KR20090128680A - 몰드 제조용 마스터, 이를 이용한 표시 장치 제조용 몰드및 그 제조 방법, 그리고 이를 이용한 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

몰드 제조용 마스터, 이를 이용한 표시 장치 제조용 몰드및 그 제조 방법, 그리고 이를 이용한 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 몰드 제조용 마스터, 이를 이용한 표시 장치 제조용 몰드 및 그 제조 방법, 그리고 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 몰드 제조용 마스터는 기판, 그리고 상기 기판 위에 형성되어 있으며 양각부를 포함하는 마스터 패턴을 포함하며, 상기 양각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 두둑을 포함한다. 이와 같이 하면 표시 장치의 배선 불량을 막을 수 있다.
imprint, 압인, 몰드, 마스터, 기포

Description

몰드 제조용 마스터, 이를 이용한 표시 장치 제조용 몰드 및 그 제조 방법, 그리고 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{MASTER FOR MANUFACTURING MOLD, MOLD FOR DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF USIGN THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 몰드 제조용 마스터, 이를 이용한 표시 장치 제조용 몰드 및 그 제조 방법, 그리고 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등의 표시 장치는 여러 가지 신호선 및 전극 등의 복수의 패턴이 형성된 표시판을 포함한다. 이러한 패턴은 금속층 등을 적층하고 감광막을 도포한 후 사진 공정을 통해 형성할 수 있다.
그러나 근래에 표시 장치의 대형화 및 고해상도에 대한 요구에 맞추면서 표시판의 제작 비용을 줄이기 위해 압인(押印, imprint) 공정이 개발되고 있다. 압인 공정은 패턴 형성을 위한 압인용 수지(resin)를 표시판에 도포한 후 몰드(mold)로 가압하여 원하는 수지 패턴을 형성한 후 식각(lithograph)하는 방법이다. 압인 공정을 이용하면 사진 공정에 비해 더 세밀하고 다양한 패턴을 형성할 수 있으며 3차원 패턴도 형성할 수 있다. 또한 표시 장치 등의 생산성을 향상하고 제조 비용 을 줄일 수 있다.
이러한 압인 공정에서 몰드와 압인용 수지가 도포된 표시판을 합착할 때 생성된 기포가 압인용 수지 패턴에 영향을 주어 결과적으로 배선의 불량을 일으킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 압인 공정을 이용하여 형성한 배선 패턴의 불량을 줄일 수 있는 표시 장치 제조용 몰드 및 몰드 주조를 위한 마스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 몰드 제조용 마스터는 기판, 그리고 상기 기판 위에 형성되어 있으며 양각부를 포함하는 마스터 패턴을 포함하며, 상기 양각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 두둑을 포함한다.
상기 양각부의 옆면은 상기 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하일 수 있다.
상기 두둑의 폭은 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있다.
상기 두둑의 높이는 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있다.
상기 마스터 패턴은 레이저 직접 묘화법을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치 제조용 몰드는 기판, 그리고 상기 기판 위에 형성되어 있으며 음각부를 포함하는 몰드 패턴을 포함하며, 상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함한다.
상기 음각부의 옆면이 상기 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하일 수 있다.
상기 고랑의 폭은 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있다.
상기 고랑의 깊이는 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있다.
상기 몰드 패턴은 탄성 중합체 등의 폴리머를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치용 몰드의 제조 방법은 마스터용 기판을 마련하는 단계, 상기 마스터용 기판 위에 레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 레지스트 층을 식각하여 양각부를 포함하는 마스터 패턴을 형성하는 단계, 그리고 상기 마스터 패턴 위에 폴리머가 적층된 몰드용 기판을 가압하여 음각부를 포함하는 몰드 패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 양각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 두둑을 포함하며, 상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함한다.
