KR20060135306A

KR20060135306A - 백 프레인이 부착된 소프트 몰드 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20060135306A
Application number: KR1020050055193A
Authority: KR
Inventors: 김진욱; 채기성; 조규철; 이창희
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2006-12-29
Also published as: US7858003B2; KR101222946B1; US20060290026A1; DE102006028659A1; DE102006028659B4

Abstract

핸들링 및 디멘젼 체인지를 막고, 여러번 반복 사용시에도 몰드의 내구성을 향상시키고 몰드의 변형을 줄여서 공정의 안정성을 확보하기에 용이한 백 프레인이 부착된 소프트 몰드와 이의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 백 프레인이 부착된 소프트 몰드는 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층과; 상기 폴리머층의 배면에 부착된 백-프레인용 기판으로 구성됨을 특징으로 한다. 그리고 상기 구성을 갖는 소프트 몰드의 제조방법은 지그(zig)내에 임의의 패턴이 형성된 마스터 몰드를 올려놓는 단계; 상기 마스터 몰드의 상부에 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하는 단계; 상기 폴리머층에 커플링 에이전트(coupling agent) 처리를 하는 단계; 상기 지그내에 형성된 상기 폴리머층을 챔버에 위치시키는 단계; 상기 챔버내에서 백-프레인용 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 단계; 상기 지그 및 마스터 몰드로부터 상기 폴리머층을 떼어내는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

소프트 몰드, 백 프레인, 필름, 플라즈마, 커플링 에이전트, 진공 챔버

Description

백 프레인이 부착된 소프트 몰드 및 이의 제조방법{soft mold attached back-plane and method for fabricating the same}

도 1a 내지 도 1c는 종래에 따른 소프트 몰드(soft mold)의 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드의 구조 단면도

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드(soft mold)의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드의 구조 단면도

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드(soft mold)의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30,50 : 지그 31, 51 : 마스터 몰드

32 : 프리-폴리머층 32a, 55 : 폴리머층

40, 60: 진공 챔버 41, 61 : 지그 고정부

42, 62 : 스테이지 43, 63 : 스테이지 상하구동부

44, 64 : 기판 45, 65 : PVC 윈도우

52 : 제 1 프리-폴리머층 53 : 필름

54 : 제 2 프리-폴리머층

본 발명은 미세패턴 형성용 소프트 몰드(soft mold)에 관한 것으로, 특히 백 프레인(back plane)이 부착된 소프트 몰드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소프트 몰드(soft mold)는 탄성을 가지는 고무를 임의의 틀에 부어 그 틀의 형상에 따라 임의의 패턴을 음각 또는 양각하여 제작하게 된다.

이러한 소프트 몰드(soft mold)는 마이크로 단위의 미세한 패턴(소프트 몰드의 음각 또는 양각에 따라 형성된 패턴)을 형성하는데 사용되는데 예를 들면, 액정표시장치에 포함되는 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하거나, 유기전계 발광소자에서 전극을 형성하는데 사용할 수 있다.

상기 소포트 몰드는(soft mold) 탄성 중합체를 경화하여 제작할 수 있으며, 이러한 탄성 중합체로는 대표적으로 PDMS(polydimethylsiloxane)가 널리 사용되고 있다.

상기 PDMS 이외에도 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이미드(polyimides)등을 사용할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래에 따른 소프트 몰드의 제조공정을 설명한 다.

도 1a 내지 도 1c는 소프트 몰드 제조공정을 종래의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 소프트 몰드의 표면에 소정의 형상을 음각 또는 양각하기 위한 원판(master)을 준비한다.

상기 원판(A)은 절연기판(ex. 실리콘 기판, 10) 상에 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연물질을 증착하여 선행층을 형성한 후, 포토리소그라피(photo-lithography)공정을 거쳐 상기 선행층을 원하는 형상으로 패턴(12)하는 공정을 진행한다.

