KR101808522B1 - Roll mold and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열/화학적 변형으로 인한 정밀도 저하를 방지할 수 있는 롤 몰드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 방법은 마스터 기판 상에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 박형 유리로 형성하는 단계와; 상기 몰드 표면층의 돌출 패턴의 상부면과 접촉하도록 보호 필름을 부착하는 단계와; 상기 보호 필름이 부착된 몰드 표면층을 반전시켜 스테이지 상에 안착하는 단계와; 상기 스테이지 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와; 상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 몰드 표면층 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a roll mold capable of preventing a reduction in precision due to thermal / chemical deformation and a method of manufacturing the roll mold.
A method of manufacturing a roll mold according to the present invention includes the steps of forming a mold surface layer having a groove pattern and a protrusion pattern on a master substrate with a thin glass; Attaching a protective film so as to contact the upper surface of the protruding pattern of the mold surface layer; Reversing the mold surface layer to which the protective film is attached and resting on the stage; Forming an adhesive resin layer on the base roller aligned on the stage top; And rotating the base roller on which the adhesive resin layer is formed on the mold surface layer to adhere the mold surface layer on the base roller through the adhesive resin layer.
Description
본 발명은 열/화학적 변형으로 인한 정밀도 저하를 방지할 수 있는 롤 몰드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a roll mold capable of preventing a reduction in accuracy due to thermal / chemical deformation and a method of manufacturing the roll mold.
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.2. Description of the Related Art Recently, various flat panel display devices capable of reducing weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (CRTs), are emerging. Examples of the flat panel display include a liquid crystal display, a field emission display, a plasma display panel, and an electro-luminescence (EL) display device .
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 롤 몰드를 이용한 임프린팅 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다. Such a flat panel display device is composed of a plurality of thin films formed by a mask process including a deposition (coating) process, an exposure process, a development process, and an etching process. However, the mask process has a problem in that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is increased. In recent years, studies have been made to form a thin film through an imprinting process using a roll mold.
이러한 롤 몰드를 플렉서블 기판을 이용해 형성하는 경우, 플렉서블 기판의 특성상 열팽창 및 장력 변형이 자주 발생된다. 이에 따라, 플렉서블 기판을 이용해 롤 몰드 제조시 롤 몰드의 찌그러짐의 문제점이 발생해 롤 몰드의 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.When such a roll mold is formed using a flexible substrate, thermal expansion and tensile deformation frequently occur due to the characteristics of the flexible substrate. As a result, there is a problem that the roll mold is distorted during the production of the roll mold by using the flexible substrate, and the precision of the roll mold is lowered.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열/화학적 변형으로 인한 정밀도 저하를 방지할 수 있는 롤 몰드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention provides a roll mold capable of preventing a reduction in precision due to thermal / chemical deformation and a method of manufacturing the roll mold.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 방법은 마스터 기판 상에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 박형 유리로 형성하는 단계와; 상기 몰드 표면층의 돌출 패턴의 상부면과 접촉하도록 보호 필름을 부착하는 단계와; 상기 보호 필름이 부착된 몰드 표면층을 반전시켜 스테이지 상에 안착하는 단계와; 상기 스테이지 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와; 상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 몰드 표면층 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a roll mold, comprising: forming a mold surface layer having a groove pattern and a protrusion pattern on a master substrate from thin glass; Attaching a protective film so as to contact the upper surface of the protruding pattern of the mold surface layer; Reversing the mold surface layer to which the protective film is attached and resting on the stage; Forming an adhesive resin layer on the base roller aligned on the stage top; And rotating the base roller on which the adhesive resin layer is formed on the mold surface layer to adhere the mold surface layer on the base roller through the adhesive resin layer.
여기서, 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착시 상기 보호필름은 상기 몰드 표면층과 분리되는 것을 특징으로 한다.Here, when the mold surface layer is adhered to the base roller, the protective film is separated from the mold surface layer.
그리고, 상기 보호 필름은 폴리머 계열로 형성되는 것을 특징으로 한다.The protective film is formed of a polymer-based material.
