專利名稱：用可拉伸模具在基片上精密壓制和對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的方法。具體而言，本發(fā)明涉及在顯示應(yīng)用方面在有圖案基片上模壓和對準(zhǔn)玻璃、陶瓷和/或金屬結(jié)構(gòu)的方法以及具有用可拉伸模具模壓與對準(zhǔn)的擋肋的顯示器。
背景技術(shù)：
顯示技術(shù)的進(jìn)步，其中包括等離子體顯示面板(POP)與等離子體尋址液晶(PALC)顯示器的開發(fā)，導(dǎo)致人們關(guān)注于在玻璃基片上形成電絕緣的陶瓷擋肋。陶瓷擋肋分開了其中用相對電極之間施加的電場激發(fā)惰性氣體的顯示單元。氣體放電在單元內(nèi)發(fā)出紫外(UV)輻射。在PDP中，單元內(nèi)部涂有熒光粉，受UV輻射時會發(fā)出紅、綠或藍(lán)色可見光。在顯示器中，單元的尺寸決定了像素的尺寸。在高清晰度電視(HDTV)或其它數(shù)字電子顯示器中，例如可將PDP與PALC顯示器用作顯示屏。
制作PDP的陶瓷擋肋有各種方法。一種方法是重復(fù)絲網(wǎng)印刷。在該方法中，絲網(wǎng)中基片上對準(zhǔn)，印刷一薄層擋肋材料，絲網(wǎng)拿掉后，材料硬化。由于該技術(shù)能印刷的材料量不足以形成期望高度的肋(一般約100～200μm)，所以要重新對準(zhǔn)絲網(wǎng)，在第一層頂部印刷第二層擋肋材料，然后使第二層硬化。肋材料層反復(fù)地印刷和硬化，直到達(dá)到所需的擋肋高度。這種方法需要多次對準(zhǔn)與硬化，導(dǎo)致加工時間長，而且擋肋的整個型面形狀的控制很差。
另一種方法涉及到掩蔽與噴砂。在該方法中，將有電極的基片涂上部分燒制的擋肋材料，然后用普通石印術(shù)將掩模加到擋材料。掩模加在電極之間的區(qū)域上。然后，基片經(jīng)噴砂除去掩模露出的擋肋材料。最后，取下掩模，擋肋經(jīng)繞制而完成。這種方法只要一次對準(zhǔn)步驟，所以比多次絲網(wǎng)印刷法更精確。然而，由于制成的基片覆蓋有擋肋的面積很小，所以大部分擋肋材料必須靠噴砂除去，大量廢料增大了生產(chǎn)成本。此外，由于擋肋材料通常包括鉛基玻璃料，去除材料的環(huán)境處理是個問題。而且，雖然肋條位置在噴砂后可能相當(dāng)精確，但是肋條的整個形狀(包括縱橫比)很難控制。
另一種工藝應(yīng)用普通的光刻技術(shù)形成擋肋材料圖案。在該技術(shù)中，擋肋材料包括一種光敏抗蝕刻。擋肋材料涂到電極上面的基片上，通常是把條形擋肋材料層迭到基片上。將掩模加在擋肋材料上，材料由輻射曝光，取掉掩模，使材料暴露的區(qū)域顯影，再沖洗掉擋肋材料而形成肋結(jié)構(gòu)。該工藝的精度很高。然而，像噴砂一樣，由于整塊基片起初涂有擋肋材料，而肋是靠材料去除而形成圖案的，所以廢料很多。
還有一種工藝涉及到用模具來制作擋肋，這可以在基片上直接模壓，或先在傳遞片上模壓，再將肋傳遞給基片。在基片上直接模壓涉及到對基片或模具涂覆擋肋材料，將模具壓向基片，使基片上材料硬化，再取下模具。例如，日本已公開的專利申請NO.9-134676揭示了一種方法，采用金屬或玻璃模具使擋肋在玻璃基片上成形，擋肋包括散布在粘合劑中的玻璃或陶瓷粉。日本已公開專利申請NO.9-147754揭示了同一種工藝，用模具將電極與擋肋同時傳遞到基片上，使擋肋硬化并取下模具后，擋肋經(jīng)燒結(jié)除去粘合劑。
歐洲專利申請EP0836892A2描述了將粘合劑中的玻璃或陶瓷粉混合物印刷到傳遞片上的方法，用輥或板凸版在傳遞片上將材料印刷成擋肋狀，然后將基片對著傳送片上的肋材料加壓，使材料粘附于基片?；系睦卟牧瞎袒?，再燒結(jié)。傳遞膜可在燒結(jié)前取下，或在燒結(jié)時燒掉。

發(fā)明內(nèi)容
雖然直接模壓產(chǎn)生的廢料比噴砂或石印術(shù)更少，而對準(zhǔn)步驟又比絲網(wǎng)印刷少，但是模具要與擋肋材料反復(fù)一次地分離，而且要為每塊獨特的顯示器基本制作一個獨立的模具，如考慮到玻璃基片團(tuán)不同批量或不同供應(yīng)商而造成收縮系數(shù)發(fā)生變化，要對擋肋間距尺寸略作調(diào)節(jié)。
若起初將擋肋壓制到傳遞片上，則該方法具有直接模壓法同樣的缺點。此外，帶肋材料的傳遞片必須與基片上的電極對準(zhǔn)。這種印刷法可在柔性膜上印圖案，膜上的圖案以后可用作擋肋直接模壓的模具。然而，一個難處是，當(dāng)模具與肋材料對基片按壓以將肋料粘附于基片時，模具易延伸，模具的這一移動就難以對基片作精密對準(zhǔn)。解決辦法是在模具背面淀積一層金屬，以防模具延伸。
本發(fā)明提出一種在有圖案基片上形成并對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明諸較佳實施例可在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)，且在相對大的距離內(nèi)具有很高的精度。
在第一方面，本發(fā)明方法是一種在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的工藝，首先在有圖案基片與模具有圖案表面之間放置一種含可固化材料的混合物。模具有圖案表示在其上有多個微結(jié)構(gòu)。本申請中使用的微結(jié)構(gòu)指模具表面的凹部或凸部。模具經(jīng)拉伸，將模具有圖案表面的預(yù)定部分與有圖案基片對應(yīng)的預(yù)定部分對準(zhǔn)，模具與基片間的可固化材料固化成剛性態(tài)粘附于基片，然后取下模具，讓硬化的混合物結(jié)構(gòu)與基片圖案對準(zhǔn)，硬化結(jié)構(gòu)就復(fù)制了模具有圖案表面的微結(jié)構(gòu)。
在另一方面，本發(fā)明是一種有圖案基片上形成并對準(zhǔn)陶瓷微結(jié)構(gòu)的工藝。準(zhǔn)備一種漿料，它是陶瓷與可固化短效粘合劑的混合物。漿料置于有圖案玻璃基片與模具有圖案表面之間，模具有圖案表面上面有多個微結(jié)構(gòu)。拉伸模具使模具有圖案表面的預(yù)定部分與有圖案基片的對應(yīng)預(yù)應(yīng)部分對準(zhǔn)，固化漿料的可固化粘合劑，使?jié){料變硬并粘附于基片，然后取下模具，讓漿料的生態(tài)微結(jié)構(gòu)粘附于基片，而生態(tài)微結(jié)構(gòu)基本上復(fù)制了模具有圖案表面的微結(jié)構(gòu)，經(jīng)熱處理可形成十分稠密的陶瓷微結(jié)構(gòu)。
在再一個方面，本發(fā)明是應(yīng)用于電子顯示器的基片元件，顯示器的微結(jié)構(gòu)擋肋在基片有圖案部分上模制與對準(zhǔn)，如本發(fā)明可提供一種包括等離子體顯示板的高精晰度電視屏組件。該等離子體顯示板的背玻璃基片有多根形成圖案的獨立可尋址電極，并有多塊按本發(fā)明的工藝模制并與背基片上的電極圖案對準(zhǔn)的陶瓷微結(jié)構(gòu)擋板。熒光粉淀積在陶瓷擋板之間，正玻璃基片裝有多根電極，電極垂直面對背基片的電極。正、背基片之間充有惰性氣體。
在又一個方面，本發(fā)明提供一種在有圖案基片上模制并對準(zhǔn)陶瓷微結(jié)構(gòu)的設(shè)備。該設(shè)備將其上有微結(jié)構(gòu)的拉伸模具拉伸得靠近有圖案基片，使模具的微結(jié)構(gòu)與有圖案基片的預(yù)定部分套準(zhǔn)，在模具微結(jié)構(gòu)與基片之間加上含散布在可固化粘合劑里的陶瓷粉的漿料，拉伸模具僅模具微結(jié)構(gòu)與有圖案基片的預(yù)定部分對準(zhǔn)，并固化基片與模具之間的漿料粘合劑。
附圖簡介

圖1表示等離子體顯示板組件。
圖2是模具與有圖案基片之間漿料的剖面圖。
圖3表示拉伸本發(fā)明結(jié)構(gòu)模具的方法。
圖4表示從生態(tài)微結(jié)構(gòu)取下模具的方法。
圖5表示在有圖案基片上模制對準(zhǔn)的陶瓷微結(jié)構(gòu)。
圖6表示模制對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的設(shè)備。
圖7是用于拉伸模具的夾具的示意圖。
