KR20070080714A - 표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법 - Google Patents

표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은, 절연기판을 마련하는 단계와; 절연기판 상에 보호막을 형성하는 단계와; 지지 프레임과, 지지 프레임의 일면에 마련되어 있는 적어도 하나의 패턴형성부와, 지지 프레임으로부터 돌출되어 패턴형성부의 둘레를 따라 마련되어 있는 돌출부를 포함하며, 패턴형성부를 향하는 돌출부의 내벽면은 지지 프레임의 판면에 대해 직립 형성되어 있는 몰드를 상기 보호막 상에 정렬 배치시키는 단계와; 몰드를 가압하여, 보호막에 패턴형성부에 대응하는 요철패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 보호막에 형성하고자 하는 패턴의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치의 제조방법이 제공된다.

Description

표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법{MOLD FOR DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF DSPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1a은 본 발명의 제1실시예에 따른 몰드이고,
도 1b는 본 발명의 제2실시예에 따른 몰드이며,
도 2는 본 발명에 따른 기판소재의 평면도이고,
도 3a는 도 2의‘B’영역의 배치도이며,
도 3b은 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb를 따른 단면도이고,
도 4a 내지 도 4d는 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조공정을 설명하기 위한 단면도이며,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조공정을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 표시장치용 몰드 10 : 지지 프레임
12 : 패턴형성부 14 : 돌출부
15 : 평탄부 16 : 내벽면
17 : 외벽면 18 : 마스크
19 : 개구부 50 : 기판소재
100 : 제1기판 110 : 제1절연기판
121 : 게이트선 122 : 게이트 전극
123 : 게이트 패드 130 : 게이트 절연막
140 : 반도체층 150 : 저항성 접촉층
161 : 데이터선 162 : 소스전극
163 : 드레인 전극 164 : 데이터 패드
170 : 보호막 171 : 드레인 접촉구
172 : 게이트 패드 접촉구 173 : 데이터 패드 접촉구
175 : 요철패턴 180 : 화소전극
181, 182 : 접촉보조부재 190 : 반사층
200 : 제2기판 210 : 제2절연기판
220 : 블랙매트릭스 230 : 컬러필터
240 : 오버코트층 250 : 공통전극
300 : 액정층
본 발명은 표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광원의 형태에 따라 투과형, 반투과형 및 반사 형으로 나눌 수 있다. 투과형은 액정패널의 배면에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터의 빛이 액정패널을 투과하도록 한 것이다. 반사형은 자연광을 이용한 것으로, 소비전력의 70%를 차지하는 백라이트 유닛의 사용을 제한하여 소비전력을 절감할 수 있는 형태이다. 반투과형 액정표시장치는 상기 투과형과 반사형 액정표시장치의 장점을 살린 것으로, 자연광과 백라이트 유닛을 이용함으로써, 주변 광도의 변화에 관계없이 사용환경에 맞게 적절한 휘도를 확보할 수 있는 형태이다.
여기서, 반사형 또는 반투과형 액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 보호막을 도포하고, 보호막 상에 요철패턴 또는 엠보싱 패턴을 형성한다. 그리고, 요철패턴 상의 전면에 반사층을 형성하면 반사형 액정표시장치가 되고, 일영역에만 반사층을 형성하면 반투과형 액정표시장치가 제조된다. 요철패턴 또는 엠보싱 패턴은 반사층에 난반사 또는 빛의 산란을 유도하고, 빛의 반사 효율을 높이기 위한 것이다. 요철패턴 또는 엠보싱 패턴은 대응되는 패턴이 형성된 표시장치용 몰드를 보호막 상에 정렬 배치하고 가압하여 형성한다. 그리고, 패턴이 형성된 이외의 영역은 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 제거한다.
