KR20010031379A - 반도체장치에서 기판으로서 유리 라미네이트를 사용하는방법 - Google Patents

반도체장치에서 기판으로서 유리 라미네이트를 사용하는방법 Download PDF

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KR20010031379A
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layers
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laminate
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KR1020007004387A
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타혼장-피에르
버린덴바르톨로메우스
괴데윅루디
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엠.베르린덴
아그파-게바에르트 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 100 마이크로미터 이하의 두께를 가지는 유리(초자)층 및 지지물로 구성된 라미네이트(적층판)인 기판 위에 기능층을 도포하는 단계를 포함하는 반도체장치의 제조방법에 관한다. 지지물은 플라스틱 포일(박:箔)이 바람직하다. 라미네이트(적층판)는 저중량 고강도의 복합특성을 가지며 따라서 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계(field)방사 디스플레이, 또는 유기발광중합체 디스플레이등과 같은 평판디스플레이를 제조하기 위해 적합한 기판이다. 이러한 기능층의 예들은 전기전도층, 액정지향층, 컬러필터, 전자발광층, 수동층 및 인(燐)층등이다.

Description

반도체장치에서 기판으로서 유리 라미네이트를 사용하는 방법{USE OF GLASS LAMINATE AS A SUBSTRATE IN SEMICONDUCTOR DEVICES}
액정디스플레이들(LCD들)은 예를 들면, 계산기, 시계, 비데오게임기, 오디오비디오장치, 휴대용컴퓨터, 차량 대시판등, 저중량이 중요한 요소인 이동장치에서 저가의 정보디스플레이로서 다년간 사용되어왔다. 또한, 품질과 크기가 상당히 개량되어서 LCD들은 텔레비전기기 및 탁상용 컴퓨터디스플레이에 광범위하게 사용되고있는 음극선관들(CRT들)에 대한 흥미로운 대체물이 되어가고 있다. 근래에는, 플라즈마 디스플레이들(PD들), 전계방사 디스플레이들(FED들), 및 유기발광중합체 디스플레이들(OLED들)과 같은 기타 평판 디스플레이(FPD) 형들이 LCD들의 잠재적 대채물로서 많은 주의를 끌고 있다. 방사 디스플레이들이기 때문에, PD들, FED들 또는 OLED들은 LCD들에 관련되는 두 가지 주요한 문제, 즉 좁은 시각 및 저효율(전형적으로, 입사각 또는 배후광의 몇 퍼센트만이 LCD를 통과하여 판독가능한 영상을 형성하는)에 대한 해답을 제공할 수 있다.
이 모든 FPD들에서, 두 개의 유리판이 기능층들, 예를 들면, 화소 어드레싱용 전자전도층들, 컬러 필터들, LED들에서 액정 지향 또는 정렬층들 또는 FED들 및 PD들에서 인(燐)층등을 보유하기 위하여 사용되고 있다. 상기 기능층들이 설치된 두 개의 유리층들 사이에는, 예를 들면, 액정화합물 (LCD들), 발광중합체 (OLED들) 또는 플라즘마 형성 가스 (PD들)등의 충전제가 사용될 수 있다. 그와 같은 샌드위치의 조립후에, 가끔 디스필레이 셀이라고 일컬으는, 하나 이상의 포일(박)이 유리기판의 외면에 라미네이트될 수 있다. LED들에서는 유리기판에 라미네이트된 편광기(polariser) 포일들이 필요한 구성부품이다. 또한, 수 종의 기타 형의 포일들이 광범위하게 서용되어서, 예를 들면 저지(retardation) 필름, 반사 또는 반사저지 포일들, 시각을 개량하는 포일들, 광 확산 포일들등의 영상품질을 개량하는 데 광범위하게 사용된다.
FPD들에서 사용되는 유리판들은 0.7 내지 1.1 mm 이내의 전형적 두께를 가진다. 유리의 고 비중 때문에, 한 디스플레이의 총중량은 이 유리판들의 두께와 크기에 의하여 결정된다. ″제4세대 LCD들 - EIAJ 디스플레이 포어캐스트″, (일본, 도꾜 소재, 전파출판사 간행) {″디스플레이 장치″ 96년 봄 발간, 일련번호 13, 14-19 페이지}에는, FPD들의 중량 감축이 연구되어야할 주요 필요성이라는 것이 강조되고 있다. 중량감축은 이동 디스플레이뿐만 아니라 텔레비전기기 및 탁상용 컴퓨터 디스플레이들과 같은 고정디스플레이들에도 중요하다. 그러나 유리판들의 두께의 더 일층의 감축은 그러한 얇은 유리의 높은 파쇄용이성으로 인하여 제한된다.
동일한 저가 응용물을 위하여, 플라스틱 시트들이 LCD의 저중량 기판으로서 사용되고 있다. 플라스틱의 높은 강도와 요굴(撓屈)성은 플렉시블 디스플레이의 제조를 가능하게까지 한다. 그러나, 상기 플라스틱 시트들 사이의 액정구성성분과 기타 기능층들은 화학물질들, 산소, 습기, 기계적 충격 및 기타 외부영향들로부터 잘 방호되지않으며, 결국 그러한 플라스틱 디스플레이들의 수명은 제한된다. 또한, 플라스틱은 유리에 비하여 매우 낮은 열 및 치수 안정성을 가지며, 그 것은 고품질 디스플레이들을 얻기 위하여 필요한 본질적인 특성들인 것이다.
