KR20090000477A - Apparatus for fabricating flat panel display device and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자를 나타내는 사시도. 1 is a perspective view showing an active matrix type liquid crystal display device.
도 2는 본 발명에 따른 IPP(인 플레인 인프린팅)공정을 나타내는 도면.2 is a view showing an IPP (in-plane in-printing) process according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 소프트 몰드와 기판의 접촉시 에치 레지스트 용액의 이동을 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating a movement of an etch resist solution when the soft mold illustrated in FIG. 2 contacts a substrate.
도 4는 소프트 몰드의 제조공정을 개략적으로 나타내는 도면.4 is a view schematically showing a manufacturing process of a soft mold.
도 5는 액상의 PDMS가 열경화에 의해 고상의 PDMS로 상전이 될 때의 분자구조의 변화를 나타내는 도면. Fig. 5 is a diagram showing the change of molecular structure when a liquid phase PDMS phase changes into a solid phase PDMS by thermosetting.
도 6은 본 발명에 따른 액상의 PDMS의 분자구조를 나타내는 도면.6 is a view showing the molecular structure of the liquid PDMS according to the present invention.
도 7은 도 6에서의 액상의 PDMS가 고상의 PDMS로 상전이 된 후의 분자구조를 나타내는 도면. FIG. 7 is a diagram showing the molecular structure of the liquid phase PDMS in FIG. 6 after phase transition to the solid state PDMS. FIG.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조장치 및 그의 제조방법을 나타내는 도면들.8A to 8D are views illustrating an apparatus for manufacturing a flat panel display device and a method for manufacturing the same according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
131 : 기판 133a : 에치 레지스트용액131:
134 : 소프트 몰드 132a : 박막134:
132b : 박막 패턴 15 : 액정132b: thin film pattern 15: liquid crystal
19 : 데이터라인 20 : 박막트랜지스터19: data line 20: thin film transistor
21 : 화소전극 22 : 컬러필터 기판21
150 : 비닐기 160 : SiH 150: vinyl group 160: SiH
184 : 마스터 몰드 135 : PDMS184: master mold 135: PDMS
134 : 소프트 몰드 200 : 진공챔버134: soft mold 200: vacuum chamber
190 : 지그 202 : 가이드190: Jig 202: Guide
210 : 몰드 지지판 204 : 스테이지210: mold support plate 204: stage
본 발명은 평판표시소자에 관한 것으로, 특히 포토리소그래피 공정을 사용하지 않고 패터닝공정을 수행하여 제조공정을 단순화하고 박막 제조공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display device, and more particularly, to a flat panel display device manufacturing apparatus and a method for manufacturing the same, which can simplify a manufacturing process and improve reliability of a thin film manufacturing process by performing a patterning process without using a photolithography process. will be.
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. In today's information society, display elements are more important than ever as visual information transfer media. Cathode ray tubes or cathode ray tubes, which are currently mainstream, have problems with weight and volume.
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. The flat panel display device includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescence (EL). Most are commercially available and commercially available.
액정표시소자는 전자제품의 경박단소 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관을 빠른 속도로 대체하고 있다. Liquid crystal display devices can meet the trend of light and short and short of electronic products and mass production is improving, and are rapidly replacing cathode ray tubes in many applications.
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. In particular, an active matrix type liquid crystal display device that drives a liquid crystal cell using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") has the advantages of excellent image quality and low power consumption, and secures the latest mass production technology. As a result of research and development, it is rapidly developing into larger size and higher resolution.
