KR20070055360A - 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법 - Google Patents

박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법 Download PDF

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KR20070055360A
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연혜 서
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아이씨에프 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

박막 패턴층(114)을 구비한 기판(10)을 제조하는 방법으로서, 복수의 절연벽(104)들 및 해당 절연벽들에 의해 경계 지어진 수용 공간(106)들을 포함하는 미리 형성된 기판(11)을 제공하는 단계; 해당 수용 공간의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는데 충분한 고형화가능한 성분을 포함하고 있는 잉크(112)로 상기 수용 공간들을 채우는 단계; 및 상기 잉크의 고형화가능한 성분이 해당 수용 공간 내에서 박막 패턴층을 형성하도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

Description

박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SUBSTRATE HAVING THIN FILM PATTERN LAYER}
본 발명에 따른 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법의 많은 측면들은 첨부된 도면들을 참고로 하여 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다. 도면 내의 구성요소들은 반드시 일정 비율로 도시된 것이 아니며, 본 발명의 원리를 명확하게 나타내기 위해 강조되었다. 게다가, 도면들에서는 여러 도면에 걸쳐 참조 부호들이 대응 부분들을 정의한다.
도 1은 절연벽(partition wall)을 갖는 미리 형성된(preformed) 기판의 개략적 단면도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 상기 미리 형성된 기판의 제조방법을 개략적으로 나타낸다.
도 4 내지 도 6은 도 1에 나타낸 상기 미리 형성된 기판을 이용함에 의해 박막 패턴층을 구비한 기판을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 7은 박막 패턴층을 구비한 종래 기판의 개략적 단면도이다.
본 발명은 박막 패턴층을 구비하는 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
근래, 박막 패턴들은 일반적으로 포토리소그래피 기술 또는 잉크젯(ink jet) 처리에 의해 제조된다.
포토리소그래피 방법이 채용되는 때, 포토레지스트층이 기판상에 인가된다. 절연벽(partition walls)의 형태에 따라 마스크가 형성되며, 상기 포토레지스트층은 노출되고, 상기 마스크에 의해 현상된다. 그러나, 일련의 큰 기계들이 이용되는 것이 필요하여, 상기 방법의 비용은 증가한다.
게다가, 도 7을 참고로 하면, 잉크젯 처리는 일반적으로: 기판(300) 상의 절연벽(304)에 의해 경계 지어진 공간을 잉크로 채우는 단계; 및 박막 패턴층(314)을 형성하기 위해 잉크를 고형화하는 단계를 포함한다.
그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 잉크와 절연벽 간의 접촉각이 작으며 잉크가 중심 부분보다는 주위부분의 높은 위치로 오르기 때문에, 상기 얻어진 박막 패턴층(314)은 오목한 표면을 갖는다. 결과적으로, 상기 박막 패턴층(314)은 그 표면에 있어서 좋지않은 평탄도(evenness)를 가지며, 그 표면을 평탄하게 하기 위해 더 많은 처리들이 필요하다. 따라서, 제조 시간이 길어진다.
따라서, 높은 평면 평탄도를 갖는 박막 패턴층을 구비한 기판제조방법을 제공하는 것이 필요하다.
