KR20050079482A - 에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및장치 - Google Patents

에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토 마스크가 필요없고 재료의 낭비를 줄이도록 한 에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
이 에치레지스트는 소프트 몰드와의 접촉과 광의 노출에 의해 성형되며 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함한다.

Description

에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및 장치{Etch Resist and Method and Apparatus for Fabricating Flat Panel Display Using The Same}
본 발명은 평판표시소자에 관한 것으로, 특히 포토 마스크가 필요없고 재료의 낭비를 줄이도록 한 에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. 현재 주류를 이루고 있는 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있다.
평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.
액정표시소자는 전자제품의 경박단소 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관을 빠른 속도로 대체하고 있다.
특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 도 1과 같이 액정층(15)을 사이에 두고 합착되는 컬러필터 기판(22)과 TFT 어레이 기판(23)을 구비한다. 도 1에 도시된 액정표시소자는 전체 유효화면의 일부를 나타낸 것이다.
컬러필터 기판(22)에는 상부 유리기판(12)의 배면 상에 도시하지 않은 블랙 매트릭스, 컬러필터(13)와 공통전극(14)이 형성된다. 상부 유리기판(12)의 전면 상에는 편광판(11)이 부착된다. 컬러필터(13)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터를 포함하여 특정 파장대역의 가시광을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다.
TFT 어레이 기판(23)에는 하부 유리기판(16)의 전면에 데이터라인들(19)과 게이트라인들(18)이 상호 교차되며, 그 교차부에 TFT들(20)이 형성된다. 그리고 하부 유리기판(16)의 전면에는 데이터라인(19)과 게이트라인(18) 사이의 셀 영역에 화소전극(21)이 형성된다. TFT(20)는 게이트라인(18)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터라인(19)과 화소전극(21) 사이의 데이터 전송패스를 절환함으로써 화소전극(21)을 구동하게 된다. TFT 어레이 기판(23)의 배면에는 편광판(17)이 부착된다.
액정층(15)은 자신에게 인가된 전계에 의해 TFT 어레이 기판(23)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절한다.
컬러필터 기판(22)과 TFT 기판(23) 상에 부착된 편광판들(11,17)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정(15)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다.
컬러필터 기판(22)과 어레이 TFT 기판(23)의 액정 대향면들에는 도시하지 않은 배향막이 형성된다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자를 제조하기 위한 제조공정은 기판 세정, 기판 패터닝 공정, 배향막형성/러빙 공정, 기판합착/액정주입 공정, 실장 공정, 검사 공정, 리페어(Repair) 공정 등으로 나뉘어진다. 기판세정 공정은 액정표시소자의 기판 표면에 오염된 이물질을 세정액으로 제거한다. 기판 패터닝 공정은 컬러필터 기판의 패터닝 공정과 TFT 어레이 기판의 패터닝 공정으로 나뉘어 실시된다. 배향막형성/러빙 공정은 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판 각각에 배향막을 도포하고 그 배향막을 러빙포 등으로 러빙하게 된다. 기판합착/액정주입 공정은 실재(Sealant)를 이용하여 컬러필터 기판과 TFT 어레이기판을 합착하고 액정주입구를 통하여 액정과 스페이서를 주입한 다음, 그 액정주입구를 봉지한다. 실장공정은 게이트 드라이브 집적회로 및 데이터 드라이브 집적회로 등의 집적회로가 실장된 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, "TCP"라 한다)를 기판 상의 패드부에 접속시키게 된다. 이러한 드라이브 집적회로는 전술한 TCP를 이용한 테이프 오토메이티드 본딩(Tape Automated Bonding) 방식 이외에 칩 온 글라스(Chip On Glass, COG) 방식 등으로 기판 상에 직접 실장될 수도 있다. 검사 공정은 TFT 어레이 기판에 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선과 화소전극이 형성된 후에 실시되는 전기적 검사와 기판합착/액정주입 공정 후에 실시되는 전기적검사 및 육안검사를 포함한다. 리페어 공정은 검사 공정에 의해 리페어가 가능한 것으로 판정된 기판에 대한 복원을 실시한다. 검사 공정에서 리페어가 불가능한 기판들은 폐기처분된다.
