable of providing light in the wavelength range of about 400 to 500 nm. Electronics NV, Einhoven, The Netherlands). Cure time is typically 30 seconds.

4개의 몰드 툴은 제거된다. 기판은 부품 취급 시스템으로 이동된다. 경화된 구조물을 갖는 유리 기판은 다음의 열 사이클에 따라: 즉 300℃까지 3℃/분 그리고 560℃까지 5℃/분으로 공기 중에서 소결될 것이고, 20분 동안 침지될 것이고, 대기에 대해 2 내지 3℃/분으로 냉각될 것이다.Four mold tools are removed. The substrate is moved to a component handling system. The glass substrate with the cured structure will be sintered in air at 3 ° C./minute up to 300 ° C. and 5 ° C./minute up to 560 ° C., immersed for 20 minutes, and subjected to 2 to 3 atmospheres, according to the following thermal cycles. Will cool to 3 ° C / min.

Claims (20)

플라즈마 디스플레이 패널을 위한 격벽을 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a partition for a plasma display panel, 전사 시트를 제공하는 단계와;Providing a transfer sheet; 적어도 1개의 무기 입자상 재료, 적어도 1개의 경화성 유기 결합제 그리고 적어도 1개의 희석액을 포함하는 경화성 조성물의 적어도 1개의 분리형 코팅을 전사 시트에 코팅하는 단계와;Coating at least one separable coating of the curable composition comprising at least one inorganic particulate material, at least one curable organic binder and at least one diluent; 기판 상으로 분리형 코팅을 전사하는 단계와;Transferring the separate coating onto the substrate; 격벽을 형성하는 데 적절한 몰드와 분리형 코팅을 접촉시키는 단계와;Contacting the release coating with a mold suitable for forming the partition; 경화성 조성물을 경화시키는 단계와;Curing the curable composition; 몰드를 제거하는 단계Step to remove the mold 를 포함하는 방법.How to include. 제1항에 있어서, 전사 시트에는 적어도 2개의 분리형 코팅이 코팅되는 방법.The method of claim 1, wherein the transfer sheet is coated with at least two separate coatings. 제1항에 있어서, 전사 시트는 실질적으로 평면형의 강성 지지부 상에 제공되는 방법.The method of claim 1, wherein the transfer sheet is provided on a substantially planar rigid support. 제1항에 있어서, 전사 시트는 롤 상에 제공되는 방법.The method of claim 1, wherein the transfer sheet is provided on a roll. 제1항에 있어서, 분리형 코팅을 전사하는 단계는 전사 시트가 수평 상태로 남아 있는 동안에 코팅된 전사 시트와 기판을 접촉시키는 단계 그리고 기판이 전사 시트 아래에 있도록 기판과 함께 코팅된 전사 시트를 회전시키는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein transferring the separate coating comprises contacting the coated transfer sheet with the substrate while the transfer sheet remains horizontal and rotating the coated transfer sheet with the substrate such that the substrate is under the transfer sheet. Method comprising the steps. 제1항에 있어서, 분리형 코팅을 전사하는 단계는 회전 구조물 내에서 전사 시트로부터 기판으로 코팅을 전사하는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein transferring the separate coating comprises transferring the coating from the transfer sheet to the substrate in the rotating structure. 제1항에 있어서, 각각의 분리형 코팅은 단일의 플라즈마 디스플레이 패널에 대응하는 영역인 방법.The method of claim 1, wherein each separate coating is a region corresponding to a single plasma display panel. 제1항에 있어서, 각각의 분리형 코팅은 약 1 ㎠ 내지 약 2 ㎡의 범위 내에 있는 영역을 갖는 방법.The method of claim 1, wherein each separate coating has an area in the range of about 1 cm 2 to about 2 m 2. 제1항에 있어서, 전사 시트는 가요성 필름 및 강성 지지 층을 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the transfer sheet comprises a flexible film and a rigid support layer. 제1항에 있어서, 가요성 필름은 강성 지지 층을 제거하는 것과 동시에 제거되는 방법.The method of claim 1, wherein the flexible film is removed simultaneously with removing the rigid support layer. 제1항에 있어서, 기판은 전극 패턴을 선택적으로 포함하는 유리 패널인 방법.The method of claim 1, wherein the substrate is a glass panel optionally comprising an electrode pattern. 제1항에 있어서, 분리형 코팅에는 템플릿이 제공되는 방법.The method of claim 1, wherein the detachable coating is provided with a template. 제1항에 있어서, 몰드는 투과성인 방법.The method of claim 1 wherein the mold is permeable. 제1항에 있어서, 경화성 조성물은 몰드를 통해, 기판을 통해 또는 이들의 조합을 통해 경화되는 방법.The method of claim 1, wherein the curable composition is cured through the mold, through the substrate, or through a combination thereof. 제1항에 있어서, 몰드는 가요성인 방법.The method of claim 1 wherein the mold is flexible. 제1항에 있어서, 이 방법은 적어도 반자동화되는 방법.The method of claim 1, wherein the method is at least semi-automated. 제1항에 있어서, 경화성 조성물은 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량% 또는 적어도 10 중량%의 양으로 희석액을 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the curable composition comprises the diluent in an amount of at least 2%, at least 5%, or at least 10% by weight. 제1항에 있어서, 슬러리는 20,000 cps 미만 또는 5,000 cps 미만의 점도를 갖는 방법.The method of claim 1, wherein the slurry has a viscosity of less than 20,000 cps or less than 5,000 cps. 제1항에 있어서, 2개 이상의 분리형 코팅이 단일의 유리 패널 상으로 전사되는 방법.The method of claim 1, wherein the two or more separate coatings are transferred onto a single glass panel. 제품을 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a product, 전사 시트를 제공하는 단계와;Providing a transfer sheet; 경화성 재료의 적어도 1개의 분리형 코팅을 전사 시트에 코팅하는 단계와;Coating at least one separate coating of the curable material to the transfer sheet; 기판 상으로 분리형 코팅을 전사하는 단계와;Transferring the separate coating onto the substrate; 미세 구조형 몰드 표면과 분리형 코팅을 접촉시키는 단계와;Contacting the microstructured mold surface with the detachable coating; 경화성 재료를 경화시키는 단계와;Curing the curable material; 몰드를 제거하는 단계Step to remove the mold 를 포함하는 방법.How to include.
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