KR20080062952A - 인쇄롤, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄롤과 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 인쇄롤은 회전축과 연결되어 회전구동되는 백 플레이트와; 상기 백 플레이트의 외주면을 감싸며, 표면에 형성하고자 하는 패턴이 음각처리된 블랭킷과;상기 백 플레이트 내부에 설치되며, 상기 백 플레이트의 회전방향을 따라 선택적으로 광을 조사하는 광조사부를 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 인쇄롤을 이용하여 인쇄공정과 경화공정을 동시에 진행함으로써, 공정을 단순화하고 공정시간 또한 단축시키는 이점이 있다.

Description

인쇄롤, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법{PRINTING ROLL AND METHOD FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING IT}

도 1은 본 발명에 따른 액티브 매트릭스방식의 액정표시소자를 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 각 화소 내에 배치되는 TFT의 구조를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄롤을 개략적으로 도시한 도면.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 인쇄롤을 이용하여 액정표시장치를 제조하는 것을 보인 공정별 단면도.

본 발명은 인쇄롤 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공정을 단순화할 수 있는 인쇄롤, 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시소자 및 반도체소자 등은 기판 상에 수많은 패턴들이 패터닝되어 있다. 따라서, 상기 수많은 패턴층들을 형성하기 위해서는, 기판 상에 박막을 형성하고 상기 박막을 패터닝하기 위한 별도의 공정이 수행된다. 이때, 상기 박막 증착 공정은 일반적으로는 화학기상증착 방법, 스퍼터링 방법 등이 사용되며, 패터닝 공정은 노광장치에 의한 포토리쏘그라피 방법이 사용된다. 여기서, 포토리쏘그라피 방법은 감광막 도포, 노광, 현상 및 세정 등과 같은 연속 공정으로 이루어진다. 이러한 노광장치를 이용한 포토리쏘그라피 방법은 여러 번 진행될수록 생산성이 저하되므로 간단한 공정으로 진행하는 것이 대량 생산을 위해서는 필수적이다.

따라서, 이러한 노강장치를 이용한 포토리쏘그라피 방법의 대안으로서 현재 비노광 방식의 인쇄 방법이 적용되고 있다. 상기 인쇄방법에는 크게 인쇄롤을 이용한 인쇄방법과 인플레인 인쇄방법을 들 수 있다.

여기서, 인쇄롤을 이용한 인쇄 방법은 인쇄판에서 인쇄롤로 피인쇄물을 전사한 후, 상기 인쇄롤을 회전시키는 방식으로 상기 인쇄롤의 피인쇄롤을 기판 위에 재전사함으로써, 기판 상에 피인쇄물을 원하는 형상으로 인쇄패턴을 형성하는 것이다.

한편, 인플레인 인쇄방법은 인쇄롤을 사용하지 않고도 기판 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법이다. 구체적으로, 인 플레인 인쇄방법은 먼저, 기판에 직접 잉크를 도포한 다음, 클리체를 사용하여 상기 기판에 도포된 잉크를 일부분 제거하여 인쇄패턴을 형성한다.

그러나, 상술한 기존의 인쇄롤에 의한 인쇄방법 및 인 플레인 인쇄방법은 인쇄공정과 경화 공정을 각각 진행해야 하기 때문에 공정이 복잡하고 그에 따른 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 인쇄공정과 경화 공정을 동시에 진행할 수 있는 인쇄롤을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄공정과 경화 공정을 동시에 진행할 수 있는 마스크 패턴 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인쇄공정과 경화 공정을 동시에 진행할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 인쇄롤은 회전축과 연결되어 회전구동되는 백 플레이트와; 상기 백 플레이트의 외주면을 감싸며, 표면에 형성하고자 하는 패턴이 음각처리된 블랭킷과; 상기 백 플레이트 내부에 설치되며, 상기 백 플레이트의 회전방향을 따라 선택적으로 광을 조사하는 광조사부를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 마스크 패턴 제조방법은 식각대상층 상에 마스크막을 형성하는 단계와, 상기 마스크막에 청구항 1의 인쇄롤을 접촉시키는 단계와, 상기 인쇄롤을 회전함과 동시에 상기 광조사부를 통해 상기 인쇄롤의 회전방향에 따라 상기 마스크막을 선택적으로 경화시켜 상기 식각대상층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 또 다른 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 식각대상층이 구비된 박막 트랜지스터 어레이기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 상에 마스크막을 형성하는 단계와, 상기 마스크막 표면에 상기 청구항 3의 인쇄롤을 접촉시키는 단계와, 상기 인쇄롤을 회전하여 상기 음각패턴들 내부를 채우는 예비 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 광조사부를 통해 상기 예비 마스크 패턴에 선택적으로 광조사를 실시하여 상기 예비 마스크 패턴을 경화시켜 상기 식각대상층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계와, 상기 마스크 패턴을 마스크로 하여 상기 식각대상층을 패터닝하여 식각대상 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명에 따른 인쇄롤, 이를 이용한 마스크 패턴의 제조방법, 및 액정표시장치의 제조방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액티브 매트릭스방식의 액정표시소자를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 구조의 액정표시소자는 능동소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 사용하는 TFT LCD이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종횡으로 N×M개의 화소가 배치된 TFT LCD의 각 화소에는 외부의 구동회로로부터 주사신호가 인가되는 게이트라인(4)과 화상신호가 인가되는 데이터라인(6)의 교차영역에 형성된 TFT를 포함하고 있다. TFT는 상기 게이트라인(4)과 연결된 게이트전극(3)과, 상기 게이트전극(3) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(5)과, 상기 반도체층(5) 위에 형성된 소스전극(6S) 및 드레인전극(6D)으로 구성된다.

