KR101275802B1 - 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

패터닝이 가능한 서로 다른 2 이상의 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법dl 제공된다. 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재와, 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 제1 유기막 상에 형성된, 감광제를 함유하는 제2 유기막을 포함한다.
다층 드라이 필름 레지스트, 라미네이션, 블랙 매트릭스

Description

액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법{Method for fabrication plate for liquid crystal display panel using the mulitlayer dry film resist}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 단면도이다.
도 3a 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트 제조 방법의 일 공정 단계의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 8a 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 18 내지 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 25 내지 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 30 내지 도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 34 내지 도 37은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 38은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 제1 표시판 110: 제1 절연 기판
162: 유기 절연막 172, 232: 블랙 매트릭스
182, 252: 스페이서 200: 제2 표시판
210: 제2 절연 기판 220: 공 전극
300: 액정층 400: 액정 표시 패널
본 발명은 다층 드라이 필름 레지스트에 관한 것으로서, 패터닝이 가능한 서로 다른 2 이상의 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 서로 대향하는 2장의 표시판과 2장의 표시판들 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하여 이루어진다. 각 표시판들은 지지 기판으로서 투명한 절연 기판이 채용한다. 절연 기판 위에는 다수개의 박막 패턴이 형성된다.
이러한 박막 패턴을 형성하는 대표적인 방법으로는, 구성 물질을 적층하고, 사진 공정을 통해 패터닝하는 방법이 있다. 구체적으로, 구성 물질층 상에 포토레지스트를 도포하고 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 구성 물질층을 패터닝한다. 구성 물질층이 감광제를 포함하는 경우에는 별도의 포토레지스트 패턴을 형성하지 않고, 노광 및 현상만으로 구성 물질층을 패터닝한다.
여기서, 포토레지스트나 감광제를 포함하는 구성 물질들은 모두 액상으로 제공되기 때문에 스핀 코팅 등의 방법으로 도포된 후, 건조 및 베이크 공정을 거치게 된다. 그런데, 이러한 코팅 장비가 고가일 뿐만 아니라, 코팅 방법에 따라서는 코팅 후 도포된 구성 물질층의 평탄도가 불량해질 수 있다. 또, 도포 후 수행되는 건조 및 베이크 공정은 전체적인 공정 시간을 증가시킨다. 나아가, 사진 공정마다 수반되는 베이크 공정은 구성 물질이 도포되는 기판에 스트레스를 부여할 수 있으며, 그에 따라 절연 기판 또는 그 위에 형성되는 박막을 구성하는 물질에 대한 선택의 폭을 제한할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패터닝이 가능한 서로 다른 2 이상의 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 다층 드라이 필름 레지스트를 이용한 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재와, 상기 베이스 기재 상에 형성된, 감광제를 함유하는 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법은 제1 베이스 기재 상에 감광제를 함유하는 제1 유기막이 형성되어 있는 제1 드라이 필름 및 제2 베이스 기재 상에 제2 유기막이 형성되어 있는 제2 드라이 필름을 제공하는 단계, 및 상기 제2 유기막이 상기 제1 유기막에 대향하도록 상기 제2 드라이 필름을 상기 제1 유기막 상에 배치하고 라미네이션하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법은 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 절연 기판 상에 보호막을 형성하는 단계와, 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제2 유기막이 상기 보호막에 대향하도록 상기 보호막 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계와, 상기 베이스 기재를 제거하는 단계, 및 상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법은 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 절연 기판 상에 보호막을 형성하는 단계와, 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막, 및 상기 제2 유기막 상에 형성된 제3 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제3 유기막이 상기 보호막에 대향하도록 상기 보호막 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계와, 상기 베이스 기재를 제거하는 단계, 및 상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 및 상기 제3 유기막을 패터닝하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따 른 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법은 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제2 유기막이 절연 기판에 대향하도록 상기 절연 기판 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계와, 상기 베이스 기재를 제거하는 단계, 및 상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하 게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below 또는 beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 따른 다층 드라이 필름 레지스트에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 다층 드라이 필름 레지스트(30)는 베이스 기재(10) 상에 형성된 제1 유기막(11) 및 제1 유기막(11) 상에 형성된 제2 유기막(12)을 포함한다.
베이스 기재(10)는 유기막을 지지하는 기능을 하는 어떠한 물질로 이루어질 수 있지만, 다층 드라이 필름 레지스트(30)가 제조상 또는 후술하는 기판 상의 적층 공정상 롤 형상으로 제조 및/또는 보관될 수 있기 때문에, 플렉서블한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트 (PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌 (PolyEthylene; PE) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Poly Ethylene Terephthalate; PET) 등으로 이루어질 수 있다. 바람직하기로는 제조 공정 및 제조 단가 측면에서 PET로 이루어질 수 있다.
제1 유기막(11)은 베이스 기재(10) 상에 코팅되어 형성된다. 제1 유기막(11)은 제1 유기 물질을 포함하며, 감광제를 포함할 수 있다.
제2 유기막(12)은 제1 유기막(11) 상에 라미네이션 또는 코팅 등의 방법으로 적층되어 있다. 제2 유기막(12)은 제2 유기 물질을 포함하며, 감광제를 포함할 수 있다.
제1 유기 물질과 제2 유기 물질은 다층 드라이 필름 레지스트(30)가 적용되는 구조에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 유기막(11)이 액정 표시 패널의 스페이서로 적용되고, 제2 유기막(12)이 유기 절연막으로 적용되는 경우, 제1 유기 물질은 탄성을 갖는 스페이서용 유기 물질이 사용될 수 있으며, 제2 유기 물질로는 유기 절연막용 유기 물질이 사용될 수 있 다.
감광제는 제1 유기막(11) 및/또는 제2 유기막(12)에 포함될 수 있다. 감광제는 자외선 등의 빛의 조사에 따라, 수소 이온을 생성하여 노광 영역의 유기 물질 구조를 현상액에 용해될 수 있는 구조로 변형하는 PAG(Photo Acid Generator)일 수 있다.
또한, 제1 유기막(11) 및/또는 제2 유기막(12)은 적용되는 구조나 공정에 따라 다른 첨가물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 유기막(11)이 블랙 매트릭스로 적용될 경우, 제1 유기막(11)은 블랙 색상을 가질 수 있으며, 이를 위해 제1 유 기막(11)은 카본 블랙을 더 포함할 수 있다. 또, 제1 유기막(11) 및/또는 제2 유기막(12)이 네가티브 타입으로 패터닝되는 경우, 제1 유기막(11) 및/또는 제2 유기막(12)은 크로스링커(crosslinker)를 더 포함할 수 있다.
