TW201207490A - Stamper for printing alignment layer and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

201207490 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種用於印刷取向層的壓模和製造壓模的 方法。具體而言，本發明涉及一種製造用於印刷LCD (液 晶顯示器）中的取向層的壓模的方法。 【先前技術】 一般來說，LCD (液晶顯示器）可以通過使用電場來調 整液晶的光透過率以顯示圖像。 · 為了這個目的，LCD包括具有以矩陣形式排列的液晶元 件的液晶面板和用來驅動液晶面板的驅動電路。液晶面板 内具有共用電極和多個圖元電極以將電場應用到每個液晶 元件。一般來說，用於每個液晶元件的各個圖元電極形成 於下基板上，而共用電極則位於上基板的前面。 下基板的每個圖元電極連接到用作開關設備的TF7 (薄 膜電晶體）。圖元電極和共用電極一起根據由TFT提供的資 料信號來驅動液晶元件。 圖一是表示根據現有技術的LCD的截面圖。 參見圖一，根據現有技術的LCD包括上板，其具有在上 基板11上依次形成的黑色矩陣32、彩色濾光片30和透明 電極28 ;下板，其具有在下基板1上形成的TFT和圖元電 極22 ;插入到上板和下板之間的隔離體26 ;以及注入到由 上下板和隔離體26所形成的内部空間中的液晶38。 在上板上的黑色矩陣32具有將上基板11的表面劃分為 形成彩色濾光片30的多個單元區，以及防止相鄰單元之間 201207490 的光學干擾的矩陣形式。代表紅、綠、藍三基色的彩色濾 光片30依次形成於具有黑色矩陣32的上基板1上。這裏， 通過在具有黑色矩陣32的上基板1的整個表面上塗覆吸收 白光而僅允許通過具有特定波長（紅、綠、藍）的光的材 料並進行圖案化來形成代表三基色的各彩色濾光片30。接 著，被用來接收地電位的透明導電層的透明電極28被塗覆 在具有黑色矩陣32和彩色濾光片30的上基板11上，從而 形成上板。 TFT形成於下板上的柵極和資料線的交叉點以開關 (sw i tch)液晶元件的驅動。與資料‘線和柵極線中的其中 一個相重疊的圖元電極22以矩陣的形式被安置於下基板1 上。通過將金屬層塗覆在下基板1上並進行圖案化來形成 柵極線和柵電極。柵極絕緣層12形成於下基板1的整個表 面上，其通過沉積方案來覆蓋柵極線和栅電極。在栅極絕 緣層12上沉積第一和第二半導體材料之後並進行圖案 化，從而形成有源層14和歐姆接觸層16。隨後，在柵極 絕緣層12上塗覆金屬層之後，圖案化該金屬層，從而形成 源電極和漏電極8和10。接著，為了形成具有預定尺寸的 溝道，蝕刻歐姆接觸層16以曝光有源層14。接著，通過 旋轉塗覆方案在柵極絕緣層12上沉積有機保護層18使得 其表面被拉平並進行圖案化，從而形成接觸孔20以曝光漏 電極10。接下來，在有機保護層18上塗覆透明傳導材料 之後進行圖案化*從而形成和該漏電極10相電連接的圖元 電極22。在具有圖元電極22的下基板1的整個表面上塗 覆取向層24之後，執行膠化處理以完成下板的製造。 201207490 接著，在精確結合上下板11和1這兩者4後，球狀的 隔離體6被分散在上板和下板11和1之間，接著在其間注 入液晶’從而完成LCD。 為了將上述LCD用作光學設備，液晶分子必須被取向到 特定方向上。一般來說，液晶分子只在局部區域取向。