그러나, 노광시 마스크의 해상도의 한계와 조사된 광의 회절에 의하여 요철패턴이 형성된 보호막의 가장자리가 원치 않은 패턴으로 잔존하거나, 제거되어야 할 보호막 부분이 제거되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 형성하고자 하는 패턴의 수율을 향상시킬 수 있 는 표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 지지 프레임과; 지지 프레임의 일면에 마련되어 있는 적어도 하나의 패턴형성부와; 지지 프레임으로부터 돌출되어 패턴형성부의 둘레를 따라 마련되어 있는 돌출부를 포함하며, 패턴형성부를 향하는 돌출부의 내벽면은 지지 프레임의 판면에 대해 직립 형성되어 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드에 의하여 달성된다.
여기서, 패턴형성부의 주변에는 표면이 평탄한 평탄부가 마련되어 있으며, 돌출부는 패턴형성부와 평탄부의 경계영역에 평탄부로부터 돌출되어 있을 수 있다.
그리고, 돌출부의 외벽면은 지지 프레임으로부터 멀어질수록 돌출부의 돌출방향의 가로방향으로 자른 단면적이 작아지도록 경사져 있을 수 있다.
또한, 지지 프레임의 타면에는 패턴형성부에 대응하는 개구부를 갖는 마스크가 마련되어 있을 수 있다.
그리고, 패턴형성부에는 요철패턴이 마련되어 있을 수 있다.
여기서, 돌출부의 내벽면과 지지 프레임의 판면이 이루는 각도는 80도 내지 100일 수 있으며, 돌출부의 폭은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
그리고, 지지 프레임 및 돌출부의 재질은 PDMS(polydimethylsilixane)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따라, 절연기판을 마련하는 단계와; 절연기판 상에 보호막을 형성하는 단계와; 제1항에 따른 몰드를 보호막 상에 정렬 배치 시키는 단계와; 몰드를 가압하여, 보호막에 상기 패턴형성부에 대응하는 요철패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.
그리고, 몰드의 가압시, 보호막을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 보호막은 고분자 유기물을 포함하며, 열 및 광 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화될 수 있다.
여기서, 몰드를 제거하는 단계와; 패턴형성부에 대응하는 개구부가 마련된 마스크를 보호막 상에 배치하고 노광 및 현상하여 요철패턴이 형성된 이외의 보호막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 몰드의 타면에는 패턴형성부에 대응하는 개구부가 마련된 마스크가 부착되어 있으며, 몰드의 가압 후, 노광 및 현상하여 요철패턴이 형성된 이외의 보호막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 보호막의 형성 전에, 절연기판 상에 일방향으로 연장되어 있는 게이트 배선, 게이트 배선과 절연 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 패턴형성부는 화소영역의 적어도 일영역에 대응하도록 마련될 수 있다.
또한, 몰드의 제거후, 보호막 상에 화소전극을 형성하는 단계와, 화소전극 상의 적어도 일영역에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 패턴형성부의 주변에는 표면이 평탄한 평탄부가 마련되어 있으며, 돌출부는 패턴형성부와 평탄부의 경계영역에 평탄부로부터 돌출되어 있을 수 있다.
그리고, 돌출부의 외벽면은 지지 프레임으로부터 멀어질수록 돌출부의 돌출방향의 가로방향으로 자른 단면적이 작아지도록 경사질 수 있다.
또한, 패턴형성부에는 요철패턴이 마련되어 있을 수 있다.
여기서, 돌출부의 내벽면과 상기 지지 프레임의 판면이 이루는 각도는 80도 내지 100이며, 돌출부의 폭은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
그리고, 지지 프레임 및 상기 돌출부의 재질은 PDMS(polydimethylsilixane)를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 몰드를 나타낸 단면도이다.
도1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치용 몰드(1)는 지지 프레임(10)과, 지지 프레임(10)의 일면에 마련되어 있는 패턴형성부(12)와, 지지 프레임(10)으로부터 돌출되어 패턴형성부(12)의 둘레를 따라 마련되어 있는 돌출부(14)를 포함한다.
