KR101765929B1 - Photo-mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광투과부, 반투과부, 차광부 중 어느 하나의 구현을 전압 인가를 통해 색을 구현하는 전기 변색소자로 구현하는 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 포토마스크는 제1기판, 상기 제1기판 상에 패터닝 되는 제1전극층, 그리고 상기 제1전극층 상에 배치되어 전압인가에 따라 색상변화를 구현하는 전기변색층과 상기 전기변색층 위에 패터닝되는 제2전극층을 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a technique for implementing an implementation of any one of a light transmitting portion, a transflective portion and a light shielding portion as an electrochromic device that implements color through voltage application.
In particular, a photomask according to the present invention includes a first substrate, a first electrode layer patterned on the first substrate, an electrochromic layer disposed on the first electrode layer to implement a color change upon application of a voltage, And a second electrode layer patterned on the first electrode layer.
Description
본 발명은 포토리소그라피(Photolithography)공정에 사용되는 포토마스크의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a photomask used in a photolithography process.
포토리소그라피(Photolithography)공정으로 패터닝을 할 때 사용되는 일반적인 포토마스크는, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(10)과 투명기판(10) 상에 형성되며 광을 완전히 투과시키는 광투과부(30)와 광을 완전히 차단하는 광차단부(20), 그리고 경우에 따라 광의 투과율을 조절하여 일부의 투과율을 가지고 투과되도록 하는 반투과부(40)을 구비하도록 구현될 수도 있다.1, a general photomask used in patterning by a photolithography process includes a
상기와 같은 종래의 마스크는 노광→현상→에칭으로 이루어지는 사이클의 포토리소그라피공정에 적용되나, 액정디스플레이의 TFT(Thin Film Transistor) 및 CF(Color Filter)는 많은 층이 증착/도포 되어 있고, 증착/도포 된 각 층은 각각 포토리소그라피공정으로 패터닝된다. 따라서, 다수의 포토마스크가 필요하게 되며, 이러한 포토마스크의 개별적인 제조는 공정비용을 상승시킴은 물론, 생산성을 떨어드리게 되는바 비경제적인 문제가 발생하게 된다.The conventional mask is applied to a photolithography process of a cycle consisting of exposure, development, and etching. However, many layers of thin film transistor (TFT) and color filter (CF) of a liquid crystal display are deposited / Each applied layer is patterned by a photolithographic process. Therefore, a plurality of photomasks are required. The manufacturing of such photomasks not only raises the process cost, but also lowers the productivity, resulting in an uneconomical problem.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 포토리소그라피를 위한 포토마스크의 차광, 반투과 패턴을 전기변색소자를 이용하여 픽셀화함으로써, 다양한 설계변경에 능동적으로 대처할 수 있으며, 반 영구적이면서도 신뢰성 있는 패턴을 구현할 수 있는 포토마스크를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a photomask which is capable of actively coping with various design changes by forming a light shielding and transflective pattern of a photomask for photolithography using an electrochromic device And a photomask capable of implementing a semi-permanent and reliable pattern.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1기판; 상기 제1기판 상에 패터닝 되는 제1전극층; 상기 제1전극층 상에 배치되어 전압인가에 따라 색상변화를 구현하는 전기변색층; 상기 전기변색층 위에 패터닝되는 제2전극층;을 포함하며, 상기 제1 및 제2전극층의 전압인가로 상기 투과율조절층의 패턴구조에 차광부, 반투과부, 광투과부 중 어느 하나의 패턴을 구현하는 포토마스크를 제공할 수 있도록 한다.As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor device comprising: a first substrate; A first electrode layer patterned on the first substrate; An electrochromic layer disposed on the first electrode layer to realize a color change according to a voltage application; And a second electrode layer patterned on the electrochromic layer, wherein a pattern of the light shielding part, the transflective part, and the light transmitting part is implemented in the pattern structure of the transmittance controlling layer by applying a voltage to the first and second electrode layers So that a photomask can be provided.