한편, 상기 마스터 기판 상에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 박형 유리로 형성하는 단계는 상기 마스터 기판 상에 박형 유리를 접착시키는 단계와; 상기 박형 유리를 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝하여 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of forming a mold surface layer having a groove pattern and a protruding pattern on the master substrate from the thin glass includes bonding the thin glass onto the master substrate; And patterning the thin glass by a photolithography process and an etching process to form a mold surface layer having a groove pattern and a protruding pattern.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드의 제조 방법은 마스터 기판 상에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 마스터 패턴층을 형성하는 단계와; 상기 마스터 패턴층이 형성된 상기 마스터 기판 상에 몰드 표면층을 형성하는 단계와; 상기 몰드 표면층이 형성된 상기 마스터 기판 상에 박형 유리로 강성 유지층을 형성하는 단계와; 상기 강성 유지층 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와; 상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 강성 유지층 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 강성 유지층 및 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a roll mold, including: forming a master pattern layer having a groove pattern and a protrusion pattern on a master substrate; Forming a mold surface layer on the master substrate on which the master pattern layer is formed; Forming a rigid holding layer on the master substrate on which the mold surface layer is formed, as a thin glass; Forming an adhesive resin layer on the base roller aligned on the rigid holding layer; And rotating the base roller on which the adhesive resin layer is formed on the rigidity holding layer to adhere the rigidity holding layer and the mold surface layer on the base roller through the adhesive resin layer.
여기서, 상기 몰드 표면층과 접촉하는 상기 마스터 패턴층의 표면은 Fluorooctyl-Trichloro-Silane(FOTS) 또는 ((Heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane)(HDFS)과 같은 자가 조립 단분자 물질로 표면처리되며, 상기 표면 처리된 마스터 패턴층은 상기 강성 유지층 및 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착시 상기 몰드 표면층과 분리되는 것을 특징으로 한다.Here, the surface of the master pattern layer in contact with the mold surface layer may be a self-assembly unit such as Fluorooctyl-Trichloro-Silane (FOTS) or (Heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra- hydrodecyl) trichlorosilane Wherein the surface treated master pattern layer is separated from the mold surface layer when the stiffness maintaining layer and the mold surface layer are adhered onto the base roller.
그리고, 상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)와 같은 광경화형 수지로 형성되는 것을 특징으로 한다.The mold surface layer is formed of a photocurable resin such as urethane acrylate or polydimethylsiloxane.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드는 베이스 롤러와; 상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과; 상기 접착 수지층 상에 박형 유리로 형성되는 강성 유지층과; 상기 강성 유지층 상에 광경화 수지로 형성되는 요철 형태의 몰드 표면층을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a roll mold comprising: a base roller; An adhesive resin layer formed on the base roller; A stiffness maintaining layer formed on the adhesive resin layer as thin glass; And a mold surface layer of a concave-convex shape formed of a photocurable resin on the rigidity holding layer.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 롤 몰드는 베이스 롤러와; 상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과; 상기 접착 수지층 상에 박형 유리로 형성되는 요철 형태의 강성 유지층을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a roll mold comprising: a base roller; An adhesive resin layer formed on the base roller; And a stiffness maintaining layer in the form of a concavo-convex shape formed of thin glass on the adhesive resin layer.
본 발명은 강성을 유지할 수 있는 박형 유리로 강성 유지층 또는 몰드 표면층을 형성하므로 종래 플렉서블 재질로 이루어진 박막층을 가지는 롤 몰드에 비해 열팽창 및 장력 변형을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 박형 유리로 형성되는 강성 유지층 또는 몰드 표면층을 베이스 롤러 상에 부착시 얼라인 정밀도가 높아진다. 뿐만 아니라, 본 발명은 강성 유지층 또는 몰드 표면층의 재질인 박형 유리의 내구성이 우수해 롤 몰드는 반영구적으로 사용가능하다.Since the rigid holding layer or the mold surface layer is formed of a thin glass capable of maintaining rigidity, thermal expansion and tensile deformation can be prevented as compared with a roll mold having a thin film layer made of a flexible material in the past. In addition, the present invention increases the accuracy of alignment when the stiffness maintaining layer or mold surface layer formed of thin glass is attached on the base roller. In addition, the present invention is excellent in durability of a rigid holding layer or a thin glass which is a material of a mold surface layer, so that the roll mold can be used semi-permanently.
