专利名称：包括支撑件的对准的模具的制作方法
包括支撑件的对准的模具背景技术包括等离子体显示面板(PDP)和等离子体寻址液晶(PALC) 显示器在内的显示技术的发展使人们对于在玻璃基板上形成电绝缘 阻隔肋(barrier rib)产生了兴趣。阻隔肋隔开各单元，在单元内， 通过在相对的电极之间施加电场可以激发惰性气体。在单元内，气体 放电发出紫外线(UV)辐射。在等离子体显示面板中，采用荧光物 质涂覆单元的内部，该荧光物质在受紫外线辐射激发时发出红色、绿 色或蓝色的可见光。单元的大小决定了显示器中图像元素(像素)的 大小。举例来说，等离子体显示面板和等离子体寻址液晶显示器可以 用作高清晰度电视(HDTV)的显示器或其它数字电子显示设备。美国专利No.6,247,986 (摘要)描述了使用微结构化模具在图案 化基板上成型和对准微结构的方法。在可拉伸模具的微结构化表面和 图案化基板之间设置包含陶瓷粉末和可固化短效粘结剂的混合物的 浆料。可以拉伸模具以使得模具的微结构与图案化基板的预定部分对 准。浆料在模具和基板之间硬化。然后将模具移除，留下附着在基板 上并与基板的图案对准的微结构。可以加热微结构以便移除粘结剂并 以最佳方式焙烧该微结构以便烧结陶瓷粉末。尽管己经描述了对准诸如阻隔肋等微结构的各种模具和方法， 但是工业上仍可通过改进而获益。发明内容在一方面，本发明涉及一种模具制造方法，所述方法包括提供 对准的模具和提供安装到所述对准的模具上的刚性支撑件。在其它方面，本发明涉及一种被支撑的对准的模具，所述被支 撑的对准的模具包括具有微结构化表面的对准的模具和安装到所述 模具上的刚性支撑件。在其它方面，本发明涉及采用所述被支撑的对准的模具制造微 结构化制品的方法。在一个实施例中，所述方法包括通过如下方式制 造等离子体显示面板的阻隔肋，即在所述模具的微结构化表面和具 有电极的诸如玻璃面板等图案化基板之间设置可固化材料，使糊剂固 化并移除所述模具。优选的是，所述模具是透明的。所述刚性支撑件 也可以是透明的。优选的是，透过所述图案化基板、所述模具、所述 刚性支撑件或它们的组合使得所述可固化材料(例如陶瓷糊剂)固化。 所述模具可以设置在平板转印组件中。在上述任一方面中，优选的是，所述刚性支撑件维持所述模具 的对准状态。优选的是，所述对准的模具具有小于10卯m的定位误差；而在被对准之前所述模具的至少一部分通常具有10ppm到 100ppm的定位误差。在一个优选实施例中，所述模具是柔性的。优选的是，所述方 法包括拉伸所述模具以便提供所述对准的模具。沿着至少一个方向， 优选的是沿着至少两个不同方向(例如第二方向大致与第一方向正 交)拉伸所述模具。所述支撑件足够刚硬，以将拉伸的柔性模具的恢 复量限制为小于所述模具的总拉伸距离的5%。所述支撑件材料的弹 性模量通常是所述模具材料的弹性模量的至少5倍。所述刚性支撑件可以包括至少一种金属材料、至少一种聚合物 材料或它们的组合。可以通过机械手段、化学手段、热学手段或它们 的组合安装所述刚性支撑件。可选的是，所述刚性支撑件可以作为施 加到所述对准的模具上并硬化的熔融和/或未反应的聚合物组合物提 供。所述模具通常由片或连续巻形式的聚合物材料构成。所述对准 的模具在尺寸上可与单个等离子体显示面板(例如从大约lcn^到大约2 1112的面积)对应或者是片或巻的一部分。将所述刚性支撑件安 装到所述模具的微结构化表面、所述模具的相对表面或它们的组合 上。所述刚性支撑件可以(例如仅仅)设置在所述对准的模具的外周 上。所述刚性支撑件可以是与所述对准的模具的相对表面结合(例如， 在所述对准的模具的整个区域上大致连续)的刚性膜。可以将多个被支撑的对准的模具设置成(例如连续的)巻的形式。
图1是等离子体显示面板组件的示意图。图2是对准柔性模具的示意图。图3是用于对准模具并安装支撑件的设备和方法的示意图。 图4是正被焊接到对准的模具上的框架形支撑件的剖视图。 图5A-图5D示出各种形式的被支撑的对准的模具的平面图。 图6示出被支撑的对准的模具的另一个实施例。
具体实施方式
