TWI490111B - 中空單元陣列結構以及製造中空單元陣列結構之方法與裝置 - Google Patents

中空單元陣列結構以及製造中空單元陣列結構之方法與裝置 Download PDF

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Description

中空單元陣列結構以及製造中空單元陣列結構之方法與裝置
本發明概括而言相關於由多個精細(fine)組件所形成的高精確度中空單元陣列結構，及製造此高精確度中空單元陣列結構的方法及裝置。更具體地說，本發明的技術可應用於影印機、傳真機、固態掃描型印表機及類似者的光學掃描系統中所用的小型塑膠透鏡(miniature plastic lens)或被設計用於光學傳輸的具有內建的小型透鏡的光波導器(optical waveguide)的製造、數位相機的透鏡的製造及投影機螢幕、觸控面板、電子照相處理過程用的光感受器(photoreceptor)、PLD(脈衝雷射沈積)及類似者所用的光學纖維板(optical fiber plate)的製造。明確地說，本發明相關於適合用於電泳顯示器(electrophoretic display)的由具有被適當地設計的形狀、尺寸及縱橫比(aspect ratio)的單元所形成的高精確度中空單元陣列結構，其中每一個單元含有溶劑，而溶劑具有分散在其內的帶電顏料粒子(或有色粒子)。本發明尤其相關於製造適合用於電泳顯示器的此高精確度中空單元陣列結構的新穎且有用的方法。
相關技術中概括而言有兩種製造由多個精細組件所形成的高精確度中空單元陣列結構的技術，其為(1)光微影技術(photolithography)及(2)壓花製程(embossing process)。然而，在藉著光微影技術來製造蜂窩結構(honeycomb structure)時，相較而言難以用相對低的成本穩定地製造具有等於或大於5的縱橫比的蜂窩結構。在藉著壓花製程來製造蜂窩結構時，難以使所有的蜂窩壁部薄(例如在等於或大於5的縱橫比之下小於或等於10μm(微米)的厚度)。圖20A至20D顯示根據相關技術的製造精細蜂窩結構(一側開口)之方法的步驟。圖20A所顯示的步驟為將水性膠質溶液(aqueous gelatin solution)51施加在具有多個凹部53的第一基板52上，並且降低所獲得的產物(亦即，覆蓋有膠質溶液51的第一基板52)上的周圍壓力。圖20B所顯示的步驟為由於藉著膠質膜54而被保持在第一基板52的多個凹部53內的氣體的壓力而使膠質膜54於直立方向膨脹，而圖20C所顯示的步驟為將圖20B的所得產物在降低的壓力下乾燥及冷卻，因而獲得蜂窩結構55。圖20D所顯示的步驟為藉著將已被留置於室溫(例如大約20℃)的蜂窩結構55放入被加熱至30℃的溫度(比室溫高)而濕度為80%至90%的加熱及加濕容器56內，而於面向第二基板57的薄頂膜(thin ceiling film)(亦即膠質膜)形成開口。因為蜂窩結構55的溫度比加熱及加濕容器56內部的溫度低，所以冷凝(condensation)形成在蜂窩結構55的表面(亦即薄頂膜)上。圖20E所顯示的步驟為由於由薄頂膜的表面張力所引起的自生性收縮(autogeneous shrinkage)而於蜂窩結構58的薄頂膜形成開口。因為冷凝形成在蜂窩結構55的薄頂膜上且薄頂膜的剛性被降低，所以開口由於由表面張力所引起的膠質膜的自生性收縮而形成於蜂窩結構55的薄頂膜。蜂窩結構55的薄頂膜在蜂窩結構的每一個單元的中心的周圍特別薄，因此開口在一開始係於每一個單元的中心的周圍形成。冷凝時間被控制以獲得所想要的相應於每一個單元的開口形狀。蜂窩結構55從加熱及加濕容器56被移去，然後被乾燥以終止開口的形成。在頂膜具有0.05μm的厚度的情況中，開口於20秒內形成。
日本專利申請案公開第8-112873號(以下也稱為「專利文件1」)揭示藉著發泡(foaming)而形成中空單元陣列結構的方法的例子。此技術意欲提供展現優異的輕重量性質、絕緣性質及壓縮強度的發泡體。所揭示的技術包含均勻地形成熱塑性樹脂發泡體，其於具有晶格狀(lattice-like)水平截面的熱塑性樹脂構件的單元的正方形空洞具有20倍的高膨脹比(expansion ratio)，因而提供發泡體片材(sheet foam)。日本專利申請案公開第10-80964號(以下也稱為「專利文件2」)揭示製造蜂窩結構的技術，明確地說係揭示製造具有相對於時間穩定的品質的中空單元陣列結構的技術。此技術提供由被稠密地且三維地配置在樹脂構件中的多面柱體狀(polyhedral column-like)單元形成的蜂窩結構，而多面柱體狀單元的單元壁部之間不具有接合處(junction)。這些單元是藉著將發泡劑對稱地且三維地配置在樹脂構件中，且使發泡劑在樹脂構件中產生氣泡而獲得。然而，此技術涉及延伸(extending)多面柱體狀單元的單元壁部，使得多面柱體狀單元的核心部份隨著多面柱體狀單元被延伸而逐漸變薄。因此，多面柱體狀單元的單元壁部可能不能具有穩定性地被保持於預定厚度。亦即，在此技術的發泡步驟中，重要的是使在分開地形成且被對稱地配置於樹脂構件的凹部內的空間中的發泡劑同時地產生氣泡。如果在分開地形成且被對稱地配置於樹脂構件的凹部內的空間中的發泡劑在樹脂構件的凹部中依序相繼地產生氣泡，則個別氣泡可能形成球體(sphere)。因此，可能不能獲得完好的蜂窩結構。在上述的專利文件1及2中，採用熱(thermal)發泡方法。但是，以此方法，如果溫度於整個樹脂構件不均勻，則發泡用的時間隨著樹脂構件的不同部份而變化。結果，可能不能獲得完好的蜂窩結構。
日本專利申請案公開第56-34780號(以下也稱為「專利文件3」)揭示利用平台(platen)的打開操作的拉伸力以製造蜂窩結構的技術。然而，以此技術，也很重要但是困難的是製造具有均勻黏度的蜂窩結構。另外，日本專利申請案公開第2007-98930號(以下也稱為「專利文件4」)揭示製造具有薄單元壁部及長橢圓形(oblong)單元的精細蜂窩結構的技術。此技術包含將在預定條件下具有塑性變形性質的第一材料放置在具有多個分開的有空間的凹部的第一基板上的第一步驟，及藉著引起空間內的氣體壓力而延伸具有塑性變形性質的第一材料以使得於預定方向形成長橢圓形的中空單元的第二步驟。
本發明的實施例係鑑於上述及其他的問題而被設計。亦即，如果形成精細中空單元陣列結構(亦即蜂窩結構)的此種薄單元壁部及單元是想要被作為影像顯示裝置例如電泳顯示器的像素單元，則精細中空單元陣列結構必須具有均勻的薄單元壁部及供注入材料(injecting material)被注入的單元以作用為顯示器。然而，在此技術中，精細中空單元陣列結構的開口的尺寸是根據由第一基板的精細凹部所形成的開口而被決定。因此，如果由第一基板的精細凹部所形成的開口的尺寸小，則注入材料可能不易被注入精細中空單元陣列結構的精細單元的開口內。相反的，如果由第一基板的精細凹部所形成的開口的尺寸大，則形成精細中空單元陣列結構的材料可能會意外地被注入由第一基板的精細凹部所形成的第一開口內，而以形成精細中空單元陣列結構的材料覆蓋第一基板。結果，可能難以於精細中空單元陣列結構的凹部內形成均勻的單元空間。如果凹部的中空尺寸各不相同，或是第一材料意外地被注入第一基板的精細凹部的開口內，則精細中空單元陣列結構內的氣體的膨脹量改變。結果，由於單元的高度及單元壁部的厚度的改變，可能不能獲得具有均勻的單元壁部及單元的精細中空單元陣列結構。
如果中空單元陣列結構於上表面及下表面處均包含開口，則上述問題可藉著將第一基板側的開口形成為比中空單元陣列結構側的開口大而被解決。然而，顯得困難的是使相鄰的眾多分開的空洞膨脹以形成中空單元陣列結構，然後將形成為越過中空單元陣列結構的單元壁部的薄頂膜移除，並且立即固化(solidify)中空單元陣列結構的單元壁部，而同時保持中空單元陣列結構的完好形狀。以上述的技術，可能必須要有使用溶劑蒸氣(solvent vapor)以熔化薄頂膜的額外步驟，以用來移除覆於中空單元陣列結構的單元上的薄頂膜，而此導致增加製造成本。
