KR100745945B1 - 레플리케이션 마스터 및 이를 이용한 분리격벽 제조방법 - Google Patents

레플리케이션 마스터 및 이를 이용한 분리격벽 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레플리케이션 마스터 및 이를 이용한 분리격벽 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 투과성 재질의 기판 (a) 및, 제조하고자 하는 분리 격벽에 대응하여 반대의 프로파일을 가지도록(즉, 상기 분리격벽에 대해 음각으로), 상기 기판(a) 위에 형성된 광투과성 지지층(b)과 상기 지지층(b)의 상면에 형성된 광 차단층(c)을 포함하는 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터에 대한 것이고, 아울러, 상기 레플리케이션 마스터를 이용하여 분리격벽을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 소정의 패턴을 가지는 몰드형 레플리케이션 마스터를 사용하여, 잉크젯 프린팅이나 시린지 디스펜싱(syringe-dispensing) 등의 직접 기록방식(direct writing method)에서 용액간의 혼합방지 혹은 직선 엣지(edge) 패턴 형성을 위해 미리 제작되는 격벽을 경제적으로 간편하게 제조할 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 격벽은 포토리소그라피 등 종래 기술에 의해 제조된 격벽에 비해 보다 정확한 프로파일을 가진다.
디스플레이, 컬러 필터, 유기 블랙매트릭스, UV 경화, 마이크로 레플리케이션, 분리 격벽

Description

레플리케이션 마스터 및 이를 이용한 분리격벽 제조방법 {Replication Master and Method for Fabricating Barrier Rib by using the Same}
도 1은 본 발명의 제조예 1에서 에칭 스토퍼층을 사용한 리소그라피 공정에 의해 제조된 레플리케이션 마스터의 단면도이고;
도 2는 본 발명의 제조예 1에서 에칭 스토퍼층을 사용하지 않은 리소그라피 공정에 의해 제조된 레플리케이션 마스터의 단면도이며;
도 3은 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 레플리케이션 마스터를 사용하여 잉크젯 프린팅법에 사용가능한 컬러 필터용 블랙 매트릭스 격벽을 제조하는 공정을 나타낸 도이고;
도 4는 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 수득한 블랙매트릭스/격벽의 600배 CCD 이미지이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 마스터 유리기판 6. 레플리케이션 마스터
2. 에칭 스토퍼층 7. 유기 블랙매트릭스 제조용 광반응성 조성물
3. 마스터 지지층 8. 컬러 필터용 유리기판
4. UV 차단층 9. UV 경화 블랙 매트릭스
5. 이형코팅
본 발명은 레플리케이션 마스터 및 이를 이용한 분리격벽 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 투과성 재질의 기판 (a) 및, 제조하고자 하는 분리 격벽에 대응하여 반대의 프로파일을 가지도록(즉, 상기 분리격벽에 대해 음각으로), 상기 기판(a) 위에 형성된 광투과성 지지층(b)과 상기 지지층(b)의 상면에 형성된 광 차단층(c)을 포함하는 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터에 대한 것이고, 아울러, 상기 레플리케이션 마스터를 이용하여 분리격벽을 제조하는 방법에 관한 것이다.
컬러 필터는 박막 트랜지스터 부분과 서브 화소를 구분하는 부분에서 빛의 누설을 방지하고 각 서브 화소의 색 시인성을 향상시키기 위해 블랙 매트릭스(black matrix)라는 검정색 패턴을 포함한다. 블랙 매트릭스는 투과도 10-3.5 이하의 광차단성을 가지며, 그 용도에 따라 크롬/크롬 산화막 또는 유기컴포지트로 이루어져 있다. 크롬/크롬 산화막으로 이루어진 블랙 매트릭스는 유리 기판 상에 산화막을 대략 0.1 ㎛의 두께로 스퍼터링을 통해 증착한 후 포토리소그라피 및 이어지는 에칭에 의해 상기 산화막을 패턴화하는 공정을 거쳐 제조된다. 한편, 유기 컴포지트로 이루어진 블랙 매트릭스는 카본블랙 또는 산화티타늄 입자가 분산된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 상에 대략 2 ㎛로 코팅한 후, 포토리소그라피 공정을 통해 패턴화 하는 방법에 의해 제조된다. 이 중, 크롬/크롬 산화막의 경우, 컬러 액정 디스플레이의 원판 유리 대면적화에 따른 스퍼터링 설비의 대형화, 크롬층의 응력, 환경오염 등이 문제가 되고 있는 반면, 유기 컴포지트 블랙 매트릭스의 경우, 충분히 광을 차단하기 위해 두께가 증가되어 필터 표면의 단차가 커지는 문제가 있다.