유리 시트의 라미네이들과 플라스틱 포일들은 이 기술분야에서 공지되어있다. 공지된 예는 FR 2,138,021 및 EP-A 669 205에 기재된 것과 같이 차량 윈드 실드에 사용된다. 최근의 특허출원은 30 내지 1000 um의 두께를 가지는 유리판과 중간접착층 및 플라스틱판으로 구성된 유리/플라스틱 라미네이트를 기재하고 있다. 유리는 화학적으로 경화된 유리가 바람직하며 라미네이션 이전에, 기능층이 유리에 도포될 수 있다. 라미네이션 후에, 상기 기능층은 유리와 플라스틱층 사이에 샌드위치되어서 외부 영향으로부터 보호된다. 얇은 화학적 경화유리와 플라스틱 지지물은 미합중국특허 제3,471,356호에도 기재되어있다.
발명의 목적
본 발명의 목적은 저 비중과 저 파쇄성에 의해서뿐만 아니라 높은 치수적 및 열적 안정성, 우수한 경도 및 긁힘저항성, 유기용제 또는 반응제등의 화합약품에 대한 양호한 저항성, 그리고 습기와 가스의 저 침투성등에 의하여 특징지워지는, 기판 위에 기능층을 도포하는 단계를 포함하는 반도체장치의 제조방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 특허청구범위 제1항에 규정된 방법에 의하여 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예 들은 관련 청구범위 속에 규정되어있다. 본 발명의 더 일층의 장점들 및 실시예 들은 다음의 상세한 설명 속에 기재된다.
본 발명은 반도체장치 특히 평판디스플레이의 제조시에 기능층용 기판으로서의 유리(초자)라미네이트의 사용방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법에 사용된 라미네이트는 유리층과 지지물로 구성된다. 여기에서 사용되는 ″라미네이트″라는 용어는 ″복수의 접착된 층들로 구성된 재료″로 이해되어햐한다. 유리층과 지지물은 그들 사이에 중간접착층을 도포함으로써 서로 접착될 수 있으며 또한 하기에 설명하는 바와 같이 진공 라미네이션이 사용될 수 있다. ″지지물″이란 용어는 예를 들면 필라스틱 시트등의 ″자기-지탱층″의 뜻으로 사용되며, 지지물 위에 코팅될 수 있으나 자기-지탱하지않는, 예를 들면 앞에서 소개한 바 있고 하기에 더 설명하는 기능층들과는 구별되어야한다.
유리는 긁힘, 습기, 용제 및 가스로부터 지지물을 보호하며, 지지물의 치수 및 열 안정성을 개선한다. 라미네이트의 치수 안정성은 유리와 지지물의 상대적 두께 그리고 이들 양 재료의 탄성에 의존한다. 얇은 유리기판과 가령 플라스틱지지물로 구성된 라미네이트는 그러한 플라스틱 지지물에 비하여 현저하게 개량된 치수 안정성을 가진다. 유리의 파손 위험부담은 라미네이트된 지지물의 존재에 의하여 실질적으로 감소된다. 만약 유리가 그 표면상의 높은 국부적 압력으로 인하여 파손된다할지라도, 유리조각들은 라미네이트 지지물에 고정되어 남아있게된다.
라미네이션 없이는, 파손의 가능성이 매우 높으며, 특히 얇은 유리가 기판으로서 사용될 때 그러하고, 유리 조각들은 제조공정을 현저하게 방해할 것이다. 또한, 전체로서의 라미네이트의 비중은 특히 플라스틱이 라미네이트속에 지지물로서 사용될 때 유리의 그 것보다 실질적으로 작다.
본 발명에서 사용된 라미네이트 속의 유리는 700 um 이하의 두께를 가진다. 어떤 적용예들에 대해서는, 300 um 이하 또는 200 um 이하까지도 선호될 수 있다. 보다 낮은 파쇄성을 위하여서는 30 um 이상 또는 50 um 이상까지의 두께가 선호될 수 있다. 이런 명세서들에 의한 유리는 이 기술분야에서 공지되어있다. EP-A 716 339 는 1.2 mm 이하의 두께와, 1 x 107Pa와 동등 또는 그 이상의 파괴 스트레스 (인장 스트레스 하에서) 그리고 1 x1011Pa와 동등 또는 그 이하의 탄성 계수 (Young 계수)를 가지는 얇은 유리기판을 기재하고 있다.
유리는 예를 들면, 나트륨 부유 유리, 화학적으로 강화된 유리 또는 규산붕소유리일 수 있다. 그와 같은 유리는 금속롤러들 사이에서 반-용융된 유리를 짜냄으로써(스퀴즈함으로써) 얇은 웹(web)을 제조할 수 있다. US 4,388,368은 요굴성 유리 시트를 제조하기 위하여 다음과 같은 방법을 기술하고 있다. 1550℃로 용융된 소다석회유리(Na2O, CaO, SiO2, = 15 : 13 : 72 중량비)가 인발(drawn)되어 롤(roll)된다. 그렇게 형성된 유리는 양단이 클립으로 지지되어 약 350℃로 가열된다. 그런 다음 유리 시트는 상기 가열온도이하의 온도, 가령 약 700℃의 공기 열풍을 불면서 원래 시트의 면적의 1.05 내지 10배로 잡아느려진다. 이런 식으로, 유리 시트는 얇은 부분에서 더 빨리 냉각되어서, 그와 같이 잡아느려진 유리 시트의 두께가 균일하게 유지된다. 동일한 방법이 JP-A 58,095,622에 기재되어있다. JP-A 58,145,627에 기재된 또 다른 방법에서는, 용융된 유리의 웹이 상방으로 잡아당겨진 다음 즉시 대형 롤러를 사용하여 용융된 금속 욕(bath)의 표면위에 수평으로 인발되고, 이어서 서서히 냉각된다. 그와 같이하여 얻은 유리는 개량된 편평성을 가진다.