因此，本發明的概括目的為提供可在中空單元陣列結構的典型製造過程中快速地且穩定地製造於上表面及下表面處具有開口的精細中空單元陣列結構。本發明概括而言包含第一步驟，其係將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，第一基板於其上表面具有多個互相分開的凹部，使得可變形材料於上述多個凹部的每一個形成互相隔離的空間；第二步驟，其係在延伸可變形材料之時，藉著引起空間的氣體壓力而使上述多個凹部的每一個內的空間膨脹，使得多個中空單元(而注入材料在稍候的製造過程中被注入此多個中空單元內)於預定方向相應於上述多個凹部同時地形成；及第三步驟，其係在將上述多個中空單元的單元壁部的頂壁表面(ceiling surface)除外之前提下選擇性固化單元壁部。
根據一個實施例，提供一種製造中空單元陣列結構的方法，包含第一步驟，其係將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，第一基板於其表面具有多個互相分開的凹部，使得可變形材料於凹部形成相應的互相隔離的空間；第二步驟，其係在延伸第一基板上的可變形材料之時，藉著引起空間的氣體壓力而使上述多個凹部內的空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於上述多個凹部同時地形成；及第三步驟，其係藉著對上述多個中空單元的部份選擇性地施加紫外線而選擇性地固化上述多個中空單元的部份。
根據另一實施例，提供一種製造中空單元陣列結構的方法，包含第一步驟，其係將可藉著紫外線的施加而被熟化(cure)的可變形材料層置在第一基板上，第一基板具有多個互相分開的凹部，使得可變形材料於凹部形成相應的互相隔離的空間；第二步驟，其係將具有預定形狀的光屏蔽圖型的第二基板經由上述的於多個凹部形成互相隔離的空間的可變形材料而層置在上述的具有多個凹部的第一基板上，且在延伸可變形材料之時，藉著引起空間的氣體壓力而使上述多個凹部內的空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於上述多個凹部同時地形成；及第三步驟，其係藉著經由上述的形成在第二基板上的預定形狀的光屏蔽圖型而對上述多個中空單元的部份選擇性地施加紫外線而選擇性地固化上述多個中空單元的部份。
根據另一實施例，提供一種製造中空單元陣列結構的裝置，包含塗覆裝置，其被建構成將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，第一基板於其表面具有多個互相分開的凹部，使得可變形材料於凹部形成相應的互相隔離的空間；壓力控制裝置，其被建構成在延伸第一基板上的可變形材料之時，藉著引起空間的氣體壓力而使上述多個凹部內的空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於上述多個凹部同時地形成；及固化裝置，其被建構成藉著對上述多個中空單元的部份選擇性地施加紫外線而選擇性地固化上述多個中空單元的部份，其中紫外線透射圖型被形成在第一基板的第一部份上，且光屏蔽圖型被形成在第一基板的第二部份上以及第一基板的上述多個凹部的整個表面上。
在連同所附圖式一起閱讀以下的詳細敘述時，本發明的其他目的、特徵及有利點將從以下的詳細敘述變得顯明。
以下參考所附圖式敘述本發明的較佳實施例。注意以下實施例中所述的元件及其類型、組合及相對配置除非另外載明均只是例子，並非被限制於此。在申請專利範圍所載的發明的範疇內可進行各種不同的修正或改變。圖1A至圖1D為顯示根據第一實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖1A所顯示的步驟為藉著狹縫塗覆(slit coating)或旋轉塗覆(spin coating)而將由未熟化的可UV(紫外線)熟化樹脂及表面活性劑(surfactant)所構成的材料3施加於具有多個凹部的第一基板4上，並且降低所獲得的產物(亦即覆蓋有材料3的第一基板4)上的周圍壓力。
圖1B所顯示的步驟為使被保持在第一基板4的凹部5與可UV熟化樹脂膜3的相應部份之間的氣體膨脹，使得可UV熟化樹脂膜的相應部份在控制彼此之時於直立方向延伸，因而獲得精細中空單元陣列結構。
圖1C顯示選擇性地熟化相應於從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構的單元壁部的可UV熟化樹脂3的步驟，而此選擇性熟化是藉著容許UV線繪圖裝置(UV ray plotting device)2選擇性地施加UV線於可UV熟化樹脂3的單元壁部。注意UV線繪圖裝置2可為UV線係經由光域光學系統(raster optical system)而被施加的掃描系統，或是UV線係經由光罩(mask)而被施加的UV曝光系統。
圖1D顯示導致開口的精細中空單元陣列結構的頂壁部份。中空單元陣列結構6的單元的頂壁部份維持未熟化且導致開口。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。以此方法，相當易於控制開口的尺寸。因此，例如為電泳分散物(electrophoretic dispersion)的注入材料可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構6的單元的中空部份內。
圖2A至圖2D為顯示根據第二實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖2A所顯示的步驟為藉著狹縫塗覆或旋轉塗覆而將由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3施加於具有多個凹部5的第一基板4上，將作為第二基板7的具有光屏蔽圖型8的紫外線透射玻璃放置在被施加於具有多個凹部5的第一基板4上的材料3上，在由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間的情況下將第二基板7上的光屏蔽圖型8與第一基板4的多個凹部5對準，並且降低所獲得的產物(亦即材料3被夾在第一基板與第二基板之間)上的周圍壓力。在此步驟中，由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3可被施加於紫外線透射玻璃(亦即第二基板7)，然後第一基板4可經由材料3而被放置在第二基板7上。在第二實施例中，胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)(由Arakawa Chemical Industries,Ltd.製造)被使用作為可UV熟化樹脂，Irgacure 500被使用作為起始劑(initiator)，且Novec FC-4430被使用作為表面活化劑。
圖2B所顯示的步驟為使被保持在凹部5與可UV熟化樹脂膜的相應部份之間的氣體膨脹，使得可UV熟化樹脂膜的相應部份在控制彼此之時，於直立方向延伸，因而獲得精細中空單元陣列結構9。
圖2C顯示選擇性地熟化相應於從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構9的單元壁部的可UV熟化樹脂的步驟，而此選擇性熟化是藉著容許未顯示的UV線繪圖裝置經由具有光屏蔽圖型8的第二基板7而選擇性地施加UV線10於可UV熟化樹脂的單元壁部。