또한, 본 발명은 상기 제1전극층과 제2전극층 각각은 패터닝된 구조가 상호 교차하게 배치될 수 있다.In addition, the first electrode layer and the second electrode layer may be arranged such that the patterned structures cross each other.
또한, 상기 제1전극층과 제2전극층은 메쉬(mesh) 구조로 교차하도록 구현할 수도 있다.The first electrode layer and the second electrode layer may be formed to cross each other in a mesh structure.
본 발명에 따른 상기 전기변색층은 패터닝된 구조로 구현될 수 있다.The electrochromic layer according to the present invention may be embodied as a patterned structure.
특히, 본 발명에 따른 포토마스크는 상기 제1기판과 대향되어 배치되며, 상기 제2전극층을 포함하는 제2기판을 더 포함하여 구성될 수 있다.In particular, the photomask according to the present invention may further include a second substrate disposed opposite to the first substrate and including the second electrode layer.
본 발명에 따른 포토마스크는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 게재된 전해질층을 더 포함하여 구성될 수 있다.The photomask according to the present invention may further comprise an electrolyte layer disposed between the first substrate and the second substrate.
또한, 상기 제 2 전극부와 상기 전해질층 사이에 이온 스토리지층이 더 형성될 수 있다.Further, an ion storage layer may be further formed between the second electrode portion and the electrolyte layer.
본 발명에 따른 상기 전기변색층은, WxOy, VxOy, TaxOy, SbxOy, IrxOy, NbxOy, TixOy, CrxOy, NixOy, MgxFy, FexOy, MnxOy, RhxOy, CoxOy, MoxOy로 이루어진 군에서 선택되는 변색물질을 포함하여 구성될 수 있다.(이때, x는 1 내지 3의 자연수이고, y는 1 내지 6의 자연수이다.)The electrochromic layer according to the present invention, W x O y, V x O y, Ta x O y, Sb x O y, Ir x O y, Nb x O y, Ti x O y, Cr x O y, A coloring material selected from the group consisting of Ni x O y , Mg x F y , Fe x O y , Mn x O y , Rh x O y , Co x O y , and Mo x O y . (Wherein x is a natural number of 1 to 3 and y is a natural number of 1 to 6.)
본 발명에 따르면, 포토리소그라피를 위한 포토마스크의 차광, 반투과 패턴을 전기변색소자를 이용하여 픽셀화함으로써, 다양한 설계변경에 능동적으로 대처할 수 있으며, 반 영구적이면서도 신뢰성 있는 패턴을 구현할 수 있는 포토마스크를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, the light shielding and semi-transparent patterns of the photomask for photolithography are made into pixels by using an electrochromic device to actively cope with various design changes, and a photomask capable of implementing a semi-permanent and reliable pattern .
도 1은 종래의 포토마스크의 구조를 도시한 단면개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 포토마스크의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차광, 반투과부 패턴을 구현하는 전기 변색층의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 변색층의 전극 구조의 일 실시예를 도시한 평면개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 포토마스크의 적층 구성예를 도시한 도표이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional photomask.
2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a photomask according to the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of an electrochromic layer that implements a light-shielding and semi-transparent portion pattern according to the present invention.
4 is a schematic plan view showing an electrode structure of a electrochromic layer according to an embodiment of the present invention.