本发明涉及(例如被支撑的对准的)模具、制造该模具的方法 以及制造微结构化制品(例如PDP后面板)的方法。本发特别明涉 及适合于在基板上制造玻璃或陶瓷微结构的模具。但是本发明不限于 此，通过对适用于制造PDP的阻隔肋的模具和方法进行讨论，可以 理解本发明的各个方面。如图1所示，等离子体显示面板(PDP)具有各种部件。背向观 察者的后基板具有可独立寻址的平行电极23。后基板21可以采用例 如玻璃等多种成分制造。陶瓷微结构25形成于后基板21上，并且包 括位于电极23之间的阻隔肋部分32以及其中填充有红色(R)、绿 色(G)和蓝色(B)荧光物质的分开区域。前基板包括玻璃基板51 和一组可独立寻址的平行电极53。前电极53也称为维持电极，其取 向与后电极23 (也称为寻址电极)垂直。在成品显示器中，前、后 基板元件之间的区域填充有惰性气体。为了点亮像素，在交叉的维持 电极53和寻址电极23之间施加电场，该电场的强度足以激发电极之 间的惰性气体原子。被激发的惰性气体原子发出紫外(UV)光，该 紫外光使荧光物质发出红色、绿色或蓝色的可见光。后基板21优选为透明的玻璃基板。 一般来说，在等离子体显示 面板中，后基板21由钠钙玻璃制成。前基板51通常为透明玻璃基板， 其优选具有与后基板21相同或大致相同的热膨胀系数。电极23和53为由导电材料制成的条带。电极23由例如铜、铝或含银的导电玻璃料等导电材料制成。特别是在期望具有透明显示面板的情况下，电 极可以采用例如氧化铟锡等透明导电材料制成。电极以图案形式形成在后基板21和前基板51上。例如，电极可以形成为间隔为约120 微米至360微米、宽度为约50微米至75微米、厚度为约2微米至 15微米、长度跨越从几厘米至几十厘米的整个有效显示区域的平行 条带。在某些情况下，根据微结构25的结构，电极23和53的宽度 可以小于50微米或者大于75微米。等离子体显示面板中的微结构化阻隔肋部分32的高度、间距和 宽度可以根据所期望的最终产品来改变。阻隔肋的高度一般情况下至 少为100微米，通常至少为150微米。此外，阻隔肋的高度通常不大 于500微米并且通常小于300微米。阻隔肋图案在纵向和横向的间距 可以不同。阻隔肋的间距一般情况下至少为100微米，通常至少为 200微米。阻隔肋的间距通常不大于600微米并且通常小于400微米。 特别是当如此形成的阻隔肋为楔形时，阻隔肋图案的上表面宽度和下 表面宽度可以不同。该宽度一般情况下至少为IO微米，通常为至少 50微米。此外，该宽度通常不大于IOO微米并且通常小于80微米。本文描述的是制造模具的方法。该方法包括提供具有(例如适 用于制造阻隔肋的)微结构化表面的对准的模具以及提供安装到模具 上的刚性支撑件。刚性支撑件改善了搬移模具的能力，尤其是当模具 包括诸如聚合物膜等薄柔性材料时更是如此。然而，优选的是，刚性 支撑件还维持模具的对准状态。具有刚性支撑件的对准的模具(下文 中的"被支撑的对准的模具")是可以在以后制造诸如阻隔肋等微结 构的过程中使用的成品模具制品。模具具有两个相对的主表面，其中至少一个是微结构化表面。与微结构化表面相对的相对表面通常是大致平坦的非结构化表面。模 具的微结构化表面具有多个微结构，该微结构表现为将要在图案化基 板上形成并对准的微结构的反转结构。可以通过使用具有微结构化图 案的(例如金属)母模压缩成型热塑性材料来制造模具。还可以由浇 注并固化在柔性聚合物薄膜上的可固化材料制造模具。可以使用多种技术来使具有微结构化表面的模具与图案化基板 对准，这些技术包括使微结构化表面的至少一部分定位。对准之前的模具可以具有大于百万分之(即ppm) 10 (在1米的距离上存在10微米的误差)的定位误差。典型的是，定位误差可以高达百万分之100。在对准之后，定位误差小于百万分之10。优选的是，模具具有足够的柔性，从而可以通过在至少一个方 向上拉伸模具来使模具的微结构化表面与基板的图案对准。例如，如 美国专利No.6,247，986所述，可以通过使用能够被拉伸的柔性模具实 现阻隔肋与玻璃面板的电极图案对准。通过如此拉伸模具以进行对 准，可以校正模具以消除由于处理条件的变化、环境变化(例如温度 和湿度变化)以及老化而引起的模具或基板的变化，其中老化可以引 起模具的轻微偏移、伸长或縮短。优选的是，通过沿着平行于基板平面的一个或多个方向拉伸柔 性模具直到获得所需对准度来实现对准柔性模具。例如，电极通常以 平行直线图案的形式设置在玻璃面板上。模具的微结构化表面通常包 括产生平行肋图案、栅格(格状)图案或其它图案的多个凹陷。