圖2D顯示導致開口的精細中空單元陣列結構9的頂壁部份。精細中空單元陣列結構9的單元的頂壁部份維持未熟化且導致開口。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。對可UV熟化樹脂施加UV線10數秒鐘即足以形成具有50 μm(微米)的高度、150 μm的節距，及5 μm的單元壁部厚度的精細中空單元陣列結構6。雖然形成精細中空單元陣列結構6的時間可能隨著壓力降低容器1的壓力降低率而改變，但是藉著執行包括壓力降低步驟、熟化步驟，及恢復通常壓力步驟的製程而在10秒鐘內形成於上表面及下表面處具有開口的精細中空單元陣列結構6是可能的。以此方法，相當易於控制開口的尺寸。因此，注入材料，例如電泳分散物，可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構6的單元的中空部份內。
圖3A至圖3D為顯示根據第三實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖3A所顯示的步驟為藉著狹縫塗覆或旋轉塗覆而將由藉著將樹脂溶解在溶劑內而獲得的樹脂溶液或藉著將樹脂散佈於溶劑內而獲得的樹脂分散物所構成的材料3施加於具有多個凹部5的第一基板4上，將作為第二基板7的具有溶劑可穿透圖型(精細多孔圖型)11的紫外線透射玻璃放置在被施加於具有多個凹部5的第一基板4上的材料3上，在由樹脂溶液或樹脂分散物所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間的情況下將第二基板7上的溶劑可穿透圖型11與第一基板4的多個凹部5對準，並且降低所獲得的產物(亦即由樹脂溶液或樹脂分散物所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間)上的周圍壓力。在此步驟中，由樹脂溶液或樹脂分散物所構成的材料3可被施加於紫外線透射玻璃(亦即第二基板7)，然後第一基板4可經由材料3而被放置在第二基板7上。在第三實施例中，水分散的胺基甲酸酯(urethane)樹脂被使用作為由樹脂溶液或樹脂分散物所構成的材料3(以下也稱為「樹脂膜」3)。
圖3B所顯示的步驟為使被保持在凹部5與樹脂膜3的相應部份之間的氣體膨脹，使得樹脂膜3的相應部份在控制彼此之時，於直立方向延伸以形成單元壁部，因而獲得精細中空單元陣列結構9。
圖3C顯示選擇性地固化從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構9的單元壁部的步驟，而此選擇性固化是藉著容許樹脂膜3經由具有溶劑可穿透圖型(亦即精細多孔圖型)11的第二基板7而使樹脂膜3內所含的水蒸發。
圖3D顯示導致開口的精細中空單元陣列結構9的頂壁部份。精細中空單元陣列結構9的單元的頂壁部份維持未固化且因而導致開口。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。因為樹脂膜的固化慢，所以可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。以此方法，相當易於控制開口的尺寸。因此，注入材料，例如電泳分散物，可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構的單元的中空部份內。注意溶劑可穿透圖型(精細多孔圖型)11可藉著將可部份地傳輸水的樹脂圖型印製在用於過濾的細篩網片材(micromesh sheet)上而形成。
圖4A至圖4D為顯示根據第四實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖4A所顯示的步驟為在加熱之時，將由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3施加於具有多個凹部5的第一基板4上(亦即被加熱的樹脂被施加在第一基板4上)，將具有圖型化加熱材料13(以下稱為「加熱圖型13」)的第二基板7經由由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3而放置在具有多個凹部5的第一基板4上，在由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間的情況下將第二基板7上的加熱圖型13與第一基板4的多個凹部5對準，並且降低所獲得的產物(亦即由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間)上的周圍壓力。在此步驟中，由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3可被施加於第二基板7，然後第一基板4可經由材料3而被放置在第二基板7上。在第四實施例中，低密度聚乙烯(polyethylene)樹脂被使用作為由具有於預定溫度被降低的黏度的樹脂所構成的材料3(以下也稱為「樹脂膜」3)。
圖4B所顯示的步驟為使被保持在凹部5與樹脂膜3的相應部份之間的氣體膨脹，使得樹脂膜3的相應部份在控制彼此之時，於直立方向延伸以形成單元壁部，因而獲得精細中空單元陣列結構9。
圖4C所顯示的步驟為在防止精細中空單元陣列結構9的頂壁部份隨著冷卻而被固化之下於至少降低其黏度的溫度選擇性地加熱頂壁部份，且在冷卻下初始地固化從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構9的單元壁部。
圖4D顯示在頂壁部份被熔化之時，將第二基板7從部份地固化的精細中空單元陣列結構9分離的步驟。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。以此方法，注入材料，例如電泳分散物，可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構6的中空部份內。注意第二基板7的加熱圖型13可藉著將樹脂圖型印製在用於過濾的細篩網片材上而形成。
圖5A至圖5D為顯示根據第五實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖5A所顯示的步驟為藉著狹縫塗覆或旋轉塗覆而將由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3施加於具有多個凹部5的第一基板4上，將作為第二基板7的具有拒水性(water repellent)表面圖型14的紫外線透射玻璃放置在被施加於具有多個凹部5的第一基板4上的材料3上，在由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間的情況下，將第二基板7上的拒水性表面圖型14與第一基板4的多個凹部5對準，並且降低所獲得的產物上的周圍壓力。在此步驟中，由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3可被施加於第二基板7，然後第一基板4可經由材料3而被放置在第二基板7上。在第五實施例中，聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycol diacrylate)PEG 400DA(由Daicel Chemical Industries,Ltd.製造)被使用作為可UV熟化樹脂，Irgacure 500被使用作為起始劑(initiator)，且Novec FC-4430被使用作為表面活化劑。
圖5B所顯示的步驟為使被保持在凹部5與可UV熟化樹脂膜的相應部份之間的氣體膨脹，使得可UV熟化樹脂膜的相應部份在控制彼此之時，相對於第一基板表面於直立方向延伸以形成單元壁部，因而獲得精細中空單元陣列結構9。
圖5C顯示選擇性地熟化從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構9的單元壁部的步驟，而此選擇性熟化是藉著經由具有拒水性表面圖型14的第二基板7而施加UV線10於可UV熟化樹脂的單元壁部。注意第二基板7之被施加拒水性表面圖型14的部份排斥可UV熟化樹脂，此有助於選擇性地熟化於直立方向延伸的可UV熟化樹脂的單元壁部。