한편, 종래 기술상 컬러필터 제조 방법에는 염색법, 안료 분산법, 전착법. 인쇄법 등이 있었으나 상기 기술들은 공정의 복잡하고, 재료의 손실이 크며 매트릭스의 평탄화가 저하되는 등의 문제점이 있어 이를 해결하기 위해 대안으로 Ink Jet Printing 법이 주목을 받고 있다. 잉크젯 프린팅법에 의하면, 기판상에 일정하게 양/음각으로 패턴화된 격벽을 제조하고 상기 격벽의 음각부를 잉크제트 방식으로 착색하여 컬러필터를 제조하게 되나, 상기 방법의 경우도 잉크 탄착시의 잉크 혼합 또는 엣지 틈새의 발생 등이 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 잉크 수용부의 표면 처리, 블랙 매트릭스 상에 소수성 격벽 패턴의 형성 등이 제안되어 있으나 [대한민국 공개특허공보 특2000-0047958, 일본 특허공개공보 제84-75205, 제97-203803, 제96-230314, 제96-227012], 상기 방법들은 모두 표면처리 또는 별도의 포토리소그라피 공정을 부가적으로 요구하므로 바람직한 해결책이 될 수 없다. 이와 관련하여, 블랙 매트릭스가 상기 격벽의 역할을 병행할 수 있도록 하는 것을 고려해 볼 수 있으나, 이를 위해서는 상기 블랙 매트릭스 패턴이 비교적 높은 탭핑(taping) 각도를 가진 격벽 패턴으로 제조되어야 하고, 단면 프로파일이 소망하는 바와 실질적으로 동일하여야 하며, 프로파일의 높이 또한 임의로 조 절 가능해야 한다. 그러나, 종래 기술에 따른 블랙매트릭스는 포토리소그라피 공정에 의해 제조되므로, 노광 시 빛의 회절, 광원의 분포, 유기 컴포지트내 카본 블랙에 의한 산란 등으로 고른 노광이 어려워 현상 후, 이에 의해 제조된 블랙매트릭스는 통상 낮은 탭핑 각도를 가지거나, 높이의 변화로 인해 매트릭스의 시인성 감소하고 컬러필터의 단차를 크게 하거나, 잉크가 혼합되는 등의 문제점이 있는 바, 종래 기술에 따라 제조된 블랙 매트릭스를 잉크젯 방법에서의 격벽으로 사용하기는 매우 어렵다. 나아가, 포토리소그라피는 고가의 장비 및 다량의 정밀화학제품이 사용되어야 하므로 근본적으로 고비용을 요하는 공정이다. 따라서, 잉크젯 프린팅법을 사용한 컬러필터의 제조에 있어, 블랙매트릭스가 잉크 혼합 방지를 위한 격벽의 기능을 병행할 수 있도록 하기 위해, 높은 탭핑 각도를 가지고 높이 조절이 정확하고 자유로운 블랙매트릭스 격벽을 저비용으로 제공할 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.
한편, 잉크젯 프린팅법은 컬러필터의 제조 뿐만 아니라, 최근 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 고분자 유기 전계발광 디스플레이(PLED) 또는 유기 박막 트렌지스터(OTFT)의 제조에도 이용될 수 있다. 이 경우 각 서브화소의 분리 격벽이나 소스-드레인 배선 형성을 위한 격벽의 제조가 선행되어야 하는 바, 상기 격벽 또한 높은 탭핑 각도를 가지고 소망하는 프로파일과 실질적으로 동일하여야 하며, 높이 조절이 용이해야 한다.