对于 产生平行肋的模具，可以根据模具的间距大于还是小于基板图案的间 距，在平行于基板图案或垂直于基板图案的方向上拉伸模具。图2 示出沿着与基板234的平行阻隔肋图案平行的方向拉伸模具200的情 况。在这样的情况下，在拉伸模具以使其与基板图案的间距一致的过 程中，模具图案的间距减小。为了增大模具的间距，沿着垂直方向拉伸模具。可以使用多种合适的手动和自动化技术进行拉伸。 例如，美国专利No.6,247,986描述了在诸如具有电极的玻璃面 板等图案化基板上制造阻隔肋时尤其适用于现场对准模具的方法。然 而，该同一设备还可以用于拉伸(即未对准的)模具以提供对准的模 具。将(例如巻形式的)柔性模具的边缘安装到可调节辊上，该可调 节辊可以增大或减小模具上的张力直到实现对准为止。在需要同时沿 多个方向拉伸模具的情况下，可以加热模具以使模具热膨胀，直到实 现对准为止。另外，如美国专利No.6，247,986所述，可以通过静态拉伸法实 现柔性模具的对准。例如，可以设置在基板图案之外和基板相对端部 上具有突起或凹陷的图案化基准基板。可拉伸模具也具有位于模具的微结构化图案之外的突起或凹陷，当轻微拉伸模具时，上述突起或凹 陷与设置在基板上的突起或凹陷对准并互锁。基板和模具上的这些附 加的互锁特征件保持模具的图案与基板的图案对准，而无需使用其它 工具。在一些实施例中，沿着至少两个方向拉伸柔性模具。例如，可 以沿与平行直线图案平行的方向以及与平行直线图案垂直的方向拉 伸模具。可以同时地或依次地进行沿至少两个方向的拉伸。例如，如 2005年7月20日提交的未决美国专利申请No.l 1/185097中所述，可 以通过使用安装到(例如分立的)模具的外周上的框架设备实现这种 拉伸。在另一个实施例中，可以对模具的一部分相对于模具的不同部 分(例如以不同的量)独立地进行拉伸。这可以通过使用分段框架设 备和/或分段模具来完成，上述分段框架设备和/或分段模具在2005 年7月20日提交的未决美国专利申请No.11/185097中有进一步的描 述。适用于对准(例如拉伸)模具的各种拉伸设备可以修改成包括 用于提供并安装刚性支撑件的设备。优选的是，通过自动化设备实现 将柔性模具放置在对准设备中以及移除具有已安装刚性支撑件的对 准的模具。图3示出适用于对准柔性模具并将刚性支撑件安装到对准的模 具上的示例性设备的透视图，图4示出其剖视图。设备300包括具有 平板301和两个连续夹具310和311的对准设备。定位连接设备350， 例如多个(例如独立启动的)超声波焊接设备351，以使其与对准设 备配合。该设备还优选地包括反馈设备(未示出)以及用于协调各种 设备的移动的中央处理系统(计算机，也未示出)。平板301可以由具有大约5mm厚度以及16微英寸表面光洁度的不锈钢构成。平板与下方的支撑结构一起提供足够的刚度以防止平板的上表面移动。平板可以设置有用于容纳连接设备的区域。例如， 可以增强平板(例如在其外周)以提供用于进行超声波焊接的砧座面。连续夹具310和311设计成基本上夹持柔性模具的相对平行边 缘的整个边缘。柔性模具可以是例如在尺寸上与单个等离子体显示面 板对应的分立的模具。可选的是，柔性模具可以是模具片的一部分或 者连续模具巻的一部分。可以在平板上设置图案化基准基板(例如电极图案化玻璃面 板)。可选的是，可以在计算机中存储图案化基准基板的图像或仅存 储模型基准基板的电子坐标。参考图4，在示例性方法中，打开连续夹具。将柔性模具370 设置在平板301上，并且柔性模具370优选地不受应力(即其上没有 施加外力)。将模具片的两个相对平行边缘设置在打开的夹具310 和311的夹口内。闭合两个夹具从而夹紧模具片的相对边缘。通过施加在连续夹具的至少之一上的力拉伸模具片。尽管可以 使用手动设备施加力，然而优选的是采用自动化系统施加力，所述自 动化系统使用视觉反馈系统来监视柔性模具上的基准物的位置，同时 响应对基准物的监视来控制连续夹昇的移动。然后拉伸模具，使得微 结构化表面的微结构与图案化基准基板、图案化基准基板的图像或模 型基准基板对准。刚性支撑件还可选地包括基准物，在用于制造微结 构化成型制品时该基准物辅助定位模具。在适当地对准模具后，将刚性支撑件390安装到对准的模具片 上以保持对准状态。