이때, 상기 절연기판(10) 상부의 패턴(12)은 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)외에 금속(metal) 또는 포토레지스트(photo-resist) 또는 왁스(wax)를 사용하여 형성할 수 있다.

전술한 바와 같은 공정을 통해 원판(master, A)을 형성한다.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 원판(A)이 완성되면, 원판(A)의 상부에 프리 폴리머(prepolymer)상태의 탄성 중합체(탄성 고무)용액을 부어 프리-폴리머층(14)을 형성한다. 이러한 탄성 중합체로는 대표적으로 PDMS(Polydimethylsioxane)를 사용할 수 있다.

연속하여, 상기 프리-폴리머층(14)을 경화하는 공정을 진행한다.

다음으로, 도 1c에 도시한 바와 같이, 경화 공정이 완료된 상태의 폴리머층을 소프트 몰드(soft mold,16)라 하고, 상기 소프트 몰드(16)를 원판(도 1b의 'A') 으로부터 떼어내는 공정을 진행하여 비로소, 표면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)된 소프트 몰드를 제작할 수 있다.

전술한 바와 같은 공정을 통해 종래 기술에 따른 소프트 몰드를 제작할 수 있다.

상기와 같이 제작된 소프트 몰드는 소프트 리소그래피(Soft lithography), 소프트 몰딩(soft molding), 캐필러리 폴스 리소그래피(capillary force lithography)와 인-플랜 프린팅(in-plane printing)용등 다양한 분양에 적용되고 있다.

이와 같이 다양한 분야에 적용되는 소프트 몰드를 이용하여 제품을 대량 생산하기 위해서는 사용되는 소프트 몰드의 내구성 및 여러 번 사용후에도 재료의 수축이나 팽창이 없이 정확하게 얼라인될 필요가 있다.

특히, 인 플렌 프린팅(in-plane printing)용 몰드로 사용될 경우에는 자체의 형태만으로 공정중에서 변형 및 적용성에 한계를 가지고 있으며, 다른 표면과 완벽한 일체형이 되는 것이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 핸들링 및 디멘젼 체인지를 막기에 용이한 백 프레인이 부착된 소프트 몰드와 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 여러번 반복 사용시에도 몰드의 내구성을 향상시키고 몰드의 변형을 줄여서 공정의 안정성을 확보하기에 용이한 백 프레인이 부착된 소 프트 몰드와 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드는 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층과; 상기 폴리머층의 배면에 부착된 백-프레인용 기판으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 폴리머층은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나가 경화되어 형성된 것임을 특징으로 한다.

상기 기판은 플라스틱이나 유리로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 소프트 몰드는 2증 구조를 이루며, 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층과; 상기 폴리머층내에 평행하게 삽입된 두께가 있는 필름과; 상기 폴리머층의 배면에 부착된 백-프레인용 기판으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 필름은 소프트 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.

상기 백-프레인용 기판은 유리(glass)나 플라스틱으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은 지그(zig)내에 임의의 패턴이 형성된 마스터 몰드를 올려놓는 단계; 상기 마스터 몰드 의 상부에 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하는 단계; 상기 폴리머층에 커플링 에이전트(coupling agent) 처리를 하는 단계; 상기 지그내에 형성된 상기 폴리머층을 챔버에 위치시키는 단계; 상기 챔버내에서 백-프레인용 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 단계; 상기 지그 및 마스터 몰드로부터 상기 폴리머층을 떼어내는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 폴리머층은 상기 마스터 몰드의 상부에 프리-폴리머층을 형성하고, 상기 프리-폴리머층을 경화시켜서 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리 폴리머(pre-polymer)는 탄성 중합체(탄성 고무)용액 또는 이와 동등한 특성을 갖는 고분자 물질로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 프리 폴리머층은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나로 형성함을 특징으로 한다.

상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하면 상기 폴리머층의 표면이 '-OH'기로 치환됨을 특징으로 한다.

