KR101076326B1 - 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성한 후, 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성함으로써 저렴한 비용으로 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 기판 상에 형성된 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 방법에 있어서, 기판의 상부에 하부피식각층을 형성하는 단계와; 상기 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되되, 상기 마스크는, 레이저 빔을 투과시키는 베이스 기판 상에, 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층이 교대로 반복하여 적층된 반사막 패턴이 형성되어 상기 기판과 1:1의 크기로 형성되고, 상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는, 레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 기판에 인접하여 구비되는 상기 마스크의 표면을 상기 라인 빔으로 스캐닝하면서 수행되도록 구성되어, 기판의 별도 이동없이, 상기 주사되는 라인 빔의 스캐닝을 통해 기판 전면(全面)의 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하여, 하부패턴과 상부패턴이 중첩되어 연결되는 콘택(contact)영역을 포함하는, 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

다층막 구조체의 미세패턴 형성방법{A method of forming fine pattern on multi-layer structure}
본 발명은 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성한 후, 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성함으로써 저렴한 비용으로 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 터치스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이다.
이러한 터치스크린은 정보를 표시하는 표시장치와 표시장치 상부에 결합되는 터치패널로 구성되는데, 터치패널은 구동방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등으로 구분될 수 있고, 현재는 저항막 방식이 대세를 이루고 있으며, 그 두께를 최소화함에 있어서는 정전용량 방식이 사용되고 있다.
일예로 정전용량 방식의 터치패널은 한 쌍의 투명절연기판 상부에 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube) 등으로 투명전극을 각각 형성하고, 투명전극의 가장자리에 접속되어 신호왜곡을 보정하고 구동회로 연결하기 위한 금속전극배선을 형성한 후, 투명전극이 서로 대향하도록 한 쌍의 투명절연기판을 합착시킴으로써 구성된다.
이렇게 형성된 정전용량 방식의 터치패널은 손가락이나 특수 펜으로 터치하게 되면, 정전용량의 변동에 따라 네 변에 구비된 각각의 금속전극배선이 이를 감지함으로써 터치 위치를 감지할 수 있도록 구성되어 있다.
정전용량 방식의 터치패널의 제조 방식에 있어서는, 투명절연기판 상부에 투명전극을 형성하고, 투명전극의 가장자리를 따라 금속전극배선을 형성하게 되는데, 금속전극배선은 주로 리소그래피방식이나 후막인쇄방식을 통해 형성되게 된다.
그 중, 리소그래피방식은 금속전극배선을 형성하기 위한 금속막 상부에 포토레지스트를 도포하고, 원하는 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 주사하여 노광공정을 실시한 다음, 현상과정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 금속막을 식각하여 금속전극배선을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 제거하는 과정을 거쳐 수행되고 있다.
그러나 이러한 리소그래피방식은 공정이 매우 복잡하여 오랜 공정시간을 필요로 하고 고가의 포토레지스트를 사용하고 있기 때문에 공정 비용이 증가하고, 다단계의 공정을 수행하기 때문에 잠재 불량요인의 내재 및 생산성의 저하 등과 같은 다양한 문제점을 발생시키며, 다단계의 공정을 수행하기 위한 고가의 다양한 장비를 필요로 하여 제조 비용을 증가시키는 동시에 다량의 화학물질을 사용함으로써 환경을 오염시키는 원인이 되고 있다.
한편, 후막인쇄방식은 금속전극배선을 도전성물질, 예를 들어 은(Ag)을 함유하는 도전성 페이스트를 투명전극의 가장자리를 따라 스크린인쇄하고 열처리과정을 통해 소결시켜 형성하고 있는데, 이러한 후막인쇄방식은 상술한 리소그래피방식에 비하여 공정이 단순하여 오랜 공정시간을 필요로 하지 않고 다량의 화학물질을 배출시키지 않으며, 일반적인 증착방법에 비해서도 공정이 단순하고 저렴한 비용으로 막을 형성할 수 있다는 이점이 있다.