상기 잉크젯 프린팅법에 의한 컬러필터 등의 제조 이외에도, 플렉서블 디스플레이의 표시부도 전기영동(E-ink), 액정, electrowetting 등의 물질들의 각 sub- pixel을 격리할 수 있는 격실용 격벽의 제조가 필요하며, PDP도 각각의 셀을 구분하기 위한 격벽의 제조가 필요하며, 상기 격벽들 역시 높은 탭핑 각도, 프로파일의 높은 정확도 및 자유로운 높이 조절이 요구된다.
본 발명자들은 전술한 요구를 충족하는 격벽을 저비용으로 간편하게 제조할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구한 결과, 격벽 패턴 제조에 접촉 노광 인쇄법을 도입하고, 이 때, 격벽의 음각부분을 형성하기 위해 돌출된 마스터의 양각 지지층 상면에 광차단층이 제공된 레플리케이션 마스터를 사용할 경우, 포토레지스트나 고가의 포토 리소그라피 장비 없이, 높은 탭핑 각도를 가지는 격벽을 소망하는 단면 프로파일로 정확하고 용이하게 제조할 수 있고 격벽의 높이 조절 또한 용이한 것을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
결국, 본 발명은 잉크젯 프린팅법에 의해 디스플레이용 컬러 필터, 고분자 전계발광 디스플레이의 표시부 또는 유기TFT를 제조할 경우 사용되는 분리용 격벽, 플렉서블 디스플레이 표시부의 서브화소 또는 PDP의 셀 격리용 격벽, 조합 검정판의 격벽 등, 비교적 높은 탭핑 각도 및 정확한 프로파일이 요구되는 격벽을 고가의 포토리소그라피 장비 또는 고가의 정밀화학약품의 사용없이 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 한 구현예에 따르면, (a) 광 투과성 재질의 기판, (b) 상기 기판 (a)상에 형성된 광투과성 지지층 및 (c) 상기 지지층 (b)의 상면(上面)에 형성된 광 차단층을 포함하고, 상기 광투과성 지지층(b) 및 상기 광 차단층(c)은 제조하고자 하는 분리격벽에 대응하여 반대되는 단면 프로파일을 가지도록(즉, 분리격벽에 대해 음각으로) 형성되어 있는 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터 (replication master for fabricating barrier rib)가 제공된다.
본 발명의 다른 한 바람직한 구현예에 따르면, 상기 레플리케이션 마스터를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 구현예에 따르면, 상기 레플리케이션 마스터 및 격벽 제조용 광반응성 조성물을 이용하여 격벽을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 구현예에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 격벽과 그의 다양한 용도가 제공된다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
레플리케이션 마스터
본 발명에 따른 분리격벽 제조용 레플리케이션 마스터는 (a) 광 투과성 재질의 기판, (b) 광 투과성 재료로 이루어지며, 상기 기판 (a)상에 형성된 지지층 및 (c) 상기 지지층 (b)의 상면(上面)에 형성된 광 차단층을 포함하며, 이 중 상기 지지층(b) 및 상기 광차단층(c)은 제조하고자 하는 분리격벽에 대하여 음각으로 형성 되어 있다. 즉, 본 발명에 따른 레플리케이션 마스터는 표면 패턴의 양각 전면에서 빛이 차단되고, 양각측면 및 음각면은 실질적으로 빛이 투과되는 구조를 가진다. 한편, 본 발명에 따른 레플리케이션 마스터는, 선택에 따라 상기 기판(a)와 지지층(b) 사이에 (a') 에칭 스토퍼층(etching stopper layer)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레플리케이션 마스터에서, 상기 지지층(b) 및 광 차단층(c)의 두께 합은 제조하고자 하는 분리격벽의 높이에 상응한다. 광차단층의 두께는 특별히 제한되지는 않으나, 사용되는 광반응 조성물의 반응이 가능한 UV 파장의 빛의 차단 및 패턴 측면부의 조사가 용이해야하는 점을 고려하여 바람직하게는 50nm 내지 200nm 의 범위로 한다.
