KR20030056858A - 액정표시장치의 노광 마스크 및 노광 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크의 형태를 변경하고 노광 영역에서 브레이드를 사용하여 필요한 부분을 동시에 노광하는 액정표시장치의 마스크 구조 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것으로, 래티클 중앙 부분에 패널 노광 영역이 위치되고, 상기 패널 노광 영역의 상하좌우에 상기 패널 노광 영역과 마진을 갖지 않고 각각 탑, 바텀, 레프트, 및 라이트 노광 영역들이 위치되는 마스크를 준비하여, 각 노광 영역에서 브레이드를 사용하여 필요한 부분을 동시에 노광하는 것이다.

Description

액정표시장치의 노광 마스크 및 노광 방법{Liquid crystal display device and method for manufacturing the same}

본 발명은 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 마스크의 형태를 변경하여 노광 shot 수를 감소시키기 위한 액정표시장치의 마스크 구조 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는, 크게 상하 유기 기판과 상기 상하 유기 기판 사이에 주입된 액정층으로 구분된다.

상기 하부 유리 기판에는, 유리 기판에 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인들과, 매트릭스 형태의 화소 영역을 정의하기 위하여 상기 각 게이트 라인에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 데이터 라인들과, 상기 각 화소 영역에 형성되는 복수개의 화소 전극들과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되는 부분의 각 화소 영역에 형성되어 상기 게이트 라인의 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 해당 화소 전극에 인가하는 복수개의 박막트랜지터들이 배열된다.

그리고, 상부 기판에는, 상기 하부 기판의 화소 영역을 제외한 부분으로 빛이 조사되지 않도록 하기 위한 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층 사이의 각 화소 영역에 색상을 표현하기 위한 칼라 필터층과, 상기 칼라 필터층을 포함한 기판 전면에 형성되는 공통 전극 등이 배열된다. 이와 같이 형성된 상하 유리 기판 사이에 액정층이 주입된다.

이와 같은 액정표시장치는 대형 유리 기판에 복수개의 패널이 동시에 제조되어 합착된 후 컷팅 공정에 의해 단위 패널이 만들어지며, 각 기판은 증착 공정과, 마스크를 이용한 사진석판술 및 식각 공정 및 공정 및 열처리 공정 등에 의해 만들어진다.

여기서, 마스크를 이용한 사진석판술은 패터닝하고자 하는 물질을 증착하고 그위에 감광막을 증착한 다음, 마스크(래티클)를 이용하여 상기 감광막에 광을 노광하고 현상액을 이용하여 상기 감광막을 현상한다. 그러면, 마스크에 의해 빛이 투과된 부분과 투과되지 않는 부분에 의해 감광막이 현상된다. 이와 같이 현상된 감광막을 다시 마스크로 이용하여 패터닝하고자 하는 물질을 식각하여 원하는 패턴을 형성한다. 따라서, 노광하고자 하는 마스크와 패터닝하고자 하는 물질이 증착된 기판은 서로 정렬되어야만 원하는 부분에 원하는 패턴을 얻을 수 있다.

이와 같은 액정표시장치의 노광 방법은 크게 스캔(scan) 방식과 스테퍼(stepper) 방식이 있다.

스캔 방식 노광 방법은 기판과 동일 크기로 복수개의 패널이 배치된 마스크를 형성하고 이와 같은 마스크를 기판에 정렬시킨 다음 스캔 방식으로 광을 조사하여 노광하는 방법이다.

스테퍼 방식 노광 방법은 같은 패널이 유리 기판에 복수개 배치된 경우에 이용한 것으로 하나의 패널에 해당되는 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 한 패널씩 노광하는 방법이다.

상기 스캔 방식과 스테퍼 방식은 서로 장단점이 있으나, 스캔 방식은 마스크제조 비용이 많이 들고 해상도가 낮으므로 액정표시장치의 제조 방법에서는 스캔방식보다 스테퍼 방식을 많이 이용하고 있다.

이와 같은 종래의 스테퍼 방식을 이용한 노광 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 대형 유리 기판내에 복수개의 패널이 배치된 배치도이다.

