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KR101726625B1 - 롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법 - Google Patents

롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법 Download PDF

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KR101726625B1
KR101726625B1 KR1020100078308A KR20100078308A KR101726625B1 KR 101726625 B1 KR101726625 B1 KR 101726625B1 KR 1020100078308 A KR1020100078308 A KR 1020100078308A KR 20100078308 A KR20100078308 A KR 20100078308A KR 101726625 B1 KR101726625 B1 KR 101726625B1
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adhesive resin
surface layer
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김철호
이신복
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 롤 몰드의 수치 변형을 방지하고 공정을 단순화할 수 있는 롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 방법은 마스터 패턴층이 형성된 기판을 마련하는 단계와; 상기 마스터 패턴층이 형성된 상기 기판 상에 몰드 표면층 및 고상의 완충층을 순차적으로 형성하여 평판형 몰드를 마련하는 단계와; 상기 평판형 몰드 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와; 상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 평판형 몰드 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 평판형 몰드를상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법{ROLL MOLD, METHOD AND APPARATUS OF FABRICATING THE SAME, AND METHOD OF FABRICATING THIN FILM PATTERN USING THE SAME}
본 발명은 롤 몰드의 수치 변형을 방지하고 공정을 단순화할 수 있는 롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 표시 장치 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치는 증착(코팅) 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 마스크 공정에 의해 형성되는 다수의 박막으로 이루어진다. 그러나, 마스크 공정은 제조 공정이 복잡하여 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 도 1에 도시된 롤 몰드(10)를 이용한 임프린팅 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다.
이러한 롤 몰드(10)는 베이스 롤러(14)의 표면을 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 형성된다. 구체적으로, 베이스 롤러(14)의 표면에 식각 보호층과, 마스크 패턴을 순차적으로 형성한 후 마스크 패턴을 마스크로 이용한 1차 식각 공정을 통해 식각 보호층을 패터닝한 다음, 패터닝된 식각 보호층을 마스크로 이용한 2차 식각 공정을 통해 베이스 롤러(14)의 표면이 패터닝됨으로써 홈(12)을 가지는 롤 몰드(10)가 완성된다.
이러한 롤 몰드(10)는 상기와 같이 2번의 식각 공정이 필요하므로 공정이 복잡하며, 2번의 식각 공정을 통해 베이스 롤러(14)의 직경이 감소되므로 최종 롤 몰드(10)의 수치가 변경되어 임프린팅 공정시 패턴 사이즈 및 형상이 변형되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 롤 몰드의 수치 변형을 방지하고 공정을 단순화할 수 있는 롤 몰드, 그 제조 방법 및 장치와 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 방법은 마스터 패턴층이 형성된 기판을 마련하는 단계와; 상기 마스터 패턴층이 형성된 상기 기판 상에 몰드 표면층 및 고상의 완충층을 순차적으로 형성하여 평판형 몰드를 마련하는 단계와; 상기 평판형 몰드 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와; 상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 평판형 몰드 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 평판형 몰드를상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 몰드 표면층과 접촉하는 상기 마스터 패턴층의 표면은 Fluorooctyl-Trichloro-Silane(FOTS) 또는 ((Heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane)(HDFS)로 이루어진 자가 조립 단분자 물질로 표면처리되는 것을 특징으로 한다.