본 발명에 따른 레플리케이션 마스터에서 상기 기판(a) 및 상기 지지층(b)은 격벽 형성시 사용되는 광에 대해 실질적으로 투명한 무기물 및 유기물을 포함한 모든 공지된 광투과성 재료로 형성될 수 있다. 투명 무기물의 예는 SiO2, 유리 또는 석영을 포함하며, 투명 유기물의 예는 폴리디메틸실록산(PDMS) 및, 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에테르설폰, 올레핀 말레이미드 공중합체, 노보넨계 수지 등과 같은 투명 플라스틱을 포함한다. 상기 기판 (a) 및 상기 광투과성 지지층 (b)는 서로 동일하거나 상이한 재료로 형성될 수 있다. 다만, 양자가 유사한 에칭 선택비를 가지는 재료인 경우, 에칭 스토퍼층(a')이 반드시 필요하다.
또한, 상기 지지층(b) 상면에 위치한 상기 광 차단층(c)은 격벽 형성시 사용 되는 광을 실질적으로 차단할 수 있는 모든 공지된 광차단성 재료를 포함한다. 바람직하게는 광 차단율이 10% 이상인 재료를 사용하며, 예를 들어, 크롬, 크롬 산화물, 알루미늄, 알루미늄 산화물 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 레플리케이션 마스터에 있어, 에칭 스토퍼층 (a')가 포함될 경우, 에칭 스토퍼 층(a')의 재료는, 상기 지지층(b)과의 상호 에칭비가 2 이상이 되도록 선택한다. 예를 들어, 양각 지지층이 SiO2인 경우, SiN을 에칭스토퍼층의 재료로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 레플리케이션 마스터의 전체 표면은 엠보싱 공정 등 접촉 가공시 성형물질과 성형 몰드와의 이형특성을 향상시키는 물질로 이루어진 (d) 이형코팅(release coating)을 추가로 포함할 수 있는데, 이 경우, 분리 격벽 제조 후 레플리케이션 마스터와 격벽의 분리가 보다 용이해진다. 상기 이형 코팅(d)으로 사용 가능한 물질은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 모든 투명한 이형물질을 포함한다. 바람직하게는 물방울 접촉각이 60도 이상인 투명 이형물질을 사용한다.
레플리케이션 마스터의 제조
본 발명에 따른 상기 레플리케이션 마스터는 소정의 기판 상에 광투과성 지지층 및 광차단층을 형성하고 이를 패턴화하는 공정에 의해 제조할 수 있거나, 혹은, 소정의 기판 상에, 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 공정을 통해, 소망하는 패 턴으로 광투과성 지지층 및 광차단층을 직접 형성하여 제조할 수 있다.
1. 광투과성 지지층 및 광차단층 형성 후 패턴화에 의한 제조:
우선 i)단계로서, 투명 유리등 광투과성 기판 상에, 실리콘 옥사이드 등 식각이 비교적 용이한 광투과성 지지층을, 제조하고자 하는 격벽의 높이에서 광 차단층의 두께를 뺀 값의 두께로 형성한다. 지지층의 형성은 광투과성 재료의 종류에 따라 다르며, 예를 들어 SiO2를 사용할 경우 증착을 이용한다. 한편, 후속하는 리소그라피 공정에서 정확한 두께로 에칭하는 것을 용이하게 하기 위해 광투과성 지지층 형성 전, 광 투과성 기판상에 에칭 스토퍼층을 제공할 수 있다.
이어서, ⅱ)단계로서, 상기 지지층의 상면에 소정의 두께로 광 차단층을 형성한다. 광차단층의 형성은 차단층의 재질에 따라 다르며, 예를 들어 크롬 박막을 사용하는 경우 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다.
상기 ⅰ) 및 ⅱ)단계에서, 기판, 광투과성 지지층, 에칭 스토퍼 층, 광차단층의 재질은 전술한 바와 같다.
이 후, ⅲ)단계로서, 광투과성 지지층 및 광 차단층을 패턴화하여 제조하고자 하는 양각의 격벽이 음각으로 형성되어 있는 레플리케이션 마스터를 수득한다. 상기 패턴화는 포토레지스트를 사용한 포토리소그라피에 의해 수행될 수 있고, 대안으로서, 레이져 또는 기계적 직접 가공에 의해 수행될 수도 있다.