지지 프레임(10)의 일면에는 상기 패턴형성부(12)의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부(15)가 형성되어 있으며, 돌출부(14)는 패턴형성부(12)와 평탄부(15)의 경계영역에 평탄부(15)로부터 돌출되어 있다. 그리고, 패턴형성부(12)를 향하는 돌출부(14)의 내벽면(16)은 지지 프레임(10)의 판면에 대하여 직립 형성되어 있다. 이에 의하여, 표시장치용 몰드(1)를 이용하여 유기막에 패턴을 형성할 때, 돌출부(14)가 유기막 가장자리를 가압하여 제거함으로 형성하고자 하는 패턴의 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 마스크 이용하여 패턴이 형성된 이외의 유기막 영역의 제거시, 마스크의 해상도의 한계와 광의 회절에 의하여 발생할 수 있는 유기막의 가장자리에 원치 않은 패턴이 돌출부(14)에 의하여 제거되게 되어 형성하고자 하는 패턴의 수율이 향상된다.
지지 프레임(10)의 타면에는 패턴형성부(12)에 대응하는 개구부(19)를 갖는 마스크(18)가 부착되어 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 몰드(1)는 마스크(18)가 일체로 형성된 경우를 나타낸 것으로, 도시된 바와 달리 마스크(18)가 일체로 마련되어 있지 않을 수도 있다. 패턴형성부(12)에는 유기막에 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있으며, 요철패턴 또는 엠보싱 패턴이 마련되어 있을 수 있다. 그리고, 돌출부(14)의 내벽면(16)과 지지 프레임(10)의 판면이 이루는 각도(a)는 80도 내지 100도일 수 있다. 상기 각도의 범위는 유효한 패턴이 마련될 수 있는 가능한 오차범위로, 돌출부(14)의 내벽면(16)과 지지 프레임(10)의 판면이 이루는 각도(a)가 상기 범위를 벗어나면 유기막의 가장자리 부분에 잔막이 남아 형성하고자 하는 패턴이 형성되지 않을 수 있다. 돌출부(14) 단부의 폭(d1)은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이는, 돌출부(14)에 의하여 유기막을 효과적으로 제거하기 위한 것으로, 돌출부(14)의 폭(d1)이 큰 경우 유기막 물질의 유동성이 충분치 않아 가압시 돌출부(14)의 단부에 대응하는 영역에 유기막의 잔막이 남게 되어 원하는 패턴을 얻을 수 없게 된다. 돌출부(14)의 폭(d1)이 너무 작으면 유기막을 효과적으로 제거할 수 없다. 표시장치용 몰드(1)의 재질은PDMS(polydimethylsilixane)를 포함할 수 있다.
이하, 도1b를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 몰드에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 제1실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략되거나 간략하게 설명된 부분은 제1실시예 또는 공지의 기술에 따른다. 그리고, 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하기로 한다.
도1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 몰드(1)의 돌출부(14)는 지지 프레임(10)으로부터 멀어질수록 단면적이 작아지는 형상으로 마련되어 있다. 즉, 도1b에 도시된 바와 같이, 돌출부(14)의 내벽면(16)은 상기 지지 프레임(10)의 판면에 대해 직립 형성되어 있으며, 돌출부(14)의 외벽면(17)은 상기 지지 프레임(10)의 판면에 대해 경사진 형태로 마련되어 있다. 돌출부(14) 단부의 폭(d2)은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이러한 돌출부(14)의 형상에 의하여, 표시장치용 몰드(1)의 가압시 돌출부(14)는 유기막을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 제2실시예에 따른 표시장치용 몰드(1)의 타면에도 제1실시예에 따른 마스크가 부착될 수 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시장치용 몰드를 이용한 표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. 이하에서 어떤 막(층)이 다른 막(층)의‘상부에’형성되어(위치하고) 있다는 것은, 두 막(층)이 접해 있는 경우뿐 아니라 두 막(층) 사이에 다른 막(층)이 존재하는 경우도 포함한다.
도2는 본 발명에 따른 기판소재의 평면도이고, 도 3a는 도 2의‘A’영역의 배치도이며, 도 3b은 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb를 따른 단면도이다.
