KR100848559B1 - 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 - Google Patents

소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100848559B1
KR100848559B1 KR1020060059969A KR20060059969A KR100848559B1 KR 100848559 B1 KR100848559 B1 KR 100848559B1 KR 1020060059969 A KR1020060059969 A KR 1020060059969A KR 20060059969 A KR20060059969 A KR 20060059969A KR 100848559 B1 KR100848559 B1 KR 100848559B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
soft mold
mold
prepolymer
soft
pattern
Prior art date
Application number
KR1020060059969A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080001499A (ko
Inventor
김진욱
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020060059969A priority Critical patent/KR100848559B1/ko
Priority to JP2007164280A priority patent/JP4422743B2/ja
Priority to US11/819,934 priority patent/US8641954B2/en
Priority to CN2007101268953A priority patent/CN101097401B/zh
Publication of KR20080001499A publication Critical patent/KR20080001499A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100848559B1 publication Critical patent/KR100848559B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3475—Displays, monitors, TV-sets, computer screens

Abstract

본 발명은 소프트리소그래피 기술에 있어 소프트몰드 제조 방법과 그것을 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 소프트몰드 제조방법은, 상기 마스터몰드 상에 프리폴리머를 부어 프리폴리머층을 형성하는 단계, 상기 프리폴리머 상에 물을 가하는 단계, 상기 프리폴리머를 경화하여 폴리머로 구성된 소프트몰드를 형성하고 상기 물을 제거하는 단계 및 상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하는 단계를 포함하여 이루어지며, 본 발명에 따른 패턴 형성 방법은 박막에 에치레지스트를 도포하는 단계, 상기한 방법으로 제조한 소프트몰드로 가압하여 에치레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성하는 단계, 상기 에치레지스트 패턴으로부터 상기 소프트몰드를 분리하는 단계 및 상기 에치레지스트 패턴을 이용하여 상기 박막을 식각하여 박막 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
액정표시소자, 소프트 리쏘그라피(soft lithography), 마스터몰드, 소프트몰드

Description

소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 {FABRICATING METHOD OF SOFT MOLD AND pattern forming METHOD USING THEREOF}
도 1은 일반적인 액정표시소자의 분해도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 박막의 형성방법을 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 의한 소프트몰드(soft mold)의 제조방법을 나타낸 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
201 : 기판 203 : 박막패턴
203a: 박막 205a : 에치 레지스트
207a : 소프트몰드 301 : 마스터몰드
303 : 프리폴리머 305 : 물층
307 : 소프트몰드 309 : 용기
본 발명은 액정표시장치의 제조방법에 있어서 소프트리소그래피(soft-lithography)에 사용되는 소프트몰드 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 한층 더 강조되고 있으며, 여러 가지 종류의 경쟁력 있는 디스플레이소자들이 많이 개발 되어지고 있다. 그러한 여러 가지 종류의 디스플레이소자 중에서 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
현재 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)의 주력 제품인 액정표시소자(LCD: Liquid Crystal Display)는 디스플레이의 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 성능뿐만 아니라 양산성까지 갖추었기 때문에, TV나 자동차용 네비게이션시스템 등 여러 응용분야에 널리 사용되고 있으며, 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT)이 지배하고 있던 시장을 대체할 수 있는 핵심 디스플레이소자로서 자리 잡고 있다.
일반적으로, 액정표시소자는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 상기 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
일반적인 액정표시소자의 분해도인 도 1을 참조하여, 액정표시소자의 대략적인 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정표시소자는 일반적으로 상판이라 불리우는 컬러필터 기판(113)과 하판인 박막트랜지스터 어레이 기판(101)과 액정 층(109)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판은, 기판(113) 위에 컬러필터(117), 상기 각 컬러필터(117) 사이에 형성된 블랙매트릭스(BM : black matrix, 115) 및 상기 컬러필터(117)와 블랙매트릭스(115) 위에 형성된 공통전극(111)으로 구성된다.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판(101) 상에는 서로 교차하는 게이트배선(103)과 데이터배선(105)이 형성되어 화소영역(P)이 정의되며, 기 게이트배선(103)과 데이터배선(105)의 교차점에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 상기 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이, 투명한 도전층으로 구성된 화소전극(107)이 형성된다.
액정층은 상기 상판과 하판 사이에 형성되며, 광굴절률 이방성 성질을 가지는 액정물질(109)로 구성된다.