이와 같은 액정표시소자를 포함한 대부분의 평판 표시소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 적층되는 박막 물질은 포토리소그래피(Photorithography) 공정으로 패터닝된다. 포토리소그래피 공정은 일반적으로 포토레지스트(Photoresist)의 도포, 마스크 정렬, 노광, 현상(develop), 식각(etching) 및 스트립(strip) 공정을 포함하는 일련의 사진공정이다. 패턴닝하고자 하는 대상박막이 감광성을 띤 유기물로 사용하는 경우에 포토리소스래피 공정에서 노광 공정과 현상 공정이 생략될 수 있다.
그런데 이러한 포토리소그래피 공정은 고가의 포토마스크와 노광장비가 필요하며 공정 소요시간이 길고 재료의 낭비가 큰 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 포토 마스크가 필요없고 재료의 낭비를 줄이도록 한 에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에치레지스트는 소프트 몰드와의 접촉과 광의 노출에 의해 성형되며 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함한다.
상기 에치레지스트는 20∼50wt%의 상기 액상 고분자 전구체; 40∼60wt%의 상기 광경화성 고분자; 1∼10wt%의 상기 광개시제를 포함한다.
상기 액상 고분자 전구체는 친수성이다.
상기 액상 고분자 전구체는 액상 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 포함한다.
상기 광경화성 고분자는 액상 아크릴레이트(acrylate)를 포함한다.
상기 광개시제는 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone을 포함한다.
상기 액상 고분자 전구체는 분자량이 600 이하이다.
상기 소프트 몰드와의 접촉과 광의 노출에 의해 성형된 에치레지스트 패턴들 사이의 개구영역과 상기 에치레지스트의 두께는 반비례 관계이다.
상기 개구영역 내에는 상기 에치레지스트의 잔막이 없다.
상기 개구영역의 폭은 0μm∼1000μm 이내이다.
상기 에치레지스트의 유전상수는 2.5∼3.5 이내이다.
본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함하는 에치레지스트 용액을 기판 상에 도포하는 단계와; 상기 에치레지스트 용액 상에 소프트 몰드를 가압함과 동시에 에치레지스트 용액에 광을 조사하여 에치레지스트 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 단계와; 상기 에치레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드를 분리하는 단계를 포함한다.
상기 기판은 상기 에치레지스트 용액이 도포되는 박막을 포함한다.
상기 평판표시소자의 제조방법은 상기 에치레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 식각하는 단계와; 상기 에치레지스트 패턴을 제거하여 박막 패턴을 상기 기판 상에 잔류시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조장치는 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함한 에치레지스트 용액을 기판 상에 도포하는 도포장치와; 상기 에치레지스트 용액 상에 가입되는 소프트 몰드와; 상기 에치레지스트 용액 상에 상기 소프트 몰드가 가압되는 동안 상기 에치레지스트 용액에 광을 조사하는 노광장치를 구비한다.
상기 평판표시소자의 제조장치는 상기 소프트 몰드의 가압과 상기 노광에 의해 상기 기판 상에 남는 에치레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 식각하는 식각장치와; 상기 에치레지스트 패턴을 제거하는 스트립장치를 더 구비한다.
상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 도포장치를 이용하여 화소 어레이의 박막(32a)이 형성된 유리기판(31) 상에 에치 레지스트(etch resist) 용액(33a)을 도포하는 에치 레지스트 도포공정, 소프트 몰드(34)를 이용한 에치 레지스트 용액(33a)의 패터닝 공정, 박막(32a)의 패터닝을 위한 식각공정, 에치 레지스트 패턴(33b)를 스트립용액으로 제거하는 스트립공정, 및 박막 패턴(32b)에 대한 검사공정을 포함한다.
유리기판(31) 상에 형성된 화소 어레이의 박막(32a)은 평판표시소자의 화소 어레이에 존재하는 금속패턴, 유기물 패턴 및 무기물 패턴으로 이용되는 기본재료로 공지의 도포공정이나 증착공정에 의해 유리기판(31) 상에 형성된다.
에치 레지스트 용액(33a)은 내열성과 내약품성을 가지는 재료이다. 이 에치 레지스트 용액(33a)이 에치 레지스트 패턴(33b)으로 패턴화된 후에, 에치 레지스트 패턴(33b)은 박막(32a)의 식각 공정에서 박막(32a)이 선택적으로 패턴화될 수 있게 하는 마스크 역할을 하게 된다.
