KR20020020160A - 디스플레이 장치 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한세정용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 장치의 제조공정 중에 발생하는 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한 세정용 조성물에 관한 것으로서, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 1 내지 20중량%, 2-아미노에탄올 1 내지 20중량%을 포함하며, 나머지 함량은 물인 것을 특징으로 세정용 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 세정액을 이용하여 기판을 세척하는 경우에는 기판 상의 잔류물을 제거할 수 있어서, 잔류물로 인하여 발생할 수 있는 문제점, 예를 들어 액정 물질이 오염되는 문제점 및 칼라 필터층과 보호층과의 밀착력이 떨어지는 등의 문제점을 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치의 제조공정 중에 발생하는 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한 세정용 조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 디스플레이의 형광막을제조하는 공정 중 기판 상에 잔류하는 포토레지스트를 제거하기 위한 세정용 조성물에 관한 것이다.
형광물질을 사용하는 디스플레이 장치에는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 필드 에미션 디스플레이(FED) 및 형광표시관(VFD) 등이 있다. 이러한 디스플레이 장치는 음극선관의 형광막 또는 액정 디스플레이의 칼라 필터와 같이 형광물질로 이루어진 층을 구비하는데, 이러한 층을 형성하는 방법으로는 포토레지스트를 사용하는 포토리소그래피(photolithography) 방식이 이용될 수 있다.
이러한 포토리소그래피 방식을 이용하는 경우에는 적색, 청색 또는 녹색의 형광물질을 포함하는 포토레지스트가 깨끗하게 현상되지 않아 기판 상에 잔류하는 문제가 있다. 이러한 잔류물로 인하여 기판에 얼룩이 발생하여 디스플레이 장치의 불량을 야기하게 된다.
액정 디스플레이의 칼라 필터를 예로 들어 그 제조방법 및 문제점을 상세히 살펴보겠다.
칼라 필터는 백색 광을 이용하여 칼라 화상을 구현하기 위한 것으로, 통상적인 칼라 필터의 일 예를 도 1에 나타내 보였다.
도시된 바와 같이 칼라필터는 기판(11) 위에 소정의 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스층(12)과, 상기 블랙 매트릭스 층(12) 사이에 형성되어 있는 적색, 청색 및 녹색 칼라 필터층(13a),(13b) 및 (13c) 그리고 상기 블랙 매트릭스층(12)과 칼라 필터층(13a), (13b) 및 (13c)의 상부에는 보호층(14)이 형성되어 구조로 이루어져 있다.
상술한 바와 같은 칼라 필터는 STN(Super Twisted Nematic) 액정표시장치, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 이용한 액정표시장치등에 등에 장착되어 칼라 화상을 구현하게 된다.
상기와 같은 칼라 필터를 제조하는 방법으로는 염색법, 염료 분산법, 안료분산법, 인쇄법, 전착법 등이 있다. 여기에서 안료 분산법은 안료가 분산된 포토레지스트를 도포, 노광, 현상 및 소성함으로써 칼라필터를 제조하는 방법이다. 도 2를 참조하여 상기 안료분산법에 따라 칼라필터를 제조하는 방법을 살펴보기로 한다.
이를 참조하면, 유리기판 (21)위에 크롬 금속, 유기물 등의 블랙 매트릭스 형성용 물질(26)을 도포한 다음, 포토리소그래피(photolithography)공정을 이용하여 블랙 매트릭스 패턴(22)을 형성한다. 이어서, 적색 칼라 필터 층 형성용 조성물, 즉 포토레지스트에 적색 안료가 분산된 조성물(27)을 도포한 다음, 포토마스크 (28) 및 자외선(미도시)을 이용하여 소정 영역만을 노광한 다음, 이를 알카리 수용액으로 현상하여 적색 칼라 필터층 (23a)을 형성한다.
적색 칼라 필터 층 형성용 조성물 대신, 녹색 및 청색 칼라 필터층 형성용 조성물을 이용하여 상기 과정을 반복하여 녹색 및 청색 칼라 필터층 (23b) 및 (23c)를 각각 형성한다.
그 후, 상기 결과물상에 보호층 (24)을 형성하여 칼라 필터를 완성한다.
상기 방법에 따르면, 칼라필터의 정교성과 재현성은 우수하다는 장점이 있으나, 자외선을 조사 받은 부위 또는 자외선 조사를 받지 않은 부위가 깨끗하게 현상되지 않아 적색, 청색 또는 녹색의 안료를 포함하는 포토레지스트가 유리 기판(21) 상에 잔류하는 문제가 있다. 이러한 잔류물은 보호층과의 접착력을 떨어뜨리며, 잔류물에 남아있는 안료에 의해 액정 물질이 오염되어 화면에 얼룩이 나타나는 등의 LCD 제조 상의 치명적 불량을 야기하게 된다.
따라서, 상술한 바와 같은 잔류물을 보다 완벽하게 제거할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디스플레이 장치의 제조공정 중 기판 상의 잔류물을 보다 완벽한 제거할수 있는 세정용 조성물을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 칼라 필터의 단면도이다.
도 2는 종래 칼라 필터의 제조방법의 개략적 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 의한 실시예 1에 따른 조성물로 세정한 후에 촬영한 주사 현미경 사진이다.