그리고, 도 1에 도시되지는 않았지만 액정패널을 제외한 액정표시소자의 나머지 구성요소들을 살펴보면, 상기 액정패널의 양면에는 상판 및 하판에 각각 접촉하여 형성된 편광판이 구비되고, 상기 하판의 편광판 하부에는 램프 및 광학시트로 구성된 백라이트 유닛과 상기 액정패널을 지지하기 위한 탑 케이스 및 보텀 케이스 등이 구비되어 있다.
상기한 액정표시소자를 포함한 대부분의 평판표시장치의 제조방법에 있어서 기판 상에 적층되는 박막물질은 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 패터 닝된다. 포토리소그래피 공정은 일종의 사진식각공정의 하나이다. 포토리소그래피를 이용하여 패터닝하는 방법은 다음과 같다.
먼저 패터닝을 하려 하는 박막 상에 감광물질인 포토레지스트를 도포한 후 , 패턴이 형성된 포토마스크를 정렬하고 노광공정을 진행한다. 이때 사용하는 포토마스크는 투과영역과 차단영역으로 구성되며, 투과영역을 통과한 빛은 포토레지스트를 화학적으로 변화시킨다. 상기 포토레지스트의 화학적 변화는 포토레지스트의 종류에 따라 달라지는 데, 포지티브 포토레지스트는 빛을 받은 부분이 현상액에 의하여 용해되는 성질로 변화되며, 네거티브 포토레지스트는 반대로 빛을 받은 부분이 현성액에 용해되지 않는 성질로 변화된다.(이하 포지티브 포토레지스트를 예로 설명한다.)
상기 노광공정에 이어서 포토레지스트의 노광된 부분을 현상액을 이용하여 제거하게 되면 박막 상에 포토레지스트 패턴이 형성된다. 상기 포토레지스트 패턴으로 상기 박막을 식각하고, 남은 포토레지스트 패턴을 제거하면 소정 패턴의 박막이 형성된다.
상기 포토리소그래피 공정은 게이트전극 형성, 활성층 패턴 형성, 소스/드레인전극 형성, 콘택트홀 형성 및 화소전극 형성 단계에서 총 3회에서 5회 이용되는 것이 보통이다.
그런데 상기에서 살펴본 바와 같이 포토리소그래피 공정에는 고가의 포토마스크가 필요하며, 노광 및 현상과 같은 복잡한 공정이 요구되므로 공정비용이 과다하고 수율관리가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서는 사진식각기술을 대체하여 소프트리소그라피(soft lithography)라는 방법이 사용되며, 본 발명은 상기 소프트리소그라피(soft lithography)에 사용되는 소프트몰드(soft mold)의 제작 방법을 제공하여 소프트 리소그래피에 의한 패턴 형성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
삭제
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소프트몰드 형성방법은 일면에 홈과 돌출면으로 이루어진 패턴이 형성된 마스터몰드를 제공하고, 상기 마스터몰드 상에 프리폴리머를 부어 프리폴리머층을 형성한 다음, 상기 프리폴리머 상에 물을 가한 후, 상기 프리폴리머을 경화하여 폴리머로 구성된 소프트몰드를 형성하고 상기 물을 제거하고, 상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하여 소프트몰드를 제조하는 것을 포함한다.
또한 본 발명은 상기한 방법으로 형성한 소프트몰드를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 포함하여, 박막에 에치레지스트를 도포하고, 상기 에치레지스트에 제1항의 방법으로 제조한 소프트몰드로 접촉하여 에치레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성한 다음, 상기 에치레지스트 패턴으로부터 상기 소프트몰드를 분리하고, 상기 에치레지스트 패턴을 이용하여 상기 박막을 식각하여 박막 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
이하 도면을 참조하여 우선 소프트리소그래피에 대해 설명한 다음, 본 발명에 대한 설명을 하기로 한다.
도2a 내지 도 2j는 사진식각 공정을 사용하지 않고 패턴을 형성할 수 있는 방법인 소프트리소그라피(soft lithography)를 이용한 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법의 일 실시예에 대하여 나타낸 것이다.
소프트리소그래피에서는 먼저 도 2a에 도시한 바와 같이, 기판(201) 위에 박막(203a)을 형성하고 그 위에 액상의 수지 등으로 에치 레지스트(etch resist : 205a)을 형성한다.
