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JP2003031132A - パターン加工物およびその製造方法 - Google Patents

パターン加工物およびその製造方法

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JP2003031132A
JP2003031132A JP2001211555A JP2001211555A JP2003031132A JP 2003031132 A JP2003031132 A JP 2003031132A JP 2001211555 A JP2001211555 A JP 2001211555A JP 2001211555 A JP2001211555 A JP 2001211555A JP 2003031132 A JP2003031132 A JP 2003031132A
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JP
Japan
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mask
mask pattern
manufacturing
pattern
cross
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Application number
JP2001211555A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Kawanishi
義隆 川西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to KR1020020040145A priority patent/KR100562735B1/ko
Priority to US10/194,542 priority patent/US7041229B2/en
Priority to TW091115666A priority patent/TW537948B/zh
Publication of JP2003031132A publication Critical patent/JP2003031132A/ja
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない工程数で、深さの異なる加工パターン
を一括形成する製造方法と、深さと幅とが滑らかに変化
するU字型の断面形状を有する加工パターンとを提供す
る。 【解決手段】 半円形の断面形状のマスクパターン62
とV字形の断面形状のマスクパターン65とを、それぞ
れ、異なる開口幅63、64を持って形成し、マスクパ
ターン62、65をマスクとしてサンドブラスト加工を
行う。半円形の断面形状のマスクパターン62間には深
い溝が形成されるが、V字形の断面形状のマスクパター
ン65間では浅い溝が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン加工物お
よびその製造方法に関し、特にプラズマディスプレイの
放電セルの隔壁および隔壁に形成される溝などのパター
ン加工物と、噴射流を用いる研磨加工法によるその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】噴射流を用いた代表的な研磨加工法とし
て、空気と研磨剤を用いた固気2相流のサンドブラスト
法が一般的に使用されている。加工表面上にマスクパタ
ーンを形成後、サンドブラストによりパターン加工を行
う代表的な加工物としては、プラズマディスプレイパネ
ルやPALC(プラズマアドレス液晶)ディスプレイパ
ネルなどの表示パネルの基板上に形成される放電セルパ
ターンが知られている。その際、高さの異なる複数の加
工パターンの形成を必要とする場合が少なくない。
【0003】例えば、特開2000-123747号公報に、基板
上に浅い加工パターン用の被加工材とマスクパターンを
形成後、その上にさらに深い加工パターン用の被加工材
とマスクパターンを再度形成した後、サンドブラストを
行い、表示パネルの基板上に深さの異なる加工パターン
を形成する方法が開示されている。また、特開平7-2827
30号公報には、マスクパターン形成とサンドブラスト加
工と乾燥とを交互に繰り返し、浅い加工パターンのうち
の一部の上にさらに加工パターンを積み重ねることによ
って、浅い加工パターンと深い加工パターンとを形成す
る方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術のいずれによるパターン加工物ならびにその製
造方法においても、基板上への被加工材の塗布工程とマ
スクパターンの形成工程を複数回繰り返す必要があり、
工程数が増加するという問題点ならびに浅い加工パター
ンと深い加工パターンとの位置合わせが困難になるとい
う問題点を有している。さらに、後者の従来技術では、
サンドブラストによる研磨工程も複数回必要となるとい
う問題点をも有している。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、複数のマスク形成工程を伴うこ
となく、少ない工程数で深さの異なる加工パターンを一
括して製造できる製造方法とそれによって製造されるパ
