KR101194646B1 - 소프트몰드 제조방법 - Google Patents

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KR101194646B1
KR101194646B1 KR20050136173A KR20050136173A KR101194646B1 KR 101194646 B1 KR101194646 B1 KR 101194646B1 KR 20050136173 A KR20050136173 A KR 20050136173A KR 20050136173 A KR20050136173 A KR 20050136173A KR 101194646 B1 KR101194646 B1 KR 101194646B1
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김진욱
이창희
조규철
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 종래기술의 액정표시소자 제조방법에 사용되던 사진식각기술을 대체할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은, 박막트랜지스터 어레이 기판을 형성하는 단계; 컬러필터 기판을 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하는 단계; 및 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정을 충진하는 단계를 포함하며, 상기 박막트랜지터 어레이 기판을 형성하는 단계 또는 컬러필터 기판을 형성하는 단계 중 적어도 하나의 단계는, 소프트몰드(soft mold)를 이용한 패턴형성 방법을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 소프트몰드(soft mold)를 이용한 패턴형성 방법은, 마스터몰드(master mold)를 제조하는 단계; 상기 마스터몰드(master mold) 위에 프리폴리머(pre-polymer)를 도포하는 단계; 상기 프리폴리머(pre-polymer)를 경화시켜 폴리머(polymer)로 구성된 소프트몰드(soft mold)를 형성하는 단계; 상기 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold)를 분리시키는 단계; 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 위에 상기 소프트몰드(soft mold)를 접촉시키고 가열하는 단계; 상기 버퍼층이 형성된 기판과 상기 소프트몰드(soft mold)를 분리시켜서, 상기 버퍼층이 패턴을 형성하게 하는 단계; 및 상기 패턴을 형성한 버퍼층을 마스크로 기판을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
액정표시소자, 소프트 리쏘그라피(soft lithography), 마스터몰드, 소프트몰드

Description

소프트몰드 제조방법 {FABRICATING METHOD OF SOFT MOLD}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 분해도

도 2는 일반적인 액정표시소자의 단면도

도 3a ~ 도 3g는 종래기술의 액정표시소자 제조방법을 나타내는 단면도

도 4a ~ 도 4j는 본 발명의 액정표시소자 제조방법을 나타내는 단면도

도 5a ~ 도 5d는 본 발명의 마스터몰드 및 소프트몰드의 제조방법을 나타내는 단면도

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

405a, 405b, 405c: 버퍼층

407a, 407b, 407c: 소프트몰드(soft mold)

501: 마스터 몰드(master mold)

505: 플루오라이드(fluoride)기가 도입된 표면

511: 소프트몰드(soft mold)

삭제

본 발명은 소프트 리쏘그라피(soft-lithography)에 사용되는 소프트몰드 제조방법에 관한 것으로서, 특히 액정표시소자의 제조에 사용되는 소프트몰드(soft mold)의 제조시에 불량률을 감소시킬 수 있는 소프트몰드 제조방법에 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 액정층(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.

그리고 박막트랜지스터 어레이 기판은, 기판(101) 위의 화소영역(P)에 형성된 화소전극(107), 스위칭소자인 박막트랜지스터(TFT) 및 어레이배선(103, 105)으로 구성된다. 이 때, 박막 트랜지스터는 각 셀마다에 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막 트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(103)과 데이터배선(105)이 형성되며, 상기 게이트배선(103)과 데이터배선(105)이 교차하여 정의되는 영역에 화소영역(P)이 존재하고, 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.

이어서, 상기 액정표시소자를 구성하는 박막트랜지스터 어레이 기판의 단면구조를, 도 2를 참조하여 좀 더 자세히 설명한다.

일반적인 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(201) 위에 게이트전극(203)이 형성되어 있고, 상기 게이트전극(203) 위에 게이트절연층(205)을 사이에 두고 활성층 패턴(207)과 오믹컨택층(209a, 209b)이 형성되어 있다.

