专利名称：制造软模的方法
技术领域：
本发明涉及软模(soft mold)，更具体地，涉及制造软模的方法，其中即使母模的尺寸小于要构图的基底的尺寸，也可适当地使用软模。
背景技术：
通常，通过将具有弹性的橡胶浇注到模具中，并根据该模具的形状使图案凹凸来制造软模。
软模用于形成微小单元的细微图案，诸如凹凸图案。例如，将软模用于形成液晶显示设备的滤色器基板上的滤色器或有机电致发光(EL)设备中的电极。
可以通过使弹性聚合物固化来制造软模。聚二甲基硅氧烷(PDMS)被广泛用作弹性聚合物。除PDMS之外，聚亚安酯或聚酰亚胺可以用作弹性聚合物。
下面，将参照附图来说明制造软模的现有技术工艺。
图1A至图1C是制造软模的现有技术的工艺步骤的截面图。
如图1A所示，制备母模(master)A以在软模的表面上凹下或凸出预定形状。
以这种方式来形成母模A将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底10上以形成前导层(preceding layer)，并通过光刻工艺对前导层构图以形成所需图案12。
此时，绝缘基底10上的图案12除可由Si3N4或SiO2形成之外，还可由金属、光刻胶或蜡形成。
通过前述工艺步骤形成母模A。
如图1B所示，如果完成了母模A，就将预聚物状态(pre-polymerstate)的弹性聚合物(弹性橡胶)溶液浇注在母模A上以形成预聚物层14。PDMS用作弹性聚合物。
随后，使预聚物层14固化。
接下来，如图1C所示，将其中预聚物层14完全固化的聚合物层称为软模16。将软模16从母模(图1B的“A”)剥离，从而制造出在其表面上以预定形状凹凸的软模。
现有技术的软模是通过前述工艺步骤来制造的。
如上制造的软模用于软印刷(soft lithography)、软压模、毛细作用力印刷(capillary force lithography)、和平面印刷的各个领域中。
对于在各个领域中的使用的基于软模的产品的批量生产，必需将软模严格对齐。
具体地，在用于平面印刷的软模中，在母模比要构图的基底小的情况下，在该软模中形成槛(threshold)，从而在形成细微图案时产生问题。
将参照附图2A和2B来说明这种情况。
图2A和2B是示出了比要构图的基底小的母模的结构截面图。
如图2A所示，在将母模22设置在矩形模具形状的夹具(jig)、21上后，在包括母模22的夹具21中形成固化的聚合物层23。将背板(back-plane)基底24附着在固化的聚合物层23上。
如图2B所示，在背板基底24附着在固化的聚合物层23的状态下，将夹具21和母模22从聚合物层23剥离，以形成与背板基底相接合的软模。
然后，在软模下方放置细微图案用的基底25。
此时，母模的尺寸比要构图的基底的尺寸大。
然而，如图2B所示，如果要细微构图的基底25比母模大，则在软模的拐角处形成槛。
由于槛而使得软模与基底25并非紧密结合。因此，软模与基底25以某一间隔相分离。具体地，软模用于平面印刷时，所产生的问题在于不能形成细微图案。
发明内容
因此，本发明旨在一种用于制造软模的方法，其基本上克服了由于现有技术的局限和缺点所导致的一个或更多个问题。
本发明的一个优点是提供一种制造软模的方法，其中无论用于形成软模的母模尺寸如何，工艺匹配程度都很高。
本发明的其它优点和特征将部分地在随后的说明书中进行阐述，并且对于那些本领域的普通技术人员，将通过以下的查验而部分地明了，或可以根据对本发明的实践而习得。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明书及其权利要求、以及附图中所具体指出的结构来实现并获得。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如在此所具体实现和广泛描述的，根据本发明的用于制造软模的方法包括在夹具上放置母模；在夹具中形成预聚物层；将背板基底附着到预聚物层上；选择性地固化预聚物层以选择性地形成聚合物层；从夹具和母模剥离聚合物层和预聚物层；并将未固化的预聚物层去除。
将所述预聚物热固化或UV固化。
在微波炉中进行热固化。
使用具有透光部分和遮光部分的掩模来进行UV(紫外线)固化。
在本发明的另一方面，一种用于制造软模的方法包括在夹具上放置母模；在夹具中形成可以热固化的预聚物层；将背板基底附着到预聚物层；将母模、预聚物层和夹具置于微波炉中；在微波炉中选择性地热固化预聚物层以选择性地形成聚合物层；将聚合物层和预聚物层从夹具和母模剥离；并且将未固化的预聚物层去除。
从PDMS、聚酰亚胺、环氧树脂中选择一种来形成预聚物层。
该方法还包括在将背板基底附着到预聚物层之前利用偶联剂来处理背板基底。
使用底涂剂(primer)来进行偶联剂处理。
将未固化的预聚物层浸入普通核酸(n-Hxan)溶液，然后将其去除。
以这种方式形成母模将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。该前导层由金属、光刻胶或蜡形成。
在本发明的再一方面，一种用于制造软模的方法包括在夹具上放置母模；在夹具中形成可以UV固化的预聚物层；将背板基底附着到预聚物层；使用具有透光部分和遮光部分的掩模来选择性地UV固化预聚物层，以选择性地形成聚合物层；将聚合物层和预聚物层从夹具和母模剥离；并且去除未固化的预聚物层。