그러나 후막인쇄방식은 스크린 인쇄에 사용되는 마스크의 메쉬 내 화소 간 거리 및 화소 자체의 크기에 제한이 있어 30㎛ 이하의 미세한 패턴을 형성하기 매우 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 터치패널과 같은 다층막 구조에 있어서는 패턴 형성시, 투명전극과 전극배선이 별도의 공정을 통해 패터닝되어야 하기 때문에 상·하부패턴 간의 정렬을 조절하기 어려워 불량 발생률이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는데 있어서 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각을 통해 상·하부피식각층을 동시에 식각하여 패턴을 형성함으로써 제조공정을 단순하게 하여 종래에 사용되던 리소그래피방식에 비하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 패턴 간 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 패턴 형성의 대면적화를 가능하게 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 터치패널과 같은 다층막 구조체의 패턴 형성시, 전극배선을 형성하기 위한 금속막을 인쇄방식을 통해 투명도전층 상부에 선택적으로 형성한 후 레이저 식각을 통해 투명전극 및 금속전극배선을 동시에 형성함으로써, 인쇄방식만으로는 정밀한 형성이 불가능하던 다층막 구조의 미세패턴의 형성을 가능하게 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 기판 상에 형성된 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 방법에 있어서, 기판의 상부에 하부피식각층을 형성하는 단계와; 상기 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되되, 상기 마스크는, 레이저 빔을 투과시키는 베이스 기판 상에, 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층이 교대로 반복하여 적층된 반사막 패턴이 형성되어 상기 기판과 1:1의 크기로 형성되고, 상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는, 레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 기판에 인접하여 구비되는 상기 마스크의 표면을 상기 라인 빔으로 스캐닝하면서 수행되도록 구성되어, 기판의 별도 이동없이, 상기 주사되는 라인 빔의 스캐닝을 통해 기판 전면(全面)의 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하여, 하부패턴과 상부패턴이 중첩되어 연결되는 콘택(contact)영역을 포함하는, 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 투명절연기판 상부에 형성되는 터치패널의 투명전극과, 상기 투명전극에 연결되는 전극배선을 형성하기 위한 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 있어서, 투명절연기판 상부에 투명도전층을 형성하는 단계와; 상기 투명도전층 상부에 금속막을 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 투명절연기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 투명절연기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 금속막 및 투명도전층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되되, 상기 마스크는, 레이저 빔을 투과시키는 베이스 기판 상에, 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층이 교대로 반복하여 적층된 반사막 패턴이 형성되어 상기 투명절연기판과 1:1의 크기로 형성되고, 상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는, 레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 투명절연기판에 인접하여 구비되는 상기 마스크의 표면을 상기 라인 빔으로 스캐닝하면서 수행되도록 구성되어, 투명절연기판의 별도 이동없이, 상기 주사되는 라인 빔의 스캐닝을 통해 투명절연기판 전면(全面)의 상기 금속막 및 상기 투명도전층을 동시에 식각하여, 상기 금속막에 형성되는 전극배선과 상기 투명도전층에 형성되는 투명전극이 부분적으로 중첩되어 연결되는 콘택영역을 포함하는, 터치패널의 전극배선 및 투명전극 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성한 후 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각방법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성함으로써 저렴한 비용으로 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론, 상·하부패턴간의 정렬을 용이하게 함과 동시에, 대면적 영역에 걸친 미세패턴 형성 공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하기 위한 레이저 식각 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 과정을 보여주는 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 통해 터치패널을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 대한 설명에 앞서, 본 발명을 구현하기 위한 레이저 식각 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하기 위한 레이저 식각 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 레이저 식각 시스템은 기판(100)을 장착하기 위한 스테이지(10)와, 레이저 빔을 발생시켜 출력시키는 레이저 발진기(20)와, 레이저 발진기(20)에서 출력되는 레이저 빔을 균질화시키는 균질기(30)와, 균질기(30)를 통과한 레이저 빔을 기판(100) 방향으로 조사되도록 유도하는 반사경(40)과, 반사경(40)에 반사되어 기판(100) 방향으로 조사되는 레이저 빔을 라인 빔으로 형성하는 광학계(50)와, 광학계(50)와 스테이지(10) 사이에 장착되어 광학계(50)를 통해 주사되는 레이저 빔의 형상을 결정하는 마스크(60) 및 각각의 구성요소들을 제어하기 위한 마이크로 프로세서(미도시)를 포함하여 구성된다.