한편, 유기막(11, 12)이 액정 표시 패널의 오버코트막으로 적용되는 경우, 별도의 패터닝이 필요하지 않기 때문에, 감광제를 포함하지 않을 수도 있다.
다층 드라이 필름 레지스트(30)는 제2 유기막(12)을 덮는 커버 기재(13)를 더 포함할 수 있다. 커버 기재(13)는 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌 (PolyEthylene; PE) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Poly Ethylene Terephthalate; PET) 등으로 이루어질 수 있다. 바람직하기로는 PE로 이루어질 수 있다. 또, 적용 공정에 따라서는 커버 기재(13)로서 베이스 기재(10)와 동일한 기재가 사용될 수도 있다.
한편, 다층 드라이 필름 레지스트(30)가 기판에 적층되는 경우, 때때로 베이스 기재(10) 및/또는 커버 기재(13)를 유기막(11, 12)으로부터 분리할 필요가 있다. 따라서, 베이스 기재(10)와 커버 기재(13)는 유기막(11, 12)으로부터 분리가 용이한 것이 바람직하다. 즉, 베이스 기재(10) 및/또는 커버 기재(13)와 유기막(11, 12)의 결합력은 제1 및 제2 유기막(11, 12)간의 결합력보다 작은 것이 바람직하다. 이를 위해, 유기막(11, 12)에 접하는 베이스 기재(10) 및/또는 커버 기재(13)의 면에는 결합력을 저감시키는 코팅면이 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 단면도 이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트(35)는 제2 유기막(12) 상에 제3 유기막(14)을 더 구비하는 점이 본 발명의 일 실시예와 다르다. 제3 유기막(13)은 제3 유기 물질을 포함하며, 필요에 따라 감광제를 함유할 수 있다.
또, 도면에서 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예들에서는 제3 유기막(14)이 베이스 기재(10)와 제1 유기막(11) 사이 또는 제1 유기막(11)과 제2 유기막(12) 사이에 형성될 수도 있다. 또, 제3 유기막(14) 이외에 제4 유기막(미도시), 제5 유기막(미도시)이 동일한 방법 및 다양한 적층 순서로 더 구비될 수 있음은 물론이다.
이하, 상기한 바와 같은 다층 드라이 필름 레지스트를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 이하에서 개시되는 제조 공정 단계별 중간 구조물의 구조 및 구성 물질이 이상에서 설명한 다층 드라이 필름 레지스트의 구조 및 구성 물질과 동일하거나 그로부터 용이하게 유추할 수 있는 경우 중복 설명을 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 3a 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다. 도 3a를 참조하면, 먼저 제1 베이스 기재(10) 상에 제1 유기막(11)을 형성한다. 제1 유기막(11)은 예를 들어 다음의 방법으로 형성된다. 즉, 제1 유기 물질과 감광제 및 용매를 포함하는 액상의 제1 유기 조성물을 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 등을 이용하여 베이스 기재(11) 상에 도포한 다. 이어서, 도포된 제1 유기 조성물을 건조하여 제1 드라이 필름(30a)을 완성한다.
제1 유기 조성물의 건조를 위한 본 발명의 몇몇 실시예는 예컨대 오븐 등과 같은 열처리 챔버를 이용한다. 이때, 열처리 온도는 약 70℃ 내지 130℃일 수 있으며, 열처리 시간은 10분 내지 30분일 수 있다. 여기서 제1 유기 조성물은 노광 및 현상 등의 공정에서 요구되는 정도로 경화될 필요는 없으며, 단지 제1 유기 조성물의 용매가 제거되기만 하면 충분하다. 따라서, 경화 공정에서와 같이 진공 건조 공정 및 베이크 공정을 별도로 진행할 필요가 없으며, 열처리 챔버에서 열처리 공정만 하더라도 용매가 제거될 수 있다. 따라서, 코팅 공정이 상대적으로 단순하다.
본 발명의 다른 몇몇 실시예에서는 제1 유기 조성물의 건조를 위해 열처리 챔버 대신 핫 플레이트나 적외선 램프를 이용할 수 있다. 이 경우, 열처리 챔버에서와는 달리 공정이 중단되지 않고 이송 라인 상에서 연속적으로 이루어질 수 있으므로, 공정 효율이 더욱 개선될 수 있음은 자명하다.
도 3b를 참조하면, 제1 드라이 필름(30a)의 제조와 동시에 또는 별도로 제2 드라이 필름(30b)을 제조한다. 즉, 제2 베이스 기재(20) 상에 제2 유기막(12)을 형성하고, 이를 건조하여 제2 드라이 필름(30b)을 완성한다. 제2 드라이 필름(30b)은 제2 유기 물질과 감광제 및 용매를 포함하는 액상의 제2 유기 조성물을 이용하여 형성하는 것을 제외하고는 제1 드라이 필름(30a)과 동일한 방법으로 제조된다.
이어서, 제1 드라이 필름(30a)에 제2 드라이 필름(30b)을 라미네이터를 이용하여 라미네이션한다.
도 4를 참조하면, 상기 라미네이션을 위해 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 라미네이터는 압착 수단을 포함한다. 압착 수단은 예컨대, 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42)일 수 있다.
이러한 라미네이터를 이용하여 제1 드라이 필름(30a)에 제2 드라이 필름(30b)을 라미네이션시키는 방법을 설명하면, 제1 드라이 필름(30a)의 제1 유기막(11) 표면과 제2 드라이 필름(30b)의 제2 유기막(12)의 표면이 마주하도록 제2 드라이 필름(30b)을 위치시킨다. 이어서, 제1 유기막(11)과 제2 유기막(12)이 면접한 상태로 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)을 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42) 사이로 통과시킨다. 구체적인 방법으로, 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)을 고정하고 이들의 외측으로 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42)를 회전 이동하여 압착하거나, 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42)의 위치를 고정한 상태에서 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)을 이들 사이로 통과시킬 수 있다. 여기서, 압착 롤러(41, 42)의 롤링 속도와 압착 롤러(41, 42)에 대한 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)의 상대적 이동 속도는 실질적으로 동일할 수 있다.
