KR102609587B1 - 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 표시 장치 - Google Patents

임프린트 스탬프의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 표시 장치 Download PDF

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Abstract

임프린트 스탬프의 제조 방법은 제1 영역과 제2 영역을 갖는 샘플 기판 상에 상기 제2 영역에만 임프린트 레지스트를 제공하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역에 대응하여 형성된 미세 돌출 패턴을 포함하는 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트를 가압하고, 상기 임프린트 레지스트를 경화시키는 단계, 및 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 상기 임프린트 스탬프의 상기 제2 영역의 상기 미세 돌출 패턴이 경화된 상기 임프린트 레지스트에 의해 상기 임프린트 스탬프로부터 분리되고, 이에 따라 상기 미세 돌출 패턴이 상기 제1 영역에는 남아있고, 상기 제2 영역에는 제거된다.

Description

임프린트 스탬프의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 표시 장치{Method of manufacturing imprint stamp and display apparatus manufactured using the imprint stamp}
본 발명은 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 제조된 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치의 와이어 그리드 편광판을 제조하기 위한 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 제조된 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 표시 장치, 예를 들면 플라즈마 표시 장치, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 등이 주목을 받고 있다.
상기 표시 장치는 투과하는 광을 편광 시키는 편광판을 포함할 수 있다. 일반적으로 상기 편광판은 PVA 편광판이 이용되는데, 최근들어 와이어 그리드 편광판(WGP)이 이용되기도 한다. 이때, 상기 표시 장치는 와이어 그리드 편광 소자와 차광 패턴(Black Matrix)이 동일 평면상에 형성되는 구조를 가질 수 있는데, 상기 와이어 그리드 편광 소자와 상기 차광 패턴은 임프린트 스탬프를 이용한 임프린트 리소그래피 공정으로 형성될 수 있다.
그러나, 미세 패턴인 상기 와이어 그리드 편광 소자와 상기 미세 패턴보다 상대적으로 매우 큰 크기의 일반 패턴인 상기 차광 패턴을 한번에 형성할 수 있는 임프린트 스탬프의 제조에 어려움이 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 미세 패턴과 일반 패턴을 한번에 형성할 수 있는 임프린트 스탬프의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 제조된 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법은 제1 영역과 제2 영역을 갖는 샘플 기판 상에 상기 제2 영역에만 임프린트 레지스트를 제공하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역에 대응하여 형성된 미세 돌출 패턴을 포함하는 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트를 가압하고, 상기 임프린트 레지스트를 경화시키는 단계, 및 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 상기 임프린트 스탬프의 상기 제2 영역의 상기 미세 돌출 패턴이 경화된 상기 임프린트 레지스트에 의해 상기 임프린트 스탬프로부터 분리되고, 이에 따라 상기 미세 돌출 패턴이 상기 제1 영역에는 남아있고, 상기 제2 영역에는 제거된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 돌출 패턴은 와이어 그리드 패턴을 형성하기 위한 패턴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 돌출 패턴의 피치(pitch)는 50nm(나노미터) 내지 150nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 샘플 기판의 상기 제2 영역에는 샘플 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 샘플 기판은 표시 장치에 사용되는 표시 기판일 수 있다. 