도 1은 본 발명에 따른 롤 몰드를 가지는 박막 패턴의 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표면 몰드층의 두께와 베이스 롤러와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 롤 몰드의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 롤 몰드를 나타내는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시된 롤 몰드의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시된 롤 몰드를 포함하는 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제1 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 4에 도시된 롤 몰드를 포함하는 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제2 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 4에 도시된 롤 몰드를 포함하는 박막 패턴의 제조 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법의 제3 실시 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 가지는 액정 표시 패널을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an apparatus for manufacturing a thin film pattern having a roll mold according to the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining the relationship between the thickness of the surface mold layer shown in Fig. 1 and the base roller.
Figs. 3A to 3E are cross-sectional views showing a method of manufacturing the roll mold shown in Fig. 2. Fig.
4 is a perspective view showing a roll mold according to a second embodiment of the present invention.
5A to 5E are cross-sectional views showing a method of manufacturing the roll mold shown in Fig.
6A to 6C are cross-sectional views for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a thin film pattern using the apparatus for manufacturing a thin film pattern including the roll mold shown in FIG.
7A to 7C are cross-sectional views for explaining a second embodiment of a method of manufacturing a thin film pattern using the apparatus for manufacturing a thin film pattern including the roll mold shown in FIG.
8A to 8D are cross-sectional views for explaining a third embodiment of a method of manufacturing a thin film pattern using the apparatus for manufacturing a thin film pattern including the roll mold shown in FIG.
9 is a perspective view showing a liquid crystal display panel having a thin film pattern formed by the method of manufacturing a thin film pattern according to the present invention.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 롤 몰드를 가지는 박막 패턴 형성용 인쇄 장치 또는 임프린트 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a sectional view showing a printing apparatus or an imprint apparatus for forming a thin film having a roll mold according to the present invention.
도 1에 도시된 인쇄 장치 또는 임프린트 장치는 인쇄액 공급부(120)와, 롤 몰드(140)를 포함한다.The printing apparatus or the imprint apparatus shown in FIG. 1 includes a printing
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. The printing
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. The
이러한 롤 몰드(140)는 인쇄 방식으로 박막 패터닝시 인쇄액 공급부(120)로부터의 인쇄액을 롤 몰드(140)의 홈 패턴(146a) 내에 충진한다. 롤 몰드(140)의 홈 패턴(146a) 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.The
이와 같은 롤 몰드(140)는 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142)과, 몰드 표면층(146)으로 이루어진다.The
