-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Formgebungstechnologie. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Mikrostruktur
unter Verwendung eines flexiblen Formkörpers.
-
Anzeigegeräte, die
eine Bildröhre
(Cathode Ray Tube, CRT) verwenden, werden bisher dank der bis heute
erreichten Fortschritte in der Entwicklung der Fernsehtechnologien
preiswert in Masse produziert, wie auf dem Fachgebiet allgemein
bekannt ist. In den vergangenen Jahren hat jedoch ein dünner und
leichter Flachbildschirm zunehmend Aufmerksamkeit als ein Bildschirmgerätgerät erregt,
das Bildröhrengeräte ersetzen
könnte.
-
Ein
typisches Beispiel solch eines Flachbildschirms ist eine Flüssigkristallanzeige
(Liquid Crystal Display, LCD). LCDs werden bereits als Kompaktanzeigegeräte in Notebooks,
Mobiltelefonen, PDAs (Personal Digital Assistants) und anderen mobilen
elektronischen Informationsgeräten
verwendet. Plasmabildschirme (Plasma Display Panel, PDP) sind weitere
Beispiele dünner,
großflächiger Flachbildschirme.
PDPs werden bisher als Wandfernsehgeräte für den geschäftlichen oder häuslichen
Bereich verwendet.
-
Zum
Beispiel stellt 1 ein Beispiel eines PDP 50 dar.
In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel ist der Einfachheit wegen
nur eine Entladungsanzeigenzelle 56 im PDP dargestellt,
doch umfasst die PDP eine große
Anzahl kleiner Entladungsanzeigezellen. Im Einzelnen ist jede Entladungsanzeigezelle 56 umschlossen und
gebildet von einem Paar von Glassubstraten, die sich in voneinander
beabstandeter Beziehung gegenüberliegen,
das heißt,
von einem Frontglassubstrat 61 und einem Rückglassubstrat 51 und
von eine Rippe 54 einer Mikrostruktur mit einer vorbestimmten
Form, die in vorbestimmter Form zwischen diesen Glassubstraten eingefügt ist.
Das Frontglassubstrat 61 weist transparente Anzeigeelektroden 63 auf,
von denen jede aus einer Abtast elektrode und einer Halteelektrode
besteht, sowie eine transparente dielektrische Schicht 62 und
eine transparente Schutzschicht 64, die auf dem Substrat 61 angeordnet
sind. Das Rückglassubstrat 51 umfasst Adresselektroden 53 und
eine darauf gebildete dielektrische Schicht 52. Die Anzeigeelektroden 63,
die aus der Abtastelektrode und der Halteelektrode bestehen, und
die Adresselektroden 53 kreuzen einander und sind jeweils
in einem vorbestimmten Muster mit Abständen dazwischen angeordnet.
Jede Entladungsanzeigezelle 56 weist auf ihrer Innenwandung
eine Phosphorschicht 55 auf, und in jede Entladungsanzeigezelle
ist ein Edelgas (zum Beispiel ein Ne-Xe-Gasgemisch) gefüllt, so
dass durch Plasmaentladung zwischen den Elektroden eine auf Selbstleuchten
basierende Emission bewirkt werden kann.
-
Auf
dem Rückglassubstrat
befindet sich eine Rippe (z. B. Rippe
54 der
1),
die im Allgemeinen aus einer keramischen Mikrostruktur gebildet
ist und einen Teil der PDP-Rückplatte
bildet. Wie insbesondere in der
internationalen
Patentveröffentlichung
Nr. 00/39829 und in den ungeprüften
japanischen Patentanmeldungen (Kokai) Nr.
2001-191345 und
8-273538 beschrieben,
kann eine härtbare
keramische Paste und ein flexibler Harzformkörper verwendet werden, um solch
eine PDP-Rückplatte
herzustellen. Der flexible Formkörper
weist eine Formschicht mit Rillenabschnitten in einem vorbestimmten
Muster auf einem Träger
auf, und die keramische Paste kann aufgrund ihrer Flexibilität ohne weiteres
in die Rillenabschnitte gefüllt
werden, ohne Luftblasen einzuschließen. Bei Verwendung dieses
flexiblen Formkörpers
kann der Vorgang des Entfernens des Formkörpers nach dem Aushärten der
Paste ausgeführt
werden, ohne die keramischen Mikrostrukturen (z. B. die Rippen)
und das Glassubstrat zu beschädigen.
-
Um
die PDP-Rückplatte
herzustellen, ist es bisher außerdem
erforderlich, die Rippen an vorbestimmten Positionen fast ohne Abweichung
von den Adresselektro den anzuordnen. Wenn jede Rippe korrekter an der
vorbestimmten Position angeordnet wird und ihre Dimensionsgenauigkeit
höher ist,
wird zum Beispiel eine bessere auf Selbstleuchten basierende Emission
möglich.
-
Wenn
der oben beschriebene flexible Formkörper zur Herstellung der PDP-Rückplatte
verwendet wird, ist es wünschenswert,
die Rippen in einfacher und korrekter Weise und mit hoher Dimensionsgenauigkeit
an der vorbestimmten Position anzuordnen, ohne sehr viel Fertigkeit
zu erfordern. Zum Beispiel können
bei der Verwendung des flexiblen Formkörpers zur Bildung der Rippen
die Rippen ohne Einschluss von Blasen und ohne Beschädigung der
Rippen gebildet werden, wie hierin beschrieben.
-
WO 2004/007166 A1 ,
bei dem es sich um ein Dokument nach Artikel 54(3) EPC handelt,
betrifft einen flexiblen Formkörper
und ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrostruktur unter Verwendung
dieses Formkörpers.
Der flexible Formkörper
hat ein Rillenmuster mit einer vorbestimmten Form und einer vorbestimmten
Größe seiner
Oberfläche
auf und weist eine Grundschicht aus einem ersten härtbaren
Material mit einer Viskosität von
3.000 bis 100.000 cps bei 10 bis 80°C auf sowie eine Beschichtung
aus einem zweiten härtbaren
Material mit einer Viskosität
von nicht mehr als 200 cps bei 10 bis 80°C, die auf eine Oberfläche der
Grundschicht aufgetragen ist.
WO
2004/007166 offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung
einer Mikrostruktur mit einem Projektionsmuster in einer vorbestimmten
Form und einer vorbestimmten Größe auf einer
Oberfläche
eines Substrats, das folgende Schritte aufweist: Anfertigen eines
flexiblen Formkörpers
mit einem Rillenmuster in einer Form und einer Größe, die
der des Projektionsmusters auf einer Oberfläche desselben entsprechen,
sowie mit einer Grundschicht aus einen ersten härtbaren Material mit einer
Viskosität
von 3.000 bis 100.000 cps bei 10 bis 80°C und mit einer Beschichtung
aus einem zweiten härtbaren
Material mit einer Viskosität
von nicht mehr als 200 cps bei 10 bis 80°C, die auf eine Oberfläche der
Grundschicht aufgetragen ist; Anordnen eines härtbaren Formmaterials zwischen
dem Substrat und der Beschichtung des Formkörpers und Füllen des Formmaterials in das
Rillenmuster der Form; Härten
des Formmaterials und Bilden einer Mikrostruktur mit dem Substrat
und dem Projektionsmuster, das einstückig an das Substrat gebunden
ist, und Lösen
der Mikrostruktur vom Formkörper.
-
Die
vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche definiert
und stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrostruktur unter
Verwendung eines flexiblen Formkörpers
bereit, der einen Träger
und eine Formschicht umfasst. Das Verfahren kann verwendet werden,
um PDP-Rippen oder andere Mikrostrukturen herzustellen. Des Weiteren
kann das Verfahren verwendet werden, um eine Vorwölbung wie
etwa eine Rippe mit hoher Dimensionsgenauigkeit und ohne Fehler
wie etwa Blasen oder Musterverformungen präzise an einer vorbestimmten
Position anzuordnen.