實施發(fā)明的較佳實施例本發(fā)明方法能在有圖案基片上精確地模制微結(jié)構(gòu)。雖然本發(fā)明方法可將各種可固化材料制作的微結(jié)構(gòu)模制和對準(zhǔn)到各種有圖案基片上供各種應(yīng)用使用，但是以具體的應(yīng)用場合來描述本方法的諸方面較為適宜，即在電極圖案基片上模制并對準(zhǔn)陶瓷擋肋微結(jié)構(gòu)。陶瓷擋肋微結(jié)構(gòu)在PDP與PALC顯示器等電子顯示器中特別有用，在此類顯示器中，諸像素是通過相對基片間的等離子體發(fā)生而尋址或照射的。在描述本發(fā)明方法時參照的陶瓷微結(jié)構(gòu)應(yīng)用，用于示明本發(fā)明的諸方面，并非用來限制所附權(quán)項提出的本發(fā)明的范圍。
這里的術(shù)語陶瓷一般指陶瓷材料或玻璃材料，因而在本發(fā)明方法一個方面所用的漿料，其包含的陶瓷粉可以是玻璃或陶瓷粒子，或是它們的混合物。同樣地，術(shù)語熔化微結(jié)構(gòu)、燒制微結(jié)構(gòu)與陶瓷微結(jié)構(gòu)均指用本發(fā)明方法經(jīng)高溫?zé)频娜刍驘Y(jié)其中所含陶瓷粒子而形成的微結(jié)構(gòu)。
在一個示例方面，本發(fā)明方法使用的漿料含有陶瓷粉、可固化有機(jī)粘合劑和稀釋劑。該漿料在其同待審與共同提交的美國專利申請(文件NO.54597USA7A)中作了描述，該申請結(jié)合在此作參照。粘合劑處于其初未固化態(tài)時，漿料可用模具在基片上成形和對準(zhǔn)。粘合劑固化后，漿料至少處于半剛性態(tài)，可保持其模制的形狀。這種固化的剛性態(tài)稱為生態(tài)，恰如成形的陶瓷材料在燒結(jié)前稱為“生片”一樣。漿料固化時，模具可從生態(tài)微結(jié)構(gòu)里取出。生態(tài)材料以后可去粘合和/或燒制。在生態(tài)材料加熱至某一溫度可讓粘合劑擴(kuò)散到材料表面揮發(fā)時，就出現(xiàn)去粘合或燒光。去粘合后，一般將溫度升高至預(yù)定的燒制溫度，以燒結(jié)或熔化陶瓷粉粒。燒制后，該材料可稱為燒制材料。燒制微結(jié)構(gòu)在此指陶瓷微結(jié)構(gòu)。
圖1示出等離子體顯示的基片元件。離開觀看去取向的背基片元件有一玻璃基片10，它裝有可獨立尋址的平行電極12。陶瓷擋肋14位于電極與分離區(qū)之間，分離區(qū)中淀積分紅(R)、綠(G)。藍(lán)(B)熒光粉。正基片元件包括玻璃基片100和一組獨立尋址的平行電極102。正面電極102也稱為保持電極，垂直于背面電極12(也稱為尋址電極)。在完成的顯示器中，正背基片元件間的區(qū)域充有一種惰性氣體。為了點亮像素，在交叉的保持電極與尋址電極間加一電場，其強(qiáng)度足以激發(fā)其間的惰性氣體原子。受激的惰性氣體原子發(fā)射UV輻射，讓熒光粉發(fā)出紅綠藍(lán)可見光。
背基片10最好是一種透明玻璃基片，一般用基本上無堿金屬的堿石灰玻璃制成。在基片中有堿金屬時，加工時達(dá)到某些溫度可讓電極材料遷移，在電極間適當(dāng)導(dǎo)電通路，使鄰接電板短路，或在電極間造成不希望有的電氣干擾(“串?dāng)_”)?；瑧?yīng)能承受燒結(jié)或燒制陶瓷擋肋材料所需的溫度。燒制溫度變化很大，可從約400℃到1600℃，但是將PDP制作到堿石灰玻璃基片上的燒制溫度范圍一致為約400℃～600℃，具體取決于漿料中陶瓷粉的軟化溫度，正基片100是透明玻璃基片，其熱膨脹系數(shù)最好與背基片的一樣或接近一樣。
電極12是條形導(dǎo)電材料，一般為銅、鋁或含銀導(dǎo)電玻璃料，也可以是透明的導(dǎo)電氧化物材料，如煙錫氧化物，尤其在要求透明顯示板的場合中。電極在背基片上形成圖案，一般形成的平行條，間隔約120～360μm，寬為50～75μm，厚約2～15μm，長度跨過整個有效顯示區(qū)，可從幾厘米到幾十厘米。
擋肋14所含的陶瓷粒子已燒制熔化或燒結(jié)成剛性稠密的介質(zhì)擋肋。擋肋的陶瓷材料最好無堿金屬。玻璃料或陶瓷粉中有堿金屬會導(dǎo)致基片上電極不希望有的導(dǎo)電材料的遷移。形成擋肋的陶瓷材料，其軟化溫度低于基片的軟化溫度，是能將玻璃或陶瓷材料熔化成很少有或沒有表面連接孔隙的相對稠密結(jié)構(gòu)的最低溫度。較佳地，漿料中陶瓷材料的軟化溫度小于約600℃，更佳為小于560℃，最佳為小于約500℃。較佳地，擋肋材料的熱膨脹系數(shù)為玻璃基片熱膨脹系數(shù)的10％以內(nèi)，二者的熱膨脹系數(shù)緊密匹配可減少加工時損壞肋的機(jī)會，而且熱膨脹系數(shù)之差會造成明顯的基片彎曲或斷裂。PDP的擋肋，高度通常約為120～140μm，寬度約為20～75μm。擋肋的蘆距(單位長度的數(shù)量)最好與電極的蘆距匹配。
重要的是，要把PDP擋肋定位在電極位置間的基片上。換言之，在整個顯示區(qū)寬度，擋肋的節(jié)距或周期性應(yīng)與電極的節(jié)距緊密匹配，失配合對顯示器的功能產(chǎn)生負(fù)面影響。在整個顯示器寬度，最好將相鄰擋肋頂峰之間的間距保持為某一容差，即電極節(jié)距的百萬分之幾十(ppm)。由于較大的顯示器的寬度為100cm或更大，電極節(jié)距約為200μm，所以擋肋形成圖案后，最好保持與電極在約100cm內(nèi)對準(zhǔn)至10～40μm以內(nèi)。
在有源顯示器中，雖然發(fā)出可見光的是熒光粉而不是擋肋，但是肋的光學(xué)特性可以增強(qiáng)或損害顯示器特性。較佳地，擋肋兩側(cè)為白色且高度反射，僅不直接退出受激單元的光不大量丟失吸收性。
擋肋最好具有低的孔隙大。多孔性肋具有很大的表面積，會捕獲污染顯示器并降低顯示器壽命的分子。當(dāng)顯示器基片密封在一起時，基片元件之間的空氣被發(fā)生等離子體的隨性氣體混合物取物。吸附在多孔肋里的分子會保持在顯示器內(nèi)部隨時間而解吸，導(dǎo)致污染而降低顯示器壽命。
擋肋材料在形成并燒制后，一般用絲網(wǎng)印刷法將熒光材料淀積在擋肋之間。對于直線型擋肋，一類熒光材料沿每條由相鄰一對擋肋限定的溝道的全長淀積。該類熒光粉對相鄰的溝道交替形成重復(fù)的圖案，如紅綠藍(lán)、紅綠藍(lán)等。
本發(fā)明工藝可在有圖案基片上形成并對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)，該工藝涉及提供模具、提供可固化或硬化成微結(jié)構(gòu)的材料、將該材料置于模具與有圖案基片之間、將模具對準(zhǔn)基片圖案、使模具與基片之間的材料硬化，以及取下模具。模具有兩個相對的主表面，通常是一個平坦表面和一個有圖案或有結(jié)構(gòu)的表面。模具有圖案的表面有多個微結(jié)構(gòu)，代表準(zhǔn)備在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)的微結(jié)構(gòu)的負(fù)圖像。如下面將更將詳細(xì)描述的那樣，模具圖案是如此設(shè)計的，即通過以至少一個方向拉伸模具，可在模具圖案與基片圖案之間實現(xiàn)匹配。通過如此拉伸模具作對準(zhǔn)，該模具可對模具或基片的變化進(jìn)行校正，而這些變化是由于加工條件變化、環(huán)境變化(如溫度變化)和老化(會使模具圖案產(chǎn)生小小的移位、伸長或收縮)造成的。在模具位置有加工時以任一方式發(fā)生偏移，形成在基片上的微結(jié)構(gòu)就會受損和/或失準(zhǔn)。
在許多應(yīng)用中，準(zhǔn)備形成在基片上的微結(jié)構(gòu)以某種方式對準(zhǔn)基片有圖案的部分，使各微結(jié)構(gòu)相對于基片圖案定位于精確的位置。例如，在有多根平行電極的PDP基片上，希望形成位于各電極之間的尺寸均一的陶瓷擋板。PDP基片可以擁有1000～5000根或更多的平行地址電極，每根電極必須用擋肋分開，每根擋肋必須以一定精密度置放，且必須在整個基片寬度保持該精密度。本發(fā)明工藝能使模具圖案與基片圖案精密對準(zhǔn)而在基片上形成微結(jié)構(gòu)，這種粗密對準(zhǔn)在整個基片上保持一致。