스테이지(10)는 피식각층이 적층되는 기판(100)을 장착, 고정시키고, 마스크(60)와 동기화되어 이동할 수 있도록 구성된다.
레이저 발진기(20)는 파이버 레이저 또는 다이오드 레이저로 구성되며, 200㎚ 내지 2000㎚ 범위의 파장을 갖는 레이저 빔을 출력한다. 여기에서, 파이버 레이저 또는 다이오드 레이저는 고출력의 에너지를 발생시키며, 주로 적외선(IR)영역의 방출 파장을 갖고 있어 일부 박막에는 그 사용이 제한적일 수 있지만, 가격이 저렴하여 설치비용을 절감할 수 있고, 부피가 작아 여러 대를 적층하여 구성함으로써 설치공간을 줄일 수 있으며, 엑시머 레이저와 같이 가스(gas)를 충전할 필요가 없기 때문에 유지 및 보수가 용이하다는 장점이 있다.
균질기(30)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 또는 광회절소자(Diffractive Optical Element)가 사용될 수 있으며, 레이저 발진기(20)를 통해 출력되는 레이저 빔을 균질화시켜 에너지 분포를 균일하게 함으로써 하부에 구비되는 기판(100) 방향으로 평행하고 균일한 레이저 빔이 조사되도록 한다.
반사경(40)은 균질기(30)를 통과한 레이저 빔을 기판(100) 방향으로 유도하는 역할을 한다.
광학계(50)는 다수개의 렌즈로 구성되어 반사경(40)을 통해 반사되어 기판(100) 방향으로 조사되는 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 넓은 면적에 걸쳐 식각할 수 있도록 한다.
또한, 마스크(60)는 광학계(50)와 기판(100) 사이에 설치되어 원하는 영역의 피식각층만을 선택적으로 식각할 수 있도록 한다. 이때, 마스크(60)는 레이저 빔을 투과시키는 베이스기판(62)과 레이저 빔을 반사시키는 반사막패턴(64)으로 구성되어 있으며, 반사막패턴(64)은 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층을 서로 교대로 반복해서 적층한 구조로 형성되어 있다. 이러한 구조의 마스크(60)는 피식각층을 식각할 수 있을 정도의 높은 에너지를 마스크(60)에 직접 조사하는 경우에도 마스크(60)의 투과영역 이외의 영역에서는 대부분의 레이저 빔이 반사되기 때문에 반사막패턴(64)은 피식각층을 식각하기 위한 레이저 빔의 파장에 따라 사용되는 반사막의 종류를 선별하여 구성될 수 있으며, 레이저 빔에 대하여 90 ~ 100%의 반사율을 갖도록 구성되어, 대부분의 레이저 빔을 반사시킴으로써 높은 에너지의 레이저 빔에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있다.
이러한 구성을 통해 마스크(60)를 피식각층이 형성된 기판(100)에 인접하게 위치시키고, 피식각층을 식각할 정도의 높은 에너지를 갖는 레이저 빔을 주사하여 식각을 수행함으로써 원하는 패턴(112, 122)을 형성할 수 있기 때문에 레이저 빔의 에너지에 의한 마스크(60)의 손상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 마스크(60)의 크기를 기판(100)과 동일한 크기로 구성할 수 있어 기판(100)이나 마스크(60)의 이동에 따른 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 마스크(60)의 표면에 조사하기 때문에 한 번에 식각될 수 있는 면적을 증가시킬 수 있으므로 레이저 발생기(20) 또는 스테이지(10)의 이동 회수를 상대적으로 감소시킬 수 있으므로 이동에 따른 오차 발생을 줄일 수 있는 동시에 단위 시간당 처리량을 증가시켜 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 마스크(60)를 대면적으로 형성해야하는 경우에는, 마스크(60)의 하중에 의해 처짐 현상이 발생할 수 있으므로 셀(cell) 단위 또는 개별 제품단위의 영역에 대응하는 복수개의 마스크를 정렬하여 고정시키는 멀티마스크를 사용하는 것이 좋다.