몰드 표면층(146)은 기판(101)에 형성하고자 하는 패턴과 동일 형상 또는 반전 형상의 홈패턴(146a)과 돌출 패턴(146b)을 가지도록 형성된다. 몰드 표면층(146)은 강성을 유지할 수 있는 박형 유리로 형성된다. 이 때, 몰드 표면층(146)은 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)의 곡률 반경에 의해 두께가 결정된다. 예를 들어, 몰드 표면층(146)이 0.5mm의 두께로 형성되면, 베이스 롤러(144)의 곡률 반경은 약 40mm으로 형성되어야 몰드 표면층(146)의 손상(파괴)를 방지할 수 있으며, 몰드 표면층(146)이 0.10mm로 형성되면, 베이스 롤러(144)의 곡률 반경은 약 70mm로 형성되어야 몰드 표면층(146)의 손상(파괴)를 방지할 수 있다.The
접착 수지층(142)은 베이스 롤러(144)와 몰드 표면층(146)을 접착시키는 역할을 한다. 이러한 접착 수지층(142)은 베이스 롤러(144)와 몰드 표면층(146) 사이에 실런트(Sealant)와 같은 광경화형의 접착제로 형성된다.The
베이스 롤러(144) 내에는 몰드 표면층(148) 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 상태를로 베이스 롤러(144)의 이동 방향을 따라 이동한다.A
또한, 베이스 롤러(144) 내에는 베이스 롤러(144)의 위치를 얼라인하기 위한 촬상부(도시하지 않음)가 위치하게 된다. 구체적으로, 촬상부는 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)가 몰드 표면층(146) 상에 정렬될 때 베이스 롤러(144)의 위치를 얼라인한다. 이 촬상부는 베이스 롤러(144) 내에 탈부착이 가능하도록 설치되어 얼라인 공정시 부착되며, 얼라인 공정이 완료된 후 탈착될 수 있다. An image pickup unit (not shown) for aligning the position of the
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 강성을 유지할 수 있는 박형 유리로 몰드 표면층(146)을 형성하므로 종래 플렉서블 재질로 이루어진 박막층을 가지는 롤 몰드에 비해 열팽창 및 장력 변형을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 베이스 롤러(144) 상에 박형 유리로 형성되는 몰드 표면층(146)을 부착시 얼라인 정밀도가 높다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 몰드 표면층(146)의 재질인 박형 유리의 내구성이 우수해 반영구적으로 사용가능하다.As described above, the
도 3a 내지 도 3e는 도 1에 도시된 롤 몰드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the roll mold shown in FIG. 1. FIG.
도 3a에 도시된 바와 같이 평탄한 표면의 마스터 기판(110) 상에 홈 패턴(146a)과 돌출 패턴(146b)을 가지는 몰드 표면층(146)이 형성된다. 이 몰드 표면층(156)은 마스터 기판(110) 상에 박형 유리가 접착된 후 포토리소그래피공정과 식각 공정을 통해 박형 유리가 패터닝됨으로써 형성된다. 한편, 포토리소그래피 공정 대신에 홀로그래픽 리소그래피, 레이저 가공, 전자빔 가공, 또는 집속 이온빔 가공 등을 이용한 공정이 이용될 수도 있다.A
그런 다음, 몰드 표면층(146)과 마스터 기판(110)이 분리된 후 몰드 표면층(146)의 홈 패턴(146a)과 돌출 패턴(146b)은 추후에 형성될 보호 필름(116)과의 이형(박리) 공정이 용이해지도록 점착 방지막(도시하지 않음)이 형성된다.After the
그런 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이 몰드 표면층(146) 상에는 몰드 표면층(146)의 돌출 패턴(146b)의 상부면과 접촉하도록 폴리머 계열의 보호 필름(116)이 부착된다. 보호 필름(116)은 제조 공정시 몰드 표면층(146)의 홈 패턴(146a)과 돌출 패턴(146b)의 손상을 방지한다.Then, a
그런 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이 보호 필름(116)이 부착된 몰드 표면층(146)은 반전되어 스테이지(130) 상에 안착된다. 이 때, 몰드 표면층(146)은 스테이지(130) 내에 위치하는 진공 흡입관(도시하지 않음)을 통해 스테이지(130)에 진공 흡착한다.Then, as shown in FIG. 3C, the
그런 다음, 도 3d에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144) 상에 공급 노즐(134)을 통해 접착 수지층(142)이 도포된다. Then, an
그런 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)는 몰드 표면층(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)으로 이루어진 평판 몰드가 부착 및 고정되므로 홈 패턴 및 돌출 패턴을 가지는 롤 몰드(140)가 완성된다.3E, the
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 인쇄 장치 또는 임프린팅 장치의 롤 몰드를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing a roll mold of a printing apparatus or an imprinting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 롤 몰드는 도 2에 도시된 롤 몰드에 비해 몰드 표면층(146)과 접착 수지층(142) 사이에 강성 유지층(148)을 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The roll mold shown in Fig. 4 has the same components as the roll mold shown in Fig. 2 except that it further comprises a