본 발명에서 사용하기 위한 고도의 바람직한 유리는 정규의 나트륨부양유리에 비하여 대단히 강하고 얇은 규산붕소유리이다. 규산붕소유리는 SiO2및 B2O3를 포함한다. 어떤 규산붕소유리 형들의 상세한 조성은 예를 들면 US-P 4,870,034, 4,554,259 및 5,547,904에 기재되어있다.
화학적으로 강화된 부양유리도 역시 정규 부양유리보다 더 큰 강도를 가진다고 알려져있다. 화학적으로 강화된 유리는 양 표면층에서 원래의 알칼리 이온들이 보다 큰 반경을 가지는 알칼리 이온들에 의하여 적어도 부분적으로 대치된 유리이다. 화학적으로 경화된 나트륨 석회 실리카 유리에 있어서는, 유리의 표면 근처의 나트륨 이온들이 적어도 부분적으로 칼륨에 의하여 치환되었으며, 화학적으로 경화된 리튬 석회 실리카 유리에 있어서는 표면 근처의 리튬이온들이 적어도 부분적으로 나트륨 및/또는 칼륨에 의하여 치환된다. 화학적으로 강화된 유리의 공지된 제조방법은 가령 JP-A 56,041,859, GB 1,203,153 및 US 3,639,198에 기재된 바와 같이 유리가 이온교환상태에 노출된 제법이다. 유리의 화학적 강화에 관한 더 상세사항들은 가령 ″유리 기술″, 제6권 3호 90-97 페이지, 1965년 6월호 에 기재되어있다.
얇은 유리는 예를 들면, 필킹톤 및 코닝사에서 시판하고 있다. 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 바람직한 얇은 규산붕소유리는 30 um 정도의 두께를 가지는 AF45 및 D263 타입으로서, 예를 들면 독일 특별유리 주식회사(독일, 데사그), 샷 그룹 회사에서 시판하고 있다. 1995년에 데사그에 의하여 발간된 기술문헌 ″무-알칼리 또는 저-알칼리의 얇은 유리″, 부제목 ″AF45 및 D263 : 전자적 응용들을 위한 얇은 유리들″에 의하면, 얇은 규산붕소유리는 30 um, 50 um, 70 um, 100 um, 145 um, 175 um, 210 um, 300 um, 400 um, 550 um 및 700 um등의 두께로 사용가능하다.
유리에 라미네이트된 본 발명에 의한 지지물은 종이 또는 금속 그리고 더욱 바람직하기로는 셀루로오즈 아세테이트, 폴리(비닐 아세탈), 폴리스틸렌, 폴리카보네이트(PC), 폴리(에틸렌 텔레프탈레이트)(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르술폰(PES)과 같은 플라스틱 포일이 될 수 있다. 또한 공중합체들은 예를 들면, 아크릴로니트릴, 스틸렌 및 부타디엔의 공중합체가 사용될 수 있으며, 또는 (폴리)디시클로펜타디엔(PDCP), PET, PC, PES 및 PDCP를 포함하는 공중합체와 같은 시클로-오레핀 공중합체들(COCs)등이 고도로 바람직하다.
지지물은 바람직하기로는 500 um 이하 더욱 바람직하기로는 250 um 이하의 두께를 가진다. 라미네이트가 고온 공정들에서 사용되면, 유리 및 지지물의 상이한 열 수축 또는 팽창으로 인한 재료의 광범위 골슬(커얼)을 피하기 위하여, 예를 들면 10 내지 50 um 범위의 두께를 가지는 매우 얇은 지지물을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 영상 기록 재료들이나 평 파넬 디스플레이에 사용될 때, 지지물은 투명 지지물이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 지지물뿐만 아니라 접착층은 실질적으로 유리와 동일한 굴절률에 의하여 특징지워진다.
지지물에 유리를 라미네이팅하는 방법들은 공지되어있다. 양 층들은 소위 진공 라미네이션에 의하여 접착층의 사용 없이 라미네이트될 수 있다. 진공 라미네이션에 의하여 유리와 지지물간의 효과적인 접착을 얻기 위하여, 이 양 재료들은 낮은 표면 거칠기에 의하여 특징지워지는 것이 바람직하고, 예를 들면 지지물은 플라스틱 포일들 속에 또는 들러붙는 것을 방지하기 위한 포일 위의 코팅 속에 가끔 끼어드는 소위 스페이싱 제제(spacing agent)를 함유하지않는 것이 바람직하다. 진공 라미네이션에 더하여, 열 또는 압력의 적용으로 이어지는 고온 용융 또는 라텍스를 적용하여 획득된, 양면접착테이프 또는 접착층의 사용이 고도로 바람직하다. 상기 라텍스는 예를 들면 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리(메틸 아크릴레이트) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트등이다. 또는, 약간 습기찬 젤라틴층도 역시 접착층으로서 사용될 수 있다.