압착 롤러(41, 42)의 롤링 속도 또는 압착 롤러(41, 42)에 대한 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)의 상대적 이동 속도는 예를 들어, 0.1cm/s 내지 2cm/s일 수 있다. 충분한 압착력을 전달하기 위한 바람직한 상기 속도는 0.7cm/s 내지 0.9cm/s일 수 있다.
압착 롤러(41, 42) 사이를 통과하는 동안의 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)에 가해지는 압력은 제1 압착 롤러(41)와 제2 압착 롤러(42) 사이의 이격 거 리, 제1 및 제2 드라이 필름(30a, 30b)의 탄성력 등에 의해 조절될 수 있다. 충분한 압착력을 받기 위한 상기 압력은 예컨대, 10,000Pa 내지 200,000Pa일 수 있다. 바람직하기로는 110,000Pa 내지 120,000Pa일 수 있다.
또, 압착 롤러(41, 42)는 히터 등과 같은 가열 수단을 포함할 수 있으며, 압착시 소정 온도 이상으로 가열될 수 있다. 대체예로서, 히터 등을 구비하지 않고, 공정 라인 또는 공정 챔버 내의 온도를 제어함으로서, 압착 온도를 조절할 수도 있다. 압착 온도는 제1 드라이 필름(30a)의 제1 유기막(11) 및 제2 드라이 필름(30b)의 제2 유기막(12)이 적어도 부분적으로 용해 또는 활성화되어 상호 압착이 용이하게 되는 온도로 설정될 수 있다. 따라서, 압착 온도는 제1 유기막(11) 및 제2 유기막(12)의 종류 및 압착 롤러(41, 42)의 압착력에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 일예로, 약 70℃ 내지 130℃의 범위일 수 있다. 바람직하기로는 110,000Pa 내지 120,000Pa의 압력 범위에서, 85℃ 내지 95℃일 수 있다.
상기 라미네이션 결과, 제1 베이스 기재(10) 상에 제1 유기막(11), 제2 유기막(12) 및 제2 베이스 기재(20)가 순차적으로 형성된 다층 드라이 필름 레지스트가 완성된다. 여기서, 제2 베이스 기재(20)는 커버 기재로 이용될 수 있다. 필요에 따라서는 최상층의 제2 베이스 기재(20)는 제거될 수 있으며, 제2 베이스 기재(20)의 제거 후, 제2 유기막(12) 상에 커버 기재를 부착할 수도 있다.
도 5는 상기 라미네이션을 위한 본 발명의 다른 몇몇 실시예들에 따른 라미네이터를 도시한다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 라미네이터는 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42) 이외에 제1 및 제2 권출 롤러(51, 52)와, 권취 롤러(60)를 더 포함한다. 제1 및 제 2 드라이 필름(30a, 30b)은 각각 제1 및 제2 권출 롤러(51, 52)에 권취되어 있으며, 이로부터 권출되어 제1 유기막(11)과 제2 유기막(12)이 면접한 상태에 이르게 된다. 이어, 제1 및 제2 압착 롤러(30a, 30b)를 지나면서 압착된 후, 권취 롤러(60)에 함께 권취된다. 필요에 따라 권취 롤러(60)에 권취되기 전에 제2 베이스 기재(20)를 제거할 수 있으며, 커버 기재를 부착할 수 있음은 물론이다.
한편, 제1 및 제2 유기막 이외에 제3 유기막 등을 더 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트의 경우에는 상기한 바와 같은 방법으로 2장의 드라이 필름을 적층한 다음, 상측에 위치하는 베이스 기재를 제거하고 다시 라미네이터를 이용하여 별도로 준비된 1장의 드라이 필름을 적층하는 것을 반복함으로써 얻어질 수 있다. 더욱 구체적인 방법은 상기 기재 내용으로부터 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이므로, 그 설명을 생략한다.
계속해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 드라이 필름 레지스트 제조 방법의 일 공정 단계의 단면도이다.
본 실시예에 따른 다층 드라이 필름의 제조 방법은 베이스 기재(10)에 제1 유기막(11)을 형성하고 이를 건조하는 단계까지는 도 2의 (a)에 도시된 단계와 실질적으로 동일하다. 이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 유기 물질, 감광제 및 용매를 포함하는 제2 유기 조성물을 예컨대, 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 등을 이용하여 제1 유기막(11) 상에 도포한다. 이어서, 제2 유기 조성물을 건조한다. 그 결 과, 제1 유기막(11) 상에 제2 유기막(12')이 적층되어 있는 다층 드라이 필름 레지스트(31)가 완성된다. 필요에 따라 제2 유기막(12') 상에 커버 기재를 부착할 수도 있다. 또, 3층 이상의 유기막을 형성하기 위해서는 상기의 단계를 반복적으로 수행한다. 상술한 바와 같이 본 실시예에서는 추가적인 라미네이션 공정없이 도포 공정 및 건조 공정만으로 다층 드라이 필름 레지스트를 제조하기 때문에, 공정 효율이 더욱 개선될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 다층 드라이 필름 레지스트는 액정 표시 패널용 표시판을 제조하는 데에 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 액정 표시 패널(400)은 제1 표시판(100), 그에 대향하는 제2 표시판(200), 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110) 상에 게이트 전극(121), 반도체층(130), 소오스 전극(145) 및 드레인 전극(146)을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있으며, 드레인 전극(146)은 화소 전극(192)에 물리적, 전기적으로 연결되어 있다.
제1 표시판(100)에 대해 더욱 상세히 설명하면, 투명한 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 상에 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(121)이 형성되어 있다. 게이트 전극(121) 위에는 질화 규소, 산화 규소 등으로 이루어진 게이트 절연막(122)이 적층되어 있다. 게이트 절연막(122) 위에는 수소화 비정질 규소 등으로 이루어진 반도체층(130)이 형성되어 있다. 반도체층(130) 상에는 도전성 물질로 이루어진 소오스 전극(145) 및 게이트 전극(121)을 중심으로 소오스 전극(145)과 이격되어 있는 드레인 전극(146)이 형성되어 있다. 소오스 전극(145)과 하부의 반도체층(130) 사이 및 드레인 전극(146)과 하부의 반도체층(130) 사이에는 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정질 규소 등으로 이루어진 저항성 접촉층(135, 136)이 개재되어 있다. 이들 게이트 전극(121), 소오스 전극(145) 및 드레인 전극(146)은 각각 박막 트랜지스터의 일 단자를 이루며, 반도체층(130)은 박막 트랜지스터의 채널부를 구성한다.
