CN102236252B - 薄膜图案的制造设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜图案的制造方法和设备，其能够在将压印模具从基板脱模的脱模工艺中在压印模具和基板之间形成脱模种子。薄膜图案的制造方法包括在基板的边缘区域之外的其它区域上涂覆压印树脂，通过将压印模具与压印树脂接触而在基板上形成薄膜图案；以及将所述压印模具从所述基板脱模。

Description

薄膜图案的制造设备和方法
技术领域
本发明涉及当在分离工艺中将压印模具从基板脱模时能够在压印模具和基板之间形成脱模种子(demolding seed)的薄膜图案制造设备以及薄膜图案制造方法。
背景技术
近来已经引入了多种平板显示设备，其能够克服阴极射线管(CRT)的重量和体积缺陷。这种平板显示设备包括液晶显示器、场发射显示器、等离子体面板和电致发光(EL)显示器。
这种平板显示设备可以由通过包括沉积(涂覆)工艺、曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺的掩膜工艺形成的多个薄膜来配置。然而，掩膜工艺具有因复杂的制造工艺产生的高制造成本的问题。因此，最近进行了使用压印模具(imprinting mold)在构图工艺形成薄膜的研究。
根据这种构图工艺，压印树脂被涂覆在基板上。之后，具有凹槽和突起的压印模具与压印树脂接触。当压印模具的凹槽和突起被反向地转印到压印树脂时，反向转印的压印树脂被在硬化工艺中硬化。从而在基板上形成了期望的薄膜图案。
在此，压印模具与压印树脂接触时施加的压力使得压印模具与基板之间的缝隙变窄。因此，如图1所示，压印树脂6以毛细管的形状被扩展至基板4的端部。在此情况下，压印模具2和基板4之间的脱模种子不能被适当地形成因而压印模具2和基板之间的脱模工艺不能被正确地进行。
发明内容
因此，本发明涉及一种薄膜图案的制造方法和设备。
本发明的目的是提供一种能够在压印模具和基板之间顺利地形成脱模种子的薄膜图案的制造方法和设备。
本发明的额外的优点、目的和特征将在随后的说明中阐述，并且部分将在查看随后的说明之后对本领域技术人员明显或者可以从本发明的实施中学到。本发明的目的和其它优点可以通过书面说明和权利要求书以及所附的附图中具体指出的结构实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如本文举例和广泛描述的，一种薄膜图案的制造方法，包括：在基板的边缘区域之外的其它区域上涂覆压印树脂；通过将压印模具与压印树脂接触在基板上形成薄膜图案；以及将所述压印模具从所述基板脱模。
在本发明的另一方面，一种薄膜图案的制造设备，包括：涂覆部件，配置为将压印树脂涂覆在基板的边缘区域以外的其它区域上；以及压印系统，被配置为通过将压印模具与压印树脂接触在基板上形成薄膜图案所述压印系统被配置为将所述压印模具从所述基板脱模。
根据本发明，通过使用喷射涂覆器，压印树脂被选择性地不涂覆在基板的边缘区域上，或者，涂覆在有源区域上。即，压印树脂不被涂覆在基板的有源区域以外的非有源区域。因此，在基板和压印模具之间执行的脱模工艺中非涂覆区域被用作脱模种子。结果，根据本发明，压印模具可以稳定地被从基板脱模，并且脱模工艺时间可以被因此减少。另外，根据本发明，非涂覆区域被用作脱模种子。结果，压印模具和基板可以以比用于形成现有的脱模种子的力相比相对小的力脱模。因此由施加给模具的力产生的模具形变能够被防止，并且模具使用寿命可以被增强。另外，根据本发明，通过使用喷射涂覆器，无溶剂的用于压印的树脂可以被涂覆成为薄膜图案。因此能够增大基板。