ターン加工物とを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、複数の部屋が隔壁によって隔てら
れ、かつ、隔壁に形成された溝によって各部屋間が連結
されているパターン加工物であって、前記溝の底面がU
字状に形成されていることを特徴とするパターン加工
物、が提供される。そして、好ましくは、前記溝は、部
屋間の中心から部屋に向かって徐々に深くなっている。
また、好ましくは、前記溝の幅は、滑らかに変化してい
る。また、本発明によれば、(1)基板上に被加工物を
形成する工程と、(2)前記被加工物上にマスクパター
ンを形成する工程と、(3)前記マスクパターンをマス
クとして、前記被加工物を粘性流を用いた研磨加工法に
て加工する工程と、を備え、少なくとも2つの深さの異
なる加工パターンを同時に形成することを特徴とするパ
ターン加工物の製造方法、が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する前
に、本発明の原理とその技術背景を説明する。本発明者
は鋭意研究の結果、サンドブラストのような噴射加工を
流体力学を用いて説明することにより、流体と研磨材よ
りなる粘性流の流速分布が被加工物の加工形状に直接影
響することを見出し、また、被加工物を加工するための
マスクパターンの開口幅とマスクパターンの断面形状と
により剥離流の影響が及ぶ最大距離が調整可能であるこ
とを確認し、この現象を利用することによって深さの異
なる加工パターンを一括して形成することに成功した。
図1は、本発明の技術背景を説明するための断面図であ
る。また、図2(a)〜(d)、図3(a)〜図6
(b)は、本発明の原理を説明するための断面図であ
る。図1に示されるように、流体力学において、一様に
流れている粘性流6中に、粘性流6の流れ方向に対して
垂直に有限な大きさの平面5が存在すると、粘性流6の
流れは、平面5の中心付近(淀み点)で放射状に分離
し、平面5に沿って流れた後、平面5端部で粘性流6の
流れ方向に対して垂直な流れ成分を持つ剥離流7と呼ば
れる流れとして放出される。剥離流7が放出される平面
5端部は、剥離点3と呼ばれる。剥離流7は一定の流速
で剥離点3から放出された後、上流より流れてきた一様
な粘性流6と合流する。剥離点3近傍で剥離流7と合流
した粘性流6Aの流速は、剥離流7の影響を受けて著し
く減速される。しかし、剥離点3から紙面左右方向に離
れるにつれて剥離流7の影響は徐々に少なくなり、最終
的に、ある地点において平面5に到達する前の一様な粘
性流6の流速と等しくなる。即ち、一様な粘性流中に物
体が存在すると剥離流が発生し、物体の近傍を流れる粘
性流に速度勾配が生じる。本発明においては、上記の剥
離流の影響がなくなり、物体の近傍を流れる粘性流の流
速が、一様な粘性流の流速と等しくなる地点を剥離流の
最大影響点1、剥離点から剥離流の最大影響点1までの
紙面左右方向の距離を剥離流の最大影響距離2と定義す
る。上記の説明で用いた一様な粘性流と有限な大きさの
平面とは、サンドブラスト加工において、それぞれ、圧
送エアーと研磨剤よりなる固気2相流と、サンドブラス
ト用の表面が平坦なマスクとに相当する。
【0008】サンドブラスト加工時、粘性流がマスクの
高さまで流れてくると、粘性流の紙面上下方向の流速
は、マスク端部から放出された速度の遅い剥離流の合流
により、マスク端部で小さく、マスク端部から離れるに
従って大きくなり、剥離流の影響のなくなる剥離流の最
大影響点1において、マスクに到達する前の一様な固気
2相流の流速と等しくなるという流速分布を持つ。この
とき、マスクより下流に被加工物があれば、研磨レート
は流速に比例するため、マスク端部近傍の研磨レートは
低く、紙面左右方向のマスクとの距離が大きくなるに従
って徐々に研磨レートは高くなり、剥離流の最大影響点
1を過ぎると研磨レートは一定となる。これにより被加
工物の断面形状は、裾野4を引いた富士山型となる。
【0009】次に、図2を参照して、マスク形状が剥離
流と剥離流の最大影響距離とに及ぼす効果について説明
する。マスク上面が平坦な場合、すなわちマスク断面形
状が矩形の場合、剥離流7Bは、マスク端部の剥離点3
Bから水平方向に噴出されて固気2相流の粘性流6Bと
合流するため、上述のようにある一定の剥離流の最大影
響距離2Bを持つ〔図2(a)〕。マスク断面形状がV
字溝形(またはU字溝形またはW字溝形)の場合、剥離
流7Cは、マスク端部の剥離点3Cで固気2相流の粘性
流6Cの流れ方向に逆らって斜め上方に噴出されるた
め、固気2相流の粘性流6Cの流速は著しく減速され、
剥離流の最大影響距離2Cは、マスク断面形状が矩形の
場合に比して長くなる〔図2(b)〕。マスク断面形状
が三角形の場合、剥離流7Dは三角形の傾斜に沿った斜
め下に噴出され、剥離流の最大影響距離2Dは、マスク
断面形状が矩形の場合に比して短くなる〔図2
(c)〕。マスクの断面形状が半円形の場合、剥離流7
Eは下方に発生するため、剥離流の最大影響距離2Eは
更に短くなり、できたパターン加工物の形状は富士山型
から柱状に近づく。
【0010】次に、一様に流れている固気2相流の粘性
流の流れ方向に対して垂直にライン状のマスクパターン
が2本並んで存在する場合について説明する。図3〜図
6は、2本のライン状のマスクパターンの開口幅を狭め
たときにできるパターン加工物の断面図である。各図に
おいて、(a)は断面形状が矩形のマスクパターンを用