상기 샘플 패턴은 표시 장치의 광 차단 패턴인 블랙 매트릭스 패턴일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 샘플 패턴의 선 폭은 10 um(마이크로미터) 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트는 열경화성 또는 광경화성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 돌출 패턴은 열경화성 또는 광경화성 수지가 경화되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트와 상기 미세 돌출 패턴은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 경화된 상기 임프린트 레지스트과 상기 미세 돌출 패턴과의 결합력이 이형력 보다 크고, 또한, 상기 미세 돌출 패턴의 구조의 강도보다 크도록 공정 조건이 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서, 상기 임프린트 레지스트는 잉크젯 방법을 이용하여 상기 제2 영역에만 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트는 상기 샘플 기판 상에 직접 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 샘플 기판의 상기 제2 영역에는 샘플 패턴이 형성되고, 상기 임프린트 레지스트는 상기 샘플 패턴 상에 제공될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법은 제1 영역과 제2 영역을 갖는 샘플 기판 상에 상기 제2 영역에 임프린트 레지스트를 제공하는 단계, 상기 제1 및 제2 영역에 대응하여 형성된 미세 돌출 패턴을 포함하는 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트를 가압하고, 상기 임프린트 레지스트를 경화시키는 단계, 및 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함한다. 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 상기 제2 영역의 경화된 상기 임프린트 레지스트는 상기 미세 돌출 패턴에 부착되어 상기 샘플 기판으로부터 분리된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서, 상기 샘플 기판의 상기 제1 영역에는 반전 패턴이 상기 샘플 기판으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 반전 패턴이 형성된 상기 샘플 기판 상에 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 전체에 임프린트 레지스트층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 미세 돌출 패턴은 와이어 그리드 패턴을 형성하기 위한 패턴이고, 상기 미세 돌출 패턴의 피치(pitch)는 50nm(나노미터) 내지 150nm일 수 있다. 상기 제2 영역의 폭은 10 um(마이크로미터) 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서, 상기 임프린트 레지스트는 잉크젯 방법을 이용하여 상기 제2 영역에만 상기 샘플 기판 상에 직접 제공될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 및 상기 기판 상에 하나의 층으로 형성된 제1 층을 포함한다. 상기 제1 층은 와이어 그리드 편광소자 패턴이 형성된 제1 영역과 광을 차단하는 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 제2 영역을 포함한다. 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향에 수직한 방향으로, 상기 차광 패턴의 표면에는 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 피치(pitch)와 동일 또는 상기 피치의 정수배의 간격을 갖는 복수의 흔적들이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흔적은 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향과 평행한 방향으로 형성된 홈(groove)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스 패턴의 폭은 10 um(마이크로미터) 이상이고, 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 피치(pitch)는 50nm(나노미터) 내지 150nm일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법에 따르면, 미세 패턴과 일반 패턴이 형성된 임프린트 스탬프를 추가적인 포토리소그래피 공정 없이 비교적 단순한 방법으로 제조할 수 있다.
또한, 샘플 패턴을 포함하는 샘플을 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 표시 기판을 그대로 이용하므로써, 별도의 설계 비용 없이 와이어 그리드 패턴과 블랙 매트릭스 패턴을 동시에 형성할 수 있는 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1a 내지 1g의 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 형성된 표시 장치의 미세 패턴 및 일반 패턴을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5d의 미세 패턴 및 일반 패턴의 전자현미경(SEM) 영상이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 스탬프 기판(40) 및 상기 스탬프 기판(40) 상에 형성된 미세 돌출 패턴(50)을 포함하는 임프린트 스탬프를 준비한다. 상기 미세 돌출 패턴(50)은 수십 내지 수백 nm(나노미터)의 패턴 폭을 가질 수 있다.
상기 임프린트 스탬프는 와이어 그리드 편광 소자를 형성하기 위한 대면적 스탬프(또는 템플릿)일 수 있다. 예를 들면, 상기 미세 돌출 패턴(50)은 일정한 간격으로 형성되고 동일한 형상을 갖는 복수의 미세 돌출부들을 포함할 수 있다. 상기 미세 돌출부들은 약 50nm(나노미터) 내지 약 150nm의 피치(pitch)를 가질 수 있다. 상기 피치는 상기 미세 돌출부의 폭과 이웃하는 미세 돌출부들 사이의 거리의 합을 말한다.