소프트 몰드(34)는 탄성이 비교적 큰 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane ; PDMS), 폴리 우레탄(Polyurethane), 크로스 링크드 노볼락 수지(Cross-linked Novolac Resin) 등으로 제작되며, 유리기판(31) 상에 형성할 패턴과 대응하는 음각패턴(34a)이 형성된다. 이 소프트 몰드(34)는 에치 레지스트 용액(33a) 상에 정렬된 후, 박막(32a)과의 접촉이 가능한 정도의 압력 즉, 자신의 자중 정도의 무게만으로 에치 레지스트 용액(33a)에 가압된다. 이와 동시에 노광장치에 의해 350nm∼370nm의 자외선(UV)이 소프트 몰드(34)를 투과하여 에치 레지스트 용액(33a)에 조사되거나 유리기판(31)과 박막(32a)을 투과하여 에치 레지스트 용액(33a)에 조사된다. 그러면 소프트 몰드(34)와 유리기판(31) 사이의 압력으로 발생하는 모세관힘(Capillary force)과, 소프트 몰드(34)와 에치 레지스트 용액(32a) 사이의 반발력에 의해 에치 레지스트 용액(33a)이 도 3과 같이 소프트 몰드(34)의 홈(34a) 내로 이동한다. 이와 동시에 에치레지스트 용액(33a)의 광중합반응에 의해 에치레지스트 용액(33a) 내에 고분자 네트워크가 형성되면서 소프트 몰드(34)의 음각패턴(34a) 내에 고립된 에치레지스트 용액(33a)이 고화된다. 그 결과, 소프트 몰드(34)에 형성된 음각패턴(34a)의 반전 전사 형태로 에치 레지스트 패턴(33b)이 박막(32a) 상에 형성된다.
이러한 에치레지스트 패턴(33b)에 대한 검사가 실시된 후, 소프트 몰드(34)와 유리기판(31)이 분리된다. 그리고 습식 식각 장치를 이용한 습식 식각 공정(Wet etching process)이나 건식 식각 장치를 이용한 건식 식각 공정(Dry etching process)이 실시된다. 이 때 에치 레지스트 패턴(33b)은 마스크로 작용하므로 그 에치 레지스트 패턴(33b)의 하부에 위치한 박막(32a)만이 유리기판(31) 상에 잔류하고 그 이외의 박막(32a)은 제거된다. 이어서, 에치 레지스트 패턴(33b)은 스트립공정에 의해 제거되고 박막 패턴(32b)에 대한 전기적, 광학적 검사를 통해 박막 패턴(32b)의 불량여부가 판정된다.
한편, 에치 레지스트 패턴(33b)이 희생층으로 이용되지 않고 기판 상에 영구적으로 남는 절연체 패턴으로 이용되는 경우에는 에치 레지스트 패턴(33b)이 기판(31)이나 박막(32a) 상에 남기 때문에 도 2에서 박막(32a)의 식각 공정과 에치 레지스트 패턴(33b)의 스트립 공정은 생략된다.
소프트 몰드(34)는 유리기판(31)과 분리된 후 자외선(UV)과 오존(O3)으로 세정된 다음, 다른 박막(32a)의 패터닝 공정에 재투입된다.
그런데 에치 레지스트의 패터닝 공정에서 에치 레지스트 용액(33a) 내의 휘발성 용매(volatile solvent)가 첨가되면, 소프트 몰드(34)와 에치 레지스트 용액(33a)의 접촉과정에서 소프트 몰드(34)와 에치 레지스트 용액(33a) 사이의 공기가 포집(trapping)되면서 기포가 발생될 수 있고 에치 레지스트 용액(33a) 내의 휘발성 용매의 기화에 의해 기포(air bubble)가 발생될 수 있다. 도 4와 같이 기포들(41)은 소프트 몰드(34)의 가압에 따른 압력과 베이킹 공정에서 증가 및 응집되고 그 기포들은 에치 레지스트 패턴(33b)의 함몰이나 유실의 원인으로 작용한다. 이러한 기포들은 여러 차례의 실험을 통해 알려진 바에 의하면, 상온에서도 발생되고 있다. 따라서, 에치 레지스트 용액(33a) 내에서 발생되거나 에치 레지스트 용액(33a)의 패터닝 과정에서 발생되는 기포를 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.
