KR100495055B1 - 자외선 경화수지의 패턴 형성 장치 및 방법 - Google Patents

자외선 경화수지의 패턴 형성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치 및 방법은 UV 경화수지가 도포된 기판과, 상기 기판의 상측에 소정거리 이격되게 배치되어 상기 기판의 이송방향과 동일방향으로 회전되는 롤러와, 상기 롤러의 외주면에 부착되고 외측표면에 패턴이 음각형성되어 상기 기판의 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 패턴원판과, 상기 패턴원판에 전사된 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단을 포함하여 구성되어 미리 제작된 패턴 원판이 부착된 롤러로 자외선 경화수지에 미세 패턴을 형성하도록 함으로써, 단시간에 정확한 패턴을 형성시킬 수 있고, 연속적업이 가능하므로 생산성이 증가되어 생산비가 저감되며, 응답성이 우수하여 박막의 패턴을 형성시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

자외선 경화수지의 패턴 형성 장치 및 방법 {pattern making apparatus and method of UV hardening resin}
본 발명은 기판의 패턴 형성시 사용되는 자외선 경화수지의 패턴 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미리 제작된 패턴 원판이 부착된 롤러를 이용하여 자외선 경화수지에 미세 패턴을 형성하도록 함으로써 대량 생산이 가능하게 한 박막 자외선 경화수지 패턴 형성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근의 전자장치는 PDP, LCD, 반도체 등으로 발전됨에 따라 대형화, 고집적화된 기판의 제작이 필요하게 되었고, 그로 인해 상기와 같은 반도체 장치에 사용되는 기판에 미세 패턴을 형성시키는 기술이 개발되었다.
상기한 기판에 미세 패턴을 형성시키는 기술로는 자외선 경화수지를 이용하여 기판에 패턴을 형성시키는 방법이 있는데, 본 발명의 패턴 형성용으로 사용되는 수지는 자외선에 노출시 경화되는 특성의 수지로서, 기판에 대한 코팅성이 좋고, 물리, 화학 및 광학적 특성이 우수하여 많은 전기, 전자분야에 널리 활용되는 자외선(Ultra Violet : 이하 UV) 경화수지가 사용되고 있다.
여기서, 상기 UV 경화수지에 원하는 패턴을 형성하는 방법은 기판에 소정 두께의 UV 경화수지를 도포하고 상기 UV 경화수지가 선택적으로 경화되도록 UV광을 조사시키고, 경화된 UV 경화수지와 경화되지 않은 UV 경화수지를 분리 혹은 세척하여 패턴을 형성시킨다.
상기한 UV 경화수지의 패턴은 홀로그램 격자형상, 회절판 및 투명 광학막 제작, 스크린판 제작 등의 분야에 두로 적용되고 있으며 형성방법은 다음과 같은 방법이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 레이저빔을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 레이저빔을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법에 따른 제조단계별 예시도이다.
종래 기술에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(11)의 윗면에 UV 경화수지(13)를 도포시키는 도포단계(S11)와, 상기 도포단계(S11)에서 상기 UV 경화수지(13)가 도포된 기판(11)에 레이저 빔(B1)을 조사하여 상기 UV 경화수지(13)를 경화시키는 레이저조사단계(S12)와, 상기 레이저조사단계(S12)에서 레이저 빔(B)이 조사된 기판(11)에 노즐을 통해 현상액(C1)을 공급하여 경화되지 않는 UV 경화수지(13a)를 제거하는 현상단계(S13)와, 상기 현상단계(S13)에서 현상된 기판(11)을 세척 및 건조시키는 세척 및 건조단계(S14)로 이루어진다.
도 3은 종래 기술에 의한 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도이고, 도 4는 종래 기술에 의한 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법에 따른 제조단계별 예시도이다.
한편, 상기 UV 경화수지에 패턴을 형성시키는 다른 방법으로 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지 패턴 형성방법이 개발되었다.