상기 커플링 에이전트 처리는 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행함을 특징으로 한다,

상기 백-프레인용 기판을 상기 폴리머층에 부착시킬 때 진공상태에서 부착시킴을 특징으로 한다,

상기 챔버는 상기 지그를 고정해주는 지그 고정부와, 상기 백-프레인용 기판이 놓여질 스테이지와, 상기 스테이지를 상하로 구동시킬 수 있는 스테이지 상하 구동부로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 챔버의 스테이지 상하구동부를 상부로 이동하여 상기 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 한다.

상기 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시킨 후 벤트(vent)시키는 것을 특징으로 한다.

상기 마스터 몰드는 절연기판 상에 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연물질을 증착하여 선행층을 형성한 후, 포토리소그라피(photo-lithography)공정을 거쳐 상기 선행층을 원하는 형상으로 패턴하는 공정에 의해 형성됨을 특징으로 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은 지그(zig)내에 임의의 패턴이 형성된 마스터 몰드를 올려놓는 단계; 상기 마스크 몰드 상에 2층 구조를 갖으며, 필름이 삽입된 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하는 단계; 상기 폴리머층상에 커플링 에이전트(coupling agent) 처리를 하는 단계; 상기 지그와 상기 마스터 몰드내에 형성된 상기 폴리머층을 진공 챔버에 위치시키는 단계; 상기 진공 챔버내에서 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 단계; 상기 지그 및 마스터 몰드로부터 상기 폴리머층을 떼어내는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 폴리머층의 형성은 상기 마스터 몰드의 상부에 제 1 프리-폴리머층을 형성하는 단계; 상기 제 1 프리-폴리머층의 상부에 필름을 부착시키는 단계; 상기 필름을 포함한 상기 제 1 프리-폴리머층의 상부에 제 2 프리-폴리머층을 형성하는 단계; 상기 제 2 프리-폴리머층과 상기 제 1 프리-폴리머층을 완전 경화시켜서 폴리머층을 형성시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 필름은 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.

상기 커플링 에이전트 처리는 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행함을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드와 이의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

제 1 실시예

먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드의 구조 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층(32a)과, 상기 폴리머층(32a)의 배면에 부착된 백-프레인용 기판(44)으로 구성되어 있다.

이때 상기 폴리머층(32a)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락 (novolac)중 선택된 하나가 경화되어 형성된 것이다.

상기에서 백 프레인용 기판(44)은 핸들링 및 디멘젼 체인지를 막기 위해서 폴리머층(32a)의 배면에 부착한 것으로, 플라스틱이나 유리로 구성되어 있다.

다음에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드(soft mold)의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은, 도 3a에 도시한 바와 같이, 사각의 틀을 이루는 지그(Zig)(30)의 상부에, 소프트 몰드의 표면에 소정의 형상을 음각 또는 양각하기 위한 마스터 몰드(master mold)(31)를 올려 놓는다.

상기 마스터 몰드(31)는 절연기판(ex. 실리콘 기판) 상에 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연물질을 증착하여 선행층을 형성한 후, 포토리소그라피(photo-lithography)공정을 거쳐 상기 선행층을 원하는 형상으로 패턴하는 공정을 진행하여 형성한다.

이때, 상기 절연기판 상부의 패턴은 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)외에 금속(metal) 또는 포토레지스트(photo-resist) 또는 왁스(wax)를 사용하여 형성할 수 있다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 마스터 몰드(31)를 지그(30)에 올려 놓은 후, 마스터 몰드(M)의 상부에 프리 폴리머(pre-polymer)상태의 탄성 중합체(탄성 고무)용액 또는 이와 동등한 특성을 갖는 고분자 물질을 부어 프리-폴리머층(32)을 형성한다.

상기 프리 폴리머층(32)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나로 형성할 수 있다.

연속하여, 상기 프리-폴리머층(32)을 경화시키는 공정을 진행한다.

다음에, 도 3c에 도시한 바와 같이, 경화된 폴리머층(32a)의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하여 경화된 폴리머층(32a)의 표면을 '-OH'기로 치환시킨다.