在有圖案基片上形成微結(jié)構(gòu)的材料，可用各種方式置于模具與基片之間。材料可以直接放在模具圖案中，再把模具和材料放在基片上，材料可以放在基片上，再將模具壓向基片上的材料，或者模具與基片利用機(jī)構(gòu)或其它裝置合在一起時，可將材料送入模具與其片之間的空隙里。將材料置于模具與基片之間的方法還依賴于準(zhǔn)備形成在基片上的結(jié)構(gòu)的縱橫比、微結(jié)構(gòu)形成材料的粘度和模具的剛度。高度大于寬度的結(jié)構(gòu)(高縱橫比結(jié)構(gòu))，要求凹部較深的模具。在這些場合中，根據(jù)材料的粘度，可能難以完全填滿模具的凹部，除非將材料加力注入模具的凹部。此部，為了盡量減少在材料中引入氣泡，裝填模具凹部得非常小心。
將材料置于模具與基片之間時，可在基片與模具之間加壓以設(shè)置接合區(qū)厚度L，如圖2。接合區(qū)就是基片與在其上形成的微結(jié)構(gòu)底部之間的材料，其厚度隨應(yīng)用而不同。若希望接合區(qū)厚度為零，最好將材料填入模具后用刀片或橡皮刮板除去多余的材料，再接觸基片。對另一些應(yīng)用，可能要求非零接合區(qū)厚度。在PDP中，形成微結(jié)構(gòu)擋肋的材料是一種電介質(zhì)，接合區(qū)厚度決定了位于基片電極12上的介質(zhì)材料的厚度。因此，對于PDP而言，在確定為產(chǎn)生等離子體并激活像元而必須在電極間施加多大電壓時，接合區(qū)厚度很重要。
下一步是將模具圖案對準(zhǔn)基片圖案。在理想的條件下，制作的模具圖案與制的基片圖案完全匹配。但在實踐中，這種情況很難得。加工步驟可造成基片與模具的尺寸發(fā)生變化。盡管這種尺寸變化很小，但是仍會對精密地安置利用模具與基片圖案對準(zhǔn)的微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。例如，寬為100cm、電極節(jié)距為200μm的PDP基片，要求在相鄰電極間精密地安置5000根擋肋。電極節(jié)距與模具節(jié)距之差化為0.1μm(即0.05％)，就意味著擋肋圖案與基片上的電極圖案將失準(zhǔn)，至少在基片兩個區(qū)域中造成180°的相位差，這對顯示裝置的操作是致命的。對于這種PDP基片，模具節(jié)距與電極節(jié)距的失配應(yīng)為0.01％或更小。
本發(fā)明工藝采用的模具可以拉伸，有利于模具圖案與基片圖案的精密對準(zhǔn)。首先，將模具圖案與基片圖案同向安放，使模具初步對準(zhǔn)，檢查模具與基片的圖案的配準(zhǔn)。模具以平行于基片平面的一個或多個方向拉伸，直到實現(xiàn)所需的配準(zhǔn)。在基片具有平行線(如PDP基片上的電極)圖案的情況下，最好以一個方向拉伸模具，或者平行于基片圖案，或者垂直于基片圖案，具體取決于模具節(jié)距是大于還是小于基片圖案節(jié)距。圖3示出模具30以平行于基片34平行圖案的方向拉伸的情況，此時在拉伸中將模具圖案節(jié)距減小到與基片圖案節(jié)距相一致，要擴(kuò)展模具節(jié)距，則以垂直方向拉伸模具。
拉伸可用各種已知技術(shù)實施，如將模具邊沿附接于可調(diào)節(jié)的輥子，輥子可增減對模具的張力，直至對準(zhǔn)。在希望同時以一個以上方向拉伸模具的情況下，可將模具加熱使之熱膨脹，直到對準(zhǔn)。
模具圖案與基片圖案對準(zhǔn)后，模具與基片間的材料固化成粘附于基片表面的微結(jié)構(gòu)。材料的固化方法有多種，具體方法視所用的粘合樹脂而定，如利用可見光、紫外光、電子束輻射或其它輻射形式的固化方法，利用熱固化或從熔化態(tài)冷卻凝固態(tài)來固化材料。作輻射固化時，輻射可以通過基片、模具或二者傳播。較佳地，選用的固化系統(tǒng)可優(yōu)化固化材料與基片的粘附作用，這樣在硬化和輻射固化期間使用另收縮的材料時，最好通過經(jīng)基片的照射來固化材料。若只通過模具固化材料，則材料會在固化時經(jīng)收縮而脫離基片，對基片的粘附產(chǎn)生不利影響。在本申請中，可固化指可以像上述那樣固化的材料。
在將材料固化成粘附于基片表面的微結(jié)構(gòu)并對準(zhǔn)基片圖案后，可以取下模具。提供可拉伸與柔性的模具有助于取出模子，因為模子可以脫殼，使脫模壓力集中在更小的表面積上。如圖4所示，在模制擋肋24等直線肋類微結(jié)構(gòu)時，最好沿平行于肋24與模子圖案34的方向脫殼來取下模具30，這樣在模具取下時盡量減小了垂直于肋的壓力，減小了損傷肋的可能性。較佳地，包括一種脫模劑，脫模劑可以作為模具有圖案表面上的涂料，或包含在本身硬化成微結(jié)構(gòu)的材料中。下面對用于在PDP基片上形成陶瓷擋肋的可模制漿料，更詳盡地描述了可硬化材料中包含脫模劑成分的優(yōu)點。隨著形成更高縱橫比的結(jié)構(gòu)，脫模劑材料顯得更重要了。
高縱橫比結(jié)構(gòu)的脫模更困難，會損傷微結(jié)構(gòu)。如上所述，從基片一側(cè)固化材料不僅提高了硬化的微結(jié)構(gòu)對基片的粘附作用，還使該結(jié)構(gòu)在固化時向基片收縮，由此脫離模具而便于脫模。
模具取下后，留下的是有圖案的基片，其上粘附的多個硬化的微結(jié)構(gòu)已對準(zhǔn)了基片圖案。根據(jù)應(yīng)用情況，這可能是制成品。在諸如擁有多個陶瓷微結(jié)構(gòu)的基片一類的其它應(yīng)用中，硬化的材料所含的粘合劑，最好通過高溫除粘法去除。在除粘或燒掉粘合劑后，燒制生態(tài)陶瓷微結(jié)構(gòu)以熔化玻璃粒子，或燒結(jié)微結(jié)構(gòu)材料中的陶瓷粒子，這樣就提高了微結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度。由于微結(jié)構(gòu)的很密實，燒制時也出現(xiàn)收縮。圖5示出具有圖案電極12的基片10上燒制后的陶瓷微結(jié)構(gòu)14。燒制密實的微結(jié)構(gòu)14，其型面比其生態(tài)型面24有些縮小，如圖所示，燒制的微結(jié)構(gòu)14保持其位置與節(jié)距同基片圖案相符。
對于PDP顯示應(yīng)用，將熒光材料加到燒制的擋肋，然后可將基片裝入顯示器組件，這涉及到將具有保持電極的正基片對準(zhǔn)具有地址電極、擋肋與熒光粉的背基片，使保持電極與地址電極相垂直。相對于電極交叉的區(qū)域限定了顯示器的像素。隨著將基片粘合在一起并在其邊沿密封，基片間的空間抽空后充入惰性氣體。
要注意，本發(fā)明工藝本身可實現(xiàn)自動化而發(fā)揮連續(xù)加工帶來的高效率特點，如有圖案的基片可用傳送帶或其它機(jī)構(gòu)傳送到某個區(qū)域，在該區(qū)域例如用轉(zhuǎn)筒使模具與該基片靠緊，由于模具靠近基片，可以用擠壓模或其它裝置把可固化漿料加在模具圖案表示與基片圖案表面之間。基片與模具的傳送裝置經(jīng)定位，當(dāng)二者合在一起并在其間裝上材料時，可將模具圖案與基片圖案作粗定位。在將可硬化材料置于基片與模具之間后，例如可用光學(xué)檢測器自動地檢測模具圖案與基片圖案間的對準(zhǔn)。光學(xué)檢測器可以檢測對準(zhǔn)參照點，或檢測模具圖案與基片圖案失準(zhǔn)引起的莫爾干涉圖案。然后拉伸模具，例如抓住一對相對的模具邊沿拉動，直到光學(xué)檢測器確認(rèn)已對準(zhǔn)。此時，通過基片、模具或通過二者照射材料，使模具與基片之間的材料固化。在預(yù)定的固化時間以后，隨著轉(zhuǎn)筒使模具脫離在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)的固化微結(jié)構(gòu)，基片與模具都可進(jìn)動。