圖5D顯示將第二基板7從(圖5C的)精細中空單元陣列結構9移除的步驟。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。對可UV熟化樹脂施加UV線10數秒鐘即足以形成具有50 μm的高度、150 μm的節距及5 μm的單元壁部厚度的精細中空單元陣列結構6。雖然形成精細中空單元陣列結構6的時間可能隨著壓力降低容器1的壓力降低率而改變，但是藉著執行包括壓力降低步驟、熟化步驟及恢復通常壓力步驟的製程而在10秒鐘內形成於上表面及下表面處具有開口的精細中空單元陣列結構6是可能的。以此方法，相當易於控制開口的尺寸。因此，注入材料，例如電泳分散物，可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構6的單元的中空部份內。
圖6A至圖6D為顯示根據第六實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖6A所顯示的步驟為藉著狹縫塗覆或旋轉塗覆而將由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3施加於具有多個凹部5的第一基板4上，將作為第二基板7的具有疏脂性(lipophobic)表面圖型15的紫外線透射玻璃放置在被施加於具有多個凹部5的第一基板4上的材料3上，在由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間的情況下將第二基板7上的疏脂性表面圖型15與第一基板4的多個凹部5對準，並且降低所獲得的產物(亦即由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3被夾在第一基板4與第二基板7之間)上的周圍壓力。在此步驟中，由未熟化的可UV熟化樹脂及表面活性劑所構成的材料3可被施加於第二基板7，然後第一基板4可經由材料3而被放置在第二基板7上。在第六實施例中，環氧丙稀酸酯(epoxy acrylate)AQ9(由Arakawa Chemical Industries,Ltd.製造)被使用作為可UV熟化樹脂，Irgacure 500被使用作為起始劑(initiator)，且Novec FC-4430被使用作為表面活化劑。
圖6B所顯示的步驟為使被保持在凹部5與可UV熟化樹脂膜的相應部份之間的氣體膨脹，使得可UV熟化樹脂膜的相應部份在控制彼此之時，相對於第一基板4的表面於直立方向延伸以形成單元壁部，因而獲得精細中空單元陣列結構9。
圖6C顯示選擇性地熟化從第一基板4於直立方向延伸的精細中空單元陣列結構9的單元壁部的步驟，而此選擇性熟化是藉著經由具有疏脂性表面圖型15的第二基板7而施加UV線10於可UV熟化樹脂的單元壁部。注意第二基板7施加有疏脂性表面圖型15的部份排斥可UV熟化樹脂，此有助於選擇性地熟化在精細中空單元陣列結構9的第一基板表面上於直立方向延伸的可UV熟化樹脂的單元壁部。
圖6D顯示將第二基板7從(圖6C的)精細中空單元陣列結構9移除的步驟。結果，可獲得具有在上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。對可UV熟化樹脂施加UV線10數秒鐘即足以形成具有50 μm的高度、150 μm的節距及5 μm的單元壁部厚度的精細中空單元陣列結構6。雖然形成精細中空單元陣列結構6的時間可能隨著壓力降低容器1的壓力降低率而改變，但是藉著執行包括壓力降低步驟、熟化步驟及恢復通常壓力步驟的製程而在10秒鐘內形成於上表面及下表面處具有開口的精細中空單元陣列結構6是可能的。以此方法，相當易於控制開口的尺寸。因此，注入材料，例如電泳分散物，可容易地被確實地注入精細中空單元陣列結構6的單元的中空部份內。
圖7A為顯示精細中空單元陣列結構6的一個例子的立體圖，且圖7B為相應的剖面圖。
圖8A至圖8D為顯示根據第七實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。根據第七實施例的製造中空單元陣列結構的方法包含的步驟為將可UV熟化材料3施加在具有多個有光屏蔽圖型8的凹部的第一基板4上及當材料3由於周圍壓力的降低而膨脹地變形時，從第一基板4之側施加UV線10於可UV熟化材料3。注意光屏蔽圖型8被建構成只容許全內反射光(total internal reflection light)通過精細中空單元陣列結構9。亦即，膜是由在支撐可UV熟化材料3的第二基板7上的可UV熟化材料3形成。注意可UV熟化材料3是與第二、第五及第六實施例中所使用者相同的材料。也注意第一基板4是由UV線透射材料製成，並且具有多個有光屏蔽圖型8的凹部。第一基板4的材料的特定例子包括矽石(silica)玻璃及矽酮(silicone)樹脂。光屏蔽圖型8可由任何可截斷UV線的材料製成。在第七實施例中，碳或銅被使用作為光屏蔽圖型8的材料。處理光屏蔽圖型的方法為已知方法，包括例如施加光屏蔽圖型的材料(碳或銅)、電鍍所施加的材料及執行蒸氣沈積。注意壓力控制設備包含壓力降低容器1及壓力降低裝置(未顯示)，並且被用來控制壓力降低容器1內部的壓力。也注意UV輻射設備(未顯示)被用來輻射UV線。
圖8A所顯示的步驟為將由可UV熟化材料3及第二基板7所構成的膜緊密地附著在第一基板4上，且將所獲得的產物放置於壓力降低容器1內。
圖8B顯示降低壓力降低容器1的壓力以造成膜的材料3相對地膨脹以獲得精細中空單元陣列結構9的步驟。
圖8C顯示從第一基板4的下方側(亦即與膜相反之側)輻射UV線以熟化膜的材料3以獲得部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9的步驟。
圖8D所顯示的步驟為在已從壓力降低容器1取出第一基板4、第二基板7及部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9之後，將第二基板7從部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9移去。注意精細中空單元陣列結構9的未熟化部份與第二基板7一起同時被移去，並且精細中空單元陣列結構9的熟化部份存留在第一基板4上。
圖8E顯示將所獲致的中空單元陣列結構6從第一基板4移去的步驟。注意圖8D的步驟及圖8E的步驟可以用任何的順序被執行。亦即，圖8D的步驟及圖8E的步驟可以用相反的順序被執行。因為光屏蔽圖型8相應於凹部的位置，所以精細中空單元陣列結構9除其頂膜外可在不須如同第二至第六實施例所示般地調整具有光屏蔽圖型8的凹部的位置之情況下被熟化。亦即，可獲得具有於上表面及下表面處的各別開口的精細中空單元陣列結構6。
圖9為顯示光屏蔽圖型的詳細組態的示意圖。精細中空單元陣列結構9內的全內反射光角度θ1是由方程式sinθ1=Na/Nb表示。在此方程式中，Na代表空間的折射率(refractive index)，且Nb代表精細中空單元陣列結構9的折射率。光屏蔽圖型8是由方程式tanθ2=B/A表示。因為光屏蔽圖型8以B/A的光屏蔽比屏蔽UV線，導致θ1<θ2而將全內反射光在精細中空單元陣列結構9內傳輸，所以UV線可有效率地通過除了精細中空單元陣列結構9的頂膜(亦即上方單元壁部)之外的精細中空單元陣列結構9(亦即，精細中空單元陣列結構9可被選擇性地熟化)。在以上的實施例的敘述中，UV線10可如圖2C所示經由具有光屏蔽圖型8的第二基板7而被施加於精細中空單元陣列結構9，或是可從第一基板4的下方側(亦即與膜相反之側)被施加，使得材料3被選擇性地熟化。然而，施加UV線的方向可根據光屏蔽圖型8的位置而被選擇性地改變。