본 발명에 따른 액정패널은 박막트랜지스터 기판(제1기판, 100)과 이에 대면하고 있는 컬러필터 기판(제2기판, 200), 그리고 이들 사이에 위치하고 있는 액정층(300)을 포함한다.
우선, 박막트랜지스터 기판(100)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도1에 도시된 바와 같이, 복수의 제1기판(100)은 하나의 큰 기판소재(50)로부터 일련의 박막트랜지스터 기판 제조공정을 거쳐서 제조된다. 여기서, 절연기판(110) 사이영역에 형성된 보호막 등은 추후 노광 및 현상공정 과정에서 제거될 부분이다.
도 3a는 도 1의‘B’의 확대도이고 도 3b는 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb를 따른 단면도로, 제1절연기판(110) 위에 게이트 배선(121, 122, 123)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122, 123)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122), 구동칩(미도시)과 연결되어 구동신호를 전달 받는 게이트 패드(123)를 포함한다.
제1절연기판(110)위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(130)이 게이트 배선(121, 122, 123)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(130) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(140)이 형성되어 있으며, 반도체층(140)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(150)이 형성되어 있다. 소스전극(162)과 드레인 전극 (163) 사이의 채널부에서는 저항 접촉층(150)이 제거되어 있다.
저항 접촉층(150) 및 게이트 절연막(130) 위에는 데이터 배선(161, 162, 163, 164)이 형성되어 있다. 데이터 배선(161, 162, 163, 164) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(161, 162, 163, 164)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 형성하는 데이터선(161), 데이터선(161)의 분지이며 저항 접촉층(150)의 상부까지 연장되어 있는 소스전극(162), 소스전극(162)과 분리되어 있으며 소스전극(162)의 반대쪽 저항 접촉층(150) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(163) 및 데이터선(161)의 단부에 마련되어 구동칩(미도시)과 연결되는 데이터 패드(164)를 포함한다.
데이터 배선(161, 162, 163, 164) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(140)의 상부에는 보호막(170)이 형성되어 있다. 보호막(170)에는 요철패턴(175), 드레인 전극(163)을 드러내는 드레인 접촉구(171) 및 게이트선(121)과 데이터선(161)에 구동신호를 인가하기 위하여 구동칩(미도시)과 연결하기 위한 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173)가 형성되어 있다. 보호막(170)의 표면에 형성된 요철패턴(175)은 빛의 산란을 유발하여 반사율을 높이기 위한 것이다. 이 때 박막트랜지스터(T)의 신뢰성을 확보하기 위하여 보호막(170)과 박막트랜지스터(T)의 사이에 실리콘 질화물과 같은 무기절연막이 더 형성될 수 있다. 여기서, 보호막(170)은 소정의 형상을 유지하고 있을 수 있는 정도의 고점도 유기물층일 수도 있으며, 소정의 형상을 유지할 수 없으나 자외선이나 열에 의하여 경화되는 저점도 유기물층일 수도 있다.
요철패턴(175)이 형성된 보호막(170)의 상부에는 화소전극(180)이 형성되어 있다. 화소전극(180)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(180)은 드레인 접촉구(171)를 통해 드레인 전극(163)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173) 상에는 접촉보조부재(181, 182)가 형성되어 있다. 접촉보조부재(181, 182)도 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 그리고, 화소전극(180)에는 보호막(170) 표면의 양각 엠보싱 패턴(175)에 의하여 양각 엠보싱 패턴이 형성된다.
반사층(190)은 화소전극(180)의 상부에 형성되어 있다. 여기서, 게이트선(121)과 데이터선(161)에 의하여 형성된 화소영역은 반사층(190)이 형성되어 있지 않은 투과영역과 반사층(190)이 형성되어 있는 반사영역을 구분된다. 반사층(190)이 형성되어 있지 않는 투과영역에서는 백라이트 유닛(미도시)의 빛이 통과하여 액정패널 밖으로 조사되며, 반사층(190)이 형성되어 있는 반사영역에서는 외부로부터의 빛이 반사되어 다시 액정패널 밖으로 조사된다. 반사층(190)은 주로 알루미늄이나 은이 사용되는데, 경우에 따라서는 알루미늄/몰리브덴의 이중층을 사용할 수도 있다. 반사층(190)은 드레인 접촉구(171)를 통하여 드레인 전극(163)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 화소전극(180) 표면의 양각 엠보싱 패턴에 의하여 반사층(190)에도 양각 엠보싱 패턴이 형성되어 있다.