圖6示出的設(shè)備可以用微結(jié)構(gòu)模具在有圖案基片上壓制、對準(zhǔn)與固化微結(jié)構(gòu)?；?4置于機(jī)械臺92上，機(jī)械臺92最好能作x移動(圖中從左移向右)、Y移動(移入和移出紙面)和Q移動(在X-Y平面內(nèi)轉(zhuǎn)動)。如此移動可讓基片84移入對準(zhǔn)與固化的位置，與模具作粗對準(zhǔn)，并在固化后移出位置取下模具。軋輥90a與90b分別為卷動與不卷動軋輥，用于移動與基片84對準(zhǔn)的柔性可拉伸模具80。為了將可固化材料裝在基片84與模具80之間，基片84與模具80的移動向注射裝置98將可固化材料注入軋輥88a旁邊的模具80與基片84之間的空隙里相一致?；?4與模具80的移動同將材料加在其間相一致，直到將所需量的材料加在基片圖案與模具圖案之間。圖6示出在其間裝有可固化材料82的基片84與模具80已移到光學(xué)檢測器96a與96b檢查對準(zhǔn)的區(qū)域。根據(jù)微結(jié)構(gòu)圖案，可能要用兩只或多只檢測器。然后，輥88a與88b相反地轉(zhuǎn)動以拉伸模具，直到模具圖案與基片圖案按期望的精度對準(zhǔn)。此時，輻射源94通過基片84照射可固化材料82。待材料82固化后，基片與模具隨輥88b的動作一起移動，使模具脫離與基片圖案對準(zhǔn)模制的固化的微結(jié)構(gòu)。
按本發(fā)明在有圖案基片上模制與對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的另一方法涉及到靜態(tài)拉伸法，如可以提供在基片圖案外側(cè)和基片相對端部上有凹部或凸部的有圖案基片?？山由炷＞咴谀＞呶⒔Y(jié)構(gòu)圖案外側(cè)也有凹部或凸部，當(dāng)略微拉伸模具時，它們與基片上的凹部或凸部對準(zhǔn)并聯(lián)鎖。這種對基片與模具附加的聯(lián)鎖特征可保持模具圖案與基片圖案對準(zhǔn)而無需其它機(jī)械裝置。
本發(fā)明方法最好使用能至少以一個方向拉伸的模具，使模具圖案對準(zhǔn)有圖案基片的預(yù)定部分。模具最好是一種柔性的聚合物片材，具有光滑的表面和相對的微結(jié)構(gòu)表面。模具可用具有微結(jié)構(gòu)圖案的原版工具模壓熱塑材料而制成，也可用澆注和固化到柔性聚合物薄膜上的可固化材料制成。
本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)模具最好按類似于美國專利No.5,175,030(Lu等人)和No.5,183,597(Lu)揭示的工藝形成。形成工藝最好包括以下步驟(a)制備一種齊聚物樹脂成分；(b)將齊聚物樹脂成分淀積到原版負(fù)微結(jié)構(gòu)工具表面，其量勉強(qiáng)能填滿原版的空隙；(c)在預(yù)成形基片與原版(其中至少一塊是柔性的)之間移動一滴該成分來填充空腔；和(d)固化該齊聚物成分。
步驟(a)的齊聚物樹脂成分最好是一部分無溶劑、可輻射聚合、可交聯(lián)的有機(jī)齊聚合成分。該齊聚合成分最好可固化而形成柔性的且尺寸穩(wěn)定的固化聚合物。齊聚物樹脂的固化略有收縮。一種比較合適的齊聚物成分是尿烷丙稀酸脂，諸如Henkel公司(Ambler，PA，商標(biāo)浼Photomer6010)出售的一種，盡管其它廠商可提供同類的化合物。
丙烯酸鹽·官能單體與齊聚物較佳，因為它們在一般固化條件下聚合更迅速，而且各種丙稀酸酯都有商品。然而，也可使使用甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺與甲基丙烯酰胺官能成分而不加限制。這里使用丙烯酸鹽，也可接受異丁稀酸鹽。
聚合作用可用一般方法實現(xiàn)，如存在自由基引發(fā)劑時作加熱，存在合適的光引發(fā)劑時用紫外或可見光照射，并用電子束照射?？紤]到方便、投資少和生產(chǎn)速度，在有濃度占齊聚物成分重量約0.1％～1.0％的光引發(fā)劑時，較佳的聚合方法是用紫外或可見光照射。雖可使用更高的濃度，但在獲得所需的固化樹脂特性方面一般不要求。
在步驟(b)淀積的齊聚物成分，粘度最好在500和5000厘泊之間(500和5000×10-3帕一秒)。若齊聚物成分的粘度超出該范圍，氣泡會陷入該成分。另外，該成分可能在原版工具中并不完全填入空腔，為此可將樹脂加熱，將其粘度減小到所需的范圍。當(dāng)使用粘度低于該范圍的齊聚物成分時，一旦固化，齊聚物成分通常要收縮，齊聚物成分就不能精確地復(fù)制原版。
有圖案模具的底面(基片)幾乎能使用任何一種材料，只要該材料對固化照射基片上呈光學(xué)透明，且強(qiáng)度足以在澆注微結(jié)構(gòu)時可以搬動。另外，要選擇底面使用的材料，使它在加工和使用模具時具有足夠高的熱穩(wěn)定性。聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酯酯膜較適于用作步驟(c)中的基片，因為這些材料較便宜，對固化照射光學(xué)透明，且有良好的拉伸強(qiáng)度?；穸容^佳為0.025～0.5mm，最佳為0.075～0.175mm。微結(jié)構(gòu)模具其它有效的基片包括乙酸—丁酸纖維素、乙酸—丙酸纖維素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亞胺酯、聚酯和聚氯乙烯?；砻娼?jīng)處理還可促進(jìn)對齊聚物成分的粘附作用。
這類聚甲基丙烯酸甲酯基材料的例子有光級聚甲基丙烯酸甲互；和表面按美國專利No.4,340,276所述方法形成的聚甲基丙烯酸甲酯(PET)。
適用上述方法的較佳原版是一種金屬工具。如果固化和選成同時加熱處理步驟的溫度不太高，也可用熱塑材料如聚乙烯與聚丙烯的層壓板構(gòu)制原版。
待齊聚物樹脂填入基片與原版間的空腔后，齊聚物樹脂經(jīng)固化從原版中取出，可用或可不用熱處理來消除任何殘余應(yīng)力。當(dāng)模具樹脂材料的固化導(dǎo)致收縮大于約5％時(如采用的樹脂大部分為單體或低分子重量齊聚物時)，發(fā)現(xiàn)形成的微結(jié)構(gòu)會畸變。產(chǎn)生的畸變一般有明顯的凹陷微結(jié)構(gòu)側(cè)壁和/或微結(jié)構(gòu)特征的斜頂。雖然這類低粘度樹脂能很好地復(fù)制低縱橫比的小型微結(jié)構(gòu)，但是不很適合相對高的縱橫比的微結(jié)構(gòu)，因為其側(cè)壁角度和頂面平坦度必須保持。在形成PDP的陶瓷擋肋時，希望縱橫比較高的肋，保持較端直的側(cè)壁和擋肋頂部很重要。
如上所述，還可將合適的熱塑材料對著原版金屬工具壓制而復(fù)制出模具。
在用本發(fā)明方法在有圖案顯示器基片上模制并對準(zhǔn)陶瓷微結(jié)構(gòu)時，模制材料最好是一種含至少三種成分組成的混合物的漿料。第一種成分為陶瓷粉。資料中的陶瓷材料通過燒制，最終熔化或燒結(jié)成具有所需物理特性的微結(jié)構(gòu)而粘附在有圖案基片上。第二種成分是短效的粘合劑，可以成形，再經(jīng)固化中冷卻而硬化。粘合劑讓漿料形為半剛性生態(tài)微結(jié)構(gòu)，可粘附于基片，因而在準(zhǔn)備除粘與燒制時，可以取下用于形成并對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的可拉伸模具。第三種成分是稀釋劑，有助于模具在將粘合劑材料對準(zhǔn)和硬化后脫出，還有助于將粘合劑在除粘時迅速地全部燒光，再燒制微結(jié)構(gòu)的陶瓷材料。稀釋劑在粘合劑硬化后最好保持為液體，使它在粘合劑硬化時與粘合劑材料相分離。
陶瓷粉的選用以微結(jié)構(gòu)的最終用途和粘附有微結(jié)構(gòu)的基片的特征為基礎(chǔ)。一個因素是基片材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)。較佳地，漿料中陶瓷材料與基片材料的CTE的差別不大于10％。當(dāng)基片材料的CTE遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于或大于微結(jié)構(gòu)中陶瓷材料的CTE時，則在加工或使用中，微結(jié)構(gòu)會彎曲、開裂、斷裂、移位或與基片完全脫開。另外，由于基片與陶瓷微結(jié)構(gòu)的CTE的差別大，基片也會變曲。
基片應(yīng)能承受加工漿料中陶瓷材料所需的溫度。適用于漿料的玻璃或陶瓷材料，其軟化溫度最好低于約600℃，一般在400℃與600℃之間。因此，較佳的基片選擇是玻璃、陶瓷、金屬或其它軟化溫度高于資料中陶瓷材料的軟化溫度的剛性材料。較佳地，基片的軟化溫度高于要燒制微結(jié)構(gòu)的溫度。此外，適用于本發(fā)明漿料的玻璃或陶瓷材料，熱膨脹系數(shù)最好約為5×10-6/℃～13×10-6/℃。因此，基本最好同樣具有該范圍內(nèi)的CTE。