·因 此，為了將液晶分子取向到特定方向上，被稱為取向層的 有機聚合體層被人工地形成在ΙΤ0 (氧化銦錫）電極上。 為了這個目的，即為了形成取向層，在基板上塗覆取向溶 劑（例如聚氨酸或可溶性聚醯亞胺）之後固化取向溶劑， t 通過聚醢亞胺化後並膠化來形成。 詳細來說，為了印刷取向層，通過使用取向層印刷裝置 將取向溶劑印刷到基板的表面上，並且在大約60°C至大約 80°C的溫度來加熱取向溶劑以執行初次固化處理。接著， 在大約80°C到200°C的更高的溫度來加熱取向溶劑以執行 二次固化處理。此後，對取向溶劑的表面執行膠化處理， 或者用光照射取向溶劑的表面，從而形成取向層。 按常規來說，通過採用印刷輥，例如調節輥或網紋輥的 印刷方案在基板上形成取向層。 可以通過另一種印刷取向層的方法來在包括透明電極 和彩色濾光片的基板上印刷取向層。例如使用富瑞凸版 (f 1 exograph i c)印刷方案可以印刷相應於壓模的取向層。 已經發展出了多種製造用於印刷取向層的壓模的技術。 尤其是，最近一種通過使用UV (紫外線）感光樹脂來 製造用於印刷取向層的壓模的技術引起了公眾的注意。 根據通過使用UV感光樹脂來製造用於印刷取向層的壓 201207490 模的技術，在第一玻璃基板上沉積基片之後，將液態的υγ 感光樹脂塗覆到基片上。接著，將具有可傳輸區蜮和不可 傳輸區域的薄透明覆蓋臈和圖像膜互相堆疊到一起，教且 將第一玻璃基板堆疊在其上^ 接著，在預定時間週期内通過照射器使UV光彳心犋外部 照射到膜上。這裏，隨著UV光照射到膜上，在圖像螟的可 透射區域中的UV感光樹脂被固化，而在不彳透射區域中的 UV感光樹脂沒有被固化。 隨後，在移除覆蓋膜和圖像膜之後，沒有被固化的樹脂也 被移除，從而製造了用;^印刷取向層的壓模。 然而’這種用於印刷LCD的取向層的常規壓模在尺寸上無’ 法增加。 【發明内容】 因此’提出本發明以解決這些問題，本發明的〜個目 的是提供一種用於印刷或向層的壓模和一種製造該壓镇的 方法，其中所製造的壓模具有較小尺寸，因此該壓楔可廉 用於具有各種尺寸的LCD。 ^ m佩令的一個方面，再提供了一種製造用於印 取向層的壓模的方法，該方法包括：形成具有多種尺寸 於取向層所期望的尺寸的基礎圖案，以製造用於印刷冬 期望尺寸的取向層訏壓模；通過將基礎圖案排列到基 來製造基礎主體’以實現所期望的尺寸；將填充樹月旨填 到在所排列的基礎圖案的介面區域之間形成的間隙中.、 基礎主體浸沒在水中；通過向基礎主體的填充樹脂的區 201207490 照射光來固化填充樹脂；以及在從水中取出基礎主體 乾燥基礎主體。. 基礎主體被浸沒在裝滿水的槽中。 填充樹脂包括感光樹脂以製造基礎圖案，基片和阻斷 膜（blocking film)包括 pet 膜。 在使用阻斷膜塗覆基礎主體的間隙的上側部位之後， 通過向填充樹脂照射UV光來初步固化填充樹脂。 在初步固化壤充樹脂之前，阻斷膜塗覆在填充樹脂的 上表面。在初步固化填充樹脂之後，阻斷膜被移除。 光將照射浸入到水中的填充樹脂4〇分鐘至8〇分鐘。 根據本發明的另一方面，其提供一種通過將許多具有 尺寸小於期望尺寸的基礎圖案彼此組合在一起而製造的用 於印刷取向層的壓模。該壓模包括：主體，在其中排列有 多個基礎圖案以實現期望的尺寸；填充在基礎圖案之間的 介面區域的間隙中的填充樹脂；以及在填充樹脂上的阻斷 膜。填充樹脂包拮感光樹脂，並且填充樹脂在水下由光進 行曝光。 如上所述，根據本發明，具有多種尺寸的基本圖案被 彼此連接，因此可以製造用於印刷具有期望的大區域的取 向層的壓模。 