샘플 기판(10) 및 상기 샘플 기판(10) 상에 형성된 샘플 패턴(20)을 포함하는 샘플을 준비한다. 상기 샘플은 블랙 매트릭스(black matrix) 패턴이 형성된 표시 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 샘플 기판(10)은 표시 장치에 포함되는 표시 기판이고, 상기 샘플 패턴(20)은 광 차광 패턴인 블랙 매트릭스 패턴 일 수 있다. 상기 샘플은 상기 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 기판일 수 있고, 또는 실제 표시 장치의 제조 공정에서 사용되는 표시 기판일 수 있다. 상기 샘플 패턴(20)은 상기 샘플 기판(10)으로부터 돌출된다. 이에 따라, 상기 샘플 기판(10)은 상기 샘플 패턴(20)이 형성되지 않은 제1 영역(WGP)과 상기 샘플 패턴(20)이 형성된 제2 영역(BM)을 포함한다. 상기 제1 영역(WGP)은 상기 표시 장치의 와이어 그리드 편광 소자 패턴이 형성되는 영역이고, 상기 제2 영역(BM)은 상기 표시 장치의 블랙 매트릭스 패턴이 형성되는 영역에 대응될 수 있다.
이때, 상기 샘플 패턴(20)은 상기 표시 장치에서 상기 블랙 매트릭스 패턴에 대응하므로, 수십 내지 수백 um(마이크로미터) 이상의 선 폭을 가질 수 있다.
상기 제2 영역(BM)내의 상기 샘플 패턴(20) 상에 임프린트 레지스트(30)를 제공한다. 상기 임프린트 레지스트(30)는 당해 기술분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소수지, 멜라민수지 및 페놀수지 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 광경화성 수지는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 임프린트 레지스트(30)는 잉크젯 방법 등으로 상기 제2 영역(BM)내의 상기 샘플 패턴(20) 상에만 제공될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트(30)를 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(32)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)를 경화시킨다. 예를 들면, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)은 열에 의해 경화될 수 있다. 또한, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)이 광경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)은 자외선에 의해 경화될 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시켜, 일부 영역에만 미세 패턴(52)이 형성된 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
상기 제1 영역(WGP) 내에서는, 상기 미세 돌출 패턴(50)이 상기 스탬프 기판(40) 상에 잔류 하여, 상기 미세 패턴(52)을 형성한다. 따라서, 상기 미세 패턴(52)은 상기 스탬프 기판(40)의 일부 영역에만 형성될 수 있다.
상기 제2 영역(BM) 내에서는, 상기 미세 돌출 패턴(50)이 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)에 의해 상기 스탬프 기판(40)으로부터 분리되어, 상기 샘플 패턴(20) 상에 잔류 미세 돌출 패턴(54)을 형성한다. 즉, 상기 스탬프 기판(40)의 일부 영역에는 상기 미세 패턴이 형성되지 않을 수 있다.
상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시킬 때, 경화된 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)과 상기 미세 돌출 패턴(50)과의 결합력이 이형력 보다 크고, 또한, 상기 미세 돌출 패턴(50)의 구조의 강도보다 크도록 공정 조건이 설정될 수 있다. 이에 따라, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시킴에 따라, 상기 제2 영역(BM)에서의 상기 미세 돌출 패턴(50)이 상기 스탬프 기판(40)으로부터 분리된다. 이에 따라, 상기 미세 패턴(52)이 상기 제1 영역(WGP)에만 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 형성되지 않은 상기 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
이때, 상기 공정 조건을 위해, 상기 미세 돌출 패턴(50)과 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)의 재료가 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 미세 돌출 패턴(50)과 상기 임프린트 레지스트(30)는 동일한 수지(resin)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 미세 돌출 패턴(50)과 상기 임프린트 레지스트(30)의 경화 조건을 적절하게 선택하여, 상기 공정 조건을 만족할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 스탬프 기판(40) 상에 상기 제1 영역(WGP)에만 형성된 상기 미세 패턴(52)을 포함하는 상기 임프린트 스탬프를 준비한다.
기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 제1 층(110) 상에 임프린트 레지스트층(120)을 형성한다. 상기 기판(100)은 표시 장치의 표시 기판일 수 있으며, 상기 제1 층(110)은 와이어 그리드 편광소자 패턴 및 블랙 매트릭스 패턴을 포함하는 상기 표시 장치를 구성하는 하나의 층일 수 있다.
상기 제1 층(110)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 층(110)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO)등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 제1 층(110)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기물을 포함할 수 있다.
상기 임프린트 레지스트층(120)은 당해 기술분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다.