例如，将诸如可购自Plaskolite， Inc的商品名为 "OPTIX"的具有0.125英寸厚度的lmxlm聚甲基丙烯酸甲酯的连 续片材超声波焊接到由例如可购自DuPont的商品名为"Melinex"的 PET构成的对准的模具上，其中通过将模具单轴拉伸1%来对准模具。 可以使用诸如可购自Branson Ultrasonics的商品名为"Branson 2000 Series 20KHz Ultrasonic"的超声波焊接机，采用1:1.5变幅杆和滚花 砧座，施加365 1b ( 803kg)的焊接力、10 lb (22kg)的触发力、0.75 秒的焊接时间以及50%的幅度。当焊接面积是1.25英寸x0.5英寸 (3.17cmxl.27cm)时，得到的焊接点具有100.1psi (6卯,000N/m2)的强度。这些焊接点的阵列在lmxlm的柔性模具片的外周上以5〃 (0.13m)间隔重复，在每个焊接点的平均宽度为10mm的情况下， 该焊接点的阵列提供280N每127mm或2200N/m的力，这比防止拉 伸的模具縮回的计算力大60倍。被支撑的对准的模具片占据的面积可以小于形成该模具片的柔 性模具占据的面积。多余的柔性模具可以不同的量从刚性支撑件的外 周边缘突出。可以将多余的模具材料剪去。刚性支撑件通常包括至少一种塑料材料、至少一种金属材料或 它们各种组合。虽然通常为次优选的，但是刚性支撑件也可以包括玻 璃或陶瓷材料。刚性支撑件还可以是诸如层压制品、纤维增强塑料以 及纤维增强金属等复合材料。合适的塑料包括聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚碳酸酯、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丙烯、 聚乙烯和环烯烃聚合物。合适的金属包括铝、不锈钢、铜、黄铜、钛 和它们的合金。通常将刚性支撑件预制为安装到模具上的单独件。可选的是， 聚合物刚性支撑件可以作为施加到对准的模具上并硬化的熔融和/或 未反应的可固化组合物提供。刚性支撑件的设计或形状根据预期的最终应用而改变。刚性支 撑件通常是具有薄而扁的横截面的大致平板。虽然其厚度根据其构造 材料而改变，但是(例如框架形)刚性支撑件的厚度通常至少为10 密耳并且不大于约0.5英寸(1.25cm)。刚性支撑件的大于E*t=500kN/m的刚硬度更有利于搬移。刚性 支撑件在模具片的平面内足够刚硬，以防止对准的模具片变形为其对 准前的构造。刚性支撑件可以是完全非柔性的。可选的是，刚性支撑 件可以允许沿至少一个方向进行一定程度的弯曲，从而适用于放置在 非平坦表面上，例如放置在2004年8月26日提交的美国临时专利申 请No.60/604559描述的圆柱形巻上。刚性支撑件的尺寸根据下列因素而改变模具片的材料特性(例 如弹性模量和形状)、刚性支撑件的材料特性(例如弹性模量和形状)以及模具片的拉伸幅度。作为示例，将大小为lmxlm和厚度为100pm的正方形柔性模 具片与矩形横截面框架形支撑件一同使用。将模具片拉伸距离AL。如果选择沿单一轴线的最大挠曲为O.Ol'AL，那么由简单的静力分析 得到下面的公式r —100 ￡模具片 匿p 亩p3乂框架支撑件一 ' J"5^X模具片'"^^X框架支撑件J6i+ ^框架支撑件其中，E表示弹性模量，而/框架支撑件=厚度麟支撑件f度"支撑件边缘是框架支撑件的边缘的惯性矩。如果将不锈钢(E=190，000Mpa)用作框架的材料，而聚对苯二 甲酸乙二醇酯(E=3450Mpa)用作模具片的材料，并将这些弹性模量 的值代入公式，那么框架的惯性矩大约为4.7E-7m4。 8mm厚和90mm 宽的不锈钢框架可以满足公式。如果较大的松弛量是合适的，那么可 以使用较小的框架。作为另一示例，将大小为lmxlm和厚度为100pm的聚对苯二 甲酸乙二醇酯正方形柔性模具片与支撑件一同使用，该支撑件包括尺寸相同的第二聚合物片，该第二聚合物片与模具片的外周结合以维持 模具片的对准状态。假设第二聚合物片与模具片限制在相同平面内，可以得到下面的公式^k架支撑件="^模具片^ ^^框架支撑件'f框架支撑件'z框架支撑件=^模具片'f模具片',模具片 其中，E是弹性模量，s-M/丄是应变，而t是厚度。