-
Typische
Probleme, die bei den hierin beschriebenen herkömmlichen flexiblen Formkörpern auftreten können, stehen
zum Großteil
mit einer Anwendungsumgebung von der Größe eines Trägers in Zusammenhang, der der
Formkörper
bildet, das heißt,
mit Schwankungen, die von einer Temperatur und einer relativen Luftfeuchte
zum Zeitpunkt der Verwendung des Formkörpers abhängen, und folglich können Probleme
gelöst werden,
deren Lösung
in der Vergangenheit als unmöglich
galt, wenn der Formkörper über mindestens
einen vorbestimmte Zeitraum in seiner Anwendungsumgebung eine gewünschte vorbestimmte
Dimension beibehalten kann.
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrostruktur
mit einem Projektionsmuster mit einer vorbestimmten Form und einer
vorbestimmten Größe auf einer
Oberfläche
eines Substrats bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst: das
Bereitstellen eines flexiblen Formkörpers, der einen Träger aus
einem Material, das eine Zugfestigkeit von mindestens 49 N/mm2 (5 kg/mm2) besitzt
und bei einer Temperatur und relativen Luftfeuchte zum Zeitpunkt
der Verwendung Sättigungsfeuchtigkeit
aufgrund einer Luftfeuchteabsoprtionsbehandlung enthält, die
vorher auf den Träger
angewandt wird, und eine Formschicht aufweist, die auf dem Träger angeordnet
ist und ein Rillenmuster mit einer Form und Größe besitzt, die der des Projektionsmusters
auf ihrer Oberfläche
entspricht; Bereitstellen eines härtbaren Formmaterials zwischen
dem Substrat und der Formschicht des Formkörpers und Füllen des Formmaterials in das
Rillenmuster des Formkörpers;
Härten
des Formmaterials und Bilden einer Mikrostruktur mit diesem Substrat,
bei der das Projektionsmuster einstückig an das Substrat gebunden
ist; und Ablösen
der Mikrostruktur vom Formkörper.
-
Wie
hierin beschrieben, kann für
einen flexiblen Formkörper
das Verwenden eines Trägers
aus einem Material effektiv sein, das aufgrund einer Luftfeuchteabsoprtionsbehandlung,
die vorher angewandt wird, Spannungsfestigkeit und einen im Wesentlichen
gesättigten
Feuchtigkeitsgehalt aufweist, das heißt, eines Trägers, der
im Wesentlichen Sättigungsfeuchtigkeit
enthält.
-
Die
Erfindung wird in Verbindungen mit den Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
eine Schnittansicht eines Beispiels eines PDP nach dem Stand der
Technik, auf den die Erfindung ebenfalls angewandt werden kann.
-
2 ist
eine Schnittansicht, die zur Erläuterung
der Wichtigkeit der Dimensionsgenauigkeit bei einem flexiblen Formkörper verwendbar
ist.
-
3 ist
eine Perspektivansicht eines flexiblen Formkörpers, der gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
-
4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3.
-
5 ist eine Schnittansicht, die nacheinander
ein Herstellungsverfahren (erste Teilschritte) eines flexiblen Formkörpers zeigt,
das gemäß der Erfindung
verwendet wird.
-
6 ist eine Schnittansicht, die nacheinander
ein Herstellungsverfahren (letzte Teilschritte) eines flexiblen
Formkörpers
zeigt, das gemäß der Erfindung
verwendet wird.
-
7 ist
eine Schnittansicht, die die Verteilung des ersten und des zweiten
härtbaren
Materials während
eines Herstellungsvorganges eines flexiblen Formkörpers zeigt,
das gemäß der Erfindung
verwendet wird.
-
8 ist eine Schnittansicht, die nacheinander
ein Herstellungsverfahren (erste Teilschritte) einer PDP-Rückplatte gemäß der Erfindung
zeigt.
-
9 ist eine Schnittansicht, die nacheinander
ein Herstellungsverfahren (letzte Teilschritte) einer PDP-Rückplatte gemäß der Erfindung
zeigt.
-
Wie
hierin anhand von 1 beschrieben, sind die Rippen 54 des
PDP 50 am Rückglassubstrat 51 angeordnet
und bilden die PDP-Rückplatte.
In 2 liegt der Abstand c zwischen einer inneren Oberfläche einer
Rippe 54 zur inneren Oberfläche einer weiteren benachbarten
Rippe 54 (d. h. der Zellabstand) allgemein in einem Bereich
von etwa 150 μm
bis etwa 400 μm,
obschon der Wert je nach Bildschirmgröße variiert. Allgemein müssen die
Rippen zwei Anforderungen erfüllen:
die Rippen sollten frei von Fehlern wie Blaseneinschlüssen und Verformungen
sein und die Rippen sollten eine hohe Abstandsgenauigkeit aufweisen.
Hinsichtlich der Abstandsgenauigkeit können die Rippen 54 während der
Bildung an vorbestimmten Positionen fast ohne Abweichung von den
Adresselektroden angeordnet werden. Eine Positionsabweichung von
nur wenigen Dutzend Mikrometern ist akzeptabel. Wenn die Positionsabweichung
dieses Maß übersteigt,
treten bei einem Emissionszustand sichtbarer Strahlen ungünstige Einflüsse auf
und eine zufrieden stellende, auf Selbstleuchten basierende Emissionsanzeige
wird schwieriger. Das Problem der Abstandsgenauigkeit der Rippen
ist derzeit entscheidend, da die PDP-Bildschirmgrößen weiter
zunehmen.
-
Wenn
die Rippen 54 als Ganzes betrachtet werden, muss der Gesamtabstand
(Abstand zwischen den Rippen 54 an beiden Seiten) R der
Rippen 54 (siehe z. B. 2) allgemein
eine Dimensionsgenauigkeit von nicht mehr als wenigen Dutzend ppm
aufweisen, obschon der Wert je nach der Größe des Substrats und der Rippenform
zu einem gewissen Maß variiert.
Obwohl es nützlich
ist, die Rippen 54 unter Verwendung eines flexiblen Formkörpers 10 zu
bilden, der einen Träger 1 und
eine Formschicht 11 umfasst, muss wie die Rippen 54 auch
der Gesamtabstand (Abstand zwischen den Rillen 4 an beiden
Seiten) M des Formkörpers 10 eine Dimensionsgenauigkeit
von nicht mehr als wenigen Dutzend ppm aufweisen.
-
Im
Fall des herkömmlichen
flexiblen Formkörpers 10 verwendet
der Träger 1 eine
starre Kunststofffolie und die Formschicht 11 mit den Rillen 4 wird
durch Formpressen aus einem photohärtbaren Harz gebildet. Die als
Träger
verwendete Kunststofffolie wird allgemein durch Formpressen eines
plastischen Rohmaterials zu einer Folienbahn hergestellt und ist
als Folienbahnrolle handelsüblich
beziehbar. Die Kunststofffolie in Rollenform enthält wenig
oder keine Feuchtigkeit, da die Feuchtigkeit während des Produktionsprozesses
verloren gegangen ist oder die Rolle in einem trockenen Zustand ist.
Wird solch eine Kunststofffolie im Trockenzustand verwendet, um
in Kombination mit einer Metallformkörpervorlage einen Formkörper herzustellen,
beginnt die Feuchtigkeitsabsorption der Folie zu dem Zeitpunkt,
an dem die Kunststofffolie entrollt wird, und aufgrund der Ausdehnung
der Folie tritt eine Dimensionsänderung
ein. Diese Dimensionsänderung
findet sofort nach dem Abziehen des Formkörpers von der Metallformkörpervorlage
statt und erreicht ein Maß von
etwa 300 bis etwa 500 ppm. Deshalb kann bei der Anwendung solcher
Techniken eine Dimensionsgenauigkeit von nicht mehr als wenigen
Dutzend ppm, die für
den die PDP-Rippen bildenden Formkörper notwendig ist, nicht erreicht
werden.