소오스 전극(145) 및 드레인 전극(146) 위에는 질화 규소 등으로 이루어진 보호막(152)이 형성되어 있다. 보호막(152) 위에는 유기 절연막용 유기 물질 및 감광제를 포함하는 유기 절연막(162)이 형성되어 있다. 보호막(152)과 유기 절연막(162)은 드레인 전극(146)의 일부를 노출하는 콘택홀(156)을 구비한다. 콘택홀(156)을 중심으로 박막 트랜지스터가 형성되지 않은 영역의 유기 절연막(162)의 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질 등으로 이루어진 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 콘택홀(156)을 통하여 드레인 전극(146)과 물리적, 전기적으로 연결된다.
박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역의 유기 절연막(162)의 위에는 블랙 매트릭스(172)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(172)는 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함한다. 블랙 매트릭스(172)는 블랙 색상을 나타내며, 이를 위해 카본 블랙을 더 함유할 수 있다. 블랙 매트릭스(172)의 두께는 유기 절연막(162)의 두께보다 작을 수 있다. 예컨대, 유기 절연막(162)의 두께가 약 5㎛ 내지 6㎛의 범위를 가질 경우, 블랙 매트릭스(172)는 그보다 작은 약 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 제1 표시판(100)의 최상면에는 배향막(미도시)이 형성될 수 있다.
제2 표시판(200)은 투명한 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 제2 절연 기판(210)의 전면에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(220)을 포함한다. 제2 표시판(200)의 최상면에는 배향막(미도시)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2 표시판(200)은 공통 전극(220) 위에 형성된 스페이서(250)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(250)는 제2 표시판(200)이 제1 표시판(100)과 대향하도록 배치될 때, 셀갭을 유지하는 역할을 하게 된다.
이와 같은 액정 표시 패널(400)에 편광판(미도시)을 부착하고, 구동 모듈(미도시) 및 백라이트 어셈블리(미도시)를 장착하게 되면, 액정 표시 장치가 완성된다. 상기한 바와 같은 구조의 액정 표시 패널(400)에 백색광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 장착하면 흑백 화상이 디스플레이될 수 있다. 또, 적색광, 녹색광, 청색광 등과 같은 다양한 색상을 나타내는 빛을 제공하는 백라이트 어셈블리를 장착하면, 컬러 화상을 디스플레이할 수 있다. 다양한 색상의 빛은, 광원으로서 예컨대 LED를 구비하는 백라이트 어셈블리에 의해 제공될 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 액정 표시 패널의 제조 방법에 대해 설명한다. 이하에서 개시되는 제조 공정 단계별 중간 구조물의 구조 및 구성 물질이 이상에서 설명한 다층 드라이 필름 레지스트의 구조 및 구성 물질과 동일하거나 그로부터 용이 하게 유추할 수 있는 경우 중복 설명을 생략하거나 간략화하기로 한다.
먼저, 도 8a 내지 도 14를 참조하여 제1 표시판의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 8a 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 게이트 전극(121), 반도체층(130), 소오스 전극(145) 및 드레인 전극(146)을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)을 제공한다. 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)은 본 기술 분야에 공지된 다양한 방법으로 준비될 수 있으며, 본 발명이 한정적으로 해석되는 것을 회피하기 위하여 구체적인 설명은 생략한다.
이어서, 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)의 전면에 질화 규소 등을 CVD 등의 방법으로 적층하여 보호막(150)을 형성한다. 도 8a의 '100a'는 보호막(150)이 형성되어 있는 기판을 지시한다.
도 8b를 참조하면, 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)의 제공 및 보호막(150)의 형성과 동시에 또는 별도로 다층 드라이 필름 레지스트(32)를 제공한다. 본 실시예에 적용되는 다층 드라이 필름 레지스트(32)는 베이스 기재(10) 상에 순차적으로 적층된 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)을 포함한다. 유기 절연막용 유기막(160)은 유기 절연막용 유기 물질, 및 감광제를 포함한다. 또, 블랙 매트릭스용 유기막(170)은 블랙 색상을 나타내며, 이를 위해 예컨대 카본 블랙을 더 포함한다.
이와 같은 다층 드라이 필름 레지스트(32)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법에 따라 제조되어 제공될 수 있으며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이어서, 도 9를 참조하면, 다층 드라이 필름 레지스트를 보호막 형성된 기판(100a) 위에 라이네이터를 이용하여 라미네이션한다. 본 단계는 도 4에서 설명한 라미네이터를 이용한 라미네이션 공정과 실질적으로 동일한 공정으로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 절연 기판(110)의 보호막(150) 상에 유기 절연막용 유기막(160)이 대향하도록 다층 드라이 필름 레지스트(32)을 위치시키고, 이를 제1 및 제2 압착 롤러(41, 42) 사이로 통과시킨다. 그 결과, 보호막(150) 상에 유기 절연막용 유기막(160), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 베이스 기재(10)의 순서로 다층 드라이 필름 레지스트(32)가 압착되어 적층된다. 이때, 압착 롤러(41, 42)의 롤링 속도 또는 압착 롤러(41, 42)에 대한 보호막이 형성되어 있는 기판(100a) 및 다층 드라이 필름 레지스트(32)의 상대적 이동 속도는 예를 들어, 0.1cm/s 내지 2cm/s일 수 있으며, 바람직하기로는 0.7cm/s 내지 0.9cm/s일 수 있다. 또, 압착 롤러(41, 42) 사이를 통과하는 동안의 보호막이 형성되어 있는 기판(100a) 및 다층 드라이 필름 레지스트(41, 42)에 가해지는 압력은 예컨대, 10,000Pa 내지 200,000Pa일 수 있으며, 바람직하기로는 110,000Pa 내지 120,000Pa일 수 있다. 압착 온도는 약 70℃ 내지 130℃일 수 있으며, 바람직하기로는 110,000Pa 내지 120,000Pa의 압력 범위에서, 85℃ 내지 95℃일 수 있다.
이어서, 도 10을 참조하면, 보호막이 형성되어 있는 기판(100a)의 최상면을 덮고 있는 베이스 기재(10)를 제거한다.
이상으로부터, 보호막 상의 유기 절연막용 유기막 및 블랙 매트릭스용 유기막의 적층이 고가의 장비 및 복잡한 공정을 요구하는 코팅 공정 없이 1회의 라미네이션만으로 가능함을 알 수 있다. 따라서, 공정 단가가 절감되고, 공정 효율이 개선될 수 있다. 또, 건조된 드라이 필름 레지스트를 적층하기 때문에, 코팅시 요구되던 건조 공정, 베이크 공정 등이 생략될 수 있다. 따라서, 다수회의 열처리에 따른 제1 절연 기판 및 그 위에 어레이된 박막 트랜지스터의 변형을 최소화할 수 있다.
