专利名称：形成薄膜图案的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于形成薄膜图案的设备和方法，其能够不依从于时间地将印刷液的 潮湿程度保持在适当的状态。
背景技术：
本申请要求2009年12月30日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0134812的权益， 此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。近来，已经开发出各种类型的平板显示设备，这些平板显示设备减少了作为阴极 射线管的缺点的重量和体积。在平板显示设备中，存在液晶显示设备、场发射显示设备、等 离子体显示板、电致发光EL显示设备等。平板显示设备设置有通过掩模工艺形成的多个薄膜，该掩模工艺包括沉积步骤、 曝光步骤、显影步骤、蚀刻步骤等。但是，由于掩模工艺具有复杂的制造工序，因此掩模工艺 增加了制造成本。因此，正在对利用印刷辊的印刷工艺来形成薄膜进行研究。印刷工艺是这样一种工艺，其中将印刷液涂敷在印刷辊上的辊套(blanket)上， 利用底板(clich6)将印刷图案形成在印刷辊上，并且将印刷图案转印到基板上，由此形成 期望的薄膜。涂敷在印刷辊上的印刷液的干燥程度和时间相关，使得形成在底板上的印刷液的 形状随着干燥程度的不同而变化。即，形成在印刷辊上的印刷液的干燥程度随着底板上的 位置而变化。如图IA所示，由于使底板30的一侧在初始阶段与印刷辊10发生接触，因此 尽管将印刷辊10上的印刷液20恰当地转印到底板30上，但是如图IB所示，由于底板30 的另一侧晚于底板30的所述一侧而与印刷辊10发生接触，降低了在印刷辊10上形成的印 刷液的粘度，因此不能将印刷液20恰当地从印刷辊10转印到底板30上。不能将印刷液从 印刷辊10恰当地转印到底板30导致当基板与印刷辊10发生接触时在基板上形成有缺陷 的薄膜。据此，如图2所示，由于薄膜图案随着在基板1上的位置而变化，薄膜图案的均勻 性变差。
发明内容
因此，本发明致力于用于形成薄膜图案的设备和方法。本发明的目的是提供一种用于形成薄膜图案的设备和方法，其能够不依赖于时间 地将印刷液的潮湿程度保持在适当状态。本发明的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通 技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及 其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种用于 形成薄膜的设备包括印刷液提供单元，其用于提供印刷液；底板，其具有凹入图案和突出 图案以用于对所述印刷液进行构图；印刷辊，该印刷辊上涂敷有从所述印刷液提供单元向该印刷辊提供的所述印刷液，并且该印刷辊在所述底板与基板上滚动；以及溶剂提供单元， 其用于在涂敷在所述印刷辊上的所述印刷液与所述底板发生接触之前向所述印刷液提供 溶剂。所述溶剂提供单元包括存储有溶剂的液体容器；以及用于向所述印刷液提供所 述溶剂的至少一个溶剂提供辊。所述溶剂提供单元在将所述溶剂变成蒸汽状态之后向所述印刷液提供蒸汽状态 的溶剂。在本发明的另一个方面，一种用于形成薄膜图案的方法包括以下步骤在印刷辊 上涂敷印刷液并使该印刷液干燥；在使所述印刷辊在具有凹入图案和突出图案的底板上滚 动之前，通过利用溶剂提供单元向涂敷在所述印刷辊上的所述印刷液提供溶剂；通过使所 述印刷辊在所述底板上滚动，来对所述印刷液进行构图；以及将通过由此构图而形成的薄 膜图案转印到基板。向所述印刷液提供溶剂的步骤包括以下步骤提供存储有所述溶剂的液体容器； 以及通过利用至少一个溶剂提供辊从所述液体容器向所述印刷液提供所述溶剂。向所述印刷液提供溶剂的步骤包括以下步骤在将所述溶剂变成蒸汽状态之后向 所述印刷液提供蒸汽状态的溶剂。在所述印刷液的粘度不在容许范围内时所述溶剂提供单元向所述印刷液提供高 沸点溶剂。