종래 기술에 의한 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지 패턴 형성방법은 금형에 음각패턴(21a)을 형성시켜 금형원판(21)을 제작하는 금형원판 형성단계(S21)와, 상기 금형원판 형성단계(S21)에서 음각패턴(21a)이 형성된 금형원판(21)에 UV 경화수지(23)를 도포하는 도포단계(S22)와, 상기 도포단계(S22)에서 UV 경화수지가 도포된 금형원판(21)에 기판(25)을 올린 후 압착하는 압착단계(S23)와, 상기 압착단계(S23)에서 압착된 기판(25)의 윗면에 포토마스크(27)를 배치하고 UV광(B2)을 조사하여 UV 경화수지(23)에 자외선을 조사하는 노광단계(S24)와, 상기 노광단계(S24)에서 경화된 UV 경화수지(23a) 및 기판(25)과 상기 금형원판(21)을 분리시키는 분리단계(S25)와, 상기 분리단계(S25)에서 분리된 기판(25)에 노즐을 통해 현상액(C2)을 공급하여 경화되지 않는 UV 경화수지(23b)를 제거하는 현상단계(S26)와, 상기 현상단계(S26)에서 현상된 UV 경화수지(23a) 및 기판(25)을 세척 및 건조시키는 세척 및 건조단계(S27)로 이루어진다.
상기와 같이 UV 경화수지에 패턴이 형성된 기판은 에칭 또는 샌드 블라스팅 단계에 의해 상기 UV 경화수지에 형성된 패턴과 동일한 형상의 패턴을 형성시킨다.
그러나, 상기와 같은 종래의 UV 경화수지의 패턴 형성방법은 패턴의 형상 패턴의 형상이 복잡해지고 박막화됨에 따라 여러 가지 문제점이 도출되었다.
먼저, 상기한 레이저빔을 이용한 UV 경화수지 패턴 형성방법은 소면적, 소량 제조에는 적용가능하나 최근의 기판은 대면적, 고밀도화 추세에 따라 레이저 빔 적용시 미세한 패턴을 형성시키기 위해 많은 시간이 소요되었으며, 레이저 파워는 펄스 형태의 수 나노 단위로 파워가 변화되어 동일한 파워 제어가 불가능하다. 또한, 고출력 레이저 및 정밀 이송 장치가 필요하므로 시스템의 비용이 증가되고, 패턴형상 변경시 추가적인 비용이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법은 패턴원판의 음각패턴 형성을 위해 두께가 두꺼워지므로 제작성이 떨어짐은 물론 제작비가 증가되며, 패턴사이에 기포가 형성되거나 UV 경화수지의 흐름에 따라 가장자리에 오염이 발생되고, 도포될 UV 경화수지의 적정량을 잘못 계량할 경우 패턴형성이 되지 않거나 패턴의 크기가 정확하지 않게되며, 패턴원판과 UV 경화수지가 경화된 기판의 분리시 분리가 용이치 않아 패턴이 파손되거나 UV 경화수지가 완전 경화되지 않아 패턴이 기판에 부착되지 않는 문제점이 발생되고 분리된 금형에 잔류된 UV 경화수지의 제거를 위해 별도의 세척공정이 필요하므로 처리공정이 지연되고 환경오염이 유발되는 문제점이 있다.
한편, 일부 후막 패턴 형성 방법에 있어서 대량 생산방법으로 스템핑(Stamping)과 금형을 이용한 사출방법이 개발되었으나, 박막 미세 가공으로의 적용이 불가능한 상태이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 음각의 패턴이 형성된 원판을 회전롤러에 부착하여 UV 경화수지가 도포된 기판의 상면에 접하여 회전시키며 UV 경화수지가 경화되도록 UV광을 조사시킴으로 단시간에 정확한 패턴의 형성이 가능하고, 연속적인 작업이 가능하여 수율이 증가되어 생산비가 저감되며, 응답성이 우수하여 박막 패턴을 형성시킬 수 있는 UV 경화수지의 패턴 형성방법 및 장치에 관한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 의한 UV 경화수지 패턴 형성장치는 UV 경화수지가 도포된 기판과, 상기 기판의 상측에 소정거리 이격되게 배치되어 상기 기판의 이송방향과 동일방향으로 회전되는 롤러와, 상기 롤러의 외주면에 부착되고 외측표면에 패턴이 음각형성되어 상기 기판의 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 패턴원판과, 상기 패턴원판에 전사된 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단을 포함하여 구성된다.
