JP2005193473A - 転写用成形型及びその製造方法ならびに微細構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面積の大きい、複雑なリブ形状を有する格子状リブなどの微細構造体の製造に有用であり、母型として使用するマスター金型からの剥離が容易であり、かつ母型の高い寸法精度を維持しつつ、欠損、破壊、変形などの欠陥のない突起パターン、特に格子状突起パターンを形成することができる転写用成形型を提供すること。
【解決手段】 高い弾性率を有する硬質材料からなるベースと、前記ベースによって裏面を支持された、微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターンを表面に備えた転写パターン層とを有し、かつ前記転写パターン層が、２液型室温硬化性シリコーンゴムからなるように構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、成形技術に関し、さらに詳しく述べると、微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型とその製造方法ならびに微細構造体の製造方法に関する。本発明は、各種の微細構造体の製造に有利に使用することができるけれども、プラズマディスプレイパネル用背面板のリブの製造にとりわけ有利に使用することができる。なお、本願明細書において、転写目的で使用される本発明の成形型は、「転写型」とも呼ぶことができる。

最近、薄型で大画面のフラットパネルディスプレイとしてプラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel: PDP）が注目されており、業務用としてあるいは家庭用として、壁掛けテレビなどとして使用され始めている。

ＰＤＰは、通常、図１に模式的に示すように、多数個の微細な放電表示セルを含んでいる。図示のＰＤＰ５０において、それぞれの放電表示セル５６は、離隔対向した一対のガラス基板、すなわち、前面ガラス基板６１及び背面ガラス基板５１と、これらのガラス基板間に所定形状をもって配置された微細構造のリブ（バリアリブ、隔壁又は障壁ともいう）５４とによって囲まれて画定されている。前面ガラス基板６１は、走査電極及び維持電極からなる透明な表示電極６３と、透明な誘電体層６２と、透明な保護層６４とをその上に備えている。また、背面ガラス基板５１は、アドレス電極５３と、誘電体層５２とをその上に備えている。走査電極及び維持電極からなる表示電極６３とアドレス電極５３は、直交しており、かつ、それぞれ、間隔をあけて一定のパターンで配置されている。各放電表示セル５６は、その内壁に蛍光体層５５を有するとともに、希ガス（例えば、Ｎｅ−Ｘｅガス）が封入されており、上記電極間のプラズマ放電により自発光表示をできるようになっている。

一般に、リブ５４は、セラミックの微細構造体からなり、通常は、図２に模式的に示すように、アドレス電極５３及び誘電体層５２とともに背面ガラス基板５１の上に予め設けられてＰＤＰ用背面板を構成している。リブの形状としては、一般的にはストレートパターンと格子状（マトリックス状）パターンとがあるが、最近では、格子状パターンのリブが主流となりつつある。格子状パターンのリブは、ストレートパターンに較べて、紫外線が上下のセルに漏れることがないために垂直解像度の低下がなく、かつ蛍光体塗布面積が大きいために発光効率も高いからである。

成形型を使用して、ＰＤＰの格子状リブパターンを形成する方法は、すでにいくつか報告されている。例えば、リブ材料を所定の厚さで面状に基板表面に形成する工程と、リブに対応する格子状パターンを設けた押圧型（円筒状の金型）でリブ材料を押圧成形する工程と、押圧型を離型後にリブ材料を熱処理してリブを形成する工程とを含むガス放電パネル用リブの製造方法が公知である（特許文献１）。しかし、成形型あるいは母型（マスターツールなどともいう）としてこのように格子状パターンを備えた円筒状の金型を使用して、それから直接的に格子状リブを作製する場合、１つの問題がある。すなわち、ストレートリブではリブが互いに平行に並んで配置されているので、金型からのリブの剥離は一般的に容易でありかつ得られたリブの欠損などを伴うこともないけれども、上記のようにして格子状リブを作製した場合、リブの構造が微細で、しかも複雑であるので、剥離に大きな力が必要であり、結果、剥離によってリブが変形したり反ったりするといった問題や、リブの欠損や破損といった問題が引き起こされる。

マスター金型からリブを直接的に作製しないで、中間の成形型を介して格子状リブを形成する方法も報告されている。例えば、微細な格子状突起パターンを有するマスター金型から出発して、マスター金型の上に半硬化のシリコーンシートを載置してヒートプレスすることにより、格子状溝パターンを有する成形型を形成し、さらに、その成形型の溝パターンにリブ材料を充填して硬化させることを特徴とするＰＤＰ用リブの製造方法が公知である（特許文献２）。しかし、この方法の場合、マスター金型に微細な格子状突起パターンを加工しなければならないので、加工上の深刻な問題が残されている。すなわち、マスター金型には、エンドミル、放電加工、超音波研削等の電気的、機械的及び（又は）物理的加工により、リブに対応した微細な格子状突起を形成しなければならないので、極めて長い作製時間が必要になり、製造コストも増大し、さらには高い寸法精度を得るために入念に製造条件をコントロールしなければならないからである。このような問題は、例えば４２インチ級の大型ＰＤＰの場合、その放電表示セルの数が２〜３百万個にも及ぶので、とりわけ深刻であり、現実的ではない。換言すると、容易かつ精確に歩留まりよく製造できるマスター金型を母型として使用して、微細な格子状リブを作製できる方法を提供することが、この技術分野で望まれている。さらに、中間の成形型の作製工程でシリコーンシートをヒートプレスしなければならないので、温度による寸法変化が著しく、金型の寸法精度を保つことができないという問題もある。

特開平９−２８３０１７号公報（特許請求の範囲、図４） 特開平１０−１３４７０５号公報（特許請求の範囲、図１〜図５）

本発明の目的は、上記のような従来の技術の問題点を解決して、微細構造体の製造に有用であり、母型として使用するマスター金型を比較的に容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製でき、かつその寸法精度を維持しつつ、欠陥のない突起パターン、特に微細な格子状突起パターンあるいはそれに類似の突起パターンを形成することのできる転写用成形型を提供することにある。

本発明の目的は、また、かかる転写用成形型を容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製できる転写用成形型の製造方法を提供することにある。

本発明の目的は、さらに、欠陥のない突起パターン、特に微細な格子状突起パターンあるいはそれに類似の突起パターンを表面に有する微細構造体を容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製できる微細構造体の製造方法を提供することにある。

本発明の上記した目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。

本発明は、その１つの面において、微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型であって、
（１）高い弾性率を有する硬質材料からなるベースと、
（２）前記ベースによって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターンを表面に備えた転写パターン層とを有し、かつ
前記転写パターン層が、２液型室温硬化性シリコーンゴムからなることを特徴とする転写用成形型にある。

また、本発明は、そのもう１つの面において、微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型を製造する方法であって、下記の工程：
目的とする微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジパターン（ポジ型突起パターン）を表面に備えた転写パターン層を２液型室温硬化性シリコーンゴムから形成する工程、及び
前記転写パターン層の裏面を高い弾性率を有する硬質材料からなるベースによって支持する工程
を含むことを特徴とする転写用成形型の製造方法にある。

さらに、本発明は、そのもう１つの面において、所定の形状及び寸法を有する微細構造パターンを基板の表面に備えた微細構造体を製造する方法であって、下記の工程：
本発明の転写用成形型を上記のような本発明方法によって作製する工程、
前記転写用成形型のパターン形成面に硬化性樹脂組成物を所定の膜厚で適用して賦形層の前駆体層を形成する工程、
前記転写用成形型の上にプラスチック材料の可とう性フィルムからなる支持体をさらに積層して前記金型、前記賦形層の前駆体層及び前記支持体を含む積層体を形成する工程、
前記硬化性樹脂組成物を硬化させる工程、
前記硬化性樹脂組成物の硬化によって形成された賦形層を前記支持体とともに前記転写用成形型から離型して、支持体と、その支持体によって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えた賦形層とを有する可とう性成形型を作製する工程、
前記基板と前記可とう性成形型の賦形層との間に硬化性の突起成形材料を配置して、前記突起成形材料を前記成形型の溝パターンに充填する工程、
前記突起成形材料を硬化させ、前記基板とそれに一体的に結合した突起パターンとからなる微細構造体を作製する工程、そして
前記微細構造体を前記可とう性成形型から取り去る工程、
を含んでなることを特徴とする微細構造体の製造方法にある。

以下の詳細な説明から理解されるように、本発明により提供される転写用成形型は、表面積の大きい、複雑なリブ形状を有する格子状リブなどの微細構造体の製造に有用であり、母型として使用するマスター金型を比較的に容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製でき、かつその寸法精度を維持しつつ、欠損、破壊、変形などの欠陥のない突起パターン、特に格子状突起パターンを形成することができる。