5 is a chart showing an example of the lamination structure of the photomask according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
Hereinafter, the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals denote the same elements regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명은 투명 기판상에 광투과율을 조절하는 차광부, 반투과부를 전기 변색소자를 이용하여 구현할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 요지로 한다.It is a further object of the present invention to provide a technique for realizing a light-shielding portion and a transflective portion for controlling light transmittance on a transparent substrate by using an electrochromic device.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 포토마스크는 투명기판(110)상에 전기변색층(200)을 구비하며, 상기 전기변색층(200)에 전압을 인가하여, 상기 전기변색층의 색상을 패터닝된 구조로 구현함으로써, 차광부, 반투과부, 광투과부 중 어느 하나의 패턴을 구현하여 포토마스크의 기능을 수행하도록 함을 특징으로 한다.2, the photomask according to the present invention includes an
상기 투명기판(110)은 조사되는 광을 완전 투과하는 재질의 기판을 이용할 수 있으며, 일례로 석영(qz) 기판을 이용할 수 있다. 이 경우 완전 투과라 함은 조사되는 광을 100% 투과시키는 것 외에도, 광의 일부 투과를 조율하는 반투과부에 비해 상대적으로 많은 광량을 투과시키는 것을 포함하는 개념이다.The
상기 전기변색층(200)은 전장이 인가되면, 전류의 흐름에 의해 산화/환원 반응이 진행되어 전기변색물질의 색깔이 변하는 원리를 이용하는 소자로서, 전장이 인가되는 투명전극층과, 이 투명전극층 상에 적층되고 인가된 전류에 의해 색깔이 변화되는 전기변색물질층을 갖는다. 그리고 이온전도를 위한 전해질이 층구조로 상기 전기변색층 상부에 적층되거나(고체 전해질인 경우) 또는 분산(액체 전해질인 경우)되어 있는 구조를 구비할 수 있다.The
상술한 포토마스크를 구성하는 전기변색층(200)의 구조를 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The structure of the
본 발명에 따른 전기 변색층(200)은 투명기판으로서 제1기판(210)을 구비하며, 상기 제1기판(210)의 일면 상에 패터닝되어 직접형성 되는 제1전극층(230)과, 상기 제1전극층(230) 상에 적층되며, 후술하는 제1전극층과 제2전극층에서 인가되는 전압에 따라 색상이 변화하는 기능을 수행하는 배치되는 전기변색층(250)을 구비하며, 상기 전기변색층 위에 패터닝되는 제2전극층(240)을 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 제1기판(210)은 상술한 본 발명에 따른 포토마스크의 투명기판에 해당하는 것으로, 석영(qz) 기판을 이용할 수 있음은 상술한 바와 같다.The
특히, 상기 제1전극층(230)과 상기 제2전극층(240)은 패터닝된 구조를 구비함이 바람직하며, 각각의 전극의 전압인가에 따라 전기변색층을 픽셀(Pixel) 단위로 제어할 수 있도록 하여, 자유로운 패턴 구현이 가능하도록 한다. 또한, 상기 제1 및 제2전극층은 ITO, FTO 등의 물질로 형성됨이 더욱 바람직하다.Particularly, the
도 4를 참조하면, 이러한 제1전극층과 제2전극층의 구조는 미세한 마이크로 단위의 픽셀을 구현하여 상호 교차하는 구조로 구현됨이 바람직하며, 본 발명에서는 이러한 구조로서 메쉬(Mesh) 형상으로 제1전극층과 제2전극층이 교차하는 구조로 배치되는 것을 일 실시예로써 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, it is preferable that the structures of the first electrode layer and the second electrode layer are realized by a structure in which fine micro-unit pixels are implemented and intersected with each other. In the present invention, A structure in which the electrode layer and the second electrode layer are crossed will be described as an embodiment.
즉, 본 발명에 따른 상기 제1전극층(230)과 상기 제2전극층(240)은 패터닝된 구조를 구비하되, 일정간격 방향으로 바(bar)형 형상을 갖거나 또는 매트릭스(matrix) 형상을 갖도록 형성되어 상기 제1전극층과 제2전극층 각각은 패터닝된 구조가 상호 교차하게 배치됨이 바람직하다. That is, the
이로써, 상기 제1전극층과 제2전극층의 전압인가로 인해, 도 4에 도시된 것과 같이, 지정된 픽셀(Y)에 상기 전기 변색층의 색깔을 변화시켜 광투과율을 픽셀단위로 제어할 수 있으며, 이러한 펙셀(Y)의 색상제어를 통해 포토마스크에서 구현하고자 하는 패턴을 자유롭게 구현할 수 있돌고 할 수 있다. 이를 위해서는 도시되지는 않았지만, 이러한 전압인가 및 각 픽셀의 제어를 위해 별도의 구동부 및 제어부를 더 포함할 수 있음은 자명하다 할 것이다.4, the color of the electrochromic layer may be changed in the pixel Y to control the light transmittance in units of pixels due to the voltage application between the first electrode layer and the second electrode layer, Through the color control of such a pixel (Y), a pattern to be implemented in the photomask can be freely implemented. Although not shown for clarity, it will be appreciated that a separate driving unit and a control unit may be additionally provided for applying the voltage and controlling each pixel.