此外，在水下執行曝光處理’因此可以提高光固化材 料（photocurable material)的固化特性。製造成本得到 降低，並且製造流程得到簡化。 ί實施方式】 201207490 現在將參考附圖對本發明的示例性實施例進行詳細說 明。儘管已經描述了本發明的示例性實施例，很明顯本發 明並不僅限於這些示例性實施例，並且本領域的技術人員 可在如以下所要求的本發明的精神和範疇之内對其進行各 種修改及變化。提供這些實施例以用於完整地公開本發明 並允許本領域技術人員完美地理解本發明。附圖中相同的 參考標記被用於標記相同的元件。 圖二至圖八是表示根據本發明一種具體實施方式的製 造用於印刷取向層的壓模的方法的截面示意圖。 • 如圖二所‘示，為了製造用於印刷具有期望尺寸的取向層 - 的壓模，製造具有多種尺寸的基礎圖案100。基礎圖案100 優選的具有多邊形外形，例如正方形或長方形。這是因為 將要印刷取向層的LCD (液晶顯示器）是長方形的。這裏， 基礎圖案100包括基片和感光樹脂。 為了製造用於印刷將要被應用到大尺寸LCD，例如第8 代或第10代LCD的取向層的壓模，用於印刷將要被應用到 前幾代LCD的取向層的壓模可被用作基礎圖案100，或者 用於前幾代LCD的壓模可被切割為預定尺寸，並被用作基 礎圖案100。 如圖三所示，基礎圖案100被排列為適於要被製造的取 向層。 如圖三所示，兩個基礎圖案100彼此相鄰。儘管在圖三 中未示出，還可以使用更多的基礎圖案100。基礎圖案100 的數量可隨著要被製造的LCD的尺寸，即隨著取向層的期 望尺：寸和基礎圖案100的尺寸而變化。如上所述，根據本 201207490 實施例’因為期望的尺寸大於基礎圖案1〇〇的最大尺寸， 所說至少要使用兩個基礎圖案1〇〇。 這裏’為了貫現相同的取向層性能’基礎圖案1QQ具有 相同的結構和相同的物理特性.。 此外，根據本實施例，因為多個基礎圖案1〇〇彼此相鄰， 從而形成至少一個介面（interface)。 之後，如圖四所示，通過將基礎圖案1〇〇以貼近基片12〇 的方式排列到基片120上來製造具有期望尺寸的基礎主體 130。,這裏’基片120之間的介面區域形成間隙14〇。 優選的，在基片120上的基礎圖案1〇〇的介面彼此靠 近。然而，如圖四所示，基礎圖案1〇〇的一部分彼此分開 細微的距離。 接著，將液態的填充樹脂丨10填充到基礎圖案1〇〇之間 的間隙140中。這裏，填充樹脂11〇包括液態形式的未被 固化的樹脂。根據本實施例，填充樹脂11〇優選的包括能 被光固化的感光樹脂。 這裏，優選的將液態感光樹脂填充在至少兩個基礎圖案 100之間，其寬度大約為〇.丨随至3mm，其高度就是基礎圖 案100的高度。 進一步的，如果填充樹脂UO包括與基礎圖案100相同 的材料，以將相鄰的基礎圖案彼此連接到一起，基礎 圖案100之間的差異可被移除，並且這些基礎圖案1〇〇可 形成為好似一個圖案。換而言之，根據本實施例，填充樹 脂110包括組成基礎圖案1〇〇的液態感光樹脂。 此外，根據本實施例，基片120包括pet膜❶除了 pet 10 201207490 膜’還可以使用多種樹脂膜。這裏，基片12〇的尺寸優選 的等於或大於LCD的期望尺寸，也就是取向層印刷板的期 望尺寸。為了工作方便，優選的，基片12Q的尺寸略微大 於LCD的期望尺寸。換而言之’基片12〇的尺寸優選的大 於LCD的期望尺寸大約5%至大約2〇%的範圍内。 此後，如圖五所示，將阻斷膜15〇塗覆在基礎主體13〇 的間隙140上。 