도 1e를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트층(120)을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(122)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)를 경화시킨다. 예를 들면, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)이 열 또는 자외선에 의해 경화될 수 있다.
도 1f를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)으로부터 분리시킨다. 이에 따라, 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(122a)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(122b)이 형성된 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이후, 도시하지 않았으나, 상기 미세 패턴(122a)의 잔막(residual layer)을 제거할 수 있다.
도 1g를 참조하면, 상기 임플린트 레지스트 패턴(122)을 마스크로, 상기 제1 층(110)을 식각하여, 제1 층 패턴(112)을 형성한다. 상기 제1 층 패턴(112)은 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(112a)을 갖고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(112b)을 갖는다.
상기 기판(100)은 표시 장치의 표시 기판일 수 있으며, 이 경우, 상기 표시 장치는 표시 기판(100) 및 상기 표시 기판(100) 상에 형성된 제1 층 패턴(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 층패턴(112)은 미세 패턴(112a) 및 일반 패턴(112b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 미세 패턴(112a)은 와이어 그리드 편광 소자 패턴일 수 있다. 또한, 상기 일반 패턴(112b)은 블랙 매트릭스 패턴일 수 있다. 이때, 와이어 그리드 편광 소자 패턴은 수십 내지 수백 nm(나노미터)의 패턴 폭을 가질 수 있고, 상기 블랙 매트릭스 패턴은 수십 내지 수백 um(마이크로미터) 이상의 선 폭을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 미세 패턴과 일반 패턴이 형성된 임프린트 스탬프를 추가적인 포토리소그래피 공정 없이 비교적 단순한 방법으로 제조할 수 있다.
또한, 샘플 패턴을 포함하는 샘플을 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 표시 기판을 그대로 이용하므로써, 별도의 설계 비용 없이 와이어 그리드 패턴과 블랙 매트릭스 패턴을 동시에 형성할 수 있는 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 상기 방법들은 샘플 패턴 대신, 임프린트 레지스트를 샘플 기판 상의 제2 영역에 직접 제공하는 것을 제외하고, 도 1a 내지 1g에 나타난 방법들과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 간략히 한다.
도 2a를 참조하면, 스탬프 기판(40) 및 상기 스탬프 기판(40) 상에 형성된 미세 돌출 패턴(50)을 포함하는 임프린트 스탬프를 준비한다.
샘플 기판(10)을 포함하는 샘플을 준비한다. 상기 샘플 기판(10)은 제1 영역(WGP)과 제2 영역(BM)을 포함한다.
상기 제2 영역(BM)내의 상기 샘플 기판(10) 상에 임프린트 레지스트(30)를 제공한다. 상기 임프린트 레지스트(30)는 잉크젯 방법 등으로 상기 샘플 기판(10) 상에 상기 제2 영역(BM)에만 제공될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트(30)를 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(32)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)을 경화시킨다.
도 2c를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시켜, 일부 영역에만 미세 패턴(52)이 형성된 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다. 상기 임프린트 스탬프는 제1 영역(WGP)에 형성된 미세 패턴(52)을 포함한다. 상기 제2 영역(BM) 내에서는, 상기 미세 돌출 패턴(50)이 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)에 의해 상기 스탬프 기판(40)으로부터 분리되어, 상기 샘플 기판(10) 상에 잔류 미세 돌출 패턴(54)을 형성한다. 즉, 상기 미세 돌출 패턴(50)의 일부는 상기 임프린트 레지스트 패턴(32)에 의해 상기 스탬프 기판(40)으로부터 뜯어져서, 상기 스탬프 기판(40)의 일부 영역에는 상기 미세 패턴이 형성되지 않을 수 있다.
도 2d를 참조하면, 상기 스탬프 기판(40) 상에 상기 제1 영역(WGP)에만 형성된 상기 미세 패턴(52)을 포함하는 상기 임프린트 스탬프를 준비한다.
기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 제1 층(110) 상에 임프린트 레지스트층(120)을 형성한다.
도 2e를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트층(120)을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(122)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)를 경화시킨다.
도 2f를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)으로부터 분리시킨다. 이후, 도시하지 않았으나, 상기 미세 패턴(122a)의 잔막(residual layer)을 제거할 수 있다.