그리고, 로딩/언로딩부와 전사공정부와 세정부를 포함하여 구성된 노광장치에 있어서,
UV 경화수지가 도포된 기판이 안착되고 상기 로딩/언로딩부와 전사공정부 사이에 왕복되는 스테이지와, 상기 스테이지에 안착된 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 롤러와, 상기 롤러에 통과되는 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단과, 상기 롤러를 지지하고 상하 이동가능하게 설치되어 상기 전사공정부와 세정부를 왕복하는 호이스트와, 상기 호이스트에 지지되어 상기 세정부로 이동된 롤러를 세정하는 복수의 세정수단으로 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법은 기판에 UV 경화수지를 도포하는 도포단계와, 상기 도포단계에서 UV 경화수지가 도포된 기판을 스테이지에 안착시켜 노광장치 내로 로딩시키는 로딩단계와, 상기 로딩단계에서 로딩된 기판에 패턴이 음각형성된 롤러를 밀착회전시켜 패턴을 전사하고 UV광을 조사하여 패턴을 경화시키는 전사단계와, 상기 전사단계에서 패턴이 전사된 기판을 스테이지와 함께 노광장치 외부로 언로딩시키는 언로딩 단계로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 요부가 도시된 구성도이고, 도 6은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 패턴원판의 제작공정이 도시된 공정도이며, 도 7은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 패턴원판의 제작방법에 따른 제조단계별 예시도이다.
본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, UV 경화수지(52)가 도포된 기판(50)이 이송되고, 상기 기판(50)의 이동경로 상측에 상기 기판(50)과 소정거리 이격되게 롤러(60)가 배치되어 상기 기판(50)의 이송시 상기 기판의(50) 이송방향과 동일속도로 회전된다.
상기 롤러(60)는 외주면에 패턴원판(62)이 부착되는데, 상기 패턴원판(62)은 외측표면에 패턴(62a)이 음각형성되어 상기 기판(50)에 접촉회전되며 상기 기판의 UV 경화수지(52)에 패턴을 전사시킨다.
그리고, 상기 롤러(60)의 하측에는 상기 패턴원판(62)에 전사된 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단(70)이 설치된다.
여기서, 상기 경화수단(70)은 UV광을 조사하는 UV램프(72)가 사용되는데, 상기 UV램프(72)가 조사되는 범위를 상기 패턴원판(62)과 UV 경화수지가 맞물리는 부분의 패턴으로 한정되도록 상기 UV램프(72)의 단부에 슬릿홈(75)이 형성된 반사판(74)이 설치된다.
상기 패턴원판은 마스터원판을 형성하는 전공정(S30)과, 상기 마스터원판의 패턴을 통해 패턴원판을 제작하는 후공정(S40)으로 구분된다.
먼저, 상기 전공정(S30)은 마스터원판을 제작하는 공정으로서, 마스터기판(40)의 윗면에 UV 경화수지(42)를 도포시키는 도포단계(S31)와, 상기 도포단계(S31)에서 UV 경화수지(42)가 도포된 마스터기판(40)에 레이지빔(B3)을 조사하여 상기 UV 경화수지(42)를 경화시키는 레이저조사단계(S32)와, 상기 레이저조사단계(S32)에서 레이저 빔에 의해 UV 경화수지(42a)가 경화된 마스터기판(40)에 노즐을 통해 현상액(C3)을 공급하여 경화되지 않는 UV 경화수지(42b)를 제거하는 현상단계(S33)와, 상기 현상단계(S33)에서 현상된 마스터기판(40)을 세척 및 건조시키는 세척 및 건조단계(S34)로 이루어진다.