몰드 표면층(146)은 기판(101)에 형성하고자 하는 패턴과 동일 형상 또는 반전 형상의 홈패턴(146a)과 돌출 패턴(146b)을 가지도록 형성된다. 이러한 몰드 표면층(146)은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)과 같은 광경화형 재질로 형성된다. The
강성 유지층(148)은 강성을 유지할 수 있는 박형 유리로 형성된다. 이 때, 강성 유지층(148)은 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)의 곡률 반경에 의해 두께가 결정된다. 예를 들어, 강성 유지층(148)이 0.5mm의 두께로 형성되면, 베이스 롤러(144)의 곡률 반경은 약 40mm으로 형성되어야 강성 유지층(148)의 손상(파괴)를 방지할 수 있으며, 강성 유지층(148)이 0.10mm로 형성되면, 베이스 롤러(144)의 곡률 반경은 약 70mm로 형성되어야 강성 유지층(148)의 손상(파괴)를 방지할 수 있다.The
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 강성을 유지할 수 있는 박형 유리로 강성 유지층(148)을 형성하므로 종래 플렉서블 재질로 이루어진 박막층을 가지는 롤 몰드에 비해 열팽창 및 장력 변형을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 베이스 롤러(144) 상에 박형 유리로 형성되는 강성 유지층(148)을 부착시 얼라인 정밀도가 높다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 롤 몰드(140)는 강성 유지층(148)의 재질인 박형 유리의 내구성이 우수해 반영구적으로 사용가능하다.Since the
도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시된 롤 몰드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.5A to 5E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the roll mold shown in FIG.
도 5a에 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.A
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.The
그런 다음, 도 5b에 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.5 (b), the
그런 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이 강성 유지층(148)은 몰드 표면층(146) 상에 형성된다. 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)를 통해 강성 유지층(148) 상에 정렬된다. 강성 유지층(148) 상에 정렬된 베이스 롤러(144)는 강성 유지층(148) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 베이스 롤러(144)의 회전시 발생되는 인압이 강성 유지층(148)에 가해지고, 강성 유지층(148) 상에서 회전하는 베이스 롤러(144) 내에 위치하는 광원(122)을 통해 발산되는 광을 통해 몰드 표면층(146)은 경화되어 강성 유지층(148)와 합착된다. Then, a
한편, 본원 발명의 베이스 롤러(144)는 고상의 강성 유지층(148)과 면접촉하면서 강성 유지층(148) 상에서 회전한다. 이 경우, 베이스 롤러(144)는 고상의 강성 유지층(148) 상에서 미끄러질 가능성이 없으므로 강성 유지층(148)과 베이스 롤러(144) 간의 얼라인 정밀도가 높아져 패턴 정밀도가 높아진다. 또한, 고상의 강성 유지층(148)과 베이스 롤러(144)가 면접촉하므로 강성 유지층(148)과 베이스 롤러(144)의 접촉 면적이 상대적으로 넓어져 상대적으로 짧은 시간에, 낮은 광량으로 몰드 표면층(146)을 경화할 수 있다.On the other hand, the
반면에 종래 베이스 롤러가 박형 유리없이 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 몰드 표면층과 베이스 롤러 간의 얼라인 정밀도가 낮아져 패턴 정밀도가 낮아진다. 또한, 액상의 몰드 표면층과 베이스 롤러가 선접촉하므로 몰드 표면층과 베이스 롤러의 접촉 면적이 상대적으로 낮아져 상대적으로 긴 시간에, 높은 광량으로 몰드 표면층을 경화해야만 한다.On the other hand, when the conventional base roller is rotated without contacting the liquid surface mold layer without thin glass, the base roller comes into line contact with the liquid mold surface layer. In this case, since the base roller has a high possibility of sliding on the liquid surface layer of the mold in the uncured state, the accuracy of alignment between the surface layer of the mold and the base roller is lowered and the pattern accuracy is lowered. In addition, since the liquid surface layer of the mold and the base roller are in line contact, the contact surface area of the mold surface layer and the base roller is relatively low, and the mold surface layer must be cured at a high light amount for a relatively long time.