이후에, 도 3d에 도시한 바와 같이, 표면이 '-OH'기로 치환된 폴리머층(32a)에 시레인 커플링 에이전트(silane coupling agent) 처리를 한다.

상기 시레인 커플링 에이전트 처리는 폴리머층(32a)과 차후에 접착될 백-프레인(back-plane)의 접착력을 향상시키기 위해서 진행하는 것으로, 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행할 수 있다.

상기 도 3c의 공정에서, 일반적인 프라이머(primer)는 백-프레인으로 사용되는 유리(glass)나 플라스틱의 표면에는 잘 부착되지만 소프트 몰드를 구성하는 폴리머층(32a)에는 부착되기 힘들기 때문에 의도적으로 표면을 개질시키기 위해서 폴리머층(32a) 상부에 O2 플라즈마 처리를 한 것이다.

다음에, 도 3e에 도시한 바와 같이, 마스터 몰드(31)와 분리되기 전의 지그(30)내에 형성된 폴리머층(32a)을 진공 챔버(40)에 위치시킨다.

상기 진공 챔버(40)는 지그(30)를 고정해주는 지그 고정부(41)와, 백-프레인 용 기판(44)이 놓여질 스테이지(42)와, 상기 스테이지(42)를 상하로 구동시킬 수 있는 스테이지 상하구동부(43)와, 진공 챔버(40) 상부면에 구성된 PVC 윈도우(45)로 구성되어 있다.

상기 진공 챔버(40)의 스테이지(42)에는 백-프레인으로 사용될 기판(44)이 로딩되어 있다.

이후에, 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 진공 챔버(40)의 스테이지 상하구동부(43)를 상부로 이동하여 기판(44)을 폴리머층(32a)의 표면에 부착시킨다. 상기 기판(44)을 폴리머층(32a)에 부착시킬 때 진공상태에서 부착시키는데, 그 이유는 부착시에 폴리머층(32a)과 기판(44) 사이에 생성되는 버블(bubble)을 막기 위해서 이다.

상기 기판(44)을 폴리머층(32a)의 표면에 부착시킨 후 벤트(vent)시키는데, 이에 따라서 부착시에 조금이라도 생성된 버블이 제거된다.

다음에, 도 3g에 도시한 바와 같이, 상기 지그(30) 및 마스터 몰드(31)로부터 상기 폴리머층(32a)을 떼어내는 공정을 진행한다.

이후에 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 폴리머층(32a)을 필요한 만큼 컷팅한다.

상기 공정에 의해서, 일 표면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있으며, 타 표면에 백-프레인으로 사용될 기판(44)이 부착된 소프트 몰드(soft mold)가 제작된다.

상기에서와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은, 백-프레인용 기판(44)을 폴리머층(32a)에 부착하기 전에 폴리머층(32a)의 표면에 O2 플라즈마 처리와 커플링 에이전트 처리를 하고, 지그(30) 및 마스터 몰드(31)로부터 폴리머층(32a)을 떼어내기 전에 백-프레인으로 사용될 기판(44)을 진공 상태의 챔버에서 부착시키는 것에 그 특징이 있습니다.

제 2 실시예

먼저, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드의 구조 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 2증 구조를 이루며, 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 완전 경화된 폴리머층(55)과, 상기 폴리머층(55)내에 평행하게 삽입된 막대모양의 두께가 있는 필름(53)과, 상기 폴리머층(55)의 배면에 부착된 백-프레인용 기판(64)으로 구성되어 있다.

상기 백-프레인용 기판(64)은 유리(glass)나 플라스틱으로 구성되어 있다.

그리고 상기 필름(53)은 소프트 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성할 수도 있다.

상기에서 백 프레인용 기판(64)은 핸들링(handling) 및 디멘젼 체인지(dimension change)를 막기 위해서 폴리머층(55)의 배면에 부착한 것이며, 상기 필름(53)은 상기 폴리머층(55)의 내구성을 보다 향상시키기 위해서 구비된 것이다.

