KR19990088567A - 패턴형성방법과,패턴형성장치와,패턴형성용판및패턴형성용판의제조방법 - Google Patents

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Abstract

판(1)은 패턴 형성면(111)에 근접하게 또는 접촉하게 하고, 그 패턴 형성면에 유동체(62)가 형성되게 한다. 이러한 방법은 판(1)을 패턴 형성면(111)에 근접시키거나 실질적으로 접촉시키는 단계와; 유동체(62)의 공급을 위하여 판(1)의 패턴 전사영역(10)에 설치되는 복수개의 관통구멍(12)에 유동체(62)를 공급하는 단계와; 유동체(62)가 관통구멍(12)을 통과하여 그 패턴 형성면(111)에 부착한 후에, 그 패턴 형성면(111)으로부터 판(1)을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

패턴 형성방법과, 패턴 형성장치와, 패턴 형성용 판 및 패턴 형성용 판의 제조방법{PATTERNING METHOD, PATTERNING APPARATUS, PATTERNING TEMPLATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE PATTERNING TEMPLATE}
본 발명은 반도체 집적회로용 패턴 형성기술에 관한 것이며, 더 구체적으로는 기판과 잉크젯식 시스템에 모두 이용되는 새로운 패턴 형성방법에 관한 것이다.
포토리소그래피는 실리콘 기판 또는 유리기판 상에 집적회로 등을 제조하기 위한 일반적인 방법이다. 포토리소그래피를 사용하여 패턴을 형성하기 위하여, 소위 레지스트라고 불리우는 얇은 감광성 재료의 피막이 실리콘 웨이퍼 상에 그리고 집적회로 패턴에 적용되며, 사진조각으로 유리 건조판 상에 놓여져, 빛에 의해 인쇄된다(전사된다). 마스크와 같이 전사된 레지스트 패턴으로, 레지스트 아래의 재료는 배선패턴과 성분을 형성하기 위하여 에칭된다. 이러한 포토리소그래피 방법은 레지스트의 붙임, 노광, 현상과 같은 절차를 필요로 하며, 대규모 설비 등의 시설, 전력분배시설 및 소비시설을 보유한 반도체 설비 등의 바깥에 미세패턴을 형성하는 것이 불가능하다. 이 때문에, 미세패턴을 형성하기 위한 보다 소규모의 다른 방법이 연구되었다.
예를 들면, 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 것으로서 MIMIC(micromolding in capillaries의 약자)라고 불리우는 방법이 Jpurnal of American Chemical Society 1996, No. 118, pp. 5722-5731에 공개되어 있다. 이 방법에 있어서, 판은, 그 위에 ㎛-배열의 홈 구조가 폴리머로 형성되며, 기판상에 위치하게 되며, 유동체는 모세관 현상에 의하여 홈 측으로부터 스며들게 된다. 상기 판은 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 유동체는 폴리머, 폴리머 용액, 콜로이드성 용액 등이다. 유동체와 기판 사이의 반응이 완료한 후, 판은 기판 상에 형성되는 패턴을 나타내기 위하여 제거된다.
상기한 MIMIC 방법에 있어서, 유동체가 모세관 현상에 의하여 공급되므로, 판측으로부터 유동체가 공급될 수 있는 거리는 제한된다. 수반되는 문제는 폭이 넓은 판을 사용하여 거대한 패턴을 형성할 수 없다는 점이다.
본 발명은 상기의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로서, 큰 규모의 시설이 없이 저렴하게 다양한 크기의 영역을 패턴화할 수 있는 패턴 형성방법과, 이러한 패터닝을 가능하게 하는 패턴 형성장치와, 이러한 패터닝에 사용되는 패턴 형성용 판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하여, 관통구멍을 보유한 판과 그 판에 구멍을 통하여 패터닝하기 위한 적당량의 유동체를 사용함으로서, 판 크기에 제한받지 않고 미세패턴을 형성할 수가 있다.
본 발명에 의한 패턴 형성방법은, 판을 패턴 형성면에 근접시키거나 실질적으로 접촉하도록 배치시킴으로서 패턴 형성면 상에 유동체로 패턴을 형성하여 패턴화시키는 패턴 형성방법이다. 이러한 패턴 형성방법은, 판을 패턴 형성면에 근접시키거나 실질적으로 접촉시키는 단계와; 유동체공급을 위하여 판의 패턴 전사 영역에 설치되는 복수개의 관통구멍에 유동체를 공급하는 단계와; 유동체가 관통구멍을 통과하여 패턴 형성면에 부착한 후에, 패턴 형성면으로부터 판을 제거하는 단계를 포함한다.
상기한 패턴방법에 있어서, 판은 오목판, 볼록판, 또는 평면판이어도 좋다. 판의 표면은 평평하거나 또는 휘어져 있어도 좋다. 패턴 형성면은 평평하거나 휘어져 있어도 좋다. 즉, 패턴 형성면은 기판과 같이 단단한 재료로 이루어지거나 또는 필름과 같이 가요성 재료로 만들어질 수 있다.
유동체는 잉크 또는 유기재료이거나, 또는 그 점도가 관통구멍을 통과할 수 있을 정도면 무기재료이어도 좋다. 유동체는 또한 미세입자를 포함하는 콜로이드성 용액이어도 좋다. 예를 들면, 용매에 탄소분말을 분산시켜 이루어지는 블랙 매트릭스 형성용 용액, 용매에 투명한 전극재료를 용해시켜 이루어지는 투명전극 형성용 용액, 용매에 금속미세입자를 분산시켜 이루어지는 전극패턴 형성용 용액 등의 다양한 콜로이드성 용액이 사용될 수 있다.
패턴 전사영역은 균일한 패턴을 보유하거나 또는 특수한 패턴으로 형성될 수 있다. 포토리소그래피가 판을 제조하는데 사용될 경우, 노출영역을 조절함으로서 어떠한 패턴도 형성될 수 있다.
판에서 각각의 관통구멍은 유동체를 패턴 형성면에 공급하는 노즐로서의 기능을 한다. 유동체가 판의 패턴 전사영역으로 공급되는 것이 가능하다면 판에서의 관통구멍의 위치와 수는 제한되지 않는다. 관통구멍의 직경과 수는, 짧은 기간 내에 충분히 유동체를 공급할 수 있느냐에 따라서 제공될 수 있다. 관통구멍으로 유동체를 공급하기 위한 방법은 잉크젯식 시스템과 같은 유동체에 압력을 가하는 방법으로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이러한 방법은 신속하고 제어가 가능하기 때문이다. 또한, 모세관에 의해 유동체를 관통구멍으로 공급하기 위하여, 자연적 유동체공급이 사용될 수 있다. 패터닝을 유지하기 위한 물리적 강도를 보유하고 유동체에 대해 화학적으로 비활성인 것이라면, 판으로서 어떠한 재료가 사용되어도 좋다. 유동체가 공급된 후에 자연적으로 공기를 제거하기 위하여, 판을 다공질 재료 또는 투과성 재료로 구성하는 것이 특히 바람직하다.