상기 오믹컨택층(209a, 209b)의 위에는 오믹컨택층(209a, 209b)과 소정의 영역이 중첩되도록 소스 및 드레인전극(211a, 211b)이 형성되어 있다.

상기 소스 및 드레인전극(211a, 211b) 위에는 상기 드레인전극(211b)의 일부를 노출시키는 층간절연층(213)이 형성되고, 층간절연층(213) 위에는 상기 노출된 드레인전극(211b)과 연결되는 투명한 화소전극(215)이 형성되어 있다.

전술한 바와 같이 이루어진 액정표시소자의 제조과정에는 다양한 패턴형성 과정이 필요하고, 이러한 패턴형성에는 일반적으로 사진식각기술이 이용된다.

이하에서, 도 3a ~ 도 3g를 참조하여 종래기술에서 사용되던 사진식각기술을 이용한 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법에 대하여 설명한다.

첫 번째 단계의 공정으로, 도 3a ~도 3c에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 절연기판(301) 위에 알루미늄(Al)과 같은 제 1 금속층(303a)을 형성하고, 사진식각기술을 이용하여 게이트전극(303)을 형성한다.

상기 사진식각기술은, 상기 제 1 금속층(303a) 위에 포토리지스트(photo-resist)를 도포하여 포토리지스트층(305a)을 형성한 후, 제 1 포토마스크(307)를 이용한 노광공정을 통하여 진행된다. 이때, 상기 제 1 포토마스크(307)는 도 3a에 도시된 바와 같이 투과영역(A)과 차단영역(B)으로 구성되며, 투과영역을 통과한 빛은 포토리지스트를 화학적으로 변화시킨다. 상기 포토리지스트의 화학적 변화는 포토리지스트의 종류에 따라 달라지는데, 포저티브 포토리지스트는 빛을 받은 부분이 현상액에 의하여 용해되는 성질로 변화되며, 네거티브 포토리지스트는 반대로 빛을 받은 부분이 현상액에 용해되지 않는 성질로 변화된다(이하에서는 포저티브 포토리지스트를 예로 설명한다).

상기 노광공정에 이어서, 포토리지스트(305a)의 노광된 부분을 현상액을 이용하여 제거하게 되면, 도 3b에 도시한 바와 같이 상기 제 1 금속층(303a) 위에 포토리지스트 패턴(305)이 형성된다. 그리고, 상기 포토리지스트 패턴(305)으로 1 금속층(303a)을 식각하고, 남은 포토리지스트 패턴(305)을 제거하면, 도 3c에 도시한 바와 같이 소정 형상의 게이트전극(303)이 형성된다.

다음 단계의 공정으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(303) 위에 게이트절연층(309)을 형성하고, 활성층 패턴(311) 및 오믹컨택층(313)을 형성한다. 상기 공정은 게이트전극(303)을 포함하는 기판 위에 산화실리콘(SiO2)이나 질화실리콘(SiNx)로 이루어진 게이트절연층(309)을 형성하고, 그 위에 순수한 비정질실리콘층(311)과 불순물이 도핑된 비정질실리콘층(313)을 형성한 후 상기 게이트전극(303) 형성 단계에서 설명한 사진식각기술로 상기 순수한 비정질실리콘층(311)과 불순물이 도핑된 비정질실리콘층(313)을 패터닝함으로써 이루어진다. 이때 사진식각기술에 제 2 포토마스크(미도시)가 사용된다.

다음 단계의 공정으로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 소스 및 드레인전극(315a, 315b)을 형성한다. 상기 공정은 활성층 패턴(311)과 오믹컨택층(315a, 315b)을 포함하는 기판 위에 알루미늄(Al)이나 몰리브덴(Mo)과 같은 제 2 금속층을 형성하고, 제 3 포토마스크(미도시)를 사용한 사진식각기술로 진행된다. 그 결과로, 상기 오믹컨택층(315a, 315b) 위에 소정의 간격으로 이격된 소스전극(315a)과 드레인전극(315b)이 형성된다.