また、本発明によれば、かかる転写用成形型を容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製できる転写用成形型の製造方法も提供される。

さらに、本発明によれば、欠陥のない突起パターン、特に微細な格子状突起パターンを表面に有する微細構造体を容易にかつ高い寸法精度で歩留まりよく作製できる微細構造体の製造方法も提供される。

さらにまた、本発明によれば、微細構造体の製造に際して可とう性の成形型を中間型として使用した場合、本発明の転写用成形型からの剥離が容易であり、また、転写用成形型からの剥離時に可とう性成形型の支持フィルムを変形させることもない。また、本発明によれば、可とう性成形型や微細構造体の製造に熟練は必要とされず、所定位置にリブ等の突起物を容易かつ正確に、高い寸法精度で設けることができる。

さらに加えて、本発明によれば、ＰＤＰリブあるいはその他の微細構造体を、気泡の発生、パターンの変形等の欠陥を伴わないで高精度に製造できるという効果もある。また、本発明によれば、例えばＰＤＰリブやその他のセラミック微細構造体を低コスト、短時間、高精度で容易に製造することができる。

本発明による転写用形型及びその製造方法ならびに微細構造体の製造方法は、それぞれ、いろいろな形態で有利に実施することができる。以下では、微細構造体の典型例であるＰＤＰリブの製造を参照して本発明の実施を詳細に説明する。なお、本発明がＰＤＰリブの製造に限定されるわけではないことは、言うまでもない。

ＰＤＰリブは、図２を参照してすでに説明した通りである。すなわち、ＰＤＰのリブ５４は、背面ガラス基板５１の上に設けられてＰＤＰ用背面板を構成している。リブ５４の間隔（セルピッチ）Ｃは、画面サイズなどによって変動するけれども、通常、約１５０〜４００μｍの範囲である。一般的に、リブには、「気泡の混入や変形などの欠陥のないこと」及び「ピッチ精度がよいこと」の２点が必要とされる。ピッチ精度に関して言えば、リブは、その形成時、アドレス電極に対してほとんどずれることなく所定位置に設けられることが求められ、実際、数十μｍ以内の位置誤差しか許容されない。位置誤差が数十μｍを上回った場合、可視光の放出条件等に悪影響が生じ、満足のいく自発光表示が不可能となる。画面サイズの大型化が進んでいる今日、このようなリブのピッチ精度の問題は深刻である。

リブ５４を全体として見た場合、基板のサイズ及びリブの形状によって若干の差はあるものの、一般的に、リブ５４のトータルピッチ（両端のリブ５４の距離；図では５本のリブしか示されていないが、通常、３０００本前後である）Ｒは、数十ｐｐｍ以下の寸法精度が必要とされる。また、一般的には支持体とそれによって支承された溝パターン付きの賦形層とからなる可とう性成形型を用いてリブを成形するのが有用であるが、そのような成形方法の場合、成形型のトータルピッチ（両端の溝部の距離）にも、リブと同様に数十ｐｐｍ以下の寸法精度が必要とされる。

ところで、本発明の転写用成形型は、ＰＤＰ用の格子状リブの形成においてとりわけ有用であるが、これには次のような理由がある。

「背景技術」の項において説明したように、例えば４２インチ級の大型ＰＤＰの場合、その放電表示セルの数が２〜３百万個にも及び、金型の加工工程において極めて長い時間が必要とされるために現実的ではない。例えば、縦リブ３,０００本×横リブ１，０００本からなる格子状リブの場合、格子状突起パターンを有するマスター金型を作製しようとすると、実に３，０００，０００個（３，０００×１，０００）の放電セルに対応する穴あけ加工を行わなければならない。これに代えて、本発明に従いマスター金型に格子状溝パターンを加工するように設計変更した場合には、単に４，０００本（３，０００＋１，０００）の溝を線状に掘るだけで十分である。すなわち、本発明に従うと、マスター金型の加工性やコストが大幅に改善され、さらには、得られた転写用成形型を微細構造体の製造のための実質的な母型として使用でき、従来の方法のように多数の母型を作製することが不必要となるので、コスト面で非常に有利である。

また、ここで説明しておくと、格子状リブの説明のために用いられている「格子状パターン」なる語は、図４及び図６を参照して以下に説明するような典型的な格子状パターンのみを意味するわけではなく、格子に近い構造をもった類似のパターンも包含する。本発明の実施に有効なパターンとしては、例えば、ミアンダパターン、ワッフル（井桁）パターン、ひし形パターンなどを挙げることができる。

図示のＰＤＰリブは、以下に詳細に説明するように、そのリブに対応する形状及び寸法を備えたマスター金型を母型として使用して転写用成形型を作製した後、その転写用成形型から可とう性成形型を複製して、すなわち、転写用成形型を実質的な母型として使用して可とう性成形型を作製する方法によって有利に製造することができる。可とう性成形型を使用すると、目的とするＰＤＰリブを容易にかつ高精度で製造することができる。

本発明は、第１に、微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型（以下、「転写型」と略称する）にある。図３は、本発明による転写型の好ましい１態様を示した斜視図であり、また、図４は、図３の線分IV−IVに沿った断面図である。転写型１０は、図示されるように、
（１）高い弾性率を有する硬質材料からなるベース１１、及び
（２）ベース１１によって裏面を支持された、微細構造パターン（図では、格子状パターン）に対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターン１４を表面に備えた転写パターン層１２
を有している。本発明の転写型１０では、その転写パターン層１２が特定のシリコーンゴムである２液型室温硬化性シリコーンゴムからなることに特徴がある。

図示の転写型を使用して製造される微細構造体は、特に限定されるものではなく、したがって多岐に及ぶけれども、本発明の実施において最も好適な微細構造パターンは、前記したように、ＰＤＰ用リブの微細構造パターンであり、したがって、転写型のポジ型突起パターンは、通常、一定の間隔をあけて互いに略平行に配置された複数本の突起部をもって構成されたストレートパターンからなるか、さもなければ、図３に示すように、一定の間隔をあけて互いに交差しながら略平行に配置された複数本の突起部をもって構成された格子状パターン１４からなる。相隣りあった格子状パターン１４は、例えばＰＤＰパネルの放電表示セルに対応するキャビティ１５を規定している。本発明の転写型は、たとえ微細構造パターンが格子状パターンに代表される複雑なパターンであっても、転写型の作製後にマスター母型から剥離する時に従来の転写型のように強い剥離力を必要とすることがなく、また、突起部の破損などを引き起こすこともないという点で、注目に値する。

本発明の転写用成形型において、ベースは、高い弾性率を有する硬質材料からなる。このような硬質材料は、マスター母型から転写用成形型（転写型）を作製する際に、マスター母型に備わった高い寸法精度をそのまま維持することを可能とする。すなわち、マスター母型上に転写パターン層の形成材料を塗布して硬化させる場合、その転写パターン層の形成材料の硬化収縮があるため、得られる転写パターンの寸法精度を精確に維持することが一般的には困難であるけれども、本発明の場合、高い弾性率を有する硬質材料をベースに用いたことで、高い寸法をそのまま維持できるからである。

ベースに好適な硬質材料は、金属材料からプラスチック材料までの広範な材料を包含するけれども、とりわけ金属材料が有用である。適当な金属材料としては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、例えば、ステンレス鋼、銅などを挙げることができる。これらの金属材料は、単体で使用してもよく、所望ならば、合金の形で使用してもよい。

ベースは、通常、単一の硬質材料からなるシート、板などの形で使用するのが一般的であるけれども、所望ならば、複合体あるいは積層体の形で使用してもよい。ベースの厚さは、転写型の仕様などに応じて広い範囲で変更することができるけれども、通常、約０．１〜５ｍｍの範囲であり、さらに好ましくは、約０．５〜３ｍｍの範囲である。ベースの厚さが０．１ｍｍよりも薄くなると、転写型の取り扱い性が低下し、また、母型の高い寸法精度の維持が困難になる。例えば、ベースとして、所定の厚さをもった金属板に代えてＰＥＴフィルムを使用した場合、転写型は軽くなるけれども、もはや高い寸法精度を維持することが難しくなる。反対に、転写型の厚さが５ｍｍを上回ると、重量増加に原因して転写型の取り扱い性が低下する。

ベースによって裏面を支持される転写パターン層は、２液型室温硬化性シリコーンゴムから形成される。このようなシリコーンゴムは、それを使用して転写パターン層を形成する場合、従来成膜目的で一般的に使用されている熱硬化性樹脂などとは異なって基材やマスター金型を加熱処理する必要がないので、加熱に原因した変形と、それによる寸法精度の低下を回避することができる。また、熱硬化性樹脂に代えて光硬化性樹脂や湿気硬化性樹脂などを使用して転写パターン層を形成することも考えられるが、このような硬化性樹脂の場合、マスター金型と基材の間に挟んで使用されるので、完全な形で硬化を行わせることが実質的に不可能である。