도 2g를 참조하면, 상기 임플린트 레지스트 패턴(122)을 마스크로, 상기 제1 층(110)을 식각하여, 제1 층 패턴(112)을 형성한다. 상기 제1 층 패턴(112)은 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(112a)을 갖고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(112b)을 갖는다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 샘플 패턴 대신 반전 패턴을 사용하는 것과, 상기 방법들은 임프린트 스탬프의 미세 돌출 패턴이 뜯어지는 것 대신, 상기 미세 돌출 패턴에 임프린트 레지스트 패턴이 부착되는 점을 제외하면, 도 1a 내지 1g에 나타난 방법들과 유사할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 간략히 한다.
도 3a를 참조하면, 스탬프 기판(40) 및 상기 스탬프 기판(40) 상에 형성된 미세 돌출 패턴(50)을 포함하는 임프린트 스탬프를 준비한다.
샘플 기판(10) 및 상기 샘플 기판(10) 상에 형성된 반전 패턴(20')을 포함하는 샘플을 준비한다. 상기 반전 패턴(20')은 상기 샘플 기판(10) 상의 제1 영역(WGP)내에 형성된다. 상기 반전 패턴(20')은 광 차광 패턴인 블랙 매트릭스 패턴에 대한 반전 패턴일 수 있다. 즉, 상기 블랙 매트릭스 패턴에 대응하는 형상은 상기 반전 패턴(20')이 형성되지 않은 영역인 제2 영역(BM)의 형상과 동일할 수 있다.
상기 반전 패턴(20')은 상기 샘플 기판(10)으로부터 돌출된다. 이에 따라, 상기 샘플 기판(10)은 상기 반전 패턴(20')이 형성된 상기 제1 영역(WGP)과 상기 반전 패턴(20)이 형성되지 않은 상기 제2 영역(BM)을 포함한다. 상기 제1 영역(WGP)은 상기 표시 장치의 와이어 그리드 편광 소자 패턴이 형성되는 영역이고, 상기 제2 영역(BM)은 상기 표시 장치의 블랙 매트릭스 패턴이 형성되는 영역에 대응될 수 있다.
상기 반전 패턴(20') 및 상기 샘플 패턴(20) 상에 임프린트 레지스트층(30')을 제공한다. 상기 임프린트 레지스트(30)는 당해 기술분야에서 사용되는 일반적인 열경화성 수지(thermosetting resin) 또는 광경화성 수지(photocurable resin)를 포함할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트층(30')을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴층(32')을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')를 경화시킨다. 예를 들면, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')은 열 또는 자외선에 의해 경화될 수 있다.
이때, 상기 제1 영역(WGP)의 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 부분은 전부 경화되고, 상기 제2 영역(BM)의 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 부분은 반경화되도록 공정 조건이 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 상기 제2 영역(BM)에서의 두께가 상기 제1 영역(WGP)에서의 두께 보다 크므로, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 경화 시간을 조절하여, 상기 제1 영역(WGP)의 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 부분은 전부 경화되고, 상기 제2 영역(BM)의 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')의 부분은 반경화되도록 할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시켜, 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(52)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 제2 임프린트 레지스트 패턴(32'b)에 의해 일반 패턴이 형성된 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시킬 때, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')은 반경화 상태이므로, 상기 제2 임프린트 레지스트 패턴(32'b)이 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')으로부터 분리될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 영역(BM)에는 상기 제2 임프린트 레지스트 패턴(32'b) 상기 미세 돌출 패턴(50)들 사이에 부착되므로, 상기 제2 영역(BM)에서는 상기 미세 패턴(52)이 돌출되지 않을 수 있다. 한편, 상기 제1 영역(WGP)에서는, 제1 임프린트 레지스트 패턴(32a)이 상기 샘플 패턴(20) 상에 남아 있을 수 있다.
이에 따라 상기 제1 영역(WGP)에만 상기 미세 패턴(52)이 형성된 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 상기 스탬프 기판(40) 상에 상기 제1 영역(WGP)에만 형성된 상기 미세 패턴(52)을 포함하는 상기 임프린트 스탬프를 준비한다.