다음에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착 된 소프트 몰드의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 프레인이 부착된 소프트 몰드(soft mold)의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은, 도 5a에 도시한 바와 같이, 사각의 틀을 이루는 지그(Zig)(50)의 상부에, 소프트 몰드의 표면에 소정의 형상을 음각 또는 양각하기 위한 마스터 몰드(master mold)(51)를 올려 놓는다.

상기 마스터 몰드(51)는 절연기판(ex. 실리콘 기판) 상에 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연물질을 증착하여 선행층을 형성한 후, 포토리소그라피(photo-lithography)공정을 거쳐 상기 선행층을 원하는 형상으로 패턴하는 공정을 진행하여 형성한다.

도 5b에 도시한 바와 같이, 마스터 몰드(M)의 상부에 프리 폴리머(pre-polymer)상태의 탄성 중합체(탄성 고무)용액 또는 이와 동등한 특성을 갖는 고분자 물질을 부어 제 1 프리-폴리머층(52)을 형성한다.

상기 제 1 프리 폴리머층은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나로 형성할 수 있다.

이후에 상기 제 1 프리-폴리머층(52) 상에 두께가 있는 필름(53)을 부착시킨다.

상기 필름(53)은 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성할 수도 있다.

상기에서 필름(53)을 부착시키기 전에 제 1 프리-폴리머층(52)을 일부 경화시킬 수도 있다.

다음에, 도 5c에 도시한 바와 같이, 필름(53)을 포함한 제 1 프리-폴리머층(52)상에 제 2 프리-폴리머층(54)을 형성한다.

이후에, 도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 프리-폴리머층(52)과 제 2 프리-폴리머층(54)을 경화시켜서 2층 구조의 완전 경화된 폴리머층(55)을 형성한다.

경화된 폴리머층(55)의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하여 경화된 폴리머층(55)의 표면을 '-OH'기로 치환시킨다.

다음에, 도 5e에 도시한 바와 같이, 표면이 '-OH'기로 치환된 폴리머층(55)의 표면에 시레인 커플링 에이전트(silane coupling agent) 처리를 한다.

상기 시레인 커플링 에이전트 처리는 폴리머층(55)과 차후에 접착될 백-프레인(back-plane)용 기판의 접착력을 향상시키기 위해서 진행하는 것으로, 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행할 수 있다.

상기 도 5d의 공정에서, 일반적인 프라이머(primer)는 백-프레인으로 사용되는 유리(glass)나 플라스틱으로 구성된 기판의 표면에는 잘 부착되지만 소프트 몰드를 구성하는 폴리머층(55)에는 부착되기 힘들기 때문에 의도적으로 표면을 개질 시키기 위해서 폴리머층(55) 상부에 O2 플라즈마 처리를 한 것이다.

다음에, 도 5f에 도시한 바와 같이, 마스터 몰드(51)와 지그(50)내에 형성된 폴리머층(55)을 진공 챔버(60)에 위치시킨다.

상기 진공 챔버(60)는 지그(50)를 고정해주는 지그 고정부(61)와, 백-프레인으로 사용될 기판(64)이 놓여질 스테이지(62)와, 상기 스테이지(62)를 상하로 구동시킬 수 있는 스테이지 상하구동부(63)와, 진공 챔버(60)의 상부면에 구성된 PVC 윈도우(65)로 구성되어 있다.

상기 진공 챔버(60)의 스테이지(62)에는 백-프레인으로 사용될 기판(64)이 위치해 있다.

이후에, 도 5g에 도시한 바와 같이, 상기 진공 챔버(60)의 스테이지 상하구동부(63)를 상부로 이동하여 기판(64)을 폴리머층(55)의 표면에 부착시킨다. 상기 기판(64)을 폴리머층(55)에 부착시킬 때 진공상태에서 부착하는데, 그 이유는 부착시에 폴리머층(55)과 기판(64) 사이에 생성되는 버블(bubble)을 막기 위해서 이다.