假设拉伸的片材的恢复量不大于其初始拉伸距离AL的1%，则得到下面的公式-E框架支撑件 ^框架支撑件=ioo' E模具片'^模具片°例如，如果聚对苯二甲酸乙二醇酯(E-3450Mpa)用作模具片 的材料，而碳纤维增强的聚碳酸酯/丙烯酸树脂(可从RTP Company 购得，商品名为"RTP 1887A" ) (E=24，100Mpa)用作刚性支撑件 的材料，那么刚性支撑件的厚度是模具片的厚度的14倍。以这样的 厚度，模具的松弛量仅为其初始施加拉伸量的1%。为了获得更高的 精度以及防止刚性支撑件过厚，可以预测或以实验的方式找到模具片 /刚性支撑件组合物的松弛量并进行补偿。换句话说，可以将模具拉伸更长的距离，然后使模具松弛以达到所需的对准状态。该分析可以引伸到连续结合的刚性支撑件。在被拉伸的长度L 减小到不同的小部分的极限情况下，可以进行相同的分析并需要相同 的材料特性。然而，所需的结合性能是不同的。为了使刚性支撑件的厚度值不大于柔性模具的厚度，通常刚性 支撑件材料的弹性模量至少为柔性模具的弹性模量的5倍。制造商提 供了各种材料的弹性模量。诸如不锈钢等各种传统材料的弹性模量记 录在各种手册中。刚性支撑件可以安装到模具的微结构化表面、模具的相对表面 或它们的组合上。在一个实施例中，刚性支撑件作为安装到模具的相对表面上的 连续片(例如以巻的形式)或非连续片提供。优选的是，刚性支撑件 是具有单个或多个开口的框架形。框架形刚性支撑件安装到模具的微 结构化表面、相对表面或它们的组合的外周上，而模具设置在框架的开口中。在一个实施例中，如WO2004/064104中所述，模具可以包 括占据模具外周区域的非结构化(即无肋)区域。框架形状的刚性支 撑件安装到该非结构化区域上。如2004年8月26日提交的美国专利 申请No.60/604557所述，以该方式安装到微结构化表面上的框架形 支撑件还可以有利地作为模板使用。在另一些实施例中，如图5A至 图5C和图6中所示，框架形刚性支撑件501设置在模具530、 540、 560、 570和580的相对表面上。刚性支撑件(例如框架形连续片)可以具有诸如图5A所示的矩 形和图5C所示的圆形等各种形状。可以将两个或更多个被支撑的对 准的模具安装到其它被支撑的对准的模具上以便形成各种排列。例 如，图5B示出具有多个开口的框架形支撑件，其中通过框架将每个 分立的对准的模具540、 550和560结合在一起。刚性支撑件可以是 两个或更多个独立部件的组件，这些独立部件可选地彼此结合。例如， 如图5D所示，刚性支撑件可以包括以对角方式设置的两个刚性支撑 部件。在另一个实施例中，如图6所示，多个被支撑的对准的模具 601、 602、 603和604设置在连续的一巻对准的模具片中。这种连续排列有利于从被支撑的对准的模具片上搬移、存储和自动制造阻隔 肋。对于被支撑的对准的模具随后将用于成型可通过暴露于辐射而 固化的组合物这样的实施例，优选的是模具足够透明，从而可以透过 模具使可固化组合物固化。对于该实施例，还优选的是，以不影响该应用的方式设置刚性支撑件。在一个实施例中，可以借助于安装到模 具外周的框架形刚性支撑件，通过将刚性支撑件设置在模具的可成型 区域之外来实现这一点。在另一个实施例中，可以通过使用足够透明 的刚性支撑件从而使得可以透过刚性支撑件使可固化组合物固化，来 实现这一点。虽然刚性支撑件可以暂时安装到对准的模具上，但优选的是， 永久性安装刚性支撑件。永久性安装是指如果不对模具造成明显的破 坏则不能将刚性支撑件从模具上移除。可以通过包括机械手段、化学 手段、热学手段及它们的各种组合在内的各种已知手段，将刚性支撑 件连接到模具上。化学手段包括使用在暴露于热、湿或辐射时交联的 多种单组分和二组分可固化粘接剂组合物。例如，诸如可从3MCompany， St. Paul, MN购得的商品名为"Scotch-Weld DP-100 Clear"的10mm宽环氧树脂粘接剂微珠可以用于将PET对准的模具 (例如拉伸100微米的)结合到PMMA支撑件上。机械手段包括例如夹具、缝合、U形钉、铆钉、托架、挂钩以 及粘扣带紧固件。在另一个实施例中，使用由二部分构成的框架形刚 性支撑件，其中每个框架形刚性支撑件具有彼此互锁的突出部或凹陷 部，从而将对准的模具设置在互锁框架的开口中。另一些连接手段包括各种热学手段，包括例如受热压花辊、射 频(RF)焊接和超声波焊接。