다음 단계의 공정으로, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 소스 및 드레인전극(315a, 315b)을 포함하는 기판 위에 층간절연층(317)을 형성하고, 상기 층간절연층(317)에 하부 드레인전극(315)의 일부를 노출시키는 콘택트홀(319)을 형성한다. 이때, 상기 콘택트홀(319) 형성에 사진식각기술이 이용되며 제 4 포토마스크(미도시)가 사용된다.

마지막 단계의 공정으로, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 층간절연층(317) 위에 화소전극(319)을 형성한다. 상기 공정은 콘택트홀(도 3f의 319)을 포함하는 층간절연층(317) 위에 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)나 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전층을 형성하고, 사진식각기술로 상기 투명도전층을 패터닝하여 화소전극(319)을 형성하는 것이다. 이때 상기 화소전극(319)은 층간절연층(317)에 형성된 콘택트홀(도 3f의 319)을 통하여 하부의 드레인전극(315b)과 연결된다.

상기에서 전술한 바와 같은 공정을 통해 액정표시소자를 구성하는 박막트랜지스터 어레이 기판이 완성된다. 상기 공정에는 게이트전극 형성, 활성층 패턴 형 성, 소스/드레인전극 형성, 콘택트홀 형성 및 화소전극 형성 단계에서 총 5번의 사진식각기술이 사용된다.

그런데 상기에서 살펴본 바와 같이 사진식각기술에는 고가의 포토마스크가 필요하며, 노광 및 현상과 같은 복잡한 공정이 요구되므로 공정비용이 과다하고 수율관리가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사진식각기술을 대체하여 소프트 리쏘그라피(soft lithography)에 사용되는 소프트몰드(soft mold)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

삭제

상기의 목적을 달성하기 위한 소트프몰드 제조방법은 본체 위에 소정의 패턴을 형성할 물질을 적층하는 단계; 상기 소정의 패턴을 형성할 물질을 패터닝하는 단계; 상기 본체와 상기 소정의 패턴을 형성하는 물질 표면에 소수성기를 도입하는 단계; 상기 패턴이 형성된 본체 및 패턴 위에 프리폴리머를 도포하여 프리폴리머를 소수성기가 도입된 물질 표면과 접촉하고 도포된 프리폴리머를 경화하여 폴리머(polymer)로 구성된 소프트몰드(soft mold)를 형성하는 단계; 및 경화된 프리폴리머를 본체로부터 분리하여 본체의 소정의 패턴에 대응하는 음각패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이때, 상기 소프트몰드는 PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리이미드(polyimides)로 구성될 수 있다. 그리고 상기 버퍼층은 열을 가하면 점도가 낮아지고, 상기 소프트몰드와 작용하여 이동성이 커지는 특성을 가지는 수지(resin)인 것을 특징으로 한다. 상기 수지(resin)는 대표적으로 폴리스티렌(polystyrene)물질이 사용될 수 있다.

이하에서, 도4a ~ 도 4j을 참조하여 소프트 리쏘그라피(soft lithography)를 이용한 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

첫 번째 단계의 공정으로, 도 4a에 도시한 바와 같이, 기판(401) 위에 제 1 금속층(403a)을 형성하고 그 위에 버퍼층(405a)을 형성한다. 이때, 제 1 금속층(403a)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어지고, 상기 버퍼층(405a)은 폴리스티렌(polystyrene)과 같은 액상의 수지를 도포하여 형성되며 열이 가해지면 점도가 낮아져 이동성이 커지게 되는 특성을 가진다.