상기 평판형 몰드를 마련하는 단계의 제1 실시 예는 상기 마스터 패턴층 상에 상기 몰드 표면층을 형성하는 단계와; 일측단이 언와인더에 부착되고, 타측단이 리와인더에 부착된 상기 완충층이 평행을 유지한 상태에서 상기 완충층을 상기 몰드 표면층 상에 형성하는 단계와; 상기 베이스 롤러를 상기 완충층 상에서 회전시켜 상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 몰드 표면층을 경화시키는 단계와; 상기 완충층을 상기 몰드 표면층의 크기로 절단하는 단계를 포함하며, 상기 평판형 몰드를 상기 접착 수지층을 통해 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계는 상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 접착 수지층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 평판형 몰드를 마련하는 단계의 제2 실시 예는 상기 마스터 패턴층 상에 상기 몰드 표면층을 형성하는 단계와; 일측단이 언와인더에 부착되고, 타측단이 리와인더에 부착된 상기 완충층이 평행을 유지한 상태에서 상기 완충층을 상기 몰드 표면층 상에 형성하는 단계와; 상기 완충층을 상기 몰드 표면층의 크기로 절단하는 단계를 포함하며, 상기 평판형 몰드를 상기 접착 수지층을 통해 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계는 상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드는 내부에 광원이 위치하는 베이스 롤러와; 상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과; 상기 접착 수지층 상에 형성되는 완충층과; 상기 완충층 상에 요철 형태로 형성되는 몰드 표면층을 구비하며, 상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층은 상기 베이스 롤러 내부에 위치하는 광원에서 출사되는 광에 의해 경화되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)로 이루어진 광경화형 수지로 형성되며, 상기 완충층은 플렉서블 기판으로 형성되며, 상기 접착 수지층은 광경화형 접착제로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 장치는 마스터 패턴층이 형성된 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 마스터 패턴층 상에 액상의 몰드 표면층을 도포하는 제1 공급 노즐과; 상기 액상의 몰드 표면층 상에 고상의 완충층이 평행을 유지한 상태로 형성되도록 상기 고상의 완충층의 양끝단을 고정시키는 와인더 및 리와인더와; 상기 완충층을 상기 몰드 표면층과 동일 크기로 절단하는 다이싱부와; 상기 완충층 상에서 회전하는 베이스 롤러 상에 액상의 접착 수지층을 도포하는 제2 공급 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 롤 몰드의 제조 장치는 상기 베이스 롤러 내에 위치하며, 상기 액상의 몰드 표면층 및 상기 액상의 접착 수지층을 경화시키는 광원과; 상기 베이스 롤러 내에 탈부착되며, 상기 완충층 상에 상기 베이스 롤러를 정렬시키기 위한 카메라를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 박막 패턴의 제조 방법은 내부에 광원이 위치하는 베이스 롤러와, 상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과, 상기 접착 수지층 상에 형성되는 완충층과, 상기 완충층 상에 요철 형태로 형성되는 몰드 표면층을 가지는 롤 몰드를 마련하는 단계와; 상기 롤 몰드 또는 기판 상에 인쇄액을 형성하는 단계와; 상기 기판 상에서 상기 롤 몰드가 회전함으로써 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층은 상기 베이스 롤러 내부에 위치하는 광원에서 출사되는 광에 의해 경화되는 것을 특징으로 하며, 상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)로 이루어진 광경화형 수지로 형성되며, 상기 완충층은 플렉서블 기판으로 형성되며, 상기 접착 수지층은 광경화형 접착제로 형성된다.
본 발명은 종래와 같은 식각 공정없이 도포와 전사 공정을 통해 롤 몰드가 형성됨으로써 공정 및 비용을 절감할 수 있으며 식각 공정으로 인한 롤 몰드의 수치 변형을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 평판형 몰드 형성공정과, 평판형 몰드를 베이스 롤러에 부착하는 부착 공정이 동일 장비 내에서 인 라인 방식으로 제작한다. 또한, 본 발명은 접착 수지층과 몰드 표면층이 베이스 롤러 내에 위치하는 광원을 이용한 적어도 2번의 노광 공정을 통해 경화되므로 제작 시간 및 제작 단가를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 베이스 롤러가 회전하면서 베이스 롤러에 평판형 몰드가 부착되므로 평판형 몰드의두게 및 패턴 균일도가 높아진다.또한, 본 발명은 롤 몰드가 회전하여 박막 패턴을 형성하는 롤 투 롤 임프린팅 공정과 동일한 장력, 롤 압력 및 열을 가한 조건으로 롤 몰드가 형성됨으로써 롤 투 롤 임프린팅 공정에서 장력, 압력 및 열에 의한 기판 변형을 보정할 수 있다.