また、２液型室温硬化性シリコーンゴムは、表面エネルギーが低く、柔軟性を有していることから、マスター金型から転写用成形型（第１の転写型）を剥離する作業、そして第１の転写型から微細構造体用成形型（第２の転写型）を剥離する作業が極めて容易となる。

さらに、２液型室温硬化性シリコーンゴムは、一般的に数時間で硬化させることが可能である。そのため、従来の方法では転写型の製造に非常に長い時間を必要としていたものを、数時間のサイクルで転写型を製造することができる。つまり、本発明によれば、格子あるいはその他の形状の凸部パターンを有する転写型を数時間サイクルで何枚でも製造可能である。さらに、このようにして製造される転写型は、その転写パターン層が繰り返し使用可能な強度等を有しているので、実質的な母型として、マスター金型に代えて繰り返し使用することができる。このことは、例えば格子状凸部パターンを有する金型を従来の方法に従い機械加工により直接作製しようとした場合に、非現実的な極めて長い加工時間を必要としたことに比べ、大きなメリットである。

引き続いて、転写パターン層の形成に使用される２液型室温硬化性シリコーンゴムについてさらに説明する。

室温硬化性シリコーンゴムは、常温（約２０〜２５℃）で硬化可能であり、通常、空気中の湿気と反応して硬化可能な１液型と、使用時に主成分と硬化剤の２液を所定の割合で混合することにより反応して硬化可能な２液型とに分類される。本発明の実施では、これらの室温硬化性シリコーンゴムのうちで、（１）低い表面エネルギー、（２）良好な柔軟性、などの特徴があるので、２液型室温硬化性シリコーンゴムがもっぱら使用される。

２液型室温硬化性シリコーンゴムは、所期の転写パターン層を形成し得る限り、いろいろな組成を有することができる。一例を示すと、かかる室温硬化性シリコーンゴムは、下記のように、主成分、架橋剤及び触媒からなる。
主成分
次式（Ｉ）によって表される末端反応性ジオルガノポリシロキサン：

上式において、
Ｒ_１〜Ｒ_４は、それぞれ、同一もしくは異なっていてもよく、水素原子を表すかもしくは有機基、好ましくは置換もしくは非置換のアルキル基、例えばメチル基又はエチル基を表し、
Ｘ_１及びＸ_２は、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、反応性基、好ましくは官能基、例えばヒドロキシル基などを表し、そして
ｎは、約１００〜１，０００の整数である。
架橋剤
例えば、１分子当たり２個以上の官能基、例えばヒドロキシル基などを有するシラン又はポリシロキサン。
触媒
常用の触媒、例えばスズ化合物、アミン、白金化合物等。

これらの３成分が必須成分であるが、必要に応じて、添加剤を含有することができる。適当な添加剤として、例えば、反応抑制剤、深部加硫剤、離型剤、離型向上剤、流動調節剤などを挙げることができる。これらの成分は、いろいろな比率で配合して使用することができ、特に配合比が限定されることはない。例えば、主成分と架橋剤の配合比は、通常、約１００：０．５〜１００：１０の範囲（縮合反応型シリコーンゴム）あるいは約１００：３〜１００：１００の範囲（付加反応型シリコーンゴム）である。

さらに具体的に記載すると、２液型室温硬化性シリコーンゴムは、例えばＧＥ東芝シリコーン社から、ＴＳＥ３５０３、ＴＳＥ３５０、ＴＳＥ３５０４、ＴＳＥ３５０２、ＸＥ１２−２４６、ＴＳＥ３５０８、ＸＥ１２−Ａ４００１、ＴＳＥ３５６２、ＴＳＥ３４５３、ＴＳＥ３４５３Ｔ、ＴＳＥ３４５５Ｔ、ＴＳＥ３４５６Ｔ、ＴＳＥ３４５７Ｔ及びＴＳＥ３４５０（いずれも商品名）として、また、東レダウコーニングシリコーン社から、ＳＨ９５５０ＲＴＶ、ＳＨ９５５１ＲＴＶ、ＳＨ９５２２ＲＴＶ、ＳＨ９５５２ＲＴＶ、ＳＨ９５５５ＲＴＶ、ＳＨ９５５６ＲＴＶ及びＳＨ９５５７ＲＴＶ（いずれも商品名）として、それぞれ商業的に入手可能でありかつ経済的に使用可能である。これらのシリコーンゴムの外に、住友３Ｍ社から品番６１６０、７３２２Ｈ、０４２５Ｈとして商業的に入手可能な２液型室温硬化性シリコーンゴムもまた、本発明の実施に好適である。参考までに引用すると、２液型室温硬化性シリコーンゴムは、熊田及び和田監修「シリコーンの最新応用技術」、昭和５７年２月２６日発行、株式会社ＣＭＣに詳細に記載されている。

上記した成分を含む室温硬化性シリコーンゴム（本発明では、これを「転写パターン層の前駆体」とも呼ぶ）からその硬化によって形成された転写パターン層は、すでに十分な強度などの特性を備えているので、そのまま転写用成形型の一員として使用することができる。必要ならば、転写パターン層は、さらにキュアリング処理した後に使用してもよい。キュアリング処理によって、硬化したシリコーンゴムを完全キュアさせると、離型作業がさらに容易となるばかりでなく、離型耐久性が向上し、母型としての使用寿命が向上するからである。キュアリング処理は、いろいろな条件下で実施することができるけれども、一例を示すと、例えば、２５℃で１６時間程度、あるいは１００℃で２時間程度である。

転写パターン層の厚さは、転写用成形型の仕様やその他のファクターに応じて広い範囲で変更することができるが、通常、約０．００５〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、約２０〜２００μｍの範囲である。転写パターン層の厚さが０．００５ｍｍを下回ると、もはやポジ型突起パターンをその層の表面に付与することが難しくなり、反対に、転写パターン層の厚さが１０ｍｍを上回ると、材料コストが増加し、転写パターン層を薄く形成するメリットもなくなる。

さらに、本発明の転写用成形型は、微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターン（凹部パターン）を表面に備えたマスター金型を母型として使用することを可能とするので、マスター金型の加工を容易に、かつ比較的に短時間で実施することができるという効果もある。従来のように、ポジ型突起パターンを表面に備えたマスター金型を作製する場合には、長時間の加工や熟練、そして多大の経費を必要としていたのとは対象的である。実際、格子状凹部パターンを金属ドラムなどに機械加工する場合と、格子状凸部パターンを同じ金属ドラムなどに機械加工する場合とでは、加工可能なパターンの微細度、加工時間、コストなどにおいて雲泥の差がある。

また、従来のように、凹部パターンを表面に備えたマスター金型から直接に微細構造体（例えば、ＰＤＰリブ）を転写によって作製した場合には、突起部（例えば、リブ）を破損するなどの問題が発生するけれども、本発明では、中間型として、特定構造の転写型を使用しているので、この問題も回避することができる。要するに、本発明によれば、微細構造体の典型例である格子状ＰＤＰリブを作製したい場合、加工が容易な格子状凹部パターンを備えたマスター金型を母型として使用することができ、かつリブ欠陥を生じることなく格子状リブを形成することができる。

ところで、本発明の場合、以下に図７を参照して説明するように、微細構造体を製造する場合には、下記の工程：
（１）格子状凹部パターンを備えたマスター金型の作製、
（２）格子状凸部パターンを備えた転写用成形型（第１の転写型）の作製、
（３）格子状凹部パターンを備えた微細構造体成形用成形型（第２の転写型）の作製、及び
（４）微細構造体の作製
を順次実施することが必要である。この製造プロセスでは、工程が多いので、その実施の間に寸法精度の維持に注意をする必要がある。しかし、本発明では、上記したように第１の転写型として特定の構造の転写型を採用しているので、寸法精度の維持が容易に可能である。また、この効果は、第２の転写型として、以下に説明するように可とう性の成形型を使用することで、さらに高めることができる。

本発明による転写用成形型は、いろいろな手法を使用して製造することができるが、好ましくは、下記の工程：
目的とする微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジパターン（ポジ型突起パターン）を表面に備えた転写パターン層を２液型室温硬化性シリコーンゴムから形成する工程、及び
前記転写パターン層の裏面を高い弾性率を有する硬質材料からなるベースによって支持する工程
を含む方法によって製造することができる。