이어 컬러필터 기판(200)에 대하여 설명하겠다.
제2절연기판(210) 위에 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스 (220)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1기판(100)에 위치하는 박막 트랜지스터(T)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(220)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터(230)는 블랙 매트릭스(220)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러필터(230)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(230)은 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터(230)와 컬러필터(230)가 덮고 있지 않은 블랙 매트릭스(220)의 상부에는 오버코트층(240)이 형성되어 있다. 오버코트층(240)은 컬러필터(230)를 평탄화 하면서, 컬러필터(230)를 보호하는 역할을 하며 통상 아크릴계 에폭시 재료가 많이 사용된다.
오버코트층(240)의 상부에는 공통전극(250)이 형성되어 있다. 공통전극(250)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(250)은 박막트랜지스터 기판(100)의 화소전극(180)과 함께 액정층(300)에 직접 전압을 인가한다.
이렇게 마련된 박막트랜지스터 기판(100)과 컬러필터 기판(200) 사이에 액정층(300)을 주입되고, 실런트(미도시)에 의하여 양 기판(100, 200)이 접합되면 액정패널이 완성된다.
이하에서는 박막트랜지스터 기판을 제조하는 경우를 예로 들어, 본 발명의 제 1실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명한다. 도4a 내지 도4d는 제1기판(100)의 보호막(170) 상에 엠보싱 패턴(175)을 형성하는 방법을 설명하기 위하여 간략하게 그린 도면으로, 도2의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다. 그리고, 제1실시예에서는 도1a에 따른 표시장치용 몰드를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하며, 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 공지의 방법을 따라 제1절연기판(110)상에 게이트 배선 물질을 증착한 후, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(121), 게이트 전극(122) 및 게이트 패드(123) 등을 포함하는 게이트 배선(121, 122, 123)을 형성한다. 다음, 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 저항 접촉층(150)의 삼층막을 연속하여 적층한다.
다음, 반도체층(140)과 저항 접촉층(150)을 사진 식각하여 게이트 전극(122) 상부의 게이트 절연막(130) 위에 반도체층(140)을 형성한다. 여기서, 반도체층(140)의 상부에 저항 접촉층(150)이 형성되어 있다.
다음, 데이터 배선 물질을 증착한 후 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(161), 데이터선(161)과 연결되어 게이트 전극(122)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(162), 이에 마주하는 드레인 전극(163) 및 데이터선(161)의 단부에 마련된 데이터 패드(164)를 포함하는 데이터 배선(161, 162, 163, 164)을 형성한다. 이어 데이터 배선(161, 162, 163, 164)으로 가리지 않은 저항 접촉층(150)을 식각하여 게이트 전극(122)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 반도체층(140)을 노출시킨다. 이 과정에서 저항 접촉층(150)은 대부분 제거되며, 반도체층(140)도 일부 식각된다. 이어 노출된 반도체층(140)의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라즈마를 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로 스핀코팅(spin coating) 또는 슬릿코팅(slit coating) 방법 등을 통하여 보호막(170)을 형성한다. 보호막(170)은 고분자 유기물층일 수 있다.
이어, 보호막(170) 상에 요철패턴(175, 도4c참조)을 형성하기 위하여, 도4a에 도시된 바와 같이, 표시장치용 몰드(1)를 보호막(170) 상에 정렬 배치시킨다.