-
Wie
im Weiteren hierin beschrieben, löst eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das Problem der Dimensionsgenauigkeit
durch Anwenden einer Vorbehandlung auf eine Kunststofffolie, die
zur Bildung des Formkörpers
verwendet wird, bevor sie zur Metallformkörpervorlage geführt wird.
Diese Vorbehandlung kann das Anwenden einer Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
auf die Kunststofffolie vor deren Verwendung umfassen. Eine geeignete
Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung wird durch Sprühen von
Wasser oder Dampf auf die Folie oder durch Tauchen der Folie in
Wasser oder heißes
Wasser oder durch Führen
der Folie durch eine Atmosphäre
mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchte auf die Kunststofffolie
angewandt, so dass der Feuchtigkeitsgehalt der Folie im Wesentlichen
die Sättigung
erreicht. Wenn solch eine Vorbehandlung angewandt wird, wird die
Folie bis zu einem solchen Maß stabilisiert,
dass sie keine Feuchtigkeit mehr absorbieren kann.
-
Um
die Abstandsgenauigkeit der Rillen des flexiblen Formkörpers auf
wenige Dutzend ppm oder weniger zu regeln, kann es nötig sein,
eine Kunststofffolie für
den Träger
auszuwählen,
die härter
als das Formmaterial ist (vorzugsweise ein photohärtbares
Material wie etwa ein photohärtbares
Harz), das die Formschicht bildet, welche mit der Bildung der Rillen
verbunden ist. Allgemein beträgt
der Schwund beim Härten
photohärtbarer
Harze mehrere Prozent (%). Wenn also eine weiche Kunststofffolie
für den
Träger
verwendet wird, provoziert der Härtungsschwund
der Folie die Dimensionsänderung
des Trägers
selbst, und die Abstandsgenauigkeit der Rillen kann nicht auf wenige
Dutzend ppm oder weniger geregelt werden. Wenn eine starre Kunststofffolie
verwendet wird, kann die Dimensionsgenauigkeit des Trägers selbst
beibehalten werden, obwohl das photohärtbare Harz durch die Härtung schrumpft,
und die Abstandsgenauigkeit der Rillen kann auf einem hohen Genauigkeitsgrad
gehalten werden. Ist die Kunststofffolie starr, kann auch die Abstandsschwankung
auf ein niedriges Maß beschränkt werden,
wenn die Rippen gebildet werden. Deshalb ist die starre Kunststofffolie sowohl
hinsichtlich der Formbarkeit als auch der Dimensionsgenauigkeit
von Vorteil. Beispiele starrer Kunststofffolien, die zum Ausführen der
Erfindung geeignet sind, werden hierin beschrieben. Im Vorliegenden
bedeuten die Begriffe „starr" oder „hart", dass der Träger die
erforderliche Härte
aufweist, schwer in Querrichtung zu verformen ist, dem Formkörper jedoch
die erforderliche Flexibilität
verleiht.
-
Ist
die Kunststofffolie starr, hängt
die Abstandsgenauigkeit des Formkörpers ausschließlich von
der Dimensionsänderung
der Kunststofffolie ab. Um in beständiger Weise einen Formkörper mit
gewünschter
Abstandsgenauigkeit zu produzieren, müssen Vorkehrungen getroffen
werden, damit sich die Dimension der Folie vor und nach der Produktion
nicht ändert.
-
Allgemein ändert sich
die Dimension einer Kunststofffolie reversibel je nach der Temperatur
und der relativen Luftfeuchte der Umgebung. Wie hierin beschrieben,
enthält
eine handelsübliche
Kunststofffolienrolle kaum Feuchtigkeit, da die Feuchtigkeit während des
Produktionsprozesses verloren gegangen ist. Deshalb absorbiert die
Kunststofffolie, wenn sie in einer normalen Umgebung von der Rolle
abgenommen wird, Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft und beginnt
sich auszudehnen. Wenn zum Beispiel eine Polyethylenterephthalat-(PET-)Folie
mit einer Dicke von 188 μm
bei 22°C
und 55% relativer Luftfeuchte abgerollt wird, nimmt ihre Dimension
in Folge der Feuchtigkeitsabsorption schrittweise zu und etwa 6
Stunden später
stabilisiert sich die Folie mit einer Dimensionszunahme von 310
ppm.
-
Wie
aus dem Vergleichsbeispiel 1 hierin verständlich wird, weist ein Formkörper, wenn
er unter Verwendung einer PET-Folie sofort nach deren Abrollen hergestellt
wird, sofort nach der Herstellung einen Abstand mit einer gewünschten
Dimension auf, doch nimmt die Abstandsdimension nach einem Tag auf
310 ppm zu. Mit anderen Worten ist es eventuell nicht möglich, einen
Formkörper
mit gewünschter
Abstandsgenauigkeit zu erzielen, wenn die Kunststofffolie sofort
nach dem Abrollen der Folie zur Herstellung des Formkörpers verwendet
wird. Wie in Beispiel 1 beschrieben, können Abstände mit einer gewünschten
Dimension erzielt werden, wenn die PET-Folie der gleichen Umgebung
(22°C und
55% relative Luftfeuchte) wie die Herstellungsumgebung ausgesetzt
wird und in gleicher Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 zur Herstellung
des Formkörpers verwendet
wird. Die Abstandsdimension ändert
sich selbst nach einem Tag nicht, sondern bleibt im Wesentlichen
mit der Dimension der verwendeten Metallformkörpervorlage identisch. Mit
anderen Worten kann die Dimensionsänderung des Formkörpers nach
der Herstellung unterdrückt
werden, wenn man die Folie genügend Feuchtigkeit
absorbieren lässt,
um ihre Dimension zu stabilisieren, und sie danach zur Herstellung
des Formkörpers
verwendet wird.
-
Es
kann bevorzugt sein, die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung der
Kunststofffolie so schnell wie möglich
durchzuführen.
Deshalb kann eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das Ausführen der Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
bei relativ hoher Temperatur umfassen. Die Feuchtigkeitsabsorptionsrate
der Kunststofffolie wird mit zunehmender Temperatur höher und
die zum Erreichen des Sättigungsfeuchtigkeitsgehalts
erforderliche Zeit kann verkürzt
werden, wenn die Vorbehandlung bei höherer Temperatur ausgeführt wird.
Um zum Beispiel die Dimension der 188 μm dicken PET-Folie zu stabilisieren, ist bei 22°C und 55 relativer
Luftfeuchte eine Zeit von etwa 6 Stunden erforderlich, wenn jedoch
die Bedingungen auf 45°C
und 55 relative Luftfeuchte geändert
werden, kann die Dimension innerhalb von etwa 1 Stunde stabilisiert
werden.
-
Wenn
die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung gemäß der Erfindung vor dem Formpressen
auf die Kunststofffolie angewandt wird, kann es bevorzugt sein,
die Behandlung bei einer so hohen Temperatur wie möglich auszuführen, wie
hierin beschrieben. Um unerwünschte
thermische Verformungen der Kunststofffolie zu unterdrücken, muss
jedoch die bei dieser Behandlung angewandte hohe Temperatur niedriger
als der Glasübergangspunkt
(Tg) der jeweiligen Kunststofffolien sein. Deshalb ist die Behandlungstemperatur
für die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
niedriger als der Tg der Kunststofffolie, aber vorzugsweise so hoch
wie möglich.
Die geeignete Behandlungstemperatur variiert mit der verwendeten
Kunststofffolie. Wenn zum Beispiel die PET-Folie verwendet wird,
wird die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung bevorzugt bei einer
Temperatur von etwa 60°C
durchgeführt,
da ihre Tg bei etwa 70°C
liegt. Wenn die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung in dieser Weise
bei einer hohen Temperatur ausgeführt wird, kann die Vorbehandlungszeit
drastisch verkürzt
und die Produktivität
erhöht
werden.