접착층은 유리나 지지물에 또는 양자 모두에 도포될 수 있으며 라미네이션 이전에 제거될 수 있는 스트리핑 층에 의하여 보호될 수 있다. 라미네이션 후에, 유리와 지지물간의 접착은 영구적이거나 또는 반전될 수 있다. 후자의 경우에, 유리와 지지물은 재차 서로 디라미네이트될 수 있다.
유리와 지지물의 라미네이션은 수동으로 할 수 있으나 라미네니터라고 일컬으는 라미네이팅 수단으로 하는 것이 바람직하다. 대표적인 라미네이터는 조정가능한 압력을 가지며 고정된 또는 조정가능한 속도로 움직이는 한 쌍의 가열가능한 롤러들을 구비한다. 라미네이터에 의한 라미네이션은유리와 지지물을 서로 밀접하게 접촉시킴으로써, 그리고 선택적으로 양 재료사이에 접착제를 도포한 다음 라미네이터의 롤러들사이를 통과시킴으로써 이루어진다.
접착층은 온도-감지 접착(TSA)층, 압력-감지 접착(PSA)층 또는 자외선(UVA)에 의한 또는 전자 빔에 노출됨으로 인한 또는 가열로 경화가능한, 접착제층일 수 있다. 전형적인 물-코팅가능한 TSA들속의 중합체들은 80℃이하의 유리변환온도(Tg)를 가지는 유액들이다. 본 발명의 라미내이트가 편평 파넬 디스플레이 제조중에서와 같은 높은 온도를 필요로하는 공정에서 사용되어야할 때, 적합한 TSA들은 공정의 최고온도보다 적어도 10℃ 더 높은 Tg를 가지는 중합체들을 함유하는 것이 바람직하다. 비슷한 이유때문에, 150℃ 또는 200℃의 온도까지 열적으로 안정적인 PSA 또는 경화가능 접착제가 바람직하다.
본 발명에서 사용하기 위하여 바람직한 PSA층들은 하나 이상의 점착성 탄성체들, 예를 들면 스티렌/이소프렌의 블록 공중합체, 스티렌/부타디엔 고무들, 부틸 고무들, 이소프렌의 중합체들 및 실리콘들등을 포함한다. 특히 바람직한 것은 US-P 3,857,731에 기재된 것과 같이 천연고무 및 아크릴레이트 공중합체들이다. 상기 아크릴레이트 공중합체들은 적어도 하나의 알킬 아크릴레이트 에스테르의 90 내지 99.5 중량 %와, 실질적으로 비-유용성, 수용성, 음이온 단량체 및 무수 말레인등으로 구성된 그룹으로부터 선택된 단량체의 10 내지 0.5 중량 %로 구성되는 것이 바람직하다. 아크릴레이트 에스테르 부분은 소수성, 물-유화(乳化)가능, 사실상 비-수용성이고 호모중합체들로서 대체로 20℃ 또는 그 이하의 유리변환온도를 가지는 단량체들로 구성되는 것이 바람직하다. 그와 같은 단량체들의 예들은 이소옥틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트 및 세크-부틸 아크릴레이트등이다. 적합한 단량체들의 다른 예들은 예를 들면 트리메틸아민 메타아크릴아미드, 트리메틸아민 피-비닐벤지미드, 암모늄 아크릴레이트, 나트륨 아크릴레이트, 엔,엔-디메틸-엔-1-(2-히드록시프로필)아민 메타아크릴아미드 및 무수말레인등이다. PSA는 불처리 지(紙)에 도포될 때, 0.1 내지 10 N/cm 폭 사이의 연속-코팅(100% 범위) 박피(peel) 접착 치(値)를 가지는 것이 바람직하다.
PSA는 또한 결합제를 함유할 수 있다. 적합한 결합제들은 압력-감지 접착제에 대하여 불활성, 즉 압력-감지 접착제들을 화학적으로 공격하지않는다. 그와 같은 결합제들의 예들은 니트로셀루로오즈, 우레탄들, 젤라틴, 폴리비닐알콜 등이다. 결합제의 양은 압력-감지 접착제가 효과적으로 라미네이트되도록 선택되어야한다. 결합제의 양은 압력-감지 접착제에 대하여 2.5 중량부 이하가 바람직하며 0.6 중량부 이하가 더 바람직하다.
UVA들은 대략 두 개의 범주 : 자유 기 중합화된 것 및 양이온 중합화된 것으로 분류될 수 있다. 자유 기 중합화된 것은 일반적으로 자외선에 노출시의 교차결합에 의하여 고분자량 중합체들로 변환된 아크릴 단량체들 또는 올리고머들을 기초로한다. UVA는 벤조페논-아민, 알파-치환 아세토페논 또는 아미노-아세토페논과 같은 수광-개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 이소프로필 티옥산톤의 첨가는 수광-개시제에 대하여 감광 효과를 가진다고, 그리고 사용자에게 중요한 유용한 노츨을 근 가시광으로 안전하게 바꾼다고 알려져있다. UVA들속에 대표적으로 사용되는 기타 성분들은 아크릴 재료, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 접착촉진제들, 및 충전제들속에 용해 또는 분산된 열가소제들과 같은 가요(可撓)화제들이다. UVA들에 관한 또 다른 정보는 레드 큐어 레터 제5번 (1996) 및 타이페이 저널, 1992년 1월, 121-125 페이지에서 발견될 수 있다. 전자 빔 경화가능 접착제들은 UV-경화가능 접착제와, 그러나 수광-개시제의 필요 없이, 동일한 기구(mechanism)에 의한 원리로 작용한다.