射频(RF)焊接是用于将聚合物模具结合到聚合物刚性支撑件上的优选连接技术。射频能量的频率和场强 由操作者改变并根据模具和刚性支撑件的聚合物组分适当进行选择。该选择依赖于诸如各个聚合物介电损耗因子、介电常数、熔融温度和 层厚等因素。通过安装在合适台板内的天线来传输射频能量，台板压 在施加适当量的压力和适当持续时间的射频能量的合适表面上。参考ANTEC1992， pps. 724-728中J. Leighton， T. Brantley和E. Szabo的 "PVC和其它热塑性组合物的射频焊接(RF Welding of PVC and Other Thermoplastic Compounds"以及美国专利No.5,962,108，上述文献通过引用并入本文。当支撑件仅与对准的柔性模具片的边缘结合时，来自模具片应 变(由于拉伸)的全部力沿着模具片的边缘传递到刚性支撑件上。对于模具片的单轴拉伸，可以根据下面公式计算每单位长度所需的力 p 画E模具片'c模具片'w模具片'^模具片—^模具片'AA模具片',模具片^"每单位长度一 一 ^ ^w模具片 l模具片作为实例，对于0.0001的应变(每lm拉伸100pm)，该力为 F=34.5N/m (t=100,， E=3450Mpa)。注意到该力与应变直接相关， 因此如果施加1mm (即1%)的拉伸量来对准模具时，那么该力将增 大至10倍，为大约345 N/m。钢和聚乙烯之间的典型摩擦系数是0.2 (机械手册)。保持被拉 伸100微米的lmxlm模具片的边缘的夹持机构将提供35N/0.2^75N [39 1b]的夹持力。相应地，诸如配备有一个或多个压縮弹簧的剪刀型 夹具等简单机械夹持机构可以容易地传递保持模具接合到刚性支撑件上所需的大于40 lb的夹持力。夹持力优选地沿两个夹具的所有边 缘分布并主要分布在角部，以便防止被拉伸的模具片在没有受到夹持 的区域中变形。优选的是，根据与美国专利No.5，175,030 (Lu等人)和美国专 利No.5,183,597(Lu)所披露的方法相似的方法形成微结构化柔性(例 如未对准的)模具。该形成方法优选地包括下面的步骤(a)制备 低聚树脂组合物；(b)将低聚树脂组合物沉积在母模负像微结构化 工具表面上，沉积的量只要刚能填充母模的型腔即可；(c)通过在 预制的基板和母模之间移动组合物微珠来填充型腔，至少基板和母模 之一是柔性的；以及(d)固化低聚树脂组合物。优选的母模是金属 模具。如果固化以及可选的同时进行的热处理步骤的温度不是太高， 则也可以采用热塑性材料(如聚乙烯和聚丙烯的层压制品)制造母模。步骤(a)中的低聚树脂组合物优选为单组分的、无溶剂的(例如可辐射聚合的)可交联的有机低聚组合物。低聚组合物优选可固化 以形成柔性并且尺寸稳定的固化聚合物。低聚树脂优选以较小的收縮 固化。低聚树脂的布氏粘度通常至少为10cps,并且通常不大于 35000cps，更优选地，粘度在50cps至10000cps范围内。优选的低聚组合物包括至少一种丙烯低聚物和至少一种丙烯单 体，例如在PCT公开No.W02005/021260禾卩2005年4月15日提交 的美国专利申请No.11/107554中描述的低聚物树脂组合物。聚合作用可以通过常用的手段实现，诸如在存在自由基引发剂 的条件下加热、在存在合适的光引发剂的条件下用紫外光或可见光辐 射、以及采用电子束辐射。为了实现方便、低成本投入和高生产速度， 优选的聚合方法是在光引发剂的浓度为大约0.1%到大约1.0% (以低 聚树脂组合物的重量计)的情况下使用紫外或可见光照射。柔性模具的底板(基板)可以使用多种材料。典型的材料对于 固化辐射是基本上光学透明的，并且具有足够的强度以允许在微结构 的铸造过程中进行搬移。而且，可以选择那些在模具制造和使用期间 具有足够热稳定性的材料作为底板。优选地使用聚对苯二甲酸乙二醇 酯或聚碳酸酯薄膜作为步骤(c)中的基板，因为这两种材料成本较 低，对于固化辐射的光学透明性好，并且具有优良的抗拉强度。基板 的厚度优选为0.025毫米至0.5毫米，特别优选为0.075毫米至0.175 毫米。微结构化模具的基板可用的其它材料包括乙酸丁酸纤维素、乙 酸丙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨基甲酸酯、聚酯和 聚氯乙烯。