また、この製造方法の実施において、微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えたマスター金型を母型として使用し、前記マスター金型の溝パターンを前記シリコーンゴムに転写して前記転写パターン層のポジ型突起パターンを形成することが好ましい。具体的には、下記の工程：
マスター金型の表面に２液型室温硬化性シリコーンゴムを所定の膜厚で適用して前記転写パターン層の前駆体層を形成する工程、
前記マスター金型の上に前記ベースを積層して前記マスター金型、前記転写パターン層の前駆体層及び前記ベースを含む積層体を形成する工程、
前記シリコーンゴムを硬化させる工程、そして
前記シリコーンゴムの硬化によって形成された前記転写パターン層を前記ベースとともに前記マスター金型から離型する工程、
を順次実施することによって本発明の転写用成形型を製造することができる。

図５は、本発明による転写用成形型の製造方法の典型例を示したものである。

まず、図６に斜視図で示し、かつ図５（Ａ）に図６の線分Ｖ（Ａ）−Ｖ（Ａ）に沿った断面図で示すようなマスター金型１を用意する。マスター金型１は、図３及び図４に示した本発明の転写用成形型１０を作製する際の母型として使用されるものであり、例えばしんちゅうの平板からなる。マスター金型１は、その表面に、微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターン４を備えている。なお、図示の例では、微細構造体として格子状ＰＤＰリブを製造することを想定しているので、ネガ型溝パターン４は、図６に示す通り、格子状溝パターンである。ネガ型溝パターン４は、ストライプパターンに比較して複雑な配置となっているけれども、従来のように金型の表面に突起パターンを加工する場合に比較して格段に容易にかつ短時間で加工することができる。金型の表面に、エンドミルや放電加工によって微細な溝を穿つだけで溝パターンを完成できるからである。ネガ型溝パターン４の形状や寸法は、すでに説明したＰＤＰリブの説明から容易に理解できるであろう。

次いで、図５（Ｂ）に示すように、用意したマスター金型１の表面に、転写パターンの前駆体として使用される２液型室温硬化性シリコーンゴム２を所定の膜厚で適用する。図示の例では、室温硬化性シリコーンゴム２をマスター金型１の表面に塗布し、溝パターン４を順次充填する方法を採用しているが、その他の方法を採用してもよい。例えば、シート状に加工した室温硬化性シリコーンゴム２を用意し、これをマスター金型１のパターン面に積層して両者を密着させてもよい。また、別法によれば、マスター金型と、転写用成形型のベース（前記した）を所定の間隔を開けて配置した後、その間隙に室温硬化性シリコーンゴムを注入してもよい。いずれの方法によっても、転写パターン層の前駆体層２を所定の厚さで形成することができる。

引き続いて、図５（Ｃ）に示すように、マスター金型１の上に転写用成形型のベース１１を積層して、マスター金型１、転写パターン層の前駆体層及びベース１１を含む積層体を形成する。なお、図では、前駆体の硬化によって形成された転写パターン層１２が示されている。すなわち、前駆体の室温硬化性シリコーンゴムを硬化させると、図示のように、ベース１１とそれによって支持された転写パターン層１２とからなる転写用成形型１０が得られる。なお、室温硬化性シリコーンゴムは、通常、室温で数時間で硬化可能である。

最後に、図示しないが、得られた転写用成形型をマスター金型から離型する。離型した後の成形型は、必要ならば、室温あるいは高められた温度でアフターキュアしてもよい。

本発明は、第３に、微細構造体の製造方法にある。この製造方法は、本発明の転写用成形型を使用する限り、いかなる工程を経て実施してもよい。実際、本発明方法は、いろいろな工程を経て有利に実施することができる。本発明方法は、特に、図７に示すような順序で有利に実施することができる。

最初に、前記したようにして、ネガパターンをもったマスター金型を母型１として用意する。

その後、同じく前記したようにして、母型１のネガパターンを逆転写することで、ポジパターンをもった転写用成形型（第１の転写型）１０を作製する。

次いで、作製した第１の転写型１０のポジパターンを逆転写することで、ネガパターンをもった微細構造体用成形型（第２の転写型）２０を作製する。なお、転写型２０は、以下に説明するように、可とう性成形型として作製するのが有利である。なお、本発明の実施において、第１の転写型１０は、実質的な母型として使用できるので、この段階で第２の転写型２０を高精度で多数個取りすることができる。

最後に、微細構造体の作製工程に移行する。この工程は、第２の転写型２０のネガパターンを逆転写することを含むいろいろな方法で実施することができる。マスター金型のネガパターンを正確に逆転写した、ポジパターンをもった微細構造体３０が得られる。

さらに具体的に説明すると、本発明による微細構造体の製造方法は、下記の工程：
本発明の転写用成形型（第１の転写型）を上記のようにして作製する工程、
前記転写用成形型のパターン形成面に硬化性樹脂組成物を所定の膜厚で適用して賦形層の前駆体層を形成する工程、
前記転写用成形型の上にプラスチック材料の可とう性フィルムからなる支持体をさらに積層して前記金型、前記賦形層の前駆体層及び前記支持体を含む積層体を形成する工程、
前記硬化性樹脂組成物を硬化させる工程、
前記硬化性樹脂組成物の硬化によって形成された賦形層を前記支持体とともに前記転写用成形型から離型して、支持体と、その支持体によって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えた賦形層とを有する可とう性成形型（第２の転写型）を作製する工程、
前記基板と前記可とう性成形型の賦形層との間に硬化性の突起成形材料を配置して、前記突起成形材料を前記成形型の溝パターンに充填する工程、
前記突起成形材料を硬化させ、前記基板とそれに一体的に結合した突起パターンとからなる微細構造体を作製する工程、そして
前記微細構造体を前記可とう性成形型から取り去る工程、
を順次実施することによって有利に実施することができる。

本発明による微細構造体の製造方法において、ネガ型溝パターンを備えた第２の転写型は、その形状や構成などは特に限定されないというものの、上記したように、可とう性成形型を有利に使用することができる。可とう性成形型は、通常、支持体と、その支持体によって支承された賦形層との２層構造を有しており、ただし、もしも賦形層そのものが支持体としての機能を有することができるのであるならば、支持体の使用を省略してもよい。また、可とう性成形型は、基本的には２層構造体であるけれども、必要に応じて、追加の層やコーティングを有していてもよい。

可とう性成形型において、支持体は、それによって賦形層を支承でき、かつ成形型の可とう性を確保するのに十分な柔軟性（フレキシビリティ）及び適度の硬さを有している限りにおいて、その形態、材料、厚さなどが限定されることはない。一般的には、プラスチック材料のフレキシブルなフィルム（プラスチックフィルム）を支持体として有利に使用することができる。プラスチックフィルムは、好ましくは透明であり、賦形層の形成時に照射される紫外線を透過させるのに十分な透明度を有していることが、少なくとも必要である。さらには、得られた成形型を使用してＰＤＰリブやその他の微細構造体を光硬化性成形材料から製造することを特に考慮に入れた場合、支持体及び賦形層のどちらも透明であることが好ましい。

支持体として使用するプラスチックフィルムにおいて、可とう性成形型の溝部のピッチ精度を数十ｐｐｍ以内にコントロールするため、溝部の形成に関与する賦形層を構成する成形材料（好ましくは、紫外線硬化性組成物などの光硬化性材料）よりもはるかに硬いプラスチック材料をプラスチックフィルムに選択することが好ましい。一般的に、光硬化性材料の硬化収縮率は数％程度であるため、軟質のプラスチックフィルムを支持体に使用した場合、前者の硬化収縮によって、支持体自体の寸法も変化し、溝部のピッチ精度を数十ｐｐｍ以内にコントロールすることはできない。一方、プラスチックフィルムが硬いと、光硬化性材料が硬化収縮したとしても支持体自体の寸法精度が維持されるので、溝部のピッチ精度を高精度で維持することができる。また、プラスチックフィルムが硬いと、リブを形成する際のピッチ変動も小さく抑えることができるため、成形性及び寸法精度の両面で有利である。さらに、プラスチックフィルムが硬い場合、成形型の溝部のピッチ精度は、プラスチックフィルムの寸法変化にのみ依存することになるため、安定的に所望のピッチ精度を有する成形型を提供するためには、製造後の成形型においてそのプラスチックフィルムの寸法が予定通りであり、少しも変化していないように後処理するだけで十分である。

プラスチックフィルムの硬さは、例えば引張りに対する剛性、すなわち、引張り強度で表すことができる。プラスチックフィルムの引張り強度は、通常、少なくとも約５ｋｇ／ｍｍ^２であり、好ましくは、少なくとも約１０ｋｇ／ｍｍ^２である。プラスチックフィルムの引張り強度が５ｋｇ／ｍｍ^２を下回った場合、得られた成形型を金型から取り出す時や成形型からＰＤＰリブを取り出す時などに取り扱い性が低下し、破損や引裂けが生じることもある。