应理解本发明的上述总体描述和随后的详细描述都是示例性和说明性的，意在提供对要求权利的本发明的进一步解释。
附图说明
所附的附图被包括以提供本公开的进一步理解，其被并入并且组成了本申请的一部分，例示本公开的实施方式，与说明书一起用于解释本公开的原理。
在附图中：
图1是例示现有的压印树脂的过度扩展的截面图；
图2是例示根据本发明的薄膜制造设备的框图；
图3是例示图2的涂覆部件的截面图；
图4是例示使用由喷射涂覆器配置的涂覆部件涂覆压印树脂的方法的立体图；
图5A和图5B是例示根据本发明的涂覆在基板的边缘部分之外的其它区域的压印树脂的平面图；
图6是例示选择性地涂覆在基板的有源区域上的压印树脂的平面图；
图7A到图7E是例示根据本发明的薄膜图案的制造方法的截面图；
图8是例示具有根据本发明的薄膜图案的液晶显示板的立体图。
具体实施方式
下面将详细参照本发明的具体实施方式，其示例在所附的附图中例示。在可能的情况下相同附图标记将在附图中用以指代相同或者类似部件。
随后，将参照附图详细描述本发明的示例实施方式。
图2是例示根据本发明的示例实施方式的薄膜图案制造设备的图。
图2所示的薄膜制造设备包括涂覆部件120、包括结合部件142、硬化部件144和脱模部件146的压印系统140。涂覆部件120、结合部件142、硬化部件144和脱模部件146排列为一条线。
涂覆部件120在被加载部件110转送的基板上涂覆压印树脂。液体聚合物前驱体(precursor)被用作被涂覆部件120涂覆在基板上的压印树脂。涂覆部件120可以是能够将诸如液体聚合物前驱体的不具有溶剂的预定材料涂覆为薄膜的喷射涂覆器。
由喷射涂覆器配置的涂覆部件120包括保持器122、限制器124、压力腔126、喷嘴128和振动板130和压电元件132。
保持器122保持液体聚合物前驱体并且将压印树脂经过限制器124提供到压力腔126。
保持器122通过限制器124与压力腔126导通。限制器124起到液体聚合物前驱体从保持器122到压力腔126的通道的作用。当振动板130被压电元件振动时，限制器124可以调整从保持器122提供到压力腔126的液体聚合物前驱体的量。同时，限制器124被形成在喷射涂覆器120的上部区域，其中预定表面被振动板130覆盖，并且压电元件132连接到振动板130的顶表面，对应于限制器124的位置。
压力腔126与限制器124连接以与保持器122导通。压力腔126具有与限制器连接的表面并且经由与限制器124连接的表面以及与该表面相对的另一表面与喷嘴128连接。此结构允许压力腔126容纳经过限制器124来自保持器122的液体聚合物前驱体并将液体聚合物前驱体再提供到喷嘴，使得可以进行涂覆工艺。在此，压力腔具有被振动板130覆盖的表面，并且类似于限制器124的情况，压电元件132与振动板130的对应于压力腔126的位置的顶表面连接。
压电元件132与振动板130的对应于限制器124的位置的顶表面连接，并且其根据电源134产生振动。即，压电元件132根据向其提供的电压产生振动并且被采用以经过振动板130向限制器124提供预定压力。
与压力腔126连接的喷嘴128被用以排出压印树脂。当压电元件132产生的振动经过振动板130传到压力腔126时，压力被施加到压力腔126，并且该压力允许喷嘴128喷出液体聚合物前驱体(向基板排出)，使得可以进行涂覆工艺。
振动板130被形成为超出压力腔126和限制器124之外。这种振动板130可以连接到压力腔126和限制器124的顶部区域作为附属结构，并且可以以其它各种方法形成。
振动板130是用于将由压电元件132产生的振动转移到压力腔126的转移装置。因此，振动板130可以由具有例如金属和陶瓷材料的足够弹性的材料或者结构配置。