所述高沸点溶剂由PGMEA或PC形成。应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在 提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图被包括在本申请中以提供对本公开的进一步理解，并结合到本申请中且构成 本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开的原理。 附图中图IA和图IB例示了示出将具有随时间而变化的干燥程度的印刷液转印到底板的 截面图。图2例示了用于说明在板的整个表面上出现的图案不均勻性来自于干燥程度随 图IA和图IB中的位置而变化的平面图。图3例示了根据本发明的优选实施方式的用于形成薄膜图案的设备的立体图。图4例示了图3中根据本发明的另一个优选实施方式的溶剂提供单元的截面图。图5例示了示出相关技术和本发明中的印刷液的干燥程度的图。图6A到图6C例示了示出通过利用图3中的辊套在基板上形成薄膜图案的方法的 步骤的截面图。图7例示了具有通过图6A到图6C中的方法而形成的薄膜图案的液晶板的立体 图。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的具体实施方式
，在附图中例示出了其示例。在可能的情 况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。图3例示了根据本发明的优选实施方式的用于形成薄膜图案的印刷设备的立体 图。参照图3，该印刷设备包括印刷液提供单元122、印刷辊120、辊套110、底板130、以 及溶剂提供单元108。印刷液提供单元122保存印刷液以向印刷辊120上的辊套110提供印刷液。在此 示例中，印刷液例如是被包括到液晶板的滤色基板和薄膜晶体管基板的薄膜图案的材料。 印刷液例如由大约20 30%的原料聚合物(base polymer)、大约70 80%的低沸点溶 剂、和大约0 10%的高沸点溶剂构成。低沸点溶剂是甲醇或酒精，并且用于降低印刷液的 粘度以将印刷液均勻地涂敷在印刷辊120的辊套110上并且在被涂敷在辊套110上之后立 即挥发。高沸点溶剂由 PGMEA(Propylene Glycol MonomethylEtherAcetate 丙二醇单甲 醚乙酸酯)和/或PC (Proplyene Carbonate 碳酸丙烯酯)构成。在此示例中，由于在使 涂敷在印刷辊120上的印刷液与底板130发生接触之前加入高沸点溶剂，因此包含在印刷 液中的高沸点溶剂比相关技术少。使底板130与印刷辊120发生接触，使得仅将印刷辊120的辊套110中填充的印 刷液保留在期望的区域处。为此，底板130包括凹入图案134和突出图案132。当印刷辊 120在底板130上滚动时，突出图案132与涂敷在印刷辊120上的印刷液发生接触。据此， 当印刷辊120在底板130上滚动时，印刷液从印刷辊120转印到突出图案132。但是，即使 印刷辊120在底板130上滚动，凹入图案134也不与印刷辊120上的印刷液发生接触。据 此，印刷辊120上的与凹入图案134相匹配的印刷液保留在印刷辊120上以形成有机图案。印刷辊120在底板130和基板111(在传送单元138上移动)上滚动，使得印刷辊 120与底板130和基板111接连发生接触。或者，另选地，在底板130与基板111静止不动 的情况下，印刷辊120可以滚动以在底板130和基板111上移动，使得印刷辊120与底板 130和基板111接连发生接触。印刷辊120将来自印刷液提供单元122的印刷液填充到与印刷辊120的外周附接 的辊套110。溶剂提供单元108包括液体容器106和至少一个溶剂提供辊102和104。液体容器106存储有由PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)和/或PC(碳酸丙烯酯) 构成的高沸点溶剂。