상기 박막(203a)과 에치 레지스트(205a)가 형성된 기판(201)의 이격된 상부로부터 음각(B)과 양각(A)으로 패턴된 소프트몰드(soft mold, 207a)를 상기 에치 레지스트(205a)에 접촉시킨다. 이때, 상기 소프트몰드(207a)는 패턴형성용 레지스트를 경화시켜 만들어진다.
상기 소프트몰드(207a)는 패턴이 형성될 부분에 대응되도록 위치하며, 상기 양각 패턴(A)을 에치 레지스트(205a)에 접촉한 후 가압하면, 상기 에치 레지스트(205a)은 액상의 수지이므로 모세관힘과 소프트몰드와 에치레지스트와의 반발력에 의해 상기 소프트몰드(207a)의 음각패턴(B)으로 이동하게 된다.
따라서, 일정 시간이 경과한 후에 상기 소프트몰드(207a)를 기판과 분리시키면, 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 음각패턴(B)의 형상과 동일한 소정 형상의 에 치 레지스트(206a) 패턴이 상기 박막(203a) 위에 남게 된다.
다음 단계의 공정으로, 도 2c에 도시된 바와 같이. 상기 에치 레지스트(206a) 패턴을 마스크로 하여 박막(203a)을 식각한 후, 에치 레지스트(206a) 패턴을 제거하여, 박막 패턴(203)을 형성한다.
전술한 바와 같은, 소프트리소그래피(soft lithography) 공정은 이후 공정에서도 계속 적용되며, 이하에서는 소프트리소그래피(soft lithography)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 소프트리소그래피에 필요한 소프트 몰드 및 그 제조방법을 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 살펴본다.
먼저, 도 3a와 같이, 용기(309) 내에 마스터몰드(master mold ; 301)를 준비한다.
상기 마스터몰드(301)는, 본체와 상기 본체 위에 홈이나 돌출면으로 형성된 소정의 패턴으로 구성되며 상기 소정의 패턴에 대응하는 패턴을 소프트몰드에 전사하게 된다.
이때, 상기 본체는 유리판이나 유리판 위에 금속층이 적층된 것일 수 있다. 그리고 상기 소정의 패턴을 구성하는 물질은 금속, 산화실리콘, 질화실리콘, 포토리지스트, 왁스 등으로 형성이 가능하다. 상기 소정의 패턴은 기존의 노광의 공정으로 형성할 수 있으며, 특히 상기 소정의 패턴을 구성하는 물질은 노볼락(Novolac) 수지로 형성이 가능하다.
다음으로, 도 3b와 같이, 마스터몰드(301) 상에 소프트몰드의 재료가 되는 프리폴리머(prepolmer)를 부어 프리폴리머층(303)을 형성한다. 이때, 상기 프리폴리머층(303)로는 불소(F)를 도입한 PDMS(polydimethylsiloxane)가 이용된다.
마스터몰드(301) 상에 프리폴리머층(303)을 형성한 이후, 도 3c와 같이, 프리몰리머층(303)이 완전 경화되지는 않았으나 겔 상태 정도일 때 프리폴리머층(303) 상에 물을 부어 물층(305)을 형성한다.
그 다음, 도 3d와 같이, 상온 또는 가열을 통해 상기 프리폴리머층(303)를 경화시켜 소프트몰드(307)로 만들고 물을 제거하는 과정을 거친다. 프리폴리머층(303)을 경화시키는 과정은 상온에서 그대로 두어 경화시킬 수 있으며 필요에 따라 열을 가하거나 광을 조사하는 등의 방법을 사용할 수 있다.
마지막으로, 도 3e와 같이, 소프트몰드(307)로부터 마스터몰드(301)를 분리하여 소프트몰드(307)를 완성한다.
이때, 상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하기 단계 이전에 소프트몰드 배면과 접촉하는 뒷판(back plane)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하는 단계는 상기 뒷판과 소프트몰드를 일체로 마스터몰드에서 분리하는 것을 특징으로 하며, 상기 뒷판은 소프트몰드를 고정함으로써 소프트몰드를 마스터몰드에서 용이하게 분리할 수 있도록 한다.
상기 뒷판은 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 소프트몰드(307)를 제조하게 되면, 상기 소프트몰드의 표면에는 마스터몰드에 형성된 소정의 패턴이 전사된다.
그런데, 상기에서 설명한 소프트몰드의 제조과정 중 마스터몰드와 소프트몰드를 분리시키는 과정에서는 마스터몰드와 소프트몰드와의 접착력이 문제된다.