이하에, 본 발명에 의한 상기한 패턴 형성방법의 구체적인 실시예를 나타낸다. 상기한 판에서, 예를 들면 관통구멍은 패터닝 영역을 따라서 배치될 수 있다. 이러한 경우, 유동체를 공급하기 위한 단계는, 판에 설치된 모든 관통구멍에 압력을 가함으로서 유동체가 공급되게 하는 단계이다.
또한, 관통구멍은 상기한 판에 균일하게 배치될 수 있다. 이러한 경우, 유동체를 공급하기 위한 단계는, 판에 설치된 모든 관통구멍 중에서 패턴 전사영역에 배치된 관통구멍에만 잉크젯식 시스템으로 유동체를 선택적으로 공급하도록 하는 단계이다.
더욱이, 상기한 판은 다공질 재료로 구성될 수 있다. 판이 패턴 형성면으로부터 분리되는 단계에 있어서, 관통구멍을 통하여 공급되는 과잉의 유동체가 다공질 재료에 의해 흡수된 후에, 판이 패턴 형성면으로부터 분리된다.
본 발명에 의한 패턴 형성장치는 판을 패턴 형성면 근처에 또는 실질적으로 접촉시키도록 배치하여, 패턴 형성면에 유동체로 패턴을 형성시키기 위한 장치이다. 이러한 패턴 형성장치에는, 판을 패턴 형성면 근처에 또는 실질적으로 접촉시키기 위한 판 이송기구와; 유동체를 저장하기 위한 유동체 저장기구와; 유동체를 유동체 저장기구로부터 판의 패턴 전사영역에 설치된 복수의 관통구멍으로 공급하기 위한 유동체 공급기구와; 판 이송기구에 의한 판의 이송과 유동체 공급기구에 의한 유동체의 공급을 제어하기 위한 제어장치가 제공된다.
상기한 패턴 형성장치에 있어서, 제어장치는 판이 패턴 형성면의 근처에 또는 실질적으로 접촉하도록 배치되게 하고, 유동체 공급기구에 의해 유동체가 관통구멍을 통하여 공급되게 하며, 패턴 형성면에 유동체가 부착된 후에 패턴 형성면으로부터 판이 제거되도록 한다.
유동체 저장기구는 몇가지 방법에 의해 유동체를 저장할 때만 필요로 하며, 예를 들어 유동체를 저장하기 위한 탱크와, 탱크로부터 유동체가 흘러나오는 파이프 등을 포함한다.
판 이송기구는 판과 패턴 형성면과의 상태위치를 변경시킬 수 있는 기구이고; 판 이송기구는 판을 이송시키고, 기판 또는 패턴 형성면을 보유한 것 등을 이송시키거나, 둘 모두를 이송시킬 수 있다.
유동체 공급기구는 잉크젯식 시스템 등을 사용하여 강제로 유동체를 공급할 수 있으며; 또한 모세관 현상을 이용하여 유동체저장소로부터 유동체를 자연적으로 공급하도록 하는 구성을 보유할 수 있다. 잉크젯식 시스템인 경우에, 유동체 공급기구는 판의 적당한 위치에 잉크젯식 기록헤드로부터 유동체가 방출되도록 하는 구성을 보유할 수 있다. 이 경우에, 유동체 공급기구는 또한 판과 잉크젯식 기록헤드의 상대위치를 변화시키기 위하여 구성되는 헤드 이송구조를 포함한다.
예를 들어, 상기한 판은 패턴 전사영역을 따라 배치되는 관통구멍을 보유하고, 유동체 공급기구에는 유동체를 모든 관통구멍으로 공급하기 위한 압력실과, 압력실의 적어도 하나의 벽면을 변형시키고 압력실의 부피를 변화시키는 압전실이 제공된다. 제어장치는 헤드를 제거하고 패턴 전사영역에 위치하는 관통구멍에 유동체를 공급하게 한다.
더욱이, 상기한 판은 다공질 재료로 이루어지며, 제어장치는 관통구멍을 통하여 공급되는 과잉의 유동체를 다공질 재료에 의해 흡수한 후에, 패턴 형성면으로부터 판을 제거한다.
본 발명에 의한 패턴 형성용 판은, 패턴 형성면에 유동체를 부착시킴으로서 패턴을 형성하는 패턴 형성용 판이다. 판의 패턴 전사영역은 오목한 형태의 판으로 되어 있으며, 복수의 관통구멍이 그 패턴 전사영역에 설치되게 된다.
본 발명에 의한 패턴 형성용 판은, 패턴 형성면에 유동체를 부착시킴으로서 패턴을 형성하는 패턴 형성용 판이다. 판의 패턴 전사영역은 볼록한 형태의 판으로 되어 있으며, 복수의 관통구멍이 그 패턴 전사영역에 설치되게 된다.
더욱이, 판의 패턴 전사영역은 유동체에 친화성을 나타내는 형태로 되어 있고; 패턴 전사영역 이외의 영역("패턴 비전사영역")은 유동체에 비친화성을 나타내는 형태로 되어 있으며; 복수의 관통구멍이 패턴 전사영역에 설치되게 된다.
여기에서, 친화성과 비친화성은 패터닝에 사용되는 유동체의 특성에 따라서 결정된다. 예를 들면, 유동체가 친수성일 경우에 친수성 성분은 친화성을 나타내며, 소수성 성분은 비친화성을 나타낸다. 반대로 유동체가 친유성일 경우에 친수성 성분은 비친화성을 나타내며 소수성 성분은 친화성을 나타낸다. 유동체는 상업상 적용하는 것에 따라서 다른 방법으로 변경할 수 있다.
예를 들어, 패턴 전사영역이 기입패턴을 보유하도록 상기한 판이 형성된다. 또한 상기한 판은 패턴 전사영역이 균일하게 배열되는 표준 패턴으로 형성될 수 있다. 상기한 판은 다공질 재료로 형성될 수 있다. 더욱이, 상기한 판에 형성되는 관통구멍의 내벽은 또한 유동체에 비친화성을 나타내도록 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 패턴 형성용 판을 제조하는 방법은 패턴 형성면에 유동체를 부착하여 패턴을 형성하는 패턴 형성용 판을 제조하기 위한 방법으로서, 베이스 상에 레지스트 층을 형성하는 단계와; 패턴에 따라서 레지스트층의 부위를 노출시키는 단계와; 노출된 레지스트를 현상하는 단계와; 에칭-저항성의 마스크로서 현상되는 레지스트와 함께 베이스를 에칭하는 단계와; 사용되는 다공질 재료를 경화시키는 단계와; 경화된 다공질 재료를 베이스로부터 분리시키는 단계와; 판을 형성하기 위하여 분리된 다공질 재료의 패턴 전사영역에 복수의 관통구멍을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에서 사용되는 판의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 2은, 본 발명의 제1실시예에서 사용되는 판의 구조를 도 1의 A-A선으로 그어서 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제1실시예에서 패턴 형성장치의 전체구조를 나타내는 다이어그램이다.