표시장치용 몰드(1)는, 도4a에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(10)과, 지지 프레임(10)의 일면에 마련되어 있는 패턴형성부(12)와, 지지 프레임(10)으로부터 돌출되어 패턴형성부(12)의 둘레를 따라 마련되어 있는 돌출부(14)를 포함한다. 지지 프레임(10)의 일면에는 상기 패턴형성부(12)의 주변에 평탄하게 마련된 평탄부(15)가 형성되어 있으며, 돌출부(14)는 패턴형성부(12)와 평탄부(15)의 경계영역에 평탄부(15)로부터 돌출되어 있다. 그리고, 패턴형성부(12)를 향하는 돌출부(14)의 내벽면(16)은 지지 프레임(10)의 판면에 대하여 직립 형성되어 있다. 지지 프레임(10)의 타면에는 패턴형성부(12)에 대응하는 개구부(19)를 갖는 마스크(18)가 부착되어 있다. 패턴형성부(12)에는 보호막(170)에 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 패턴이 형성되어 있으며, 요철패턴 또는 엠보싱 패턴이 마련되어 있을 수 있다. 그리고, 돌출부(14)의 내벽면(16)과 지지 프레임(10)의 판면이 이루는 각도(a)는 80도 내지 100도일 수 있다. 상기 각도의 범위는 형성하고자 하는 패턴이 마련될 수 있는 가능한 오차범위로, 돌출부(14)의 내벽면(16)과 지지 프레임(10)의 판면이 이 루는 각도(a)가 상기 범위를 벗어나면 형성하고자 하는 패턴이 형성되지 않을 수 있다.
그 후, 도4b에 도시된 바와 같이, 표시장치용 몰드(1)를 보호막(170) 방향으로 가압하면, 패턴형성부(12)에 의해 보호막(170)의 표면에 요철패턴(175)이 형성된다. 그리고, 돌출부(14)가 보호막(170) 가장자리를 가압하여 제거함으로 요철패턴(175)의 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 마스크(18) 이용하여 요철패턴(175)이 형성된 이외의 보호막(170) 영역의 제거시, 마스크(18)의 해상도의 한계와 광의 회절에 의하여 발생할 수 있는 보호막(170)의 가장자리에 원치 않은 패턴이 돌출부(14)에 의하여 제거되게 되어 요철패턴(175)의 수율이 향상된다. 여기서, 돌출부(14) 단부의 폭(d1)은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이는, 돌출부(14)에 의하여 보호막(170)을 효과적으로 제거하기 위한 것으로, 돌출부(14)의 폭(d1)이 큰 경우 보호막 물질의 유동성이 충분치 않아 가압시 돌출부(14)의 단부에 대응하는 영역에 보호막(170)의 잔막이 남게 되어 원하는 패턴을 얻을 수 없게 된다. 돌출부(14)의 폭(d1)이 너무 작으면 보호막(170)을 효과적으로 제거할 수 없다.
이어, 보호막(170)에 표시장치용 몰드(1)가 가압된 상태에서, 광을 조사하여 보호막(170)을 경화시킨다. 여기서, 표시장치용 몰드(1)는 광이 투과되는 투명재질로 이루어져 있기 때문에 요철패턴(175)의 그 형상이 유지되면서 경화 및 노광 된다. 표시장치용 몰드(1)에 사용되는 투명재질로는 PDMS(polydimethylsilixane)를 사용할 수 있다.
그 다음, 도4c에 도시된 바와 같이, 표시장치용 몰드(1)를 제거하고, 도4d에 도시된 바와 같이, 현상하여 광에 노출된 요철패턴(175) 부분만 남기고, 나머지 보호막(170)은 제거된다.
이에 의하여, 절연기판(110)의 가장자리 영역에 보호막(170)의 잔막이 제거되므로, 양 기판(100, 200)을 상호 접합시킬 때 사용되는 실런트(미도시)의 접착력이 향상된다. 또한, 제1기판(100)의 가장자리에 구동칩(미도시)를 연결시킬 때 구동칩(미도시)과 게이트 패드(123) 또는 데이터 패드(164) 간의 접촉불량이 최소화 된다.