마이크로 프로세서는 스테이지(10), 레이저 발진기(20), 균질기(30), 반사경(40) 및 광학계(50)에 연결되어 구성되어, 각각의 동작을 제어하고 레이저 발진기(20)로부터 발생되는 레이저 빔의 출력량을 제어한다.
상술한 레이저 식각 시스템을 이용하여 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성과정을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 2의 (a)를 참조하면 기판(100) 상부에 하부피식각층(110)을 형성한다. 이때, 하부피식각층(110)은 증착, 인쇄 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
다음, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부피식각층(110)의 상부, 즉 상부패턴의 형성 예정영역인 하부피식각층(110)의 양쪽 가장자리에 상부피식각층(120)을 선택적으로 형성한다. 이때, 상부피식각층(120)은 증착방식 또는 인쇄방식 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 상부피식각층(120)을 인쇄방식으로 형성하는 경우, 스크린 인쇄법 등의 방법이 적용될 수 있다.
여기에서 상술한 도면에서는 상부피식각층(120)을 상부패턴이 형성되는 영역, 즉, 하부피식각층(110)의 양쪽 가장자리 전 영역에 걸쳐 형성한 것으로 설명하고 있으나, 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상부피식각층(120)을 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 경우에는, 상부패턴이 형성될 전 영역에 걸쳐 형성할 때보다 레이저 식각 시스템을 이용한 식각시 발생하는 식각잔류물을 줄일 수 있기 때문에, 식각잔류물에 의한 불량을 줄일 수 있으며, 상부피식각층(120)을 형성하기 위한 재료의 양을 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다.
그 다음, 상부피식각층(120)이 형성된 기판(100)을 도 1의 레이저 식각 시스템으로 이동시켜, 레이저 빔을 이용하여 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)을 동시에 식각하여, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 상부패턴(122) 및 하부패턴(112)을 형성함과 동시에, 하부패턴(112)과 상부패턴(122)을 서로 연결해주는 콘택영역(114)을 형성한다. 이때, 상기 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)의 식각시 기판(100) 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크(60)를 개재하고 광학계(50)를 통해 라인 빔으로 형성된 레이저 빔을 마스크(60)에 스캐닝하면서 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)을 식각한다.
이러한 방법을 통해 상부피식각층(120)의 식각시 상부패턴(122)과 접촉되는 하부식각층(110)을 레이저 반사형 마스크(60)를 이용하여 동시에 식각함으로써 상부패턴(122)과 하부패턴(112)을 연결해주는 콘택(114)도 함께 형성할 수 있어, 공정을 단순하게 하여 제조비용을 절감시킬 수 있음은 물론, 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 스크린 인쇄방식의 한계인 낮은 해상력을 30㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛로 높여 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
특히, 하부피식각층(120) 상부에 상부피식각층(120)을 형성하는 과정에서 스크린 인쇄방식 등의 후막인쇄방법을 적용하는 경우, 종래의 증착 공정 및 식각 공정을 통한 패턴 형성 공정에 비해 그 제조공정 및 제조원가를 현저하게 줄일 수 있다는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 특히 터치패널의 금속전극배선 제조공정에 적용되거나, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Display) 등의 평판디스플레이분야나 반도체 재배선 등의 분야에서 FPC(Flexible Printed Circuit)를 연결하기 위한 금속배선단자를 형성하는데 적용될 수 있고, 증착 등의 고온 공정이 불가능한 소자나 플렉시블(flexible) 디스플레이분야에서의 미세패턴 제조에 적용되어 제조공정을 단순하게 할 뿐만 아니라, 대면적에 걸친 미세패턴 형성을 가능하게 함으로써 패턴 형성에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 동시에, 패턴의 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 실시예에서는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 이용하여 터치패널을 제조하는 과정에 대하여 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 통해 터치패널을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.
이하의 도면에서는 상술한 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 이용하여 터치패널을 구성하는 상판(a)과 하판(b)의 제조과정을 병행하여 보여주고 있으나, 상판(a)과 하판(b)을 제조하는 원리는 기본적으로 동일하므로, 후술하는 설명에서는 상판(a)의 제조과정에 대해 중점적으로 설명하며, 필요에 따라 하판(b)의 제조과정을 추가하여 설명하기로 한다.