从聚亚安酯、聚氨酯丙烯酸盐(polyurethane-acrylate)、环氧树脂和线型酚醛清漆(novolac)中选择一种来形成预聚物层。将未固化的预聚物层浸入普通核酸(n-Hxan)溶液，然后将其去除。
以这种方式形成母模将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。该前导层由金属、光刻胶或蜡形成。
该方法还包括在将背板基底附着到预聚物层之前利用偶联剂来处理该背板基底。
本发明旨在解决如下问题如果母模小于细微图案用的基底，则由于在软模的拐角处形成的槛，软模与基底不能紧密结合，而以某一间隔与软模相分离，从而不能形成细微图案。在本发明中，无论母模的尺寸如何，都控制软模的尺寸，从而当软模在与细微图案用的基底接触时不形成槛。
应该理解，对本发明的前述一般性说明和以下详细说明都是示例性和说明性的，旨在对所主张的权利要求提供进一步的说明。
包含附图以提供对本发明的进一步的理解，将其并入并构成本申请的一部分，附图用于说明本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中图1A至图1C示出了制造软模的现有技术的工艺步骤的截面图；如2A和图2B示出了比要构图的基底小的母模的结构的截面图；
图3A至3F示出了根据本发明第一实施例的制造软模的工艺步骤的截面图；以及图4A至4F示出了根据本发明第二实施例的制造软模的工艺步骤的截面图。
具体实施例方式
下面将详细说明本发明的实施例，在附图中示出了其示例。只要可能，在所有的附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部件。
将对根据本发明第一实施例的用于制造软模的方法进行说明。图3A至图3F是表示根据本发明第一实施例的制造软模的工艺步骤的截面图。
在本发明的第一实施例中，如果母模的尺寸小于细微图案用的基底的尺寸，则将热固化材料用作软模材料，以使得在微波炉中选择性地热固化软模的所需部分，并去除软模的未固化部分，从而形成软模。
在根据本发明第一实施例的用于制造软模的方法中，如图3A所示，将母模31放置在矩形模具形状的夹具30上。母模31将使软模的表面上凹凸成预定形状。
以这种方式形成母模31将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。
同时，除Si3N4或SiO2之外，绝缘基底上的图案还可以由金属、光刻胶或蜡形成。
如图3B所示，在包括母模31的夹具30中形成可以热固化的预聚物层32。
可以从PDMS、聚酰亚胺和环氧树脂中选择任意一种来形成预聚物层32。
随后，如图3C所示，将背板基底33附着到预聚物层32上。
尽管未示出，但可利用偶联剂来处理背板基底33以提高预聚物层32与背板基底之间的附着力。可将底涂剂用作偶联剂。
接下来，将所得物置入微波炉中。
如图3D所示，设置用于热固化部分的坐标，以使得预聚物层32在微波炉中被选择性地加热，以经历固化工艺。经加热的预聚物层32变成聚合物层32a。此时，将热固化部分形成为具有比细微图案用的基底的区域小的区域。
预聚物层在微波炉中未加热的部分未固化，并仍保持为预聚物层32。
接下来，如图3E所示，从夹具30和母模31剥离聚合物层32a和预聚物层32。
随后，如图3F所示，将未固化的预聚物层32浸入普通核酸(n-Hxan)溶液中，然后将其去除。这样，完成了与背板基底33相结合的软模。
如上所述，选择性地热固化预聚物层32以形成聚合物层32a，并去除未固化的预聚物层32。在该情况下，即使母模31小于细微图案用的基底34，在软模和基底34之间也不形成槛。因此，可以令人满意地形成细微图案。
将对根据本发明第二实施例的用于制造软模的方法进行说明。图4A至4F示出了根据本发明第二实施例的制造软模的工艺步骤。
在本发明的第二实施例中，如果母模的尺寸小于细微图案用的基底的尺寸，则将UV固化材料用作软模材料，从而使用掩模来选择性地UV固化软模的所需部分，并去除软模的未固化部分，从而制造软模。
在根据本发明第二实施例的用于制造软模的方法中，如图4A所示，将母模51放置在矩形模具形状的夹具50中。母模51使软模的表面上凹凸成预定形状。
以这种方式形成母模51将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。
此时，除Si3N4或SiO2之外，绝缘基底上的图案还可以由金属、光刻胶或蜡形成。
如图4B所示，在包括母模51的夹具50中形成可以UV固化的预聚物层52。
可以从聚亚安酯、聚氨酯丙烯酸盐(polyurethane-acrylate)、环氧树脂和线型酚醛清漆(novolac)中选择任意一种来形成预聚物层52。
随后，如图4C所示，将背板基底53附着到预聚物层52上。
在将背板基底53附着到预聚物层52之前，尽管未示出，但可利用偶联剂来处理背板基底53以提高预聚物层52与背板基底之间的附着力。可将底涂剂用作偶联剂。如果UV固化材料用作预聚物层，则可以略去偶联剂处理。
接下来，如图4D所示，将掩模54放置在所得物上，该掩模仅在UV固化部分中透光，而在其它部分中遮光，并且UV是从UV灯55照射的。然后，将UV选择性地照射到预聚物层52以选择性地固化预聚物层52。经UV照射的预聚物层52构成聚合物层52a。此时，将UV固化部分设置为小于细微图案用的基底。其中预聚物层未UV固化的部分仍保持为预聚物层52。