-
Andererseits
hängt der
Sättigungsfeuchtigkeitsgehalt
der Kunststofffolie von der relativen Luftfeuchte ab und wird nicht
von der Temperatur beeinflusst. Deshalb ist die relative Luftfeuchte
im Feuchtigkeitsabsorptionsschritt bevorzugt gleich der des Produktionsprozesses
der Kunststofffolie. Die wünschenswertesten
Behandlungsbedingungen beim Feuchtigkeitsabsorptionsschritt sind
eine Temperatur, die um ein Geringes unter dem Tg der Kunststofffolie
liegt, und eine relative Luftfeuchte, die der der Folienproduktionsbedingung
gleicht. Wenn die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung unter solchen
Behandlungsbedingungen angewandt wird, kann der Folie in kurzer
Zeit eine ausreichende Feuchtigkeitsmenge, welche die relative Luftfeuchte
der Produktionsumgebung erreicht, zugeführt werden und die Dimensionsschwankung
des Formkörpers
nach der Herstellung kann auf ein Minimum beschränkt werden.
-
Zusammenfassend
ist der Träger
im flexiblen Formkörper,
der im Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet wird, nicht insbesondere beschränkt, sofern er aus einem Material
mit einer Spannungsfestigkeit besteht und sein Feuchtigkeitsgehalt
in Folge der vorher angewandten Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
im Wesentlichen gesättigt
ist. Jedoch beträgt
die Spannungsfestigkeit, als Zugfestigkeit ausgedrückt, im
Allgemeinen etwa 49 N/mm2 (5 kg/mm2) und vorzugsweise mindestens etwa 98 N/mm2 (10 kg/mm2). Wenn
die Zugfestigkeit des Trägers
unter 49 N/mm2 (5 kg/mm2)
liegt, nimmt die Handhabbarkeit ab, wenn der entstandene Formkörper von
der Metallformkörpervorlage
abgelöst
oder die PDP-Rippe vom Formkörper
abgezogen wird und es können
Brüche
oder Risse auftreten.
-
Unter
dem Aspekt der Einfachheit der Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
und der Handhabbarkeit ist ein für
die Umsetzung der Erfindung geeigneter Träger eine hygroskopische Kunststofffolie
und ferner eine starre Kunststofffolie. Beispiele bevorzugter Kunststofffolien
sind Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN),
gedehntes Polypropylen, Polycarbonat und Triacetat, obwohl diese
Beispiele in keiner Weise begrenzend sind. Diese Kunststofffolie
kann entweder eine einschichtige Folie oder eine Verbund- oder Laminatfolie
aus zwei oder mehr Arten in Kombination sein.
-
Die
Kunststofffolie, die vorteilhaft als Träger verwendet werden kann,
weist eine Zugfestigkeit verschiedener Grade auf. Zum Beispiel beträgt die Zugfestigkeit
bei PET 176,5 N/mm2 (18 kg/mm2),
bei PEN 274,5 N/mm2 (28 kg/mm2),
bei gedehntem Polypropylen 186,3 N/mm2 (19
kg/mm2), bei Polycorbonat 98 N/mm2 (10 kg/mm2) und
bei Triacetat 117,7 N/mm2 (12 kg/mm2).
-
Die
oben beschriebenen Kunststofffolien weisen verschiedene Feuchtigkeitsgehalte
auf, obschon die Unterschiedlichkeit vom Material und der Verwendungsumgebung
abhängt.
Zum Beispiel beträgt
der Feuchtigkeitsgehalt von PET (bei 22°C) 0,17 Gew.-% bei 30% relativer
Luftfeuchte, 0,21 Gew.-% bei 40% relativer Luftfeuchte, 0,25 Gew.-%
bei 50% relativer Luftfeuchte, 0,32 Gew.-% bei 60% relativer Luftfeuchte
und 0,38 Gew.-% bei 70% relativer Luftfeuchte. Bei 20°C und 50%
relativer Luftfeuchte gemessen, beträgt der Feuchtigkeitsgehalt
bei PET 0,3 Gew.-%, bei PEN 0,4 Gew.-%, bei gedehntem Polypropylen
0,01 Gew.-%, bei Polycarbonat 0,2 Gew.-% und bei Triacetat 4,4 Gew.-%.
Es wird geschätzt,
dass der Feuchtigkeitsgehalt der entsprechenden Kunststofffolie
im Allgemeinen effektiv im Bereich von ±50% der oben beschriebenen
Werte liegen.
-
Die
oben beschriebenen Kunststofffolien oder andere Träger können in
unterschiedlichen Dicken verwendet werden, je nach den Konstruktionen
des Formkörpers
und des PDP. Die Dicke liegt allgemein im Bereich zwischen etwa
0,05 mm und etwa 0,5 mm und vorzugsweise zwischen etwa 0,1 mm und
0,4 mm. Wenn die Dicke außerhalb
dieser Bereiche liegt, kann sich die Handhabbarkeit verschlechtern.
Eine größere Dicke des
Trägers
ist unter dem Aspekt der Festigkeit vorteilhafter.
-
Der
im Verfahren gemäß der Erfindung
verwendete flexible Formkörper
umfasst eine Formschicht, die zusätzlich zum Träger auf
dem Träger
gebildet wird. Wie nachfolgend ausführlich beschrieben, weist die
Formschicht auf ihrer Oberfläche
ein Rillenmuster mit einer vorbestimmten Form und einer vorbestimmten
Größe auf,
die den PDP-Rippen als Formungsgegenstand oder anderen Vorwölbungen
entsprechen. Die Formschicht weist vorzugsweise eine zweischichtige
Struktur aus einer Grundschicht und einer Beschichtung auf, wie
hierin beschrieben werden wird, sie kann jedoch auch als eine Schicht
gebildet sein. Wenn die Verwendung eines photohärtbaren Formmaterials in Betracht
gezogen wird, sind Träger
wie Formschicht vorzugsweise transparent.
-
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen ein Herstellungsverfahren einer
Mikrostruktur unter Verwendung des flexiblen Formkörpers. Bevorzugte
Ausführungsformen
dieser Erfindungen werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen
erklärt
werden. Wie für
den Fachmann offensichtlich sein wird, ist die Erfindung jedoch
nicht insbesondere auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Im Übrigen werden
in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder
entsprechende Abschnitte zu kennzeichnen.
-
3 ist
eine Teilperspektivansicht, die in üblicher Weise einen flexiblen
Formkörper
zeigt, der gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird. 4 ist eine
Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 3.
-
Wie
in diesen Zeichnungen dargestellt, weist ein flexibler Formkörper 10 ein
Rillenmuster mit einer vorbestimmten Form und einer vorbestimmten
Größe auf seiner
Oberfläche
auf. Das Rillenmuster ist ein gitterartiges Muster, das von mehreren
Rillenabschnitten 4 definiert wird, die im Wesentlichen
parallel zueinander angeordnet sind und einander kreuzen, während sie
zwischen sich vorbestimmte Abstände
einhalten. Da der flexible Formkörper 10 die
Rillenabschnitte des Gittermusters als Öffnungen auf seiner Oberfläche aufweist,
kann er zum Beispiel vorteilhaft zum Bilden von PDP-Rippen mit einem
gitterartigen Projektionsmuster verwendet werden, obwohl er natürlich auch
zur Herstellung anderer Mikrostrukturen angewandt werden kann. Der
flexible Formkörper 10 kann
eine zusätzliche
Schicht umfassen, wann immer dies nötig ist, oder es kann auf jede Schicht,
die den Formkörper
bildet, eine beliebige Behandlung angewandt werden. Im Wesentlichen
umfasst der flexible Formkörper 10 jedoch
einen Träger 1 und
eine Formschicht 11 mit Rillenabschnitten 4 darauf,
wie in 4 gezeigt. Im Übrigen
umfasst die in den Zeichnungen dargestellte Formschicht 11 eine
Grundschicht 2 und eine Beschichtung 3.