이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 도 1과 같이 액정층(15)을 사이에 두고 컬러필터 기판(22)과 TFT 어레이 기판(23)이 합착된다. 도 1에 도시된 액정표시소자는 전체 유효화면의 일부를 나타낸 것이다. In the active matrix type liquid crystal display device, as shown in FIG. 1, the
컬러필터 기판(22)에는 상부 유리기판(12)의 배면 상에 컬러필터(13) 및 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 컬러필터층이 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터들(13) 사이에는 도시하지 않은 블랙 매트릭스(Black Matrix)가 형성된다. The
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. In the
액정층(15)은 자신에게 인가된 전계에 의해 TFT 어레이 기판(23)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절한다. The
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. The
컬러필터 기판(22)과 어레이 TFT 기판(23)의 액정 대향면들에는 도시하지 않은 배향막이 형성된다. An alignment film (not shown) is formed on the liquid crystal facing surfaces of the
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 등을 포함한다. The manufacturing process for manufacturing an active matrix type liquid crystal display device includes a substrate cleaning, a substrate patterning process, an alignment film formation / rubbing process, a substrate bonding / liquid crystal injection process, a mounting process, an inspection process, a repair process, and the like.
액정표시소자를 포함한 대부분의 평판 표시소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 적층되는 박막 패턴은 포토리소그래피(Photorithography) 공정에 의해 형성된다. 포토리소그래피 공정은 일반적으로 포토레지스트(Photoresist)의 도포, 마스크 정렬, 노광, 현상 및 세정을 포함하는 일련의 사진공정이다. 그런데 이러한 포토리소그래피 공정은 공정 소요시간이 길고 포토레지스트물질과 스트립 용액의 낭비 가 크며 노광장비 등의 고가 장비가 필요한 문제점이 있다.In most methods of manufacturing flat panel display devices including liquid crystal display devices, a thin film pattern laminated on a substrate is formed by a photolithography process. Photolithography processes are generally a series of photographic processes that involve the application of photoresist, mask alignment, exposure, development and cleaning. However, such a photolithography process requires a long process time, a large waste of photoresist material and strip solution, and requires expensive equipment such as exposure equipment.
따라서, 본 발명의 목적은 포토리소그래피 공정 대신 IPP(in-plane printing) 공정에 의해 박막을 형성함으로써 평판표시소자의 제조공정을 단순화함과 아울러 IPP 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 평판표시소자의 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a thin film by an in-plane printing (IPP) process instead of a photolithography process to simplify the manufacturing process of a flat panel display device and to manufacture a flat display device that can improve the reliability of the IPP process. An apparatus and method are provided.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조장치는 아크릴 레이트 화합물을 포함하는 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane : PDMS)으로 이루어지며 형성하고자 하는 박막 패턴과 동일한 형상의 홈을 가지는 소프트 몰드와; 상기 소프트 몰드에서 홈이 형성된 면과 반대 면에 접착되어 상기 소프트 몰드를 지지하는 몰드 지지판을 구비하고, 상기 소프트 몰드는 비닐기(CH=CH2)를 포함하는 메인 체인(Main Chain), 다수의 실란(Si-H)들을 포함하는 엑스-링커(X-linker : SiH 관능성 가교결합제) 및 광경화성 아크릴레이트(acrylate)가 결합된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus for manufacturing a flat panel display device according to an embodiment of the present invention is made of polydimethylsiloxane (PDMS) containing an acrylate compound and has a groove having the same shape as the thin film pattern to be formed A soft mold; A mold supporting plate bonded to a surface opposite to a grooved surface of the soft mold to support the soft mold, wherein the soft mold includes a main chain including a vinyl group (CH = CH 2 ), X-linker (Si-H functional crosslinking agent) including silane (Si-H) and a photocurable acrylate (acrylate) is characterized in that it has a combined structure.
상기 다수의 실란(Si-H)들 중 일부는 상기 비닐기(CH=CH2)와 결합되고 상기 비닐기(CH=CH2)와 결합된 실란(Si-H)을 제외한 나머지 실란(Si-H)들은 상기 광경화 성 아크릴레이트(acrylate)와 결합 된 것을 특징으로 한다.Some of the plurality of silane (Si-H) is the rest of the means associated with the vinyl group (CH = CH 2), except for the silane (Si-H) bond and the vinyl group (CH = CH 2) silane (Si- H) is characterized in that combined with the photocurable acrylate (acrylate).