這裏，阻斷膜150阻斷填充樹脂11〇與空氣中的氧，因 此通過下個階㈣UV照射，可以與基礎圖案1〇〇 一樣地固 化填充樹脂11G。此外，阻斷膜15Q還可防止填充樹脂ιι〇 從間隙140中脫離。此外，在以下處理中（水下的曝光處 理），阻斷膜150可防止填充樹脂11〇的丟失。這裏，阻 膜150優選的包括PET膜。 根據本實施例，優選的將填充樹脂110填充到間隙14〇 的整個區域。因此，阻斷膜15〇優選的形成於相鄰基礎 案100之間的整個介面區域。 1 0 此後，如圖六所示，通過將uv光照射向基礎主體 的間隙140而初步地固化填充樹脂110。 優選的’可以使用UV燈或UV LED以照射uv光。也可 單獨地使用UV硬化劑。因為填充樹脂11〇已被初步地固 化，當執行下個處理，也就是水下曝光處理時，填充樹月t 110不會丢失。 此後，如圖七所示’基礎主體130處於水下。將別光 再次照射向水下的基礎主體130，因此間隙14〇的填充樹 脂11〇被二次固化。因而具有液態或凝膠態（可凝固的） 201207490 - · . ?3=;10匕被固化。這襄，包括PE丁膜的阻斷祺150 z、 樹知110被初步固化時被附著在基礎主體13 以阻斷填充樹脂11()和空氣中的氧 130上移除。這是因备 议攸丞蠼主體 ι疋因為’基礎主體130’初步固化後的按+ 樹脂110位於水下。 π u π便的填充 仰為了這個目的，可以使用腔或槽·，例如充滿水 益。優選的’槽200的尺寸大於取向層印刷板的 奋 如上所述，基礎主體13〇位於水中，並且d 填充樹脂110，因此填充樹脂11〇被完全地固化而將 基礎圖案100彼此連接在一起。 將 包括感光材料的填充樹脂⑽僅能在真錄態下才 固。換而言之’當UV光照射向處於真空狀態的感光材： 時，感光材料開始凝固。然而，根據本實施例，可以 使用水來代替真空方案來固化液態的感光材料。 ° 為了适個目的’如上所述，水被填充到槽中。， 優選的，僅將水填充到足以浸沒基礎主體130的程度。’ 選的，基礎主體130的下表面與槽2〇〇的下表面相接觸。 此外，從槽200的下表面凸出有預定的突起，從而使得基 礎主體130可以固定到上述突起上。因此，基礎主體13〇 可位於槽200的水的中央部分。 根據本實施例，可在槽200的内側面形成光學反射層以 反射UV光。因此，可以防止從槽2〇〇的水的外部照射的 UV光被反射出槽200。 根據本實施例，在將基礎主體130放置到槽200中之 後，將水倒入槽200中，從而將基礎主體13〇浸沒在水下。 12 201207490 此外’可將基礎主H 13〇放入充滿水的槽巾。這裏， =過使用其他傳輸單元來將基礎主體⑽浸沒到槽· 士 it外，根據被實施例’可以沿著槽200的側面將基礎 到槽2〇〇中。為了這個目的，可在槽20。上 的導人σ ° A裏’如^'所述，通過其他傳輸單元 m 30導入到槽200。因此，可以防止基礎主體 从，4外」當基礎主體130浸沒到槽200中時，可通過額外 的支援單元，例如板來固定基礎主體130。 根據本實施例，如圖七所示，優選的，uv光從槽測·的 卜邛照射，也就是水的外部。 H ’固化裝置中賴照射器，也就是U v光源的距離 :查:圖帛100的上表面（特別是填充有填充樹脂110的 ，接區域）的距離優選的為5〇cm或更小。如果該距離超過 50cm，UV光就無法集中到填充樹脂11〇的區域。 根據本實施例’ UV光源可位於水下。這裏，如果使用.燈 來作為UV光源，燈的玻璃區域優選的位於槽2〇〇中。 此外，根據本實施例，槽200可包括透射材料。