선택에 따라, 레플리케이션 마스터와 격벽의 이형성을 향상시키기 위해 격벽 형상이 음각으로 형성되어 있는 마스터의 표면에 이형재료를 도포하고, 이를 베이킹처리하여 이형코팅을 형성할 수 있다. 이 때, 베이킹 온도는 특별히 제한되지는 않으며, 사용하는 이형재료의 종류에 따라 정할 수 있다. 바람직하게는 100 내지 350 ℃ 범위의 온도로 한다.
2. 쉐도우 마스크의 증착을 이용한 직접 공정:
우선, i) 투명기판 상에 쉐도우 마스크를 밀착시키고 열증착을 이용하여 격벽의 높이에서 광 차단층 두께를 뺀 값의 두께로 광 투과성 지지층을 형성한다.
ⅱ) 상기 지지층 위에 쉐도우 마스크가 밀착된 상태에서 광차단층의 박막을 형성하면, 제조하고자 하는 양각의 격벽모양이 음각으로 형성되어 있는 레플리케이션 마스터를 수득할 수 있다. 광차단층의 형성방법은 재질에 따라 다르며, 예를 들어 알루미늄 박막을 사용하는 경우, 열증착을 형성할 수 있다.
한편, 레플리케이션 마스터와 격벽의 이형성을 향상시키기 위해, 전술한 바와 같은 방법으로, 격벽이 음각으로 형성되어 있는 마스터의 표면에 이형 코팅을 형성할 수 있다.
본 발명의 레플리케이션 마스터를 사용한 격벽 제조
본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 상기 레플리케이션 마스터를 사용한 격벽제조 방법을 제공하는 바, 상기 방법에 의해 소망하는 단면 프로파일을 가진 격벽을 정확하게 제조할 수 있다.
우선, ⅰ) 단계로서, 광에 의해 중합 및 가교반응을 일으키는 광반응성 조성물의 층을 소정의 기판 상에 형성한다.
격벽제조시 사용되는 상기 기판의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 격벽의 사용 용도에 따라 무기계 기판 또는 유기계 기판을 적절히 선택하여 사용한다. 상기 광반응성 조성물은 광 조사시 중합 또는 가교반응을 일으키는 감광성 화합물을 포함한 조성물로서, 특별히 제한되지 않으며, 사용하고자 하는 격벽의 용도에 따라 적합한 광반응성 조성물을 선택한다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅법에 사용하는 격벽의 경우, 필요에 따라 감광성 화합물, 베이스 수지, 광개시제 이외에 추가로 안료 또는 염료, 혹은 계면활성제를 포함할 수 있다. 조성물 층의 형성방법 또한 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절한 방법(예를 들어, 스핀코팅 또는 딥 코팅 등)을 사용할 수 있다. 조성물 층의 두께는 통상은 격벽 높이보다 10 내지 30 %, 바람직하게는 20%가 더 높게 코팅한다.
이어서, ⅱ) 단계로서, 상기 조성물 층과 본 발명에 따른 레플리케이션 마스터의 양각부분이 마주보도록 위치시킨 후, 상기 기판과 상기 레플리케이션 마스터를 결합(couple)하고, 필요한 경우 압력을 가하여, 상기 레플리케이션 마스터의 광 차단층이 상기 기판 상에 접촉하도록 한다.
이후, ⅲ) 단계로서, 상기 레플리케이션 마스터의 배면에 소정의 광원 (예를 들어, UV 광원)을 설치하여 상기 레플리케이션 마스터를 통해 상기 기판 상의 상기 조성물 층을 노광한다. 노광 시, 레플리케이션 마스터 중 광차단면이 형성된 면을 제외한 모든 면으로부터 충분한 양의 광이 공급되어 노광부분의 광반응성 조성물이 충분히 경화되도록 한다. 이 때, UV 광의 경로변화 등에 의해 마스크 중 지지층 측면 (즉, 마스크 양각부분의 측면)으로부터도 충분한 양의 광이 공급되어 격벽 외변 전체에 경화가 일어나 비교적 고른 고화를 진행할 수 있다.