상기 메인 체인은 (CH3)2HSiO(CHCH2)을 기본 단위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 엑스-링커(X-linker)는 (CH3)SiO(SiH)을 기본 단위로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The main chain is (CH 3 ) 2 HSiO (CHCH 2 ) characterized in that the X-linker (X-linker) is characterized in that consisting of (CH 3 ) SiO (SiH) as a basic unit. .
본 발명에 다른 평판표시소자의 제조장치의 제조방법은 박막 패턴이 형성된 마스터 몰드를 형성하는 단계와; 비닐기(CH=CH2)를 가지는 메인 체인(Main Chain), 다수의 실란(Si-H)을 가지며 엑스-링커(X-linker : SiH 관능성 가교결합제) 및 광경화성 아크릴레이트(acrylate)를 포함하는 액상의 PDMS를 마련하는 단계와; 상기 액상의 PDMS를 상기 마스터 몰드 위에 도포하는 단계와; 상기 액상의 PDMS를 열 경화시킨 후 자외선을 이용하여 광 경화시켜 고상의 PDMS를 형성하는 단계와; 상기 마스터 몰드에서 상기 고상의 PDMS를 분리하여 상기 박막 패턴과 동일한 형상의 홈을 갖는 소프트 몰드를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flat panel display device, the method including: forming a master mold having a thin film pattern; Main chain having a vinyl group (CH = CH 2 ), a plurality of silanes (Si-H) and X-linker (X-linker: SiH functional crosslinking agent) and photocurable acrylate (acrylate) Providing a liquid phase PDMS comprising; Applying the liquid PDMS onto the master mold; Thermally curing the liquid PDMS and then photocuring using ultraviolet light to form a solid PDMS; Separating the solid PDMS from the master mold to form a soft mold having a groove having the same shape as the thin film pattern.
상기 다수의 실란(Si-H)들 중 일부는 열 경화에 의해 상기 비닐기(CH=CH2)와 반응하고 상기 비닐기(CH=CH2)와 반응한 실란(Si-H)을 제외한 나머지 실란(Si-H)들은 광 경화에 의해 상기 광경화성 아크릴레이트(acrylate)와 반응하는 것을 특징으로 한다.Some of the plurality of silane (Si-H) above the rest by thermal curing, except for the vinyl group (CH = CH 2) and the reaction and the vinyl group (CH = CH 2) and reacting the silane (Si-H) Silanes (Si-H) are characterized by reacting with the photocurable acrylate (acrylate) by photocuring.
본 발명에 다른 평판표시소자의 제조장치의 제조방법은 박막 패턴이 형성된 마스터 몰드를 마련하는 단계와; 상기 마스크 몰드를 수용할 수 있는 용기 형태의 지그의 저면에 상기 마스터 몰드를 위치시키는 단계와; 비닐기(CH=CH2)를 가지며 (CH3)2HSiO(CHCH2)을 기본 단위로 이루어지는 메인 체인(Main Chain), 실란(Si-H)을 가지며 (CH3)SiO(SiH)을 기본 단위로 이루어지는 엑스-링커(X-linker : SiH 관능성 가교결합제) 및 광경화성 아크릴레이트(acrylate)을 포함하는 액상의 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane : PDMS)을 마련하는 단계와; 상기 액상의 PDMS를 상기 용기 내에 위치하는 상기 마스터 몰드 위에 도포하는 단계와; 상기 액상의 PDMS을 열 경화시킨 후 자외선을 이용하여 광 경화시켜 고상의 PDMS를 형성하는 단계와; 상기 고상의 PDMS에서 외부로 노출되는 면에 접착물질을 이용하여 접착처리하는 단계와; 상기 고상의 PDMS에서 접착처리된 면에 몰드 지지판을 밀착시켜 상기 몰드지지판과 상기 고상의 PDMS가 접착시키는 단계와; 상기 마스터 몰드로부터 상기 고상의 PDMS과 분리하여 상기 박막 패턴과 동일한 형상의 홈을 갖는 소프트 몰드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an apparatus for manufacturing a flat panel display device, the method including: providing a master mold having a thin film pattern; Positioning the master mold on a bottom of a jig in the form of a container capable of receiving the mask mold; It has a vinyl group (CH = CH 2 ) and has a main chain consisting of (CH 3 ) 2 HSiO (CHCH 2 ), and a silane (Si-H) and based on (CH 3 ) SiO (SiH). Preparing a liquid polydimethylsiloxane (PDMS) comprising an X-linker (X-linker: SiH functional crosslinking agent) and a photocurable acrylate composed of units; Applying said liquid PDMS onto said master mold located in said container; Thermally curing the liquid PDMS and then photocuring using ultraviolet light to form a solid PDMS; Bonding the surface of the solid PDMS to an outside surface by using an adhesive material; Bonding the mold support plate to the surface of the solid PDMS to be bonded to the mold support plate and the solid PDMS; And separating the solid PDMS from the master mold to form a soft mold having a groove having the same shape as the thin film pattern.