도 4는, 본 발명의 제1실시예에서 압력실 패널과 판의 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 5은, 본 발명의 제1실시예의 패턴 형성방법을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 제1실시예에서 판에 의해 전사되는 패터닝을 나타내는 평면도이다.
도 7A 내지 7F는, 본 발명의 제1실시예에서 판을 제조하기 위한 방법의 단계를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제2실시예에서 사용되는 판의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제2실시예에서 사용되는 판의 구조를 도 8의 A-A선으로 그어서 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제2실시예의 패턴 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제3실시예의 패턴 형성장치의 전체구조를 나타내는 다이어그램이다.
도 12는, 잉크젯식 기록헤드의 주성분의 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 13은, 잉크젯식 기록헤드의 이송경로를 설명하기 위한 다이어그램이다.
도 14는, 본 발명의 제3실시예의 패턴 형성방법으로 형성된 기판상에 패터닝을 나타내는 평면 다이어그램이다.
본 발명의 실시예는 도면을 참조로 하여 이하에서 설명된다.
(제1실시예)
컬러 필터 등에서 사용되는 바와 같은 오목한 판을 사용하는 액정 패널용 블랙 매트릭스(음영 패턴)을 형성하기 위한 방법을 본 발명의 제1실시예로서 설명한다.
도 1은, 본 발명에서 사용되는 판의 패턴 전사면의 평면도이다. 도 2는, 도 1의 A-A선(단면)을 따라 그어진 판의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 판(1)은, 패턴 전사영역(10)이 기판(100)의 패턴 전사면(도 2의 바닥)의 오목한 부위로 형성되는 구조를 보유한다. 기판(100)의 뒷면(도 2의 꼭대기)을 통과하는 복수의 관통구멍(12)은 패턴 전사영역(10)에 형성된다. 관통구멍(12)의 내벽면은 유동체에 비친화성을 나타내도록 마무리 또는 처리되는 것이 바람직하다. 비친화성을 나타내도록 처리된다면, 유동체가 공급되지 않고 유동체의 적하가 차단될 경우, 유동체는 관통구멍(12) 내로부터 제거된다. 오목한 영역이 형성되지 않는 영역, 구체적으로는 볼록한 영역은 패턴 비전사영역(11)으로 이루어진다. 패턴 전사영역(10)은 액정 패널의 컬러필터에 형성되는 블랙 매트릭스의 패턴에 따라서 형성된다.
다공질 재료는 판(1)을 형성하는 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 패턴이 전사되는 패턴 형성면과 필수적으로 접촉하도록 위치하는 판과 함께 관통구멍으로부터 유동체를 공급할 경우, 패턴 전사영역(10)에 대응하는 오목부 내에 존재하는 공기는 다공질 재료로 새어나오게 되고, 이것은 유동체가 패턴 전사영역(10)의 모든 부위에 채워지도록 한다. 따라서, 다공질 재료를 사용하는 것은 오목한 부위에 빈자리가 남게 되는 것을 방지한다. 예를 들어, 폴리디메틸실록산이 다공질 재료로서 사용될 수 있다.
패턴 비전사영역(11)과의 레벨차이에 의해 형성되는 오목한 부위의 부피가 패터닝에 필요한 유동체의 양을 충족시키도록 판(1)의 패턴 전사영역(10)의 두께가 조정된다. 작은 직경의 관통구멍(12)으로 공급되는 유동체는 많은 용매성분의 증발로 인하여 부피에 있어서 극심한 감소를 초래한다. 결과적으로, 패턴 전사영역(10)의 두께는 부피의 감소를 감안한 유동체의 양을 포함하기에 충분한 크기이어야 한다.
한편, 판(1)의 패턴 비전사영역(11)은, 판에 충분한 물리적 강도를 제공하도록 하는 두께를 보유하고; 관통구멍(12)의 길이를 증가시킴으로서 발생되는 투과저항의 증가를 방지하도록 이 두께가 조정된다.
도 3은, 본 실시예의 패턴 형성장치의 전체 구조를 나타낸다. 도 3에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 패턴 형성장치(200)는 도 1 및 도 2에서 나타내는 구조를 보유한 판(1), 압력실 패널(2), 압전체 소자(3), 판 이송기구(4), 제어장치(5), 유동체 저장기구(6)를 포함한다.
압전실 패널(2)은 판(1)과 접촉하고 있고, 공급유동체를 판(1)의 뒷면으로 공급하도록 하는 구조를 보유한다. 구체적으로는, 실제 구조는 도 4의 단면도에서 나타내는 바와 같다. 압력실 패널(2)은 판(1)의 뒷면의 가장자리부와 접촉하는 측벽(22)을 포함하고; 진동 패널(23)이 그 중 하나의 표면에 설치된다. 압력실(21)은 판(1)의 뒷면에 의해서 형성되고; 유동체(62)는 진동 패널(23)에 설치되는 잉크 탱크 개구부(24)를 통하여 그 안에 저장된다. 압력실 패널(2)은 예를 들어 에칭 실리콘, 유리 또는 석영에 의해 제조되는 정교한 구조를 보유한다. 진동 패널(23)은 예를 들어 열산화 필름으로 형성된다. 압전체 소자(3)는 압력실(21)에 대응하는 위치의 진동 패널(23)상엥 형성된다. 상기한 잉크 탱크 개구부(24)는 상기한 유동체 저장기구(6)에 의해서 탱크(6)로부터 파이프(61)를 경유하여 압력실(21)로 공급된다. 또한, 예를 들어 용매에 탄소분말이 용해된 콜로이드상 용액은 본 실시예의 유동체로서 사용된다.
압전체 소자(3)는, 도 4에서 나타내는 바와 같이, 하부 전극(30)과 상부 전극(32) 사이에 위치하는 압전 박막(31)을 포함한다. 하부 전극(30)과 상부 전극(32)은 플라튬과 같은 안정하고 전도성이 있는 재료로 형성된다. 압전 박막(31)은 전기기 변환 활성을 보유한 재료로 형성되고, PZT(lead zirconate titanate)와 같은 강유전성 재료의 결정성 구조를 보유하는 구성으로 되어 있다. 압전체 소자(3)는 제어장치(5)로부터 공급되는 신호(Sp)를 내보내는 것에 대응하여 부피를 효과적으로 변화시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.
또한, 상기한 압력실 패널은 압전체 소자로 부피변화가 효과적으로 이루어지고, 압력실 내의 부피가 변화하고, 유동체가 방출되도록 하는 구성으로 되어 있다. 압력실 패널은 또한 유동체가 열소자로 가열되어 팽창으로 인하여 유동체 방울이 방출되도록 하는 구성으로 되어 있다. 또한 상술한 바와 같이, 압력실(21) 내의 유동체(62)는, 압력실 패널(2)과 판(1)을 형성하는 재료와 관통구멍(12)의 형태와 크기에 기인하는 모세관 현상에 의하여, 자연적으로 패턴 전사영역(10)으로 안내된다.
또한, 압력실(21)과 압전체 소자(3)는 각각 본 설명을 간소화하기 위하여 도면에 각각 나타내지만, 복수의 압력실을 규정된 영역에 설치할 수 있으며, 복수의 압전체 소자(3)를 대응하는 위치에 설치할 수 있다.