-
Die
Grundschicht 2 der Formschicht 11 besteht im Wesentlichen
gleichmäßig aus
einem ersten härtbaren
Material mit einer verhältnismäßig hohen
Viskosität
von 3.000 bis 100.000 cps, gemessen bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C, enthält aber
im Wesentlichen keine oder überhaupt
keine Blasen. Im Allgemeinen schrumpft solch ein erstes härtbares
Material nicht ohne weiteres, wenn es gehärtet wird. Deshalb deformiert sich
der Formkörper,
dessen Rillen aus solch einem ersten härtbaren Material bestehen,
nicht ohne weiteres, sondern weist eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auf.
-
Das
erste härtbare
Material ist ein wärmehärtbares
Material oder ein photohärtbares
Material. Insbesondere wenn das erste härtbare Material das photohärtbare Material
ist, kann der flexible Formkörper
in verhältnismäßig kurzer
Zeit hergestellt werden, ohne eine längere Erhitzung zu erfordern.
Ein für
das erste härtbare
Material verwendbares photohärtbares
Material enthält
wegen der leichten Verfügbarkeit
hauptsächlich ein
Oligomer (härtbares
Oligomer). Wenn insbesondere das Oligomer ein Acryl-Oligomer wie
etwa ein Urethan acrylat-Oligomer und/oder ein Epoxidacrylat-Oligomer
ist, ist die Grundschicht optisch transparent. Deshalb kann, wenn
die Grundschicht mit einer transparenten Beschichtung kombiniert
wird, wie hierin beschrieben werden wird, der flexible Formkörper ein
photohärtbares
Formmaterial verwenden, da Lichtstrahlen durch den flexiblen Formkörper hindurch
zum Formmaterial gelenkt werden können.
-
Die
Beschichtung 3 ist auf der Oberfläche der Grundschicht 2 und
angrenzend an die Grundschicht 2 angeordnet. In diesem
Fall ist eine Blasenbildung zwischen der Grundschicht 2 und
der Beschichtung 3 darauf ausgeschlossen. Die Beschichtung 3 ist
im Wesentlichen gleichmäßig aus
einem zweiten härtbaren
Material mit einer verhältnismäßig geringen
Viskosität
von nicht mehr als 200 cps gebildet, gemessen bei 10°C bis 80°C, enthält aber
im Wesentlichen keine oder überhaupt
eine Blasen. Dieses zweite härtbare
Material weist bevorzugt eine geringe Klebrigkeit auf. Da die Beschichtung 3 eine
geringe Klebrigkeit aufweist, wird die Klebrigkeit auf der Oberfläche des
flexiblen Formkörpers
gering. Dadurch kann die Handhabbarkeit verbessert werden und die
Adhäsion
des Formkörpers
am Substrat und der Produktionsvorrichtung kann vermieden werden.
-
Das
zweite härtbare
Material kann wie im Fall des ersten härtbaren Materials entweder
das wärmehärtbare Material
oder das photohärtbare
Material sein. Anders als das erste härtbare Material umfasst jedoch das
für das
zweite härtbare
Material verwendbare photohärtbare
Material ein Monomer (härtbares
Monomer. Wenn insbesondere das Monomer ein Acryl-Monomer wie Acrylamid,
Acrylnitril, Acrylsäure,
Acrylsäureester und
so weiter ist, wird die Beschichtung transparent. Deshalb kann der
flexible Formkörper
das photohärtbare Formmaterial
in Kombination mit der oben beschriebenen transparenten Grundschicht
verwenden.
-
Der
Träger 1 zum
Tragen der Formschicht 11 ist bevorzugt eine Kunststofffolie,
wie bereits im Einzelnen erklärt,
und ihre Dicke liegt im Allgemeinen zwischen etwa 0,05 mm und etwa
0,5 mm. Vorzugsweise ist der Träger
optisch transparent. Ist der Träger
optisch transparent, können
die zum Härten
ausgestrahlten Lichtstrahlen durch den Träger geleitet werden. Deshalb
können
das erste und das zweite photohärtbare
Material zum Bilden der Grundschicht bzw. der Beschichtung verwendet
werden. Wenn insbesondere der Träger gleichmäßig aus
dem transparenten Material gebildet ist, können die gleichmäßige Grundschicht
und die gleichmäßige Beschichtung
effektiver gebildet werden. Typische Beispiele transparenter Träger sind
hierin beschrieben.
-
Der
im Verfahren gemäß der Erfindung
verwendete flexible Formkörper
kann mit verschiedenen Mitteln hergestellt werden. Wenn das erste
und das zweite photohärtbare
Material verwendet werden, kann der flexible Formkörper zum
Beispiel vorteilhaft in der in den 5 und 6 dargestellten Abfolge hergestellt werden.
-
Zuerst
werden eine Metallformkörpervorlage 5 mit
einer Form und Größe, die
denen eines flexiblen Formkörpers
als Gegenstand der Herstellung entsprechen, ein Träger 1 aus
einer transparenten Kunststofffolie (hierin im Weiteren „Trägerfolie" genannt) und eine
Laminierwalze 23 vorbereitet, wie in 5(A) dargestellt.
Da der flexible Formkörper
zur Herstellung der PDP-Rückplatte
verwendet wird, weist hier der Metallhauptformkörper 5 insbesondere
Trennwände 14 auf,
die das gleiche Muster und die gleiche Form wie die Rippen auf der
Oberfläche
der PDP-Rückplatte
aufweisen. Deshalb ist der Zwischenraum (Vertiefung) 15,
der von benachbarten Trennwänden 14 definiert
wird, der Abschnitt, der zu einer Entladungsanzeigezelle des PDP werden
soll. Die Laminierwalze 23 ist eine Technik zum Pressen
der Trägerfolie 1 an
die Metallformkörpervorlage 5,
wobei statt der Laminierwalze 23 bekannte und übliche Laminiertechniken
verwendet werden können, wann
immer es notwendig ist.
-
Als
nächstes
können
bekannte und übliche
Beschichtungstechniken (nicht dargestellt) wie etwa ein Streichrakel
oder ein Stabrakel verwendet werden, um das photohärtbare erste
härtbare
Material 2 in einer vorbestimmten Dicke auf eine der Oberflächen der
Trägerfolie 1 aufzubringen,
wie in 5(B) dargestellt. Das photohärtbare zweite
härtbare
Material 3 wird mit den gleichen Techniken in einer vorbestimmten
Dicke auf die die Trennwand tragende Oberfläche der Metallformkörpervorlage 5 aufgetragen
und in die Vertiefung 15 gefüllt, die der Abstand zwischen
den Trennwänden 14 definiert.
In dieser Erfindung ist das zweite härtbare Material 3 wegen
seiner geringen Viskosität
leicht zu verflüssigen.
Deshalb kann das zweite härtbare
Material 3 ohne Blasenbildung gleichmäßig eingefüllt werden, selbst wenn die
Metallformkörpervorlage 5 Trennwände 14 mit
einem hohen Seitenverhältnis
aufweist.
-
Als
nächstes
lässt man
die Laminierwalze 23 auf der Metallformkörpervorlage 5 gleiten,
während
das erste härtbare
Material 2 und das zweite härtbare Material 3 in
einer Richtung, die in 5(C) mit Pfeil
A angezeigt ist, Adhäsion
aneinander aufrechterhalten. Im Ergebnis dieser Laminierbehandlung
kann das zweite härtbare
Material 3 gleichmäßig vom
wesentlichen Abschnitt der Vertiefung 15 entfernt werden.
-
Während dieses
Laminiervorganges kann es bevorzugt sein, beide härtbaren
Materialien in Adhäsion zu
bringen, während
der Abstand von der Oberseite (der freien Seite) der Trennwände 14 zur
Trägerfolie 1 in ausreichendem
Maß größer gehalten
wird als die Höhe
der Trennwände
(zum Beispiel mindestens 1/10 der Höhe der Trennwände). So
ist es möglich,
den Großteil
des zweiten härtbaren
Materials 3 wirksam vom Zwischenraum zwischen den Trennwänden 14 fernzuhalten
und es durch das erste härtbare
Material 2 zu ersetzen, wie in 7 dargestellt.