選用低軟化溫度的陶瓷粉，使采用的基片也具有相對低的軟化溫度。在用玻璃基片時，低軟化溫度的堿石灰浮選玻璃，一般從高更軟化溫度的玻璃更便宜，因而使用低軟化溫度陶瓷粉可以應(yīng)用較便宜的玻璃基片。此時，本發(fā)明漿料中低軟化溫度陶瓷材料能更容易制作高精密度的微結(jié)構(gòu)。如在PDP玻璃基片上制作擋肋時，在整個加工期間可保持擋肋上與基片上的電極對準(zhǔn)與安裝的精度。以較低溫度燒制生態(tài)擋肋的能力，將加熱時的熱膨脹和必需的應(yīng)力釋放量減至最小，避免了過分的基片畸變，擋肋彎曲和擋肋分層。
將一定時的堿金屬、鉛或鉍摻入材料里，可得到較低軟化溫度的陶瓷材料。然而，對于PDP擋肋，在高溫加工期間，微結(jié)構(gòu)擋肋中存在堿金屬，會使材料從電極通過基片遷移。電極材料的擴(kuò)散會造成干擾或“串?dāng)_”以及相鄰電極間的短路，劣化裝置的性能。因此，對于PDP應(yīng)用，漿料的陶瓷粉最好基本上無堿金屬。此外，將鉛或鉍摻入漿料的陶瓷材料，會引起材料的環(huán)境處理問題。在不希望摻合鉛或鉍時，應(yīng)用磷酸鹽或含B2-O3的成分，可以得到低軟化溫度的陶瓷材料。一種此類成分包括ZnO與B2O3，另一種此制成分包括BaO與B2O3，再一種此類成分包括ZnO、BaO與B2O3，又一種此類成分包括La2O3與B2O3，還有一種此類成分包括Al2O3、ZnO與P2O5。
可將其它完全可溶解、不溶解或部分可溶解的成分摻入漿料的陶瓷材料里，以得到或修改各種特征，如加入Al2O3或La2O3可增大成分的化學(xué)持久性并減小腐蝕，加入MgO可提高玻璃過渡溫度或增大成分的CTE，加入TiO2可讓陶瓷材具有更高的光學(xué)不透明度、白度與反射率。加入其它成分或金屬氧化物更改陶瓷材料的其它特征，如CTE、軟化溫度、光學(xué)特性、脆度等物理特性。
制備能以較低溫度燒制的成分的成它方法，包括對成分中的核心粒子涂一層低溫熔化材料，合適的核心粒子的例子包括ZrO2、Al2O3、ZrO2-SiO2和TiO2。合適的低熔化溫度涂覆材料的例子包括B2O3、P2O5和基于B2O3、P2O5、SiO2中的一種或多種的玻璃。這些涂料可用各種方法施用，一種較佳的方法是溶解—凝膠工藝，其中將核心粒子散布于涂料的濕化學(xué)前體里，然后混合物經(jīng)干燥與粉碎(必要時)而分開涂覆粒子。這些粒子可以散入漿料的玻璃或陶瓷粉里，或本身可用于漿料的玻璃粉。
能用于本發(fā)明方法的漿料中的陶瓷粉，最好以散布于整個漿料的粒子的形式提供。粒子的較佳尺寸取決于要在有圖案基片上形成并對準(zhǔn)的微結(jié)構(gòu)的尺寸。較佳地，漿料陶瓷粉中的粒子的平均尺寸(即直徑)，不大于準(zhǔn)備形成和對準(zhǔn)的有關(guān)微結(jié)構(gòu)的最小特征尺寸大小的約10％～15％，如PDP擋肋的寬度可以是約20μm，它們的寬度就是有關(guān)的最小特征尺寸。對于這樣大小的PDP擋肋，陶瓷粉的平均粒子尺寸最好不大于約2或3μm。通過應(yīng)用這一尺寸或更小的粒子，復(fù)制的微結(jié)構(gòu)更容易具有期望的保真度，而且陶瓷微結(jié)構(gòu)表面相對光滑。隨著平均粒子尺寸達(dá)到微結(jié)構(gòu)尺寸，含這種粒子的漿料可能不再保持微結(jié)構(gòu)的型面。此外，最大表面粗糙度的變化部分地以陶瓷粒子尺寸為基礎(chǔ)。因此，使用較小的粒子更容易形成更光滑的結(jié)構(gòu)。
漿料的短效粘合劑是一種有機(jī)粘合劑，選用依據(jù)有粘合到漿料陶瓷粉的能力、固化或硬化以保持模制微結(jié)構(gòu)的能力、粘附于有圖案基片的能力，以及以至少略低于生態(tài)微結(jié)構(gòu)燒制溫度的溫度揮發(fā)(或燒光)的能力。粘合劑在固化或硬化時幫助將陶瓷粉粒子粘在一起，因而取下可拉伸模具時讓剛性生態(tài)微結(jié)構(gòu)與有圖案基片粘附并對準(zhǔn)。該粘合劑稱為“短效粘合劑”，因為在熔化或燒結(jié)微結(jié)構(gòu)中，的陶瓷粒子之前，可以高溫?zé)粑⒔Y(jié)構(gòu)中的粘合材料。較佳地，燒制時完全燒掉短效粘合劑，使留在基片圖案表面上的微結(jié)構(gòu)是基本上無碳剩余物的熔化玻璃或陶瓷微結(jié)構(gòu)。在使用的微結(jié)構(gòu)為介質(zhì)擋肋的場合中，如在PDP中，粘合劑最好是這樣一種材料，即能以至少略低于燒制溫度的溫度除粘，不會遺留大量會劣化微結(jié)構(gòu)擋肋介電特性的碳。例如，含較大比例芳烴族的粘合料(如酚醛樹脂材料)，在除粘時會留下石墨炭粒子，要用高得多的溫度才能完全除去。
粘合劑最好是一種可輻射或加熱固化的有機(jī)材料。較佳的這類材料包括丙烯酸鹽與環(huán)氧樹脂?；蛘?，粘合劑可以是一種熱塑材料，先將它加熱成液態(tài)以適合模具，然后冷卻成硬化態(tài)而形成粘附于基片的微結(jié)構(gòu)。當(dāng)要求在基片上精密地安置對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)時，粘合劑最好可輻射固化，使粘合劑在等溫狀態(tài)下硬化。在等溫狀態(tài)下(溫度不變)，拉伸模具和模具中的漿料在粘合料硬化時可相對于基片圖案保持固定的位置，這樣減少了模具或基片位移或膨脹的危險，尤其在模具與基片的熱膨脹特性不同時更不會遺留大量會劣化微結(jié)構(gòu)擋肋介電特性的碳。例如，含較大比例芳烴族的粘合料(如酚醛樹脂材料)，在除粘時會留下石墨炭粒子，要用高得多的溫度才能完全除去。
粘合劑最好是一種可輻射或加熱固化的有機(jī)材料。較佳的這類材料包括丙烯酸鹽與環(huán)氧樹脂。或者，粘合劑可以是一種熱塑材料，先將它加熱成液態(tài)以適合模具，然后冷卻成硬化態(tài)而形成粘附于基片的微結(jié)構(gòu)。當(dāng)要求在基片上精密地安置對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)時，粘合劑最好可輻射固化，使粘合劑在等溫狀態(tài)下硬經(jīng)。在等溫狀態(tài)下(溫度不變)，拉伸模具和模具中的漿料在粘合料硬性時可相對于基片圖案保持固定的位置，這樣減少了模具或基片位移或膨脹的危險，尤其在模具與基片的熱膨脹特性不同時更是如此，從而在漿料硬化時保持模具的精密安置與對準(zhǔn)。
當(dāng)使用輻射固化的短效粘合劑時，最好使用固化引發(fā)劑，它用對基片基本上透明的輻射激活，使?jié){料可通過基片曝光而固化，如基片為玻璃時，短效粘合劑最好用可見光固化。通過基片固化粘合劑，漿料首先粘附于基片，粘合料固化時的任何收縮將遠(yuǎn)離模具而趨向基片表面，這有利于微結(jié)構(gòu)脫模，具有助于保持微結(jié)構(gòu)安置在基片圖案上的位置與精度。
另外，固化引發(fā)劑的選擇可取決于本發(fā)明使用的漿產(chǎn)中用何種材料用于陶瓷粉。例如，在希望形成不透明且高度漫反射的陶瓷微結(jié)構(gòu)的場合中，在漿料陶瓷粉中包含一定量的二氧化鈦(TiO2)是有利的。雖然二氧化鈦有利于提高微結(jié)構(gòu)的反射率，但是也難以用可見光進(jìn)行固化，因為可見光漿料中的二氧化鈦反射，防止固化引發(fā)劑充分地吸收光以有效地固化粘合劑。然而，若選用的固化引發(fā)劑由同時通過基片與二氧化鈦粒子傳播的輻射激活，可有效地固化粘合劑。一例這樣的固化引發(fā)劑就是雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?—苯基氧化膦，Ciba Specialty化學(xué)公司(How throue，NY)市售的一種光引發(fā)劑，商標(biāo)名為Irgacure 819。另一例是按美國專利No.5,545,670所述那樣制備的一種三元光引發(fā)劑系，諸如ethyl dimethylaminobenzoat、camphoroquinoue與diphenyliodonium hexafluorophosphate的混合物。上述兩側(cè)在紫外光邊緣附近較窄區(qū)域內(nèi)的可見光譜藍(lán)區(qū)內(nèi)有活性，輻射能穿透玻璃基片和漿料中的二氧化鈦粒子。根據(jù)粘合劑、漿料中的陶瓷粉材料和發(fā)生固化的模具或基片的材料，可選擇其它固化系用于本發(fā)明工藝。