상기 마스터 몰드와 소프트몰드는 이들을 분리시키는 과정에서 마스터몰드와 소프트몰드 간의 접착력으로 인하여 소프트몰드의 재료 일부가 마스터몰드(master mold)와 분리되지 않는다. 이 경우 소프트몰드에 패턴불량이 발생하게 된다. 특히 소프트몰드로 경화되기 전의 프리폴리머와 마스터몰드 사이의 접착 특성으로 인해 경화된 이후 마스터몰드에서 소프트몰드를 분리하기가 어렵게 되어 불량의 원인이 된다.
이러한 이유로 본 발명에서는 소프트몰드의 재료인 프리폴리머에 플루오라이드(fluoride)와 같은 소수성기를 도입시킴으로써 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold) 간의 접착면에서의 접착력을 약화시키는 것을 특징으로 한다.
이때 프리폴리머로는 PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이미드(polyimide) 등 여러가지가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 PDMS(polydimethylsiloxane)의 일종인 Dow Corning사의 Sylgard 184 등이 쓰일 수 있다.
본 발명에서는 상기 프리폴리머에 불소(F)기를 도입하기 위해 상기 PDMS와 함께 불소화합물인 CF3(CF2)nCH=CH2(2≤n≤15)를 포함시켜 경화시키는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 불소화합물의 양은 0.01~5wt% 정도로 혼합하는 것이 바람직하다. 경화가 진행됨에 따라 상기 불소화합물은 폴리머의 사이드 체인(side chain)으로 도입된다.
그러나, 상기한 불소화합물을 PDMS와 혼합하여 마스터몰드에 부어 프리폴리머층을 형성하는 경우, 상기 불소화합물은 마스터몰드와 프리폴리머와의 접촉면이 아닌 프리폴리머와 공기와의 접촉면에 사이드체인이 형성되는 문제점이 있다.
즉, 패턴이 형성되는 프리폴리머와 마스터몰드의 접촉면은 전면, 패턴이 형성되지 않는 프리폴리머의 반대 방향은 배면으로 하여 설명하면, 마스터몰드와 소프트몰드의 원활한 분리를 위해 도입한 불소화합물 소수성 사이드체인은 마스터몰드와의 접촉면인 전면에 형성되어야 한다. 그러나 불소화합물의 사이드체인은 프리폴리머의 배면에 형성된다.
이는, 마스터몰드의 표면에너지가 50mN/m 이상인 반면, 불소화합물의 표면장력은 15mN/m 이하에 해당하고 표면에너지가 마스터몰드보다 낮아, 불소화합물이 마스터몰드에 접촉보다 공기와 접촉하는 것이 에너지면에서 유리하다는 것에 기인한다.
또한 상기 불소화합물은 PDMS보다 밀도가 작고 휘발성이 있기 때문에 프리폴리머의 배면으로 떠오르게 된다.
이러한 이유로 프리폴리머에 소수성 불소화합물을 도입하는 효과를 얻지 못하게 될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 상기 프리폴리머층의 배면을 높은 표면에너지 상태로 만드는 것을 특징으로 한다. 프리폴리머층의 배면이 높은 표면에너지가 되면 불소화합물은 반발력에 의해 상대적으로 표면에너지가 작은 전면으로 이동하게 되므로 배면에 불소화합물이 도입되는 것을 막을 수 있게 된다.
불소화합물과 반발력이 있는 물질은 여러 가지가 있을 수 있으나, 프리폴리머층은 아직 미경화된 상태에서 만약 높은 에너지를 가진 고체를 사용하게 되면 액체상인 프리폴리머층의 하부로 가라앉게 되거나 계면이 불균일해질 수 있으므로, 상기 프리폴리머층과 혼합이 되지 않고 액체상을 가지는 높은 표면에너지를 가진 물질이 바람직하다.
프리폴리머층과 혼합되지 않으며 액체상을 가지는 물질로 물이 바람직하며, 본 발명에서는 물을 부어줌으로써 그러한 효과를 얻을 수 있다. 물의 표면에너지는 약 72.8mN/m에 해당하므로, 상기 불소화합물층은 물층이 존재하는 경우 마스터몰드보다 물층에 반발력이 커지므로 결국 배면으로 이동하는 효과가 있게 된다.