그리고, 상기 후공정(S40)은 원판의 재질에 따라 금속원판과, 고무원판으로 제작이 가능하며, 상기 금속원판으로 제작될 경우, 상기 마스터원판(40')의 표면을 도금처리하여 음각패턴이 형성된 패턴원판(62)을 형성시키는 패턴원판 형성단계(S41)와, 패턴이 형성된 패턴원판(62)과 상기 마스터원판(S40')을 분리하는 분리단계(S42)로 이루어진다.
또한, 상기 패턴원판(62)이 상기 고무원판으로 제작될 경우, 상기 전공정에서 제작된 마스터원판의 표면에 고무원액을 주입하여 고착시킨후 마스터원판(40')을 분리하여 패턴원판(62)을 제작한다.
이때, 상기 패턴원판(62)은 상기 롤러(60)의 외주면에 부착되어야 하므로, 두께가 두꺼울 경우 상기 롤러(60)에 균일하게 부착되는 것이 곤란하고, 패턴에 오차가 발생되어 미세패턴의 형성이 곤란하므로, 상기 패턴원판(62)의 두께가 50mm를 넘지 않도록 유의한다.
또한, 상기 패턴원판(62)의 두께 조절이 필요할 경우 후처리 가공을 실시하여 두께를 조절한다.
도 8은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치가 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 9는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 일부가 도시된 평면도이며, 도 10은 도 9의 A부분이 확대되어 도시된 단면도로서, 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치를 실구현하도록 구성된 예를 들면 다음과 같다.
본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 로딩/언로딩부(A)와 전사공정부(B)와 세정부(C)를 포함하여 구성된다. 그리고, UV 경화수지(52)가 도포된 기판(50)이 안착되고 상기 로딩/언로딩부(A)와 전사공정부(B) 사이에 왕복되는 스테이지(100)와, 상기 스테이지(100)에 안착된 UV 경화수지(52)에 패턴을 전사시키는 롤러(60)와, 상기 롤러(60)에 통과되는 UV 경화수지(52)를 경화시키는 경화수단(70)과, 상기 롤러(60)를 지지하고 상하 이동가능하게 설치되어 상기 전사공정부(A)와 세정부(C)를 왕복하는 호이스트(80)와, 상기 호이스트(80)에 지지되어 상기 세정부(C)로 이동된 롤러(60)를 세정하는 복수의 세정수단(90)으로 구성된다.
상기 스테이지(100)는 하측에 설치된 경화수단(70)으로부터 UV이 상측으로 투과될 수 있도록 안쪽 부분이 관통된 틀체(102)로 구성되고, 상기 틀체의 안쪽 부분에는 투명판(104)이 설치되어 상기 스테이지(100)에 안착된 기판의 처짐 또는 이탈이 방지되도록 이루어진다.
이때, 상기 스테이지(100)는 안착된 기판이 고정되도록 진공 흡착시키는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 투명판(104)은 상측판(104a)과 하측판(104b)으로 이루어진 이중구조로 형성되어 내부에 진공이 인가되고, 상기 상측판(104a)에는 상기 기판(50)을 진공흡착시킬 수 있도록 다수의 흡입공(106)이 형성된다.
여기서, 상기 상측판(104a)과 하측판(104b)의 가장자리에는 내부를 진공상태로 유지시킬 수 있도록 실러(sealer)(108)가 설치되어 내부공간을 기밀시키고, 상기 투명판(104)의 일측에는 진공펌프(미도시)가 연결되어 내부공기를 흡입함으로 상기 스테이지(100)에 안착된 기판이 이동되지 않도록 고정시킨다.
한편, 상기 롤러(60)는 원통형의 롤러본체(61)로 이루어지고, 상기 롤러본체(61)의 외주측에는 외측표면에 패턴이 음각형성된 패턴원판(62)이 부착된다.