상기 고상의 PDMS와 상기 몰드 지지판을 밀착시키는 단계는 상기 고상의 PDMS 및 마스터 몰드가 수용된 지그를 진공챔버 내로 이송하는 단계와; 상기 고상의 PDMS에서 접착처리된 면이 진공챔버 저면을 향하도록 상기 지그를 고정하는 단계와; 상기 진공챔버 저면에 위치하며 상기 몰드 지지판이 안착되는 스테이지를 수직 상승시켜 상기 몰드 지지판을 상기 고상의 PDMS에 접착시키는 단계와; 상기 스테이지를 하강시켜 상기 마스터 몰드로부터 상기 고상의 PDMS를 분리하는 단계를 포함한다.The step of bringing the solid PDMS and the mold support plate into close contact may include transferring a jig containing the solid PDMS and the master mold into a vacuum chamber; Fixing the jig so that the adhesively treated surface of the PDMS faces the bottom of the vacuum chamber; Bonding the mold support plate to the solid state PDMS by vertically raising a stage on the bottom surface of the vacuum chamber and on which the mold support plate is seated; Lowering the stage to separate the solid phase PDMS from the master mold.
상기 접착물질을 이용하여 접착처리하기 전에 상기 고상의 PDMS의 노출면을 O2 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 단계를 더 포함한다.Before the adhesive treatment using the adhesive material, the exposed surface of the solid PDMS is O 2 It further includes the step of surface treatment using a plasma.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 2 내지 도 8d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8D.
도 2 및 3은 IPP(인-플레인 프린팅 : in-plane printing)를 이용하여 박막 패턴을 형성하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 2 and 3 schematically illustrate a process of forming a thin film pattern using IPP (in-plane printing).
도 2 및 3을 참조하면, IPP 공정은 박막(132a)이 형성된 기판(131) 상에 에치 레지스트(etch resist) 용액(133a)의 도포공정, 소프트 몰드(134)를 이용한 에치 레지스트층(133)의 패터닝 공정, 박막(132)의 패터닝을 위한 에칭공정, 잔류 에치 레지스트 패턴의 스트립공정, 및 검사공정을 포함한다. 2 and 3, the IPP process is a process of applying an
기판(131) 상에 형성된 박막(132a)은 평판표시소자의 어레이에 존재하는 금속패턴, 유기물 패턴 및 무기물 패턴으로 이용되는 기본재료로 공지의 도포공정이나 증착공정에 의해 기판(131) 상에 형성된다. The
에치 레지스트 용액(133a)은 액상고분자 전구체 또는 액상 단량체 중 적어도 어느 하나인 메인 수지, 활성제(activator), 개시제(initiator), thermal flow 유도체, 등을 포함한다. 메인 수지로서는 EGDMA(ethylene glycol dimetharcylate), HPA(hydroxypropyl arcylate), DGDMA(diethylene glycol dimetharcylate) 등 아크 릴레이트(arcylate)를 포함하는 물질이 이용된다.The etch resist
이와 같은 물질을 포함하는 에치 레지스트 용액(133a)은 노즐 분사, 스핀코팅 등의 도포공정에 의해 박막(132a) 상에 도포된다. The etch resist