圖10A至圖10E、圖11、圖12、圖13、圖14及圖19為顯示根據第八實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。最終構成中空單元陣列結構9的膜是由可UV熟化材料3及支撐可UV熟化材料3的第二基板7所形成(見圖10A)。如圖10A所示，第一基板4被建構成包含具有凹部5的平面狀表面部份，此類似於圖11所示的相關技術基板組態。如圖12所示，第一基板4是由UV線透射材料製成，並且第一基板的表面的一部份及第一基板的多個凹部5包含光屏蔽圖型8。第一基板4的材料的特定例子包括矽石玻璃及矽酮樹脂。光屏蔽圖型8可由任何可截斷UV線的材料製成。在第八實施例中，碳被使用作為光屏蔽圖型8的材料。處理光屏蔽圖型的方法為已知方法，包括例如施加光屏蔽圖型的材料(碳)、電鍍所施加的材料及執行蒸氣沈積。
圖13顯示根據第八實施例的第一基板4。如圖13所示，第一基板4包含在其整個表面上的UV線透射圖型及在其凹部內的光屏蔽圖型。壓力控制設備包含壓力降低容器1(見圖10A)及壓力降低裝置(未顯示)，且被用來控制壓力降低容器1內部的壓力。也注意UV輻射設備(未顯示)被用來輻射UV線。如圖14所示，中空單元陣列結構9為由上方單元壁部(亦即頂膜)及側面單元壁部(亦即中空單元陣列結構6)所構成的連續體(continuum)。圖10E所示的中空單元陣列結構6為藉著以下所述的圖10A至10D的步驟而製成的具有上方及下方開口的蜂窩結構。圖19顯示標示有相應尺寸的具有上方及下方開口的中空單元陣列結構6的立體圖。
其次，以下敘述製造具有上方及下方開口的中空單元陣列結構6的步驟。
圖10A所顯示的步驟為將由可UV熟化材料3及第二基板7所構成的膜緊密地附著在第一基板4上，且將所獲得的產物放置於壓力降低容器1內。
圖10B所顯示的步驟為降低壓力降低容器1的壓力，以在凹部5內獲得造成膜的可UV熟化材料3膨脹的相對較高的壓力，以獲得精細中空單元陣列結構9。
圖10C所顯示的步驟為從第一基板4的下方側(亦即與膜相反之側)輻射UV線以熟化膜的可UV熟化材料3，以獲得部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9。
圖10D所顯示的步驟為在已從壓力降低容器1取出第一基板4、第二基板7及部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9之後，將第二基板7從部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9移去。注意精細中空單元陣列結構9的未熟化部份與第二基板7一起同時被移去，並且精細中空單元陣列結構9的熟化部份存留在第一基板4上。圖10E顯示將所獲致的精細中空單元陣列結構6從第一基板4移去的步驟。注意圖10D的步驟及圖10E的步驟可以用任何的順序被執行。亦即，圖10D的步驟及圖10E的步驟可以用相反的順序被執行。
以此方法，可獲得以下的有利點。
(1)因為承受膨脹的側面單元壁部的表面的位置與UV線透射圖型的位置幾近一致，所以側面單元壁部可在不須特別對準之情況下被選擇性地熟化，並且上方單元壁部(亦即頂膜)維持未熟化。
(2)因為側面單元壁部被選擇性地熟化且上方單元壁部維持未熟化，所以側面單元壁部可容易地被從上方單元壁部移去，因而容易地獲得具有上方及下方開口的中空單元陣列結構。注意因為中空單元陣列結構的不需要的殘餘部份係與第二基板7一起被移去，所以被移去的殘餘部份不會散佈，並且從上方單元壁部移去的側面單元壁部的部份平滑。
(3)因為上方及下方開口在中空單元陣列結構的製造過程期間形成，所以不需有設置上方及下方開口的額外步驟。因此，可用相當低的成本製造中空單元陣列結構6。
圖15A至圖15E、圖11、圖12、圖13及圖14為顯示根據第九實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。膜由可UV熟化材料3及支撐可UV熟化材料3的第二基板7所形成(見圖15B)。如圖15A所示，第一基板4被建構成包含具有凹部5的平面狀表面部份，此類似於圖11所示的相關技術基板組態。如圖12所示，第一基板4是由UV線及氣體透射材料製成，並且第一基板的表面的一部份及第一基板的多個凹部5包含光屏蔽圖型8。第一基板4的材料的特定例子包括矽酮樹脂。光屏蔽圖型8可由任何可截斷UV線但是可傳輸氣體的材料製成。此種材料的例子包括碳及銅。在第九實施例中，碳粒子被使用成為光屏蔽圖型8的材料。光屏蔽圖型8是藉著碳粒子的施加而形成。圖13顯示根據第九實施例的第一基板4(亦即與第八實施例相同)。如圖13所示，第一基板4包含形成在其整個表面上的UV線透射圖型及形成在其凹部內的光屏蔽圖型。注意壓力控制設備包含壓力施加容器11(見圖15A)及壓力施加裝置(未顯示)，並且壓力控制設備控制壓力施加容器11內部的壓力。也注意UV輻射設備(未顯示)被用來輻射UV線。如圖14所示，中空單元陣列結構9為由上方單元壁部(頂膜)及側面單元壁部(中空單元陣列結構6)所構成的連續體(continuum)。
其次，以下敘述製造具有上方及下方開口的中空單元陣列結構的步驟。
圖15A所顯示的步驟為將0.1至0.5 MPa(百萬帕)的高壓氣體注入放置著具有凹部5的第一基板4的壓力施加容器11內，使得第一基板4的凹部5被注入的氣體充滿。
圖15B所顯示的步驟為將第一基板4從壓力施加容器11移去，將第一基板放置在大氣壓力下，且將由可UV熟化材料3及第二基板7所構成的膜緊密地附著在第一基板4上。
圖15C所顯示的步驟為使膜的可UV熟化材料3由於第一基板4的凹部5與大氣壓力之間的壓力差而膨脹，以獲得精細中空單元陣列結構9。
圖15D所顯示的步驟為從第一基板4的下方側(亦即與膜相反之側)輻射UV線以熟化膜的可UV熟化材料3，以獲得部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9。
圖15E所顯示的步驟為將第二基板7從部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9移去，以獲得所導致的中空單元陣列結構6。注意精細中空單元陣列結構9的未熟化部份與第二基板7一起同時被移去，並且精細中空單元陣列結構9的熟化部份存留在第一基板4上(也見圖15D)。
圖15F顯示將所獲致的精細中空單元陣列結構6從第一基板4移去的步驟。注意圖15E的步驟及圖15F的步驟可以用任何的順序被執行。亦即，圖15E的步驟及圖15F的步驟可以用相反的順序被執行。以此方法，可獲得類似於根據第八實施例的方法的有利點。注意因為UV線被選擇性地，但是在不被第八實施例中所用的壓力降低容器1中斷之前提下被直接地施加於精細中空單元陣列結構9，所以在根據第九實施例的方法中所獲得的輻射效率大於在根據第八實施例的方法中所獲得者。
圖12、圖13及圖16為顯示根據第十實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。根據第十實施例的中空單元陣列結構9被建構成使得已經經由第一基板4的表面上的UV線透射圖型透射的UV線可靠地通過精細中空單元陣列結構9，而不容許UV線洩漏至相鄰於中空單元陣列結構9的空間(見圖9)。為了不容許UV線洩漏至相鄰於中空單元陣列結構9的空間，中空單元陣列結構9的折射率與相鄰於中空單元陣列結構9的空間的折射率之間的差異被利用於UV線的施加。UV線係以UV線於中空單元陣列結構9與相鄰於中空單元陣列結構9的空間之間的界面被全反射的角度被施加。因此，第一基板4的光屏蔽圖型8的形狀及尺寸被界定如下。以下參考圖9敘述根據第十實施例的光屏蔽圖型8的詳細組態。
光屏蔽圖型8被建構成滿足由tanθ2<B/A所表示的關係。以下將敘述此關係tanθ2<B/A的計算。
精細中空單元陣列結構9內的全內反射光角度θ1是由方程式sinθ1=Na/Nb表示。在此方程式中，Na代表空間的折射率，且Nb代表精細中空單元陣列結構9的折射率。
光屏蔽圖型的組態(形狀)是由方程式tanθ2=B/A表示。因為光屏蔽圖型8以B/A的光屏蔽比屏蔽UV線，以滿足由θ1<θ2表示的關係，所以只有全內反射光在精細中空單元陣列結構9內被傳輸。因此，UV線可有效率地通過精細中空單元陣列結構9的側面單元壁部，而不容許UV線通過精細中空單元陣列結構9的上方單元壁部(亦即頂膜)(亦即，精細中空單元陣列結構9可藉著UV線而被選擇性地熟化)。注意光屏蔽圖型8的材料包括碳粒子及具有比第一基板4的折射率小的折射率的黏合劑(binder)。