應(yīng)用于本發(fā)明方法的漿料稀釋劑是一種根據(jù)諸因素選擇的材料，如其增強(qiáng)漿料后繼固化短效粘合劑的脫模特性和增強(qiáng)用漿料制作的生態(tài)結(jié)構(gòu)的除粘特性的能力等。稀釋劑最好是一種固化前可溶于粘合劑且在固化短效粘合劑后保持液態(tài)的材料。這樣有兩個優(yōu)點。首先，在粘合劑硬化后保持液態(tài)，稀釋劑就減少了固化的粘合劑材料粘附于模具的危險；其次，粘合劑硬化時保持液態(tài)，稀釋劑與粘合料相分離，從而形成散布于整個固化粘合劑基片的稀釋劑小六或小滴的相互貫通的網(wǎng)絡(luò)。在以下討論中，稀釋劑相分離地優(yōu)點將會更清楚。
對于許多應(yīng)用而言，如PDP擋肋，希望在燒制前基本上完成生態(tài)微結(jié)構(gòu)的除粘。另外，除粘在熱處理中往往是最長、最高溫度的步驟，所以希望漿料能以相對低的溫度相對迅速而完全地除粘。下面詳細(xì)討論低溫的選用。
盡管不希望受到理論的約束，但是可將除粘認(rèn)為在動力學(xué)與熱力學(xué)上受制于兩種溫度相關(guān)的過程，即擴(kuò)散與揮發(fā)。揮發(fā)是這樣一種過程，即分解的粘合劑分子從生態(tài)結(jié)構(gòu)表面蒸發(fā)，從而留下一個多孔網(wǎng)絡(luò)供樹脂很少受妨礙地溢出。在單相樹脂混合劑中，內(nèi)部俘獲的氣態(tài)分解制器會起泡和/或斷裂結(jié)構(gòu)。這種情況在粘合劑系中更普遍，表面留下的高度碳質(zhì)分解制品會形成一不可滲透的表面層而阻止粘合劑分解氣體溢小。在單相粘合劑獲得成功的場合中，截面積較小，粘合劑分解加熱速率本來就很長，可防止形成表面層。
產(chǎn)生揮發(fā)的速率依賴于溫度、揮發(fā)激活能和頻率或采樣速率。由于揮發(fā)主要出現(xiàn)在表面或接近表面，所以采樣速率正比于結(jié)構(gòu)的總表面積。擴(kuò)散是粘合劑分子從結(jié)構(gòu)體遷移到表面的過程。由于粘合材料從表面揮發(fā)，所以有一個濃度梯度將粘合材料推向低濃度的表面。擴(kuò)散速率取決于溫度、擴(kuò)散激活能和頻率。
由于揮發(fā)作用受表面積的限制，若表面積相對于微結(jié)構(gòu)體很小，過快加熱會使揮發(fā)物質(zhì)被捕獲。當(dāng)內(nèi)部壓力足夠大時，結(jié)構(gòu)會起泡，破裂或斷裂。為了減少這一效應(yīng)，除粘時可相對緩慢地提高溫度，直到完成除粘。缺少敞開的除粘通道或除粘過快，也會更容易形成剩余碳，這樣又要求更高的除粘溫度以保證完全除粘。除粘完成后，可以更迅速地將溫度升高到燒制溫度，并保持該溫度直到完成燒制。此后，該物品可作冷卻。
稀釋劑通過提供較短的擴(kuò)散通路并增大表面積而增強(qiáng)了除粘效果。當(dāng)粘合劑固化成硬化時，稀釋劑最好保持液態(tài)且與短效粘合劑相分離，由此建立一個散布于硬化粘料基質(zhì)的稀釋劑小穴的貫通網(wǎng)絡(luò)。粘料的固化或硬化越快，稀釋劑小穴就越小。較佳地，粘合劑硬化后，在整個生態(tài)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，散布有較大量較小的稀釋劑穴。除粘時，低分子量稀釋劑可在其它高分子量有機(jī)成分分解之前以較低溫度迅速地蒸發(fā)。稀釋劑蒸發(fā)留下一些多孔結(jié)構(gòu)，大大增大了表面積，由此可揮發(fā)剩余的粘料，并且大大縮短了粘料必須擴(kuò)散到這些表面的平均路長。因此，通過包含稀釋劑，增大效表面積可加快粘合劑分解時的揮發(fā)速率，從而提高了同一溫度的揮發(fā)速率，很少出現(xiàn)因有限的擴(kuò)散速率而積聚壓力。另外，較多孔的結(jié)構(gòu)能以較低的閾值更容易地釋放積聚的壓力，結(jié)果能以更快的升溫速率除粘，同時減小了微結(jié)構(gòu)破裂的危險。此外，由于表面積增大且擴(kuò)散長度縮短，能以較低溫度除粘。
稀釋劑不是一種簡單的樹脂溶劑混合物。稀釋劑最好溶解成足以摻入不同化態(tài)的樹脂混合物。漿料粘合劑一旦固化，稀釋劑應(yīng)與參與交聯(lián)過程的單體和/或齊聚物相分離。較佳地，稀釋劑相分離在固化樹脂連續(xù)基質(zhì)中形成分立的液態(tài)材料穴，固化的樹脂粘合漿料中的玻璃料粒子或陶瓷粉。這樣，即使使用了明顯高程度和稀釋劑(即稀釋劑與樹脂比大于約1∶3)，也不會明顯損害固化生態(tài)微結(jié)構(gòu)的物理完整性。
較佳地，稀釋劑對粘合漿料中陶瓷粉料的親合力低于粘粒與資料粘合的親合力。硬化時，粘合劑應(yīng)粘合陶瓷粉粒子，這就提高了生態(tài)結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上的完整性，尤其在稀釋劑蒸發(fā)之后。其它期望的稀釋劑特性取決于陶瓷粉、粘料、固化引發(fā)劑(有的話)、基片與其它添加劑(有的話)的選用。較佳的稀釋劑包括乙二醇和多羥基，例子有丁二醇、l，2-亞乙基二醇和其它多元醇。
除了陶瓷粉、短效粘合劑和稀釋劑以外，漿料還可包含其它材料，如促進(jìn)與基片粘附的促粘劑。對于玻璃或其它有二氧化硅或金屬氧化物表面的基片，最好用硅烷耦合劑作為促粘劑。較佳的硅烷耦合劑具有三種烷氧基。這類硅烷可選成預(yù)水解性，有助于更好地粘附于玻璃基片。一種特別佳的硅烷耦合劑是硅烷引發(fā)劑，如Manufacturing公司(3M)(St.Paul，MN)以商標(biāo)ScotchbondCeramin Primer出售的硅烷引發(fā)劑。其它選用的添加劑包括的材料有分散劑等，有助于使陶瓷粉與本發(fā)明漿料的其它成分混合。選用的添加劑還可包括表面活化劑、防老化成分、釋放增強(qiáng)劑等。
PDP基片通常是用浮選玻璃加工方法制作的堿石灰玻璃材料。雖然常規(guī)堿石灰玻璃很便宜，但是對普通PDP加工溫度而言，這類玻璃材料的軟化溫度太低。為提高軟化溫度，一般在成分上修改PDP應(yīng)用的玻璃基片，往往需要減少硅材料含量而增加玻璃中的氧化鋁含量。如此更改的堿石灰玻璃，成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未更改的堿石灰浮選玻璃料的成本。
在擋肋制作時，PDP制造出現(xiàn)最高加工溫度。運用目前的制造工藝，為確保擋肋材料密實而無剩余碳，要求加工溫度大于560℃。雖然熔化玻璃材料的溫度較低，但是由于粘料燒光溫度過高，抑制了這類材料的應(yīng)用。本發(fā)明方法的一大優(yōu)點是應(yīng)用了相對低的陶瓷微結(jié)構(gòu)加工溫度，故能使用便宜的不更改的堿石灰玻璃。
將電板加工PDP背基片上的方法很多，包括原厚薄膜方法。薄膜法涉及物理蒸發(fā)淀積金屬材料，一般為Cr/Cu/Cr或Al，接著用石印術(shù)與腐蝕法限定需要的圖案。薄膜電極的厚度通常小于2μm。厚膜法涉及絲網(wǎng)印刷銀玻璃料、燒除有機(jī)載體和熔化增強(qiáng)導(dǎo)電率。厚膜工藝還要求基底無堿介質(zhì)層，因為可能在堿石灰玻璃基片上出現(xiàn)銀遷移。厚膜電極的厚度一般為5～15μm。
下面用一些非限制性例子說明本發(fā)明。
舉例例1與2在以下例中，制作了一種夾具用于拉伸聚合物模具板，如圖7所示。拉伸聚合物模具板S時，在A和B點抓住板。然后轉(zhuǎn)動細(xì)螺紋螺釘C，施加橫向力(在模具平面內(nèi))。夾具設(shè)計得在工具制造顯微鏡下適合于在拉伸時觀察聚合物工具的圖案。在各種應(yīng)力級別下作聚合物模節(jié)距測量。拉伸前后作自由態(tài)節(jié)距測量，確定施加的應(yīng)力級別是否造成塑性或彈性形變。聚合物模具寬約2.5cm，長約15cm。
例1使用有V槽微結(jié)構(gòu)的聚合物模具。該聚合物模具是一塊扁平的PET膜，上面澆注的丙烯酸鹽材料固化成V槽微結(jié)構(gòu)。PET膜一般厚127μm，有丙烯酸鹽層的微結(jié)構(gòu)約厚27～30μm。在自由態(tài)，V槽結(jié)構(gòu)峰間測得的間距為49.556μm。
如上所述，聚合物模具緊固在夾具上以平行于V槽的方向拉伸，在放大200倍的工具加工顯微鏡下目視觀察以各級應(yīng)力測量的V槽間距或節(jié)距，結(jié)果列于表1。加載條件由螺釘C的轉(zhuǎn)數(shù)指示。