한편, 상기 실시예에서는 광에 노출된 부분이 제거되는 감광성 유기물질을 이용하여 요철패턴(175)을 갖는 보호막(170)을 형성하였으나, 실시예와 달리, 자외선에 노출되지 않은 부분이 제거되는 감광성 유기물질을 이용하여 요철패턴(175)을 갖는 보호막(170)을 형성할 수 있다. 이 경우, 제거되지 않을 보호막(170)에 대응되는 영역의 마스크(18)에 개구부(19)가 마련되어 있게 된다.
이렇게 요철패턴(175)이 마련된 보호막(170)이 마련되면, 도 3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(170) 위에 ITO 또는 IZO를 증착하고 사진 식각하여 드레인 접촉구(171)를 통하여 드레인 전극(163)과 연결되는 화소전극(180)을 형성한다. 화소전극(180)은 하부의 요철패턴(175)에 의하여 요철패턴을 이루고 있다. 그리고, 게이트 패드 접촉구(172)와 데이터 패드 접촉구(173)을 통하여 게이트 패드(123) 및 데이터 패드(164)와 각각 연결되어 있는 접촉보조부재(181, 182)를 각각 형성한다.
화소전극(180)이 형성된 후, 화소전극(180) 상에 반사층 물질을 증착하고 패 터닝하여 화소전극(180) 상의 적어도 일영역에 반사층(190)을 형성한다. 반사층(190)은 은, 크롬 또는 이들의 합금을 사용할 수도 있지만, 알루미늄 또는 알루미늄/몰리브덴 2중층을 사용할 수도 있다. 반사층(190)은 투과영역 이외의 영역(반사영역)에 형성된다. 앞에서 설명한 요철패턴(175)에 의하여 반사층(190) 역시 요철패턴을 갖는다. 반사층(190)은 드레인 접촉구(171)를 통하여 드레인 전극(163)과 연결되어 전기적 신호를 받으며, 상기 신호는 반사층(190) 상부에 위치하는 액정층(300)에 인가된다. 그 후, 배향막(미도시)을 형성하여 본 발명의 제1실시예에 따른 제1기판(100)이 완성된다.
이하에서는 본 발명의 제 2실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명한다. 도5a 내지 도5d는 제1기판(100)의 보호막(170) 상에 엠보싱 패턴(175)을 형성하는 방법을 설명하기 위하여 간략하게 그린 도면이다. 그리고, 제2실시예에서는 도1b에 따른 표시장치용 몰드를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하며, 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하여 설명하기로 한다.
도5a에 도시된 바와 같이, 보호막(170) 상에 표시장치용 몰드(1)를 정렬하여 배치한다. 여기서, 제2실시예에 따른 표시장치용 몰드(1)의 타면에는 마스크가 마련되어 있지 않는다. 그리고, 돌출부(14)는 지지 프레임(10)으로부터 멀어질수록 단면적이 작아지는 형상으로 마련되어 있다. 즉, 도5a에 도시된 바와 같이, 돌출부(14)의 내벽면(16)은 상기 지지 프레임(10)의 판면에 대해 직립 형성되어 있으며, 돌출부(14)의 외벽면(17)은 상기 지지 프레임(10)의 판면에 대해 경사진 형태로 마련되어 있다. 그리고, 돌출부(14) 단부의 폭(d2)은 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 이러 한 돌출부(14)의 형상에 의하여, 표시장치용 몰드(1)의 가압시 돌출부(14)는 보호막(170)을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
그리고, 도5b에 도시된 바와 같이, 표시장치용 몰드(1)를 보호막(170) 방향으로 가압하여 보호막(170)의 표면에 요철패턴(175, 도5c참조)을 형성한다.
그 후, 도5c에 도시된 바와 같이, 표시장치용 몰드(1)를 제거한 후, 요철패턴(175)이 노출되도록 개구부(19)가 형성된 마스크(18)를 보호막(170) 상에 정렬하여 배치한 후 광을 조사하는 노광공정을 진행한다.