도 1은 종래 롤 몰드를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 롤 몰드를 가지는 박막 패턴의 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제1 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제2 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 2에 도시된 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제1 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2에 도시된 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제2 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 2에 도시된 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제3 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 가지는 액정 표시 패널을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 롤 몰드를 가지는 박막 패턴 형성용 인쇄 장치 또는 임프린트 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 인쇄 장치 또는 임프린트 장치는 인쇄액 공급부(120)와, 롤 몰드(140)를 포함한다.
인쇄액 공급부(120)는 인쇄액을 저장하며, 저장된 인쇄액은 인쇄 방식으로 박막 패터닝시 롤 몰드(140)에 공급되거나 임프린트 방식으로 박막 패터닝시 기판(101)에 공급한다.
롤 몰드(140)는 이송부(128)를 통해 이동하는 기판(101)과 접촉되도록 기판(101) 상에서 회전하게 된다. 이외에도 기판(101)이 고정된 상태에서 롤 몰드(140)가 이동하여 기판(101)과 접촉될 수도 있다.
이러한 롤 몰드(140)는 인쇄 방식으로 박막 패터닝시 인쇄액 공급부(120)로부터의 인쇄액을 롤 몰드(140)의 홈 내에 충진한다. 롤 몰드(140)의 홈 내에 충진된 인쇄액은 롤 몰드(140)가 기판(101) 상에서 회전하는 경우 기판(101)에 전사된다.
또한, 롤 몰드(140)는 임프린트 방식으로 박막 패터닝시 인쇄액이 도포된 기판(101)과 접촉하도록 회전하게 된다.
이와 같은 롤 몰드는(140)는 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142)과, 완충층(148)과, 몰드 표면층(146)으로 이루어진다.
몰드 표면층(146)은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)과 같은 광경화형 재질로 형성된다. 이러한 몰드 표면층(146)은 기판(101)에 형성하고자 하는 패턴과 동일 형상 또는 반전 형상의 홈과, 돌출부를 가지도록 형성된다.
완충층(148)은 롤 몰드(140)가 기판(101) 상에서 회전시 롤 몰드(140)로부터 기판(101)에 가해지는 충격을 완충시키며, 롤 몰드(140)의 제조 공정시 베이스 롤러(144)와 면접촉한다.
접착 수지층(142)은 베이스 롤러(144)와 완충층(148)을 접착시키는 역할을 한다. 이러한 접착 수지층(142)은 베이스 롤러(144)와 완충층(148) 사이에 실런트(Sealant)와 같은 광경화형의 접착제로 형성된다.
베이스 롤러(144) 내에는 몰드 표면층(146) 및 접착 수지층(142)을 경화시키기 위한 경화 장치인 광원(122)이 위치하게 된다. 이 광원(122)은 자외선을 생성하며, 광원(122)은 광원 하우징(도 3c의 124)에 의해 감싸지도록 형성된다. 즉, 광원 하우징(124)은 스테이지와 마주보는 광원(122)의 표면을 제외한 나머지 광원(122)의 표면을 감싸도록 형성된다. 여기서, 광원(122) 및 광원 하우징(124)은 베이스 롤러(144)의 회전시 베이스 롤러(144)를 따라 회전하지 않고 고정된 상태를 유지한다.
또한, 베이스 롤러(144) 내에는 베이스 롤러(144)의 위치를 얼라인하기 위한 카메라(도 3c의 126)가 위치하게 된다. 구체적으로, 카메라(126)는 완충층(148) 상에 베이스 롤러(144)가 정렬될 때와, 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)가 완충층(148) 상에 정렬될 때 베이스 롤러(144)의 위치를 얼라인한다. 이 카메라(126)는 베이스 롤러(144) 내에 탈부착이 가능하도록 설치되어 얼라인 공정시 부착되며, 얼라인 공정이 완료된 후 탈착될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제1 실시 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 평탄한 표면의 마스터 기판(110) 상에 홈 패턴(112a)과 돌출 패턴(112b)을 가지는 마스터 패턴층(112)이 형성된다. 이 마스터 패턴층(112)은 포토레지스트 등과 같은 유기 계열 재료로 도포된 후 포토리소그래피, 홀로그래픽 리소그래피, 레이저 가공, 전자빔 가공, 또는 집속 이온빔 가공 등을 이용한 공정을 통해 패터닝됨으로써 형성된다. 한편, 마스터 패턴층(112)이 마스터 기판(110)과 개별적으로 마스터 기판(110) 상에 형성되는 것 외에도 마스터 기판(110)을 패터닝하여 마스터 기판(110)의 표면에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 마스터 패턴이 형성될 수도 있다.