상기한 불소화합물의 이동은 반발력으로 설명할 수 있다. 두 물질 1과 2가 있을 때 각각의 계면 반발력을 γ1, γ2라 하면, 상호간의 접촉면에서의 상호 계면 반발력 γ12은 다음과 같이 정의할 수 있다.
Figure 112006046910909-pat00001
(d : dispersion term, p : polar term)
하기 표는 상호 접촉면에서의 반발력을 나타낸 식을 적용하여 물과 마스터몰드를 이루는 물질인 노볼락 수지 및 불소화합물의 반발력을 나타낸 것으로, 물 또는 노볼락 수지를 물질 1로, 불소화합물을 물질 2로 하여 나타낸 값이다.
<표 1>
Figure 112006046910909-pat00002
상기한 바와 같이 물과 불소화합물과의 반발력을 상기 수식에 대입하여 계산하면 약 50.65임에 비해, 노볼락 수지와 불소화합물과의 반발력을 상기 수식에 대입한 값은 약 14.14에 해당함을 알 수 있다. 즉, 불소화합물은 물과의 반발력이 마스터몰드를 이루는 노볼락 수지보다 반발력이 크므로, 프리폴리머에서 물층보다는 마스터몰드 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 프리폴리머를 경화시키게 되면 전면에 불소화합물을 도입할 수 있게 되며, 이후 마스터몰드와 분리시 쉽게 분리될 수 있다.
한편, 소프트몰드 형성 과정 중 물을 가하는 단계는 프리폴리머가 약간 경화되어 겔(gel)의 상태일 때 가하는 것을 특징으로 한다. 프리폴리머는 액체 상태로 이동성이 있는데 이 상태에서 물을 가하게 되면 물은 표면에너지가 높기 때문에 프리폴리머를 밀쳐내고 마스터몰드에 접촉할 가능성이 있다. 따라서 프리폴리머가 적절한 정도로 굳기가 형성된 겔 상태일 때 물을 가하는 것이 바람직하다. 이때 상기 마스터몰드에 프리폴리머를 부어 프리폴리머층을 형성한 후 상온에서 일정시간 지나면 상기 겔을 얻을 수 있다.
또한 상기 마스터몰드를 제공하는 단계는 불소기를 도입하는 것을 포함할 수 있다. 마스터몰드에 불소 또는 불소를 함유한 화합물을 도입하는 방법으로는 불소를 함유한 물질을 플라즈마처리하는 방법과 불소를 함유한 물질을 상기 마스터몰드의 수지와 반응시키는 방법을 이용하여 자기배열층(self assembled monolayer)을 형성할 수 있다.
이상으로 본 발명에 의한 소프트몰드 형성 방법과 상기 소프트몰드를 이용하여 박막 패턴을 형성하는 방법에 대해 살펴보았다. 다만 상기 설명에서는 박막의 패턴을 형성하는 단계를 나타내었으나 상기 박막 패터닝 단계는 액정표시소자의 게이트전극, 활성층패턴, 소스/드레인전극 및 화소전극 형성 단계, 컬러필터나 블랙매트릭스 형성단계 등에서 사용될 수 있을 것이다.
또한 상기 박막의 형성과정은 액정표시소자뿐만 아니라 OLED(Organic Light Emitting Diode)나 기타 평판표시소자를 제조하는 과정에서 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 설명에 국한되지 않으며 다양한 패턴형성 단계에서 포토리소그래피와 같은 방법과 함께 사용될 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자의 제조방법에는 소프트 리쏘스라피(soft lithography)가 이용된다. 따라서 포토리소그래피를 대체하여 공정비용을 감소시킬 수 있고, 생산수율을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 소프트몰드를 제조함에 있어 물을 사용함으로써 불소화합물을 소프트몰드에 효과적으로 도입할 수 있어, 소프트몰드 제조시에 불량율을 감소시킬 수 있는 유리한 효과를 가진다.