판 이송기구(4)는 모터(40)와 도시하지 않는 다른 구성요소를 보유한 기계구조로 이루어져 있다. 모터(40)는 제어장치(5)로부터의 작동신호(Sm)에 따라서 작동되도록 구성되어 있다. 모터의 파워는 도면에 있어서 판(1)과 압력실 패널(2)을 상하방향으로 이송할 수 있도록 설정된다. 더욱이, 판 이송기구(4)는 판(1)과 압력실 패널(2)의 기판(110)에 대한 상대위치를 변화시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 기판(110)이 판(1) 등에 대하여 움직이거나 또는 판(1) 등과 기판(110)이 모두 움직이도록 하기 위하여 상기한 구성 이외의 다른 구성을 사용할 수가 있다.
제어장치(5)는 컴퓨터 장치 또는 순차기(sequencer)의 기능을 보유하고, 패턴 형성장치에 의해 본 발명의 패턴 형성방법이 실행될 수 있도록 하는 구성으로 되어 있다. 이 장치는 판 이송기구(4)의 모터(4)로 작동신호(Sm)를 출력하며, 적절한 타이밍에 판과 패턴 형성면 사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 장치는 압전체 소자(3)에 배출신호(Sp)를 공급하도록 구성되어 있어, 유동체(62)가 적절한 타이밍에 압력실 패널(2)로부터 판(1)에 공급되게 된다.
유동체 저장기구(6)는 탱크(60)와 파이프(61)를 포함한다. 탱크(60)는 패턴을 형성하기 위한 유동체를 저장하고 있으며; 탱크(60) 내에 저장된 유동체를 압력실 패널(2)의 잉크 탱크 개구부(24)로 공급하기 위해 파이프(61)가 설치된다.
(패턴 형성방법)
다음에, 도 4 및 도 5를 참조로 하여, 상기한 패턴 형성장치(200)를 사용하는 패턴 형성방법을 설명한다.
도 4에서 나타내는 상태에 있어서, 배출신호(Sp)는 압전체 소자(3)에 적용되지 않으며, 유동체(62)가 압력실 패널(2)의 압력실(21)을 채운다. 유동체의 고표면장력으로 인하여, 유동체는 이 상태에서 관통구멍(12)으로 흐르지 않는다. 패터닝 공정에 놓이게 되는 기판(110)은, 판(1)이 판 이송기구(4)에 의해 이송될 수 있는 범위 내에 위치하게 된다.
다음에, 제어장치(5)는 판(1)과 압력실 패널(2)을 기판(110) 쪽으로 이송시키고, 도 5에서 나타내는 바와 같이, 기판(110)의 패턴 형성면(111)과 접촉하는 판(1)의 패턴 전사면에 위치하게 된다.
다음에, 제어장치(5)는 배출신호(Sp)를 압전체 소자(3)로 공급한다. 전압의 사용은 압전체 소자(3)의 부피를 변화시키고, 진동 패널(23)의 변형을 유발시킨다. 결과적으로, 진동 패널(23)은 도 5에서 나타내는 바와 같이 점선으로 나타내는 위치(P1)에서 고정위치(P2)로 변형된다. 진동 패널(23)이 변형될 경우, 압력실(21) 내의 유동체에 대한 압력이 증가하고, 유동체가 관통구멍(12)으로부터 패턴 전사영역(10)의 오목부로 이동하게 된다. 유동체가 오목부로 진입할 경우, 대응하는 부피의 공기가 배출된다. 오목부가 판(1)과 기판(110)에 의해 4개의 측면으로 둘러쌓일지라도, 판(1)은 상기한 바와 같은 다공질 재료로 형성된다.
이와 같이, 오목부로 들어가는 유동체에 대응하는 부피의 공기는 판(1)의 벽부위를 통하여 배출된다. 이 때문에, 오목부에 공기가 남게되는 일이 없도록 유동체가 패턴 전사영역(10)의 모든 오목한 부위를 채우게 된다.
유동체가 기판(110)과 접촉할 경우, 제어장치는 작동신호(Sm)를 판 이송기구(4)로 공급하고, 배출신호(Sp)를 압전체 소자(3)에 공급한다. 판(1)은 압력실 패널(2)을 따라서 들어올려지고, 판(1)의 패턴 전사영역의 형태에 따라서 적정량의 유동체가 이송된다. 열처리, 화학처리 등이 기판(110)에 실행되어 기판(110)으로 이송되는 유동체의 용매성분이 증발한다면, 유동체에 존재하는 탄소입자가 기판(110)에 고정되게 된다. 이와 같은 공정으로, 블랙 매트릭스(112)가 도 6에서 나타내는 바와 같이 형성되고, 기판(110)의 패턴 형성면(111)에 변형을 초래하지 않고 전사되는, 도 1에서 나타내는 패턴 전사영역(10)의 형태를 보유하게 된다.
압력실(21) 내의 유동체(62)가 모세관 현상에 의해 자연적으로 패턴 전사영역(10)의 오목부로 안내되는 구조의 경우에, 제어장치(5)는 단지 판(1)의 상하 방향의 운동을 제어할 필요가 있다. 이러한 구성에 있어서, 오목부는 유동체(62)가 계속적으로 채워지는 상태로 되어서, 판(1)이 기판(110)과 접촉하도록 위치하고 다음에 제거될 경우에, 결과적으로 유동체의 패턴이 패턴 형성면(111)에 남게된다.
(판의 제조방법)
다음에, 도 7을 참조로 하여 판(1)의 제조방법을 설명한다. 도 7A 내지 7F는 각각의 제조공정을 나타내는 단면도이다.
(레지스트층의 형성(도 7B))
레지스트층의 코팅공정은, 기판(100)의 패턴 전사면에 레지스트층을 형성하기 위한 공정이다. 우선, 상술한 다공질 재료를 몰드하고 기판에 형성시킨다(도 7A). 다음에, 레지스트층을 기판(100)의 표면에 형성한다. 레지스트 재료는 포지티브형 또는 네거티브형일 수 있다. 네거티브형 레지스트로 하는 경우, 노출부위가 현상용액에서 용해되지 않아 남게 된다. 포지티브형 레지스트로 하는 경우, 비노출부위가 현상용액에서 용해되지 않아 남게 된다. 스피너 방법, 스프레이 방법 등과 같은 방법을 사용하여 레지스트를 균일한 두께로 되게 하여, 레지스트층(101)을 형성한다.
(노광(도 7C))
노광공정은 레지스트의 형태에 따라 레지스트층(101)을 규정된 패턴으로 노광시키는 것이다. 즉, 레지스트층(101)용 재료로서 포지티브형 레지스트를 사용할 경우, 패턴 비전사영역(11)에 빛(102)이 조사된다. 네거티브형 레지스트를 사용할 경우, 패턴 전사영역(10)에 빛(102)이 조사된다. 노블락형 또는 화학증폭제형 등이 일반적인 레지스트 재료로서 사용된다. 빛(102)으로는, UV램프 또는 엑시머레이저 등의 공지된 광원을 사용하는 에너지 빔이 사용된다.