Im Ergebnis kann die Grundschicht 2 neben der Beschichtung 3 zum
Bilden des Rillenmusters des Formkörpers verwendet werden.
-
Nachdem
die Laminierbehandlung abgeschlossen ist, werden das erste und das
zweite härtbare
Material 2 und 3 durch die Trägerfolie 1 hindurch
mit Lichtstrahlen (hv) bestrahlt, während die Trägerfolie 1 auf
die Metallformkörpervorlage 5 laminiert
wird, wie in 6(D) dargestellt. Wenn
die Trägerfolie 1 keine
lichtstreuenden Elemente wie etwa Blasen enthält, sondern gleichmäßig aus
dem transparenten Material gebildet ist, werden die ausgestrahlten
Lichtstrahlen kaum gedämpft
und können
das erste und das zweite härtbare
Material 2 und 3 gleichmäßig erreichen. Im Ergebnis
wird das erste härtbare
Material effizient zur gleichmäßigen Grundschicht 2 gehärtet, die
an die Trägerfolie 1 gebunden
ist. Das zweite härtbare
Material wird in ähnlicher Weise
zur gleichmäßigen Beschichtung 3 gehärtet, die
an die Grundschicht 2 gebunden ist.
-
Nach
einer Reihe hierin beschriebener Herstellungsschritte wird ein flexibler
Formkörper
erhalten, der die Trägerfolie 1,
die Grundschicht 2 und die Beschichtung 3 umfasst,
die einstückig
aneinander gebunden sind. Danach wird der flexible Formkörper 10 von
der Metallformkörpervorlage 5 abgelöst, wobei
seine Integrität
erhalten bleibt, wie in 6(E) gezeigt.
-
Der
flexible Formkörper
kann unabhängig
von seiner Größe relativ
leicht mit bekannten und üblichen Laminiermitteln
und Beschichtungsmitteln hergestellt werden. Deshalb kann diese
Erfindung, anders als herkömmliche
Herstellungstechniken, die Vakuumanlagen wie etwa eine Vakuumpresse
verwenden, ohne Beschränkung
problemlos einen großen
flexiblen Formkörper
herstellen.
-
Des
Weiteren ist der im Verfahren gemäß der Erfindung verwendete
flexible Formkörper
zur Herstellung verschiedener Mikrostrukturen verwendbar. Wie in
der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr.
2001-191345 zum Beispiel offenbart wird, ist der Formkörper besonders
und außerordentlich
gut zum Formen von DPD-Rippen mit einem gitterartigen Muster verwendbar.
Wird der flexible Formkörper
eingesetzt, wird es möglich,
problemlos einen PDP-Großbildschirm
mit gitterartigen Rippen herzustellen, bei dem ultraviolette Strahlen
nicht ohne weiteres aus den Entladungsanzeigezellen entweichen,
indem statt einer Vakuumanlage und/oder eines komplizierten Prozesses
lediglich eine Laminierwalze verwendet wird.
-
Als
nächstes
wird anhand der
8 und
9 ein
Verfahren zur Herstellung eines PDP-Substrats mit Rippen auf einer
Flachglasplatte unter Verwendung der in
1 bis
3 der
oben beschriebenen ungeprüften
japanischen Patentanmeldung (Kokai)
Nr. 2001-191345 gezeigten Fertigungsanlage erklärt.
-
Wie
in 8(A) gezeigt, wird zuerst auf einer
Trägerplatte 21 eine
vorab hergestellte Flachglasplatte 31 mit Elektroden 32 angeordnet,
welche in einer gegenseitig parallelen Konfiguration mit vorbestimmten
Abständen
angeordnet sind. Wird ein verlagerbares Gestell, nicht dargestellt,
verwendet, wird die Trageplatten 21, die die Flachglasplatte 31 trägt, an einer
vorbestimmten Position des Gestells abgelegt.
-
Als
Nächstes
wird der flexible Formkörper 10 mit
dem Rillenmuster auf seiner Oberfläche, der gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, an eine vorbestimme Position der Flachglasplatte 31 gesetzt.
-
Die
Flachglasplatte 31 und der Formkörper 10 werden dann
im Verhältnis
zueinander angeordnet. Im Einzelnen wird dieses Anordnen nach Augenmaß oder unter
Verwendung eines Sensors 29 wie etwa einer CCD-Kamera sol cherart
durchgeführt,
dass die Rillenabschnitte des Formkörpers 10 und die Elektroden
der Flachglasplatte 31 parallel liegen, wie in 8(B) gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt können die
Rillenabschnitte des Formkörpers 10 und
die Abstände
zwischen benachbarten Elektroden auf der Flachglasplatte 31 durch Justieren
der Temperatur und Luftfeuchte in Übereinstimmung gebracht werden,
wann immer es nötig
ist. Im Allgemeinen dehnen sich der Formkörper 10 und die Flachglasplatte 31 entsprechend
der Änderung
der Temperatur und der Luftfeuchte aus und ziehen sich zusammen,
und die Ausmaße
des Zusammenziehens/Ausdehnens sind unterschiedlich. Deshalb ist
die Regelung derart gestaltet, dass die Temperatur und die Luftfeuchte
konstant gehalten werden, wenn die Positionierung der Flachglasplatte 31 und
des Formkörpers 10 abgeschlossen
ist. Solch ein Regelungsverfahren ist besonders bei der Herstellung
eines großflächigen PDP-Substrats effektiv.
-
Anschließend wird
die Laminierwalze 23 auf einen der Seitenabschnitte des
Formkörpers 10 aufgesetzt,
wie in 8(C) gezeigt. Einer der Seitenabschnitte
des Formkörpers 10 ist
zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise an der Flachglasplatte 31 befestigt.
Auf diese Weise kann eine Abweichung in der vorgenommenen Positionierung
der Flachglasplatte 31 und des Formkörpers 10 zueinander
vermieden werden.
-
Als
nächstes
wird, wie in 8(D) gezeigt, der andere
freie Seitenabschnitt des Formkörpers 10 angehoben
und mit einem Halter 28 über die Laminierwalze 23 bewegt,
um die Flachglasplatte 31 freizulegen. Zu diesem Zeitpunkt
ist Vorsicht geboten, dass der Formkörper 10 nicht in Spannung
gebracht wird, damit ein Knittern des Formkörpers 10 verhindert
wird und die Positionierung des Formkörpers 10 und der Flachglasplatte 31 zueinander
erhalten bleibt. Es können
auch andere Mittel angewandt werden, sofern die Positionierung aufrechterhalten
werden kann. Eine vorbestimmte Menge eines Rippenausgangsmaterials 33,
die zum Bilden der Rippen nötig
ist, wird auf die Flachglasplatte 31 aufgebracht. Das in
der Zeichnung dargestellte Beispiel verwendet einen Pasteeinfülltrichter 27 mit
einer Düse
als Zuführung
für das
Rippenausgangsmaterial.
-
Im
Vorliegenden bezeichnet der Begriff „Rippenausgangsmaterial" ein beliebiges Formmaterial,
das die Rippenform als Endgegenstand bilden kann und schränkt die
Materialien nicht besonders ein, sofern sie die Rippenform bilden
können.
Das Rippenausgangsmaterial kann wärmehärtend oder photohärtend sein.
Wie nachfolgend anhand von 9(F) erklärt wird,
kann insbesondere das photohärtende
Rippenausgangsmaterial außergewöhnlich effektiv
in Kombination mit dem oben beschriebenen transparenten flexiblen
Formkörper verwendet
werden. Der flexible Formkörper
weist kaum Fehler wie Blasen und Verformungen auf und kann ungleichmäßige Lichtstreuung
unterdrücken.
Im Ergebnis wird das Formmaterial gleichmäßig gehärtet und stellt eine Rippe
mit gleich bleibender und ausgezeichneter Qualität bereit.