계속해서, 적층된 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)을 패터닝한다. 구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이 유기 절연막용 유기막(160) 및 블랙 매트릭스용 유기막(170)이 적층된 기판 위에 마스크(400)를 배치한다. 마스크는 차광 영역(401), 반투광 영역(403) 및 투광 영역(405)을 포함하는 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크 등이 이용된다. 마스크(400)는 차광 영역(401)이 박막 트랜지스터 위, 반투광 영역(403)이 대부분의 화소 영역 상에, 투광 영역(405)이 박막 트랜지스터의 드레인 전극(146)의 일부에 각각 정렬하도록 배치된다.
이어서, 노광 및 현상한다. 여기서, 노광에 사용되는 빛은 블랙 색상의 블랙 매트릭스용 유기막(170)을 투과할 수 있는 파장을 갖는 빛으로서, 예컨대 자외선일 수 있다. 노광 및 현상 결과, 투광 영역의 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 현상액에 의해 제거되고, 차광 영역(401)에 대응하는 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 잔류한다. 또, 반투광 영역(403)을 통하여 노광된 영역의 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 부분적으로 제거된다. 이때, 노광량을 조절하게 되면 블랙 매트릭스용 유기막(160)만을 선택적으로 제거할 수 있다.
상기 패터닝 결과, 도 12에 도시된 바와 같이 드레인 전극(146)의 일부에 대응하는 보호막(150)의 노출 영역(155)을 제외하고는 기판의 전면에 유기 절연막용 유기막이 잔류하여 유기 절연막(162)을 이루고, 박막 트랜지스터가 형성된 영역에서는 유기 절연막(162) 상에 블랙 매트릭스용 유기막이 잔류하여 블랙 매트릭스(172)를 이루게 된다.
이어서, 도 13을 참조하면, 유기 절연막(162)을 식각 마스크로 이용하여 노출된 보호막(150)을 식각한다. 그 결과, 유기 절연막(162) 및 보호막(150)을 관통하며, 드레인 전극(146)의 일부를 노출하는 콘택홀(156)이 완성된다.
이어서, 도 14를 참조하면, 도 13의 결과물의 전면에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질을 예컨대, 스퍼터링 등의 방법으로 적층한 다음 패터닝하여 화소 전극(192)을 형성한다. 필요에 따라, 최상면에 배향막을 더 형성할 수 있다. 그 결과, 제1 표시판(100)이 완성된다.
계속해서, 도 15 및 도 16을 참조하여 제2 표시판의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 15를 참조하면, 제2 절연 기판(210)의 전면에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질을 예컨대, 스퍼터링 등의 방법으로 적층하여 공통 전극(220)을 형성한다.
이어서, 도 16을 참조하면, 공통 전극(220) 상에 스페이서용 유기막을 적층하고 패터닝하여 스페이서(252)를 형성한다. 적층하는 스페이서용 유기막이 감광제를 포함할 경우, 노광 및 현상만으로 스페이서(252)를 패터닝하고, 적층하는 스페이서용 유기막이 감광제를 포함하지 않을 경우 사진, 식각 공정으로 패터닝할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서는 스페이서로서 비드 스페이서를 사용할 수도 있으며, 이 경우 패터닝 공정이 생략될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 도 15의 결과물 또는 도 16의 결과물에 배향막 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상기한 바와 같이 별도의 공정으로 제조된 제1 표시판(100) 및 제2 표시판(200)을 대향 배치하고, 이를 합착한다. 이때, 바람직하기로는 스페이서(252)가 제1 표시판(100) 상의 블랙 매트릭스(172)에 정렬되도록 한다. 한편, 액정층(300)은 제1 표시판과 제2 표시판의 합착 전에 적하되어 형성될 수도 있고, 이들의 합착 후에 주입되어 형성될 수도 있다. 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 합착 및 이들 사이의 액정층(300)의 형성으로 액정 표시 패널(400)이 완성된다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다. 본 실시예에서, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따르 액정 표시 패널과 동일한 구조 및 기능을 갖는 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하거나 간략화하기로 한다. 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 패널(401)은 스페이서(182)가 제1 표시판(101)에 구비되어 있는 점이 도 7의 실시예와 다르다. 즉, 스페이서(172)는 제1 표시판(101)의 블랙 매트릭스(172) 상에 형성되어 있으며, 제2 표시판(201)이 제1 표시판(101)과 대향하도록 배치될 때, 스페이서(182)의 말단이 제2 표시판(201)의 공통 전극(220)에 맞닿는다.
이하, 상기한 바와 같은 액정 표시 패널의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 18 내지 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 18을 참조하면, 게이트 전극(121), 반도체층(130), 소오스 전극(145), 및 드레인 전극(146)을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)을 제공하고, 보호막(150)을 형성하는 단계까지는 본 발명의 일 실시예와 동일하다.
이어서, 보호막(150) 상에 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 등을 이용하여 유기 절연막용 유기막(161)을 도포한다. 이어서, 도포된 유기막(161)을 건조 및/또는 베이크한다. 여기서, 본 단계의 유기 절연막용 유기막(161)은 라미네이션 등의 방법으로 적층될 수도 있다.
이어서, 도 19를 참조하면, 유기 절연막용 유기막(161)을 패터닝하여 노출 영역(155)을 구비하는 유기 절연막(162)을 완성한다. 도포된 유기막(161)이 감광제를 포함하는 경우 유기막(161)은 노광 및 현상 공정만으로 패터닝될 수 있으며, 감광제를 포함하지 않는 경우 사진 식각 공정을 이용하여 패터닝될 수 있다.
이어서, 도 20을 참조하면, 패터닝된 유기 절연막(162)을 식각 마스크로 이용하여 하부의 노출된 보호막(150)을 식각한다. 그 결과, 유기 절연막(162) 및 보 호막(172)을 관통하며, 드레인 전극(146)의 일부를 노출하는 콘택홀(156)이 완성된다.
이어서, 도 21을 참조하면, 도 20의 결과물에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질을 예컨대, 스퍼터링 등의 방법으로 적층하고 패터닝하여, 대부분의 화소 영역을 덮으며, 드레인 전극(146)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극(192)을 형성한다.