いた場合の断面を、(b)は断面形状が三角形のマスク
パターンを用いた場合の断面を、それぞれ、示してい
る。両マスクパターン間の開口幅が、剥離流の最大影響
距離以上離れている場合、被加工物の断面形状は裾野の
広がった富士山型が二つ並んだ鍋底形状となる〔図3
(a)、図3(b)〕。両マスクパターン間の開口幅を
狭めていくと、断面形状が矩形のマスクパターンを用い
た場合、その開口幅が剥離流の最大影響距離に等しくな
ったときに、被加工物の断面形状はU字溝形状となる
〔図4(a)〕。一方、断面形状が三角形のマスクパタ
ーンを用いた場合は、その剥離流の最大影響距離が、断
面形状が矩形のマスクパターンを用いた場合よりも短い
ので、被加工物の断面形状は依然として鍋底形状のまま
である〔図4(b)〕。さらに開口幅を狭めていくと、
断面形状が矩形のマスクパターンを用いた場合、開口幅
が剥離流の最大影響距離の2倍以下になり、一方のマス
クパターンの端部から放出される剥離流が他方のマスク
パターンの下の被加工物に対する粘性流にまで影響を与
えるようになり、その部分の被加工物の研磨レートがさ
らに減少し、被加工物の断面形状は裾が詰まった富士山
型が二つ並んだV字溝に近いU字溝の断面形状となり、
また、加工の深さが浅くなる〔図5(a)〕。一方、断
面形状が三角形のマスクパターンを用いた場合は、被加
工物の断面形状は依然として鍋底形状のままか、やっと
U字溝形状に達する状態である〔図5(b)〕。さらに
開口幅を狭めていくと、断面形状が矩形のマスクパター
ンを用いた場合、被加工物の断面形状の裾野がますます
詰まり、加工の深さがますます浅くなる〔図6
(a)〕。一方、断面形状が三角形のマスクパターンを
用いた場合は、被加工物の加工の深さがやっと浅くなり
はじめる段階である〔図6(b)〕。以上のように、マ
スクパターンの断面形状および/またはマスクパターン
間の開口幅を調整することによって、被加工物を種々の
深さに加工することが可能である。
【0011】次に、本発明の実施の形態について図面を
参照して詳細に説明する。図7〜図11は、本発明の製
造方法において用いられるマスクパターンの断面図
〔(b)〕とそのマスクパターンを作製するための露光
用マスクの平面図〔(a)〕である。本実施の形態にお
いては、サンドブラストによって被加工物を加工する際
のマスクパターンをフォトリソグラフィー技術によって
作製するための露光マスクが製造される。本実施の形態
のマスクパターン作製用露光マスクは、マスクパターン
露光部に複数のスリット状の孔を有している。ここで、
マスクパターンを形成するレジスト材料としてネガ型の
ものを想定している。ポジ型のレジスト材料を用いるの
であれば、以下に説明する露光用マスクに形成されるス
リットの疎密の位置を反転させればよい。最初に、断面
形状がV字溝形のマスクパターン〔図7(b)〕を形成
する露光マスク〔図7(a)〕について説明する。図7
(a)に示されるように、断面形状がV字溝形のマスク
パターンを形成する露光マスクは、遮光体10に多数の
スリット11を形成することによって構成されている。
スリット11の幅は一定であるが、その空間密度が、遮
光体10の紙面左右方向の中央から外側に向かって高く
なっている。断面形状がV字溝形のマスクパターンを形
成する露光マスクとしては、遮光体10の紙面左右方向
の中央から外側に向かって距離に比例してスリット11
の形成される空間密度を高くするのが適当である。図8
(b)に示す断面形状がU字溝形のマスクパターンを形
成する露光マスクとしては、図8(a)に示されるよう
に、遮光体12の紙面左右方向の外側から中央に向かっ
て距離の1/2乗に反比例してスリット13の形成され
る空間密度を低くするのが適当である。図9(b)に示
す断面形状がW字溝形のマスクパターンを形成する露光
マスクとしては、図9(a)に示されるように、図7
(a)に示される断面形状がV字溝形のマスクパターン
を形成する露光マスクを紙面左右方向に2つ並べたよう
なスリット配列が適当である。図10(b)に示す断面
形状が三角形のマスクパターンを形成する露光マスクと
しては、図10(a)に示されるように、遮光体16の
紙面左右方向の外側から中央に向かって距離に比例して
スリット17の形成される空間密度を高くするのが適当
である。図11(b)に示す断面形状が半円形のマスク
パターンを形成する露光マスクとしては、図11(a)
に示されるように、遮光体18の紙面左右方向の外側か
ら中央に向かって距離の1/2乗から1/5乗程度まで
の冪に比例してスリット19の形成される空間密度を高
くするのが適当である。ここで、上記で用いた、紙面左
右方向の外側から中央に向かっての、あるいは、中央か
ら外側に向かっての距離とは、紙面左右方向の外側端と
中央との距離で正規化した距離のことである。
【0012】以上の本実施の形態においては、スリット
の幅を一定にし、その空間密度に分布を与えることによ
って露光マスクを形成したが、スリットの空間密度を一
定にして、スリット幅に分布を持たせてもよい。即ち、
上述の露光マスクにおける空間密度の高さをスリット幅
の広さに置き換えて、スリットを形成すればよい。これ
により、上述の露光マスクと同様の効果を持つ露光マス
クの製造が可能である。あるいは、スリット幅とスリッ
トの空間密度との両方に分布を持たせてもよい。また、
露光マスクの基板を半透明の基板とし、その半透明の基
板に位置に応じて深さの異なる複数の溝を形成してもよ