그리고, 상기 롤러본체(61)의 내부에는 상기 UV 경화수지(52)의 점도를 향상시키고 흐름성을 증가시켜 상기 UV 경화수지(52)가 패턴의 전사가 용이토록 상기 UV 경화수지(52)를 가열시키는 히터(미도시)가 설치된다.
상기 경화수단(70)은 상기 기판(50)이 투명기판일 경우 상기 기판(50)의 하측에 배치되어 상측으로 UV광을 조사시키는 UV램프(72)와, 상기 UV램프(72)의 단부에 설치되어 상기 UV램프(72)에서 조사된 UV광을 상기 UV 경화수지(52)와 패턴원판(62)의 접촉부로 집광시키는 반사판(74)으로 구성되고, 상기와 같이 구성된 경화수단(70)은 상기 패턴원판(62)과 UV 경화수지(52)가 압착되어 패턴이 전사되는 부위에 연속적으로 UV광을 조사시킴으로 상기 기판(50)에 패턴이 형성되도록 이루어진다.
즉, 상기 반사판(74)을 통하여 조사되는 빛이 상기 패턴원판(62)과 상기 기판(50)이 맞물리는 지점에 조사되도록 하여, 패턴이 형성되지 않은 부분에 UV광이 조사되어 경화되는 것을 차단하고, 패턴이 형성된 부분에 UV광을 집광시켜 경화를 촉진시킨다.
이를 위해 상기 반사판(74)은 단부에 슬릿홈이 형성되어 UV광이 조사되는 면적을 제한한다. 통상 상기 슬릿홈은 접점보다 크게 제작되며, 상기 패턴원판(62)과 기판(50)의 접점 폭은 상기 롤러(60)의 지름에 따라 결정된다.
여기서, 상기 기판(50)에 패턴을 전사시키기 위해서는 상기 패턴원판(62)을 일정한 압력으로 상기 기판(50)에 압착한 후 상기 롤러(60)와 스테이지(100)를 미세하게 이동시키며 상기 UV 경화수지(52)에 패턴을 형성시킨다. 이때, 상기 UV램프(72)에서 조사되는 UV광은 상기 반사판(74)에 의해 조사되는 면적에 제한되며 항상 동일한 위치로 조사되므로, 상기 기판(50)에 도포된 UV 경화수지(52)는 상기 스테이지(100) 및 롤러(60)의 이동에 의해 연속적으로 패턴이 형성된다.
한편, 상기 기판(50)이 불투명기판일 경우 상기 롤러(60)의 후방에 배치되어 상기 롤러(60)의 하단부로 UV광을 조사시키는 UV램프(72)와, 상기 UV램프(72)의 발광부에 설치되어 상기 UV램프(72)에서 조사된 UV광을 상기 UV 경화수지(52)와 패턴원판의 접촉부로 집광시키는 반사판(74)으로 구성되는데, 상기 UV램프(72)는 상기 기판과 패턴원판의 접점에 최대한 가까운 곳에 위치시켜 패턴이 형성된 직후 UV광이 조사되도록 한다. 이때, 상기 반사판(74)은 UV광이 조사되는 면적이 제한되도록 단부에 슬릿홈이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 경화수단(70)은 상기 UV 경화수지(52)를 완전 경화시키는 보조경화수단을 더 포함하여 구성된다.
상기 보조경화수단은 상기 UV 경화수지(52)가 도포된 기판에 균일한 세기의 UV광을 일괄적으로 조사하는 보조 UV 램프(110)로 구성되어, 상기 경화수단(70)에 의해 경화된 패턴에 UV광을 조사함으로 상기 패턴이 완전 경화될 수 있도록 이루어진다.
상기와 같이 보조 UV 램프(110)를 구비함으로서, 상기 경화수단(70)에서 완전 경화되지 않아도 상기 보조 UV 램프(110)에서 완전 경화되므로 이송시간을 증가시킬 수 있어, 전체적으로 생산시간이 감소되므로 생산성이 향상된다.
상기와 같이 보조 UV 램프(110)에서 패턴이 완전 경화된 기판(50)은 로딩/언로딩부(A)로 이동되어 언로딩된다.