接下来，如图4E所示，从夹具50和母模51剥离聚合物层52a和预聚物层52。
随后，如图4F所示，将未固化的预聚物层52浸入普通核酸(n-Hxan)溶液中，然后将其去除。这样，完成了软模，在该软模中聚合物层52a附着到背板基底53。
在将预聚物层选择性地UV固化后，将其中预聚物层未固化的部分去除。在该情况下，即使母模51小于细微图案用的基底56，也可以将软模制造成在软模和基底56之间不形成槛。因此，可以令人满意地利用软模形成细微图案。
如上所述，根据本发明的用于制造软模的方法具有包括以下优点的很多优点在将预聚物层选择性地热固化或UV固化后，去除未固化的预聚物层，而完成软模。在该情况下，即使母模小于细微图案用的基底，也可以将软模制造成在软模和基底之间不形成槛。因此，可以令人满意地形成细微图案。
对于本领域的技术人员，显然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物范围内的对本发明的各种修改和变型。
本申请要求于2005年6月24日提交的韩国专利申请No.P2005-0055197的优先权，在此以引用的方式并入，如同在此完全阐述一样。
权利要求
1.一种制造软模的方法，该方法包括在夹具上放置母模；在所述夹具中形成预聚物层；将背板基底附着到所述预聚物层上；选择性地固化所述预聚物层以选择性地形成聚合物层；从所述夹具和所述母模剥离所述聚合物层和所述预聚物层；以及去除未固化的预聚物层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预聚物层被热固化或UV固化。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在微波炉中进行所述热固化。
4.根据权利要求2所述的方法，其中使用限定了透光部分和遮光部分的掩模来进行所述UV固化。
5.一种制造软模的方法，该方法包括在夹具上放置母模；在所述夹具中形成可以热固化的预聚物层；将背板基底附着到所述预聚物层上；将所述母模、预聚物层和夹具置入微波炉中；在微波炉中选择性地热固化所述预聚物层以选择性地形成聚合物层；从所述夹具和所述母模剥离所述聚合物层和所述预聚物层；以及去除未固化的预聚物层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述预聚物层是由从聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺和环氧树脂中选择的一种形成的。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括在将所述背板基底附着到所述预聚物层之前，利用偶联剂来处理该背板基底。
8.根据权利要求5所述的方法，其中使用底涂剂来进行偶联剂处理。
9.根据权利要求5所述的方法，其中将未固化的预聚物层浸入普通核酸(n-Hxan)溶液并随后将其去除。
10.根据权利要求5所述的方法，其中以这种方式来形成所述母模将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述前导层是由金属、光刻胶或蜡形成的。
12.一种制造软模的方法，该方法包括在夹具上放置母模；在所述夹具中形成可以UV固化的预聚物层；将背板基底附着到所述预聚物层上；利用具有透光部分和遮光部分的掩模选择性地UV固化所述预聚物层以选择性地形成聚合物层；从所述夹具和所述母模剥离所述聚合物层和所述预聚物层；以及去除未固化的预聚物层。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述预聚物层是由从聚亚安酯、聚氨酯丙烯酸盐、环氧树脂和线型酚醛清漆中选择的一种来形成的。
14.根据权利要求12所述的方法，其中将未固化的预聚物层浸入普通核酸(n-Hxan)溶液并随后将其去除。
15.根据权利要求12所述的方法，其中以这种方式来形成所述母模将诸如Si3N4或SiO2的绝缘材料淀积在诸如硅基底的绝缘基底上以形成前导层，然后通过光刻工艺对该前导层构图以形成所需图案。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述前导层是由金属、光刻胶或蜡形成的。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括在将所述背板基底附着到所述预聚物层之前，利用偶联剂来处理该背板基底。
全文摘要
公开了一种制造软模的方法，其中无论用于形成软模的母模的尺寸如何，工艺匹配程度都很高。用于制造软模的方法包括在夹具上放置母模；在所述夹具中形成预聚物层；将背板基底附着到所述预聚物层上；选择性地固化所述预聚物层以选择性地形成聚合物层；从所述夹具和所述母模剥离所述聚合物层和所述预聚物层；并且去除未固化的预聚物层。
文档编号H05B33/10GK1883958SQ20051013268
公开日2006年12月27日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年6月24日
发明者曺奎哲, 金珍郁 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社