为了促进与低聚组合物的粘附，还可以对基板表面进行处 理。基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的材料的合适例子包括照片级 (photograde)聚对苯二甲酸乙二醇酯，以及具有按照美国专利 No.4，340,276中所述的方法形成的表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯。基础模具基板(例如塑料膜)的硬度例如由抗拉刚度或抗拉强 度表示。基础模具基板的抗拉强度通常为至少大约5kg/mm2，优选地 为至少大约10 kg/mm2。如果基础模具基板的抗拉强度小于5 kg/mm2，则当所得到的模制物从模具上移除或PDP肋从模具上移除时，搬移特性会降低，因此容易发生破裂和撕裂现象。然而，考虑到 刚性支撑件提供的强度，可以使用低强度的基础模具基板。本文所述的被支撑的对准的模具可以用于本领域所述的各种已 知方法中。该方法通常包括在模具的微结构化表面和电极图案化玻 璃面板之间提供可固化材料，固化糊剂；以及移除模具。模具通常为 透明的。可以透过玻璃面板、模具、支撑件或它们的组合固化糊剂。可以采用多种方法在模具和图案化基板(例如玻璃面板)之间 设置用于形成微结构的合适的可固化材料。可以将该材料直接设置在 模具的图案中，然后将模具和材料设置在基板上；可以将材料设置在 基板上，然后将模具压在基板上的材料上；或者可以在通过机械或其 它手段将模具和基板置于一起的情况下，将材料引入到模具和基板之间的空隙中。不管使用何种方法，都需要注意使滞留空气最少。优选的是，成型材料是包含至少三种组分的混合物的浆料或糊 剂。第一种组分是陶瓷粉末。浆料的陶瓷材料最终通过焙烧而熔化或 烧结，以形成附着到图案化基板上的具有需要的物理特性的微结构。 第二组分是短效粘结剂，该短效粘结剂能够成形并随后通过固化或冷却而硬化。粘结剂允许浆料成形为附着到基板上的半刚性生坯态微结 构，以便在准备脱脂和焙烧时可以移除用于形成和对准微结构的可拉 伸模具。第三组分是稀释剂，稀释剂在粘结剂材料对准和硬化后促进与模具脱离，并在焙烧微结构的陶瓷材料之前在脱脂时促进粘结剂迅 速和完全地烧尽。优选的是，在粘结剂硬化之后稀释剂保持液态，从 而在粘结剂硬化时使得稀释剂与粘结剂材料相分离。例如，在2005 年4月15日提交的美国专利申请No.ll/107608和PCT公开 WO2005/019934中描述了已知的多种糊剂组合物。图案化基板能够经受处理浆料的陶瓷材料所需的温度。优选的 是，适合用于浆料中的玻璃或陶瓷材料的软化温度低于大约600°C， 通常在大约40(TC到600'C之间。这样，基板优选是玻璃、陶瓷、金 属或软化温度高于浆料中的陶瓷材料的软化温度的其它刚性材料。优 选的是，基板的软化温度高于焙烧微结构时的温度。此外，适合用于 本发明的浆料中的玻璃或陶瓷材料优选地具有大约5X10—VC到大约13X1(T，C的热膨胀系数。这样，基板优选地也具有大致在该范围内的CTE。本发明中可采用的多个其它方面在本领域中属于公知技术，包 括但不限于下面一些专利文献美国专利No.6，247,986;美国专利 No.6,537,645;美国专利No.6,713,526; WO 00/58990，美国6,306,948; WO 99/60446; WO 2004/062870; WO 2004/007166; WO 03/032354; WO 03/032353; WO 2004/010452; WO 2004/064104;美国专利 No.6,761,607 ; 美国专利No.6,821,178 ; WO 2004/043664; WO2004/062870 2005/019934 2005/013308 2005/068148PCT公开No. WO 2005/042427 PCT公开No. WO 2005/021260 PCT公开No. WO 2005/052974PCT公开No. WO PCT公开No. WO PCT公开No. WO2004年8月26日提交的美国专利申请No.60/604556、60/604557、 60/604558和60/604559。
权利要求