プラスチックフィルムは、通常、プラスチック原料を成形によってシート化したものであり、シートの形態に裁断した状態あるいはロールに巻き取った状態で商業的に入手可能である。必要ならば、プラスチックフィルムに任意の表面処理を施して、プラスチックフィルムに対する賦形層の密着強度を向上させるなどしてもよい。

可とう性成形型において、上述のような支持体の上に設けられる賦形層は、所望とする効果などに応じていろいろに構成することができる。例えば、賦形層は、要件：アクリル系モノマー及び（又は）オリゴマーを主成分として含有する紫外線硬化性組成物の硬化樹脂からなること、を満足させるものが好ましい。

賦形層は、まず、アクリル系モノマー及び（又は）オリゴマーを主成分として含有する紫外線硬化性組成物を紫外線照射によって硬化させることによって形成された硬化樹脂からなる。賦形層をこのように紫外線硬化性組成物から形成する方法は、賦形層の形成に長大な加熱炉を必要とすることなく、しかも比較的短時間に硬化させて硬化樹脂を得ることが可能であるので、有用である。

賦形層の形成に好適なアクリル系モノマーとしては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸エステルなどを挙げることができる。また、賦形層の形成に好適なアクリル系オリゴマーとしては、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエーテルアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマーなどを挙げることができる。特にウレタンアクリレートやそのオリゴマーは、硬化後に柔軟で強靭な硬化樹脂層を提供でき、また、アクリレート全般のなかでも硬化する速度が極めて速いので、成形型の生産性の向上にも寄与できる。さらに、これらのアクリル系モノマーやオリゴマーを使用すると、賦形層が光学的に透明になる。したがって、このような賦形層を備えた可とう性成形型は、ＰＤＰリブやその他の微細構造体を製造する時、光硬化性の成形材料を使用可能となす。

上記したようなアクリル系のモノマー及びオリゴマーは、所望とする成形型の構成やその他のファクタに応じて、単独で使用してもよく、２種類以上を任意に組み合わせて使用してもよい。本発明者は、アクリル系モノマー及び（又は）オリゴマーが、ウレタンアクリレートオリゴマーと、単官能性及び（又は）２官能性アクリルモノマーとの混合物である時に特に好ましい結果が得られることを発見した。また、このような混合物において、ウレタンアクリレートオリゴマーとアクリルモノマーとの混合比は広い範囲で変更することができるけれども、通常、オリゴマーとモノマーの合計量を基準にしてウレタンアクリレートオリゴマーを約２０〜８０重量％の量で使用するのが好ましい。得られる成形型においてウレタンアクリレートオリゴマーとアクリルモノマーをこのように広範囲の比率で混合することができるので、賦形層形成用の紫外線硬化性組成物の粘度を成形に好適な広範囲な値に設定できるようになり、したがって、成形型の製造時、作業が容易である、膜厚を一定にできる、などの改良を達成することができる。

紫外線硬化性組成物は、必要に応じて、光重合開始剤やその他の添加剤を任意に含有することができる。例えば、光重合開始剤は、２−ヒドロキシ−2−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンなどを包含する。光重合開始剤は、紫外線硬化性組成物においていろいろな量で使用することができるというものの、通常、アクリル系モノマー及び（又は）オリゴマーの全量を基準にして約０．１〜１０重量％の量で使用するのが好ましい。光重合開始剤の量が０．１重量％を下回ると、硬化反応が著しく遅くなってしまうか、十分な硬化が得られないといった問題が発生する。反対に、光重合開始剤の量が１０重量％材料よりも多くなると、硬化工程の完了後も未反応の光重合開始剤が残留した状態となり、樹脂の黄変や劣化、揮発による樹脂の収縮といった問題が発生する。その他の有用な添加剤としては、例えば、帯電防止剤などを挙げることができる。

また、賦形層の形成において、紫外線硬化性組成物はいろいろな粘度（ブルックフィールド粘度、いわゆるＢ粘度）で使用することができるというものの、好ましい粘度は、通常、約１０〜３５，０００ｃｐｓの範囲であり、さらに好ましくは、約５０〜１０，０００ｃｐｓの範囲である。紫外線硬化性組成物の粘度が上記の範囲を外れると、賦形層の形成作業において成膜が困難となる、硬化が十分に進行しない、などといった問題が発生するおそれがある。

賦形層は、成形型及びＰＤＰの構成などに応じていろいろな厚さで使用することができるけれども、通常、約５〜１，０００μｍの範囲であり、好ましくは、約１０〜８００μｍの範囲であり、さらに好ましくは、約５０〜７００μｍの範囲である。賦形層の厚さが５μｍを下回ると、必要なリブ高さが得られないといった問題が発生する。本発明の賦形層は、大きなリブ高さを保証するためにその厚さが１，０００μｍまで大きくなっても金型から成形型を取り外す作業に不都合を生じることはないけれども、賦形層の厚さがもしも１，０００μｍよりもさらに大きくなると、紫外線硬化性組成物の硬化収縮によってストレスが大きくなり、成形型の反り、寸法精度の劣化といった問題が発生する。本発明の成形型では、リブの高さに対応して溝パターンの深さ、換言すると、賦形層の厚さを大きく設計したとしても、完成した成形型を金型から取り外す作業を小さい力で容易に実施することができるということが重要である。

また、賦形層の表面に形成される溝パターンについて説明すると、溝パターンの深さ、ピッチ及び幅は、目的とするＰＤＰリブのパターン（ストレートパターン又は格子状パターン）や賦形層自体の厚さによって広い範囲で変更することができるけれども、図３及び図４に示した転写用成形型から作製された格子状ＰＤＰリブ用可とう性成形型の場合、その溝パターンの深さ（リブの高さに対応）は、通常、約１００〜５００μｍの範囲であり、好ましくは、約１５０〜３００μｍの範囲であり、縦方向と横方向で異なっていてもよい溝パターンのピッチは、通常、約１００〜６００μｍの範囲であり、好ましくは、約２００〜４００μｍの範囲であり、また、上面と下面で異なっていてもよい溝パターンの幅は、通常、約１０〜１００μｍの範囲であり、好ましくは、約５０〜８０μｍの範囲である。

第２の転写型として使用される可とう性成形型は、いろいろな技法に従って製造することができる。例えば、図８に順を追って示すような手順によって有利に製造することができる。なお、図において、製造対象の微細構造体をＰＤＰリブとして説明する。

まず、図８（Ａ）に示すように、ＰＤＰリブに対応する形状及び寸法を備えた転写用成形型（第１の転写型）１０を、図５を参照して先に説明したようにして作製する。第１の転写型１０は、ベース１１とそれによって支持された転写パターン層１２とからなる。第１の転写型１０は、ＰＤＰ用背面板のリブと同じパターン及び形状の隔壁１４をその表面に備え、また、したがって、相隣りあう隔壁１４によって規定されるキャビティ（凹部）１５が、ＰＤＰの放電表示セルとなる。隔壁１４の上端部には、泡かみを防止するためのテーパーを取り付けてもよい。最終リブ形態と同じ転写型を用意することで、リブ作製後の端部処理が不要となり、端部処理によって発生する破片による欠陥発生の恐れもなくなる。また、本製造方法では、賦形層作製用の成形材料がすべて硬化されるので、転写型上における成形材料の残渣が非常に少なく、よって、転写型の再利用が容易にできる。また、この第１の転写型１０とあわせて、透明なプラスチックフィルムからなる支持体（以下、支持フィルムと呼ぶ）２１及び及びラミネートロール２３を用意する。ラミネートロール２３は、支持フィルム２１を転写型１０に押し付けるもので、ゴムロールからなる。必要ならば、ラミネートロールに代えてその他の周知・慣用のラミネート手段を使用してもよい。支持フィルム２１は、ポリエステルフィルムやその他の上記した透明プラスチックフィルムからなる。

次いで、例えばナイフコータやバーコータ等の周知・慣用のコーティング手段（図示せず）により、転写型１０の端面に紫外線硬化性の成形材料３を所定の量で塗布する。ここで、支持フィルム２１として柔軟で弾性のある材料を使用すると、紫外線硬化性の成形材料３が収縮しても、支持フィルム２１と密着しているため、支持フィルムそのものが変形しない限り、１０ｐｐｍ以上の寸法変動を起こすことがない。

ラミネート処理の前、支持フィルムの湿度による寸法変化を取り除くため、成形型の製造環境下でエージングを行うことが好ましい。このエージング処理を行わないと、得られる成形型において許容し得ない程度の寸法のばらつき（例えば、３００ｐｐｍのオーダーのばらつき）が発生する恐れがある。