본 명세서에 제공되는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법은 일반적으로: 복수의 절연벽들 및 대응 절연벽들에 의해 경계 지어진 복수의 수용 공간들을 포함 하는 미리 형성된 기판을 제공하는 단계; 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는데 충분하도록 내부에 고형화가능한 성분을 포함하고 있는 잉크로 상기 수용 공간을 채우는 단계; 및 상기 잉크의 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간 내에서 상기 박막 패턴층을 형성하도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 특성들 및 다른 특성들, 관점들 및 장점들은 첨부된 도면들, 특허청구범위 및 이하의 상세한 설명들로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1 내지 도 6을 참고로 하면, 박막 패턴층(114)(예를 들어, 안료층)을 구비한 기판(10)을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수의 절연벽(104)과 대응 절연벽(104)에 의해 경계 지어진 수용 공간들(106)을 포함하는 미리 형성된 기판(11)을 제공하는 단계; 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간(106)의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는데 충분하도록 내부에 고형화가능한 성분을 포함하고 있는 잉크(112)(예를 들어, 착색 용액)로 상기 수용 공간(106)을 채우는 단계; 및 상기 잉크(112)의 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간(106) 내에서 상기 박막 패턴층(114)을 형성하도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함한다.
도 1을 참고로 하면, 미리 형성된 기판(11)은 기판(100), 기판 위에 형성된 복수의 절연벽(104)들 및 절연벽(104)에 의해 경계 지어진 수용 공간(106)들을 포함한다. 절연벽(104)은 사전에 정해진 패턴에 따라 배열되며, 유리하게는 실질적으로 평평한 상부 표면(1042)을 갖는다. 상기 수용 공간(106)들은 절연벽(104)에 의해 정의된다. 이웃하는 절연벽(104)들은 수용 공간(106)들의 하나에 의해 분리된다. 상기 표면은 일반적으로 유리, 석영유리, 실리콘, 금속 또는 폴리머 수지로 만들어진다. 더욱이, 절연벽(104)들은 일반적으로 폴리머 수지로 만들어진다. 그렇지 않으면, 절연벽(104)들은 블랙 매트릭스(black matrix)로 작용하기 위해 흑색 수지 등으로 만들어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고로 하면, 상기 미리 형성된 기판(11)의 제조방법은 일반적으로: 상기 기판(100)을 제공하는 단계; 상기 기판(100) 상에 포토레지스트층(202)을 인가하는 단계; 포토마스크(200)를 이용함으로써 포토레지스트층을 노출시키는 단계; 및 복수의 절연벽(104)들을 형성하기 위해 상기 포토레지스트층(202)을 현상하는 단계를 포함한다.
이 실시예에서, 상기 포토레지스트층(202)은 네거티브 포토레지스트 재료로 만들어진다. 다르게는, 포지티브 포토레지스트 재료가 이용될 수 있으나, 상기 마스크의 디자인은 다르다. 상기 포토레지스트층(202)은 스핀(spin) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 롤링(rolling) 코팅, 다이(die) 코팅, 딥(dip) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬릿(slit) 코팅 등과 같은 특정 처리에 의해 상기 기판(100) 상에 형성된다. 상기 포토마스크(200)는 절연벽(104)의 사전에 정해진 패턴에 따라 형성된다. 포토레지스트층(202)은 포토마스크(200)를 이용함에 의해 노출되며, 현상된다. 따라서, 절연벽(104)들은 상기 사전에 정해진 패턴으로 상기 기판(100) 상에 형성된다. 그렇지 않으면, 절연벽(104)들은 하나의 층 이상의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부층은 무기재료로 만들어지고, 상부층은 유기재료로 만들어진다.
다르게는, 상기 미리 형성된 기판(11)은 증착 몰딩(deposition molding)에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 상기 기판(100) 및 절연벽(104)들이 전체적으로 형성된다.
도 4를 참고하면, 잉크(112)가 디스펜서(dispenser)(110)를 이용함에 의해 수용 공간(106) 내에 주입된다. 이 실시예에서, 상기 디스펜서는 가열방식 잉크젯(bubble ink jet) 장치, 압전방식 잉크젯 장치 등과 같은 잉크젯 장치이다.