至少一个溶剂提供辊102和104从液体容器106向涂敷在印刷辊120上的印刷液 提供溶剂。将以印刷设备包括两个溶剂提供辊为例对本发明进行描述。第一溶剂提供辊102从第二溶剂提供辊104接收高沸点溶剂，并且将该高沸点溶 剂传送到印刷辊120上。具体地说，在涂敷在印刷辊120上的印刷液与底板130发生接触 之前，第一溶剂提供辊102根据印刷液的粘度向涂敷在印刷辊120上的印刷液提供高沸点 溶剂。即，当涂敷在印刷辊120上的印刷液的粘度不在容许的粘度范围内时，第一溶剂提供 辊102向涂敷在印刷辊120上的印刷液提供高沸点溶剂。当涂敷在印刷辊120上的印刷液 的粘度在容许的粘度范围内时，第一溶剂提供辊102不向印刷液提供高沸点溶剂。
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具体地说，由于涂敷在与底板130的一侧发生接触的印刷辊120上的印刷液的粘 度在初始阶段处于容许的粘度范围内，因此不向印刷液提供高沸点溶剂。与此相反，由于底 板130的另一侧晚于底板130的所述一侧而与印刷辊发生接触，因此涂敷在印刷辊120上 的印刷液的粘度相对较低。因此，由于涂敷在印刷辊120上的印刷液的粘度不在容许的粘 度范围内，因此向印刷液提供高沸点溶剂。第二溶剂提供辊104将高沸点溶剂从液体容器106转移到第一溶剂提供辊102。 第二溶剂提供辊104与第一溶剂提供辊102相接合地进行转动，以使高沸点溶剂均勻地涂 敷在第一溶剂提供辊102上。参照图4，溶剂蒸汽提供单元112向涂敷在印刷辊120上的印刷液提供蒸汽状态的 溶剂。因而，在本发明的印刷设备中，在印刷液与底板130发生接触之前，印刷辊120在 与溶剂提供单元108发生接触的同时进行转动。据此，如图5所示，虽然在相关技术中印刷 液随着时间经过而变干，但是在本发明中，即使时间经过，印刷液仍然保持了适当的潮湿状 态。因而，由于印刷液的干燥程度是根据印刷液的潮湿程度和印刷液与溶剂提供单元的接 触时段而确定的，不依从于时间，因此本发明的印刷设备可以提高薄膜图案的均勻性。图6A到图6C例示了示出通过利用附接有辊套的印刷辊来对薄膜进行构图的方法 的步骤的截面图。参照图6A，当在附接有辊套110的印刷辊120上涂敷了印刷液IM之后，印刷液完 全地或在饱和状态下干燥。接着，在印刷液124与底板130发生接触之前，通过溶剂提供单元108的第一溶剂 提供辊102向正在转动的印刷辊120上的印刷液IM提供高沸点溶剂。接着，使其上涂敷 了印刷液124的印刷辊120在具有凹入图案134和突出图案132的底板130上滚动。位于与突出图案132发生接触的区域的印刷液124被转印到突出图案132上，而没 有与凹入图案134发生接触的印刷液124保留在辊套110的表面上，以形成印刷图案136。参照图6C，使其上形成了印刷图案136的印刷辊120在基板111上滚动。据此，印 刷图案136被转印到基板111，被干燥并固化以形成薄膜图案。同时，本发明的印刷设备不仅可以在液晶板上形成薄膜或厚膜，而且还可以在诸 如等离子体显示板、电致发光EL显示板、场发射显示设备等的平板显示设备上形成薄膜或厚膜。具体地说，参照图7，本发明的液晶板包括彼此相对地结合起来的薄膜晶体管基板 150和滤色基板140，其中在两基板之间设置有液晶层160。滤色基板140包括黑底144、滤色器146、公共电极148、连续形成在上基板142上 的柱状间隔体(未示出)。薄膜晶体管基板150包括形成为彼此交叉的选通线156和数据线154、与选通线和 数据线的每个交叉部相邻地形成的薄膜晶体管158、以及在由交叉结构形成的每个像素区 处形成的像素电极170。本发明的印刷工艺可以形成有机材料的薄膜图案(诸如液晶板的滤色器146、黑 底或柱状间隔体)、和用作对无机材料的薄膜进行构图的掩模的有机图案(诸如液晶板的 薄膜晶体管158、选通线156、数据线154、或像素电极170)。