에치 레지스트 용액(33a)의 패턴화 공정에서 원치 않는 에치 레지스트 잔막이 남지 않게 하기 위하여, 에치 레지스트 용액(33a)에서 요구되는 조건은 그와 접촉하는 소프트 몰드(34)의 표면과 반발력이 큰 물성을 띄어야 하고, 자외선(UV)과의 반응에 의해 소성이 가능하여야 하며, 점도(viscosity)가 낮아야 한다. 예컨대, 소프트 몰드(34)가 소수성(hydrophobic property)의 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane, PDMS)으로 제작되면, 에치 레지스트 용액은 친수성(hydrophilic property)의 재료로 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 에치 레지스트 용액(33a)의 패턴화 공정에서 원치 않는 에치 레지스트 잔막이 남지 않게 하기 위하여, 소프트 몰드(34)와 에치 레지스트 용액(33a)의 접착력이 에치 레지스트 용액(33a)의 유동성을 낮추는 요인으로 작용하기 때문에 그 접착력은 가능한한 작게 하는 것이 바람직하다.
이러한 에치레지스트 용액(33a)의 조건을 만족하기 위하여, 본 발명에 따른 에치 레지스트 용액(33a)은 아래의 표 1과 같이 소프트 몰드(34)와의 반발력이 큰 물성을 띄는 액상 고분자 전구체(prepolymer), 광경화성 고분자 및 미량의 촉매를 포함하고 휘발성 용매를 포함하지 않는다. 액상 고분자 전구체는 분자량이 600 이하가 바람직하며, 그 예로 친수성을 가지는 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)으로 사용될 수 있다. 이 액상 고분자 전구체는 소프트 몰드(34)와의 접촉시 소프트 몰드(34)에 대하여 에치레지스트 용액(33a)에 반발력을 부여하여 에치레지스트 용액(33a)의 이동을 원할하게 한다. 광경화성 고분자는 액상 아크릴레이트(acrylate)나 액상 노볼락 수지(Novolac resin) 재료로 사용될 수 있다. 이 광경화성 고분자는 기판(31)에 대한 에치레지스트 패턴(33b)의 밀착력을 높이며 패턴 형태를 유지시키고 에칭 공정에서 식각액(etchant)에 대한 에치레지스트 패턴(33b)의 내약품성을 강화시킨다. 촉매는 액상 고분자 전구체와 가교제의 광중합 반응을 유도하기 위한 광개시제로써 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone으로 사용될 수 있다.
액상 고분자 전구체 광경화성 고분자 촉매
예 액상 Polyetylene glycol 액상 acrylate 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone
조성비 20∼50wt% 40∼80wt% 1∼10wt%
도 5는 표 1과 같은 조성의 에치레지스트 용액(33a)에 대하여 그 에치레지스트 용액(33a)의 두께 대 잔막 없이 가능한 최대 개구영역의 관계를 보여 준다. 잔막 없이 가능한 최대 개구영역이란 도 6a와 같이 이웃하는 에치레지스트 패턴들(33b) 사이에 에치레지스트 잔막(33c)이 잔류하지 않고 도 6b와 같이 에치레지스트 잔막(33c)이 없는 에치레지스트 패턴들(33b) 사이의 최대 영역이다. 도 5에서 알 수 있는 바, 잔막 없이 가능한 최대 개구영역(As)은 에치레지스트 용액(33a)의 두께(d)에 반비례한다. 즉, 에치레지스트 용액(33a)의 두께(d)가 얇을수록 개구영역(As)의 크기가 커진다. 따라서, 에치레지스트 용액(33a)의 두께(d)를 조정하여 에치레지스트 패턴(33b) 사이의 간격을 넓힐 수 있다.
소프트 몰드(34)의 음각패턴(34a)을 고려할 때 이웃한 에치 레지스트 패턴들(33b) 사이에 에치레지스트 잔막(33c)이 남지 않게 하기 위한 에치레지스트 용액(33a)의 최적 두께(d)는 아래의 수학식 1을 만족하여야 한다. 도 7은 수학식 1에서 각 변수들을 정의하기 위한 도면이다.
여기서, 도 7과 같이 'd'는 에치레지스트 용액(33a)의 두께, 'h'는 소프트 몰드(34)에 형성된 음각패턴(34a)의 높이 또는 깊이, 'AL'은 에치레지스트 패턴(33a)의 면적, 'AS'는 최대 개구영역(As)을 각각 나타낸다.