한편, 상기와 같이 전사공정이 완료되면 상기 패턴원판(52)은 세정부(C)로 이송되어 상기 세정수단(90)에 의해 상기 패턴원판(62)에 잔류된 UV 경화성 수지 및 이물질이 제거된다.
상기 세정수단(90)은 상기 롤러(60)와 마찰회전되며 상기 패턴원판(62)의 표면에 묻어있는 UV 경화수지(52) 또는 이물질이 점착되어 제거되는 점착롤러(91)와, 상기 점착롤러(91)에 제거되지 않은 UV 경화수지(52)가 제거되도록 상기 패턴원판(62)에 노즐을 통해 세정액을 분사하는 제 1세정조(94)와, 상기 제 1세정조(94)에서 세정액이 묻은 패턴원판(50)을 세척하는 제 2세정조(97)로 구성되고, 상기 제 1세정조(94)와 제 2세정조(97)는 상기 패턴원판(50)의 오염정도에 따라 가감시켜 사용한다.
도 11은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도이고, 도 12는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 순서도이다.
본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법은 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 패턴이 형성될 기판의 상측면에 UV 경화수지를 도포하는 도포단계(S50)와, 상기 도포단계(S50)에서 UV 경화수지가 도포된 기판을 스테이지에 안착시켜 노광장치 내로 로딩시키는 로딩단계(S60)와, 상기 로딩단계(S60)에서 로딩된 기판에 패턴이 음각형성된 롤러를 밀착회전시켜 패턴을 전사시키며 UV광을 조사하여 패턴을 경화시키는 전사단계(S70)와, 상기 전사단계에서 패턴이 전사된 기판을 스테이지와 함께 노광장치 외부로 언로딩시키는 언로딩 단계(S90)로 구성된다.
여기서, 상기 전사단계(S70)는 상기 롤러가 기판에 접촉되도록 호이스트를 하강시키는 제 1과정(S71)과, 상기 제 1과정(S71)에서 하강된 롤러의 회전과 동일 속도로 스테이지를 이동시키며 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 제 2과정(S72)과, 상기 제 2과정(S72)에서 패턴이 전사되는 UV 경화수지와 롤러의 접촉부위에 UV광을 조사하여 UV 경화수지를 경화시키는 제 3과정(S74)과, 제 3과정(S74)에서 패턴의 경화가 완료되면 상기 호이스트를 상승시켜 상기 롤러가 반복작업이 가능하도록 초기위치로 이동시키는 제 4과정(S76)으로 이루어진다.
그리고, 상기 제 2과정(S72)에서 상기 롤러는 UV 경화수지에 유동성이 증가되도록 상기 UV 경화수지를 가열시키는 가열단계(S73)가 더 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 제 3과정(S74)은 기판이 투명기판일 경우 상기 기판의 하측에서 UV광을 조사하여 상기 UV 경화수지를 경화시키고, 상기 기판이 불투명기판일 경우 상기 롤러의 후방에서 상기 롤러와 UV 경화수지의 접촉부위로 UV광을 경사지게 조사하여 패턴이 형성된 UV 경화수지를 경화시킨다.
상기와 같이 전사단계(S70)가 완료되면 상기 롤러는 표면에 묻은 이물질 또는 잔류 UV 경화수지가 제거되도록 세정부로 이송되어 세척단계(S80)를 거치게된다.
상기 세척단계(S80)는 상기 롤러를 세정부로 이송시키는 제 1과정(S81)과, 상기 제 1과정(S81)에서 세정부로 이송된 롤러의 패턴원판에 잔류된 이물질을 점착롤러에 마찰회전시켜 이물질을 1차 제거하는 제 2과정(S82)과, 상기 제 2과정(S82)에서 이물질이 제거된 롤러에 잔류된 이물질이 제거되도록 상기 롤러에 세정액을 분사하여 이물질을 2차 제거하는 제 3과정(S83)과, 상기 제 3과정(S83)에서 상기 롤러에 분사된 세정액을 제거하는 제 4과정(S84)과, 상기 제 4과정(S84)에서 세정이 완료된 롤러를 전사공정부로 재이송하는 제 5과정(S86)으로 구성된다.