상기 제 1 금속층(403a)과 버퍼층(405a)이 형성된 기판(401)의 이격된 상부로부터 음각(B)과 양각(A)으로 패턴된 소프트몰드(soft mold, 407a)를 상기 버퍼층(405a)에 접촉시킨다. 이때, 상기 소프트몰드(soft mold, 407a)는 프리폴리머(pre-polymer)를 경화시켜 만들어지고, 프리폴리머(pre-polymer)가 경화된 후에 부드러운 물성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 소프트 몰드(soft mold, 407a)의 재료로는 PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리이미드(polyimides)를 들 수 있으며, PDMS(polydimethylsiloxane)에 약 10 중량%의 경화제를 섞은 PDMS 몰드로 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 소프트몰드(soft mold, 407a)는 패턴이 형성될 부분에 대응되도록 위치하며, 상기 양각 패턴(A)을 버퍼층(405a)에 접촉한 후 일정한 열을 가하게 되면, 상기 버퍼층(405a)은 순식간에 점도가 낮아지면서 상기 소프트몰드(soft mold, 407a)의 음각패턴(B)으로 이동하게 된다.

따라서, 일정 시간이 경과한 후에 상기 소프트몰드(soft mold, 407a)를 기판과 분리시키면, 도 4b에 도시한 바와 같이 상기 음각패턴(B)의 형상과 동일한 소정 형상의 버퍼층(406a)이 상기 제 1 금속층(102) 위에 남게 된다.

다음 단계의 공정으로, 도 4c에 도시된 바와 같이. 상기 패터닝된 버퍼층(406a)을 마스크로 제 1 금속층(403a)을 식각한 후, 패터닝된 버퍼층(406a)을 제거하여, 게이트전극(403)을 형성한다.

전술한 바와 같은, 소프트 리쏘그라피(soft lithography) 공정은 이후 공정에서도 계속 적용되며, 이하에서는 소프트 리쏘그라피(soft lithography)에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다음 단계의 공정으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(405)을 포함하는 기판(401) 위에 게이트절연층(409)과 반도체층(411, 413)을 적층하고, 그 위에 버퍼층(405b)을 형성한다. 이때, 상기 게이트절연층(409)은 질화실리콘(SiNx)이나 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질로 구성되고, 상기 반도체층(411, 413)은 순수한 비정질실리콘(411)과 불순물이 도핑된 비정질실리콘(413)이 차례로 적층되어 구성된다.

그리고 상기 반도체층(411, 413) 위에 버퍼층(405b)을 적층하고, 그 위의 이격된 위치에 소정의 양각패턴(A)과 음각패턴(B)을 가지는 소프트몰드(407b)를 위치시킨다.

다음 단계의 공정으로, 도 4e에 도시된 바와 같이, 소프트 리쏘그라피(soft lithography)를 이용하여 상기 버퍼층에 패턴을 형성한다.

그리고 상기 버퍼층에 형성된 패턴(406b)을 마스크로, 도 4f에 도시된 바와 같이 상기 반도체층(411, 413)을 패터닝한다. 이때 상기 패터닝된 반도체층 중 순수한 비정질실리콘층은 활성층 패턴(415)을 구성하고, 불순물이 도핑된 비정질실리콘층은 오믹컨택층(417)을 구성한다.

다음 단계의 공정으로, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 활성층 패턴(415)과 오믹컨택층(417)이 형성된 기판(401)의 전면에 알루미늄(Al)이나 알루미늄합금(AlNd) 등으로 구성된 제 2 금속층(419)을 형성한다. 그리고, 상기 제 2 금속층(419) 위에 버퍼층(405c)을 적층하고, 상기 버퍼층(405c) 위의 이격된 위치에는 소 정의 패턴이 형성된 소프트몰드(soft mold, 407c)를 위치시킨다.

이어서, 소프트 리쏘그라피(soft lithography)를 이용하여 상기 버퍼층에 도 4h에 도시된 바와 같은 패턴을 형성하고, 상기 패터닝된 버퍼층(406c)을 마스크로 제 2 금속층(419)을 식각하여, 도 4i에 도시한 바와 같이 소스 및 드레인전극(419a, 419b)을 형성한다.

전술한 바와 같은 공정을 통해 게이트전극(405), 활성층 패턴(415) 및 소스/ 드레인전극(419a, 419b) 등으로 구성된 박막트랜지스터를 형성할 수 있다.