노광 완료 후, ⅳ)단계로서 상기 레플리케이션 마스터를 상기 기판으로부터 분리하고, ⅴ)단계로서, 상기 기판 상에 미반응의 조성물을 제거하면, 기판상 원치 않는 잔류층을 남기지 않고, 소망하는 프로파일의 분리격벽을 높은 정확도로 제조할 수 있다. 미반응의 광반응성 조성물을 제거는 적절한 유기 또는 무기 현상액으로 현상하여 이루어질 수 있다. 현상액의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 사용한 광반응성 조성물을 고려하여 선택할 수 있다. 바람직하게는 KOH와 계면활성제를 포함하는 용액을 사용할 수 있다.
종래 기술에 의한 블랙 매트릭스의 제조는 주로 포토리소그라피 공정을 이용하므로, 높은 탭핑 각을 가진 패턴의 블랙 매트릭스를 원하는 단면 프로파일로 수득하기 어려웠을 뿐만 아니라, 단면 프로파일의 높이 조절 또한 매우 까다로웠으며, 블랙 매트릭스 패턴의 대량생산도 불가능하였다. 그러나, 본 발명에 의할 경우, 높은 탭핑 각을 가지는 블랙매트릭스를 원하는 패턴 프로파일로 정확히 재현할 수 있으며, 마스터의 음각부분 조절을 통해 높이 조절이 매우 쉬워지고, 패턴의 대량 형성도 가능하다.
한편, 대한민국 공개특허공보 특1999-0028867호는, 금속판상에 패턴이 형성된 UV 레플리케이션(replication)용 마스터가 유리기판상에 코팅된 감광성 조성물을 접촉인쇄하고 유리기판의 배면에 설치된 광원으로부터 노광을 수행하여 블랙 매 트릭스를 제조하는 방법을 개시하고 있기는 하나, 상기 방법의 경우, 마스터의 양각표면과 유리기판이 완전 접촉하여 그 사이에 광반응성 조성물이 존재하지 않도록 하는 것은 물리적으로 불가능하므로 격벽의 음각부분에 광경화된 얇은 층이 필연적으로 존재하게 된다. 따라서, 상기 방법은 필요에 따라, 격벽 프로파일의 음각부가 유리기판 위까지 관통하여야 하는 경우, 생성된 잔류층을 별도의 에칭을 통해 제거해 주어야 하므로 정확한 프로파일을 가진 블랙 매트릭스 패턴을 수득하기 어려웠다.
그러나, 본 발명에 따른 방법의 경우, 격벽의 프로파일에 있어 양각부의 상면과 양 측면에는 광투과성 기판 및 지지층의 측면으로부터 충분한 양의 노광이 이루어져 최대한 광경화가 진행되는 반면, 상기 기판과 광차단층이 접촉한 부분 (즉, 격벽의 음각부분)은 광반응이 진행되지 않아 조성물이 미반응 상태로 남아있게 되어 격벽의 양각부분과 음각부분의 현상액에 대한 용해도 차이가 극대화된다. 따라서, 레플리케이션 마스터를 제거하고 격벽이 형성되어 있는 기판을 소정의 현상액으로 세정하는 간단한 공정에 의해 음각부분에 잔류할 수 있는 미반응 조성물을 제거할 수 있는 바, 고가의 노광장비나 복잡한 현상 혹은 에칭공정 없이, 높은 테이핑 각도를 가지는 격벽을 정확한 프로파일로 제공할 수 있으며, 원치않는 잔류막의 생성문제를 해결할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 레플리케이션 마스터가 원통형으로 제공되고, 광원이 원통내부에 설치될 경우, 연속적 공정으로 분리격벽의 제조가 이루어질 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 하나, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
레플리케이션 마스터 제조예 1: 리소그라피 공정 (참조 : 도 1)
2mm 두께를 가지는 유리 기판(4) 위에 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 에칭스토퍼 층(2)으로서 1000Å의 두께를 가지는 질화규소(SiN) 박막을 형성하였다. 상기 에칭스토퍼층 (2) 위에 지지층(3)으로서, 2㎛ 두께를 이산화규소(SiO2) 막을 형성하고, 그 위에 UV 차단층(4)로서 1000Å의 두께의 크롬층을 스퍼터링 공정을 통해 형성하였다. 상기 UV 차단층(4) 위에, 포지형 포토레지스트[Az9260, CLARIANT (社)]를 스핀 코팅에 의해 3㎛의 두께로 도포 한 후, 140℃의 Hot Plate에서 1분 30초간 베이킹(Baking)하고, i-line 노광기로 10mW의 UV를 65초간 노광을 하고, 현상액[AZ 400K, CLARIANT (社)]을 이용해 7분간 현상하여 상기 UV 차단층(4) 상에 포토레지스트 패턴을 수득하였다. 상기 포토레지스트 패턴을 접촉 마스크로 하여 습식/건식 에칭과 에슁 공정을 거쳐 소정의 패턴 프로파일을 가진 마스터를 수득하였다. 수득된 마스크의 패턴 표면에 이형제(DuPont사, ZonylR TC)를 도포하고 200℃에서 베이킹하여 도 1에 나타난 단면구조를 가진 레플리케이션 마스터를 제조하였다.