(현상(도 7D))
현상공정은 노출된 레지스트층을 현상하여, 패턴 비전사영역(도 2의 영역(11))에 대응하는 레지스트층 부위만을 남게 하는 것이다. 현상공정에 사용되는 공지된 현상 용액으로는, 수산화 테트라메틸 암모늄, 수산화 칼륨, 수산화 나트륨 또는 수산화 칼슘, 또는 크실렌 등의 유기용매 등을 포함한다.
(에칭(도 7E))
에칭공정에 있어서, 패턴 전사영역(10)에 대응하는 오목부를 형성하기 위하여, 현상되는 레지스트층(101)을 보유하는 기판(100)의 측면은 레지스트층과 함께 마스크로서 에칭된다. 에칭방법은, 평행 평면의 반응성 이온 에칭과 같은 활성가스를 이용하는 비등방성 에칭 또는 건식 비등방성 에칭으로 할 수 있다. 이러한 에칭은 선택성이 높은 것이 바람직하고, 단지 다공질 재료만 선택적으로 에칭하는 것이 바람직하다. 에칭의 깊이는 상술한 바와 같이 패턴에 필요한 유동체의 양에 따라서 적절하게 조정된다. 에칭한 후에, 에칭-저항성을 보유한 마스크로서 사용되는 잔유 레지스트층(101)은 용매 등에 의해 제거된다.
(관통구멍의 형성(도 7F))
관통구멍을 형성하는 공정은 에칭되는 기판(100)에 복수개의 관통구멍(12)을 개구시키는 것이다. 관통구멍(12)을 형성하기 위해서 레이저에 의한 마무리 또는 펀칭 등의 방법이 사용된다. 관통구멍(12)의 수는 오목부에 유동체를 충분히 공급할 수 있는 수로 한다. 판의 다공질 재료가 유동체에 비친화성을 나타내지 않는 경우에는 유동체에 비친화성을 나타내도록 관통구멍의 내벽을 마무리 또는 처리하는 것이 바람직하다. 유동체에 비친화성을 나타내도록 표면을 마무리하는 방법을 다른 변화에 관하여 부분별로 아래에 기술한다.
판은 도 7에서 나열되는 방법에 의해 다음과 같은 방식으로 제조될 수 있다. 우선, 기판(100)으로서 다공질 재료 또는 다른 재료로 이루어진 평판을 사용하여, 오목하고 볼록한 표면을 보유한 패턴이 단계 A 내지 단계 E에 의해 기판(100) 상에 형성된다. 결과적으로, 다공질 재료를 구성하는 층을 형성하기 위하여 이와 같이 에칭되는 기판상에 다공질 재료가 적용되고, 이 기판의 패턴이 다공질-재료층 등으로 전사된다. 다공질-재료층 상에 상기한 패턴이 전사되는 다공질-재료층이 기판(100)으로부터 제거되고, 관통구멍은 도 7F에서 설명되는 방식으로 다공질-재료층 상에 형성되어, 다공질-재료층이 제거된 패턴 형성용 판이 얻어진다.
제1실시예에 의하면, 판은 오목한 형태를 갖는 구조를 보유하고, 오목부를 통과하는 관통구멍을 보유하며; 이것은 큰 패턴의 단위로 형성되는 판이다. 따라서, 대규모의 시설을 이용하지 않고도 저렴하게 패터닝을 행할 수 있다. 이러한 판으로 인하여, 판 후측상의 관통구멍으로부터 패턴 전사영역으로 유동체가 바로 공급될 수 있고; 따라서 상기한 MIMIC 방법에 의한 것보다 가능한 폭넓은 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다. 결과적으로, 이것은 대형 액정패널용 블랙 매트릭스, 투명전극, 정상전극 등의 패턴을 만드는데 적합한 방법이다.
(제2실시예)
다음에, 본 발명의 제2실시예로서, 액정패널의 컬러필터 등에 사용되는 블랙 매트릭스(음영 패턴)을 형성하기 위하여 볼록한 판을 사용하는 방법을 설명한다.
도 8은, 본 실시예에서 사용되는 판의 패턴 전사면의 평면도이다. 도 9는, 도 8에서 A-A선(단면)을 따라 그어진 판의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서 판(1b)은 기판(100)의 패턴 전사면 상에 볼록한 형태로 패턴 전사영역(10b)을 보유한다. 즉, 도 8에서의 패턴 전사면의 평면구조는 판의 볼록부에 대응하는 패턴 전사영역(10b)을 제외하고는 도 1에서의 것과 동일하다.
기판(100)의 뒷면을 통과하는 복수개의 관통구멍(12b)은 패턴 전사영역(10b)에 형성된다. 관통구멍(12b)은 상술한 제1실시예와 같이 유동체에 비친화성을 보유하도록 마무리되는 것이 바람직하다. 돌출부가 형성되지 않은 기판(100) 상의 영역은 패턴 비전사영역(11b)으로 이루어진다. 판(1b)의 재료와 두께는 상술한 제1실시예의 것과 동일한 것으로 할 수 있다. 본 실시예의 판(1b)은 도 3에서 나타내는 구조를 보유한 패턴 형성장치(200)에 설치되고, 상술한 제1실시예에서 설명하고 있으며, 도 3 및 도 4에서 나타내는 바와 같이 압력실 패널에 연결되어 사용된다.
(패턴 형성방법)
본 실시예의 패턴 형성방법은 상술한 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하다. 도 10에서 나타내는 바와 같이, 유동체(62)가 압력실(도시하지 않음)에 채워지는 압력실 패널과 결합되는 판(1b)은, 패턴 전사영역(10b)과 패턴 형성면(111) 사이에 약간의 간격이 발생할 때까지 기판(110)의 방향으로 움직인다. 모세관 현상이 이 간격 사이에서 발생하며, 유동체(62)가 관통구멍(12b)을 통하여 패턴 전사영역(10b)을 완전히 채울 수 있도록 한다. 판(1)이 움직임에 따라서, 제어장치(5)는 유동체(62)를 압력실을 통하여 공급한다. 유동체(62)는 관통구멍(12b)으로부터 기판(110)으로 공급되고 방울(63)을 형성한다. 유동체 방울(63)이 기판(11) 표면에 완전히 부착되고 그 표면과 화학적으로 반응을 한 후, 판(1b)은 기판(110)으로부터 분리된다. 이러한 절차를 통하여 기판(110) 상에 패턴이 형성된다. 용매에 용해되어 있는 탄소분말이 유동체로서 사용되고 패턴 전사영역(10b)이 도 8에서 나타내는 바와 같은 격자 형태를 보유할 경우, 액정 패널에 사용되는 컬러필터용 블랙 매트릭스가 상술한 절차를 통하여 기판(110) 상에 형성된다.
더욱이, 본 실시예에서의 판(1b)의 제조방법은 상술한 제1실시예의 판 제조방법에 의하여 실시할 수 있다. 또한, 레지스트 재료를 포지티브형 또는 네거티브형으로 바꾸거나 또는 노출영역과 비노출영역으로 바꾸는 등의 적절한 조정을 할 필요가 있다.
