[发明专利]空心单元阵列结构与生产空心单元阵列结构的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及由多个精细组分形成的高精度空心单元阵列结构，以及生产这样的高精度空心单元阵列结构的方法和设备。更特别地，本发明的技术可应用于微型塑料透镜的生产，该塑料微型透镜用于复印机、传真机、固态扫描型打印机等的光学扫描系统，或具有为光透射设计的内置微型透镜的光学波导管，本发明的技术还可应用于数字摄像机透镜的生产、用于投影机屏幕、触摸板、电子摄影过程的感光器、PLD等的光学纤维板的生产。特定地，本发明涉及适合用于电泳显示器的高精度空心单元阵列结构，该电泳显示器由具有合适设计的形状、大小和宽高比的单元形成，每个单元都含有溶剂，该溶剂具有分散在其中的带电荷颜料粒子(或彩色粒子)。本发明特别涉及生产适合用于电泳显示器的这种高精度空心单元阵列结构的新颖且有用的方法。

背景技术

一般存在用于生产由多个精细子件形成的高精度空心单元阵列结构的两种相关技术，该两种技术为(1)光刻法和(2)压印过程。然而，在通过光刻法生产蜂窝结构中，比较难以以相对低的成本稳定生产具有5或更大高宽比的蜂窝结构。在通过压印过程生产蜂窝结构中，难以使全部蜂窝墙壁较薄(例如，在5或更大高宽比情况下厚度为10μm或更小)。图20A到图20D图解根据相关技术生产精细蜂窝结构(一侧开口)的方法的步骤。图20A图解在具有多个凹陷53的第一衬底52上应用含水凝胶溶液51，并减少获得产物(即，用凝胶溶液51覆盖的第一衬底52)上的环境压力的步骤。图20B图解由于通过凝胶膜54在第一衬底52的多个凹陷53中保持气体压力，而使凝胶膜54沿竖直方向扩张的步骤，并且图20C图解在减少的压力下干燥和冷却图20B的最终产物，由此获得蜂窝结构55的步骤。图20D图解通过将被置于室温(例如大约20℃)的蜂窝结构55放置到在80％到90％湿度的情况下被加热到30℃的温度(高于室温)的加热和加湿容器56中，从而在面对第二衬底57的薄顶膜(即凝胶膜)中形成开口的步骤。由于蜂窝结构55的温度低于加热和加湿容器56内部的温度，因此在蜂窝结构55的表面(即薄顶膜)上形成冷凝物。图20E图解由于蜂窝结构58薄顶膜的表面张力所导致的自发收缩，而在该薄顶膜中形成开口的步骤。由于在蜂窝结构55的薄顶膜上形成冷凝物并且薄顶膜的硬度降低，因此表面张力所引起的凝胶膜的自发收缩会导致在蜂窝结构55的薄顶膜中形成开口。蜂窝结构55的薄顶膜在其每个单元的中心周围特别薄，并因此开口最初形成在每个单元的中心周围。控制冷凝时间以便获得对应每个单元的期望开口形状。蜂窝结构55从加热和加湿容器56去除，并且之后被干燥以便终止开口的形成。在顶膜具有0.05μm厚度的情况下，该开口在20s中形成。

日本公开专利申请公布No.8-112873(在下文中也称为“专利文档1”)披露通过起泡形成空心单元阵列结构的方法的例子。该技术意图提供展现优秀轻质性质、绝缘性质和耐压强度的泡沫。公布的技术包括在具有格构型水平区段的热塑树脂构件单元的正方形空心中均匀形成具有20倍的高膨胀率的热塑树脂泡沫，由此提供片状泡沫。日本公开专利申请公布No.10-80964(在下文中也称为“专利文档2”)披露生产蜂窝结构的技术；特定地，生产随时间变化具有稳定质量的空心单元阵列结构的技术。该技术提供由多面体柱状单元形成的蜂窝结构，所述多面体柱状单元在树脂构件中密集并三维排列且在多面体柱状单元的单元壁之间没有接合。通过在树脂构件中系统并三维地设置起泡剂，并导致起泡剂在树脂构件中生成气泡来获得所述单元。然而，该技术包括延伸多面体柱状单元的单元壁，以便多面体柱状单元的核心部分随着多面体柱状单元延伸而逐渐变薄。因此，多面体柱状单元的单元壁可能不会稳定地保持在预定厚度。即，在该技术的起泡步骤中，导致被单独地形成并系统地设置在树脂构件的凹陷中的空间中的起泡剂同时地生成气泡是重要的。如果被单独地形成并系统地设置在树脂构件的凹陷中的空间中的起泡剂在树脂构件的凹陷中相继地产生气泡，那么单个气泡会形成球形。在上面专利文档1和2中，采用热起泡法。然而，通过该方法，如果在整个树脂构件上温度不均匀，那么起泡的时间随树脂构件的不同部分变化。结果，不可获得完整蜂窝结构。