Claims (15)

  1. 일면에 홈과 돌출면으로 이루어진 패턴이 형성된 마스터몰드를 제공하는 단계;
    상기 마스터몰드 상에 프리폴리머를 부어 프리폴리머층을 형성하는 단계;
    상기 프리폴리머 상에 물을 가하는 단계;
    상기 프리폴리머를 경화하여 폴리머로 구성된 소프트몰드를 형성하고 상기 물을 제거하는 단계;
    상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하는 단계를 포함하는 소프트몰드 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리폴리머는 불소(F)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불소(F)를 포함하는 프리폴리머는 불소화합물 CF3(CF2)nCH=CH2와 PDMS(polydimethylsiloxane)가 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합물은 0.01~5wt% 정도의 CF3(CF2)nCH=CH2를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 CF3(CF2)nCH=CH2에서 n은 2≤n≤15인 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프리폴리머을 경화하는 단계는 상온에서 행해지는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프리폴리머를 경화하는 단계는 가온하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 물을 가하는 단계는 상기 프리폴리머가 겔 상태인 때 물을 가하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하기 단계 이전에 소프트몰드 배면과 접촉하는 뒷판(back plane)을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 소프트몰드를 마스터몰드에서 분리하는 단계는 상기 뒷판과 소프트몰드를 일체로 마스터몰드에서 분리하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 뒷판은 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마스터몰드를 제공하는 단계는,
    본체 위에 소정의 패턴을 형성할 물질을 적층하는 단계; 및
    상기 소정의 패턴을 형성할 물질을 패터닝하는 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 패턴을 형성할 물질은 노볼락(Novolac) 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 마스터몰드를 제공하는 단계는 마스터몰드의 표면을 불소를 포함한 물질을 플라즈마 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  14. 제1항에 있어서
    상기 마스터몰드를 제공하는 단계는 불소를 포함한 물질을 자기배열층(self assembled monolayer) 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드 제조방법.
  15. 박막에 에치레지스트를 도포하는 단계;
    상기 에치레지스트에 제1항의 방법으로 제조한 소프트몰드로 가압하여 에치레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성하는 단계;
    상기 에치레지스트 패턴으로부터 상기 소프트몰드를 분리하는 단계;
    상기 에치레지스트 패턴을 이용하여 상기 박막을 식각하여 박막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
KR1020060059969A 2006-06-29 2006-06-29 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 KR100848559B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060059969A KR100848559B1 (ko) 2006-06-29 2006-06-29 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법
JP2007164280A JP4422743B2 (ja) 2006-06-29 2007-06-21 ソフトモールド製造方法及びそれを用いた薄膜パターン形成方法
US11/819,934 US8641954B2 (en) 2006-06-29 2007-06-29 Method for fabricating soft mold and pattern forming method using the same
CN2007101268953A CN101097401B (zh) 2006-06-29 2007-06-29 制造软模的方法和使用其来形成图案的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060059969A KR100848559B1 (ko) 2006-06-29 2006-06-29 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080001499A KR20080001499A (ko) 2008-01-03
KR100848559B1 true KR100848559B1 (ko) 2008-07-25

Family

ID=38875514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060059969A KR100848559B1 (ko) 2006-06-29 2006-06-29 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8641954B2 (ko)
JP (1) JP4422743B2 (ko)
KR (1) KR100848559B1 (ko)
CN (1) CN101097401B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012632B (zh) * 2010-09-10 2013-06-05 中国科学院合肥物质科学研究院 一种具有不同顶端结构的仿生粘附阵列的制备方法
JP5691717B2 (ja) * 2010-10-20 2015-04-01 ダイキン工業株式会社 インプリント用樹脂モールド材料組成物
KR101351619B1 (ko) * 2010-12-29 2014-01-15 제일모직주식회사 소프트 몰드 및 그 제조방법
US9339478B2 (en) * 2011-02-04 2016-05-17 Reckitt Benckiser Llc Pharmaceutical formulation
CN102591143B (zh) * 2012-02-29 2014-04-16 青岛理工大学 一种大面积纳米压印光刻的装置和方法
KR101820200B1 (ko) * 2012-04-10 2018-01-18 다이킨 고교 가부시키가이샤 임프린트용 수지 몰드 재료 조성물
CN106029333B (zh) * 2014-02-24 2018-06-12 英派尔科技开发有限公司 增加的三维打印物品的层间粘附性
KR101885464B1 (ko) * 2017-03-03 2018-08-03 공주대학교 산학협력단 세포배양 케이스를 제조하는 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 세포배양 케이스
KR102230413B1 (ko) * 2019-07-31 2021-03-22 중앙대학교 산학협력단 3차원 세포 배양 용기의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030175427A1 (en) 2002-03-15 2003-09-18 Yeuh-Lin Loo Forming nanoscale patterned thin film metal layers
KR20040043030A (ko) * 2002-11-15 2004-05-22 주식회사 미뉴타텍 비결정성 불소 수지를 이용한 주형 및 그 제조 방법