그런 다음, 도 5d에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144) 상에 제2 공급 노즐(134)을 통해 접착 수지층(142)이 도포된다. 여기서, 제2 공급 노즐(134) 대신에 도 5b에 도시된 제1 공급 노즐(132)을 통해 베이스 롤러(144) 상에 접착 수지층(142)을 도포할 수도 있다.5D, an
그런 다음, 도 5e에 도시된 바와 같이 접착 수지층(142)이 도포된 베이스 롤러(144)는 강성 유지층(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 강성 유지층(148)으로 이루어진 평판 몰드가 부착 및 고정되므로 홈 패턴 및 돌출 패턴을 가지는 롤 몰드(140)가 완성된다.5E, the
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 임프린트 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제1 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.6A to 6C are views for explaining a first embodiment of a method of patterning a thin film by an imprint method using a roll mold according to the present invention.
도 6a에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 인쇄액 공급부(120)를 통해 인쇄액(102)이 도포된다. 그런 다음, 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 강성 유지층(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. The
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 인쇄 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제2 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.7A to 7C are views for explaining a second embodiment of a method of patterning a thin film by a printing method using a roll mold according to the present invention.
도 7a에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 강성 유지층(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. A
그런 다음, 도 7b에 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 7c에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 박막 패턴(104)으로 형성된다. Then, the
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 롤 몰드를 이용한 인쇄 방식으로 박막을 패터닝하는 방법의 제3 실시 예를 설명하기 위한 도면들이다.8A to 8D are views for explaining a third embodiment of a method of patterning a thin film by a printing method using a roll mold according to the present invention.
도 8a에 도시된 바와 같이 베이스 롤러(144)와, 접착 수지층(142), 강성 유지층(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. A
그런 다음, 도 8b에 도시된 바와 같이 인쇄액(150)은 롤 몰드(140)와 맞물려 회전하는 전사 롤러(106)에 전사된다. 인쇄액(102)이 형성된 전사 롤러(106)는 도 8c에 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 8d에 도시된 바와 같이 기판(101) 상에 박막 패턴(104)으로 형성된다. Then, as shown in Fig. 8B, the
한편,도 6a 내지 도 6c와, 도 7a 내지 도 7c와, 도 8a 내지 도 8d에 도시된 제조 방법은 도 4에 도시된 롤 몰드를 이용하는 것을 예로 들어 설명하였지만 이외에도 도 1에 도시된 롤 몰드를 이용할 수도 있다.6A to 6C, FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8A to 8D have been described using the roll mold shown in FIG. 4 as an example. However, in addition to the roll mold shown in FIG. 1, It can also be used.
이와 같이, 도 6c, 도 7c 및 도 8d에 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.6C, 7C, and 8D is used as a thin film or a thick film of a flat panel display device such as a plasma display panel, an electroluminescence display panel, and a field emission device as well as a liquid crystal display panel.
구체적으로, 도 9에 도시된 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정층(160)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(150) 및 컬러 필터 기판(180)을 구비한다.Specifically, the liquid crystal display panel according to the present invention shown in FIG. 9 includes a thin
컬러 필터 기판(180)은 상부기판(182) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(184), 컬러 필터(186), 공통 전극(188), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.The
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. The thin
이러한 액정 표시 패널의 컬러필터(186), 블랙 매트릭스(184) 및 컬럼 스페이서 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막 패턴과, 액정 표시 패널의 박막트랜지스터(188), 게이트 라인(186), 데이터 라인(184) 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.A
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.
140 : 롤 몰드 142 : 접착 수지층
144 : 베이스 롤러 146 : 몰드 표면층
148 : 강성 유지층140: roll mold 142: adhesive resin layer
144: Base roller 146: Mold surface layer
148: Rigidity retaining layer
Claims (9)
상기 몰드 표면층의 돌출 패턴의 상부면과 접촉하도록 보호 필름을 부착하는 단계와;
상기 보호 필름이 부착된 몰드 표면층을 반전시켜 스테이지 상에 안착하는 단계와;
상기 스테이지 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와;
상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 몰드 표면층 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.Forming a mold surface layer having a groove pattern and a protrusion pattern on the master substrate from thin glass;
Attaching a protective film so as to contact the upper surface of the protruding pattern of the mold surface layer;
Reversing the mold surface layer to which the protective film is attached and resting on the stage;
Forming an adhesive resin layer on the base roller aligned on the stage top;
And rotating the base roller on which the adhesive resin layer is formed on the mold surface layer to adhere the mold surface layer on the base roller through the adhesive resin layer.