이어서, 도 22를 참조하면, 도 21의 결과물에 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 스페이서용 유기막(180)을 적층한다. 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 스페이서용 유기막(180)의 적층은 도 8b 내지 도 10에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 진행될 수 있다. 이때, 사용되는 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재 상에 스페이서용 유기막(180) 및 블랙 매트릭스용 유기막(170)이 순차적으로 적층되어 있는 것이 사용됨은 물론이다. 여기서, 스페이서용 유기막(180)은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함한다. 스페이서용 유기 물질로는 탄성을 갖는 유기 물질이 바람직하게 사용된다.
이어서, 도 23을 참조하면, 적층된 스페이서용 유기막(180) 및 블랙 매트릭스용 유기막(170)을 패터닝한다. 즉, 도 23에 도시된 바와 같이 도 22의 결과물에 차광 영역(411), 반투광 영역(413) 및 투광 영역(415)을 포함하는 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크를 정렬하고, 노광 및 현상한다. 그 결과 도 24에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(172) 및 블랙 매트릭스(172) 상에 위치하는 스페이서(182)가 완성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이후, 도 24의 결과물 상에 배향막을 더 형 성할 수 있다.
도 25 내지 도 28은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제1 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다. 본 실시예에 따른 제1 표시판의 제조 방법은 유기 절연막, 블랙 매트릭스 및 스페이서가 동시에 라미네이션되고, 동일한 마스크를 이용하여 동시에 패터닝되는 것이 본 발명의 다른 실시예와 다르다.
도 25를 참조하면, 먼저 본 발명의 일 실시예에서와 동일한 방법으로 게이트 전극(121), 반도체층(130), 소오스 전극(145) 및 드레인 전극(146)을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 제1 절연 기판(110)을 제공하고, 보호막(150)을 형성한다. 이어서, 보호막(150) 상에 유기 절연막용 유기막(160), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 스페이서용 유기막(180)을 적층한다. 유기 절연막용 유기막(160), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 스페이서용 유기막(180)의 적층은 도 8b 내지 도 10에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 진행될 수 있다. 다만, 여기서 사용되는 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재 상에 스페이서용 유기막(180), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)의 총 3개의 유기막층이 적층되어 있는 점이 도 8b와 다르다.
이어서, 도 26을 참조하면, 적층된 스페이서용 유기막(180), 블랙 매트릭스용 유기막(170), 및 유기 절연막용 유기막(160)을 패터닝한다. 즉, 도 26에 도시된 바와 같이 도 25의 결과물에 차광 영역(421), 제1 반투광 영역(422), 제2 반투광 영역(423) 및 투광 영역(425)을 포함하는 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크 등과 같 은 마스크(420)를 정렬하고 노광 및 현상한다. 여기서 제1 반투광 영역(422)은 제2 반투광 영역(423)에 비해 노광시 사용되는 빛의 투과도가 더 낮다. 따라서, 노광 및 현상을 하게 되면, 투광 영역(425)의 스페이서용 유기막(180), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 현상액에 의해 모두 제거되고, 차광 영역(121)에 대응하는 스페이서용 유기막(180), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 모두 잔류하게 된다. 또, 제1 및 제2 반투광 영역(422, 423)을 통하여 노광된 영역의 스페이서용 유기막(180), 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)은 부분적으로 제거된다. 이때, 노광량을 조절하게 되면, 제1 반투광 영역(422)에 의해 노광된 영역은 스페이서 유기막(180)만이 선택적으로 제거되고, 하부의 블랙 매트릭스용 유기막(170) 및 유기 절연막용 유기막(160)이 잔류하도록 하며, 제2 반투광 영역(423)에 의해 노광된 영역은 스페이서용 유기막(180) 및 블랙 매트릭스용 유기막(170)이 선택적으로 제거되고, 하부의 유기 절연막용 유기막(160)을 잔류하도록 할 수 있다.
상기 패터닝 결과, 도 27에 도시된 바와 같이 드레인 전극(146)의 일부에 대응하는 보호막(150)의 노출 영역(155)을 제외하고는 기판의 전면에 유기 절연막용 유기막이 잔류하여 유기 절연막(162)을 이루고, 박막 트랜지스터가 형성된 영역에서는 유기 절연막(162) 상에 블랙 매트릭스용 유기막이 잔류하여 블랙 매트릭스(172)를 이루며, 블랙 매트릭스(172) 상에 스페이서용 유기막이 잔류하여 스페이서(182)를 이루게 된다.
이어서, 도 28을 참조하면, 보호막(150)의 노출 영역(155)을 식각하여 유기 절연막(162) 및 보호막(150)을 관통하는 콘택홀(156)을 완성한다. 이어서, 도 28의 결과물 상에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질을 적층하고 패터닝하여, 화소 전극(192)을 형성한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이후, 도 28의 결과물 상에 배향막을 더 형성할 수 있다. 본 실시예에 따른 방법에 의하면, 유기막, 블랙 매트릭스용 유기막 및 스페이서가 고가의 장비 및 복잡한 공정을 요구하는 코팅 공정 없이 1회의 라미네이션만으로 적층될 뿐만 아니라, 하나의 마스크에 의해 패터닝되기 때문에 공정 효율이 더욱 개선될 수 있다.
한편, 도 17에 도시된 액정 표시 패널용 제1 표시판(101)은 이상의 실시예들의 조합으로 제조될 수도 있다. 예를 들어 도 18의 단계 이후, 유기 절연막용 유기막 상에 블랙 매트릭스용 유기막 및 스페이서용 유기막을 라미네이션하고, 이후, 도 26 내지 도 28과 동일한 방법을 이용하여 완성될 수 있다.
다시 도 17을 참조하면, 제2 표시판(201)은 도 15 및 도 16을 참조하여 설명한 방법과 동일한 방법으로 제조될 수 있다. 또, 제1 표시판(101)과 제2 표시판(201)을 합착하고 액정층(300)을 형성하는 방법은 본 발명의 일 실시예와 실질적으로 동일하다.