表1

微結(jié)構(gòu)槽的間距受到的影響接近1900ppm(百萬分之幾)，看不出任何永久性形變(即加載史的嚴(yán)格的彈性)。這一控制范圍說明能精確地調(diào)節(jié)圖案微結(jié)構(gòu)與圖案基片對準(zhǔn)。
例2對一結(jié)構(gòu)與圖案不同的聚合物模具重復(fù)例1同樣的步驟。本例中，模具具有矩形通道，而且是一種全由聚碳酸酯制作的單塊結(jié)構(gòu)，一面光滑，另一面有矩形通道。整個模具厚550μm，通道深198μm。通道寬為120μm，相距219.94μm。S應(yīng)力平行于聚合物模具平面內(nèi)的通道施加，節(jié)距測量結(jié)果列于表2。
表2

與例1相似，聚合物模具的受控拉抻示明了持征節(jié)距間距的細(xì)微控制。同樣地，以彈性拉伸模具，通道節(jié)距的收縮量多達(dá)1900ppm。再者，微結(jié)構(gòu)通道的節(jié)距沿聚合物模具長度的主要部分(約為寬度的25％)是均勻的。將聚合物模具的圖案設(shè)計成不延伸入加載點附加的區(qū)域(抓住膜的地方)，拉伸基本上不對模具造成不均勻性。因此，在圖案的每一點，模具圖案間距受拉伸的影響都一樣。
例3-7為便于脫模和提高除粘速度，研究了漿料中各種濃度的稀釋劑。使用的模具是聚碳酸酯或光固化丙烯酸鹽材料，這些材料澆注并固化到PET等高剛性背襯材料上，形成模具有圖案的表面。漿料固化收縮與漿料和聚合物模具的化學(xué)互作用使退模造成困難。漿料與模具粘合導(dǎo)致加工時間更長，固化的微結(jié)構(gòu)斷裂或模具損壞。增強(qiáng)退模特性有望提高模壓成品率，延長模具壽命，制作更高保真度的復(fù)制結(jié)構(gòu)。對于PDP擋肋制造，能迅速地?zé)评哂型麥p少周期時間與成本。為了快速燒制，必須盡快完全地將粘合劑除粘或燒光。對本發(fā)明的漿料作合理設(shè)計并摻入某種稀釋成分，可增強(qiáng)退模與除粘。
在制備例3-7的漿料樣品時，將在可見光區(qū)中呈活性的光固化樹脂用作粘合劑，玻璃料用作漿料的玻璃粉。該玻璃料是硼硅酸鉛玻璃粉，Asahi Glass公司有售，商標(biāo)為RFW030，平均粒子尺寸為1.2μm?；A(chǔ)樹脂包括50％重量的bisphenol-a diglycidyl ether dimethacrylate(BISGMA)和50％重量的triethylene glycol dimetharrylate(TEGDMA)使用的引發(fā)劑系可用光譜藍(lán)區(qū)中的可見光固化，包括乙基二甲基氨基苯、camphoroquinone和diphenyliodnium hexafluorophoshate。所有樣品的引發(fā)劑含量都保持為2％重量的有機(jī)成分。裝入所有漿料里的玻璃料約占45％～47％體積。用磷酸酯分散劑幫助將玻璃料摻入有機(jī)成分。用通過使用的玻璃基片輻射的藍(lán)光(380-470nm)源作固化，劑量為1～1.52J/cm2。例3-7選用的稀釋劑是1，3丁二醇，在BISGMA中不可溶，但在BISGMA/YEGDMA混合液中可溶。有機(jī)成分中稀釋劑百分?jǐn)?shù)重量的含量列于表3。
表3

除粘特性為研究對粘合劑燒光的作用，在玻璃基片上制備了供燒制的例3-7的漿料厚膜。玻璃基片是2.5mm存的堿石灰玻璃，Libbey-Owens-Ford公司(Toledo，OH)有售。用刮板涂布器在玻璃基片上澆注一層均勻的漿料，刮板涂布器的間隙為200μm，涂層用藍(lán)光固化1分鐘，然后將樣品放在氣流為30Scfh(每小時標(biāo)準(zhǔn)立方英尺)的箱爐中燒制，燒制進(jìn)度為每分鐘5℃一直到540℃，作20分鐘熱處理，再將樣品以每分鐘2～3℃冷卻至室溫。燒制后，熔化層約厚70—80μm。10％的樣品(配方見例3)嚴(yán)重開裂，燒制后碎片無法粘附于玻璃基片。例4的配方，有20％的稀釋劑樣品也開裂，但仍與基片附附。例5、6、7的配方未受損，無開裂，與基片粘附。這些結(jié)果表明，漿料中的稀釋劑濃度越高，粘合劑更容易燒光，可能是由于稀釋劑蒸發(fā)留下更多的除粘通路，使內(nèi)部氣壓揮發(fā)，否則會造成斷裂。
脫模特性運用Iastramentors公司(Strongville，OH)以商標(biāo)SP-102C-3M90型出售的剝離測試儀，定量研究了固化后的脫模狀況。具有矩形通道的聚合物模具板用于以例3-7的玻璃漿料將肋結(jié)構(gòu)形成在堿石灰玻璃基片上。模具中通道一般為寬75μm，深185μm，節(jié)距間隔220μm。樣品制作涉及到把玻璃漿料樣品層選在玻璃基片與模具之間，接著固化樣品。層迭時，漿料基片上填滿模具有通道，在固化后將模具特征復(fù)制到玻璃基片上。模具約2.5cm寬，22cm長，通道平行于模具有長度方向。層迭后，樣品用藍(lán)光源固化，劑量為1～1.5J/cm2。固化后，沿通道方向剝離，使模具脫出，測量剝離力。剝離試驗以對基片90°時進(jìn)行，速度約每分鐘20cm。測量的平均剝離力列于表4。
表4

例3的配方來給出結(jié)論性結(jié)果，因為對模具的粘合強(qiáng)得模具在剝離中撕裂了。從表4可以明顯看出稀釋劑在增強(qiáng)脫模方面的作用。但要注意，若稀釋劑含量極高，由于相對高的液體含量，會嚴(yán)重劣化固化生態(tài)結(jié)構(gòu)的物理完整性。例7的配方在固化后有若干缺陷，因為生態(tài)結(jié)構(gòu)有斷裂。例4、5、6的配方代表稀釋劑含量高于10％而低于40％，生態(tài)物理完整性與脫模特性結(jié)合得最好。
例8用刮刀將環(huán)氧粘合劑與82.3％重量(43.3％容積)的氧化釔穩(wěn)定型二氧化鋯粉(Zirconia Sales America有售，等極為HSY-3B)混合起來。二氧化鋯粉的平均粒子尺寸為0.4μm。環(huán)氧粘合劑混合了54.2％重量環(huán)氧的稀釋劑和表面活化劑、36.4％重量的稀釋劑與9.4％重量的表面活化劑。環(huán)氧是雙酚A環(huán)氧化合物(Louisville，KY的Celanese公司有售，商標(biāo)Celanese DER332)的胺固化劑(Celanese公司有售，商標(biāo)Epi-Cure 826)的混合物，固化劑含量是環(huán)氧重量的26％。稀釋劑系是一種混合物，包括65％重量的1，3丁二醇(Milwaukee，WI的Aldrich Chemical公司有售)和35％重量的聚乙二醇(St.Louis，MO的SigmaChemical公司有售，商標(biāo)Carbowax 200)，后者用于對環(huán)氧中的丁二醇增溶。表面活化劑是一種購自ICI Americas公司(New Castle，DC)的材料，商標(biāo)Hypermer KDI，幫助將二氧化鋯粉摻入樹脂。漿料模壓到塑料基片上，傳遞到氧化鋁基片上，再以每分鐘5℃的速率加熱至600℃除粘，接著以每分鐘10℃的速率將溫度升至1400℃燒制1小時。例8的漿料可通過混合下列量的材料制成51.0克氧化釔穩(wěn)定型二氧化合物4.40克雙酚A環(huán)氧化合物1.56克固化劑2.60克聚乙二醇1.40克丁二醇1.02克表面活化劑例9將丙烯酸鹽粘合劑混以85.5％重量的氧化釔穩(wěn)定型二氧化鋯粉。二氧化銑粉是一種等級為HSY—3B(例8中使用)的雙峰態(tài)混合物，含12.3％重量的等級HSY-3U(同一家公司有售)。等級HSY-3B和HSY-3U的平均粒子尺寸各為0.4與0.1μm。粘合劑是50.5％的丙稀酸樹脂(下述)。44.4％重量的稀釋劑與5.0％重量地表面活化劑。具體而言，該樹脂是一種混合物，包括50％重量的雙酚Adiglycidyl ether dimethacrylate(BISGMA)和50％重量的triethylene glycoldimethacrylate(TEGMA)。固化引發(fā)劑是乙基二甲基氨基苯甲酸鹽、comphoroquinone與diphenyliodonium hexafluorophosptate的混合物，引發(fā)劑含量為2％重量的丙烯酸基樹脂。稀釋劑是50％重量的diallyl phthalate和50％重量的硬脂酸丁酯。稀釋劑里的diallya phthalate用于減少樹脂粘度以提高可塑性，并且對丙烯酸鹽樹脂中的硬脂酸丁酯增溶。稀釋劑里的硬脂酸丁酯在粘合劑固化時與稀釋劑相分離而有助于脫模，并在除粘時加速粘料溢出。表面活化劑(購自ICI Amevias公司，商標(biāo)rmer KDI)用于將二氧化鋯摻入粘合劑。漿料模壓到玻璃基片上，通過基片與模具對藍(lán)光曝光2.5分鐘固化，再從使用的聚合物模具中脫模。除粘與燒制進(jìn)度與例8相同。