즉, 복수개(20개)의 패널(1-1, 1-2, …5-1,…5-4)이 유리 기판(10)의 중앙부분에 배치되어 있고, 유리 기판(10)의 가장자리 모서리 부분에 액정표시장치 공정 시 정렬 시키기 위한 정렬 키(align key)(2, 3, 4, 5)가 형성되어 있다. 따라서, 노광 공정 시 상기 정렬 키(2, 3, 4, 5)와, 마스크의 정렬 키를 서로 정렬시켜 스테퍼 방식의 노광 공정을 진행하게 된다. 예를 들면, 370 ×470㎜의 면적을 갖는 유기 기판일 경우, 장축 방향으로 정렬 키 간의 거리는 약 440㎜이고 단축 방향으로 정렬 키 간의 거리는 340㎜ 정도가 된다.

도 2는 종래의 액정표시장치 제조 방법에 이용되는 래티클(마스크) 구성도이다.

종래의 스테퍼용 액정표시장치 래티클(마스크)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 하나의 패널을 노광하기 위한 래티클로서, 상기 래티클의 노광 영역은 중앙 부분에 패널(11)이 위치되고, 상기 패널의 상하좌우에는 각각 탑(12), 바텀(15), 레프트(13), 및 라이트(14)가 위치된다. 여기서, 상기 탑(12), 바텀(15), 레프트(13), 라이트(14)는 상술한 바와 같은 정렬 키(align key) 또는 테스트 패턴(test pattern) 등이 패터닝되어 있는 부분들이다.

이와 같은 각각의 영역은 노광 영역간에 브레이드(blade) 마진을 위하여 2㎜이상의 간격을 두고 배치된다.

이와 같은 래티클을 이용한 종래의 액정표시장치의 노광 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 종래의 래티클을 이용한 좌측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도이며, 도 4는 종래의 래티클을 이용한 상측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도이다.

상술한 바와 같이, 스테퍼 방식을 이용한 노광 방법은 각각의 노광 영역을 1셧(shot)씩 노광하므로, 외곽부에는 상기 탑(12), 바텀(15), 레프트(13) 또는 라이트(14) 부분을 이용하여 노광하여야 한다.

따라서, 도 1에 도시한 바와 같이, 20개의 중소형 패널이 배치는 370 ×470㎜의 면적을 갖는 유기 기판일 경우, 외곽부가 24셧(shot)이고 패널이 20shot이 요구되어 총 44shot이 요구된다.

이 때 1shot에 요구되는 노광 시간이 약 2초씩 소요되므로 상기와 같이 패널이 배치된 유리기판을 노광할 경우 약 88초의 시간이 걸리게되므로 유리 기판 한 장을 노광하는데 많은 시간이 걸리므로 생산 로스(loss)를 가지게된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 노광 영역간이 경계 마진이 줄어들도록 마스크 형태를 변경하고 패널과 주변 영역을 동시에 노광하는 방법을 이용하여 shot수를 감소시킬 수 있는 액정표시장치의 노광 마스크 및 이를 이용한 노광 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 대형 유리 기판내에 복수개의 패널이 배치된 배치도

도 2는 종래의 래티클(마스크) 구성도

도 3은 종래의 래티클을 이용한 좌측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도

도 4는 종래의 래티클을 이용한 상측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 래티클(마스크) 구성도

도 6은 본 발명에 따른 래티클을 이용한 상측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도

도 7은 본 발명에 따른 패널 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도

도 8은 본 발명에 따른 래티클을 이용한 하측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 패널 12 : 탑

13 : 레프트 14 : 라이트

15 : 바텀

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 노광 마스크는, 래티클 중앙 부분에 패널 노광 영역이 위치되고, 상기 패널 노광 영역의 상하좌우에 상기 패널 노광 영역과 마진을 갖지 않고 각각 탑, 바텀, 레프트, 및 라이트 노광 영역들이 위치됨에 그 특징이 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 노광 방법은, 래티클 중앙 부분에 패널 노광 영역이 위치되고, 상기 패널 노광 영역의 상하좌우에 상기 패널 노광 영역과 마진을 갖지 않고 각각 탑, 바텀, 레프트, 및 라이트 노광 영역들이 위치되는 마스크를 준비하는 제 1 단계와, 각 노광 영역에서 브레이드를 사용하여 필요한 부분을 동시에 노광하는 제 2 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명의 액정표시장치의 노광 마스크 및 이를 이용한 노광 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조 방법에 이용되는 래티클(마스크)의 구성도이다.