由上述喷射涂覆器配置的涂覆部件120使用压电或者电场调整将真正涂覆在基板上的液体聚合物前驱体的量。因此，没有溶剂的液体聚合物前驱体可以被涂覆为薄膜。换句话说，如图4所示，由喷射涂覆器配置的涂覆部件120经过每个喷嘴128排出至少一滴液体聚合物前驱体114在基板101上。所排出的液体聚合物前驱体114被向上/向下和向右/向左方向拉平以完全涂覆在基板101上。结果，压印树脂112被形成在基板101上。
同时，考虑到由当结合压印模具和基板时施加的压力形成的压印树脂的扩展性，涂覆部件120涂覆压印树脂而不向基板101的外端部过度扩展。
即，如图5A和5B所示涂覆部件120可以选择性地不将压印树脂112涂覆在基板101的边缘部分上，或者如图6所示可以选择性地涂覆在有源区域(AA)上。
具体地，如图5A和5B所示，涂覆部件120将压印树脂112涂覆在基板101的基板101的边缘部分的多边形(例如具有10-26mm的边长(L1)的矩形和三角形)的或者半圆形的非涂覆区域之外的其它区域上。另外，如图5A和5B所示，涂覆部件120在基板101的边界区域的约1-10mm的长度(例如边缘珠(edge bead)区域)不涂覆压印树脂112。为了实现这些，粘性带(未示出)被附加到基板101的非涂覆区域，接着将压印树脂112涂覆在基板101上，并接着去除粘性带。
如图6所示，涂覆部件120选择性地在单个母基板上形成的有源区域(AA)中涂覆压印树脂112。此时，压印树脂112与覆盖各有源区域(AA)的遮光层(116，例如液晶显示设备的外侧黑底)交叠(5-20mm的宽度)，并且遮光层116的边缘与基板101的边缘部分间隔预定距离(临界尺寸(critical dimension)1-26mm)。结果，能够防止由于压印模具与基板结合时压印树脂112的扩展而产生的位于有源区域的较外区域的压印树脂112的厚度降低。
如图2所示，压印系统140包括排列成一条线的结合部件142、硬化部件144、以及脱模部件146。结合部件142、硬化部件144、以及脱模部件146可以在单个设备上排列为一条线，或者分别位于排列为一条线的不同设备上。
具有凹槽和突起的压印模具被对准结合部件142。压印模具压紧基板101以与压印树脂接触。之后，压印树脂被移动到压印模具的凹槽中。
产热部件或者发光部件被设置在硬化部件144中以硬化与压印模具接触的压印树脂。即，被移动到压印模具的凹槽中的压印树脂被热或者光硬化，因而在基板101上形成薄膜图案。在此，薄膜图案相对于压印模具的凹槽和突起具有反向转印的图案。
吸收盘被设置在脱模部件146中以使与基板结合的压印模具脱模。换句话说，在离开基板101的方向抬升与压印模具结合的吸收盘，从而压印模具从其上形成了薄膜图案的基板101脱模。此时，诸如N2的气体被喷到之上形成了薄膜图案的基板的边缘部分的非涂覆区域。如果接着诸如N2的气体被顺利地注入压印模具和基板101之间，则容易将压印模具从基板101脱模。
图7A到图7E是例示根据本发明的薄膜图案的制造方法的截面图。
如图7A所示，液晶聚合物前驱体114被由喷射涂覆器配置的涂覆部件120选择性地喷洒到基板101的期望区域上使得压印树脂112可以被涂覆。此时，压印树脂112可以选择性地形成在除了基板101的边缘部分之外的其它区域或者有源区域上。
如图7B所示，压印模具160对准之上形成压印树脂112的基板101上。压印模具160具有凹槽162和突起164。在此，压印模具160例如由二甲基硅油(Polydimethysiloxane，PDMS)形成。