-
Ein
Beispiel für
eine als Rippenausgangsmaterial geeignete Zusammensetzung enthält im Wesentlichen
(1) eine keramische Komponente, die der Rippe Form gibt,
wie etwa ein Aluminiumoxid, (2) eine Glaskomponente, die die Abstände zwischen
den keramischen Komponenten füllt
und den Rippen Kompaktheit verleiht, wie etwa Bleikristall oder
Phosphatglas, und (3) eine Bindemittelkomponente zum Lagern, Halten
und Binden der keramischen Komponenten sowie einen Härter oder
einen Polymerisationsinitiator für
die Bindemittelkomponente. Bevorzugt beruht das Härten der
Bindemittelkomponente nicht auf dem Erhitzen, sondern verwendet
die Bestrahlung mit Licht. In solch einem Fall muss die Wärmeverformung
der Flachglasplatte nicht berücksichtigt
werden. Dieser Zusammensetzung wird bei Bedarf ein Oxidationskatalysator,
bestehend aus Oxiden, Salzen oder Komplexen von Chrom (Cr), Mangan
(Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Zink (Zn),
Indium (In) oder Zinn (Sn), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium
(Pd), Silber (Ag), Iridium (Ir), Platin (Pt), Gold (Au) oder Cer
(Ce) zugesetzt, um die Temperatur zum Entfernen des Bindemittels
zu senken.
-
Um
das in den Zeichnungen dargestellte Herstellungsverfahren durchzuführen, wird
das Rippenausgangsmaterial 33 nicht gleichmäßig auf
den gesamten Teil der Flachglasplatte 31 aufgebracht. Mit
anderen Worten kann das Rippenausgangsmaterial 33 nur in
der Nähe
der Laminierwalze 23 auf die Flachglasplatte 31 aufgetragen
werden, wie in 8(D) gezeigt. Zum Beispiel
kann das Rippenausgangsmaterial 33 gleichmäßig verteilt
werden, wenn sich die Laminierwalze 23 im anschließenden Schritt über den
Formkörper 10 bewegt. In
diesem Fall hat das Rippenausgangsmaterial 33 jedoch bevorzugt
eine Viskosität
von etwa 100.000 cps oder weniger, vorzugsweise etwa 20.000 cps
oder weniger. Liegt die Viskosität
des Rippenausgangsmaterials über
etwa 100.000 cps, verteilt die Laminierwalze das Rippenausgangsmaterial
nicht ausreichend, so dass Luft in den Rillenabschnitten des Formkörpers eingeschlossen
wird, was zu Rippenfehlern führt.
Selbst wenn die Viskosität
des Rippenausgangsmaterials etwa 100.000 cps oder weniger beträgt, wird
das Rippenausgangsmaterial erst dann gleichmäßig zwischen der Flachglasplatte
und dem Formkörper
verteilt, wenn die Laminierrolle einmal von einem Seitenabschnitt
der Flachglasplatte zum anderen bewegt wird und das Rippenausgangsmaterial
gleichmäßig ohne
Blaseneinschluss in alle Rillenabschnitte gefüllt werden kann. Das Verfahren
zum Auftragen des Rippenausgangsmaterials ist jedoch nicht auf das
oben beschriebene Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann das
Rippenausgangsmaterial auf die gesamte Oberfläche der Flachglasplatte aufgebracht
werden, obwohl dieses Verfahren nicht in den Zeichnungen dargestellt
ist. Zu diesem Zeitpunkt weist das Rippenausgangsmaterial zum Beschichten
die gleiche Viskosität
wie oben beschrieben auf. Insbesondere wenn die Rippen des gitterartigen
Musters gebildet werden, beträgt
die Viskosität
etwa 20.000 cps oder weniger, vorzugsweise etwa 5.000 cps oder weniger.
-
Als
Nächstes
wird ein Drehmotor (nicht dargestellt) derart betrieben, dass die
Laminierwalze 23 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
auf dem Formkörper 10 bewegt
wird, wie in 9(E) mit dem Pfeil dargestellt.
Während
sich die Laminierwalze 23 auf diese Weise auf dem Formkörper 10 bewegt,
wird aufgrund des Eigengewichts der Laminierwalze 23 der
Druck auf den Formkörper 10 nacheinander
von einer Seite zur anderen ausgeübt. Infolgedessen wird das
Rippenausgangsmaterial 33 zwischen der Flachglasplatte 31 und dem
Formkörper 10 verteilt
und das Formmaterial wird in die Rillenabschnitte des Formkörpers 10 gefüllt. Mit anderen
Worten ersetzt das Rippenausgangsmaterial 33 der Rillenabschnitte
nacheinander Luft und wird eingefüllt. Die Dicke des Ausgangsmaterials
kann zu diesem Zeitpunkt auf einen Bereich von mehreren Mikrometern
bis zu einigen Dutzend Mikrometern justiert werden, wenn die Viskosität des Rippenausgangsmaterials oder
der Durchmesser, das Gewicht oder die Bewegungsgeschwindigkeit der
Laminierwalze entsprechend geregelt wird.
-
Gemäß dem in
den Zeichnungen dargestellten Herstellungsverfahren der Erfindung
können
die Rillenabschnitte des Formkörpers
selbst dann, wenn sie als Luftkanäle dienen und Luft sammeln,
die Luft effektiv nach außen
oder an den Rand des Formkörpers
ausstoßen,
wenn sie den oben beschriebenen Druck erhalten. Im Ergebnis kann
das Herstellungsverfahren der Erfindung Restblasen vermeiden, selbst
wenn das Einfüllen des
Rippenausgangsmaterials bei Umgebungsdruck ausgeführt wird.
Mit anderen Worten muss kein Vakuum anliegen, um das Rippenausgangsmaterial
einzufüllen.
Natürlich
lassen sich die Blasen unter Vakuum leichter entfernen.
-
Anschließend wird
das Rippenausgangsmaterial gehärtet.
-
Wenn
das auf der Flachglasplatte 31 verteilte Rippenausgangsmaterial 33 photohärtend ist,
wird das Rippenausgangsmaterial (nicht dargestellt) mit der Flachglasplatte 31 und
dem Formkörper 10 in
eine Lichtbestrahlungsvorrichtung 26 gegeben, wie insbesondere
in 9(F) gezeigt, und das Rippenausgangsmaterial wird
mit Lichtstrahlen wie etwa ultravioletten Strahlen (UV) durch die
Flachglasplatte 31 und/oder den Formkörper 10 hindurch bestrahlt,
um das Rippenausgangsmaterial zu härten. Auf diese Weise kann
das Formen des Rippenausgangsmaterials, das heißt der Rippe selbst erreicht
werden.
-
Schließlich werden
die entstandenen, an die Flachglasplatte 31 gebundenen
Rippen, die Flachglasplatte 31 und der Formkörper 10 der
Lichtbestrahlungsvorrichtung entnommen und der Formkörper 10 wird dann
wie in 9(G) dargestellt, abgelöst und entfernt.
Da der Formkörper
gemäß der Erfindung
eine gute Handhabbarkeit aufweist, kann der Formkörper leicht
abgelöst
und entfernt werden, ohne die an die Flachglasplatte 31 gebundenen
Rippen zu zerbrechen.
-
Obwohl
die Erfindung somit anhand einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen
erklärt
wurde, ist die Erfindung nicht insbesondere auf diese beschränkt.
-
Der
flexible Formkörper
ist nicht insbesondere auf den oben beschriebenen Formkörper beschränkt, sofern
er die Aufgaben und die Funktionsweise und die Wirkung der Erfindung
erfüllen
kann. Zum Beispiel kann der flexible Formkörper ein so genanntes „gerades
Rillenmuster" aufweisen,
das durch Anordnen mehrerer Rillenabschnitte im Wesentlichen parallel
zueinander, mit Abständen
dazwischen und ohne einander zu kreuzen, gebildet wird. Solch ein
flexibler Formkörper
kann zum Bilden einer PDP-Rippe mit einem geraden Muster verwendet
werden Der im Verfahren gemäß der Erfindung
verwendete fle xible Formkörper
wird nicht ausschließlich
zum Bilden von PDP-Rippen verwendet, sondern kann vorteilhaft auch
zum Bilden verschiedener Mikrostrukturen verwendet werden, die ähnliche
Formen oder Muster aufweisen.