본 발명에서 사용하기 위하여 적합한 접착제들의 예들은 솔루크릴 (벨지움, UCB의 상품명), 바람직하기로는 솔루크릴 타입들 355 HP, 380 및 825D; 로도캐크 (뢰네-포울렌크의 상품명); 아크로날 (BASF의 상품명); 듀로택 380-2954 (내셔날 스타치 앤드 케미칼 비. 브이의 상품명); 퍼마프린트 타이프 피피2011 및 퍼머가드 타이프 피지7036 (벨지움, 바리테이프 엔. 브이.의 상품명)등이다.
본 발명의 방법에서, 기능층은 지지물에 도포될 수 있으나 라미네이트의 유리 쪽에 시공되는 것이 바람직하다. 상기 기능층을 도포하기 전에, 유리의 표면은 전처리될 수 있고, 예를 들면 에칭되거나 또는 기능층에 좋은 접착을 위한 대리(subbing)층으로 사전-코팅될 수 있다. 상기 목적을 위하여 특히 적합한 대리층들은 예를 들면 US3,661,584 및 GB 1,286,467에 기재된 것들과 같은 실리콘 함유 화합물등을 기초로한다. 상기 실리콘 함유 화합물은 에폭실렌인 것이 바람직하며 또한 기능층의 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 유리도 역시 바람직하기로는 적어도 1 um의 두께, 더욱 바람직하기로는 적어도 10 um의 두께를 가지는 실리케이트 솔/겔 코팅제로 코팅될 수 있다. 그와 같은 실리케이트 솔/겔 수동층은 전형적으로 유리 위에 도포된 전기전도층에 사용된 나트륨유리 위에 도포된다. 무-알칼리 규산붕소 유리가 본 발명의 라미네이트에 사용될 때에는, 그와 같은 실리케이트 솔/겔 코팅제는 필요치않다.
기능층은 스퍼터링에 의하여 또는 물리증착에 의하여 그리고 화학증착등에 의하여서뿐만 아니라, 스핀 코팅, 딥 코팅, 롯드 코팅, 블레이드 코팅, 에어 나이프 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 롤 코팅, 압출 코팅, 슬라이드 코팅 및 커틴 코팅과 같은 액체코팅용액으로부터의 코팅에 의하여 도포될 수 있다. 이러한 코팅 기술들의 개관은 에드워드 코헨 및 에드가 비. 거토프 저의 ″최신 코팅 및 건조 기술″ (VCH 출판사, 1992년, 뉴욕시, 뉴욕주)속에서 볼 수 있다. 복수의 층들이 예를 들면, 슬라이드 코팅 또는 커틴 코팅등의 코팅 기술에 의하여 동시에 코팅될 수 있다.
본 발명에 의하면, 저중량 및 고강도와 같은, 본 발명에 사용되는 라미네이트의 유리한 특성들은 태양전지들, 카메라, 투사 디스플레이들, 및 특수 FPD들과 같은 반도체장치를 제조하기 위한 우수한 기판을 가능하게한다. 라미네이트는 시트 또는 웹으로서 사용될 수 있다. 후자는 하기에 설명하는 바와 같이 편평 파넬 디스플레이의 롤 대 롤 제조를 위하여 특히 바람직하다.
고도로 바람직한 FPD는 LCD이다. 대표적 LCD셀은 두 개의 평행 유리판을 구비하며, 각각 그 내면 위에 전기전도층 및 액정지향층, 그리고 또한 소위 정렬층을 지닌다. 컬러 LCD들에서는, 유리판들중의 하나가 또한 컬러필터로 설치된다. 여기에 규정된 것과 같이 유리-라미네이트위에 설치되면, 이 전기전도층들, 정렬층들 및 컬러필터들은 본 발명의 방법에 의하여 응용된 것으로 간주되어야할 것이다.
액정지향층은 대표적으로 폴리이미드 필름으로 구성되어 기계적으로 마찰되어서 액정분자들의 디렉터가 마찰방향으로 그 자체를 정렬시키도록한다. 더 많은 정보는 예를 들면, 에이. 모슬리 및 비.엠. 니콜라스 저의 ″마찰 중합체층들에 의한 액정의 표면 정렬″ (1987년 1월, 디스플레이사에서 발간, 17-21 페이지)속에서 볼 수 있다.
산화주석, 산화인듐 또는 주석-도핑된 산화인듐(ITO)으로 구성된 코팅들은 평편 파넬 디스플레이들에서 전기전도층들로서 널리 사용되는 데, 왜냐하면 이 재료들은 꽤 낮은 전기저항성으로 결합된 가시 스펙트럼에서 고-투명성을 갖기 때문이다. ITO는 예를 들면, 얇은 필름들의 물리학{아카데미 프레스, 뉴욕(플레눔 프레스, 1977, 1-77 페이지}에서 제이.엘. 보센에 의하여 기술된, ITO 타겟으로부터의 고주파-스퍼터링에 의하여, 또는 얇은 고체 필름들{제83권 259-260 페이지(1981) 및 제72권 469-478 페이지(1980)}에 기재된, 인듐-주석 타겟으로부터의 직류 마그네트론 스퍼터링에 의하여, 코팅될 수 있으며, 열처리에 의하여 이어진다.