상기 화소(1)의 표시영역에는 상기 소스전극(6S) 및 드레인전극(6D)과 연결되어 반도체층(5)이 활성화됨에 따라 상기 소스전극(6S) 및 드레인전극(6D)을 통해 화상신호가 인가되어 액정(도면표시하지 않음)을 동작시키는 화소전극(10)이 형성되어 있다.

도 2는 도 1의 각 화소 내에 배치되는 TFT의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 TFT는 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(20)과, 상기 기판(20) 위에 형성된 게이트전극(3)과, 게이트전극(3)이 형성된 기판(20) 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(22) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(5)과, 상기 반도체층(5) 위에 형성된 소스전극(6S) 및 드레인전극(6D)과, 상기 소스전극(6S) 및 드레인전극(6D)을 가진 기판 위에 형성되어 소자를 보호하는 보호층(passivation layer;25)으로 구성된다.

상기와 같은 TFT의 드레인전극(6D)은 화소내에 형성된 화소전극과 전기적으로 접속되어, 상기 드레인전극(6D)을 통해 화소전극(10)에 신호가 인가됨에 따라 액정을 구동하여 화상을 표시하게 된다.

상기한 바와 같은 액정표시소자 등의 액티브 매트릭스형 표시소자에서는 각 화소의 크기가 수십㎛의 크기이며, 따라서 화소내에 배치되는 TFT와 같은 능동소자는 수㎛의 미세한 크기로 형성되어야만 한다. 더욱이, 근래에 고화질TV(HDTV)와 같은 고화질 표시소자의 욕구가 커짐에 따라 동일 면적의 화면에 더 많은 화소를 배치해야만 하기 때문에, 화소내에 배치되는 능동소자 패턴(게이트라인과 데이터라인 패턴을 포함) 역시 더욱 미세하게 형성되어야만 한다.

한편, 상술한 TFT와 같은 능동소자를 제작하기 위해서는 도 3의 인쇄롤을 이 용한 인쇄방식이 도입된다.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄롤을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄롤(50)은 백 플레이트(53)와, 블랭킷(55)과, 광조사부(58)를 포함한다.

상기 백 플레이트(53)는 그 중심에 회전축(51)이 배치되며, 상기 회전축(51)이 회전됨에 따라 회전구동된다.

상기 블랭킷(55)은 상기 백 플레이트(53)의 외주면을 감싸도록 배치되며, 표면에는 형성하고자 하는 패턴들이 음각처리되어 있다. 여기서, 상기 음각처리된 패턴들은 인쇄홈(55a)들 될 수 있다. 이때, 상기 블랭킷(55)은 실리콘 고무, 폴리우레탄, 광경화형 아크릴레이트 중 어느 하나의 재질일 수 있다.

상기 광조사부(58)는 상기 백 플레이트(53) 내부에 설치되며, 상기 백 플레이트(53)의 회전방향을 따라 선택적으로 광을 조사하게 된다. 또한, 상기 광조사부(58)는 광원(57)과 상기 광원(57)의 외곽에 설치되며 상기 광원(57)으로부터 조사되는 광을 차폐시켜 반사시키기 위한 반사판(59)으로 구성된다. 여기서, 상기 광원(57)은 300∼500㎛ 파장을 갖는 자외선광이 이용될 수 있다. 또한, 상기 반사판(59)은 1∼179°의 각도로 펼치진 원호형상으로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 반사판(59)은 서스 및 금속 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.

한편, 상기 백 플레이트(53)는, 내부에 상기 광조사부(58)가 설치됨에 따라, 상기 광조사부(58)로부터 광 조사가 원활해지도록 투명한 쿼츠 재질이 이용될 수 있다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 인쇄롤을 이용하여 액정표시장치를 제조하는 것을 보인 공정별 단면도이다.