마지막 단계의 공정으로, 도 4j에 도시된 바와 같이, 층간절연층(421)과 화소전극(423)을 형성한다. 이때, 상기 층간절연층(421)은 벤조사이클로부텐(BCB)이나 아크릴(acryl)계 수지(resin)와 같은 유기절연물질을 적층하여 형성할 수 있고, 상기 화소전극(413)은 소프트 리쏘그라피(soft lithography)에 의하여 형성할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예인, 소프트 리쏘그라피(soft lithography)를 이용한 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법에 대하여 살펴보았다. 다만, 상기 실시예에서는 게이트전극, 활성층패턴, 소스/드레인전극 및 화소전극 형성 단계에서 모두 소프트 리쏘그라피(soft lithography)가 사용되었지만, 본 발명은 상기 실시예에 국한되지 않으며 다양한 패턴형성 단계에서 사진식각기술과 같은 방법과 함께 사용될 수 있다. 그리고 컬러필터 기판의 제조에 있어서도 블랙매트릭스, 컬러필터 패턴 또는 공통전극 형성 단계에서 상기 소프트 리쏘그라피(soft lithography)가 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 소프트 리쏘그라피(soft lithography)에 필요한 마스터몰드(master mold) 및 소프트몰드(soft mold)의 구성 및 그 제조방법에 대하여 살펴본다.

먼저, 본 발명을 이루는 마스터몰드(master mold)의 구성은, 본체와 상기 본체 위에 형성된 소정의 패턴으로 구성되며, 상기 본체와 상기 소정의 패턴을 구성하는 물질의 표면에 소수성기가 도입된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소수성기는 플루오라이드(fluoride)일 수 있으며, 상기 본체는 유리판이나 유리판 위에 금속층이 적층된 것일 수 있다. 그리고 상기 소정의 패턴을 구성하는 물질은 금속, 산화실리콘, 질화실리콘, 포토리지스트, 왁스 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

마스터몰드(master mold)의 구성을 설명한 것에 이어서, 도 5a ~ 도 5d를 참조하여, 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold)의 제조방법에 대하여 설명한다.

첫 번째 단계의 공정으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본체(501) 위에 소정의 패턴(503)을 형성할 물질을 적층하고, 상기 소정의 패턴(503)을 형성할 물질을 패터닝한다. 이때, 상기 본체(501)는 유리판이나 유리판 위에 금속층이 적층된 것일 수 있고, 상기 소정의 패턴(503)을 구성하는 물질은 금속, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 포토리지스트, 왁스 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 패터닝에는 사진식각기술이 이용될 수 있다.

다음 단계의 공정으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 본체(501)와 상기 소정의 패턴(503)을 형성하는 물질 표면에 소수성기(505)를 도입한다. 이때, 상기 소수성기(505)는 플루오라이드(fluoride)일 수 있으며, 상기 본체(501)와 상기 소정의 패턴(503)을 형성하는 물질 표면에 소수성기(505)를 도입하는 단계는 플라즈마 처리에 의하여 이루어질 수 있다. 그리고 상기 플라즈마 처리에는 플루오린(fluorine) 원소가 포함된 분자, 즉 예를 들면 CF4 또는 SF6와 같은 분자를 포함하는 기체가 이용될 수 있다. 상기 플라즈마 처리조건의 일 실시예로는 plasma power: 700W / 공정압력: 200Torr / CF4 유량: 100sccm / 공정시간: 30sec이 사용될 수 있다. 이로써 마스터몰드(master mold, 507)가 완성된다.

다음 단계의 공정으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 마스터몰드(master mold, 507) 위에 프리폴리머(pre-polymer, 509)를 도포하고 경화시킨다. 이때, 상기 프리폴리머(pre-polymer, 509)로는 PDMS(polydimethylsiloxane)가 널리 사용되고, 이 외에도 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이미드(polyimides) 등이 사용될 수 있다.

마지막 단계의 공정으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 마스터몰드(master mold, 507)와 소프트몰드(soft mold, 511)를 분리시킨다. 이때, 상기 소프트몰드(soft mold, 511의 표면에는 마스터몰드(master mold, 도 5b의 507)에 형성된 패턴이 전사된다.