次いで、ラミネートロール２３を転写型１０の上を矢印の方向に滑動させる。このラミネート処理の結果、成形材料３が所定の厚さで均一に分布せしめられ、隔壁１４の間隙も成形材料３で充填される。また、成形材料３が支持フィルム２１で押し広げられるので、従来一般的に使用されている塗布法に比較して、アワ抜けも良好である。

ラミネート処理が完了した後、図８（Ｂ）に示すように、支持フィルム２１を転写型１０に積層した状態で、支持フィルム２１を介して、紫外線光（ｈν）を矢印で示すように成形材料３に照射する。ここで、支持フィルム２１が気泡等の光散乱要素を含むことなく、透明材料によって一様に形成されていれば、照射光は、ほとんど減衰することがなく、成形材料３に均等に到達可能である。その結果、成形材料は効率的に硬化して、支持フィルム２１に接着した均一な賦形層２２になる。よって、支持フィルム２１と賦形層２２が一体的に接合した可とう性成形型２０が得られる。なお、この工程では、例えば波長３５０〜４５０ｎｍの紫外線を使用できるので、フュージョンランプなどの高圧水銀灯のように高熱を発生させる光源を使用しないで済むというメリットもある。さらに、紫外線硬化時に支持フィルムや賦形層を熱変形させることがないので、高度のピッチコントロールができるというメリットもある。

その後、図８（Ｃ）に示すように、可とう性成形型２０をその一体性を保持したまま転写型１０から分離する。

第２の転写型としての可とう性成形型は、寸法・大きさによらず、それに応じた周知・慣用のラミネート手段及びコーティング手段を使用しさえすれば、比較的簡便に製造可能である。したがって、本発明によれば、真空プレス成形機等の真空設備を使用した従来の製造方法とは異なり、何らの制限を受けることなく大型の可とう性成形型を簡便に製造可能となる。

また、可とう性成形型は、いろいろな微細構造体の製造において有用である。例えば、可とう性成形型は、ストレートリブパターンあるいは格子状リブパターンをもったＰＤＰのリブの成形に有用である。この可とう性成形型を使用すれば、真空設備及び（又は）複雑なプロセスの代わりにラミネートロールを用いただけで、放電表示セルから外部に紫外線が漏れ難いリブ構造を有する大画面のＰＤＰを簡便に製造することができる。

さらに、可とう性成形型は、特に複数本のリブが一定の間隔をあけて互いに交差しながら略平行に配置された、すなわち、格子状ＰＤＰリブを製造する場合に有用である。この可とう性成形型は、それが大型で複雑な形状を有するリブ製造用の成形型であるにもかかわらず、転写用成形型からその成形型を取り外す作業を変形、破壊等の問題を生じることなく容易に実施することができるからである。

上記のようにして、あるいはその他の方法を使用して作製した可とう性成形型を使用して、ＰＤＰリブを有利に製造することができる。以下、図８の方法で作製した可とう性成形型２０を使用して格子状リブパターンをもったＰＤＰリブを製造する方法を、図９を参照して順を追って説明する。なお、本方法の実施には、例えば特開２００１−１９１３４５号公報の図１〜図３に示した製造装置を有利に使用できる。

まず、図示しないが、ストライプ状の電極を予め定められたパターンで上面に配設したガラス平板を用意して定盤上にセットする。次いで、図９（Ａ）に示すように、溝パターンを表面に有する可とう性成形型２０をガラス平板３１上の所定の位置に設置し、ガラス平板３１と成形型２０との位置合わせ（アライメント）を行う。ここで、ガラス平板３１は、図２に示したようにアドレス電極及び誘電体層を有しているが、説明の簡略化のために省略されている。成形型２０は透明であるので、ガラス平板３１上の電極との位置合わせは、容易に可能である。詳細に述べると、この位置合わせは、目視によって行ってもよく、さもなければ、例えばＣＣＤカメラのようなセンサを用いて行ってもよい。このとき、必要により、温度及び湿度を調整して成形型２０の溝部とガラス平板３１上の相隣れる電極間の間隔を一致させてもよい。通常、成形型２０とガラス平板３１は温度及び湿度の変化に応じて伸縮し、また、その程度は互いに異なるからである。したがって、ガラス平板３１と成形型２０との位置合わせが完了した後は、そのときの温度及び湿度を一定に維持するよう制御する。かかる制御方法は、大面積のＰＤＰ用基板の製造に当たって特に有効である。

引き続いて、ラミネートロール２３を成形型２０の一端部に載置する。ラミネートロール２３は、好ましくはゴムロールである。このとき、成形型２０の一端部はガラス平板３１上に固定されているのが好ましい。先に位置合わせが完了したガラス平板３１と成形型２０との位置ずれが防止され得るからである。

次に、成形型２０の自由な他端部をホルダー（図示せず）によって持ち上げてラミネートロール２３の上方に移動させ、ガラス平板３１を露出させる。このとき、成形型２０には張力を与えないようにする。成形型２０にしわが入るのを防止したり、成形型２０とガラス平板３１の位置合わせを維持したりするためである。但し、その位置合わせを維持し得る限り、他の手段を使用してもよい。なお、本製造方法では、成形型２０に弾性があるので、成形型２０を図示のようにめくりあげても、その後のラミネート時には、もとの位置合わせの状態に正確に戻すことができる。

引き続いて、リブの形成に必要な所定量のリブ前駆体３３をガラス平板３１の上に供給する。リブ前駆体の供給には、例えば、ノズル付きのペースト用ホッパーを使用できる。

ここで、リブ前駆体とは、最終的に目的とするリブ成形体を形成可能な任意の成形材料を意味し、リブ成形体を形成できる限り特に限定されるものではない。リブ前駆体は、熱硬化性でも光硬化性でもよい。特に、光硬化性のリブ前駆体は、上述した透明の可とう性成形型と組み合わせて極めて効果的に使用可能である。可とう性成形型は、上記したように、気泡や変形等の欠陥をほとんど伴わず、光の不均一な散乱等を抑制することができる。かくして、成形材料が均一に硬化され、一定かつ良好な品質をもったリブになる。

リブ前駆体に好適な組成物の一例を挙げると、（１）リブの形状を与える、例えば酸化アルミニウムのようなセラミック成分、（２）セラミック成分間の隙間を埋めてリブに緻密性を付与する鉛ガラスやリン酸ガラスのようなガラス成分、及び（３）セラミック成分を収容及び保持して互いに結合するバインダ成分とその硬化剤又は重合開始剤を基本的に含む組成物である。バインダ成分の硬化は、加熱又は加温によらず光の照射によってなされることが望ましい。かかる場合、ガラス平板の熱変形を考慮する必要はなくなる。

また、図示の製造方法の実施において、リブ前駆体３３をガラス平板３１の上面に全体的に供給する。リブ前駆体３３は、通常約２０，０００ｃｐｓ以下、好適には約５，０００ｃｐｓ以下の粘度を有することが望ましい。リブ前駆体の粘度が約２０，０００ｃｐｓより高いと、ラミネートロールによってリブ前駆体が十分に広がり難くなり、その結果、成形型の溝部に空気が巻き込まれ、リブの欠陥の原因となるおそれがある。実際、リブ前駆体の粘度が約２０，０００ｃｐｓ以下であると、ラミネートロールをガラス平板の一端部から他端部に一回だけ移動させるだけで、ガラス平板と成形型の間にリブ前駆体が均一に広がり、全ての溝部に気泡を含むことなく均一に充填できる。

次に、回転モータ（図示せず）を駆動させ、図９（Ａ）において矢印で示すように、ラミネートロール２３を成形型２０上を所定の速度で移動させる。ラミネートロール２３がこのようにして成形型２０上を移動している間、成形型２０にはその一端部から他端部に圧力がラミネートロール２３の自重によって順次印加されて、ガラス平板３１と成形型２０の間にリブ前駆体３３が広がり、成形型２０の溝部にも充填される。すなわち、リブ前駆体３３が順次溝部の空気と置換されて充填されていく。このとき、リブ前駆体の厚さは、リブ前駆体の粘度又はラミネートロールの直径、重量もしくは移動速度を適当に制御することにより、数μｍから数十μｍの範囲にすることができる。

また、図示の製造方法によれば、成形型の溝部は空気のチャネルにもなって、空気をそこに捕捉したとしても、上述した印加圧力を受けたときには空気を効率よく成形型の外部又は周囲に排除することができる。その結果、本製造方法は、リブ前駆体の充填を大気圧下で行っても、気泡の残存を防止することができるようになる。換言すれば、リブ前駆体の充填に当たって減圧を適用する必要はなくなる。もちろん、減圧を行って、気泡の除去を一層容易に行ってもよい。