這襄， uv光源可位於槽200的側面或者下表面。這裏，可在槽2〇〇 的下表面上形成包括光學反射層的覆蓋面。 根據本實施例，uv光將照射大約4〇分鐘至大約8〇分 鐘，、因此可使得填充樹脂11〇凝固。這裏，如果Μ光的照 射^於40分鐘，可能剩餘一些粘合劑的粘性物質。如果 UV光的照射超過8〇分鐘，其可行性可能降低。 此外，水優選的具有大於15。至35。的溫度。 13 201207490 此外，為了增強固化效果，水可被轉動。 根據本發明，可用真空狀態代替水而固化填充樹脂 110。然而，這樣的話，因為真空和真空室的成本增加，整 個產品的成本也會增加，而真空導致的風險可能會引起可 行性的降低。 此後，如圖八所示，將基礎主體130從水中取出並進行 乾燥。 這裏，優選的，基礎主體130被自然乾燥。然而，本發 明不僅限於此，可通過熱空氣來乾燥基礎主體130。當基 礎主體130被乾燥時，基礎主體130優選的被排七為垂直 於地面。 14 201207490 【圖式簡單說明】 圖一是表示根據現有技術的LCD的截面固； &圖二至圖八是表示根據本發明一種具體實施方式的製 .造用於印刷取向層的壓模的方法的載面示意圖。 【主要元件符號說明】 1 下基板 10 漏電極 11 上基板 12 拇極絕緣層 14 源層 16 歐姆接觸層 18 有機保護層 20 接觸孔 22 圖元電極 24 取向層 26 隔離體 28 透明電極 30 彩色波光片 32 黑色矩陣 38 液晶 6 隔離體 8 源電極 15 201207490 100 基礎圖案 110 填充樹脂 120 基片 130 基礎主體 140 間隙 150 阻斷膜 200 槽

Claims (1)

1. 201207490 七、申請專利範圍： 1、 一種製造用於印刷取向層的壓模的方法’所述方法 包括： 形成具有多種尺寸小於取向層的期望尺寸的基礎圖. 案’以製造用於印刷具有所述期望尺寸的取向層的壓模； 通過將所述基礎圖案排列到基片上來製造基礎主體，以 實現所述期望尺寸； 將填充樹脂填充到在所述排列的基礎圖案的介面區域 之間形成的間隙中； 通過使用阻斷膜來覆蓋填¥有所述填充樹脂的基礎主 體的.間隙的上側部位； 通過照射光來初步固化所述填充樹脂；' 將所述基礎主體浸沒到充滿水的槽中； 通過向所述基礎主體的所述填充樹脂的區域照射光來 固化所述填充樹脂；以及 在將所述基礎主體從水中取出後乾燥所述基礎主體。 2、 一種製造用於印刷取向層的壓模的方法，所述方法 包括： 形成具有多種尺寸小於取向層的期望尺寸的基礎圖 案，以製造用於印刷具有所述期望尺寸的取向層的壓模； 通過將所述基礎圖案排列到基片上來製造基礎主體，以 實現所述期望尺寸； 將填充樹脂填充到在所述排列的基礎圖案的介面區域 之間形成的間隙中； 通過使用阻斷膜來覆蓋填充有所述填充樹脂的基礎主 17 201207490 體的間隙的上侧部位； 通過照射光來初步固.化所述填充樹脂； 移除所述阻斷膜； 將所述基礎主體浸沒到充滿水的槽中； 通過向所述基礎主體的所述填充樹脂的區域照射光來 固化所述填充樹脂；以及 在將所述基礎主體從水中取出後乾燥所述基礎主體。 3、如申請專利範圍第1或2項所述之製造用於印刷取 向層的壓模的方法，其中，所述填充樹脂包括與用來製造 i 基礎圖案的材料相同的感光材料，並且所述基片和所述阻 斷膜包括PET膜。 4、如申請專利範圍第1或2項所述之製造用於印刷取向 層的壓模的方法，其中，光將照射所述浸沒在水中的填 充樹脂的區域4 0分鐘至8 0分鐘。 18