소프트 몰드(134)는 실리콘 탄성중합체(silicon elastomer)의 일종인 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane, PDMS) 등으로 제작되며 기판(131) 상에 잔류시킬 패턴과 대응하는 홈(134a)이 형성된다. 여기서, 홈(134a)과 돌출면(134b)을 가지는 소프트 몰드(134)는 소수성 또는 친수성으로 표면처리된다. 이하, 본 발명에서는 소프트몰드(134)가 소수성인 경우를 상정하여 설명한다. The
이 소프트 몰드(134)는 에치 레지스트 용액(133a) 상에 정렬된 후, 박막(132a)과의 접촉이 가능한 정도의 압력 즉, 자신의 자중 정도의 무게만으로 에치 레지스트 용액(133a)에 가압된다. After the
예를 들어, 소프트 몰드(134)와 유리기판(131) 사이의 압력으로 발생하는 모세관힘(Capillary force)과, 소프트 몰드(134)와 에치 레지스트 용액(132a) 사이의 반발력에 의해 에치 레지스트 용액(133a)이 도 3과 같이 소프트 몰드(134)의 홈(134a) 내로 이동한다. 그 결과, 소프트 몰드(134)의 홈(134a) 패턴과 반전 전사된 패턴 형태로 에치 레지스트 패턴(133b)이 박막(132a) 상에 형성된다. 이후, 소프트 몰드(134)와 기판(131)이 분리된 후, 습식 식각 공정(Wet etching process)이나 건식 식각 공정(Dry etching process)이 실시된다. 이 때 에치 레지스트 패턴(133b)은 마스크로 작용하므로 그 에치 레지스트 패턴(133b)의 하부에 위치한 박막(132a)만이 기판(131) 상에 잔류하고 그 이외의 박막(132a)은 제거된다. 이어서, 에치 레지스트 패턴(134b)은 스트립공정에 의해 제거되고 박막 패턴(132b)에 대한 전기적, 광학적 검사를 통해 박막 패턴(132b)의 쇼트(short), 단선 등이 검사된다. For example, the capillary force generated by the pressure between the
소프트 몰드(134)는 기판(131)과 분리된 후 자외선(UV)과 오존(O3)으로 세정된 다음, 다른 박막(132a)의 패터닝 공정에 재투입된다. The
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 소프트 몰드(134)의 제조방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing the
도 4를 참조하면, 기판(180) 상에 포토레지스트 패턴 및 무기물 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴(182)이 형성된 마스터 몰드(184) 위에 액상의 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane : PDMS) 물질(135)을 도포한다. Referring to FIG. 4, a liquid polydimethylsiloxane (PDMS)
이후, 열 경화공정이 실시됨으로써 액상의 PDMS 물질(135)이 경화된 후 마스터 몰드(184)와 분리됨으로써 홈(134a)과 돌출면(134b)을 가지는 소프트 몰드(134)가 형성된다. Thereafter, the thermal curing process is performed to harden the
한편, 이러한 소프트 몰드(134)에는 열경화 공정에서 반응하지 않은 채 잔류하는 Si-H(실란:silane)과 에치 레지스트 용액에서의 아크릴레이트(acrylate)가 반응하게 된다. 이에 따라, 소프트 몰드(134)와 에치 레지스트를 분리하는 과정에서 소프트 몰드(134)가 손상되거나 에치 레지스트의 일부가 뜯겨지는 등 에치 레지스트 패턴이 비정상적으로 형성됨에 따라 IPP 공정의 신뢰성이 저하될 우려가 있다. Meanwhile, the
이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. This will be described in more detail as follows.
도 5는 액상의 PDMS가 열경화에 의해 고상의 PDMS로 상전이 될 때의 분자구조의 변화를 나타내는 도면이다. FIG. 5 is a diagram showing the change of molecular structure when a liquid phase PDMS phase changes into a solid phase PDMS by thermal curing.