이러한 마스터 패턴층(112)은 추후에 형성될 몰드 표면층(146)과의 이형(박리) 공정이 용이해지도록 자가 조립 단분자 물질(Self-Assembled Monolayer; SAM)로 표면 처리된다. 이에 따라, 몰드 표면층(146)과의 이형 공정시 몰드 표면층(146)을 따라 마스터 패턴층(112)이 롤 몰드(140)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 자가 조립 단분자 물질(SAM)은 FOTS(Fluorooctyl-Trichloro-Silane) 또는 HDFS((heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane)과 같은 소수성 재질로 형성된다.
그런 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이 마스터 패턴층(112) 상에 제1 공급 노즐(132)을 통해 몰드 수지액이 도포됨으로써 몰드 표면층(146)이 형성된다. 마스터 패턴층(112)과 접촉하는 몰드 표면층(146)의 하부면은 마스크 패턴층(112)의 돌출 패턴(112b) 및 홈 패턴(112a)을 따라 요철 형태로 형성되며, 몰드 표면층(146)의 상부면은 평탄한 표면을 가지도록 형성되거나 마스크 패턴층(112)의 돌출 패턴(112b) 및 홈 패턴(112a)을 따라 요철 형태로 형성된다. 이러한 몰드 표면층(146)은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)과 같은 광경화형 몰드 수지액으로 형성된다.
그런 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이 리와인더(Re-winder, 118)와 언와인더(Un-winder, 116)에 감겨 평행 상태를 유지하는 완충층(148)은 몰드 표면층(146) 상에 정렬된다. 그런 다음, 베이스 롤러(144)의 양측은 스테이지(130), 마스터 기판(110), 마스터 패턴층(112) 및 몰드 표면층(146) 중 적어도 어느 하나에 형성된 얼라인키(도시하지 않음)와 카메라(126)를 통해 완충층(148) 상에 정렬된다. 여기서, 카메라(126)는 베이스 롤러(144) 내부의 양측에 위치하여 베이스 롤러(144)의 양측과 얼라인키가 일치하는지 촬상함으로써 얼라인 정밀도가 높아진다.
완충층(148) 상에 정렬된 베이스 롤러(144)는 완충층(148) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 베이스 롤러(144)의 회전시 발생되는 인압이 완충층(148)에 가해지고, 리와인더(118) 및 언와인더(116)를 통해 완충층(148)에 장력이 가해진다. 그리고, 완충층(148) 상에서 회전하는 베이스 롤러(144) 내에 위치하는 광원(122)을 통해 발산되는 광을 통해 몰드 표면층(146)은 경화된다.
한편, 본원 발명의 베이스 롤러(144)는 고상의 완충층(148)과 면접촉하면서 완충층(148) 상에서 회전한다. 이 경우, 베이스 롤러(144)는 경화 상태인 고상의 완충층(148) 상에서 미끄러질 가능성이 없으므로 완충층(148)과 베이스 롤러(144) 간의 얼라인 정밀도가 높아져 패턴 정밀도가 높아진다. 또한, 고상의 완충층(148)과 베이스 롤러(144)가 면접촉하므로 완충층(148)과 베이스 롤러(144)의 접촉 면적이 상대적으로 넓어져 상대적으로 짧은 시간에, 낮은 광량으로 몰드 표면층(146)을 경화할 수 있다.