아울러, 본 발명에 따른 상기 전기 변색층은 상기 제1기판과 대향되어 배치되며, 상기 제2전극층을 포함하는 제2기판(220)을 더 포함하는 구조로 구비될 수도 있다. 즉, 투명기판으로 구현되는 제2기판(220)이 상기 전기변색층(250)의 상부에 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제2전극층(240)은 패터닝된 구조로 상기 제2전극층의 표면에 형성될 수 있게 된다.In addition, the electrochromic layer according to the present invention may further include a
또한, 상기 전기변색층(250)은 전기변색물질층(253)으로 구성되는 외에도, 이온전도를 위한 전해질층인 이온스토리지층(252)과 이온전도층(251)을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition to the
상기 전기변색물질층(253)은 WxOy, VxOy, TaxOy, SbxOy, IrxOy, NbxOy, TixOy, CrxOy, NixOy, MgxFy, FexOy, MnxOy, RhxOy, CoxOy, MoxOy로 이루어진 군에서 선택되는 변색물질로 구성될 수 있다. 이를 테면, WO3, MoO3, Nb2O5, TiO2등의 환원성(Cathodic) 전기변색 물질과 NiO, Ir2O3, Rh2O3, Co3O4, Fe2O3, Cr2O3, V2O5등이 이용될 수 있다.The
아울러, 상술한 전기변색층(250)은 포토리소그라피 등을 통해 다양한 패턴 구조를 구비하도록 구현될 수 있으며, 이 경우 이러한 패턴 구조는 2차원 격자구조, 라인 구조, 다각형 구조 다양하게 변형이 가능하며, 본 발명에서는 상기 전극들의 교차구조와 역상의 구조로 구현될 수도 있다. 즉 전극 교차점으로 구현하는 픽셀에 패턴이 구현되도록 패터닝할 수 있다. 이러한 전기 변색층의 패터닝은 전기변색층과 이온전도층의 접촉 표면적을 증대시킬 수 있어 소자의 응답 속도를 개선할 수 있다. 또한, 무기 박막 등을 이용하여 전기변색층을 구성하더라도 전기변색층을 시트 형상으로 형성하는 구조와 대비할 경우, 무기 박막의 깨짐 현상을 방지할 수 있어 플라스틱 기판을 이용하여 유연성이 있는 전기변색 소자의 제조도 가능해 진다.In addition, the
도 5는 본 발명에 따른 전기변색층을 이용하여 차광부, 반투과부, 광투과부를 구현하는 구조에 있어서, 글라스기판(G) 상에 적층되는 무기질 전해질을 이용한 전기변색층의 구성을 도시한 일 실시예를 도시한 것이다.5 is a view showing the structure of an electrochromic layer using an inorganic electrolyte deposited on a glass substrate G in a structure for implementing a light shielding portion, a transflective portion, and a light transmission portion using the electrochromic layer according to the present invention Fig.
이를 테면, Pronton-based structure에서 No 1의 G/ITO/WO3/SIO2/Au의 구조는 제1기판(G) 상에 투명전극(ITO)이 형성되고, WO3/SIO2 의 전기 변색층을 이용하는 구조이며,Au는 전극 기능을 수행한다.For instance, the structure of the
Pronton-based structure에서 No 3의 실시예에서 G/ITO/WO3/Sb2O5ㆍqH2O/IrO2/ITO/G의 구조는 제1기판(G) 및 2기판(G)의 대향하여 존재하는 구조에서 전기변색층(WO3), 제1 및 제2전극(ITO), 전해질(Sb2O5ㆍqH2O), 이온스토리지(IrO2)가 구현된 구조를 예시한 것이다.The structure of G / ITO / WO 3 / Sb 2 O 5 .qH 2 O / IrO 2 / ITO / G in the embodiment of No. 3 in the pronton-based structure is a structure of the first substrate G and the second substrate G (WO 3 ), first and second electrodes (ITO), an electrolyte (Sb 2 O 5 .qH 2 O), and an ion storage (IrO 2 ) in a structure existing for the electrolyte membrane.