기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 제1 층(110) 상에 임프린트 레지스트층(120)을 형성한다.
도 3e를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트층(120)을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(122)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)를 경화시킨다. 예를 들면, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)이 열 또는 자외선에 의해 경화될 수 있다.
도 3f를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)으로부터 분리시킨다. 이에 따라, 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(122a)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(122b)이 형성된 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이후, 도시하지 않았으나, 상기 미세 패턴(122a)의 잔막(residual layer)을 제거할 수 있다.
도 3g를 참조하면, 상기 임플린트 레지스트 패턴(122)을 마스크로, 상기 제1 층(110)을 식각하여, 제1 층 패턴(112)을 형성한다. 상기 제1 층 패턴(112)은 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(112a)을 갖고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(112b)을 갖는다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법 및 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 미세 패턴 및 일반 패턴을 한번에 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 상기 방법들은 반전 패턴 및 임프린트 레지스트층 대신, 임프린트 레지스트를 샘플 기판 상의 제2 영역에 직접 제공하는 것을 제외하고, 도 1a 내지 1g에 나타난 방법들과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 간략히 한다.
도 4a를 참조하면, 스탬프 기판(40) 및 상기 스탬프 기판(40) 상에 형성된 미세 돌출 패턴(50)을 포함하는 임프린트 스탬프를 준비한다.
샘플 기판(10)을 포함하는 샘플을 준비한다. 상기 샘플 기판(10)은 제1 영역(WGP)과 제2 영역(BM)을 포함한다.
상기 제2 영역(BM)내의 상기 샘플 패턴(20) 상에 임프린트 레지스트(30)를 제공한다. 상기 임프린트 레지스트(30)는 잉크젯 방법 등으로 상기 제2 영역(BM) 내의 상기 샘플 기판(1) 상에만 제공될 수 있다.
상기 제2 영역(BM)내의 상기 샘플 기판(10) 상에 임프린트 레지스트(30)를 제공한다. 상기 임프린트 레지스트(30')는 잉크젯 방법 등으로 상기 샘플 기판(10) 상에 상기 제2 영역(BM)에만 제공될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트(30')를 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(32')을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32')을 반경화시킨다.
도 4c를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시켜, 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(52)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 임프린트 레지스트 패턴(32')에 의해 일반 패턴이 형성된 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플로부터 분리시킬 때, 상기 임프린트 레지스트 패턴층(32')은 반경화 상태이므로, 상기 임프린트 레지스트 패턴(32')이 상기 샘플 기판(10)으로부터 분리될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 영역(BM)에는 상기 제2 임프린트 레지스트 패턴(32'b) 상기 미세 돌출 패턴(50)들 사이에 부착되므로, 상기 제2 영역(BM)에서는 상기 미세 패턴(52)이 돌출되지 않을 수 있다.
도 4d를 참조하면, 상기 스탬프 기판(40) 상에 상기 제1 영역(WGP)에만 형성된 상기 미세 패턴(52)을 포함하는 상기 임프린트 스탬프를 준비한다.
기판(100) 상에 제1 층(110)을 형성한다. 상기 제1 층(110) 상에 임프린트 레지스트층(120)을 형성한다.
도 4e를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트층(120)을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(122)을 형성한다. 이후, 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)를 경화시킨다.
도 4f를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프를 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)으로부터 분리시킨다. 이에 따라, 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(122a)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(122b)이 형성된 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)이 형성될 수 있다. 이후, 도시하지 않았으나, 상기 미세 패턴(122a)의 잔막(residual layer)을 제거할 수 있다.
도 4g를 참조하면, 상기 임플린트 레지스트 패턴(122)을 마스크로, 상기 제1 층(110)을 식각하여, 제1 층 패턴(112)을 형성한다. 상기 제1 층 패턴(112)은 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(112a)을 갖고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(112b)을 갖는다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1a 내지 1g의 상기 임프린트 스탬프를 이용하여 형성된 표시 장치의 미세 패턴 및 일반 패턴을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 6a 및 6b는 도 5d의 미세 패턴 및 일반 패턴의 전자현미경(SEM) 영상이다.