본 발명에 의하면, 본 발명의 라미네이트는 예를 들면, 수동-매트릭스 LDC들 또는 포일-필름-트랜지스터(TFT들) 및 능동-매트릭스 LCD들에서 사용되는 화소 전극들과 같은 전자 구성부품들을 규정하는 전기전도 패턴들등의 비-접촉 기능층들로 설치될 수도 있다. 그와 같은 패턴들의 응용을 위하여, 사진석판술 뿐만 아니라 인쇄 기술이 사용될 수 있다. 비-접촉층들은 다른 기술 예를 들면, 디라미네이션으로 이어지는 라미네이션, 잉크 젯트, 토너 젯트, 전자사진술, 또는 열승화등에 의하여 라미네이트 위에 형성될 수도 있다.
상기 전기전도 패턴들 및 층들과 마찬가지로, 컬러필터들은 LCD들에서 사용될뿐만 아니라 또한 본 발명의 방법에 의하여 응용될 수 있는 비-접촉층의 또 다른 예이다. 컬러 필터들은 젤라틴-베이스 필터, 진공증착 필터, 인쇄 필터, 간섭 필터, 전해증착 필터등이 될 수 있다. 약간의 적합한 예들이, 예를 들면, ″컬러 LCD용 고품질유기안료컬러필터″(일본 디스플레이 지, 1986년, 320-322 페이지에 티. 우에노, 티. 모토무라, 에스. 나에무라, 케이. 노구찌 및 씨. 다니 저); ″광학적 간섭 필터를 사용하는 고 전도성을 가지는 능동 매트릭스 컬러 LCD″(티. 우나테, 티. 나카가와, 와이. 마쓰시타, 와이. 우가이, 및 에스. 아오키 저, SID Int. 디스플레이 회의, 1989년, 434-347 페이지); ″LCD들용 멀티-컬러 필터들의 신 제조방법″(에이. 마쓰무라, 엠. 오하타 및 케이. 이시카와 저, SID Int, 디스플레이 회의, 1990년, 240-2443 페이지); 유로디스플레이 '87 프로시딩, 379-382 페이지; EP-B 396 824 및 EP-A 615 161)에서 찾아볼 수 있다.
여기에서 규정한 유리-라미네이트 위에 이 기능층들을 시공한 후에, 두 개의 그러한 라미네이트가 조립단계에서 결합될 수 있어서 소위 LCD셀을 얻는 데, 유리판들간의 공간은 액정조성물 및 스페이서들로 메꿔진다. 지지물은 상기 조립 단계 이전 또는 이후에 유리로부터 제거될 수도 있고 또는 유리에 고정되어 남아있을 수도 있다. 조립단계후에는, 폴라라이저들 및 기타 포일들은 LCD셀, 예를 들면 리타드(저지) 필름, 반사 또는 반사-방지 포일과 같은 영상품질을 개선하는 포일들, 시각(視角)을 개선하는 포일들, 광 분산 포일들등으로 라미네이트될 수 있다. 이 포일들은 본 발명에 의하여 응용될 수 있는 기능층으로서 간주되지않는 데, 왜냐하면 이 포일들은 자기-유지층들이고, 따라서 상기에서 주어진 '기능층'의 규정을 따르지않기 때문이다.
상술한 방법은 수동-매트릭스 LCD들뿐만 아니라 박막(薄膜)-트랜지스터(TFT)디스플레이들과 같은 능동-매트릭스 LCD들의 제조 중에 사용될 수 있다. 특정한 예들은 트위스트된 네마틱(TN), 수퍼트위스트된 네마틱(STN), 더블수퍼트위스트된 네마틱(DSTN), 리타데이션 필름 수퍼트위스트된 네마틱(RFSTN), 훼로엘렉트릭(FLC), 게스트-호스트(GH), 폴리머-디스퍼스드(PF), 폴리머 네트워크(PN), 액정디스플레이들, 등등이다.
본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있는 방사성 FPD 형들은 예를 들면, 플라즈마 디스플레이들(PD들), 전계 방사 디스플레이들(FED들) 및 소위 유기 발광 중합체 디스플레이들(OLED들)등이다. 그와 같은 전기발광 디스플레이들에서, 유리판들 중의 적어도 하나 위의 전기전도층들 또는 패턴들은 은 또는 닉켈 등의 불투명 재료로 대치될 수 있다.