상술한 제2실시예로 인하여, 심지어 볼록형 패턴 형성용 판에 있어서도 제1실시예와 같은 효과를 얻을 수가 있다.
(제3실시예)
다음에, 본 발명의 제3실시예로서 잉크젯식 기록헤드를 사용하여 적합한 패턴을 형성하는 패턴 형성장치를 설명한다.
도 11은 본 실시예의 패턴 형성장치의 구성을 나타낸다. 도 11에서 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 패턴 형성장치(200b)는 판(1), 잉크젯식 기록헤드(2b), 판 이송기구(4b), 제어장치(5b), 유동체 저장기구(6b), 헤드 이송기구(7)로 이루어진다.
제1실시예에서 사용되는 판(1)(도 1 및 도 2 참조)은 이 실시예의 판(1)으로서 어떠한 변형도 없이 사용될 수 있다. 또한 제2실시예에서 사용되는 판(1b)을 사용할 수도 있다. 특히 본 실시예는 잉크젯식 기록헤드를 이송하여 바람직한 패턴을 형성할 수 있는 구조를 보유하기 때문에, 판은 균일한 간격의 점들의 균일 패턴 또는 격자 패턴을 보유할 수 있다. 판(1)의 경우에는 패턴 전사영역(10)과 패턴 비전사영역(11)(도 2 참조), 판(1b)의 경우에는 패턴 전사영역 (10b)과 패턴 비전사영역(11b)이 어떠한 규정에 따라서 결합된다. 관통구멍(12) 또는 (12b)로부터 유동체를 공급할지를 선택하는 것에 의해, 유동체가 적합한 패턴 전사영역(10) 또는 (10b)에 공급될 수 있다.
잉크젯식 기록헤드(2b)는 도 12에서 나타내는 바와 같은 구조를 보유한다. 압전체 소자(3)가 위에 있는 진동 패널(23)은 압력실 패널(20)의 한쪽 면에 설치된다. 노즐(28)을 위에 보유한 노즐 패널(29)은 압력실 패널(20)의 다른 면에 적층된다. 압력실(공동)(21), 저장실(25), 공급개구부(26) 등은 예를 들어 실리콘, 유리 또는 석영을 에칭하여 압력실 패널(20) 상에 형성된다. 압력실(21)은 측벽(22)으로 분할되어 있다. 진동 패널(23)과 압전체 소자(3)는 상술한 제1실시예의 압력실 패널(2)에서 사용되는 것과 동일한 구조를 보유한다. 노즐 패널(29)에 설치되는 노즐(28)은 압력실(21)에 대응하는 위치에 설치된다. 상기한 구성에 의하면, 잉크젯식 기록헤드(2b)는 각각의 압력실(21)이 공급 개구부(26)를 통하여, 유동체 저장기구(6)로부터 공급되고 잉크 탱크 개구부(24)를 통하여 저장실(25)로 안내되는 유동체가 채워지도록 구성되어 있다. 전압이 압전체 소자(3)에 적용될 경우, 압력실(21)에 대응하는 부피가 변화하고, 유동체 방울(63)이 압력실에 대응하여 노즐(28)로부터 배출된다.
더욱이, 상기한 압력실 패널은, 그 부피가 압전체 소자(3)에 의해 변화되고 유동체가 배출되도록 구성되어 있다. 또한, 유동체는 가열수단에 의해 가열되고 방울은 그 열팽창에 의해 배출되도록 구성되어 있다.
판 이송기구(4b)는 상술한 제1실시예에서 사용되는 판 이송기구(4)와 같은 형태의 구조를 보유한다(도 3 참조). 본 실시예에 있어서, 판 이송기구는 판(1)만이 이동이 가능하도록 구성되어 있다. 이것은 잉크젯식 기록헤드(2b)가 헤드 이송기구(7)에 의해 판(1)으로부터 독립적으로 이송되기 때문이다.
유동체 저장기구(6b)는 탱크(60)와 파이프(61)를 포함한다. 탱크(60)는 본 발명에 관련된 유동체를 저장하고 있으며; 파이프(61)는 탱크(60)에 저장된 유동체를 잉크젯식 기록헤드(2b)의 잉크 탱크 개구부(24)로 공급한다.
헤드 이송기구(7)는 모터(71),(72)와 도시하지 않은 다른 기계구조로 이루어져 있다. 모터(71)는 제어장치(5b)로부터의 신호(Sx)에 의해 X축 방향으로 잉크젯식 기록헤드(2b)를 이송시키도록 구성되어 있다. 모터(72)는 제어장치(5b)로부터의 신호(Sy)에 의해 Y축 방향으로 잉크젯식 기록헤드(2b)를 이송시키도록 구성되어 있다. 또한, 판 이송기구(7)는 판(1)에 대한 잉크젯식 기록헤드(2b)의 위치를 변하시키도록 하는 구성으로 할 수 있다. 이 때문에, 수용될 수 있는 다른 구조로는, 잉크젯식 기록헤드(2b)에 대해 이동하는 판(1)과 기판(110) 또는 이동 가능한 잉크젯식 기록헤드(2b), 판(1), 기판(110) 등을 포함한다.
제어장치(5b)는 컴퓨터 장치 또는 순차기(sequencer)의 기능을 보유하고, 패턴 형성장치에 의해 본 발명의 패턴 형성방법이 실행될 수 있도록 하는 구성으로 되어 있다. 이 장치는 판 이송기구(4b)의 모터(4)로 작동신호(Sm)를 출력하며, 적절한 타이밍에 판과 패턴 형성면(111) 사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 장치는 압전체 소자(3)에 배출신호(Sp)를 공급하도록 구성되어 있어, 유동체 방울(63)이 적절한 타이밍에 잉크젯식 기록헤드(2b)로부터 판(1)에 공급되게 된다. 또한, 헤드 이송기구(7)는, X축 작동신호(Sx)와 Y축 작동신호(Sy)가 공급될 경우에 잉크젯식 기록헤드(2b)를 판(1)에 대한 적절한 위치로 이송할 수 있도록 구성되어 있다.
(패턴 형성방법)
다음에, 도 1 및 도 2에서 나타내는 구조를 보유하는 상술한 패턴 형성장치(200b)와 판(1)을 사용하는 패턴 형성방법을 설명한다. 제어장치(5b)는 판(1)(1b)을 기판(110)쪽으로 이송시키고, 판(1)(1b)의 패턴 전사면을 기판(110)의 패턴 형성면(111)에 접촉하도록 위치시킨다. 또한, 제2실시예로부터 양각 판(1b)이 사용될 경우, 그 사이에 존재하는 약간의 간격이 메우지게 된다.