도 5를 참고하면, 수용 공간(106)은 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)의 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간(106)의 체적과 거의 동일한 체적을 갖도록 충분한 잉크(112)로 채워진다. 이후, 이웃하는 수용 공간(106)은 잉크(112)로 채워진다. 보통, 잉크(112)의 고형화가능한 성분의 체적은 대응 수용 공간(106)의 체적과의 차이가 35% 이하, 보다 바람직하게는, 20% 이하인 거의 동일한 수단이다.
상기 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)는 잉크(112)의 표면 장력 때문에 상기 수용 공간(106)에 걸쳐 볼록한 상부 표면을 갖는다. 따라서, 상기 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)는 수용 공간(106)의 체적보다 더 큰 체적을 갖는다. 상기 수용 공간(106)의 체적은 수용 공간(106) 내에서 노출된 기판(100)의 표면적과 상기 절연벽(104)의 높이의 곱에 의해 일반적으로 계산된다. 실제로, 상기 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)의 체적은 잉크(112)의 고형화가능한 성분의 체적비(volume percent)에 따라 결정된다. 예를 들어, 잉크(112)의 고형화가능한 성분의 체적비가 약 33%라면, 상기 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)의 체적은 수용 공간(106)의 체적보다 거의 세 배 더 커야만 한다. 잉크(112)는 절연벽 (104)의 높이(h) 보다 거의 세 배 더 큰 높이(H)를 갖는다.
수용 공간(106)은 하나씩 잉크(112)로 채워질 수 있거나, 복수의 잉크젯 헤드들을 이용함으로써 동시에 잉크(112)로 채워질 수 있다. 더욱이, 수용 공간(106)은 원한다면, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색잉크와 같은 다른 잉크로 채워질 수 있다.
도 6을 참고로 하면, 수용 공간(106) 내에 채워진 잉크(112)는 가열 장치, 진공 펌프, 발광(light exposure) 장치 또는 그들의 조합에 의해 박막 패턴층(114)을 형성하기 위해 고형화된다. 따라서, 박막 패턴층(114)은 절연벽(104)의 상부표면(1042)에 실질적으로 맞춰 씻겨내린다. 그 때문에, 잉크(112)의 대부분의 용제는 기화되며, 잉크(112)의 고형화가능한 성분은 수용 공간(106) 내에 남아 있게 된다.
따라서, 수용 공간(106) 내의 박막 패턴층(114)의 체적은 잉크가 고형화된 이후의 동일한 위치에서의 잉크(112)의 고형화가능한 성분의 체적보다 작거나 또는 동일하다. 상기 체적은 고형화 처리에서의 체적 변화에 기인하여 더 작을 수 있다. 왜냐하면, 잉크(112)의 고형화가능한 성분의 체적의 대응 수용 공간(106)의 체적에 대한 차이는 35%, 보다 바람직하게는 20%보다 작기 때문이다. 따라서, 수용 공간(106) 내의 박막 패턴층(114)의 체적의 대응 수용 공간(106)의 체적에 대한 비는 50% 내지 135%의 범위 내에 있다. 바람직하게는, 수용 공간(106) 내의 박막 패턴층(114)의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비는 70% 내지 120%의 범위에 있다. 또한, 박막 패턴층(114)은 절연벽(104)의 높이와 거의 같은 두께를 갖는다. 박막 패턴층(114)의 높이 및 절연벽(104)의 높이 간의 높이 차의 비는 50% 내지 135%의 범위, 보다 바람직하게는, 70% 내지 120%의 범위 내에 있다.
박막 패턴층(114)은 평탄한 표면을 가지며, 절연벽(104)의 높이(h)와 거의 동일한 높이를 갖는다. 일반적으로, 높은 평탄도의 표면을 얻기 위해 박막 패턴층(114)의 표면을 다루기 위한 더 이상의 처리는 필요하지 않다. 결과적으로, 제조 시간이 줄어든다.
상기 기판은 칼라 필터, 유기발광장치를 위해 이용된다. 게다가, 원하는 경우, 절연벽(104)은 기판(100)으로부터 부분적으로 제거될 수 있다.
마지막으로, 본 발명이 구체적 실시예를 참고로하여 기술되어 졌으나, 그러한 기술은 예시적인 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 따라서, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어남이 없이 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경이 이뤄질 수 있다.