상기 기판(64)을 폴리머층(55)의 표면에 부착시킨 후 벤트(vent)시키는데, 이에 따라서 부착시에 조금이라도 생성된 버블을 없앤다.

다음에, 도 5h에 도시한 바와 같이, 상기 지그(50) 및 마스터 몰드(51)로부터 상기 폴리머층(55)을 떼어내는 공정을 진행한다.

이후에 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 폴리머층(55)을 필요한 만큼 컷팅한다.

상기 공정에 의해서, 일 표면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻) 되어 있는 2층 구조를 이루는 폴리머층(55)과, 상기 폴리머층(55) 내에 필름(53)이 삽입되어 있으며, 폴리머층(55)의 타 표면에 백-프레인용 기판(64)이 부착되어 있는 소프트 몰드(soft mold)를 제작할 수 있다.

상기에서와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소프트 몰드의 제조방법은, 폴리머층(55)의 내부에 필름을 삽입시키고, 지그(50) 및 마스터 몰드(51)로부터 폴리머층을 떼어내기 전에 백-프레인용 기판(64)을 진공 상태의 챔버에서 부착시키며, 기판(64)을 부착시키기 전에 폴리머층(55)은 표면에 O2 플라즈마 처리와 커플링 에이전트 처리를 하는 것에 그 특징이 있는 것이다.

이하, 백-프레인용 기판 없이 소프트 몰드만으로 구성된 벌크(bulk) 타입의 소프트 몰드와, 마스터 몰드에서 떼어낸 후에 일반적인 합착법으로 소프트 몰드에 백-프레인을 부착시킨 소프트 몰드와, 본 발명의 실시예들을 통하여 제작된 소프트 몰드의 몰드내와 몰드간의 디멘젼 체인지(dimension change) 정도를 측정한 결과를 [표1]에 나타내면 다음과 같다.

몰드 형태	디멘젼 체인지(dimension change)
몰드 형태	몰드내	몰드간
벌크 타입 소프트 몰드	10,000 ppm	10,000 ppm
마스터 몰드에서 떼어낸후 일반적인 합착방법으로 백-프레인용 기판을 부착한 소프트 몰드	1,900ㅁ20 ppm	수백 ppm
본 발명의 실시예에 따라 제작된 소프트 몰드	50 ㅁ 10 ppm	수 ppm

상기 [표1]에서와 같이 본 발명에 따라 제작된 소프트 몰드가 벌크 타입 소프트 몰드 및 일반적인 방법으로 백-프레인용 기판을 부착한 소프트 몰드보다 몰드 변형이 현저하게 적다는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

상기와 같은 본 발명의 백 프레인이 부착된 소프트 몰드와 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 경화된 폴리머층의 배면에 백-프레인용 기판이 부착되어 있으므로, 핸들링 및 디멘젼 체인지를 막기에 용이하다.

둘째, 필름이 삽입된 폴리머층의 배면에 백-프레인용 기판이 부착되어 있으므로, 몰드의 내구성을 향상시키고 몰드의 변형을 줄이기에 용이하다.

셋째, 마스터 몰드에서 폴리머층을 떼어내기 전에 진공 챔버에서 백-프레인용 기판을 부착시키는 것이므로, 몰드의 변형없이 백-프레인용 기판을 부착시킬 수 있다.

이에 다라서 핸들링 및 디멘젼 체인지를 줄일 수 있다.

넷째, 몰드의 내구성을 향상시키고 변형을 줄일 수 있으므로 미세 패턴 공정의 안정성을 극대화 시킬 수 있다.