반면에 종래 베이스 롤러가 완충층없이 액상의 몰드 표면층과 직접 접촉하면서 회전하게 되면, 베이스 롤러는 액상의 몰드 표면층과 선접촉하게 된다. 이 경우, 베이스 롤러는 미경화 상태인 액상의 몰드 표면층 상에서 미끄러질 가능성이 높아지므로 완충층과 베이스 롤러 간의 얼라인 정밀도가 낮아져 패턴 정밀도가 낮아진다. 또한, 액상의 몰드 표면층과 베이스 롤러가 선접촉하므로 완충층과 베이스 롤러의 접촉 면적이 상대적으로 낮아져 상대적으로 긴 시간에, 높은 광량으로 몰드 표면층을 경화해야만 한다.
그런 다음, 도 3d에 도시된 바와 같이 완충층(148)은 다이싱부(도시하지 않음)를 이용한 다이싱(dicing) 공정을 통해 몰드 표면층(146)과 동일한 크기로 절단됨으로써 몰드 표면층(146) 및 완충층(148)으로 이루어진 평판형 몰드가 완성된다. 이와 동시에 또는 시간차를 두고서 베이스 롤러(144) 상에 제2 공급 노즐(134)을 통해 접착 수지층(142)이 도포된다. 여기서, 제2 공급 노즐(134) 대신에 도 3b에 도시된 제1 공급 노즐(132)을 통해 베이스 롤러(144) 상에 접착 수지층(142)을 도포할 수도 있다.
그런 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)는 완충층(148) 상에서 회전하게 된다. 이와 동시에 베이스 롤러(144) 내에 위치하는 광원(122)이 점등됨으로써 광원(122)으로부터 출사되는 광을 통해 접착 수지층(142)이 경화된다. 이에 따라, 접착 수지층(142)을 통해 베이스 롤러(144) 상에 몰드 표면층(146) 및 완충층(148)으로 이루어진 평판형 몰드가 부착 및 고정되므로 홈과 돌출부를 가지는 롤 몰드(140)가 완성된다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제2 실시 예를 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제2 실시 예는 도 3a 내지 도 3e에 도시된 롤 몰드의 제조 방법의 제1 실시 예와 달리 몰드 표면층(146)과 접착 수지층(142)을 동시에 경화한다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이 평탄한 표면의 마스터 기판(110) 상에 홈 패턴(112a)과 돌출 패턴(112b)을 가지는 마스터 패턴층(112)이 형성된다. 이러한 마스터 패턴층(112)은 몰드 표면층(146)과의 이형(박리) 공정이 용이해지도록 자가 조립 단분자 물질(Self-Assembled Monolayer; SAM)로 표면 처리된다. 그런 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이 마스터 패턴층(112) 상에 제1 공급 노즐(132)을 통해 몰드 수지액이 도포됨으로써 몰드 표면층(146)이 형성된다. 그런 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이 리와인더(Re-winder, 118)와 언와인더(Un-winder, 116)에 감겨 평행 상태를 유지하는 완충층(148)은 몰드 표면층(146) 상에 형성된다. 그런 다음, 완충층(148)은 다이싱(dicing) 공정을 통해 몰드 표면층(146)과 동일한 크기로 절단됨으로써 몰드 표면층(146) 및 완충층(148)으로 이루어진 평판형 몰드가 완성된다. 이와 동시에 또는 시간차를 두고서 베이스 롤러(144) 상에 제2 공급 노즐(134)을 통해 접착 수지층(142)이 도포된다.