引き続いて、リブ前駆体を硬化させる。ガラス平板３１上に広げたリブ前駆体３３が光硬化可能である場合は、図９（Ｂ）に示すように、ガラス平板３１と成形型２０の積層体を光照射装置（図示せず）に入れ、紫外線のような光をガラス平板３１及び成形型２０を介してリブ前駆体３３に照射して硬化させる。このようにして、リブ前駆体の成形体、すなわち、リブそのものが得られる。

最後に、得られたリブ３２をガラス平板３１に接着させたまま、ガラス平板３１及び成形型２０を光照射装置から取り出し、図９（Ｃ）に示すように成形型２０を剥離除去する。ここで使用した可とう性成形型２０はハンドリング性にも優れるので、ガラス平板３１に接着したリブ３２を破損させることなく、少ない力で成形型２０を容易に剥離除去できる。もちろん、この剥離除去作業に大掛かりな装置は不要である。

引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
マスター金型の作製
格子状パターンのリブ（隔壁）をもったＰＤＰ用背面板を製造するため、母型として使用するマスター金型を作製した。なお、本例で作製したマスター金型は、図６を参照して先に説明したような、一定の間隔を開けて互いに交差しながら略平行に配置された多数の細溝をもって構成された格子状溝パターンを表面に有している金型である。

縦４００ｍｍ×横７００ｍｍ×厚さ５ｍｍのしんちゅう板を用意し、その片面に、図６に示すようなパターンで１８４５本の縦溝（縦リブに対応）及び６０８本の横溝（横リブに対応）を切削加工した。縦溝の寸法は、約３００μｍのピッチ（隣接する縦溝の中心間の距離）、約２１０μｍの深さ（リブの高さに相当）、約１１０μｍの溝底部幅（リブの頂部幅に相当）及び約２００μｍの溝頂部幅（リブの底部幅に相当）であった。また、横溝の寸法は、約５１０μｍのピッチ（隣接する横溝の中心間の距離）、約２１０μｍの深さ（リブの高さに相当）、約４０μｍの溝底部幅（リブの頂部幅に相当）及び約２００μｍの溝頂部幅（リブの底部幅に相当）であった。作製したマスター金型について、そのトータルピッチ（両端のリブの中心間の距離）を縦リブ対応の縦溝及び横リブ対応の横溝のそれぞれについて５個所で測定したところ、下記の第１表に記載のような測定結果が得られた。
転写用成形型（第１の転写型）の作製
上記のようにして作製したマスター金型を使用して、図５を参照して先に説明したような手法に従って第１の転写型を作製した。なお、この転写型の斜視図は図３に、図３の線分IV−IVに沿った断面図は図４に、それぞれ示されている。

転写型のベースとして使用するため、縦４００ｍｍ×横７００ｍｍ×厚さ１ｍｍのステンレス鋼板を用意した。また、ステンレス鋼板の転写パターン形成面には、そのステンレス鋼板と転写パターン層（シリコーンゴム層）の接着性を高めるためにプライマー処理を施した。プライマー処理のため、プライマ−コート（商品名「ＭＥ１２１」、ＧＥ東芝シリコーン社製）を塗布した後、１５０℃で１時間にわたって乾燥させた。

先の工程で作製したマスター金型の溝パターン面をベースのプライマ−処理面に向き合わせて配置し、その間（約１００μｍの間隙）に２液型室温硬化性シリコーンゴム（商品名「ＸＥ１２−Ａ４００１」、ＧＥ東芝シリコーン社製）を充填し、そのまま１２時間にわたって放置して硬化させた。得られたシリコーンゴム製転写型は、図３及び図４に示したように格子状突起パターンを有しており、その突起部の形状及び寸法は、それぞれ、マスター金型の格子状溝パターンの形状及び寸法に対応していた。すなわち、得られた転写型の突起部は、縦突起部と横突起部とからなり、それぞれ等脚台形の断面を有し、かつ一定の間隔を開けて互いに交差しながら略平行に配置されていた。それぞれの突起部は、高さ（縦突起部及び横突起部とも）２１０μｍ、縦突起部の頂部幅１１０μｍ及び底部幅２００μｍ、横突起部の頂部幅４０μｍ及び底部幅２００μｍ、そして縦突起部のピッチ（隣接する縦突起部の中心間の距離）３００μｍ及び横突起部のピッチ５１０μｍであった。作製したシリコーンゴム製転写型について、そのトータルピッチ（両端の突起部の中心間の距離）を縦リブ対応の縦突起部及び横リブ対応の横突起部のそれぞれについて５個所で測定したところ、下記の第１表に記載のような測定結果が得られた。さらに、得られた転写型の突起部の状態を光学顕微鏡を使用して観察したところ、微細な突起部において少しの欠陥も発生していないことが認められた。

上記第１表の測定結果から理解されるように、ＰＤＰリブ用の転写型を作製するに当たって、本発明に従いネガ型溝パターンを表面にもったマスター金型を使用するとともに、高弾性率を有する硬質材料からなるベースの上にシリコーンゴムの成形によって転写パターン層を形成した場合、マスター金型の寸法精度をシリコーンゴム製転写型に対して極めて精度よく転写することができる。
可とう性成形型（第２の転写型）の作製
上記のようにして作製した第１の転写型を使用して、図８を参照して先に説明したような手法に従って可とう性成形型（第２の転写型）を作製した。

成形型の賦形層の形成に使用するため、下記のような組成の２種類の紫外線硬化性樹脂組成物を調製した。
高粘度の紫外線硬化性樹脂組成物（Ａ）：
脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー（商品名「フォトマー６０１０」、ヘンケル社製） ８０重量％
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学社製） ２０重量％
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（光重合開始剤、商品名「ダロキュア１１７３」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） １重量％
低粘度の紫外線硬化性樹脂組成物（Ｂ）：
脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー（商品名「フォトマー６０１０」、ヘンケル社製） ４０重量％
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（新中村化学社製） ６０重量％
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（光重合開始剤、商品名「ダロキュア１１７３」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） １重量％
それぞれの樹脂組成物の粘度をブルックフィールド（Ｂ）型粘度計で測定したところ、樹脂組成物（Ａ）の粘度は８，５００ｃｐｓであり、樹脂組成物（Ｂ）の粘度は１１０ｃｐｓであった（シャフト＃５、２０ｒｐｍ、２２℃）。

さらに、成形型の支持体として使用するため、縦７００ｍｍ×横７００ｍｍ×厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（商品名「ＨＰＥ１８８」、帝人社製）を用意した。

次いで、ＰＥＴフィルムの片面に上記のようにして調製した紫外線硬化性樹脂組成物（Ａ）を約２００μｍの厚さで塗布し、一方、先の工程で作製した転写型の転写パターン面に紫外線硬化性樹脂組成物（Ｂ）を塗布した。その後、ＰＥＴフィルムと転写型をそれぞれの樹脂コーティングが重なり合うようにラミネートした。ＰＥＴフィルムの長手方向は転写型の縦突起部と平行とし、ＰＥＴフィルムと転写型にサンドイッチされた紫外線硬化性樹脂組成物の合計厚さは約２５０μｍとなるように設定した。ラミネートロールを使用してＰＥＴフィルムを入念に押し付けたところ、転写型の凹部に紫外線硬化性樹脂組成物が完全に充填され、気泡の取り込みも認められなかった。

この状態で、三菱電機オスラム社製の蛍光ランプを用い、３００〜４００ｎｍに波長（ピーク波長：３５２ｎｍ）をもった紫外線光を、ＰＥＴフィルムを介して、紫外線硬化性樹脂組成物層に３０秒間照射した。紫外線光の照射量は、２００〜３００ｍＪ／ｃｍ^２であった。２種類の紫外線硬化性樹脂組成物が硬化し、賦形層が得られた。引き続いて、ＰＥＴフィルムを賦形層と共に転写型から剥離したところ、転写型の格子状突起パターンに対応する形状及び寸法を有する格子状溝パターンを備えた可とう性成形型が得られた。
ＰＤＰ用背面板の作製
上記のようにして作製した可とう性成形型を使用して、図９を参照して先に説明したような手法に従ってＰＤＰ用背面板（本発明でいう微細構造体）を作製した。

可とう性成形型をＰＤＰ用ガラス基板の上に位置合わせして配置した。成形型の溝パターンをガラス基板に対向させた。次いで、成形型とガラス基板の間に感光性セラミックペーストを１１０μｍの厚さで充填した。ここで使用したセラミックペーストは、次のような組成であった。