레플리케이션 마스터 제조예 2: 쉐도우 마스크 하에서의 증착 공정 (참조: 도 2)
2mm 두께를 가지는 유리 기판(4) 상에 컬러필터의 서브화소 배열을 가지는 쉐도우 마스크(Sus 430)을 밀착시켰다. 쉐도우마스크가 밀착된 유리기판을 진공도 1x10-7torr 이하의 진공챔버 넣고 산화규소(SiO)를 2㎛ 두께로 열증착시켰다 (증착속도: 5Å/sec). 그 위에 알루미늄을 진공도 1x10-7torr 에서 2000Å의 두께로 열증착시켰다(증착속도 2Å/sec). 열증착이 끝난 마스터로부터 쉐도우 마스크를 제거한 후, 제조예 1과 같은 방법으로 이형 코팅을 형성하여 도 2에 나타난 단면구조를 가진 레플리케이션 마스터를 제조하였다.
격벽 제조예 (참조: 도 3)
0.7mm 의 두께를 가지는 디스플레이용 유리 기판(7)위에 액정 디스플레이용 유기 블랙매트릭스 모노머 조성물(BK0800L, 제일모직(社))(7)을 2㎛의 두께로 스핀 코팅한 후 상기 마스터 제조예 1 또는 2에서 수득한 레플리케이션 마스터(5)를 상기 조성물 코팅의 전면에 밀착한 후 일정 압력으로 눌러, 마스터의 UV 차단층이 유리기판(7)의 표면에 실질적으로 접촉하게 하였다. UV 노광기를 이용하여 마스터의 배면으로부터 3분간 노광을 실시하고, 상기 마스터(5)를 분리하고, 유리 기판(7) 상의 미반응 유기 블랙매트릭스 모노머 조성물(7)을 저농도의 현상액(JSR사, CD-150R의 100배 희석)으로 제거하여 격벽(9)를 수득하였다. 본 실시예에서 수득한 격벽의 600배 CCD 이미지를 도 4에 나타내었다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면, 잔류막이 전혀 없이 높은 탭핑각도로 깨끗한 블랙매트릭스 겸 격벽을 수득할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컬러 필터, 고분자 전계 발광 디스플레이 표시부, OTFT(유기 TFT) 등을 Ink Jet Printing 법에 의해 제조할 경우, 잉크의 혼합 방지와 잉크 수용부 모서리(edge)를 직선화하는데 필요한 격벽을 고가의 리소그라피 장비없이도, 노광 및 간단한 현상에 의해 경제적으로 제조할 수 있는 것으로서, 제조된 격벽이 높은 Taping 각도와 정확한 높이를 가질 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 방법은 플랙서블 디스플레이 표시부의 서브픽셀 격리용 격벽, 플라즈마 디스플레이의 격벽 및 조합검정판의 격벽의 제조에도 유용하게 적용가능하다.