如上所述，本发明的用于形成薄膜图案的设备和方法具有以下优点。在印刷液与底板发生接触之前印刷辊在滚动的同时与溶剂提供单元接触，这使得 可以保持印刷液的适当的潮湿状态。据此，由于印刷液的干燥程度是根据印刷液的潮湿程 度和印刷液与溶剂提供单元的接触时段而确定的，不依从于时间，因此本发明的设备和方 法可以提高薄膜图案的均勻性，并且由于该工艺不依从于时间，因此可以提高工艺稳定性。 此外，由于可以通过利用本发明的印刷辊的辊套而不是光刻法来形成薄膜图案，因此可以 节约制造成本。对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以 在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的 范围内的本发明的修改和变型。
权利要求
1.一种用于形成薄膜的设备，该设备包括 印刷液提供单元，其用于提供印刷液；底板，其具有凹入图案和突出图案以用于对所述印刷液进行构图； 印刷辊，该印刷辊上涂敷有从所述印刷液提供单元向该印刷辊提供的所述印刷液，并 且该印刷辊在所述底板与基板上滚动；以及溶剂提供单元，其用于在涂敷在所述印刷辊上的所述印刷液与所述底板发生接触之前 向所述印刷液提供溶剂。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述溶剂提供单元包括 存储有溶剂的液体容器；以及用于向所述印刷液提供所述溶剂的至少一个溶剂提供辊。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述溶剂提供单元在将所述溶剂变成蒸汽状态 之后向所述印刷液提供蒸汽状态的溶剂。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述溶剂提供单元在所述印刷液的粘度不在容 许范围内时向所述印刷液提供所述溶剂。
5.一种用于形成薄膜图案的方法，该方法包括以下步骤 在印刷辊上涂敷印刷液并使该印刷液干燥；在使所述印刷辊在具有凹入图案和突出图案的底板上滚动之前，通过利用溶剂提供单 元向涂敷在所述印刷辊上的所述印刷液提供溶剂；通过使所述印刷辊在所述底板上滚动，来对所述印刷液进行构图；以及 将通过由此构图而形成的薄膜图案转印到基板。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，向所述印刷液提供溶剂的步骤包括以下步骤 提供存储有所述溶剂的液体容器；以及通过利用至少一个溶剂提供辊从所述液体容器向所述印刷液提供所述溶剂。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，向所述印刷液提供溶剂的步骤包括以下步骤在 将所述溶剂变成蒸汽状态之后向所述印刷液提供蒸汽状态的溶剂。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述印刷液的粘度不在容许范围内时所述溶 剂提供单元向所述印刷液提供高沸点溶剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述高沸点溶剂由丙二醇单甲醚乙酸酯PGMEA或 碳酸丙烯酯PC形成。
全文摘要
本发明提供了形成薄膜图案的设备和方法，其可以不依从于时间地将印刷液的潮湿程度保持在适当的状态。所述形成薄膜的设备包括印刷液提供单元，其用于提供印刷液；底板，其具有凹入图案和突出图案以用于对所述印刷液进行构图；印刷辊，该印刷辊上涂敷有从所述印刷液提供单元向该印刷辊提供的所述印刷液，并且该印刷辊在所述底板与基板上滚动；以及溶剂提供单元，其用于在涂敷在所述印刷辊上的所述印刷液与所述底板发生接触之前向所述印刷液提供溶剂。
文档编号B41F7/24GK102114727SQ20101028159
公开日2011年7月6日 申请日期2010年9月13日 优先权日2009年12月30日
发明者南承熙, 文泰亨 申请人:乐金显示有限公司