い。即ち、上述の露光マスクにおける空間密度の高さを
溝の深さに置き換えて、スリット状の溝を形成すればよ
い。あるいは、Crなどの遮光膜材料の膜厚を変化させ
ることにより同様の効果を得るようにしてもよい。この
ような露光マスクによっても、サンドブラスト加工用マ
スク母材への露光量を、そのマスク母材の位置に応じて
制御して、上述の断面形状を持つマスクパターンを形成
することが可能である。
【0013】図12(a)〜(c)は本発明の製造方法
を説明するための工程順の断面図である。本実施の形態
では、マスク基材としてサンドブラストに耐性を持つ厚
さ40μmドライフイルムレジストを使用した。また、
サンドブラストの研磨剤として炭酸カルシウムを、被加
工物としてガラスとフイラーの混合ペーストを用いた。
【0014】まず、ガラス基板20上にガラスとフイラ
ーの混合ペーストを塗布し乾燥させて被加工物21を形
成した後、平坦なドライフイルムレジストを圧着して貼
り付けてレジスト層22とし、このレジスト層22の上
に露光マスク23を密着した後、露光マスク23をマス
クとして、レジスト層22のUV光による露光を行う
〔図12(a)〕。次に、これを現像することによっ
て、ドライフイルムレジストよりなるマスクパターン2
4を得る。現像は、0.2重量%炭酸ナトリウム水溶液
を低圧で吹きつけて行った。次いで、このマスクパター
ン24をマスクとして被加工物21にサンドブラスト加
工を施して〔図12(b)〕、パターン加工物25を形
成する。次に、マスクパターンを除去して、本発明のパ
ターン加工物の製造工程を完了する〔図12(c)〕。
露光マスクとして第1の実施の形態に示された種々のパ
ターンを使用し、また、露光マスクパターンの間隔を種
々に選択することによって、種々の深さや断面形状を持
つパターン加工物の製造が可能になる。
【0015】図13は、本発明の製造方法におけるマス
クパターンの開口幅と加工深さとの関係を示す特性図で
ある。図13は、断面形状が矩形のマスクパターンで得
られた特性図である。図13に示されるように、断面形
状が矩形のマスクパターンの開口幅を100μm以下か
ら徐々に増加させていくと、開口幅220μm近傍にお
いて加工深さが飽和する。したがって、本実施の形態に
おける断面形状が矩形のマスクパターンに対する剥離流
の最大影響距離は、開口幅220μmの半分の110μ
mと推定できる。次に、断面形状が半円形、三角形、U
字溝形、V字溝形、W字溝形のマスクパターンを用いた
試料を作製して同様の測定を行い、それぞれのマスクパ
ターンの断面形状に対して剥離流の最大影響距離を算出
した。下記の表1に、それぞれの断面形状のマスクパタ
ーンに対して算出した剥離流の最大影響距離の値を示
す。
【0016】
【表1】
【0017】上記の表1に示されるように、半円形、三
角形、矩形(平坦)、U字溝形(V字溝形)、W字溝形
の順で剥離流の最大影響距離が長くなる。以上の結果よ
り、種々のマスクパターンの断面形状の組み合わせによ
り、任意の開口幅と深さとの組合せの加工パターンを、
1枚の被加工物に同時に形成可能であることが分かる。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 〔第1の実施例〕図14は、本発明の第1の実施例のパ
ターン加工物の断面図である。図14に示す本実施例の
パターン加工物は、図12を参照して説明した製造方法
によって製造された(第2〜第4の実施例についても同
じ)。マスクパターンの開口幅は2種類に設定し、領域
33では350μm、領域34では80μmである。図
14に示すように、マスクパターン32の開口幅が35
0μmの領域33では、被加工物31の断面は、裾の広
がった富士山型が二つ並んだ鍋底形状を有している。サ
ンドブラスト加工はガラス基板30の表面まで及んでお
り、その加工の深さはサンドブラスト加工前の被加工物
の厚さに等しい。一方、マスクパターンの開口幅が80
μmの領域34では、被加工物31の断面は、裾野が詰
まった富士山型が二つ並んだU字型の溝を有する断面形
状となっている。この領域では、サンドブラスト加工は
ガラス基板30の表面まで及んでおらず、その加工の深
さは前者の場合よりも浅くなる。したがって、同一のマ
スクパターンを用いても、マスクパターンの開口幅を調
整することによって、深さの異なる加工パターンを形成
することが可能である。このことは、また、平坦なマス
クパターンを用いてサンドブラストを行った場合には、
剥離流の最大影響距離が175μmと40μmとの間に
あるということを意味している。
【0019】〔第2の実施例〕図15は、本発明の第2
の実施例のパターン加工物の断面図である。本実施例に
おいては、マスクパターンの開口幅を一定としながら、
矩形の断面形状のマスクパターンとV字溝形の断面形状
のマスクパターンとを組み合わせてパターン加工物が形
成された。マスクパターンの開口幅は、120μm一定
に設定した。図15に示されるように、マスクパターン
の開口幅がどの領域においても120μm一定であるの
に、隣り合うマスクパターンの一方が矩形の断面形状の
マスクパターン42である領域43では、被加工物41
の断面は裾の広がった富士山型が二つ並んだ鍋底形状を
有している。サンドブラスト加工はガラス基板40の表
面まで及んでおり、その加工の深さはサンドブラスト加
工前の被加工物の厚さに等しい。一方、隣り合うマスク