본 발명에 따른 에치레지스트에 대한 검증을 위하여, 에치레지스트 용액(33a)을 20wt%의 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 75wt%의 아크릴레이트(acrylate) 및 5wt%의 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone이 균일하게 혼합된 용액으로 제작하고 그 에치레지스트 용액(33a)에 대하여 소프트 몰드(34)를 가압함과 동시에 자외선 노광을 실시하는 실험이 행해졌다. 여기서, 자외선 파장은 365nm이며 노광시간은 1∼30초였다. 이 실험 결과에 의하면, 에치레지스트 용액(33a)의 두께가 수학식 1에서 정의된 최적 두께(d)보다 두꺼워지면 도 8과 같이 에치레지스트 패턴들(33b) 사이에 잔막이 남는 반면에, 에치레지스트 용액(33a)의 두께가 수학식 1에서 정의된 최적 두께(d) 이하면 도 9와 같이 에치레지스트 패턴들(33b) 사이에 잔막이 전혀 남지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 실험 결과에 의하면, 에치레지스트 패턴들(33b) 사이에서 잔막 없이 가능한 최대 개구영역의 폭은 500μm 이상이 됨을 확인할 수 있었다. 표 1과 같은 에치레지스트 용액(33a)을 사용하였을 때 잔막 없이 가능한 최대 개구영역의 폭은 0μm∼1000μm 이내이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9와 같은 에치레지스트 패턴(33b)을 마스크로 하고 그 에치레지스트 패턴(33b) 아래의 금속 박막(32a)을 식각하였을 때 기판(31) 상에 형성되는 금속박막 패턴(32b)을 나타내는 실험 결과이다. 여기서, 금속박막(33a)의 재료는 AlNd로 선택되었다. 도 10a 내지 도 10c에 있어서 금속박막(33a)의 배선폭은 20μm이다. 에치레지스트 패턴들(33b) 사이에서 잔막 없이 가능한 최대 개구영역의 폭은 도 10a에서 300μm, 도 10b에서 400μm 그리고 도 10c에서 500μm이다.
본 발명에 따른 평판 표시소자의 제조방법 및 장치는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 등의 평판표시소자나 반도체소자에 포함된 전극층, 유기물층, 반도체층 및 무기물층 등을 패터닝하기 위한 공정에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 에치레지스트는 상기 평판표시소자나 반도체소자의 절연체층 또는 격벽 재료로 이용될 수 있다. 이 경우에 에치레지스트로 제작된 절연체층 또는 격벽의 유전상수는 표 1의 조성에 의해 2.5∼3.5 사이로 된다. 한편, 기존의 유기절연층이나 격벽 재료로 사용되어 왔던 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene, BCB)은 그 유전상수가 대략 2.6이며, 포토아크릴레이트(Photo-acrylate)는 그 유전상수가 대략 3.3이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에치레지스트는 휘발성 용매를 포함하지 않으므로 기포의 발생을 최소화할 수 있으며 소프트 몰드와의 반발력이 큰 고분자 전구체를 주성분으로 하기 때문에 소프트 몰드와 에치레지스트의 접촉시 에치레지스트의 유동성을 크게 하여 에치레지스트 잔막이 남는 것을 최소화할 수 있다. 이러한 에치레지스트를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및 장치는 다양한 종류의 평판표시소자에 모두 적용 가능하고 그 평판표시소자의 절연층이나 격벽 재료로 에치레지스트를 이용할 수 있으며, 별도의 포토마스크가 필요없이 에치레지스트나 그 아래의 박막을 패터닝할 수 있고 와 에치레지스트의 재료 낭비가 거의 없다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법을 나타내는 도면다.
도 3은 도 2에 도시된 소프트 몰드와 기판의 접촉시 에치 레지스트 용액의 이동을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 공정 과정 중에 발생되는 기포와 그 기포로 인하여 발생되는 에치 레지스트의 패턴 불량을 나타내는 단면도이다.
도 5는 에치레지스트와 개구영역의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 이웃하는 에치레시트트 패턴들 사이에 남는 잔막을 나타내는 단면도이다.
도 6b는 이웃하는 에치레지스트 패턴들 사이에 잔막이 남지 않는 최적 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 에치레지스트의 높이와 소프트 몰드의 음각패턴 높이를 나타내는 단면도이다.
도 8은 에치레지스트의 최적 높이 이상에서 잔막이 남는 실험결과를 보여 주는 사진이다.