全內反射光角度如下所述被獲得。
一空間(空氣)的折射率Na=1
一精細中空單元陣列結構(丙烯酸(acrylic)可UV熟化樹脂)的折射率Nb=1.49
以上的數值被帶入以下的方程式：
sinθ1=Na/Nb=1/1.49=0.671
θ1=42°
因為有由θ1<θ2所表示的關係，所以θ2大於42°。
如果A為10 μm(見圖9)，
則B=A×tanθ2=9 μm。
因此，B根據tanθ2<B/A的關係為9 μm或更長。
以此方法，因為UV線是以UV線於精細中空單元陣列結構9的側面單元壁部與空間之間的界面被全反射的入射角度經由第一基板4的UV線透射圖型而被施加於精細中空單元陣列結構9，所以UV線選擇性地通過側面單元壁部的內部部份，且不通過精細中空單元陣列結構9的其他部份。因此，側面單元壁部的內部部份被選擇性地熟化，並且其他部份且特別是上方單元壁部(亦即頂膜)維持未熟化，因而獲得具有上方及下方開口端部的蜂窩結構(亦即中空單元陣列結構6)。
圖12、圖13、及圖16為也顯示根據第十一實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。根據第十一實施例的精細中空單元陣列結構9被建構成使得已經透射第一基板4的表面上的UV線透射圖型的UV線與第十實施例的UV線相比更有效率地通過精細中空單元陣列結構9，而不容許UV線洩漏至相鄰於中空單元陣列結構9的空間(見圖9)。為了使UV線更有效率地通過精細中空單元陣列結構9而不容許UV線洩漏至相鄰於中空單元陣列結構9的空間，UV線係以UV線於第一基板4與光屏蔽圖型8之間的界面被全反射的入射角度被施加。
根據第十一實施例的光屏蔽圖型8的詳細組態類似於第十實施例的光屏蔽圖型8的組態，但是在第十一實施例中，碳粒子被使用作為光屏蔽圖型8的材料。矽酮橡膠被使用作為第一基板4的材料。全內反射光角度係如下地獲得。因為碳粒子被用於光屏蔽圖型8，所以第一基板4與光屏蔽圖型8之間的界面包含矽酮橡膠及空氣。
因此，
-空氣的折射率Na=1
-精細中空單元陣列結構(矽酮橡膠)的折射率Nb=1.4
以上的數值被帶入以下的方程式：
sinθ2=Na/Nb=1/1.4=0.714
θ2=45.6°
因為θ1=42°且θ2=45.6°，所以滿足由θ1<θ2所表示的關係。
類似於第十實施例，光屏蔽圖型8的組態(形狀)是由關係式tanθ2<B/A表示。在第十實施例中，B被計算為9 μm，並且如果B為9 μm或更長，則UV線的傳輸效率(transmission efficiency)可能被降低。在第十一實施例中，光於第一基板內的全內反射的入射角度為θ2=45.6°。因此，即使是B為9 μm或更長，UV線在內部被全反射折回。因此，被反射的UV線可到達精細中空單元陣列結構9而不降低UV線的傳輸效率。
因為第一基板4的材料(矽酮橡膠)的折射率(1.4)比精細中空單元陣列結構9的折射率(1.49)低，第一基板4的全內反射角度為θ2=45.6°，且精細中空單元陣列結構9的全內反射角度為θ1=42°，導致θ1<θ2，所以UV線可在精細中空單元陣列結構9的全內反射角度區域內被施加。
圖17A至圖17E為顯示根據第十二實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。根據第十二實施例的中空單元陣列結構的組態與第八及第九實施例的中空單元陣列結構的組態相同。
其次，以下參考圖17A至圖17E依循第十二實施例的敘述來敘述製造步驟。
圖17A所顯示的步驟為以與第八實施例相同的方式將由可UV熟化材料3及第二基板7所構成的膜緊密地附著在第一基板4上，且將所獲得的產物放置於壓力降低容器1內。
圖17B所顯示的步驟為逐漸地降低壓力降低容器1的壓力(0.001 MPa/s(百萬帕/秒))，以在凹部5內相對地產生較大的壓力，且造成膜的可UV熟化材料3膨脹以獲得精細中空單元陣列結構9。同時，從第一基板4的下方側(亦即與膜相反之側)輻射UV線以熟化膜的可UV熟化材料3。
圖17C所顯示的步驟為使精細中空單元陣列結構9膨脹至預定尺寸，且選擇性地輻射UV線以熟化膜的材料3，因而獲得部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9。
圖17D所顯示的步驟為以與第八實施例相同的方式將第二基板7從部份地(選擇性地)熟化的精細中空單元陣列結構9移去。
圖17E顯示以與第八實施例相同的方式將所獲致的精細中空單元陣列結構6從第一基板4移去的步驟。以第十二實施例的此方法，可獲得類似於根據第八實施例的方法的有利點。其他的有利點則如下所述。在第八實施例中，在精細中空單元陣列結構9膨脹至預定尺寸之後，膨脹的精細中空單元陣列結構9藉著UV線的施加而被熟化，但是以此方法，精細中空單元陣列結構9可能會在熟化精細中空單元陣列結構9的同時變形。相較之下，在第十二實施例的方法中，因為精細中空單元陣列結構9係逐漸地膨脹且以重複的方式被熟化，所以精細中空單元陣列結構9可在其不變形之情況下被熟化。
圖18為顯示根據第十三實施例的製造中空單元陣列結構的方法的步驟的一部份的示意圖。第十三實施例的方法基本上與第八及第九實施例的方法相同，除了圖18所示的UV輻射步驟外。UV輻射設備12(見圖18)為用來輻射UV線的光源設備。準直儀透鏡13為用來將輻射的UV線平行排列的光學裝置。其次，以下敘述UV輻射步驟。除了準直儀透鏡13的使用外，第十三實施例的UV輻射步驟類似於第八實施例的UV輻射步驟。以準直儀透鏡13，平行的UV線被施加於第一基板4。以此方法，可獲得類似於根據第八實施例的方法的有利點。另一有利點則如下所述。因為平行的UV線被施加於第一基板4，所以UV線可較少地被光屏蔽圖型8屏蔽。因此，UV線於精細中空單元陣列結構9內被更可靠地傳輸。
如在以上實施例中的一個實施例中所述，製造中空單元陣列結構的方法所包含的第一步驟為將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，第一基板於其上表面具有多個互相分開的凹部，使得可變形材料於多個凹部的每一個形成隔離的空間；第二步驟為在延伸可變形材料之時，藉著引起空間內的氣體壓力而使多個凹部的每一個內的空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於多個凹部同時地形成；及第三步驟為選擇性地固化多個中空單元的預定部份。
以此方法，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料(filler)的中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理(post-processing)，例如將頂膜從所獲得的精細中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於電泳顯示器的開口表面的具有低電阻的透明材料密封，以形成密封表面。另外，中空單元陣列結構的開口表面可被連接於透明電極板。
另外，在以上的實施例中，因為可藉著UV線的施加而被熟化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的光屏蔽圖型的第二基板之間，並且UV線係經由在第二基板上的預定形狀的光屏蔽圖型而被施加於可變形材料，所以中空單元的所想要的部份可被熟化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的精細中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料的精細中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理，例如將頂膜從所獲得的中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於顯示器的開口表面的具有低電阻的透明材料密封，以直接形成密封表面。另外，中空單元陣列結構的開口表面可被直接連接於透明電極板。