먼저, 투명절연기판(200) 상부에 투명전극을 형성하기 위한 투명도전층(210)을 형성한다(도 3 참조). 이때, 투명절연기판(200)은 상판의 경우 PET와 같은 플렉시블한 재질이 사용될 수 있고, 하판의 경우 유리기판과 같이 견고한 재질이 사용될 수 있다. 이는 터치패널의 특성상 패널의 상판을 가압했을 때 상판에 형성된 전극과 하판에 형성된 전극이 서로 접촉되어야 하기 때문에 상판은 플렉시블(flexible)한 재질로 형성되어야 하고, 터치패널이 LCD와 같은 표시패널의 표시부측에 장착되기 때문에 터치패널의 상판을 가압할 때 전달되는 압력이 표시패널로 전달되는 것을 방지하기 위해 하판은 견고한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 투명도전층(210)은 ITO(Induim Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), AZO(Al-doped ZnO) 등의 물질이 사용될 수 있다.
그 다음, 투명절연기판(200)의 투명도전층(210) 상부, 즉 전극배선영역에 금속막(220)을 형성한다(도 4참조). 이때, 금속막(220)은 증착방식을 통해 형성될 수도 있고, 도전물질, 예를 들어 은(Ag)을 포함하는 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄방식을 통해 인쇄될 수도 있다.
이때, 금속막(220)은 도 4에 도시된 것처럼 전극배선영역에 형성된 투명도전층(210) 상부 전 영역에 걸쳐 형성할 수도 있고, 전술한 바와 같이 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성할 수도 있다.
다음, 금속막(220)이 인쇄된 투명절연기판(200)을 상술한 도 1의 레이저 식각 시스템의 스테이지(10)에 장착, 고정시키고, 투명절연기판(200)과 광학계(50) 사이에 투명전극 패턴 및 전극배선 패턴이 형성되어 있는 마스크(60)를 장착한 후 레이저 발생기(20)로부터 출력되는 레이저 빔을 마스크(60)의 표면을 따라 스캐닝하면서 금속막(220) 및 투명도전층(210)을 동시에 식각함으로써 전극배선(222), 투명전극(212) 및 전극배선(222)과 투명전극(212)을 전기적으로 연결하는 콘택영역(214)을 형성한다(도 5참조).
이때, 투명전극(212)은 투명절연기판(200)의 표시영역, 즉 투명절연기판(200)의 가장자리를 따라 형성되는 전극배선영역을 제외한 중심부 상에, 일정 간격 이격되어 형성되는 다수개의 센싱패드가 종방향 또는 횡방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 형성되고, 콘택(214)은 투명전극(212)과 일체로 형성되어 전극배선영역에서 전극배선(222)과 중첩되도록 형성된다.
이 경우에도, 금속막(220)을 형성함에 있어 투명절연기판(200) 상부에 형성되는 금속막(220)을 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 경우, 금속막(220)을 보다 정밀하게 보정하는 효과를 얻을 수 있고, 금속막(220)을 전극배선영역 전 영역에 걸쳐 형성할 때보다 레이저 식각공정시 발생되는 식각잔류물의 양이 적기 때문에 식각잔류물의 재부착에 의한 불량이 발생할 우려가 더 적다.
또한, 투명전극(212), 전극배선(222) 및 투명전극(212)과 전극배선(222)이 서로 연결되는 콘택영역(214)을 동시에 형성함으로써 투명전극(212)과 전극배선(222)을 개별적으로 형성할 때보다 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 마스크(60)의 장착시 레이저 빔의 왜곡을 방지하기 위해 마스크(60)를 투명절연기판(200)에 가깝게 위치시킬수록 정확한 패턴을 형성하는데 유리하지만, 서로 접촉되거나 너무 인접한 경우에는 식각시 발생되는 식각잔류물이 마스크(60)나 피식각층인 금속막(220)과 투명도전층(210)이나 미리 형성된 투명전극(212)에 부착되어 결함으로 작용하여 패턴의 정밀도를 저하시키기 때문에 적절한 거리를 택하여 상호 이격되도록 배치하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 패터닝시 사용되는 마스크(60)에는 레이저 빔을 반사시키는 반사막패턴(64)이 형성되어 있어 조사되는 레이저 빔의 대부분을 반사시키므로 레이저 빔의 에너지에 의해 마스크(60)가 손상되는 것을 방지할 수 있기 때문에 마스크(60)를 투명절연기판(200)과 동일한 크기로 구성하여 마스크(60)를 투명절연기판(200)에 인접하게 위치시킬 수 있고, 이러한 구성을 통해 레이저 발진기(20), 균질기(30), 반사경(40) 및 광학계(50)를 서로 동기화하여 이동시키거나, 마스크(60)와 스테이지(10)를 서로 동기화하여 이동시키면서 투명절연기판(200) 상부에 형성된 금속막(220)과 투명도전층(210)을 식각할 수 있으므로, 스테이지(10)나 마스크(60)의 이동에 따른 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
동시에, 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 마스크의 표면에 스캐닝하면서 피식각층을 패터닝하기 때문에 한 번에 가공되는 면적을 증가시킬 수 있어 공정 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.