이어, 도5d에 도시된 바와 같이, 현상공정을 진행하여 요철패턴(175)이 형성된 이외의 보호막(170)을 제거한다.
다음, 상술한 제1실시예에 기술된 방법을 따라 보호막(170) 상에 화소전극(180, 도3b참조)과 반사층(190, 도3b참조)을 형성함으로써 제1기판(100)을 완성한다.
한편 이상에서 본 발명의 일 실시예에 따라 표시장치용 몰드를 이용하여 반사층의 요철패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 표시장치용 몰드는 반사층의 요철패턴 뿐만 아니라 표시장치 상의 다양한 패턴을 형성하는데 변형 적용될 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 형성하고자 하는 패턴의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치용 몰드와 이를 이용한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

Claims (21)

  1. 지지 프레임과;
    상기 지지 프레임의 일면에 마련되어 있는 적어도 하나의 패턴형성부와;
    상기 지지 프레임으로부터 돌출되어 상기 패턴형성부의 둘레를 따라 마련되어 있는 돌출부를 포함하며,
    상기 패턴형성부를 향하는 상기 돌출부의 내벽면은 상기 지지 프레임의 판면에 대해 직립 형성되어 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패턴형성부의 주변에는 표면이 평탄한 평탄부가 마련되어 있으며,
    상기 돌출부는 상기 패턴형성부와 상기 평탄부의 경계영역에 상기 평탄부로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부의 외벽면은 상기 지지 프레임으로부터 멀어질수록 상기 돌출부의 돌출방향의 가로방향으로 자른 단면적이 작아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 지지 프레임의 타면에는 상기 패턴형성부에 대응하는 개구부를 갖는 마스크가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 패턴형성부에는 요철패턴이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부의 내벽면과 상기 지지 프레임의 판면이 이루는 각도는 80도 내지 100인 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부의 폭은 5㎛ 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지 프레임 및 상기 돌출부의 재질은 PDMS(polydimethylsilixane)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 몰드.
  9. 절연기판을 마련하는 단계와;
    상기 절연기판 상에 보호막을 형성하는 단계와;
    제1항에 따른 몰드를 상기 보호막 상에 정렬 배치시키는 단계와;
    상기 몰드를 가압하여, 상기 보호막에 상기 패턴형성부에 대응하는 요철패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 몰드의 가압시, 상기 보호막을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 보호막은 고분자 유기물을 포함하며, 열 및 광 중 적어도 어느 하나에 의하여 경화되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 몰드를 제거하는 단계와;
    상기 패턴형성부에 대응하는 개구부가 마련된 마스크를 상기 보호막 상에 배치하고 노광 및 현상하여 요철패턴이 형성된 이외의 상기 보호막을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 몰드의 타면에는 상기 패턴형성부에 대응하는 개구부가 마련된 마스크가 부착되어 있으며,
    상기 몰드의 가압 후, 노광 및 현상하여 요철패턴이 형성된 이외의 상기 보호막을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 보호막의 형성 전에, 상기 절연기판 상에 일방향으로 연장되어 있는 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 절연 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차영역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 패턴형성부는 상기 화소영역의 적어도 일영역에 대응하도록 마련된 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 몰드의 제거후, 상기 보호막 상에 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 화소전극 상의 적어도 일영역에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 패턴형성부의 주변에는 표면이 평탄한 평탄부가 마련되어 있으며,
    상기 돌출부는 상기 패턴형성부와 상기 평탄부의 경계영역에 상기 평탄부로 부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 돌출부의 외벽면은 상기 지지 프레임으로부터 멀어질수록 상기 돌출부의 돌출방향의 가로방향으로 자른 단면적이 작아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 패턴형성부에는 요철패턴이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 돌출부의 내벽면과 상기 지지 프레임의 판면이 이루는 각도는 80도 내지 100인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 돌출부의 폭은 5㎛ 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 지지 프레임 및 상기 돌출부의 재질은 PDMS(polydimethylsilixane)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
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