另外，在另一實施例中，因為可藉著乾燥而被固化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的多孔圖型的第二基板之間，並且可變形材料係經由在第二基板上的多孔圖型而被乾燥，所以中空單元的所想要的部份可被固化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料的中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理，例如將頂膜從所獲得的中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於顯示器的開口表面、具有低電阻的透明材料密封，以直接形成密封表面。另外，中空單元陣列結構的開口表面可被直接連接於透明電極板。
另外，在另一實施例中，因為可藉著冷卻而被固化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的加熱圖型的第二基板之間，並且可變形材料係經由在第二基板上的預定形狀的加熱圖型而被冷卻，所以不與預定形狀的加熱圖型接觸的中空單元的所想要的部份可被固化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料的中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理，例如將頂膜從所獲得的中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於顯示器的開口表面、具有低電阻的透明材料密封，以直接形成密封表面。
另外，在另一實施例中，因為可藉著UV線的施加而被熟化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的拒水性表面圖型的第二基板之間，並且UV線係經由在第二基板上的預定形狀的拒水性表面圖型而被施加於可變形材料，所以中空單元的所想要的部份可被固化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料的精細中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理，例如將頂膜從所獲得的中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於顯示器的開口表面、具有低電阻的透明材料密封，以直接形成密封表面。
另外，在另一實施例中，因為可藉著UV線的施加而被熟化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的疏脂性表面圖型的第二基板之間，並且UV線係經由在第二基板上的預定形狀的疏脂性表面圖型而被施加於可變形材料，所以中空單元的所想要的部份可被固化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。因此，適合於被注入填料的中空單元陣列結構可以用低成本被穩定地製造，而不須有後處理，例如將頂膜從所獲得的中空單元結構移去。因為中空單元具有於上表面及下表面處的各別開口，所以中空單元可被與形成中空單元的材料不同的材料密封。更明確地說，中空單元可被適合用於顯示器的開口表面的具有低電阻的透明材料密封，以直接形成密封表面。
另外，在另一實施例中，因為可藉著UV線的施加而被熟化的可變形材料被延伸，而可變形材料係被夾在第一基板與具有預定形狀的光屏蔽圖型的第二基板之間，並且UV線係經由相應於凹部的位置的在第二基板上的預定形狀的光屏蔽圖型而被施加於可變形材料，所以中空單元的所想要的部份可在除其頂壁部份之外被選擇性地固化。結果，可獲得於上表面及下表面處具有開口的中空單元陣列結構。
另外，在第三步驟中，因為UV線是經由UV線透射圖型而被施加，所以蜂窩單元(亦即中空單元)的側面單元壁部被選擇性地熟化，且中空單元的上方單元壁部維持未熟化。因此，可製造於上表面及下表面處具有開口(亦即，在上表面及下表面處具有開口端部)的中空單元陣列結構(亦即蜂窩結構)。
在第三步驟中，因為UV線是以UV線在精細中空單元陣列結構9的側面單元壁部與空間之間的界面被全反射的入射角度經由第一基板4的UV線透射圖型而被施加於精細中空單元陣列結構9，所以UV線選擇性地通過側面單元壁部的內部部份，且不通過精細中空單元陣列結構9的其他部份。因此，側面單元壁部的內部部份被選擇性地熟化，並且其他部份且特別是上方單元壁部(亦即頂膜)維持未熟化，因而獲得具有上方及下方開口端部的蜂窩結構(亦即中空單元陣列結構6)。
另外，如果第三步驟與第二步驟同時被執行，則可有效地防止使中空單元受損。因此，可製造於上表面及下表面處具有開口(亦即，在上表面及下表面處具有開口端部)的中空單元陣列結構(亦即蜂窩結構)。
另外，因為UV線透射部份(UV線透射圖型)形成在第一基板的整個表面上，並且光屏蔽圖型形成在第一基板的多個凹部的每一個的整個表面上，所以通過第一基板的UV線的光學路徑可被可靠地控制。
另外，因為UV線透射部份(UV線透射圖型)形成在第一基板的表面的一部份上，並且光屏蔽圖型形成在第一基板的多個凹部的每一個的表面的一部份上，所以通過第一基板的UV線的光學路徑可被可靠地控制，可防止使中空單元受損，且可形成較薄的側面單元壁部。
在第三步驟中，因為UV線對第一基板的入射角度是根據第一基板的UV線透射圖型及光屏蔽圖型而被控制，使得所施加的UV線在多個中空單元內的單元壁部與相應的空間之間的界面被全反射，所以通過第一基板的UV線的光學路徑可被可靠地控制，側面單元壁部的內部部份被選擇性地熟化，並且其他部份且特別是上方單元壁部(亦即頂膜)維持未熟化，因而獲得具有上方及下方開口端部的蜂窩結構(亦即中空單元陣列結構)。
另外，因為準直儀被用於UV線對第一基板的施加，所以平行的射線被施加於第一基板。因此，UV線的入射角度可被有效地控制，使得UV線在精細中空單元陣列結構的側面單元壁部與相應的空間之間的界面被全反射。
另外，因為光屏蔽圖型是由吸收UV輻射的材料製成，所以UV線可被有效地屏蔽，且可有效地防止UV線的不規則反射。因此，UV線的光學路徑可被可靠地控制。
另外，因為用於光屏蔽圖型的材料也包含比用於UV線透射圖型的材料低的折射率，所以UV線在第一基板的內部被全反射折回，並且UV線被有效地利用，即使是光屏蔽圖型的長度B增大。因此，蜂窩材料可以低能量消耗被有效地熟化。另外，因為用於第一基板上的UV線透射圖型的材料的折射率比用於中空單元結構的材料的折射率低，所以UV線可在精細中空單元陣列結構9的全內反射角度區域內被施加。
因為中空單元結構是由執行以上所述的製造中空單元結構的方法的步驟的裝置所製造，所以中空單元結構是以與經由二次處理而被製造者相比較為低的製造成本被製造而具有高度準確的尺寸。
另外，有未熟化的部份被移去的熟化部份的表面很平滑，使得中空單元結構可被製造成不粗糙。
本發明不限於被特定地揭示的實施例，並且在不脫離本發明的範疇的前提下可進行變化及修飾。
本專利申請案係根據2009年7月10日所申請的日本優先權專利申請案第2009-163724號及2010年6月16日所申請的日本優先權專利申請案第2010-137154號，此二前案的全部內容因而藉著參照而併入於說明書中。
1．．．壓力降低容器
2．．．UV線繪圖裝置
3．．．材料，樹脂膜，樹脂
4．．．第一基板
5．．．凹部
6．．．中空單元陣列結構
7．．．第二基板
8．．．光屏蔽圖型
9．．．中空單元陣列結構
10．．．UV線
11．．．溶劑可穿透圖型(精細多孔圖型)(圖3A至3C)
11．．．壓力施加容器(圖15A)