어느 경우이던, 제1전극 및 제2전극이 픽셀을 구성하도록 패터닝된 점에서 특이점이 있으며, 이러한 패턴화된 전극에 전압을 인가하여 전기변색층에 색을 패터닝된 형태로 구현하여 차광부와 반투과부 등의 투과율 조절층을 구현하게 되게 된다.In either case, there is a singular point in that the first electrode and the second electrode are patterned so as to form a pixel. By applying a voltage to the patterned electrode, the color is patterned in the electrochromic layer, A transmittance controlling layer such as a transmissive portion is realized.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.
110, 210: 제1기판
220: 제2기판
230: 제1전극
240: 제2전극
250: 전기변색층110, 210: a first substrate
220: second substrate
230: first electrode
240: second electrode
250: electrochromic layer
Claims (8)
상기 제1전극층 상에 배치되어 전압인가에 따라 색상변화를 구현하는 전기변색층; 및
상기 전기변색층 위에 패터닝되는 제2전극층;을 포함하고,
상기 전기변색층은 투명전극층 상에 전기변색물질이 적층되거나 또는 상기 투명전극층에 상기 전기변색물질이 분산되어 구비되며,
상기 제1전극층 및 제2전극층의 전압인가로 상기 전기변색층의 패턴구조에 차광부, 반투과부 및 광투과부의 패턴을 모두 구현하는, 포토마스크.
A first electrode layer patterned on a first substrate;
An electrochromic layer disposed on the first electrode layer to realize a color change according to a voltage application; And
And a second electrode layer patterned on the electrochromic layer,
Wherein the electrochromic layer is formed by laminating an electrochromic material on a transparent electrode layer or dispersing the electrochromic material on the transparent electrode layer,
Wherein a pattern of the light shielding portion, the transflective portion, and the light transmitting portion is implemented in the pattern structure of the electrochromic layer by applying a voltage between the first electrode layer and the second electrode layer.
상기 제1전극층과 제2전극층 각각은 패터닝된 구조가 상호 교차하게 배치되는 포토마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the patterned structures of the first electrode layer and the second electrode layer are disposed so as to cross each other.
상기 제1전극층과 제2전극층은 메쉬(mesh) 구조로 교차하는 포토마스크.
The method of claim 2,
Wherein the first electrode layer and the second electrode layer intersect each other in a mesh structure.
상기 전기변색층은 패터닝된 구조로 구현되는 포토마스크.
The method of claim 2,
Wherein the electrochromic layer is implemented in a patterned structure.
상기 제1기판과 대향되어 배치되며, 상기 제2전극층을 포함하는 제2기판을 더 포함하는 포토마스크.
The method according to claim 1,
And a second substrate disposed opposite to the first substrate and including the second electrode layer.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 게재된 전해질층을 더 포함하는 포토마스크.
The method of claim 5,
And an electrolyte layer disposed between the first substrate and the second substrate.
상기 제 2 전극층와 상기 전해질층 사이에 이온 스토리지층이 더 형성되는, 포토마스크.
The method of claim 6,
And an ion storage layer is further formed between the second electrode layer and the electrolyte layer.
상기 전기변색층은,
WO3, MoO3, Nb2O5, TiO2, Ir2O3, Rh2O3, Fe2O3, Cr2O3, V2O5로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 변색물질을 포함하는, 포토마스크.
The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the electrochromic layer comprises:
At least one discoloration substance selected from the group consisting of WO 3 , MoO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , Ir 2 O 3 , Rh 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 and V 2 O 5 Including, photomask.
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