光硬化性オリゴマー：ビスフェノールＡジグリシジルメタクリレート酸付加物（共栄社化学社製） ２１．０ｇ
光硬化性モノマー：トリエチレングリコールジメタクリレート（和光純薬工業社製） ９．０ｇ
希釈剤：１，３−ブタンジオール（和光純薬工業社製） ３０．０ｇ
光重合開始剤：ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（商品名「イルガキュア８１９」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製） ０．３ｇ
界面活性剤：ＰＯＣＡ（ホスフェートプロポキシアルキルポリオール、３Ｍ社製） １．５ｇ
スルホン酸系界面活性剤：商品名「ネオペレックスＮо．２５」、花王社製） １．５ｇ
無機粒子：鉛ガラスとセラミックの混合粉末（商品名「ＲＦＷ−０３０」、旭硝子社製） ２７０．０ｇ
このセラミックペーストの粘度をブルックフィールド（Ｂ）型粘度計で測定したところ、７，３００ｃｐｓ（シャフト＃５、２０ｒｐｍ、２２℃）であった。

セラミックペーストをガラス基板上に全面塗布した後、ガラス基板の表面を覆うように成形型をラミネートした。直径２００ｍｍ及び重量３０ｋｇのゴム製ラミネートロールを使用して成形型を入念に押し付けたところ、その成形型の溝部にセラミックペーストが完全に充填された。

この状態で、フィリップス社製の蛍光ランプを用い、４００〜５００ｎｍに波長をもった青色光（ピーク波長：４５０ｎｍ）を成形型とガラス基板の両面から３０秒間照射した。紫外線光の照射量は、２００〜３００ｍＪ／ｃｍ^２であった。セラミックペーストが硬化し、リブとなった。引き続いて、ガラス基板をその上のリブと共に成形型から剥離したところ、格子状リブ付きのガラス基板が得られた。得られたガラス基板において、リブの形状及び寸法は、転写用成形型の作製に使用されたマスター金型の溝部のそれに正確に一致した。最後に、ガラス基板を５５０℃で１時間にわたって焼成することで、ペースト中の有機成分を燃焼除去した。ガラス成分のみからなる格子状リブを備えたＰＤＰ用背面板が得られた。リブの欠陥を光学顕微鏡によって検査したけれども、リブの欠損等の欠陥は認められなかった。

本発明も適用可能な、従来のＰＤＰの一例を模式的に示した断面図である。 図１のＰＤＰに用いられたＰＤＰ用背面板を示した斜視図である。 本発明による転写用成形型の１実施形態を示した斜視図である。 図３の成形型の線分IV−IVに沿った断面図である。 本発明による転写用成形型の１製造方法を、順を追って示した断面図である。 図５の製造方法で母型として使用したマスター金型の斜視図である。 本発明による微細構造体の製造方法の基本概念を説明したフローチャートである。 本発明の転写用成形型を第１転写型として使用して、微細構造体の製造において第２転写型として使用される可とう性成形型の１製造方法を、順を追って示した断面図である。 図８の方法で作製した可とう性成形型を使用して微細構造体を製造する１方法を、順を追って示した断面図である。

符号の説明

１…マスター金型
２…シリコーンゴム
３…光硬化性樹脂組成物
４…溝パターン
１０…転写用成形型（第１の転写型）
１１…ベース
１２…転写パターン層
１４…突起パターン
１５…キャビティ
２０…可とう性成形型（第２の転写型）
２１…支持体
２２…賦形層
３０…微細構造体
３１…ガラス平板
３２…リブ

Claims (16)

1. 微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型であって、
   （１）高い弾性率を有する硬質材料からなるベースと、
   （２）前記ベースによって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターンを表面に備えた転写パターン層とを有し、かつ
   前記転写パターン層が、２液型室温硬化性シリコーンゴムからなることを特徴とする転写用成形型。
2. 前記転写パターン層の厚さが、０．００５〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の転写用成形型。
3. 前記転写パターン層の突起パターンが、一定の間隔をあけて互いに略平行に配置された複数本の突起部をもって構成されたストレートパターンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転写用成形型。
4. 前記転写パターン層の突起パターンが、一定の間隔をあけて互いに交差しながら略平行に配置された複数本の突起部をもって構成された格子状パターンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転写用成形型。
5. 前記転写パターン層のポジ型突起パターンが、母型として使用された、前記微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えたマスター金型から、前記溝パターンの転写によって形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の転写用成形型。
6. 前記ベースの硬質材料が、ステンレス鋼、銅及びその合金からなる群から選ばれた金属材料であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の転写用成形型。
7. 前記ベースの厚さが、０．１〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の転写用成形型。
8. 微細構造体の製造において微細構造パターンの転写に使用される転写用成形型を製造する方法であって、下記の工程：
   目的とする微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターンを表面に備えた転写パターン層を２液型室温硬化性シリコーンゴムから形成する工程、及び
   前記転写パターン層の裏面を高い弾性率を有する硬質材料からなるベースによって支持する工程
   を含むことを特徴とする転写用成形型の製造方法。
9. 前記転写パターン層のポジ型突起パターンを形成するに当って、前記微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えたマスター金型を母型として使用し、前記マスター金型の溝パターンを前記シリコーンゴムに転写して前記ポジ型突起パターンを形成することを特徴とする請求項８に記載の転写用成形型の製造方法。
10. 前記マスター金型から前記ポジ型突起パターンを形成する方法が、下記の工程：
    前記マスター金型の表面に２液型室温硬化性シリコーンゴムを所定の膜厚で適用して前記転写パターン層の前駆体層を形成する工程、
    前記マスター金型の上に前記ベースを積層して前記マスター金型、前記転写パターン層の前駆体層及び前記ベースを含む積層体を形成する工程、
    前記シリコーンゴムを硬化させる工程、そして
    前記シリコーンゴムの硬化によって形成された前記転写パターン層を前記ベースとともに前記マスター金型から離型する工程、
    を含んでなることを特徴とする請求項９に記載の転写用成形型の製造方法。
11. 所定の形状及び寸法を有する微細構造パターンを基板の表面に備えた微細構造体を製造する方法であって、下記の工程：
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の転写用成形型を作製する工程、
    前記転写用成形型のパターン形成面に硬化性樹脂組成物を所定の膜厚で適用して賦形層の前駆体層を形成する工程、
    前記転写用成形型の上にプラスチック材料の可とう性フィルムからなる支持体をさらに積層して前記金型、前記賦形層の前駆体層及び前記支持体を含む積層体を形成する工程、
    前記硬化性樹脂組成物を硬化させる工程、
    前記硬化性樹脂組成物の硬化によって形成された賦形層を前記支持体とともに前記転写用成形型から離型して、支持体と、その支持体によって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えた賦形層とを有する可とう性成形型を作製する工程、
    前記基板と前記可とう性成形型の賦形層との間に硬化性の突起成形材料を配置して、前記突起成形材料を前記成形型の溝パターンに充填する工程、
    前記突起成形材料を硬化させ、前記基板とそれに一体的に結合した突起パターンとからなる微細構造体を作製する工程、そして
    前記微細構造体を前記可とう性成形型から取り去る工程、
    を含んでなることを特徴とする微細構造体の製造方法。
12. 前記転写用成形型を、下記の工程：
    前記微細構造体の微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するネガ型溝パターンを表面に備えたマスター金型を母型として用意する工程、
    前記マスター金型のパターン形成面に２液型室温硬化性シリコーンゴムを所定の膜厚で適用して転写パターン層の前駆体層を形成する工程、
    前記マスター金型の上に高い弾性率を有する硬質材料からなるベースを積層して前記金型、前記転写パターン層の前駆体層及び前記ベースを含む積層体を形成する工程、
    前記シリコーンゴムを硬化させる工程、
    前記シリコーンゴムの硬化によって形成された転写パターン層を前記ベースとともに前記マスター金型から離型して、ベースと、そのベースによって裏面を支持された、前記微細構造パターンに対応する形状及び寸法を有するポジ型突起パターンを表面に備えた転写パターン層とを有する転写用成形型を作製する工程、
    によって作製することを特徴とする請求項１１に記載の微細構造体の製造方法。
13. 前記賦形層の前駆体層の硬化性樹脂組成物が光硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の微細構造体の製造方法。
14. 前記光硬化性樹脂組成物が、アクリル系モノマー及び（又は）オリゴマーを主成分として含有する紫外線硬化性組成物からなることを特徴とする請求項１３に記載の微細構造体の製造方法。
15. 前記硬化性の突起成形材料が、光硬化性材料であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の微細構造体の製造方法。
16. 前記微細構造体の突起パターンが、プラズマディスプレイパネル用背面板のリブであることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の微細構造体の製造方法。

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