パターンのいずれもがV字溝形の断面形状のマスクパタ
ーン45である領域44では、被加工物41の断面は、
裾野が詰まった富士山型が二つ並んだU字溝型の断面形
状を有している。サンドブラスト加工はガラス基板40
の表面まで及んでおらず、その加工の深さは前者の場合
よりも浅くなる。本実施例においては、図14に示した
第1の実施例の加工深さがマスクパターンの開口幅で制
御されていたのに対して、複数の異なる断面形状を持つ
マスクパターンを用いることによって、マスクパターン
の開口幅が一定でありながら、加工深さを変化させてい
る。
【0020】〔第3の実施例〕図16は、本発明の第3
の実施例のパターン加工物の断面図である。本実施例に
おいては、マスクパターンの開口幅を一定としながら、
矩形の断面形状のマスクパターンと半円形の断面形状の
マスクパターンとを組み合わせてパターン加工物が形成
された。マスクパターンの開口幅は、80μm一定に設
定された。図16に示されるように、マスクパターンの
開口幅がどの領域においても80μmであるのに、隣り
合うマスクパターンの少なくとも一方が半円形の断面形
状のマスクパターン52である領域53では、被加工物
51の断面は裾の広がった富士山型が二つ並んだ鍋底形
状を有しており、その加工の深さはサンドブラスト加工
前の被加工物の厚さに等しい。一方、隣り合うマスクパ
ターンのいずれもが矩形の断面形状のマスクパターン5
5である領域54では、被加工物の断面は裾野が詰まっ
た富士山型が二つ並んだU字の断面形状を有しており、
その加工の深さは前者の場合よりも浅くなり、加工底部
がガラス基板50に達していない。したがって、現象的
には第2の実施例と同じであるが、第2の実施例よりも
高密度に被加工物をパターン化できる。
【0021】〔第4の実施例〕図17は、本発明の第4
の実施例のパターン加工物の断面図である。本実施例に
おいては、半円形の断面形状のマスクパターンとV字溝
形の断面形状のマスクパターンとを組み合わせてパター
ン加工物が形成された。マスクパターンの開口幅は、半
円形の断面形状のマスクパターン間では90μmに、V
字溝形の断面形状のマスクパターン間では120μm
に、それぞれ、設定した。図17に示されるように、隣
り合うマスクパターンの両方が半円形の断面形状のマス
クパターン62である領域63では、90μmのマスク
パターンの開口幅で、被加工物61の断面は、裾野の広
がった富士山型が二つ並んだ鍋底形状を有しており、そ
の加工深さはサンドブラスト加工前の被加工物の厚さに
等しい。一方、隣り合うマスクパターンの少なくとも一
方がV字溝形の断面形状のマスクパターン65である領
域64では、120μmのマスクパターンの開口幅で、
被加工物61の断面は裾が詰まった富士山型が二つ並ん
だU字型の断面形状を有しており、その加工の深さは前
者の場合よりも浅くなり、加工底部がガラス基板60に
達していない。したがって、本実施例においては、第3
の実施例が開口幅の広い深い加工パターンと開口幅の狭
い浅い加工パターンとの組合せを得るものであったのに
対して、開口幅の狭い深い加工パターンと開口幅の広い
浅い加工パターンとの組合せが得られる。
【0022】〔第5の実施例〕図18、図19を参照し
て本発明の第5の実施例について説明する。本実施例に
おいては、プラズマディスプレイ表示パネルの放電空間
部と排気溝部とを構成するための隔壁を作製した。図1
8(a)、(b)は本実施例の製造方法を説明するため
の工程順の斜視図である。図19(a)は本実施例にお
ける表示パネルの放電空間部と排気溝部の平面図と断面
図、図19(b)は従来技術における表示パネルの放電
空間部と排気溝部の平面図と断面図である。図18
(a)に示すように、まず、ガラス基板101上に、ガ
ラスとフイラーとの混合ペーストを塗布し乾燥させて被
加工物102を形成した後、サンドブラストに耐性を持
つ平坦なドライフイルムレジストを圧着して貼り付けて
レジスト層103とする。レジスト層103の厚さは4
0μmである。次に、レジスト層103の上に露光マス
ク104を密着させる。露光マスク104は、紙面左右
方向の幅が広く紙面奥行き方向に長く伸びる露光マスク
パターン104Aと、紙面左右方向の幅が狭くかつ紙面
奥行き方向に短い露光マスクパターン104Bと、の2
つのパターンの繰り返しから成る。この後の工程によっ
て、露光マスクパターン104Aの直下の被加工物10
2には、放電空間部となる深い溝が形成され、露光マス
クパターン104Bの直下の被加工物102には、排気
溝部となる浅い溝が形成される。ここで、露光マスクパ
ターン104Aと露光マスクパターン104Bとは、ベ
タの遮光膜でもよいが、図7〜図11の(a)に示した
ような、スリットの入った遮光膜パターンを用いること
もできる。本実施例においては、露光マスクパターン1
04Aには左右端部にスリットが入れられており、露光
マスクパターン104Bはベタの遮光膜とした。
【0023】次に、露光マスク104をマスクとしてU
V光によるレジスト層103の露光、現像を行った後、
露光マスク104を除去することによって、マスク11
3を形成した。マスク113は、紙面奥行き方向に長く
伸びるマスクパターン113Aと、紙面奥行き方向に周
期的な間隔を置いてマスクパターン113Aの左右から
突き出したマスクパターン113Bと、から成る。そし
て、マスクパターン113Aにマスクパターン113B
が付加された部分では平坦なマスクパターンが形成され