KR20050019128A (ko) * 2002-09-17 2005-02-28 보드 어브 트러스티스 어브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티 마이크로구조물 및 나노구조물의 복제 및 전사
KR20050067250A (ko) * 2003-12-27 2005-07-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 평판표시소자의 제조방법 및 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4391843A (en) * 1981-08-14 1983-07-05 Rca Corporation Adherent perfluorinated layers
US6190838B1 (en) * 1998-04-06 2001-02-20 Imation Corp. Process for making multiple data storage disk stampers from one master
AT409133B (de) * 1998-08-27 2002-05-27 Solutia Austria Gmbh Strahlenhärtbare wasserlösliche polyesterharz-zusammensetzungen mit hohem feststoffanteil
US6673287B2 (en) * 2001-05-16 2004-01-06 International Business Machines Corporation Vapor phase surface modification of composite substrates to form a molecularly thin release layer
US6515069B1 (en) * 2001-08-30 2003-02-04 Xerox Corporation Polydimethylsiloxane and fluorosurfactant fusing release agent
JP2006507921A (ja) * 2002-06-28 2006-03-09 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 流体分散のための方法および装置
US6957608B1 (en) * 2002-08-02 2005-10-25 Kovio, Inc. Contact print methods
WO2004044654A2 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Princeton University Compositions and processes for nanoimprinting
KR100568581B1 (ko) * 2003-04-14 2006-04-07 주식회사 미뉴타텍 미세패턴 형성 몰드용 조성물 및 이로부터 제작된 몰드
KR101117437B1 (ko) * 2003-12-27 2012-02-29 엘지디스플레이 주식회사 평판표시소자의 제조방법 및 장치
US20060012079A1 (en) * 2004-07-16 2006-01-19 Gun-Young Jung Formation of a self-assembled release monolayer in the vapor phase
KR100667134B1 (ko) * 2004-11-12 2007-01-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 평판표시소자의 제조방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030175427A1 (en) 2002-03-15 2003-09-18 Yeuh-Lin Loo Forming nanoscale patterned thin film metal layers
KR20050019128A (ko) * 2002-09-17 2005-02-28 보드 어브 트러스티스 어브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티 마이크로구조물 및 나노구조물의 복제 및 전사
KR20040043030A (ko) * 2002-11-15 2004-05-22 주식회사 미뉴타텍 비결정성 불소 수지를 이용한 주형 및 그 제조 방법
KR20050067250A (ko) * 2003-12-27 2005-07-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 평판표시소자의 제조방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP4422743B2 (ja) 2010-02-24
JP2008006819A (ja) 2008-01-17
US20080000877A1 (en) 2008-01-03
KR20080001499A (ko) 2008-01-03
CN101097401A (zh) 2008-01-02
US8641954B2 (en) 2014-02-04
CN101097401B (zh) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100848559B1 (ko) 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법
KR100832298B1 (ko) 패턴 형성용 레지스트와 이를 이용한 소프트몰드 제조방법
KR101358255B1 (ko) 광경화 타입 소수성 몰드 및 그 제조방법
TWI395026B (zh) 液晶顯示裝置及其製造方法
KR101194646B1 (ko) 소프트몰드 제조방법
TWI344673B (en) Manufacturing method of display device and mold therefor
US8291820B2 (en) Intaglio printing plate, production method for intaglio printing plate, production method for electronic substrate, and production method for display device
US7295256B2 (en) Method for forming pattern of liquid crystal display device and method for fabricating thin film transistor array substrate of liquid crystal display device using the same
KR20080048713A (ko) 박막 패턴의 제조장치 및 이를 이용한 박막 패턴의제조방법
US20090072418A1 (en) Manufacturing thin-film transistor and color filter substrates
US7641935B2 (en) Method of liquid crystal alignment for a flexible LCD with micro-grooves
US20070224354A1 (en) Mold for manufacturing display device and manufacturing method of display device using the same
KR101201325B1 (ko) 패턴 형성용 몰드 및 이를 이용한 패턴 형성방법
KR101117985B1 (ko) 평판표시소자의 제조장치 및 제조방법
KR20080110377A (ko) 에치레지스트 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치의패턴형성방법
KR101432574B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20050066750A (ko) 수직 배향형 액정표시패널의 제조방법
KR20090070134A (ko) 평판표시장치의 제조방법
JP2006237121A (ja) レジスト層のパターン形成方法、及び表示装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130619

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150629

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190617

Year of fee payment: 12