도 9는 에치레지스트의 최적 높이 이상에서 잔막이 없는 실험결과를 보여 주는 사진이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9와 같은 에치레지스트 패턴을 마스크로 하고 그 에치레지스트 패턴 아래의 금속 박막을 식각하였을 때 기판 상에 형성되는 금속박막 패턴을 나타내는 실험 결과의 사진들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 17 : 편광판 12, 16, 31 : 유리기판
13 : 컬러필터 14 : 공통전극
15 : 액정층 18 : 게이트라인
19 : 데이터라인 20 : 박막트랜지스터
21 : 화소전극 22 : 컬러필터 기판
32a, 32b : 박막 33a, 33b : 에치 레지스트
34 : 소프트 몰드 41 : 기포

Claims (32)

  1. 소프트 몰드와의 접촉과 광의 노출에 의해 성형되며 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에치레지스트는,
    20∼50wt%의 상기 액상 고분자 전구체;
    40∼60wt%의 상기 광경화성 고분자;
    1∼10wt%의 상기 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    친수성인 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    액상 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광경화성 고분자는,
    액상 아크릴레이트(acrylate)와 액상 노볼락 수지(Novolac resin) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광개시제는,
    2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone을 포함하는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    분자량이 600 이하인 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소프트 몰드와의 접촉과 광의 노출에 의해 성형된 에치레지스트 패턴들 사이의 개구영역과 상기 에치레지스트의 두께는 반비례 관계인 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 개구영역 내에는 상기 에치레지스트의 잔막이 없는 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 개구영역의 폭은 0μm∼1000μm 이내인 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 에치레지스트의 유전상수는 2.5∼3.5 이내인 것을 특징으로 하는 에치레지스트.
  12. 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함하는 에치레지스트 용액을 기판 상에 도포하는 단계와;
    상기 에치레지스트 용액 상에 소프트 몰드를 가압함과 동시에 에치레지스트 용액에 광을 조사하여 에치레지스트 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 단계와;
    상기 에치레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 에치레지스트 용액이 도포되는 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 에치레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 식각하는 단계와;
    상기 에치레지스트 패턴을 제거하여 박막 패턴을 상기 기판 상에 잔류시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 에치 레지스트 용액은,
    20∼50wt%의 상기 액상 고분자 전구체, 40∼60wt%의 상기 광경화성 고분자 및 1∼10wt%의 상기 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    친수성인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    액상 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 포함하고;,
    상기 광경화성 고분자는 액상 아크릴레이트(acrylate)와 액상 노볼락 수지(Novolac resin) 중 적어도 어느 하나를 포함하며;
    상기 광개시제는 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 에치레지스트 용액의 두께는 이웃하는 에치레지스트 패턴들 사이의 개구영역과 반비례 관계인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 개구영역 내에는 상기 에치레지스트 패턴의 잔막이 없는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 개구영역의 폭은 0μm∼1000μm 이내인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 에치레지스트 용액의 유전상수는 2.5∼3.5 이내인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  23. 액상 고분자 전구체, 광경화성 고분자 및 광개시제를 포함한 에치레지스트 용액을 기판 상에 도포하는 도포장치와;
    상기 에치레지스트 용액 상에 가입되는 소프트 몰드와;
    상기 에치레지스트 용액 상에 상기 소프트 몰드가 가압되는 동안 상기 에치레지스트 용액에 광을 조사하는 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판 상에는 상기 에치레지스트 용액이 도포되는 박막이 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 소프트 몰드의 가압과 상기 노광에 의해 상기 기판 상에 남는 에치레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 식각하는 식각장치와;
    상기 에치레지스트 패턴을 제거하는 스트립장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 에치 레지스트 용액은,
    20∼50wt%의 상기 액상 고분자 전구체, 40∼60wt%의 상기 광경화성 고분자 및 1∼10wt%의 상기 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 액상 고분자 전구체는,
    액상 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 포함하고;,
    상기 광경화성 고분자는 액상 아크릴레이트(acrylate)와 액상 노볼락 수지(Novolac resin) 중 적어도 어느 하나를 포함하며;
    상기 광개시제는 2,2-dimethoxy-2phenylacetophenone을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 도포장치는 이웃하는 상기 에치레지스트 패턴들 사이의 개구영역과 반비례 관계의 두께로 상기 에치레지스트 용액을 상기 기판 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 개구영역 내에는 상기 에치레지스트 패턴의 잔막이 없는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 개구영역의 폭은 0μm∼1000μm 이내인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
  32. 제 23 항에 있어서,
    상기 에치레지스트 용액의 유전상수는 2.5∼3.5 이내인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
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