도 5를 참조하면, 액상의 PDMS의 내부 분자구조는 비닐기(CH=CH2)를 가지며 (CH3)2HSiO(CHCH2)을 단위로 이루어지는 메인 체인(Main Chain)과 실란(Si-H)을 가지며 (CH3)SiO(SiH)을 단위로 이루어지는 엑스-링커(X-linker)(이를 "SiH 관능성 가교결합제" 라고도 한다.)로 분리되어 있다. 액상의 PDMS를 열 경화시키면 메인 체인(Main Chain)에서의 비닐기(CH=CH2)와 엑스-링커(X-linker)에서의 실란(Si-H)이 반응함에 따라 액상의 PDMS가 고상으로 변하게 된다. 한편, 열 경화 공정에서 백금(Pt) 등을 촉매로서 첨가할 수도 있다.Referring to FIG. 5, the internal molecular structure of the liquid PDMS has a vinyl group (CH = CH 2 ) and includes a main chain and a silane (Si-H) composed of (CH 3 ) 2 HSiO (CHCH 2 ). ) And are separated by an X-linker (also referred to as a "SiH functional crosslinker") consisting of (CH 3 ) SiO (SiH). When the liquid PDMS is thermally cured, the liquid phase PDMS becomes solid as the vinyl group (CH = CH 2 ) in the main chain and the silane (Si-H) in the X-linker react. Will change. In addition, platinum (Pt) etc. can also be added as a catalyst in a thermosetting process.
액상의 PDMS에는 실란(Si-H)의 양이 비닐기(CH=CH2)에 비하여 많이 존재하게 됨에 따라 열 경화공정이 종료된 고상의 PDMS 내에는 비닐기(CH=CH2)와 반응하지 못한 실란(Si-H)이 남아있게 된다. 이에 따라, 소프트 몰드(134) 내에 미반응의 실란(Si-H)이 남아 있게 됨으로써 IPP 공정시 소프트 몰드(134) 내의 실란(Si-H)과 에치 레지스터 용액 내의 아크릴레이트(acrylate)가 반응하게 된다. 그 결과, 경화된 에치 레지스트와 소프트 몰드(134)를 분리하는 과정에서 에치 레지스트의 일부가 뜯겨져 나가거나 소프트 몰드(134)가 손상되는 문제가 발생 될 수 있다.As the amount of silane (Si-H) is more present in the liquid phase PDMS than the vinyl group (CH = CH 2 ), the solid phase PDMS does not react with the vinyl group (CH = CH 2 ) in the solid phase PDMS. Unsuccessful silane (Si-H) remains. Accordingly, unreacted silane (Si-H) remains in the
이와 같은 문제를 방지하기 위하여 PDMS 내에 광경화성 아크릴레이 트(acrylate)를 첨가하고 자외선(UV) 경화 공정을 추가하는 기술을 제안한다. In order to prevent such a problem, a technique of adding a photocurable acrylate (acrylate) in the PDMS and an ultraviolet (UV) curing process is proposed.
이하, 도 6 내지 7을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 7.
도 6은 액상의 PDMS의 분자구조를 나타낸다. 6 shows the molecular structure of liquid PDMS.
도 6에 도시된 액상의 PDMS의 내부 분자구조는 비닐기(CH=CH2)를 가지며 (CH3)2HSiO(CHCH2)을 단위로 이루어지는 메인 체인(Main Chain)과 실란(Si-H)을 가지며 (CH3)SiO을 단위로 이루어지는 엑스-링커(X-linker) 뿐만 아니라 광 경화성 아크릴레이트(acrylate)를 더 포함한다. The internal molecular structure of the liquid phase PDMS shown in FIG. 6 has a vinyl group (CH = CH 2 ) and is composed of (CH 3 ) 2 HSiO (CHCH 2 ) and a main chain and silane (Si-H). It further includes an X-linker (X 3 -linker) having (CH 3 ) SiO and further comprising a photocurable acrylate.