도 5a를 참조하면, 임프린트 스탬프의 스탬프 기판(40) 상에 제1 영역(WGP)내에는 미세 패턴(52)이 형성되고, 제2 영역(BM) 상에는 복수의 흔적 패턴(54)이 형성된다.
상기 미세 패턴(52)은 와이어 그리드 편광소자 패턴일 수 있다. 상기 흔적 패턴은 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향과 평행한 방향으로 형성된 돌출부들일 수 있다.
도 1c를 다시 참조하면, 상기 제2 영역(BM)내의 미세 돌출 패턴(도 1a의 50 참조)이 임프린트 레지스트 패턴(32)에 의해 상기 스탬프 기판(40)으로부터 분리 되면서 잔류 미세 돌출 패턴(54)을 형성할 때, 상기 스탬프 기판(40)에 상기 미세 돌출 패턴의 일부분이 남아있을 수 있다. 즉, 상기 미세 돌출 패턴이 상기 스탬프 기판(40)으로부터 뜯길 때, 상기 스탬프 기판(40) 상에 상기 흔적 패턴(54)이 형성될 수 있다. 상기 흔적 패턴(54)은 상기 미세 돌출 패턴의 잔류물이므로, 와이어 그리드 편광소자 패턴의 모양의 일부를 가질 수 있다.
즉, 상기 흔적 패턴은 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향과 평행한 방향으로 형성된 돌출부들일 수 있고, 상기 돌출부들 사이의 거리는 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 피치와 동일하거나 그의 정수배일 수 있다.
도 5b 및 5c를 참조하면, 상기 임프린트 스탬프로 임프린트 레지스트층(120)을 가압하여 임프린트 레지스트 패턴(122)을 형성할 때, 상기 제2 영역(BM)내의 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)의 상면 상에는 상기 흔적 패턴(54)에 의해 흔적(124)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 흔적은 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향과 평행한 방향으로 형성된 홈(groove)들일 수 있다.
따라서, 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(122a)이 형성되고, 상기 제2 영역(BM)에는 상면 상에 상기 흔적(124)이 형성된 일반 패턴(122b)이 형성될 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 임플린트 레지스트 패턴(122)을 마스크로, 상기 제1 층(110)을 식각하여, 제1 층 패턴(112)을 형성한다. 상기 제1 층 패턴(112)은 상기 제1 영역(WGP)에는 미세 패턴(112a)을 갖고, 상기 제2 영역(BM)에는 일반 패턴(112b)을 갖는다.
이때, 상기 일반 패턴(112b)의 상면 상에는 상기 임프린트 레지스트 패턴(122)의 흔적(124)에 의한 흔적(114)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 흔적(114)은 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 각각의 세선의 연장 방향과 평행한 방향으로 형성된 홈(groove)들일 수 있다. 또한, 상기 홈들 사이의 거리는 상기 와이어 그리드 편광소자 패턴의 피치와 동일하거나 그의 정수배일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 5d의 미세 패턴 및 일반 패턴의 전자현미경(SEM) 영상이다.
도 6a는 상기 미세 패턴이 형성된 상기 제1 영역(도 5d의 WGP 참조)과 상기 일반 패턴이 형성된 상기 제2 영역(도 5d의 BM 참조)의 상기 제1 층 패턴(도 5d의 112 참조)의 SEM 단면 영상이다.
도 6b는 상기 제2 영역의 상기 일반 패턴의 상면에 대한 SEM 평면 영상이다.
본 발명의 실시예들에 따른 임프린트 스탬프의 제조 방법에 따르면, 미세 패턴과 일반 패턴이 형성된 임프린트 스탬프를 추가적인 포토리소그래피 공정 없이 비교적 단순한 방법으로 제조할 수 있다.