상기 세척단계는 제 4과정(S84) 완료후 상기 롤러를 건조시키는 건조과정(S85)을 더 포함하여 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 롤러의 세척단계는 2회 반복실시하여 패턴원판에 묻은 이물질 및 잔류 UV 경화수지가 완전히 세척될 수 있도록 한다.
한편, 상기 전사단계(S70)는 패턴이 전사된 기판에 패턴을 형성하는 UV 경화수지가 완전 경화되도록 일괄적으로 균일한 세기의 UV광을 조사하는 보조경화단계(S75)를 더 포함하여 구성된다.
상기 UV 경화수지는 상기 전사단계(S70)에서 완전 경화시키기 위해서는 공정시간이 길어져야 하므로, 공정시간의 단축을 위해 상기 전사단계(S70)에서 상기 기판의 이송되는 속도를 증가시키고 패턴이 완전히 경화되지 않은 기판을 상기 보조경화단계(S75)로 투입하여 패턴을 완전 경화시킴으로 생산공정 시간의 저감을 통해 생산비를 절감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치 및 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 UV 경화수지의 패턴 형성장치 및 방법은 UV 경화수지가 도포된 기판에 미세패턴의 형성이 가능하도록 패턴이 미리 형성된 패턴원판을 롤러에 부착하여 회전시키며 패턴을 전사시키도록 구성되어, 단시간에 정확한 패턴을 형성시킬 수 있고, 연속작업이 가능하므로 생산성이 증가되어 생산비가 저감되며, 응답성이 우수하여 박막의 패턴을 형성시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 레이저빔을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도,
도 2는 종래 기술에 의한 레이저빔을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법에 따른 제조단계별 예시도,
도 3은 종래 기술에 의한 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도,
도 4는 종래 기술에 의한 금형 패턴을 이용한 UV 경화수지의 패턴 형성방법에 따른 제조단계별 예시도,
도 5는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 요부가 도시된 구성도,
도 6은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 패턴원판의 제작공정이 도시된 공정도,
도 7은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 패턴원판의 제작방법에 따른 제조단계별 예시도,
도 8은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치가 개략적으로 도시된 구성도,
도 9는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성장치의 일부가 도시된 평면도,
도 10은 도 9의 K부분이 확대되어 도시된 단면도,
도 11은 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 공정도,
도 12는 본 발명에 의한 UV 경화수지의 패턴 형성방법이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 기판 52 : UV 경화수지
60 : 롤러 62 : 패턴원판
70 : 경화수단 72,112 : UV램프
74 : 반사판 75 : 슬릿홈
80 : 호이스트 90 : 세정수단
91 : 점착롤러 94 : 제 1세정조
97 : 제 2세정조 100 : 스테이지
102 : 틀체 104 : 투명판
104a : 상측판 104b : 하측판
106 : 흡입공 108 : 실러
110 : 보조 UV 램프 A : 로딩/언로딩부
B : 전사공정부 C : 세정부

Claims (16)

  1. UV 경화수지가 도포된 기판과, 상기 기판의 상측에 소정거리 이격되게 배치되어 상기 기판의 이송방향과 동일방향으로 회전되는 롤러와, 상기 롤러의 외주면에 부착되고 외측표면에 패턴이 음각형성되어 상기 기판의 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 패턴원판과, 상기 패턴원판에 전사된 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단을 포함하고,
    상기 경화수단은 상기 기판이 투명기판일 경우 상기 기판의 하측에 배치되어 UV광을 조사시키는 UV램프와, 상기 UV램프의 발광부에 설치되어 상기 UV램프에서 조사된 UV광을 상기 UV 경화수지와 패턴원판의 접촉부로 집광시키는 반사판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  2. 로딩/언로딩부와 전사공정부와 세정부를 포함하여 구성된 노광장치에 있어서,