(断面形状が矩形)、マスクパターン113Aのみから
なる部分では断面形状が半円形に形成されている。
【0024】次に、マスク113をマスクとして被加工
物102にサンドブラスト加工を施して、被加工物のパ
ターン化を行う。サンドブラストの研磨剤としては炭酸
カルシウムを用いた。次に、マスク113を除去して、
本実施例のプラズマディスプレイ表示パネルの放電空間
部と排気溝部とを構成するための隔壁の製造工程を完了
する。
【0025】マスクパターン113Aは半円形の断面形
状を有するために、その剥離流の最大影響距離は短い。
また、隣接する2つのマスクパターン113A間の間隔
は長い。したがって、マスクパターン113Aにおける
剥離流の最大影響距離を2倍しても隣接する2つのマス
クパターン113A間の間隔よりも短くなり、隣接する
2つのマスクパターン113A間では、マスクパターン
113Bが突き出している部分を除いて、サンドブラス
ト加工による加工深さがガラス基板にまで及ぶ。この部
分が、放電空間部となる。一方、マスクパターン113
Bは矩形の断面形状を有するために、その剥離流の最大
影響距離は比較的長い。また、紙面左右方向に隣接する
2つのマスクパターン113B間の間隔は短い。したが
って、マスクパターン113Bにおける剥離流の最大影
響距離を2倍すると紙面左右方向に隣接する2つのマス
クパターン113B間の間隔よりも長くなるために、紙
面左右方向に隣接する2つのマスクパターン113B間
では、サンドブラスト加工による加工深さがガラス基板
まで及ばず、浅いものとなる。この部分が、排気溝部と
なる。
【0026】図19(a)は、こうしてできあがった隔
壁内の2つの放電空間部105と1つの排気溝部106
とを示す平面図とそのX−X線とY−Y線での断面図で
ある。X−X線での断面図から分かるように、溝のいず
れの部分においても排気溝底部107はU字形をなして
いる。加えて、マスクパターン113B端部の中央11
5の直下の被加工物102の方が、マスクパターン11
3B端部の頂点116の直下の被加工物102よりも、
サンドブラスト加工時に、紙面左右方向に対向するマス
クパターン113Bからの剥離流の影響を強く受けるた
めに、排気溝部の中央の方が、放電空間部近くよりも、
加工深さが浅くなる。これを、Y−Y線に沿う断面図で
見ると、排気溝底部107は、排気溝部の中央で最も高
く、放電空間部の内部に至って放電空間部の底面にまで
低くなる。全体としてみれば、排気溝底部107は、ち
ょうど馬の鞍のような形状をしている。
【0027】図19(b)は、従来のプラズマディスプ
レイの隔壁内の2つの放電空間部108と1つの排気溝
部109とを示す平面図とそのX−X線とY−Y線での
断面図である。X−X線とY−Y線での断面図から分か
るように、従来の技術においては、本発明のような剥離
流の最大影響距離という概念を考慮して製造されておら
ず、排気溝部の作製に剥離流の影響が存在しないため
に、排気溝部は、排気溝部全体にわたって矩形に近い形
状となっており、また溝底面はその全長にわたって平坦
となっている。従来の技術においては、このような排気
溝形状のために、排気時に排気溝部と放電空間部との境
界において気流が乱れて、乱流を引き起こす原因となっ
ている。
【0028】それに対して、上述の如く、本発明の加工
パターンでは、排気溝底部107は、その深さが滑らか
に変化するU字型の断面形状をしているために、排気時
の空気の移動に際して、排気溝部と放電空間部との境界
において気流の乱れが発生することがない。したがっ
て、乱流の発生を抑制し、排気抵抗を下げることができ
る。
【0029】〔第6の実施例〕図20は、本発明の第6
の実施例の表示パネルの排気溝部の平面図とそのX−X
線とY−Y線での断面図である。本実施例においては、
図18に示す第5の実施例における露光マスクパターン
104Bに対しその幅が溝の長手方向に沿って漸減し、
漸増する露光マスクパターンが用いられる。この露光マ
スクパターンにより第5の実施例と同様に露光を行い、
現像を行うと、隣接する2つのマスクパターン113B
端部は、中央部間の間隔が頂点間の間隔よりも小さくな
る。このようなマスクパターンをマスクとしてサンドブ
ラスト加工を行ってできる排気溝部は、その平面図に示
されるように、排気溝中央部で溝幅が狭くなる。また、
両断面図に示されるように、排気溝中央部で溝深さが浅
くなり、排気溝底面の溝長手方向に沿った断面は正規分
布曲線状となる。すなわち、排気溝底部は、図19
(a)に示された第5の実施例の排気溝底部に比して、
排気溝中央部においてより高く放電空間部近くにおいて
より低くなっている。
【0030】〔第7の実施例〕図21は、本発明の第7
の実施例の表示パネルの排気溝部の平面図とそのX−X
線とY−Y線での断面図である。本実施例においては、
第6の実施例とは逆に、図18に示す第5の実施例にお
ける露光マスクパターン104Bに対しその幅が溝の長
手方向に沿って漸増し、漸減する露光マスクパターンが
用いられる。この露光マスクパターンにより第5の実施
例と同様に露光を行い、現像を行って、マスクパターン
を形成した。このマスクパターンをマスクとしてサンド
ブラスト加工を行ってできる排気溝部は、図21中の平
面図に示されるように、排気溝中央部で溝幅が広くな
る。また、排気溝底部は、図19(a)に示された第5
の実施例の排気溝底部に比して、排気溝中央部で低くか