다음에, 제어장치(5b)는 X축 작동신호(Sx)와 Y축 작동신호(Sy)를 헤드 이송기구(7)로 공급한다. 잉크젯식 기록헤드(2b)는 작동신호에 의하여 도 13의 화살표로 나타내는 바와 같이 미리 설정된 패터닝 루트로 판 위를 움직인다. 잉크젯식 기록헤드(2b)를 이송하는 동안에, 제어장치(5b)는 배출신호(Sp)를 관통구멍(12)(12b)이 패턴 전사영역(10)(10b)에 설치되는 위치에서 잉크젯식 기록헤드(2b)에 공급한다. 유동체 방울(63)은 판(1)(1b)의 패터닝 루트를 따라서 잉크젯식 기록헤드(2b)로부터 관통구멍(12)(12b)으로 공급된다. 유동체 방울(63)에 의해 채워지는 관통구멍(12)(12b)에서의 모세관 현상의 효과로 인하여, 유동체(62)가 관통구멍(12)(12b)을 통하여 이동하여, 판(1)(1b)의 패턴 전사면에 이르게 된다. 제1실시예로부터 판(1)을 사용할 경우, 판(1)의 패턴 전사면은 음각형태를 보유하고, 전사면은 기판(110)의 패턴 형성면과 실질적으로 접촉하도록 위치한다. 제2실시예로부터 판(1b)을 사용할 경우, 판(1b)의 패턴 전사면은 양각형태를 보유하고, 전사면은 작은 각격이 사이에 위치하는 기판(110)의 패턴 형성면(111) 근처에 위치하게 된다. 유동체(62)는 잉크젯식 기록헤드(2b)의 이송루트에 따른 패턴으로 기판(110) 상에 부착된다. 이 기판(110)에 열처리 등의 후처리를 실행한다면, 도 14에서 나타내는 바와 같이, 유동체의 패턴(112)이 기판(110)의 패턴 형성면(111) 상에 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시예는 판과 잉크젯식 기록헤드가 상호에 대해 움직일 수 있도록 하는 구성을 보유한다. 따라서, 특정 패턴에 따라 판을 형성하지 않고 어떠한 패턴도 형성할 수가 있다. 특히, 이러한 기술의 적용은, 잉크젯식 기록헤드의 대량생산으로 인하여 어떠한 패턴도 형성할 수 있고 작고 저렴한 적절한 가격의 가정용 프린터-크기의 제조장치에 제공된다.
(그 밖의 변형예)
본 발명은 또한 상기한 실시예들과는 다른 변형예로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기한 실시예들에 기재되어 있는 판에 설치되는 패턴 전사영역의 형태는 단지 일예일 뿐이며; 본 실시예에서 볼 수 없는 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 도 1 등에서와 같은 동일한 패턴이 균일하게 또한 규칙적으로 형성될 수 있다. 그러나, 기판에 설치되는 패턴에 따라 판 상에 패턴 전사영역을 형성할 수도 있다. 이러한 형태의 구조는 볼록한 패턴의 단위로 형성할 수 있다.
판의 형상은 패터닝 이외에 상기한 실시예들에서 볼 수 없는 방법에 의해서 변경될 수 있다. 상기한 실시예들에 있어서, 예를 들어 패턴 형성용 판은 오목한 판 또는 볼록한 판으로 할 수 있지만, 평평한 판으로도 할 수 있다.
패턴 형성용 판이 평평한 판일 경우, 판의 패턴 전사영역에는, 유동체에 대해 친화성을 보유한 친화성 영역이 존재하도록 표면처리를 행하고, 패턴 비전사영역에는 유동체에 대해 친화성이 없는 비친화성 영역이 존재하도록 표면처리를 행한다. 그 판의 표면에 친화성 또는 비친화성을 제공하는 것은 판에 사용되는 재료에 적합한 방법을 선택함으로서 실현될 수 있다.
예를 들어, 황 화합물의 자기-조립성 단분자막을 형성하는 방법을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 방법에 있어서, 금 등의 금속층이 판의 표면에 형성되며; 판은 황 화합물을 포함하는 용액에 담그어지고 자기-조립성 단분자막이 형성된다. 또한 황 화합물의 조성에 따라서 유동체에 대해 친화성 또는 비친화성을 보유하도록 할 수 있다. 판(1)은 예를 들어 도 1에서 나타내는 구획구조를 보유하는 것으로 간주한다. 판(1)이 유동체에 비친화성을 나타내는 다공질 재료로 만들어질 경우, 금층이 그 위에 설치되고, 패턴 비전사영역(11)에 대응하는 영역의 금은 증발되고 레이저빔 등으로 제거된다. 다음에 황 화합물에 판을 담그는 것은, 그 위에 자기-조립을 하기 위해 황 화합물이 유동체에 친화성을 나타내도록 한다. 황 화합물의 자기-조립된 막이 형성하는 영역은 패턴 전사영역(10)으로 되고; 자기-조립된 막이 형성되지 않는 영역은 패턴 비전사영역(11)으로 된다.
판에 파라핀과 같은 유기재료를 선택적으로 부착시키는 것에 의해 같은 유형의 평평한 판이 제조될 수 있다. 판(1)은 예를 들어 도 2에서 나타내는 구획구조를 보유하는 것으로 간주한다. 우선, 판은 유동체에 친화성을 나타내는 다공질 재료로 만들어진다. 다음에 판은 파라핀으로 코팅되고, 파라핀은 패턴 전사영역(10)의 형태로 마스크(mask)된다. 파라핀은 레이저빔으로부터의 에너지에 의해 증발되고; 파라핀이 제거되는 영역은 패턴 전사영역(10)으로 되고, 파라핀이 남아 있는 영역은 패턴 비전사영역(11)으로 된다.
또한, 선택적인 플라즈마 처리로 동일한 유형의 평평한 판이 제조될 수 있다. 플라즈마로 조사되는 영역은 판 재료의 표면층에 많은 수의 반응하지 않은 라디칼과 가교층을 보유한다. 이것은 공기 또는 산소 분위기에 노출되고, 반응하지 않은 라디칼은 카르보닐 라디칼과 하이드록시 라디칼을 형성하기 위하여 산화된다. 한편, 대부분의 유리 또는 플라스틱은 비친화성을 보유한다. 결과적으로, 친화성이 있는 영역과 비친화성이 있는 영역이 부분적인 플라즈마 처리로 제조될 수 있다. 유동체는 그것이 물에 친화성(친수성)을 보유하느냐에 따라 분류되기 때문에, 유동체를 구성하는 재료를 더 선택하여 상술한 방법으로 본 발명에 관한 평평한 판을 제조할 수가 있다. 더욱이, 판 표면에 전기 전하를 제공하는 방법을 사용하여 유동체에 친화성을 나타내는 영역이 비친화성을 나타내는 영역과 혼합되도록 평평한 판을 제조할 수가 있다.
또한, 친화성(비친화성)을 나타내는 판에 비친화성(친화성)을 나타내는 필름을 형성하여 본 발명에 사용되는 판을 얻을 수가 있다. 이것은 여러 유형의 인쇄방법으로 성취될 수 있다.
본 발명에 있어서, 예를 들어 유동체로서 탄소분말이 분산되는 콜로이드상 용액을 사용함으로서, 용액의 용매부분을 증발시켜 기판상에 컬러필터용 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 유동체로서 투명 전극재료가 용해된 용액을 사용함으로서, 패터닝 후에 열처리를 실행하여 투명 전극막을 형성할 수가 있다. 유동체로서 금속입자가 분산된 콜로이드상 용액을 사용함으로서, 패터닝 후에 열처리를 실행하여 패턴화된 금속막을 형성할 수가 있다.