본 실시예에서는 제2 표시판(201) 상에 스페이서를 형성하지 않으며, 공통 전극(220) 및/또는 배향막만을 형성하여 완성하기 때문에, 제2 절연 기판(210)에 가해지는 열처리 회수가 감소된다. 따라서, 제2 절연 기판(210)으로서 열팽창 계수가 큰 유리 기판, 예컨대 소다라임(sodalime)으로 이루어진 유리 기판을 적용하더라도, 열처리에 따른 변형 정도가 감소할 수 있다. 따라서, 제2 절연 기판의 재료 선택의 폭이 넓어질 수 있다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다. 본 실시예에서, 상술한 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널과 동일한 구조 및 기능을 갖는 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 29를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 패널(402)의 제1 표시판(102)은 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 점을 제외하고는 도 7의 제1 표시판(100)와 실질적으로 동일하다. 제2 표시판(202)의 경우, 제2 절연 기판(210) 상에 공통 전극(220)이 형성되어 있으며, 공통 전극(220) 위에는 블랙 매트릭스용 유기막으로 이루어진 블랙 매트릭스(232)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(232) 위에는 스페이서(252)가 형성되어 있다.
제1 표시판(101)의 제조 방법은 이상에서 설명한 도 8a 내지 도 14 및 도 18 내지 도 28의 실시예들로부터 용이하게 이해할 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 도 30 내지 도 32를 참조하여, 제2 표시판(202)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 30 내지 도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 30을 참조하면, 제2 절연 기판(210) 상에 공통 전극(220)을 형성하는 단계까지는 도 15의 실시예와 실질적으로 동일하다. 이어서, 공통 전극(220) 상에 블랙 매트릭스용 유기막(230) 및 스페이서용 유기막(250)을 적층한다. 블랙 매트릭스용 유기막(230) 및 스페이서용 유기막(250)의 적층은 도 8b 내지 도 10에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 진행될 수 있다. 이때, 사용되는 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재 상에 스페이서용 유기막(250) 및 블랙 매트릭스용 유기막(230)이 순차적으로 적층되어 있음은 물론이다.
이어서, 도 31을 참조하면, 적층된 스페이서용 유기막(250) 및 블랙 매트릭스용 유기막(230)을 패터닝한다. 즉, 도 31에 도시된 바와 같이 도 30의 결과물에 차광 영역(431), 반투광 영역(433) 및 투광 영역(435)을 포함하는 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크 등의 마스크(430)를 정렬하고, 노광 및 현상한다. 그 결과 도 32에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(232) 및 블랙 매트릭스(232) 상에 위치하는 스페이서(252)가 완성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이후, 필요에 따라 도 32의 결과물 상에 배향막을 더 형성하여 제2 표시판(202)을 완성할 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(220) 상에 블랙 매트릭스용 유기막(230) 및 스페이서용 유기막(250)이 고가의 장비 및 복잡한 공정을 요구하는 코팅 공정 없이 1회의 라미네이션으로 적층되기 때문에 공정 효율이 개선된다.
도 33은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다. 본 실시예에서, 상술한 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널과 동일한 구조 및 기능을 갖는 구성에 대해서는 중복 설명을 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 33을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 패널(403)의 제1 표시판(103)은 상술한 도 29의 제1 표시판(102)과 실질적으로 동일하다.
제2 표시판(203)의 경우, 제2 절연 기판(210) 상에 블랙 매트릭스(232)가 형 성되어 있다. 블랙 매트릭스(232)는 오버코트막(242)이 덮고 있으며, 오버코트막(242) 위에는 스페이서(252)가 형성되어 있다. 공통 전극(221)은 오버코트막(242) 및 스페이서(252)의 위에서 이들을 덮도록 형성되어 있다.
제1 표시판(103)의 제조 방법은 이상에서 설명한 도 8a 내지 도 14 및 도 18 내지 도 28의 실시예들로부터 용이하게 이해할 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 도 32 내지 도 37을 참조하여, 제2 표시판(203)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 34 내지 도 37은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널용 제2 표시판의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
먼저, 도 34를 참조하면, 제2 절연 기판(210) 상에 블랙 매트릭스용 유기막을 적층하고 이를 패터닝하여 블랙 매트릭스(232)를 형성한다. 구체적으로, 슬릿 코팅, 스핀 코팅 등의 방법이나, 라미네이션 등의 방법을 이용하여 제2 절연 기판(210) 상에 블랙 매트릭스용 유기막을 적층한다. 이어서, 블랙 매트릭스용 유기막이 감광제를 포함하는 경우는 노광 및 현상으로, 감광제를 포함하지 않는 경우는 사진 식각 공정으로 블랙 매트릭스용 유기막을 패터닝하여 블랙 매트릭스(232)를 형성한다.
이어서, 도 35를 참조하면, 블랙 매트릭스(232)가 형성된 제2 절연 기판(210) 상에 오버코트막(242) 및 스페이서용 유기막(250)을 적층한다. 오버코트막(242) 및 스페이서용 유기막(250)의 적층은 도 8b 내지 도 10에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 진행될 수 있다. 이때, 사용되는 다층 드라이 필름 레지스트는 베이스 기재 상에 스페이서용 유기막(250) 및 오버코트막(242)이 순차적으로 적층되 어 있음은 물론이다. 여기서, 오버코트막(242)은 평탄도가 우수한 오버코트용 유기 물질을 포함하되, 패터닝될 필요가 없기 때문에, 별도의 감광제를 포함하지 않을 수 있다.
이어서, 적층된 스페이서용 유기막(250)을 노광 및 현상하여 패터닝한다. 그 결과, 도 36에 도시된 바와 같이 오버코트막(242) 위에 스페이서(252)가 형성된다.
이어서, 도 37을 참조하면, 도 36의 결과물의 전면에 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질을 예컨대, 스퍼터링 등의 방법으로 적층하여 공통 전극(221)을 형성한다. 이후, 필요에 따라 배향막을 더 형성하여 제2 표시판(203)을 완성한다.
본 실시예에서는 블랙 매트릭스(232) 상에 오버코트막(242) 및 스페이서용 유기막(250)이 고가의 장비 및 복잡한 공정을 요구하는 코팅 공정 없이 1회의 라미네이션으로 적층되기 때문에 공정 효율이 개선된다. 더욱이, 상기 라미네이션으로 형성된 오버코트막은 스핀 코팅에서와 같은 표면 왜곡이 발생하지 않기 때문에, 평탄도가 더욱 증가할 수 있다.