    UV 경화수지가 도포된 기판이 안착되고 상기 로딩/언로딩부와 전사공정부 사이에 왕복되는 스테이지와,
    상기 스테이지에 안착된 UV 경화수지에 패턴을 전사시키는 롤러와,
    상기 롤러에 통과되어 패턴이 전사된 UV 경화수지를 경화시키는 경화수단과,
    상기 롤러를 지지하고 상하 이동가능하게 설치되어 상기 전사공정부와 세정부를 왕복하는 호이스트와,
    상기 호이스트에 지지되어 상기 세정부로 이동된 롤러를 세정하는 복수의 세정수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  3. 제 2에 있어서,
    상기 스테이지는 UV광이 투과될 수 있도록 안쪽 부분이 관통된 틀체와, 상기 틀체의 안쪽 부분에 설치되어 기판의 처짐을 방지하는 투명판으로 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 롤러는 원통형의 롤러본체와, 상기 롤러본체의 외주측에 부착되고 외측표면에 패턴이 음각형성된 패턴원판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 롤러본체는 내부에 설치되어 상기 UV 경화수지의 점성이 증가되도록 가열시키는 히터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 경화수단은 상기 기판이 투명기판일 경우 상기 기판의 하측에 배치되어 UV광을 조사시키는 UV램프와, 상기 UV램프의 발광부에 설치되어 상기 UV램프에서 조사된 UV광을 상기 UV 경화수지와 패턴원판의 접촉부로 집광시키는 반사판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 경화수단은 상기 기판이 불투명기판일 경우 상기 롤러의 후방에 배치되어 상기 롤러의 하단부로 UV광을 조사시키는 UV램프와, 상기 UV램프의 발광부에 설치되어 상기 UV램프에서 조사된 UV광을 상기 UV 경화수지와 패턴원판의 접촉부 후방으로 집광시키는 반사판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 반사판은 단부에 슬릿홈이 형성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 경화수단은 전사공정부 일측에 설치되어 패턴이 전사된 UV 경화수지가 완전경화되도록 UV광을 조사하는 보조 UV 램프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 세정수단은 상기 롤러와 마찰회전되며 상기 패턴원판에 잔류된 UV 경화수지를 점착시켜 제거하는 점착롤러와, 상기 점착롤러에 제거되지 않은 UV 경화수지가 제거되도록 상기 패턴원판에 노즐을 통해 세정액을 분사하는 제 1세정조와, 상기 제 1세정조에서 세정액이 묻은 패턴원판을 세척하는 제 2세정조로 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성장치.
  11. 기판에 UV 경화수지를 도포하는 도포단계와,
    상기 도포단계에서 UV 경화수지가 도포된 기판을 스테이지에 안착시켜 노광장치 내로 로딩시키는 로딩단계와,
    상기 로딩단계에서 로딩된 기판에 패턴이 음각형성된 롤러를 밀착회전시켜 패턴을 전사시키며 UV광을 조사하여 패턴을 경화시키는 전사단계와,
    상기 전사단계에서 패턴이 전사된 기판을 스테이지와 함께 노광장치 외부로 언로딩시키는 언로딩 단계와;
    상기 전사단계 완료후 상기 롤러에 묻은 이물질을 제거하는 세척단계를 포함한 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 전사단계에서 상기 롤러는 UV 경화수지에 유동성이 증가되도록 상기 UV 경화수지를 가열시키는 가열단계가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 전사단계에서 기판이 투명기판일 경우 상기 기판의 하측에서 UV광을 조사하는 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 전사단계에서 기판이 불투명기판일 경우 상기 롤러의 후방에서 상기 롤러와 UV 경화수지의 접촉부위로 UV광을 경사지게 조사하는 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성방법.
  15. 삭제
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 전사단계는 패턴이 전사된 기판에 UV 경화수지가 완전 경화되도록 일괄적으로 UV광을 조사하는 보조경화단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 UV 경화수지의 패턴 형성방법.
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