이하에서는 도 4a 내지 도 4f를 참고로 하여 상기 구성을 가진 본 발명에 따른 인쇄롤을 이용하여 액정 표시장치를 제조하는 방법에 대해 알아본다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에 식각대상층(103)을 형성한다. 이때, 상기 기판(101)은 박막 트랜지스터 어레이기판일 수 있다. 또한, 상기 식각대상층(103)은 도 1의 게이트전극(3) 및 게이트라인(4) 형성용 제 1금속막, 데이터라인(6), 소오스전극(6S) 및 드레인전극(6D) 형성용 제 2금속막 및 화소전극(10) 형성용 투명도전막일 수 있다. 이외에도, 상기 식각대상층(103)은 액티브층(5) 형성용 실리콘막이거나, 절연막일 수도 있다. 이때, 상기 절연막으로는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 들 수 있다.

이어, 상기 식각대상층(103)을 가진 기판 상에 마스크막(105)을 차례로 형성한다. 이때, 상기 마스크막(105)은 ER레진막일 수 있다. 그 다음, 상기 마스크막(105)을 가진 기판 상에 도 3의 인쇄롤(50)을 준비하고, 상기 마스크막(105)을 가진 기판과 접촉하도록 상기 인쇄롤(50)에 균일한 압력을 가한다.

계속해서, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 마스크막(105)을 가진 기판 상에 상기 인쇄롤(50)을 일정방향으로 회전한다. 이때, 상기 인쇄롤(50)을 회전하는 동안 인쇄롤(50)의 인쇄패턴(55P)들을 채우는 예비 마스크막 패턴(105P1)이 형성된다. 상기 예비 마스크막 패턴(105P1)은 인쇄패턴(55P)들 내에 잔류된 마스크막에 해당된다.

이어, 상기 광조사부(58)를 통해 상기 광원(57)을 조사하여 상기 인쇄패턴(55P)들을 채우는 예비 마스크막 패턴(105P1)을 경화한다. 이때, 상기 인쇄공정과 경화 공정은 동시에 진행될 수 있으며, 경우에 따라서는 인쇄공정을 실시하고 나서 경화공정을 진행할 수도 있다. 그 결과, 기판의 식각대상층(103) 상에는 마스크 패턴(105P2)들이 형성된다. 이때, 상기 마스크 패턴(105P2)들은 상기 블랭킷(55) 표면에 형성된 인쇄패턴(55)들과 동일한 형태로 형성된다.

한편, 상기 인쇄패턴(55)들을 채우는 예비 마스크막 패턴(105P1)에 광을 조사하는 동안, 상기 광은 예비 마스크막 패턴(105P1)들 표면으로 조사되거나 상기 예비 마스크막 패턴(105P1) 표면에 조사된 후 반사될 수 있다. 이때, 상기 반사판(59)은 상기 반사되는 광을 집광시켜 주는 역할을 함으로써, 상기 인쇄패턴(55)들 내의 예비 마스크막 패턴(105P1)에 조사되는 광량을 크게 늘일 수 있다. 이때, 상기 반사판(57)은 펼쳐진 각도에 따라 상기 예비 마스크막 패턴(105P1)들 표면으로부터 반사되는 광을 모아주는 정도가 달라지며, 이로써 인쇄패턴(55)들을 채우는 예비 마스크막 패턴(105P1)들의 경화 정도에 차이가 발생할 수 있다. 상기 반사판(59)은, 바람직하게는, 1∼179°각도 범위로 펼쳐지게 제작함으로써, 필요한 양만큼의 광을 선택적으로 쓸 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 인쇄롤을 기판 상의 마스크막 위에 회전시켜 블랑킷의 인쇄패턴들을 채우는 예비 마스크막 패턴들을 형성하고, 상기 예비 마스크막 패턴들을 선택적으로 경화하여 마스크 패턴들을 형성한다. 따라서, 인쇄공정과 경화공정을 한꺼번에 진행하여 공정 수 및 그에 따른 공정시간을 줄일 수 있 다. 이때, 상술한 바와 같이, 상기 예비 마스크막 패턴들 형성 공정과 경화를 통한 상기 마스크 패턴들 형성 공정을 동시에 진행할 수도 있다.

계속해서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(105P2)들 형성 공정이 완료되면, 기판으로부터 상기 인쇄롤을 제거한다.

그 결과, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 기판의 식각대상층(103) 위에는 마스크 패턴(105P2)들이 형성되어 있다.