그런 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)의 양측은 스테이지(130), 마스터 기판(110), 마스터 패턴층(112) 및 몰드 표면층(146) 중 적어도 어느 하나에 형성된 얼라인키(도시하지 않음)와 카메라(도시하지 않음)를 통해 완충층(148) 상에 정렬된다. 그런 다음, 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)는 완충층(148) 상에서 회전하게 된다. 이와 동시에 베이스 롤러(144) 내에 위치하는 광원(122)이 점등됨으로써 광원(122)으로부터 출사되는 광을 통해 접착 수지층(142) 및 몰드 표면층(146)이 동시에 경화된다. 이에 따라, 접착 수지층(142)을 통해 베이스 롤러(144) 상에 몰드 표면층(146) 및 완충층(148)으로 이루어진 평판형 몰드가 부착 및 고정되므로 홈과 돌출부를 가지는 롤 몰드(140)가 완성된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 임프린트 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제1 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 인쇄액 공급부(120)를 통해 인쇄액(102)이 도포된다. 그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 완충층(148) 및 몰드 표면층(146)을 가지는 롤 몰드(140)가 기판(101) 상에 정렬된다. 정렬된 롤 몰드(140)는 기판(101) 상에서 회전하게 된다. 이 때, 롤 몰드(140)의 베이스 롤러(144) 내에는 설치된 광경화장치인 광원(122), 또는 기판(101) 배면에 위치하는 열경화 장치 또는 광경화 장치를 통해 인쇄액(102)이 경화된다. 이에 따라, 경화된 인쇄액(102)은 도 5c에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 박막 패턴(104)으로 형성된다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 인쇄 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제2 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 완충층(148) 및 몰드 표면층(146)을 가지는 롤 몰드(140)를 마련한다. 이 롤 몰드(140)의 홈에는 인쇄액 공급부(120)를 통해 인쇄액(102)이 충진된다.
그런 다음, 도 6b에 도시된 바와 같이 인쇄액(102)이 충진된 롤 몰드(140)는 기판(101) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 기판(101) 상에는 인쇄액(102)이 전사된 후 건조 및 경화된다. 이 때, 롤 몰드(140)의 베이스 롤러(144) 내에는 설치된 광경화 장치인 광원(122), 또는 기판(101) 배면에 위치하는 열경화 장치 또는 광경화 장치를 통해 인쇄액(102)이 경화된다. 이에 따라, 경화된 인쇄액(102)은 도 6c에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 박막 패턴(104)으로 형성된다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 인쇄 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제3 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 완충층(148) 및 몰드 표면층(146)을 가지는 롤 몰드(140)를 마련한다. 이 롤 몰드(140)의 홈에는 인쇄액 공급부(120)를 통해 인쇄액(102)이 충진된다.
그런 다음, 도 7b에 도시된 바와 같이 인쇄액(102)은 롤 몰드(140)와 맞물려 회전하는 전사 롤러(106)에 전사된다. 인쇄액(102)이 형성된 전사 롤러(106)는 도 7c에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 기판(101) 상에는 인쇄액(102)이 전사된 후 건조 및 경화됨으로써 인쇄액(102)은 도 7d에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 박막 패턴(104)으로 형성된다.
이와 같이, 도 5c, 도 6c 및 도 7d에 도시된 박막 패턴(104)은 액정 표시 패널 뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 발광 표시 패널 및 전계 방출 소자 등의 평판 표시 소자의 박막 또는 후막으로 이용된다.
구체적으로, 도 8에 도시된 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정층(160)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(150) 및 칼라 필터 기판(180)을 구비한다.
칼라 필터 기판(180)은 상부기판(182) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(184), 칼라필터(186), 공통 전극(188), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.
박막 트랜지스터 기판(150)은 하부 기판(152) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(156) 및 데이터 라인(154)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(158)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(170)을 구비한다.