PD들은 가스-충전된 부피를 에워싸는 두 개의 유리판을 구비하며, 가스는 전형적으로 값비싼 가스들 중의 하나 또는 그들의 혼합물이다. 전형적으로 약 100 V의 고전압으로 가스-층전된 공동(空洞)속에 존재하는 전극들을 충전함으로써, 자외선 광을 방출하는 플라즈마 방전이 발생된다. 많은 디자인에서, 방전은 유리판들 사이의 절연물질의 벽으로 형성된 개별 셀들(화소들)에 가두어진다. 자외선광은 컬러영상을 얻도록 셀 벽 위에 존재하는 인(燐)들을 자극할 수 있다. 플라즈마에 의하여 역시 방출될 수 있는 오랜지색 광을 제거하기 위하여, 컬러필터들이 FED들에서도 역시 사용된다. 전기전도층들 또는 패턴들은 산화연(鉛) 또는 산화마그네슘등을 포함하는 유전체 방호층을 시공함으로써 플라즈마로부터 차폐될 수 있다. 또한 상기 절연벽들, 인들, 컬러필터들 및 유전체방호층들은 본 발명의 방법에 의하여 응용될 수 있는 (비-접촉)기능층으로서 간주되어야한다.
FED들도 역시 기능층들이 설치된 두 개의 유리판들을 구비한다. LCD들 및 PD들로부터 알려진 전기전도 층들 및 패턴들에 더하여, FED의 유리판들증의 하나는 예를 들면, 현미경식 전자 총과 같이 작용하는 몰리브데늄으로 구성된 다수의 마이크로팁들이 설치된다. 200 내지 800 V의 고전압으로까지 충전되면, 이 마이크로팁들은 전형적으로 대응 전극으로서 ITO층을 가지는 반대측 유리판 위의 인층쪽으로 전자빔을 방출한다. 전기전도층들 및 패턴들, 마이크로팁들 및 FED들 속의 인층들도 역시 본 발명의 방법에 의하여 적용될 수 있는 기능층들로서 간주되어야한다.
OLED(유기발광 디스플레이)들은 예를 들면, 피-페닐렌비닐렌, 플루오렌 유도체들 및 디스티릴벤젠 화합물들등의 발광화합물과 같은 전기발광 중합체를 함유한다. 어떤 특정 예들은 US 5,246,190 및 5,401,827 등에 개시된 바 있다. 광범위한 연구가 에스. 미야카 및 에치. 에스. 날와 저, 고돈 및 브리치 출판사 (1997년)에서 편찬된 ″유기 전기발광 재료들 및 장치들″속에 공표된 바 있다. 대표적인 OLED는 반사 양극, 전자 전달층, 발광층, 홀(hole) 전달층 및 투명 양극으로 구성되며, 모든 이러한 층들은 두 개의 유리판 또는 플라스틱 시트들 사이에 샌드위치되어있다. 컬러OLED들은 서로서로의 상면 위에 세 개의 그러한 기본 셀을 적층하여 제조될 수 있으며, 각각은 원색중의 하나를 방출한다. 여기에서 규정된 유리 라미네이트 위에 응용되면, OLED들로부터 알려진 이 기능층들도 역시 본 방명에 의하여 제조된 것으로 간주되어야할 것이다.
본 발명에서 사용된 라미네이트는 또한 요굴가능 재료일 수 있다. 여기에서 사용되는 ″요굴가능″이라는 용어는 재료가 코어(core) 둘레로 감길 수 있는 것을 의미한다. 바람직한 요굴가능 라미네이트는 파괴함이 없이 1.5 m 반경을 가지는 원통코어 둘레에 감길 수 있다. 유리의 두께가 ??으면 얇을수록, 그의 요굴성이 더 좋으며, 따라서 재료가 파괴되지않고 감길 수 있는 코어의 최소 반경이 더 작다. 그러나, 유리의 파쇄성은 유리의 두께에 반비례하며 요굴성과 파쇄성간의 가장 좋은 절충은 응용에 의존한다. 본 발명에서 사용된 것과 같은 요굴가능 라미네이트는 이렇게 연속 웹 코팅 장치를 사용하는 기능층들이 제공됨으로써, 편평 파넬 디스플레이들의 산업적 롤-대-롤 제조를 가능하게하여, 현재 사용되고있는 뺏지(batch) 방식들에 비하여 제조비용을 현저하게 감축할 수 있다.
본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있는 FPD의 또 다른 예는 WO 97/04398에 기재된 장치들과 같은 소위 전자 책이다.
상기에 규정되고 100 mm의 두께를 가지는 타이프 AF45의 요굴가능 규산붕소 유리시트가 솔루아릴(벨지움, UCB사의 상품명, 유리와 PET 포일간의 접착층으로서 타이프 355 HP)을 사용하여 170 um의 두께를 가지는 PET 포일에 라미네이트되었다. 이 라미네이트가 할fp이션-방지 층, 청색 감광 유제 층, 제1 중간 층, 녹색 감광 유제 층, 제2 중간 층 및 적색 감광 유제 층을 유리층 위에 코팅하기 위하여 기판으로서 사용되었다. 이 층들은 할로겐화 은(銀) 사진필름제조시에 사용되는 표준코팅장치로 코팅되었다. 그렇게 얻은 컬러 네거티브 재료는 하기에 설명하는 바와 같이 컬러필터들을 만드는 데 사용될 수 있다. 상기 층들의 조성은 EP-A 802 453에 개시된 바 있으며, 하기와 같이 재생될 것이다.
할로겐-방지 층
포뮬러 YD의 불확산 황색 염료가 젤라틴 속에 분산되었다. 이 분산액에 접착촉진제로서 작용하는 에폭실렌 E가 첨가되었다. 황색염료 YD, 젤라틴 및 에폭실렌 E의 범위는 각각 0.5, 1.5 및 0.1 g/m2이었다.