또한, 샘플 패턴을 포함하는 샘플을 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 표시 기판을 그대로 이용하므로써, 별도의 설계 비용 없이 와이어 그리드 패턴과 블랙 매트릭스 패턴을 동시에 형성할 수 있는 임프린트 스탬프를 제조할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다
10: 샘플 기판 20: 샘플 패턴
30: 임프린트 레지스트 32: 임프린트 레지스트 패턴
40: 스탬프 기판 50: 미세 돌출 패턴
52: 미세 패턴 100: 기판
110: 제1 층 112: 제1 층 패턴
120: 임프린트 레지스트층 122: 임프린트 레지스트 패턴
WGP: 제1 영역 BM: 제2 영역

Claims (20)

  1. 제1 영역과 제2 영역을 갖는 샘플 기판 상에 상기 제2 영역에만 임프린트 레지스트를 제공하는 단계;
    상기 제1 및 제2 영역에 대응하여 형성된 미세 돌출 패턴을 포함하는 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트를 가압하고, 상기 임프린트 레지스트를 경화시키는 단계; 및
    상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함하고,
    상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 상기 임프린트 스탬프의 상기 제2 영역의 상기 미세 돌출 패턴이 경화된 상기 임프린트 레지스트에 의해 상기 임프린트 스탬프로부터 분리되고, 이에 따라 상기 미세 돌출 패턴이 상기 제1 영역에는 남아있고, 상기 제2 영역에는 제거된 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 미세 돌출 패턴은 와이어 그리드 패턴을 형성하기 위한 패턴인 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 미세 돌출 패턴의 피치(pitch)는 50nm(나노미터) 내지 150nm인 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 샘플 기판의 상기 제2 영역에는 샘플 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 샘플 기판은 표시 장치에 사용되는 표시 기판이고,
    상기 샘플 패턴은 표시 장치의 광 차단 패턴인 블랙 매트릭스 패턴인 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 샘플 패턴의 선 폭은 10 um(마이크로미터) 이상인 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트는 열경화성 또는 광경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 미세 돌출 패턴은 열경화성 또는 광경화성 수지가 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트와 상기 미세 돌출 패턴은 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서,
    경화된 상기 임프린트 레지스트과 상기 미세 돌출 패턴과의 결합력이 이형력 보다 크고, 또한, 상기 미세 돌출 패턴의 구조의 강도보다 크도록 공정 조건이 설정되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서, 상기 임프린트 레지스트는 잉크젯 방법을 이용하여 상기 제2 영역에만 제공되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트는 상기 샘플 기판 상에 직접 제공되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 샘플 기판의 상기 제2 영역에는 샘플 패턴이 형성되고, 상기 임프린트 레지스트는 상기 샘플 패턴 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  14. 제1 영역과 제2 영역을 갖는 샘플 기판 상에 상기 제2 영역에 임프린트 레지스트를 제공하는 단계;
    상기 제1 및 제2 영역에 대응하여 형성된 미세 돌출 패턴을 포함하는 임프린트 스탬프로 상기 임프린트 레지스트를 가압하고, 상기 임프린트 레지스트를 경화시키는 단계; 및
    상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계를 포함하고,
    상기 임프린트 스탬프를 상기 샘플 기판으로부터 분리시키는 단계에서, 상기 제2 영역의 경화된 상기 임프린트 레지스트는 상기 미세 돌출 패턴에 부착되어 상기 샘플 기판으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서,
    상기 샘플 기판의 상기 제1 영역에는 반전 패턴이 상기 샘플 기판으로부터 돌출되어 형성되고,
    상기 반전 패턴이 형성된 상기 샘플 기판 상에 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 전체에 임프린트 레지스트층이 형성되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 미세 돌출 패턴은 와이어 그리드 패턴을 형성하기 위한 패턴이고, 상기 미세 돌출 패턴의 피치(pitch)는 50nm(나노미터) 내지 150nm이고,
    상기 제2 영역의 폭은 10 um(마이크로미터) 이상인 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 레지스트를 제공하는 단계에서, 상기 임프린트 레지스트는 잉크젯 방법을 이용하여 상기 제2 영역에만 상기 샘플 기판 상에 직접 제공되는 것을 특징으로 하는 임프린트 스탬프의 제조 방법.
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