Claims (32)

  1. 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법으로서,
    복수의 절연벽들 및 대응 절연벽들에 의해 경계 지어진 복수의 수용 공간들을 포함하는 미리 형성된 기판을 제공하는 단계;
    대응 수용 공간의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는데 충분한 고형화가능한 성분을 포함하고 있는 잉크로 상기 수용 공간들을 채우는 단계; 및
    상기 잉크의 고형화가능한 성분이 대응 수용 공간 내에서 상기 박막 패턴층을 형성하도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크의 고형화가능한 성분의 체적은 잉크의 체적의 절반보다 작은 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 수신되는 잉크는 대응 수용 공간의 체적보다 더 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 수신되는 잉크는 대응 수용 공간의 체적보다 적어도 2배 더 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 수신되는 잉크는 대응 수용 공간의 체적보다 3배 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 형성된 기판은:
    기판을 제공하는 단계;
    상기 기판에 포토레지스트층을 인가하는 단계;
    포토마스크를 이용하여 포토레지스트층을 노출시키는 단계; 및
    복수의 절연벽을 형성하기 위해 포토레지스트층을 현상하는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미리 형성된 기판은 증착 몰딩에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잉크는 잉크젯 장치를 이용하여 수용 공간들에 채워지는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 잉크젯 장치는 가열방식 잉크젯 장치 또는 압전방식 잉크젯 장치인 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 잉크는, 가열 장치, 진공 펌프 및 발광 장치 중에서 선택된 적어도 하나의 장치에 의해 고형화되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 채워지는 잉크는 대응 수용 공간에 걸쳐 볼록한 상부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    잉크를 고형화한 후에 상기 기판으로부터 절연벽을 부분적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    잉크의 고형화가능한 성분의 체적과 대응 수용 공간의 체적 간의 차이는 35%보다 작은 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    잉크의 고형화가능한 성분의 체적과 대응 수용 공간의 체적 간의 차이는 20%보다 작은 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비는 50% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  16. 제1항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비는 70% 내지 120%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서,
    박막 패턴층의 높이의 대응 절연벽의 높이에 대한 비는 50% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  18. 제1항에 있어서,
    박막 패턴층의 높이의 대응 절연벽의 높이에 대한 비는 70% 내지 120%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  19. 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법으로서,
    복수의 절연벽들 및 대응 절연벽들에 의해 경계 지어진 복수의 수용 공간들을 포함하는 미리 형성된 기판을 제공하는 단계;
    잉크젯 장치에 의해 고형화가능한 성분을 포함하는 잉크로 상기 수용 공간을 채우는 단계; 및
    대응 수용 공간 내의 잉크의 고형화가능한 성분이, 대응 수용 공간의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는 박막 패턴층으로 형성되도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 채워진 잉크는 대응 수용 공간의 체적보다 더 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 채워진 잉크는 대응 수용 공간의 체적보다 적어 도 두 배 더 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 수용 공간들의 각각에 채워진 잉크는 대응 수용 공간에 걸쳐 볼록한 상부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  23. 제19항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비가 50% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  24. 제19항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비가 70% 내지 120%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  25. 제19항에 있어서,
    박막 패턴층의 높이의 대응 절연벽의 높이에 대한 비가 50% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  26. 제19항에 있어서,
    박막 패턴층의 높이의 대응 절연벽의 높이에 대한 비가 70% 내지 120%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  27. 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법으로서,
    상부 표면 및 상기 상부 표면 내에 정의된 복수의 홈들을 갖는 미리 형성된 기판을 제공하는 단계;
    고형화가능한 성분을 포함하는 잉크로 홈들의 각각을 채우는 단계; 및
    홈들 내의 잉크의 고형화가능한 성분을, 각 홈의 체적과 거의 동일한 체적을 갖는 박막 패턴층으로 형성하도록 잉크를 고형화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  28. 제27항에 있어서,
    홈들의 각각에 채워진 잉크는 상부 표면에 걸쳐 볼록한 상부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  29. 제27항에 있어서,
    박막 패턴층의 높이의 대응 홈의 높이에 대한 비는 65% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  30. 제27항에 있어서,
    홈들의 각각에 채워진 잉크는 대응 홈들의 체적보다 적어도 두 배 더 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  31. 제27항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비는 65% 내지 135%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
  32. 제27항에 있어서,
    박막 패턴층의 체적의 대응 수용 공간의 체적에 대한 비는 80% 내지 120%의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 박막 패턴층을 구비한 기판의 제조방법.
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