つ平坦になる。すなわち、排気溝底部は、図21に示さ
れるように、排気溝の放電空間部近くにおいては深さが
滑らかに変化するU字型形状をなし、中央部においては
深さが一定で幅が変化するU字型構造となる。
【0031】以上のように形成された第6、第7の実施
例の溝形状は、第5の実施例の溝形状と同様に、深い加
工パターンの放電空間部と浅い加工パターンの排気溝部
の接続形状が深さと大きさを滑らかに変化させたU字型
の断面形状をしているため、排気時の空気が移動する際
に接続部で発生する気流の乱れを抑制でき、乱流の発生
を抑制し、排気抵抗を下げることができる。これらの溝
形状の内いずれを採用するかは、用途に応じて適宜選択
される。
【0032】以上、本発明をその好適な実施の形態、実
施例に基づいて説明したが、本発明のパターン加工物お
よびその製造方法は、上述した実施の形態と実施例のみ
に制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しな
い範囲で種々の変化を施したパターン加工物およびその
製造方法も、本発明の範囲に含まれる。例えば、研磨剤
に炭酸カルシウムを使用したが、アルミナや炭化珪素等
の砥粒であってもよい。また、被加工物としてガラスと
フイラーの混合ペーストを使用したが、低融点ガラス粉
末に樹脂を混合したもの一般が用いられ得る。研磨剤と
被加工物は、これらの任意の組合せで用いることができ
る。さらに、マスク材料にはネガ型のドライフィルムレ
ジストを用いたが、ポジ型であってもよいし、また、液
状のレジストであってもよい。また、サンドブラスト
は、液体ホーニング等の、他の噴射加工法であってもよ
い。また、加工の深さを2種類としたが、3種類以上有
ってもよく、数に限定されるものではない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるパタ
ーン加工物の製造方法は、粘性流を用いた噴射研磨加工
において、マスクの開口幅とマスクの断面形状を変化さ
せることにより、剥離流の最大影響距離を調整すること
ができるという特徴を有するものであるので、少ない工
程数で、深さの異なる加工パターンを一括して製作する
ことが可能になる。また、本発明によるパターン加工物
は、深さと幅とが滑らかに変化するU字型の断面形状を
有するという特徴を有するものであるので、表示デバイ
スの放電空間部と排気溝部との溝形成への応用におい
て、排気時の空気が移動する際に放電空間部と排気溝部
との接続部で発生する気流の乱れを回避でき、それによ
り乱流の発生を抑制し、排気抵抗を下げることが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の技術背景を説明するための断面図。
【図2】 本発明の原理を説明するための断面図(その
1)。
【図3】 本発明の原理を説明するための断面図(その
2)。
【図4】 本発明の原理を説明するための断面図(その
3)。
【図5】 本発明の原理を説明するための断面図(その
4)。
【図6】 本発明の原理を説明するための断面図(その
5)。
【図7】 本発明の製造方法において用いられるマスク
パターンの断面図〔(b)〕とそのマスクパターンを作
製するための露光マスクの平面図〔(a)〕(その
1)。
【図8】 本発明の製造方法において用いられるマスク
パターンの断面図〔(b)〕とそのマスクパターンを作
製するための露光マスクの平面図〔(a)〕(その
2)。
【図9】 本発明の製造方法において用いられるマスク
パターンの断面図〔(b)〕とそのマスクパターンを作
製するための露光マスクの平面図〔(a)〕(その
3)。
【図10】 本発明の製造方法において用いられるマス
クパターンの断面図〔(b)〕とそのマスクパターンを
作製するための露光マスクの平面図〔(a)〕(その
4)。
【図11】 本発明の製造方法において用いられるマス
クパターンの断面図〔(b)〕とそのマスクパターンを
作製するための露光マスクの平面図〔(a)〕(その
5)。
【図12】 本発明の製造方法を説明するための工程順
の断面図。
【図13】 本発明の製造方法によって得られるマスク
パターンの開口幅−加工深さの関係を示す特性図。
【図14】 本発明の第1の実施例のパターン加工物の
断面図。
【図15】 本発明の第2の実施例のパターン加工物の
断面図。
【図16】 本発明の第3の実施例のパターン加工物の
断面図。
【図17】 本発明の第4の実施例のパターン加工物の
断面図。
【図18】 本発明の第5の実施例の製造方法を説明す
るための工程順の斜視図。
【図19】 本発明の第5の実施例〔(a)〕および従
来技術〔(b)〕における表示パネルの放電空間部と排
気溝部の平面図と断面図。
【図20】 本発明の第6の実施例の表示パネルの排気
溝部の平面図と断面図。
【図21】 本発明の第7の実施例の表示パネルの排気
溝部の平面図と断面図。
【符号の説明】
1 剥離流の最大影響点 2、2B、2C、2D、2E 剥離流の最大影響距離 3、3B、3C 剥離点 4 裾野 5 平面 6、6A、6B、6C 粘性流 7、7B、7C、7D、7E 剥離流 10、12、16、18 遮光体 11、13、17、19 スリット 20、30、40、50、60、101 ガラス基板 21、31、41、51、61、102 被加工物 22、103 レジスト層 23、104 露光マスク 24 マスクパターン 25 パターン加工物 32、42、45、52、55、62、65 マスクパ