例9的漿料可通過混合下列量的材料制成。
510.10克氧化釔穩(wěn)定型二氧化鋯粉，HSY-3B級71.50克氧化釔穩(wěn)定型二氧化鋯粉，HSY-3U級50.00克50/SOBISGMA/TEGMA混合物22.20克dially phthalate22.20克硬脂酸丁酯5.00克表面活化劑例10用紫外固化齊聚物成分形成微結(jié)構(gòu)柔性模具，該成分是一混合物，包括99％重量的脂族尿熔丙烯酸鹽Photomer 6010和1％重量的光引發(fā)劑(購自CibaSpecialty Chemicals公司，商標(biāo)Oarocur 1173)。齊聚物樹脂加熱至約60℃，以將粘度減小為約2500厘泊。樹脂沿金屬工具一邊沿澆注，工具的正肋微結(jié)構(gòu)適用于形成PDP擋肋，并覆蓋5密耳厚的聚酯膜。將堆材料到其上安置該堆材的平坦表面與裝在堆材上方框架上的金屬輥之間，調(diào)節(jié)平坦表示與輥之間的間隙，使金屬工具與聚酯膜的距離約為0.001英寸。隨著堆材通過間隙拉動，齊聚物樹脂被迫變?yōu)楣ぞ叩奈⒔Y(jié)構(gòu)并散布于整個工具。堆材在介質(zhì)壓力汞燈下通過三次而經(jīng)聚酯基片照射，劑量為200～400mJ/cm2。得到的微結(jié)構(gòu)模具與金屬工具剝離，提供呈現(xiàn)在金屬工具上近乎精確的負(fù)微結(jié)構(gòu)。
例11用紫外固化的齊聚物成分形成微結(jié)構(gòu)柔性模具，成分是一混合物，包括75％重量的脂族尿熔丙烯酸鹽photomer 6010、24％重量的1，6己二醇二丙烯酸鹽和1％重量的光引發(fā)劑Darocur 1173。齊聚物加熱到60℃，將粘度減至約1000厘泊。樹脂沿金屬工具一邊沿澆注，金屬工具具有正肋微結(jié)構(gòu)，覆蓋5密耳厚的聚酯膜。將堆材料到其上安置該堆材的平坦表面與裝在堆材上方框架上的金屬輥之間，調(diào)節(jié)平坦表示與輥之間的間隙，使金屬工具與聚酯膜的距離約為0.001英寸。隨著堆材通過間隙拉動，齊聚物樹脂被迫變?yōu)楣ぞ叩奈⒔Y(jié)構(gòu)并散布于整個工具。堆材在介質(zhì)壓力汞燈下通過三次而經(jīng)聚酯基片照射，劑量為200～400mJ/cm2。得到的微結(jié)構(gòu)模具與金屬工具剝離而露出，經(jīng)進(jìn)一步觀察，畸變的微結(jié)構(gòu)有凹形側(cè)壁上斜頂。
例12下面是一例壓模形成供本發(fā)明使用的圖案微結(jié)構(gòu)模具。依序堆選下述材料制備壓模樣品卡紙板、鍍鉻黃銅板、9×13英寸微結(jié)構(gòu)金屬工具、四塊0.0055英寸厚的聚碳酸酯膜(購自Bayer公司，商標(biāo)Makrolon 2407)，接著是第二塊鍍鉻黃銅板和第二卡紙板。
將堆材放在加熱至190℃的壓模機(jī)里(購自Wabash MPI，Wabash，ID，商標(biāo)V75H-24-CLX型)，以5000磅負(fù)載力壓制堆材2分鐘。負(fù)載增至40,000磅歷時2分鐘，接著在壓力下冷卻至近80℃。從壓模機(jī)里取出堆材，拆開后得到微結(jié)構(gòu)模具。
權(quán)利要求
1.一種在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述工藝包括以下步驟將包括固化材料的混合物放在有圖案基片與模具圖案表面之間，模具圖案表面上有多個微結(jié)構(gòu)；對模具進(jìn)行拉伸，使一部分模具圖案表面與一部分有圖案基片對準(zhǔn)；將固化材料固化成粘附于基片的剛性狀態(tài)；和取下模具，留下與基片圖案對準(zhǔn)的混合物的硬化結(jié)構(gòu)，所述硬化結(jié)構(gòu)基本上復(fù)制了模具圖案表面的微結(jié)構(gòu)。
2.一種在有圖案基片上形成和對準(zhǔn)陶瓷微結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述工藝包括以下步驟提供一種包括混合物的漿料，所述混合物由陶瓷粉與固化短效粘合劑組成；把漿料置于有圖案玻璃基片與模具圖案表面之間，模具圖案表面上有多個微結(jié)構(gòu)；對模具進(jìn)行拉伸，使一部分模具圖案表面與一部分有圖案基片對準(zhǔn)；固化可固化的粘合劑以硬化漿料，并將漿料粘附于基片；取下模具，留下粘附于基片的漿料的生態(tài)微結(jié)構(gòu)，所述生態(tài)微結(jié)構(gòu)基本上復(fù)制了模具圖案表面的微結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括以下步驟對生態(tài)微結(jié)構(gòu)除粘從而基本上燒光短效粘合劑，并且隨后以高于除粘使用的溫度的高溫?zé)粕鷳B(tài)微結(jié)構(gòu)，以將陶瓷粉燒結(jié)成陶瓷微結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于可固化粘合劑的固化步驟包括使?jié){料曝露于透過基片、模具或透過基片與模具二者而輻射的紫外光或可見光。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于模具的拉伸步驟包括沿同基片橫向的單一方向機(jī)械拉伸模具。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于模具包括具有光滑表面與相對微結(jié)構(gòu)表面的熱塑材料。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于模具包括基底膜層和可固化聚合物制作的圖案層，所述圖案層具有粘附于基底膜層的光滑表面與相對于基底膜層的微結(jié)構(gòu)表面。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于有圖案的玻璃基片包括一系列基本上平行且獨立尋址間隔一定距離的電極。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于模具圖案表面的微結(jié)構(gòu)包括一系列從模具表面伸出的基本上平行的脊部，所述脊部的尺寸與間距使得在模具拉伸步驟中能對準(zhǔn)基片電極。
10.一種包括等離子體顯示板的高清晰度電視屏組件，其特征在于包括具有多個形成圖案的獨立可尋址電極的背玻璃基片；多個模制并與權(quán)利要求2所述方法的背基片上電極圖案對準(zhǔn)的陶瓷微結(jié)構(gòu)擋板；淀積在陶瓷擋板之間的磷光粉；有多個電極的正玻璃基片，其上安置的電極面對背基片上的電極；以及位于正、背基片之間的惰性氣體。
全文摘要
一種用微結(jié)構(gòu)模具在有圖案基片上模壓并對準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)的方法。在拉伸模具微結(jié)構(gòu)與有圖案基片之間安置一種漿料,漿料含有陶瓷粉與可固化短效粘合劑組成的混合物。模具可拉伸,以將模具的微結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)預(yù)定部分的有圖案基片。漿料在模具與基片之間硬化,然后取下模具留下粘附于基片并對準(zhǔn)基片圖案的微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)經(jīng)加熱除去粘合劑,并優(yōu)化燒結(jié)陶瓷粉。
文檔編號H01J11/02GK1331835SQ99814897
公開日2002年1月16日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者R·C·丘, T·L·胡普曼, P·E·漢帕爾, V·W·金, K·R·狄龍 申請人:美國3M公司