또한, 금속막(220)을 제조원가가 낮은 인쇄방식을 이용하여 형성하는 경우에는, 종래에 사용되던 리소그래피방식에 비하여 제조원가를 절감할 수 있는 동시에, 인쇄방식를 통한 패턴 형성방식에 비하여 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 스테이지 20 : 레이저 발생기
30 : 균질기 40 : 반사경
50 : 광학계 60 : 마스크
62 : 베이스기판 64 : 반사막패턴
100 : 기판 110 : 하부피식각층
112 : 하부패턴 114, 214 : 콘택영역
120 : 상부피식각층 122 : 상부패턴
200 : 투명절연기판 210 : 투명도전층
212 : 투명전극 220 : 금속막
222 : 전극배선

Claims (10)

  1. 기판 상에 형성된 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    기판의 상부에 하부피식각층을 형성하는 단계와;
    상기 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계와;
    상기 기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되되,
    상기 마스크는,
    레이저 빔을 투과시키는 베이스 기판 상에, 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층이 교대로 반복하여 적층된 반사막 패턴이 형성되어 상기 기판과 1:1의 크기로 형성되고,
    상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는,
    레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 기판에 인접하여 구비되는 상기 마스크의 표면을 상기 라인 빔으로 스캐닝하면서 수행되도록 구성되어,
    기판의 별도 이동없이, 상기 주사되는 라인 빔의 스캐닝을 통해 기판 전면(全面)의 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하여, 하부패턴과 상부패턴이 중첩되어 연결되는 콘택(contact)영역을 포함하는, 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계는,
    증착 공정 또는 인쇄 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부피식각층은,
    스크린 인쇄방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계는,
    상기 하부피식각층 상부에 상기 상부피식각층을 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  5. 투명절연기판 상부에 형성되는 터치패널의 투명전극과, 상기 투명전극에 연결되는 전극배선을 형성하기 위한 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 있어서,
    투명절연기판 상부에 투명도전층을 형성하는 단계와;
    상기 투명도전층 상부에 금속막을 선택적으로 형성하는 단계와;
    상기 투명절연기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 투명절연기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 금속막 및 투명도전층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되되,
    상기 마스크는,
    레이저 빔을 투과시키는 베이스 기판 상에, 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층이 교대로 반복하여 적층된 반사막 패턴이 형성되어 상기 투명절연기판과 1:1의 크기로 형성되고,
    상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는,
    레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 투명절연기판에 인접하여 구비되는 상기 마스크의 표면을 상기 라인 빔으로 스캐닝하면서 수행되도록 구성되어,
    투명절연기판의 별도 이동없이, 상기 주사되는 라인 빔의 스캐닝을 통해 투명절연기판 전면(全面)의 상기 금속막 및 상기 투명도전층을 동시에 식각하여, 상기 금속막에 형성되는 전극배선과 상기 투명도전층에 형성되는 투명전극이 부분적으로 중첩되어 연결되는 콘택영역을 포함하는, 터치패널의 전극배선 및 투명전극 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속막을 선택적으로 형성하는 단계는,
    증착 공정 또는 인쇄 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속막은,
    스크린 인쇄방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속막을 선택적으로 형성하는 단계는,
    상기 투명도전층 상부에 상기 금속막을 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.
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