ターン 33、34、43、44、53、54、63、64 領
域 104A、104B 露光マスクパターン 105、108 放電空間部 106、109 排気溝部 107、110 排気溝底部 113 マスク 113A、113B マスクパターン 115 マスクパターン端部中央 116 マスクパターン端部頂点

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の部屋が隔壁によって隔てられ、か
    つ、隔壁に形成された溝によって各部屋間が連結されて
    いるパターン加工物であって、前記溝は、部屋間の中心
    から部屋に向かって徐々に深くなっていることを特徴と
    するパターン加工物。
  2. 【請求項2】 前記溝の底面がU字状に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のパターン加工物。
  3. 【請求項3】 前記溝の幅が、滑らかに変化しているこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載のパターン加工
    物。
  4. 【請求項4】 (1)基板上に被加工物を形成する工程
    と、 (2)前記被加工物上にマスクパターンを形成する工程
    と、 (3)前記マスクパターンをマスクとして、前記被加工
    物を粘性流を用いた研磨加工法にて加工する工程と、を
    備え、前記第(2)の工程で形成された1層のみの前記
    マスクパターンにより少なくとも2つの深さの異なる加
    工パターンを同時に形成することを特徴とするパターン
    加工物の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記マスクパターンが、少なくとも2つ
    の異なるマスクパターン間間隔を有することを特徴とす
    る請求項4に記載のパターン加工物の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記マスクパターンの前記間隔の少なく
    とも1つの間隔は、該間隔を挟む少なくとも1つのマス
    クパターンの端部で前記被加工物加工時に発生する剥離
    流の最大影響距離の2倍よりも短いことを特徴とする請
    求項5に記載のパターン加工物の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記マスクパターンが、少なくとも2つ
    の異なる断面形状を有することを特徴とする請求項4か
    ら6のいずれかに記載のパターン加工物の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記マスクパターンの少なくとも一部の
    領域の上面が、平坦面ではないことを特徴とする請求項
    4から7のいずれかに記載のパターン加工物の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 前記マスクパターンの上面の断面形状
    が、概略、平坦、U字形、V字形、W字形、半円形、三
    角形のいずれかであることを特徴とする請求項7に記載
    のパターン加工物の製造方法。
  10. 【請求項10】 隣接する2つの前記マスクパターンの
    相対する2つの稜の間の間隔が、稜に沿って変化するこ
    とを特徴とする請求項4から9のいずれかに記載のパタ
    ーン加工物の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記粘性流を用いた研磨加工法が、サ
    ンドブラスト法であることを特徴とする請求項4から1
    0のいずれかに記載のパターン加工物の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記マスクパターンが感光性材料によ
    り形成されていることを特徴とする請求項4から11の
    いずれかに記載のパターン加工物の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記感光性材料がドライフィルムレジ
    ストであることを特徴とする請求項12に記載のパター
    ン加工物の製造方法。
  14. 【請求項14】 前記マスクパターンを形成するための
    露光用マスクはハーフトーン露光領域を有しており、該
    ハーフトーン露光領域の光透過量は、前記露光用マスク
    の領域に対応したマスクパターンの領域の必要な膜厚に
    対応して変化していることを特徴とする請求項12また
    は13に記載のパターン加工物の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記露光用マスクの前記ハーフトーン
    領域の遮光膜には、スリットが形成されていることを特
    徴とする請求項14に記載のパターン加工物の製造方
    法。
  16. 【請求項16】 前記ハーフトーン露光領域の光透過量
    が、前記スリットの幅、および/または、密度により決
    定されることを特徴とする請求項15に記載のパターン
    加工物の製造方法。
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