청색 감광 층
0.4 um의 평균 입자크기를 가지는 100% 염화은 유제(乳劑)가 포뮬러 SB의 스팩트럼 감광제를 가지고 청색광에 감광되었다. 포뮬러 Y1의 커플러를 형성하는 황색 염료가 이 유제에 첨가되었다. 할로겐화 은, 젤라틴 및 컬러 커플러 Y1의 양은 각각 0.57, 3.30 및 1.0 g/m2이었다.
제1 중간 층
산화된 컬러현상약을 소제할 수 있는 포뮬러 SD1의 물질이 젤라틴에 분산되었고, SD1의 0.08 g/m2와 젤라틴의 0.77 g/m2의 범위로 코팅되었다.
녹색 감광 층
0.12 um의 평균입자크기를 가지는 염화-브롬화 은(90/10 몰 비) 유제가 포뮬러 SG의 스팩트럼 감광제를 가지고 녹색광에 감광되었다. 포뮬러 M1의 커플러를 형성하는 마젠타색 염료가 이 유제에 첨가되었다. 할로겐화 은, 젤라틴 및 컬러 커플러 M1의 양은 각각 0.71, 2.8 및 0.53 g/m2이었다.
제2 중간 층
이 층은 제1중간층과 동일한 조성을 가졌다.
적색 감광 층
0.12 um의 평균입자크기를 가지는 염화-브롬화 은(90/10 목 비) 유제가 포뮬러 SR의 스팩트럼 감광약품을 가지고 적색광에 감광되었다. 포뮬러 C1의 커플러를 형성하는 시안 염료가 이 유제에 첨가되었다. 할로겐화은, 젤라틴 및 컬러 커를러 C1의 양은 0.49, 6 및 0.95 g/m2이었다.
애큐턴스 염료들로서 작용하는 녹색, 마젠타 및 시안 수용성 염료들이 청색, 녹색 및 적색 감광층에 각각 적절한 벙위로 존재하였으며, 경화제로서 작용하는 히드록시-트리클롤로-트리아진이 0.035 g/m2의 범위로 적색 감광층 속에 존재하였다.
다음에 이 재료는 멀티-컬러 마스터를 통하여 단일-단계 화소-방식 노출을 사용하여 노출되었으며, 다음 절차에 의하여 처리되었다 :
현상액
아황산 나트륨(무수) 4 g
4-아미노-3-메틸-엔, 엔-디에틸아닐린 히드로클로리드 3 g
탄산 나트륨(무수) 17 g
브롬화 나트륨 1.7 g
황산 7 N 0.62 ml
물 1000 ml
현상 후에 재료는 황산 7 N의 50 ml 에 1 리터까지의 물을 첨가하여 산-정지-욕 속에 처리되었다.
정지-욕에 의한 처리는 보통 물 속에서 2분 헹굼으로 이어졌고 다음의 조성을 가지는 수용액 속에서 2분 정착으로 이어졌다 :
(NH4)2S2O3의 58% 수용액 100 ml
황산 나트륨 (무수) 2.5 g
아황산 수소 나트륨 (무수) 10.3 g
물 1000 ml
정착액에 의한 처리는 보통 물 속에서 2 분 헹굼으로 이어졌고 다음의 조성을 가지는 수용액 속에서 2 분 표백으로 이어졌다 :
포타줌 헥사시아노훼레이트 (III) (무수) 30 g
브롬화 나트륨 (무수) 17 g
물 1000 ml
다음에 재료는 정착액으로 다시 처리되었고 보통 물로 3분간 헹궈졌다.
마지막으로 재료는 pH 9를 가지며, 경화제로서 역할하는 포름알데히드 40% 수용액의 매 리터당 20 ml를 함유하는, 수용액으로 처리되었다.
상기 처리 후에, FFD들을 위하여 적합한 멀티-컬러 필터가 얻어졌으며, 상기 필터는 황색 영상, 마젠타 영상 및 시안 영상이 각각 최대 농도로 구성되었다. 선행 기술에 비하여, 예를 들면 동일한 조성이 1.5 mm의 두께를 가지는 유리판 위에 코팅된 EP-A 802 453 속에 기재되어있는 바와 같이, 본 예시의 멀티-컬러 필터는 대단히 작은 중량으로 특징지워진다. 또한, 라미네이트의 열적 및 치수 안정성은 예시에서 사용된 PET 포일과 같은 플라스틱 기판에 비하여 현저하게 양호하다.

Claims (13)

  1. 기판이 700㎛ 이하의 두께를 가지는 유리층과 지지물을 구비한 라미네이트인 것을 특징으로하는, 기판 위에 기능층을 도포하는 단계를 포함하는 반도체장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 기능층이 전기전도층인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 기능층이 컬러 필터인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 기능층이 액정 지향 층인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 기능층이 수동층인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 기능층이 인(燐) 층인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 기능층이 유전체 보호 층인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 기능층이 전기발광 층인 방법.
  9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체장치가 편평 파넬 디스플레이인 방법.
  10. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 층이 500 um 이하의 두께를 가지는 방법.
  11. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 층이 300 um 이하의 두께를 가지는 방법.
  12. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지물이 사실상 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰 또는 시클로-오레핀 중합체들로 구성되는 방법.
  13. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능층이 라미네이트의 유리측 위에 도포되는 방법.
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