压印模具160由此与压印树脂112结合。之后，如图7C所示，压印树脂112被移动到压印模具160的凹槽162中，因而薄膜图案166被形成在基板101上。薄膜图案166相对于压印模具160的凹槽162具有反向转印图案。在基板101上形成的薄膜图案166在被结合到压印模具160的状态下被热或者光硬化。
之后，与之上形成薄膜图案166的基板101结合的压印模具160的顶表面与吸收盘170接触。
因此，如图7D所示，诸如N2的气体被注入压印树脂112的非涂覆区域和压印模具160与之间，同时使用吸收盘170使压印模具160在离开基板101的方向抬升。因此，如图7E所示，压印模具160从之上形成薄膜图案166的基板101脱模。
同时，由根据本发明的压印模具110形成的薄膜图案166可以应用于图8所示的液晶显示板。具体地，如图8所示的根据本发明的液晶显示板包括薄膜晶体管基板190和滤色器基板180，它们被相对地结合，在它们之间形成有液晶层178。
滤色器基板180包括依次在顶部基板182上形成的黑底184、滤色器186、公共电极188、柱间隔体(未示出)、和用于液晶配向的顶部配向层172。
薄膜晶体管基板190包括交替形成在底基板192上的选通线196和数据线194，与选通线196和数据线194的交叉部相邻的薄膜晶体管198、在交叉结构形成的像素区域中形成的像素电极176、用于配向液晶的底部配向层174。
可以根据本发明的制造工艺形成用作对由有机材料形成的薄膜图案(包括液晶显示板的滤色器186、黑底184、柱间隔体和顶部/底部配向层172和174)和由无机材料形成的薄膜图案(包括薄膜晶体管198、选通线196、数据线194和像素电极176)进行构图的掩膜的光阻图案。
另外，根据本发明的薄膜图案制造设备形成包括等离子体显示面板、场发光显示面板和场发射显示面板在内的平板显示设备的薄膜或者后膜。
对本领域技术人员明显的各种修改和变化可以在本发明中进行而不背离本发明的精神或者范围。因此，本发明意在覆盖对本发明的修改和变化，只要它们落入所附的权利要求和其等同物的范围内。
相关申请的引用
本申请要求2010年5月4日提交的韩国专利申请10-2010-0041747的优先权，其通过引用并入本文中，如同在本文完全阐明了一样。

Claims (6)

1.一种薄膜图案的制造方法，所述方法包括：
在基板的临界尺寸为10-26mm的多边形的或者半圆形的边缘区域之外的其它区域上涂覆压印树脂；
通过将压印模具与所述压印树脂接触，在所述基板上形成薄膜图案；以及
将所述压印模具从所述基板脱模。
2.根据权利要求1所述的薄膜图案的制造方法，其中涂覆所述压印树脂包括：
使喷射涂覆器对准在所述基板上；以及
使用所述喷射涂覆器在所述基板的边缘区域以外的其它区域上涂覆所述压印树脂。
3.根据权利要求1所述的薄膜图案的制造方法，其中所述压印树脂与在所述基板的外侧区域中形成的遮光层交叠预定宽度，所述预定宽度为5mm或者更多。
4.一种薄膜图案的制造设备，所述制造设备包括：
涂覆部件，所述涂覆部件被配置为将压印树脂涂覆在基板的临界尺寸为10-26mm的多边形的或者半圆形的边缘区域之外的其它区域上；以及
压印系统，所述压印系统被配置为通过将压印模具与所述压印树脂接触而在所述基板上形成薄膜图案以及将所述压印模具从所述基板脱模。
5.根据权利要求4所述的薄膜图案的制造设备，其中所述涂覆部件将所述压印树脂形成为与在所述基板的外侧区域中形成的遮光层交叠，交叠宽度为5mm或者更多。
6.根据权利要求4所述的薄膜图案的制造设备，其中所述压印树脂由不具有溶剂的液体聚合物前驱体形成以及所述涂覆部件是喷射涂覆器。
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