본 발명에 따른 스테퍼용 액정표시장치 래티클(마스크)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 하나의 패널을 노광하기 위한 래티클로서, 상기 래티클의 노광 영역은 중앙 부분에 패널(11) 영역이 위치되고, 상기 패널의 상하좌우에는 각각 탑(12), 바텀(15), 레프트(13), 및 라이트(14) 노광 영역이 위치된다. 여기서, 상기 탑(12), 바텀(15), 레프트(13), 라이트(14)는 상술한 바와 같은 정렬 키(align key) 또는 테스트 패턴(test pattern) 등이 패터닝되어 있는 부분들이다.

이와 같은 각각의 영역은 노광 영역간에 마진을 두지 않고 모든 노광 영역을 합쳐서 래티클에 배치한 후 브레이드(Blade)를 사용하여 필요한 노광 영역만 노광하도록 한다. 그리고, 노광 영역 간에는 브레이드 노광 오차 마진을 위하여 최소 0.5㎜ 이상의 빈 공간을 확보한 후 노광하도록 한다.

이와 같은 래티클을 이용한 본 발명에 따른 액정표시장치의 노광 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 래티클을 이용한 상측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도이고, 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 패널 부분 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도이며, 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 래티클을 이용한 하측 노광 시 유리 기판에서 노광 배치도이다.

본 발명의 액정표시장치의 노광 방법은, 노광 영역에서 브레이드를 사용하여 필요한 부분을 동시에 노광한다. 이 방식은 노광 영역을 하나로 만들어서 노광 shot 수를 감소할 수 있도록 한다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 윗 부분을 노광할 때, 탑 부분은 물론 탑 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광하고, 도 8에 도시한 바와 같이, 아랫부분을 노광할 때 바텀 부분과 상기 바텀 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광한다. 마찬가지로 도면에는 도시되지 않았지만, 좌 우측 부분 노광시에도 레프트 부분과 레프트 부분에 인접한 패널 부분을 동시에 노광하고 라이트 부분과 라이트 부분에 인접한 패널 부분을 동시에 노광한다. 그리고, 패널 부분의 노광 영역은, 도 7에 도시한 바와 같이, 브레이드를 사용하여 패널 부분만 노광한다. 따라서, 노광 shot수가 감소된다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이 윗 부분과 패널 부분을 노광하기 위해서, 종래에는 12shot가 요구되었으나, 본 발명에서는 6shot 만이 요구된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 노광 마스크 및 이를 이용한 노광 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 노광 영역간에 마진을 두지 않고 모든 노광 영역을 합쳐서 래티클에 배치한 후 브레이드(Blade)을 사용하여 필요한 노광 영역만 노광하도록 하므로 노광 shot 수를 줄일 수 있고, 더불어 노광 진행 시, 택 타임(tact time) 감소로 인하여 동일 장비로 많은 공정을 진행할 수 있다.

둘째, 노광 영역 최소 경계의 제거로 마스크(래티클)의 공간 효율이 높아져서 좀 더 많은 부분의 노광 영역을 지정할 수 있다.

Claims (8)

1. 래티클 중앙 부분에 패널 노광 영역이 위치되고, 상기 패널 노광 영역의 상하좌우에 상기 패널 노광 영역과 마진을 갖지 않고 각각 탑, 바텀, 레프트, 및 라이트 노광 영역들이 위치됨을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 마스크.
2. 래티클 중앙 부분에 패널 노광 영역이 위치되고, 상기 패널 노광 영역의 상하좌우에 상기 패널 노광 영역과 마진을 갖지 않고 각각 탑, 바텀, 레프트, 및 라이트 노광 영역들이 위치되는 마스크를 준비하는 제 1 단계와,

   각 노광 영역에서 브레이드를 사용하여 필요한 부분을 동시에 노광하는 제 2 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   제 2 단계는, 외곽 부분의 노광 시 인접한 패널 부분과 동시에 노광하고, 그 이외의 패널 부분은 브레이드를 사용하여 패널 부분만 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   외곽 부분이 윗 부분일 경우, 탑 부분은 물론 탑 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   외곽 부분이 아랬 부분일 경우, 바텁 부분은 물론 바텀 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   외곽 부분이 좌측 부분일 경우, 레프트 부분은 물론 레프트 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
7. 제 3 항에 있어서,

   외곽 부분이 오른쪽 부분일 경우, 라이트 부분은 물론 라이트 부분에 인접한 패널 부분도 동시에 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.
8. 제 3 항에 있어서,

   노광 영역 간에는 브레이드 노광 오차 마진을 위하여 최소 0.5㎜ 이상의 빈 공간을 확보한 후 노광함을 특징으로 하는 액정표시장치의 노광 방법.