1.一种制造被支撑的对准的模具的方法，包括提供具有适用于制造阻隔肋的微结构化表面的对准的模具；以及提供安装到所述对准的模具上的刚性支撑件。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述刚性支撑件维持所述模具的对准状态。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中， 所述对准的模具具有小于10ppm的定位误差。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述模具在对准之前的定位误差在10ppm到100ppm的范围内。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中， 所述模具是柔性的。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中， 所述方法包括拉伸所述模具以便提供所述对准的模具。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，沿着第一方向和大致与所述第一方向正交的第二方向拉伸所述 模具。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中，将所述模具拉伸一定距离，所述对准的模具的恢复量小于所述 距离的5%。
9. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述模具和所述刚性支撑件都由具有弹性模量的材料构成，所 述刚性支撑件材料的弹性模量是所述模具材料的弹性模量的至少5倍。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过机械手段、化学手段、热学手段或它们的组合安装所述刚 性支撑件。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中， 所述模具在尺寸上对应于单个等离子体显示面板。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中， 所述模具的面积在大约lcn^到大约21112的范围内。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中， 所述模具是片或巻的一部分。
14. 一种被支撑的对准的模具，包括 对准的模具，其具有微结构化表面；以及刚性支撑件，其安装到所述模具上。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述模具包括聚合物片。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述刚性支撑件包括至少一种金属材料、至少一种聚合物材料 或它们的组合。
17. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述刚性支撑件安装到所述模具的微结构化表面、所述模具的 相对表面、或所述微结构化表面与所述相对表面的组合上。
18. 根据权利要求14所述的方法，其中， 所述刚性支撑件设置在所述对准的模具的外周上。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述刚性支撑件是在所述对准的模具的整个区域上大致连续的 透明膜。
20. 根据权利要求16所述的多个被支撑的对准的模具， 其设置成巻的形式。
21. —种制造用于等离子体显示面板的阻隔肋的方法，包括提供根据权利要求16所述的被支撑的对准的模具，其中，所述 微结构化表面适合制造阻隔肋；在所述模具的微结构化表面和电极图案化玻璃面板之间设置可 固化材料；固化所述糊剂；以及移除所述模具。
22. —种制造模具的方法，包括 提供具有微结构化表面的对准的模具；以及将刚性支撑件安装到所述对准的模具上。
全文摘要
本发明公开模具、制造模具的方法以及制造诸如显示面板等微结构化制品(例如阻隔肋)的方法。
文档编号H01J9/24GK101223623SQ200680026273
公开日2008年7月16日 申请日期2006年7月13日 优先权日2005年7月20日
发明者托马斯·R·J·科里根 申请人:3M创新有限公司