도 6에 도시된 분자구조로 이루어지는 액상의 PDMS를 열 경화시키면 메인 체인(Main Chain)에서의 비닐기(CH=CH2)(150)와 엑스-링커(X-linker)에서의 실란(Si-H)(160)이 반응함에 따라 액상의 PDMS가 고상으로 변하게 된다. 이후, 자외선(UV)을 이용한 광경화 공정이 실시된다. 이에 따라, 고상의 PDMS에 반응하지 않은 채로 남아 있는 실란(Si-H)과 광 경화성 아크릴레이트(acrylate)가 반응하게 된다. 그 결과, 고상의 PDMS의 분자구조는 도 7과 같다. 즉, 열경화 및 광경화를 거친 PDMS 내의 모든 실란(Si-H)들은 메인 체인(Main Chain)에서의 비닐기(CH=CH2)(150) 및 아크릴레이트(acrylate)와 반응하게 된다. 따라서, 고상의 PDMS 내에는 반응하지 못한 실란(Si-H)은 남아 있지 않게 된다.When the liquid PDMS having the molecular structure shown in FIG. 6 is thermally cured, the vinyl group (CH = CH 2 ) 150 in the main chain and the silane (Si- in the X-linker) may be used. As the H) 160 reacts, the liquid PDMS becomes solid. Thereafter, a photocuring process using ultraviolet (UV) is performed. As a result, the silane (Si-H) and the photocurable acrylate that remain unreacted with the solid PDMS react. As a result, the molecular structure of the solid phase PDMS is shown in FIG. That is, all of the silanes (Si-H) in the PDMS after thermal curing and photocuring react with the vinyl group (CH = CH 2 ) 150 and acrylate in the main chain. Therefore, unreacted silane (Si-H) does not remain in the solid PDMS.
도 7과 같이 미반응의 실란(Si-H)을 포함하지 않은 소프트 몰드(134)를 이용하여 IPP 공정을 실시하게 되면 에치 레지스트 용액의 아크릴레이트(acrylate)와 소프트 몰드(134)의 실란(Si-H)은 서로 반응할 수 없게 된다. 그 결과, 경화된 에치 레지스트와 소프트 몰드(134)의 분리가 용이 해지고 에치 레지스트 및 소프트 몰드(134)의 손상이 방지되는 등 IPP 공정의 신뢰성이 향상될 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 소프트 몰드(134)의 손상이 방지됨에 따라 소프트 몰드(134)의 수명을 향상시킬 수 있게 된다. When the IPP process is performed using the
이하, 도 8a 내지 8d를 참조하여 본 발명에 따른 소프트 몰드의 제조방법을 포함한 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing a flat panel display device including a method of manufacturing a soft mold and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.
도 8a을 참조하면, 기판(180) 상에 포토레지스트 패턴, 무기물 패턴 등의 박막 패턴(182)이 형성된 마스터 몰드(184)를 마련한 후 마스터 몰드(184)를 지그(Zig)(190) 내의 저면에 위치시킨다. 여기서, 지그(190)는 마스터 몰드(184)가 자신의 내부 저면에 위치할 수 있고 추후에 도포 된 액상의 PDMS 또한 수용할 수 있는 용기 형태이다.Referring to FIG. 8A, a
도 8b를 참조하면, 마스터 몰드(184)가 수용되어 있는 지그(Zig)에 도 6에 도시된 분자구조를 가지는 액상의 PDMS(135)를 도포한다. 이후, 열 경화 공정 및 자외선(UV)을 이용하여 광 경화 공정이 순차적으로 실시됨에 따라 도 7에 도시된 분자구조를 가지는 고상의 PDMS(135)를 형성한다. 이후, 고상의 PDMS(135)에서 외부로 노출된 면을 O2 플라즈마를 이용하여 표면처리 한 후 접착물질을 이용하여 접착처리 하게 된다.Referring to FIG. 8B, a
도 8c를 참조하면, 고상의 PDMS(135)와 마스터 몰드(184)는 진공챔버(200)의 측벽에 형성되어 있는 가이드(202) 위에 위치하게 된다. 이때, 지그(190)는 고상의 PDMS(135)의 노출면이 챔버(200)의 아래 방향을 향하도록 위치하고 가이드(202)에 의해 고정되게 된다. 챔버(200)내는 약 10-1 정도의 진공 상태가 유지된다. 챔버(200)의 저면에는 상하운동이 가능한 스테이지(204)가 위치하게 되고 스테이지(204) 위에는 몰드 지지판(210)(또는 "back-plane"이 라고 한다.)이 안착되어 있다. 몰드 지지판(210)은 소프트 몰드(134)의 길이축소를 방지하는 역할을 함과 아울러 소프트 몰드(134)를 마스터 몰드(184)에서 분리시키는 역할을 한다. 뿐만 아니라 소프트 몰드(134)를 특정장소로 이송하는 경우 소프트 몰드(134)를 지지하는 역할을 한다.Referring to FIG. 8C, the