상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착시 상기 보호필름은 상기 몰드 표면층과 분리되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein when the mold surface layer is adhered to the base roller, the protective film is separated from the mold surface layer.
상기 보호 필름은 폴리머 계열로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the protective film is formed in a polymer-based manner.
상기 마스터 기판 상에 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 박형 유리로 형성하는 단계는
상기 마스터 기판 상에 박형 유리를 접착시키는 단계와;
상기 박형 유리를 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝하여 홈 패턴과 돌출 패턴을 가지는 몰드 표면층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.The method according to claim 1,
The step of forming a mold surface layer having a groove pattern and a protrusion pattern on the master substrate from thin glass
Bonding a thin glass onto the master substrate;
And patterning the thin glass by a photolithography process and an etching process to form a mold surface layer having a groove pattern and a protruding pattern.
상기 마스터 패턴층이 형성된 상기 마스터 기판 상에 몰드 표면층을 형성하는 단계와;
상기 몰드 표면층이 형성된 상기 마스터 기판 상에 박형 유리로 강성 유지층을 형성하는 단계와;
상기 강성 유지층 상부에 정렬된 베이스 롤러 상에 접착 수지층을 형성하는 단계와;
상기 접착 수지층이 형성된 상기 베이스 롤러를 상기 강성 유지층 상에서 회전시켜 상기 접착 수지층을 통해 상기 강성 유지층 및 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.Forming a master pattern layer having a groove pattern and a protrusion pattern on a master substrate;
Forming a mold surface layer on the master substrate on which the master pattern layer is formed;
Forming a rigid holding layer on the master substrate on which the mold surface layer is formed, as a thin glass;
Forming an adhesive resin layer on the base roller aligned on the rigid holding layer;
And rotating the base roller on which the adhesive resin layer is formed on the rigidity holding layer to adhere the rigidity holding layer and the mold surface layer on the base roller through the adhesive resin layer Gt;
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 표면처리되며,
상기 표면 처리된 마스터 패턴층은 상기 강성 유지층 및 상기 몰드 표면층을 상기 베이스 롤러 상에 부착시 상기 몰드 표면층과 분리되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the surface of the master pattern layer in contact with the mold surface layer is a self-assembled monolayer material consisting of Fluorooctyl-Trichloro-Silane (FOTS) or (Heptadecafluoro-1,1,2,3-tetra-hydrodecyl) trichlorosilane Lt; / RTI >
Wherein the surface-treated master pattern layer is separated from the mold surface layer upon adhering the stiffness maintaining layer and the mold surface layer on the base roller.
상기 몰드 표면층은 우레탄 아크릴레이트(Urethane-acrylate) 또는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)로 이루어진 광경화형 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 몰드의 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the mold surface layer is formed of a photocurable resin composed of urethane acrylate or polydimethylsiloxane.
상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과;
상기 접착 수지층 상에 박형 유리로 형성되는 강성 유지층과;
상기 강성 유지층 상에 광경화 수지로 형성되는 요철 형태의 몰드 표면층을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드.A base roller;
An adhesive resin layer formed on the base roller;
A stiffness maintaining layer formed on the adhesive resin layer as thin glass;
And a mold surface layer of a concave-convex shape formed of a photocurable resin on the rigidity holding layer.
상기 베이스 롤러 상에 형성되는 접착 수지층과;
상기 접착 수지층 상에 박형 유리로 형성되는 요철 형태의 강성 유지층을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤 몰드.A base roller;
An adhesive resin layer formed on the base roller;
And a stiffness retaining layer in the form of a concave-convex shape formed of thin glass on the adhesive resin layer.
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
GRNT | Written decision to grant |