이러한 액정 표시 패널의 컬러필터(186), 블랙 매트릭스(184) 및 컬럼 스페이서 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막 패턴과, 액정 표시 패널의 박막트랜지스터(158), 게이트 라인(156), 데이터 라인(154) 및 화소 전극(170) 등과 같은 무기물질로 형성되는 박막을 패터닝하기 위한 마스크로 이용되는 유기 패턴은 본원 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
140 : 롤 몰드 142 : 접착 수지층
144 : 베이스 롤러 146 : 몰드 표면층
148 : 완충층

Claims (11)

  1. 마스터 패턴층이 형성된 기판을 마련하는 단계와;
    상기 마스터 패턴층이 형성된 상기 기판 상에 몰드 표면층 및 고상의 완충층을 순차적으로 형성하여 평판형 몰드를 마련하는 단계와;
    상기 평판형 몰드 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와;
    상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 평판형 몰드 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 평판형 몰드를 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 롤 몰드의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰드 표면층과 접촉하는 상기 마스터 패턴층의 표면은 Fluorooctyl-Trichloro-Silane(FOTS) 또는 ((Heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane)로 이루어진 자가 조립 단분자 물질로 표면처리되는 롤 몰드의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판형 몰드를 마련하는 단계는
    상기 마스터 패턴층 상에 상기 몰드 표면층을 형성하는 단계와;
    일측단이 언와인더에 부착되고, 타측단이 리와인더에 부착된 상기 완충층이 평행을 유지한 상태에서 상기 완충층을 상기 몰드 표면층 상에 형성하는 단계와;
    상기 베이스 롤러를 상기 완충층 상에서 회전시켜 상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 몰드 표면층을 경화시키는 단계와;
    상기 완충층을 상기 몰드 표면층의 크기로 절단하는 단계를 포함하며,
    상기 평판형 몰드를 상기 접착 수지층을 통해 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계는
    상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 접착 수지층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판형 몰드를 마련하는 단계는
    상기 마스터 패턴층 상에 상기 몰드 표면층을 형성하는 단계와;
    일측단이 언와인더에 부착되고, 타측단이 리와인더에 부착된 상기 완충층이 평행을 유지한 상태에서 상기 완충층을 상기 몰드 표면층 상에 형성하는 단계와;
    상기 완충층을 상기 몰드 표면층의 크기로 절단하는 단계를 포함하며,
    상기 평판형 몰드를 상기 접착 수지층을 통해 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계는
    상기 베이스 롤러 내의 광원을 이용하여 상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)으로 이루어진 광경화형 수지로 형성되며,
    상기 완충층은 플렉서블 기판으로 형성되며,
    상기 접착 수지층은 광경화형 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.
  6. 내부에 광원이 위치하는 베이스 롤러와;
    상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과;
    상기 접착 수지층 상에 형성되는 완충층과;
    상기 완충층 상에 요철 형태로 형성되는 몰드 표면층을 구비하며,
    상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층은 상기 베이스 롤러 내부에 위치하는 광원에서 출사되는 광에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)으로 이루어진 광경화형 수지로 형성되며,
    상기 완충층은 플렉서블 기판으로 형성되며,
    상기 접착 수지층은 광경화형 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드.
  8. 마스터 패턴층이 형성된 기판이 안착되는 스테이지와;
    상기 마스터 패턴층 상에 액상의 몰드 표면층을 도포하는 제1 공급 노즐과;
    상기 액상의 몰드 표면층 상에 고상의 완충층이 평행을 유지한 상태로 형성되도록 상기 고상의 완충층의 양끝단을 고정시키는 와인더 및 리와인더와;
    상기 완충층을 상기 몰드 표면층과 동일 크기로 절단하는 다이싱부와;
    상기 완충층 상에서 회전하는 베이스 롤러 상에 액상의 접착 수지층을 도포하는 제2 공급 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 베이스 롤러 내에 위치하며, 상기 액상의 몰드 표면층 및 상기 액상의 접착 수지층을 경화시키는 광원과;
    상기 베이스 롤러 내에 탈부착되며, 상기 완충층 상에 상기 베이스 롤러를 정렬시키기 위한 카메라를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 장치.
  10. 내부에 광원이 위치하는 베이스 롤러와, 상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과, 상기 접착 수지층 상에 형성되는 완충층과, 상기 완충층 상에 요철 형태로 형성되는 몰드 표면층을 가지는 롤 몰드를 마련하는 단계와;
    상기 롤 몰드 또는 기판 상에 인쇄액을 형성하는 단계와;
    상기 기판 상에서 상기 롤 몰드가 회전함으로써 상기 기판 상에 박막 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 몰드 표면층 및 상기 접착 수지층은 상기 베이스 롤러 내부에 위치하는 광원에서 출사되는 광에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)으로 이루어진 광경화형 수지로 형성되며,
    상기 완충층은 플렉서블 기판으로 형성되며,
    상기 접착 수지층은 광경화형 접착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴의 제조 방법.
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