지그(190)가 챔버(200) 내에 고정되면 스테이지(204)는 몰드 지지판(210)이 고상의 PDMS(135)와 접촉될 때까지 상승한다. 이에 따라, 몰드 지지판(210)은 고상의 PDMS(135)에서 접착처리가 된 면과 강하게 접착하게 된다. Once the
이후, 스테이지(204)는 다시 하강하게 됨에 따라 마스터 몰드(184)로부터 고상의 PDMS(135)과 분리됨으로써 마스터 몰드(184)에서의 박막 패턴(182)과 동일한 형상의 홈(134a)을 가지는 소프트 몰드(134)가 형성되게 된다.Thereafter, the
이러한, 소프트 몰드(134) 내부에는 미반응의 실란(Si-H)이 잔류하지 않게 된다. 그 결과, 도 2, 도 3 및 관련 설명에서 기술한 IPP 공정이 실시되는 경우 에치 레지스터와 소프트 몰드(134)는 정상적으로 분리될 수 있고 소포트 몰드(134) 및 에치 레지스트의 손상이 방지되는 등 IPP 공정의 신뢰성이 향상된다.The unreacted silane (Si-H) does not remain in the
본 발명에 따른 평판 표시소자의 제조장치 및 그 제조방법은 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 등의 평판표시소자의 전극층, 유기물층 및 무기물층 등을 패터닝하기 위한 공정에 적용될 수 있다. An apparatus for manufacturing a flat panel display device and a method for manufacturing the same according to the present invention include an electrode layer of a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD), a field emission display device (FED), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescent device (EL). , Organic and inorganic layers may be applied to the process for patterning.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법은 포토공정이 아닌 소프트 몰드 및 에치 레지스트를 이용하여 박막 패턴을 형성함으로써 제조공정이 단순화된다. As described above, the manufacturing apparatus and manufacturing method of the flat panel display device according to the present invention simplifies the manufacturing process by forming a thin film pattern using a soft mold and an etch resist rather than a photo process.
그리고, 반응하지 못한 실란(Si-H)이 남아있지 않은 소프트 몰드를 이용하여 IPP 공정을 실시하게 됨에 따라 에치 레지스트 패턴과 소프트 몰드의 분리가 용이 해지게 된다. 그 결과, 에치 레지스트 및 소프트 몰드(134)의 손상이 방지되는 등 IPP 공정의 신뢰성이 향상되고 소프트 몰드의 수명을 향상시킬 수 있게 된다. In addition, as the IPP process is performed using a soft mold in which no silane (Si-H) that has not reacted is easily separated from the etch resist pattern and the soft mold. As a result, the damage of the etch resist and the
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.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (8)
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WO2021002648A1 (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-07 | 주식회사 엘지화학 | Photopolymer composition |
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2007
- 2007-06-28 KR KR1020070064568A patent/KR20090000477A/en not_active Application Discontinuation
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WO2021002648A1 (en) * | 2019-07-02 | 2021-01-07 | 주식회사 엘지화학 | Photopolymer composition |
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Legal Events
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