1998년 5월 26일자로 출원된 청구범위, 도면, 요약서를 포함하는 일본 특허출원 98-144892호의 기재는 여기에서 완전히 참고로서 부가되어진다.
본 발명에 의하면, 관통구멍이 설치되는 판을 사용하여 패턴을 형성하는 공정이 제공되는 패턴 형성방법을 사용함으로서, 대규모의 시설 없이도 저렴하게 패터닝을 실시할 수가 있다. 특히, 관통구멍으로부터 패턴 전사영역으로 유동체를 바로 공급할 수 있기 때문에, 판의 크기에 관계없이 필요한 유동체량이 공급될 수 있다. 또한, 마스터로서 판을 몇번이고 사용할 수 있기 때문에, 낮은 감가상각비가 패터닝의 제조비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 패터닝이 관통구멍이 설치되는 판을 사용하는 것이 가능한 구성이 제공되는 패턴 형성장치를 사용함으로서, 대규모의 시설 없이도 저렴하게 패터닝을 실시할 수가 있다. 특히, 관통구멍으로부터 패턴 전사영역으로 유동체를 바로 공급할 수 있기 때문에, 판의 크기에 관계없이 필요한 유동체량이 공급될 수 있다.
본 발명에 의하면, 관통구멍이 설치되는 패턴 형성용 판을 사용함으로서, 대규모의 시설 없이도 저렴하게 패터닝을 실시할 수 있다. 특히, 관통구멍으로부터 패턴 전사영역으로 유동체를 바로 공급할 수 있기 때문에, 판의 크기에 관계없이 필요한 유동체량이 공급될 수 있다.
본 발명에 의하면, 관통구멍이 설치되는 판을 제조하는 방법으로, 대규모의 시설 없이도 저렴하게 패터닝을 실시할 수 있다. 특히, 관통구멍으로부터 패턴 전사영역으로 유동체를 바로 공급할 수 있기 때문에, 판의 크기에 관계없이 필요한 유동체량이 공급될 수 있다.

Claims (17)

  1. 패턴화시키기 위하여 판을 패턴 형성면에 근접하게 또는 실질적으로 접촉시키는 단계와; 유동체를 공급하기 위하여 상기한 판의 패턴 전사영역에 설치되는 복수개의 관통구멍에 유동체를 공급하는 단계와; 상기한 유동체를 관통구멍을 통하여 상기한 패턴 형성면에 부착한 후 그 패턴 형성면으로부터 상기한 판을 제거하여, 상기한 패턴 형성면에 유동체의 패턴을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴을 형성하기 위한 패턴 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 관통구멍이 상기한 판의 패턴 전사영역을 따라서 설치되고, 상기한 유동체를 공급하는 단계에 있어서, 상기한 판에 설치되는 모든 관통구멍에 압력을 가하여 상기한 유동체가 공급되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기한 관통구멍이 상기한 판에 균일하게 설치되고, 상기한 유동체를 공급하는 단계에 있어서, 상기한 판에 설치된 모든 관통구멍의 가운데에 패턴 전사영역에 설치된 관통구멍에 의해 잉크젯식 시스템으로 상기한 유동체가 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기한 판이 투과성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
  5. 패턴화시키기 위하여 판을 패턴 형성면에 근접하게 또는 실질적으로 접촉하도록 하기 위한 판 이송기구와; 유동체를 저장하기 위한 유동체 저장기구와; 유동체 저장기구로부터 상기한 판의 패턴 전사영역에 설치된 복수의 관통구멍으로 유동체를 공급하기 위한 유동체 공급기구와; 상기한 판 이송기구에 의해 판의 이송을 제어하고 상기한 유동체 공급기구에 의해 유동체의 공급을 제어하기 위한 제어장치를 포함하여, 상기한 제어장치가 판 이송기구에 의해 상기한 판이 상기한 패턴 형성면에 근접하게 또는 실질적으로 접촉되게 하고, 유동체 공급기구에 의해 상기한 유동체가 상기한 관통구멍을 통하여 공급되게 하며, 상기한 유동체가 상기한 패턴 형성면에 부착된 후에 판이 그 패턴 형성면으로부터 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기한 관통구멍이 상기한 판의 패턴 전사영역을 따라서 설치되고; 상기한 유동체 공급기구가 상기한 판에 설치되는 모든 관통구멍에 상기한 유동체를 공급하기 위한 압력실과, 압력실의 적어도 한쪽 벽을 변형시키고 그 압력실의 부피를 변화시킬 수 있는 압전체 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기한 관통구멍이 상기한 판에 균일하게 설치되고; 상기한 유동체 공급기구가 상기한 유동체를 배출하기 위해 구성된 잉크젯식 기록헤드와 상기한 판에 설치된 적절한 관통구멍에 헤드를 이송시키기 위한 헤드 이송기구를 포함하여, 상기한 제어장치가, 상기의 모든 관통구멍 가운데 패턴 전사영역에 위치하는 관통구멍에 상기한 헤드를 이송시켜 상기한 유동체를 공급하게 하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기한 판이 다공질 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치.
  9. 유동체를 패턴 형성면에 공급하여 패턴을 형성하기 위하여, 상기한 판의 패턴 전사영역에 복수개의 관통구멍이 설치되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  10. 제9항에 있어서, 상기한 판의 패턴 전사영역이 오목한 판의 형태를 보유한 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  11. 제9항에 있어서, 상기한 판의 패턴 전사영역이 오목한 판의 형태를 보유한 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  12. 제9항에 있어서, 상기한 판의 패턴 전사영역이 상기한 유동체에 친화성을 나타내도록 형성되고, 패턴 비전사영역은 상기한 유동체에 비친화성을 나타내도록 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  13. 제9항에 있어서, 상기한 패턴 전사영역이 패턴체의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  14. 제9항에 있어서, 상기한 패턴 전사영역이 완전히 균일하게 배치되는 정상 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  15. 제9항에 있어서, 상기한 판이 다공질 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  16. 제9항에 있어서, 상기한 판에 형성되는 관통구멍의 내벽이 상기한 유동체에 비친화성을 나타내도록 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판.
  17. 베이스에 레지스트층을 형성하는 단계와; 패턴에 의하여 상기한 레지스트층 부위를 노출시키는 단계와; 상기한 노출된 레지스트층을 현상하는 단계와; 상기의현상된 레지스트층이 위에 설치되는 베이스를 에칭하는 단계와; 에칭된 베이스를 다공질 재료로 코팅하는 단계와; 상기의 다공질 재료를 경화하는 단계와; 상기한 경화된 다공질 재료를 상기한 베이스로부터 제거하는 단계와; 판을 형성하기 위하여 제거된 다공질 재료에 복수의 관통구멍을 형성하는 단계를 포함하여 유동체를 패턴 형성면에 부착시켜 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성용 판의 제조방법.
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