이어서, 상기 마스터몰드(master mold)를 구성하는 본체와 소정의 패턴을 형성하는 물질 표면에 소수성기를 도입하는 이유에 대하여 설명한다.

상기에서 설명한 소프트몰드의 제조과정 중 마스터몰드와 소프트몰드를 분리 시키는 과정에서는 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold)와의 접착력이 문제된다. 즉, 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold) 간의 접착력으로 인하여 이들을 분리시키는 과정에서, 소프트몰드(soft mold)의 재료 일부가 마스터몰드(master mold)와 분리되지 않으면 소프트몰드(soft mold)에 패턴불량이 발생하게 된다.

일반적으로 접촉하는 두 물질 간의 접착력은 두 물질의 친수성질에 의존하는데, 친수성이 큰 물질일수록 접착력은 커지고, 소수성이 큰 물질일수록 접착력이 작아진다. 따라서, 본 발명에서와 같이 마스터몰드(master mold)의 표면에 플루오라이드(fluoride)와 같은 소수성기가 도입되면 마스터몰드(master mold)와 소프트몰드(soft mold) 간의 접착력이 약해져서 분리가 용이하고, 소프트몰드(soft mold)의 패턴 불량율이 감소한다.

상기 마스터몰드(master mold)의 친수성질은, 물과의 젖음성(wettability)을 나타내는 접촉각(contact angle) 측정 실험을 통하여 알아볼 수 있다.

상기 접촉각 측정을 위하여, 유리판 위에 크롬(Cr)이 적층된 본체와 소정의 패턴이 형성된 포토리지스트로 구성된 마스터몰드(master mold)를 플라즈마 처리하여, 플라즈마 처리 전후의 포토리지스트층에서는 접촉각을 측정하였다. 이때, 플라즈마 처리 조건은 plasma power: 700W / 공정압력: 200Torr / CF4 유량: 100sccm / 공정시간: 30sec이 사용되었다.

접촉각 측정 결과는, 플라즈마 처리 전의 포토리지스트층에서는 약 95°이었으나, 플라즈마 처리 후에는 약 110°로 높아졌다. 따라서 플라즈마 처리 후에 마 스터 몰드의 표면에 플루오라이드(fluoride)기가 도입되어, 소수성이 커진 것을 알 수 있었다.

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 사진식각기술을 대체하여 공정비용을 감소시킬 수 있고, 생산수율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마스터몰드(master mold)는 표면에 소수성기인 플루오라이드(fluoride)가 도입되어, 소프트몰드 제조시에 불량율을 감소시킬 수 있는 유리한 효과를 가진다.

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  6. 본체 위에 소정의 패턴을 형성할 물질을 적층하는 단계;
    상기 소정의 패턴을 형성할 물질을 패터닝하는 단계;
    상기 본체와 상기 소정의 패턴을 형성하는 물질 표면에 소수성기를 도입하는 단계;
    상기 패턴이 형성된 본체 및 패턴 위에 프리폴리머를 도포하여 프리폴리머를 소수성기가 도입된 물질 표면과 접촉하고 도포된 프리폴리머를 경화하여 폴리머(polymer)로 구성된 소프트몰드(soft mold)를 형성하는 단계; 및
    경화된 프리폴리머를 본체로부터 분리하여 본체의 소정의 패턴에 대응하는 음각패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 소수성기는,
    플루오라이드(fluoride)인 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 본체는,
    유리판인 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 본체는,
    유리판 위에 금속층이 적층된 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 본체와 상기 소정의 패턴을 형성하는 물질 표면에 소수성기를 도입하는 단계는,
    플라즈마 처리에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는,
    플루오린(fluorine) 원소가 포함된 분자를 포함하는 기체를 이용한 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 플루오린(fluorine) 원소가 포함된 분자는,
    CF4 또는 SF6인 것을 특징으로 하는 소프트몰드(soft mold)의 제조방법.
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