Claims (16)

  1. (a) 광 투과성 기판, (b) 상기 기판 (a)상에 형성된 광 투과성 지지층 및 (c) 상기 지지층 (b)의 최상 표면에 형성된 광 차단층을 포함하고, 이 때, 상기 지지층 (b)과 상기 광 차단층(c)은 제조하고자 하는 분리 격벽에 대하여 반대의 단면 프로파일을 가지도록 형성된 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터 (replication master for fabricating barrier rib).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 레플리케이션 마스터는 그 전면에 (d) 이형코팅(release coating)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 레플리케이션 마스터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기판(a) 상에 에칭 스토퍼층을 추가로 형성하고, 상기 지지층(b)은 상기 에칭 스토퍼층(a') 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 레플리케이션 마스터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기판(a) 및 상기 지지층(b) 의 재질은 투명 무기물, 투명 유기물 및 투명 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 에칭 스토퍼층(a')는 상기 지지층(b)과의 상호 에칭비가 2 이상인 투명 재질이고 (c) 상기 광 차단층의 재질은 사용하고자 하는 광에 대해 차단율 10 %이상 되는 재질이며, (d) 상기 이형 코팅의 재질은 물방울 접촉각이 60도 이상인 투명 재질인 것을 특징으로 하는 레플리케이션 마스터.
  5. ⅰ) 광 투과성 기판을 제공하는 단계; ⅱ) 상기 기판 상에 광 투과성 지지층을 형성하는 단계; ⅲ) 상기 광투과성 지지층 위에 광 차단층을 형성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 광 차단층 및 광투과성 지지층을, 제조하고자 하는 분리격벽에 대하여 반대되는 단면 프로파일을 가지도록 패턴화하는 단계를 포함하는 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계의 패턴화는 포토레지스트를 사용한 포토리소그라피 공정에 의하거나, 레이저가공 또는 기계적 가공에 의하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, ⅴ) 수득된 레플리케이션 마스터의 표면상에 이형재료를 코팅하고 이를 베이킹(baking)하여 이형 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 ⅱ) 단계 전, 상기 광투과성 기판 상에 에칭 스토퍼층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. ⅰ) 광 투과성 기판을 제공하는 단계; ⅱ) 상기 기판 상에, 쉐도우 마스크 하에서의 증착을 통해, 광 투과성 지지층을 형성하는 단계; ⅲ) 상기 광투과성 지지층 위에, 쉐도우 마스크 하에서의 증착을 통해, 광 차단층을 형성하여 레플리케이션 마스터를 수득하는 단계를 포함하는 분리 격벽 제조용 레플리케이션 마스터의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, ⅳ) 수득된 레플리케이션 마스터의 표면상에 이형재료를 코팅하고 이를 베이킹하여 이형 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. ⅰ) 기판 상에 광에 의해 중합 및 가교반응을 일으키는 광반응성 조성물의 층을 형성하는 단계; ⅱ) 제 1항 또는 제 2항에 따른 레플리케이션 마스터의 표면이 상기 조성물 층과 마주보도록 위치시킨 후, 상기 레플리케이션 마스터와 상기 기판을 결합(couple)하여 상기 레플리케이션 마스터의 광 차단층이 상기 기판상에 접촉하도록 하는 단계; ⅲ) 상기 레플리케이션 마스터를 통해 상기 기판 상의 상기 조성물 층을 노광하여 중합 및 가교 반응시키는 단계; ⅳ) 상기 레플리케이션 마스터를 상기 기판으로부터 분리하는 단계; 및 ⅴ) 상기 기판 상에 (레플리케이션 마스터의 광 차단층에 의해) 미반응의 광 반응성 조성물을 제거하여 분리격벽이 형성된 기판을 수득하는 단계를 포함하는 분리 격벽 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 레플리케이션 마스터는 원통형으로 제공되고, 광원은 원통내부에 설치되어 있어 연속적 공정으로 분리격벽의 제조가 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제 11항에 따른 방법으로 제조된 분리 격벽.
  14. 제 13항에 있어서, 잉크젯 프린팅(ink jet printing)법에 의한 디스플레이용 컬러필터, 고분자 전계 발광 디스플레이 또는 유기 박막 트랜지스터 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 분리 격벽.
  15. 제 13항에 있어서, 플랙시블 디스플레이 표시부 또는 PDP의 분리격벽에 사용되는 것을 특징으로 하는 분리 격벽.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 격벽은 조합 검정판(combinatorial test plate)에 사용되는 것을 특징으로 하는 분리 격벽.
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