12．．．UV輻射設備
13．．．圖型化加熱材料，加熱圖型(圖4A至圖4C)
13．．．準直儀透鏡(圖18)
14．．．拒水性表面圖型
15．．．疏脂性表面圖型
51．．．膠質溶液
52．．．第一基板
53．．．凹部
54．．．膠質膜
55．．．蜂窩結構
56．．．加熱及加濕容器
57．．．第二基板
58．．．蜂窩結構
θ1．．．全內反射光角度
θ2．．．入射角度
圖1A至圖1D為顯示根據第一實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖2A至圖2D為顯示根據第二實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖3A至圖3D為顯示根據第三實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖4A至圖4D為顯示根據第四實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖5A至圖5D為顯示根據第五實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖6A至圖6D為顯示根據第六實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖7A為顯示精細中空單元陣列結構的一個例子的立體圖，且圖7B為相應的剖面圖。
圖8A至圖8E為顯示根據第七實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖9為顯示光屏蔽圖型的詳細組態的示意圖。
圖10A至圖10E為顯示根據第八實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖11為顯示由UV線透射材料形成的相關技術基板的例子的立體圖。
圖12為顯示在表面的一部份上具有UV線透射圖型的基板的立體圖。
圖13為顯示在整個表面上具有UV線透射圖型的基板的立體圖。
圖14為顯示精細中空單元陣列結構的組態的剖面圖。
圖15A至圖15F為顯示根據第九實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖16為顯示根據第十及第十一實施例的形成在精細中空單元陣列結構中的凹部及空間的組態的剖面圖。
圖17A至圖17E為顯示根據第十二實施例的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
圖18為顯示根據第十三實施例的製造中空單元陣列結構的方法的步驟的一部份的示意圖。
圖19為顯示蜂窩結構的相應部份的尺寸的視圖。
圖20A至圖20E為顯示相關技術的製造中空單元陣列結構的方法的各別步驟的示意圖。
1．．．壓力降低容器
4．．．第一基板
5．．．凹部
7．．．第二基板
8．．．光屏蔽圖型
9．．．中空單元陣列結構
10．．．UV線

Claims (10)

  1. 一種製造中空單元陣列結構的方法，包含：第一步驟，其係將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，該第一基板於其表面具有多個互相分開的凹部，使得該可變形材料於該等凹部形成相應的互相隔離的空間；第二步驟，其係在延伸該第一基板上的該可變形材料之時，藉著引起該空間的氣體壓力而使該多個凹部內的該空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於該多個凹部同時地形成；及第三步驟，其係藉著對垂直延伸至該第一基板的該多個中空單元的單元壁部選擇性地施加紫外線而選擇性地固化該多個中空單元的該單元壁部；其中在該第三步驟中，該多個中空單元的該部份是藉著經由該第一基板的紫外線透射圖型，以所施加的該紫外線於該多個中空單元內的單元壁部與相應的空間之間的界面被全反射的角度，對該多個中空單元的該部份選擇性地施加該紫外線而被選擇性地固化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造中空單元陣列結構的方法，其中該第三步驟係與該第二步驟同時地執行，以選擇性地固化該多個中空單元的該部份。
  3. 一種製造中空單元陣列結構的方法，包含：第一步驟，其係將可藉著紫外線的施加而被熟化的可變形材料層置在第一基板上，該第一基板具有多個互相分 開的凹部，使得該可變形材料於該等凹部形成相應的互相隔離的空間；第二步驟，其係將具有預定形狀的光屏蔽圖型的第二基板經由於該多個凹部形成該互相隔離的空間的該可變形材料而層置在具有該多個凹部的該第一基板上，且在延伸該可變形材料之時，藉著引起該空間的氣體壓力而使該多個凹部內的該空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於該多個凹部同時地形成；及第三步驟，其係藉著經由形成在該第二基板上的該預定形狀的光屏蔽圖型而對垂直延伸至該第一基板的該多個中空單元的單元壁部選擇性地施加紫外線而選擇性地固化該多個中空單元的該單元壁部；其中在該第三步驟中，該多個中空單元的該部份是藉著經由該第一基板的紫外線透射圖型，以所施加的該紫外線於該多個中空單元內的單元壁部與相應的空間之間的界面被全反射的角度，對該多個中空單元的該部份選擇性地施加該紫外線而被選擇性地固化。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的製造中空單元陣列結構的方法，其中該第二基板包含預定形狀的拒水性(water repellent)表面圖型。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的製造中空單元陣列結構的方法，其中該第二基板包含預定形狀的疏脂性(lipophobic)表面圖型。
  6. 一種製造中空單元陣列結構的裝置，包含： 塗覆裝置，其被建所構成將可在預定條件下塑性變形的可變形材料層置在第一基板上，該第一基板於其表面具有多個互相分開的凹部，使得該可變形材料於該等凹部形成相應的互相隔離的空間；壓力控制裝置，其被建所構成在延伸該第一基板上的該可變形材料之時，藉著引起該空間的氣體壓力而使該多個凹部內的該空間膨脹，使得多個中空單元於預定方向相應於該多個凹部同時地形成；及固化裝置，其被建所構成藉著對垂直延伸至該第一基板的該多個中空單元的單元壁部選擇性地施加紫外線而選擇性地固化該多個中空單元的該單元壁部，其中紫外線透射圖型被形成在該第一基板的第一部份上，且光屏蔽圖型被形成在該第一基板的第二部份上以及該第一基板的該多個凹部的整個表面上；其中對該第一基板的紫外線入射角度是根據該第一基板的該紫外線透射圖型及該光屏蔽圖型而被控制，使得所施加的該紫外線於該多個中空單元內的單元壁部與相應的空間之間的界面被全反射。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的製造中空單元陣列結構的裝置，其中對該第一基板的紫外線入射角度是藉著準直儀而被控制。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的製造中空單元陣列結構的裝置，其中該光屏蔽圖型是由吸收紫外輻射的材料製成。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的製造中空單元陣列結構的裝置，其中該光屏蔽圖型是由吸收紫外輻射並包含比用於該紫外線透射圖型的材料低的折射率的材料製成。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的製造中空單元陣列結構的裝置，其中用於該第一基板上的該紫外線透射圖型的材料的折射率比用於該中空單元陣列結構的材料的折射率低。
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