-
Des
Weiteren kann die Erfindung vorteilhaft zur Herstellung des anhand
von 1 erklärten
PDP oder anderer Arten von PDPs verwendet werden. Da die Konstruktion
im Einzelnen, die Abmessungen usw. eines PDP auf dem Fachgebiet
allgemein bekannt sind, wird hiermit auf die Erklärung verzichtet.
-
BEISPIELE
-
Die
Erfindung wird anhand verschiedener Beispiele genauer erklärt. Jedoch
ist die Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt, wie
für einen
Fachmann offensichtlich sein wird.
-
Beispiel 1
-
Um
die PDP-Rückplatte
herzustellen, wird in diesem Beispiel eine rechteckige Metallformkörpervorlage
mit Rippen (Trennwänden)
in einem geraden Muster hergestellt. Dies wird nun detaillierter
erklärt.
Diese Metallformkörpervorlage
wird durch Rippen gebildet, die einen gleichschenkligen trapezförmigen Querschnitt aufweisen
und in Längsrichtung
in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Die Zwischenräume (Vertiefungen),
die durch die benachbarten Rippen definiert werden, entsprechen
den Entladungsanzeigezellen eines PDP. Jede Rippe weist eine Höhe von 208 μm, eine Oberseitenbreite
von 55 μm
und eine Bodenbreite von 115 μm
auf. Ein Abstand (Entfernung zwischen den Mittelpunkten benachbarter
Rippen) beträgt
359,990 μm und
die Anzahl der Rippen beträgt
2.943. Der Gesamtrippenabstand (Entfernung zwischen den Mittelpunkten der
Rippen an beiden Seiten) beträgt
(2.943 – 1) × 0,35999
= 1.059,091 mm.
-
Ein
erstes härtbares
Material wird durch Mischen von 80 Gew.-% aliphatischem Urethanacrylat-Oligomer
(ein Produkt der Henkel Co., Handelsname „Photomer 6010"), 20 Gew.-% 1,6-Hexandioldiacrylat
(ein Produkt der Shin-Nakamura
Kagaku K. K.) und 1 Gew.-% 2-Hydroxy-2-Methyl-1-Phenyl-Propan-1-on (ein Produkt der
Ciba Specialties Chemicals Co., Handelsname „Darocure 1173") hergestellt. Wenn
die Viskosität
des ersten härtbaren
Materials mit einem Brookfield-Viskosimeter (Viskosimeter Typ B)
gemessen wird, beträgt
sie 8.500 cps bei 22°C.
-
Eine
PET-Folie mit einer Breite von 1.300 mm und einer Dicke von 188
um, die zu einer Rolle gewickelt ist (ein Produkt der Teijin K.
K., Handelsname „HPE188"), wird für die Verwendung
als Träger
eines Formkörpers
vorbereitet. Die PET-Folie wird bei Umgebungsbedingungen mit 22°C und 55%
relativer Luftfeuchte abgerollt und in diesem Zustand 6 Stunden
lang stehen gelassen. Ein Feuchtigkeitsgehalt der PET-Folie beträgt etwa
0,30 Gew.-%.
-
Anschließend wird
ein Formkörper
hergestellt und auf folgende Weise geprüft, während die Umgebungsbedingungen
mit 22°C
und 55% relativer Luftfeuchte aufrechterhalten werden.
-
Das
durch den vorhergehenden Schritt hergestellte Harz wird in einer
Linienform an der prozessaufwärts
liegenden Seite einer getrennt hergestellten Metallformkörpervorlage
aufgetragen. Als Nächstes
wird eine PET-Folie,
die wie oben beschrieben einer Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung
unterzogen wurde, derart auf die Metallformkörpervorlage laminiert, dass
sie diese bedeckt. Wird die PET-Folie durch die Verwendung der Laminierwalze
ausreichend gepresst, wird das photohärtbare Harz in die Vertiefungen
der Metallformkörpervorlage
gefüllt.
-
In
diesem Zustand wird das photohärtbare
Harz 30 Sekunden lang durch die PET-Folie hindurch mit den Lichtstrahlen
mit einer Wellenlänge
von 300 nm bis 400 nm von einer Leuchtstofflampe, einem Produkt der
Mitsubishi Denki-Oslam Co., bestrahlt. Das photohärtbare Harz
wird dadurch gehärtet
und ergibt eine Formschicht. Anschließend wird die PET-Folie zusammen
mit der Formschicht von der Metallformkörpervorlage abgelöst und damit
wird ein flexibler Formkörper
mit einer großen
Anzahl von Rillenabschnitten mit einer Form und einer Dimension
gewonnen, die denen der Rippen der Metallformkörpervorlage entsprechen.
-
Wenn
der Gesamtrippenabstand des Formkörpers in Bezug auf die Zeit
gemessen wird, wobei der Punkt sofort nach dem Ablösen des
Formkörpers
von der Metallformkörpervorlage
als Anfangspunkt gilt, kann das Messergebnis erzielt werden, das
in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt ist.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Ein
flexibler Formkörper
wird auf die gleiche Weise hergestellt und geprüft wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme,
dass die zu einer Rolle gewickelte PET-Folie entnommen und zum Vergleich
sofort unter Umgebungsbedingungen mit 22°C und 55% relativer Luftfeuchte
verwendet wurde, ohne die Feuchtigkeitsabsorptionsbehandlung auf
die zur Rolle gewickelte PET-Folie anzuwenden.
-
Wird
der Gesamtrippenabstand des Formkörpers in Bezug auf die Zeit
gemessen wird, wobei wie in Beispiel 1 der Punkt sofort nach dem
Ablösen
des Formkörpers
von der Metallformkörpervorlage
als Anfangspunkt gilt, kann das Messergebnis erzielt werden, das
in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt ist. Tabelle 1
Metallformkörpervorlage oder Formkörper | vergangene Zeit | Änderung
des Gesamtrippenabstandes (Einheit: mm) |
Beispiel
1 | Vergleichsbeispiel
1 |
Metallformkörpervorlage* | - | 1059,091 | 1059,091 |
Formkörper | 10
min | 1059,065 | 1059,084 |
60
min | 1059,076 | 1059,199 |
180
min | 1059,093 | 1059,289 |
1
Tag | 1059,086 | 1059,394 |
- Metallformkörpervorlage* ... Gesamtrippenabstand
des Formkörpers
-
Wie
aus den in Tabelle 1 dargestellten Messergebnissen ersichtlich wird,
weist der Gesamtrippenabstand des Formkörpers von Beispiel 1 nach Ablauf
eines Tages direkt nach der Produktion nur eine Veränderung
von etwa 20 ppm auf. Diese Veränderungsgrößenordnung
bedeutet, dass eine Abweichung von der Vorgabe des Gesamtrippenabstandes
des Formkörpers
höchstens
etwa 20 ppm beträgt
und die Dimensionsgenauigkeit von wenigen Dutzend ppm, die für den Formkörper für die PDP-Rippen
erforderlich ist, ausreichend erfüllt ist.
-
Im
Gegensatz dazu ist der Gesamtrippenabstand des Formkörpers von
Vergleichsbeispiel 1 zwar unmittelbar nach der Produktion im Wesentlichen
identisch mit dem des Beispiels 1, nimmt aber mit der Zeit allmählich zu
und erreicht nach Ablauf eines Tages etwa 310 ppm. Mit anderen Worten
ist der Gesamtrippenabstand des Formkörpers nach Ablauf eines Tages
mit 310 ppm größer als
die Vorgabe des Gesamtrippenabstands des Formkörpers und verfehlt somit die
Dimensionsgenauigkeit, die für
den Formkörper
für die PDP-Rippen
erforderlich ist.