도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴(105P2)들을 이용하여 상기 식각대상층을 식각하여 기판 상에 식각대상층 패턴(103P)들을 형성한다. 여기서, 상기 식각대상층 패턴(103P)들은, 식각대상층이 금속막이나 투명도전막인 경우, 도 1및 도 2의 게이트전극(3), 소오스전극(6S), 드레인전극(6D), 게이트라인(4), 데이터라인(6) 및 화소전극(10) 중 어느 하나일 수 있다. 또는, 상기 식각대상층 패턴들은, 식각대상층이 실리콘막인 경우, 도 1 및 도 2의 액티브층(5)일 수도 있다. 한편, 이 외에도 상기 식각대상막 패턴은 절연막인 경우, 도 1 및 도 2의 게이트 절연막(22)일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄롤을 이용하여 액정표시장치의 다양한 패턴들을 형성할 수 있다.

도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 패턴들을 제거한다.

본 발명에 따르면, 표면에 형성하고자 하는 패턴이 음각처리된 블랭킷과, 선택적으로 광을 조사하는 광조사부를 포함한 인쇄롤을 제공한다. 따라서, 상기 인쇄 롤을 이용하여 인쇄공정과 경화공정을 동시에 진행함으로써, 공정이 단순화되고 공정시간 또한 단축된 이점이 있다.

Claims (21)

1. 회전축과 연결되어 상기 회전축이 회전됨에 따라 회전구동되는 백 플레이트와;

   상기 백 플레이트의 외주면을 감싸며, 표면에 음각패턴이 형성된 블랭킷과;

   상기 백 플레이트 내부에 설치되며, 상기 백 플레이트가 회전됨에 따라 선택적으로 광을 조사하는 광조사부를 포함한 인쇄롤.
2. 제 1항에 있어서, 상기 백 플레이트는 쿼츠 재질인 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
3. 제 1항에 있어서, 상기 블랭킷은 실리콘 고무, 폴리우레탄, 광경화형 아크릴레이트 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
4. 제 1항에 있어서, 상기 광조사부는 광원을 포함하되, 상기 광원은 300∼500㎛ 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
5. 제 4항에 있어서, 상기 광원은 자외선광원인 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
6. 제 1항에 있어서, 상기 광원의 외곽에 설치되며, 상기 광조사부로부터 조사 되는 광을 차폐시켜 반사시키기 위한 반사판을 더 포함하는 인쇄롤.
7. 제 6항에 있어서, 상기 반사판은 원호형상인 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
8. 제 7항에 있어서, 상기 반사판은 1∼179°의 각도로 벌어지도록 배치된 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
9. 제 6항에 있어서, 상기 반사판은 서스 및 금속 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 인쇄롤.
10. 식각대상층 상에 마스크막을 형성하는 단계와,

    상기 마스크막 표면에 상기 청구항 3의 인쇄롤을 접촉시키는 단계와,

    상기 인쇄롤을 회전하여 상기 음각패턴들 내부를 채우는 예비 마스크 패턴을 형성하는 단계와,

    상기 광조사부를 통해 상기 예비 마스크 패턴에 선택적으로 광조사를 실시하여 상기 예비 마스크 패턴을 경화시켜 상기 식각대상층 상에 마스크 패턴을 형성하는 것을 포함한 마스크 패턴 형성방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 예비 마스크 패턴을 형성하는 단계와 상기 광조사를 실시하는 단계는 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성방법.
12. 제 10항에 있어서, 상기 마스크막은 감광막 및 레진막 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성방법.
13. 제 10항에 있어서, 상기 레진막은 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 노즐 코팅 및 디스펜싱 중 어느 하나를 적용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성방법.
14. 제 10항에 있어서, 상기 레진막은 ER레진막인 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성방법.
15. 식각대상층이 구비된 박막 트랜지스터 어레이기판을 제공하는 단계와,

    상기 기판 상에 마스크막을 형성하는 단계와,

    상기 마스크막 표면에 상기 청구항 3의 인쇄롤을 접촉시키는 단계와,

    상기 인쇄롤을 회전하여 상기 음각패턴들 내부를 채우는 예비 마스크 패턴을 형성하는 단계와,

    상기 광조사부를 통해 상기 예비 마스크 패턴에 선택적으로 광조사를 실시하여 상기 예비 마스크 패턴을 경화시켜 상기 식각대상층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계와,

    상기 마스크 패턴을 마스크로 하여 상기 식각대상층을 패터닝하여 식각대상 패턴을 형성하는 단계를 포함한 액정표시소자의 제조방법.
16. 제 15항에 있어서, 상기 마스크막은 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 노즐 코팅 및 디스펜싱 중 어느 하나의 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
17. 제 15항에 있어서, 상기 마스크막은 ER레진막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
18. 제 15항에 있어서, 상기 식각대상 패턴은 게이트전극, 소오스전극, 드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 및 화소전극 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
19. 제 15항에 있어서, 상기 식각대상 패턴은 액티브층인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
20. 제 15항에 있어서, 상기 식각대상 패턴은 절연막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
21. 제 20에 있어서, 상기 절연막은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 중 어느 하 나인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.

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