도 38은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 38을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 패널(404)은 제2 표시판(204)의 공통 전극(222)이 스페이서(252)의 표면에 형성되지 않은 점이 도 33의 실시예에서와 다르다. 이를 위해 제2 표시판(204)은 공통 전극의 적층 후 이를 패터닝하는 공정을 더 포함하여 제조된다. 본 실시예는 스페이서(252)의 표면에 전계를 왜곡할 수 있는 전극이 형성되어 있지 않으므로, 액정 분자의 정밀한 제어에 유리하다. 특히, PVA 모드 등의 경우, 도메인을 정의하기 위해 공통 전극을 패터닝하면서 스페이서 표면 상의 공통 전극이 함께 제거될 수 있기 때문에, 그 적용이 용이할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들을 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 다층 드라이 필름 레지스트는 액정 표시 패널용 표시판의 제조시에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다층 드라이 필름 레지스트의 제조 방법은 진공 건조 공정 및 베이크 공정을 별도로 진행할 필요가 없이 열처리에 의한 용매 건조 공정만으로 각 드라이 필름을 제조하고 이들을 라미네이션하여 얻어지기 때문에, 제조 공정이 단순해진다.
또, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법에 의하면, 2층 이상의 유기막이 개별적인 코팅 공정 없이 1회의 라미네이션만으로 적층되기 때문에, 공정 단가가 절감되고, 공정 효율이 개선될 수 있다.

Claims (21)

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  9. 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 절연 기판 상에 보호막을 형성하는 단계;
    베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제2 유기막이 상기 보호막에 대향하도록 상기 보호막 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계;
    상기 베이스 기재를 제거하는 단계; 및
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 유기 절연막용 유기 물질 및 감광제를 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역, 반투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 노광 및 현상하여 각각 블랙 매트릭스 및 하부의 보호막을 노출하는 노출 영역을 구비하는 유기 절연막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계 후에, 상기 노출 영역 하부의 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계 전에, 상기 보호막 상에 유기 절연막을 형성하는 단계,
    상기 유기 절연막을 패터닝하여 하부의 보호막을 노출하는 노출 영역을 형성하는 단계, 및
    상기 노출 영역 하부의 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역, 반투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 노광 및 현상하여 각각 스페이서 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계 전에, 상기 보호막 상에 유기 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다층 필름 레지스트를 상기 보호막 상에 배치하는 단계는 상기 다층 필름 레지스트를 상기 제2 유기막이 상기 유기 절연막에 대향하도록 상기 유기 절연막 상에 배치하는 단계이고,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역, 제1 반투광 영역, 상기 제1 반투광 영역보다 투광율이 낮은 제2 반투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 노광 및 현상함과 동시에 상기 유기 절연막을 노광 및 현상하여 각각 스페이서, 블랙 매트릭스, 및 하부의 보호막을 노출하는 노출 영역을 구비하는 유기 절연막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 유기막 및 상기 제2 유기막을 패터닝하는 단계 후에, 상기 노출 영역 하부의 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  13. 제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이션은 압착 롤러를 포함하는 라미네이터를 이용하여 진행되며,
    상기 라미네이션시 상기 압착 롤러의 롤링 속도는 0.1cm/s 내지 2cm/s이고, 상기 압착 온도는 70℃ 내지 130℃이며, 상기 압착 롤러에 의해 상기 보호막이 형성된 절연 기판 및 상기 다층 드라이 필름 레지스트에 가해지는 압력은 10,000Pa 내지 200,000Pa인 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  14. 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 다수개의 박막 트랜지스터가 어레이되어 있는 절연 기판 상에 보호막을 형성하는 단계;
    베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막, 및 상기 제2 유기막 상에 형성된 제3 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제3 유기막이 상기 보호막에 대향하도록 상기 보호막 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계;
    상기 베이스 기재를 제거하는 단계; 및
    상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 및 상기 제3 유기막을 패터닝하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제3 유기막은 유기 절연막용 유기 물질 및 감광제를 포함하며,
    상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 및 상기 제3 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역, 제1 반투광 영역, 상기 제1 반투광 영역보다 투광율이 낮은 제2 반 투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막 및 상기 제3 유기막을 노광 및 현상하여 각각 스페이서, 블랙 매트릭스, 및 하부의 보호막을 노출하는 노출 영역을 구비하는 유기 절연막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 및 상기 제3 유기막을 패터닝하는 단계 후에, 상기 노출 영역 하부의 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  16. 제14 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 라미네이션은 압착 롤러를 포함하는 라미네이터를 이용하여 진행되며,
    상기 라미네이션시 상기 압착 롤러의 롤링 속도는 0.1cm/s 내지 2cm/s이고, 상기 압착 온도는 70℃ 내지 130℃이며, 상기 압착 롤러에 의해 상기 보호막이 형성된 절연 기판 및 상기 다층 드라이 필름 레지스트에 가해지는 압력은 10,000Pa 내지 200,000Pa인 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  17. 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성된 제1 유기막, 및 상기 제1 유기막 상에 형성된 제2 유기막을 포함하는 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 제2 유기막이 절연 기판에 대향하도록 상기 절연 기판 상에 배치하고, 라미네이션하는 단계;
    상기 베이스 기재를 제거하는 단계; 및
    상기 제1 유기막을 패터닝하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 오버코트막이며,
    상기 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 절연 기판 상에 배치하는 단계 전에, 상기 절연 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막을 노광 및 현상하여 스페이서를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 유기막을 패터닝하는 단계 후에, 상기 오버코트막 및 상기 스페이서 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 공통 전극을 형성하는 단계는 상기 오버코트막 및 상기 스페이서 상에 투명한 도전 물질층을 형성하는 단계; 및
    상기 스페이서 상에 형성된 상기 투명한 도전 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 유기막은 스페이서용 유기 물질 및 감광제를 포함하고, 상기 제2 유기막은 블랙 매트릭스용 유기 물질 및 감광제를 포함하며,
    상기 다층 드라이 필름 레지스트를 상기 절연 기판 상에 배치하는 단계 전에, 상기 절연 기판 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 유기막을 패터닝하는 단계는 투광 영역, 반투광 영역 및 차광 영역을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 유기막을 노광 및 현상함과 동시에 상기 제2 유기막을 노광 및 현상하여 각각 스페이서 및 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
  21. 제17 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이션은 압착 롤러를 포함하는 라미네이터를 이용하여 진행되며,
    상기 라미네이션시 상기 압착 롤러의 롤링 속도는 0.1cm/s 내지 2cm/s이고, 상기 압착 온도는 70℃ 내지 130℃이며, 상기 압착 롤러에 의해 상기 절연 기판 및 상기 다층 드라이 필름 레지스트에 가해지는 압력은 10,000Pa 내지 200,000Pa인 액정 표시 패널용 표시판의 제조 방법.
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