도 4는 비교예 3에 따른 조성물로 세정한 후에 촬영한 주사 현미경 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 21; 유리 기판 12, 22; 블랙 매트릭스층
13a, 23a; 적색 필터층 13b, 23b; 청색 필터층
13c, 23c; 녹색 필터층 14, 24; 보호층
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 1 내지 20중량%, 2-아미노에탄올 1 내지 20중량%을 포함하며, 나머지 함량은 물인 것을 특징으로 디스플레이 장치의 제조공정 중 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한 세정용 조성물을 제공한다.
디스플레이 장치의 제조공정 중에 발생하는 포토레지스트의 잔류물을 제거하는 방법으로는 디스플레이 장치의 제조공정 중에 잔류물이 발생하지 않도록 하는 방법과 이미 발생한 잔류물을 세정하는 방법이 있을 수 있다. 본 발명자는 이미 발생한 잔류물을 세정용 조성물을 이용하여 세정하는 방법에 의해 발명을 완성하게된 것이다.
이하, 액정 디스플레이를 예로 들어 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
액정 디스플레이는 유리 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 3원색을 격자상으로 배열한 칼라 필터를 구비한다. 이러한 칼라 필터의 제조공정 중에 개끗하게 현상되지 않은 포토레지스트가 유리 기판 상에 잔류하게 된다.
스프레이식 유리 기판 세정장치를 이용하여 잔류물이 남아있는 유리 기판을 상술한 바와 같은 조성을 가진 본 발명의 조성물로 스프레이하여 잔류물을 제거할 수 있다.
이 때에 세정액의 온도는 약 30 내지 40℃가 바람직하다. 30℃ 미만 경우에는 세정이 제대로 이루어지지 않고 40℃를 초과하는 경우에는 칼라 필터 층이 손상될 우려가 있다. 또한 세정액의 유속은 약 20 내지 50ℓ/min이 바람직하고, 세정 시간은 20 내지 60초 정도가 바람직하다.
상기와 같은 방법으로 세정을 완료한 후에 물로 30 내지 120초 동안 린스하는 단계를 더 거칠 수 도 있다.
본 발명의 조성물 및 린스액으로 물만을 사용하는 이유는 물 이외의 것을 사용할 경우에는 후 공정인 폴리이미드 배향막의 러빙이 안되기 때문이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시에 불과하다는 것은 명백하다.
<잔류물 측정 방법>
1. 러빙(rubbing) 시험
칼라 필터가 형성된 유리 기판을 상술한 바와 같은 본 발명의 조성물로 세정한 후 클로로포름 또는 에탄올에 적신 토랄리(torraly) 천으로 문지른 후에 토랄리천에 잔류물 속에 포함되어 있는 안료에 의한 색깔이 묻어나오는지를 700 내지 1000lux 하에서 육안으로 관찰하였다.
2. 주사현미경 사진
칼라 필터가 형성된 유리 기판을 상술한 바와 같은 본 발명의 조성물로 세정한 후 배율 300,000으로 하여 주사현미경 사진을 촬영하여 잔류물의 잔존 여부를 측정하였다.
<실시예 1>
디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 6중량%, 2-아미노에탄올 2중량% 및 물 92중량%를 혼합하고 철저히 교반하여 수용액을 제조하였다.
안료 분산법에 의해 제조된 칼라 필터가 형성된 유리기판을 스프레이식 유리 기판 세정장치를 이용하여 상기의 수용액으로 세정한 후에 상술한 러빙 시험 및 주사 현미경 사진을 통해 잔류물의 존재여부를 그 결과를 표 1에 나타냈다.
이 때에 세정액 온도는 36℃, 유속은 44ℓ/min, 세정 시간은 48초였다. 세정 후에 촬영한 주사 현미경 사진을 도 3으로 하였다.
<실시예 2>
세정용 조성물을 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 16중량%, 2-아미노에탄올 4중량% 및 물 80중량%로 하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하였다. 그 결과 역시 표 1에 나타냈다.
<비교예 3>
세정용 조성물을 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 20중량% 및 물 80중량%로 하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하였다. 그 결과 역시 표 1에 나타냈다. 세정 후의 주사 현미경 사진을 도 4로 하였다.
<비교예 4>
세정용 조성물을 2-아미노에탄올 20중량% 및 물 80중량%로 하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 이용하였다. 그 결과 역시 표 1에 나타냈다.
러빙 시험 결과 | 주사 현미경 사진 | |
실시예 1 | 관찰 않됨 | 잔류물 없음 |
실시예 2 | 관찰 않됨 | 잔류물 없음 |
비교예 1 | 관찰됨 | 8개 |
비교예 2 | 관찰됨 | 15개 |
상기 표 1를 살펴보면 실시예 1과 2의 경우에는 러빙 시험 및 주사 현미경 사진 모두에서 잔류물을 확인할 수 없었다. 그러나 비교예 1과 2의 경우에는 세정 후에도 잔류물이 완전히 제거되지 않고 각각 주사 현미경의 사진을 통해 8, 15개가 확인되었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세정액을 이용하여 기판을 세정하는 경우에는 디스플레이 장치의 제조공정 중에 발생하는 잔류물을 제거할 수 있어서, 잔류물로 인하여 발생할 수 있는 문제점, 예를 들어 액정 물질이 오염되는 문제점 및 칼라 필터 층과 보호층과의 밀착력이 떨어지는 등의 문제점을 제거할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (2)
- 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 1 내지 20중량%, 2-아미노에탄올 1 내지 20중량%을 포함하며, 나머지 함량은 물인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치 기판 상의 잔류물을 제거하기 위한 세정용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 액정 디스플레이 인 것을 특징으로 하는 세정용 조성물.
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