Claims

일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층과;

상기 폴리머층의 배면에 부착된 백-프레인용 기판으로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리머층은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나가 경화되어 형성된 것임을 특징으로 하는 소프트 몰드.
제 1 항에 있어서,

상기 기판은 플라스틱이나 유리로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드.
2증 구조를 이루며, 일면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있는 폴리머층과;

상기 폴리머층내에 평행하게 삽입된 두께가 있는 필름과;

상기 폴리머층의 배면에 부착된 백-프레인용 기판으로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드.
제 4 항에 있어서,

상기 필름은 소프트 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 소프트 몰드.
제 4 항에 있어서,

상기 백-프레인용 기판은 유리(glass)나 플라스틱으로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드.
지그(zig)내에 임의의 패턴이 형성된 마스터 몰드를 올려놓는 단계;

상기 마스터 몰드의 상부에 폴리머층을 형성하는 단계;

상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하는 단계;

상기 폴리머층에 커플링 에이전트(coupling agent) 처리를 하는 단계;

상기 지그내에 형성된 상기 폴리머층을 챔버에 위치시키는 단계;

상기 챔버내에서 백-프레인용 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 단계;

상기 지그 및 마스터 몰드로부터 상기 폴리머층을 떼어내는 단계를 포함함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 폴리머층은 상기 마스터 몰드의 상부에 프리-폴리머층을 형성하고, 상 기 프리-폴리머층을 경화시켜서 형성하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 프리 폴리머(pre-polymer)는 탄성 중합체(탄성 고무)용액 또는 이와 동등한 특성을 갖는 고분자 물질로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 프리 폴리머층은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)과 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이미드(polyimides)와 에폭시(epoxy)와 노발락(novolac)중 선택된 하나로 형성함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하면 상기 폴리머층의 표면이 '-OH'기로 치환됨을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 커플링 에이전트 처리는 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 백-프레인용 기판을 상기 폴리머층에 부착시킬 때 진공상태에서 부착시킴을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 챔버는 상기 지그를 고정해주는 지그 고정부와, 상기 백-프레인용 기판이 놓여질 스테이지와, 상기 스테이지를 상하로 구동시킬 수 있는 스테이지 상하구동부로 구성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

상기 챔버의 스테이지 상하구동부를 상부로 이동하여 상기 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시킨 후 벤트(vent)시키는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 마스터 몰드는 절연기판 상에 질화 실리콘(Si3N4) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연물질을 증착하여 선행층을 형성한 후, 포토리소그라피(photo- lithography)공정을 거쳐 상기 선행층을 원하는 형상으로 패턴하는 공정에 의해 형성됨을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
지그(zig)내에 임의의 패턴이 형성된 마스터 몰드를 올려놓는 단계;

상기 마스크 몰드 상에 2층 구조를 갖으며, 필름이 삽입된 폴리머층을 형성하는 단계;

상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하는 단계;

상기 폴리머층상에 커플링 에이전트(coupling agent) 처리를 하는 단계;

상기 지그와 상기 마스터 몰드내에 형성된 상기 폴리머층을 진공 챔버에 위치시키는 단계;

상기 진공 챔버내에서 기판을 상기 폴리머층의 표면에 부착시키는 단계;

상기 지그 및 마스터 몰드로부터 상기 폴리머층을 떼어내는 단계를 포함함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 폴리머층의 형성은 상기 마스터 몰드의 상부에 제 1 프리-폴리머층을 형성하는 단계;

상기 제 1 프리-폴리머층의 상부에 필름을 부착시키는 단계;

상기 필름을 포함한 상기 제 1 프리-폴리머층의 상부에 제 2 프리-폴리머층을 형성하는 단계;

상기 제 2 프리-폴리머층과 상기 제 1 프리-폴리머층을 완전 경화시켜서 폴리머층을 형성시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 필름은 몰드의 자동 탈부착을 위해서 자성을 띤 물체로 구성하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 폴리머층의 표면에 O2 플라즈마 처리를 하면 상기 폴리머층의 표면이 '-OH'기로 치환됨을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 커플링 에이전트 처리는 범용 프라이머(primer)를 사용하여 진행함을 특징으로 하는 소프트 몰드의 제조방법.