상기 양각부의 옆면은 상기 마스터용 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하일 수 있다.
상기 양각부 및 두둑은 레이저 직접 묘화법으로 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 위에 배선층을 형성하는 단계, 상기 배선층 위에 수지층을 형성하는 단계, 상기 수지층 위에 음각부를 포함하는 몰드 패턴이 형성된 몰드 기판을 정렬하고 압인하여 수지 패턴을 형성하는 단계, 그리고 상기 수지 패턴을 마스크로 하여 상기 배선층을 식각하 는 단계를 포함하며, 상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함한다.
상기 음각부의 옆면은 상기 몰드 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하일 수 있다.
상기 수지 패턴을 형성하는 단계는 진공 상태에서 이루어질 수 있다.
상기 수지 패턴을 형성하는 단계는 가압 롤러를 이용하여 압인할 수 있다.
본 발명에 따르면 압인(imprint) 공정으로 배선 패턴을 형성할 때 배선 패턴에 불량이 생기는 것을 방지할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예 따른 압인 공정용 몰드 및 몰드 형성용 마스터에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배선의 일부를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 압인 공정용 마스터 및 몰드의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 압인 공정용 마스터 및 몰드의 단면도로서 도 1에 도시한 배선을 형성하는 과정의 일부를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 배선(121)은 가로부와 가로부로부터 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부를 포함한다. 도 1은 배선 형태의 한 예로 여러 가지로 변형될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 마스터(master)(50)는 마스터용 기판(51)과 마스터용 기판(51) 위에 형성되어 있는 마스터 패턴(52)을 포함하며, 마스터 패턴(52)은 양각부(53)를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이 마스터 패턴(52)의 양각부(53)는 양쪽 가장자리를 따라 형성된 한 쌍의 가장자리 두둑(56)을 포함한다. 가장자리 두둑(56)의 폭(WL)과 높이(HL)는 대략 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있다. 이와 같이 하면, 압인 공정에서 생성된 0.01μｍ³이상 15μｍ³이하의 작은 기포(2)를 충분히 포집할 수 있고, 가장자리 두둑(56)의 폭(WL) 또는 높이(HL)가 0.3μｍ보다 크게 하면 기포(2)의 포집이 더 용이할 수 있다. 그러나 가장자리 두둑(56)의 폭(WL)과 높이(HL)는 이보다 더 작거나 클 수 있다.
한편 마스터 패턴(52)의 양각부(53)의 옆면(54)이 마스터용 기판(51)과 이루 는 각(A)은 대략 60도 이상 90도 이하이며, 더 바람직하게는 80도 이상 90도 이하일 수 있고, 각(A)이 60도 이하인 경우 기포(2)가 양각부(53)의 옆면(54)을 따라 위로 올라오기 어려울 수 있다.
마스터 패턴(52)은 레지스트(resist) 등으로 만들어질 수 있다.
이러한 마스터(50)를 이용하여 제작한 몰드(60) 역시 몰드용 기판(61) 및 몰드용 기판(61) 위에 형성되어 있는 몰드 패턴(62)을 포함한다. 몰드 패턴(62)은 음각으로 형성되어 있는 음각부(63)를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이 몰드 패턴(62)의 음각부(63)는 양쪽 가장자리를 따라 형성된 한 쌍의 가장자리 고랑(66)을 포함한다. 가장자리 고랑(66)의 폭과 깊이 역시 대략 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하일 수 있으며 이보다 더 작거나 클 수도 있다.
한편 도 3을 참고하면 몰드 패턴(62)의 음각부(63)의 옆면(64) 역시 몰드용 기판(61)과 이루는 각(B)은 대략 60도 이상 90도 이하일 수 있으며, 더 바람직하게는 80도 이상 90도 이하일 수 있다.
몰드 패턴(62)은 탄성 중합체(elastomer) 등의 폴리머(polymer)로 만들어질 수 있다.
다음 도 3을 참고하여 이러한 몰드(60)를 이용하여 배선 패턴을 형성하는 과정에 대해 설명한다.
절연 기판(110) 위에 배선(121) 형성을 위한 배선층(120)을 형성한 후, 그 위에 압인(imprint)용 수지층(resin layer)(70)을 도포한다. 다음 몰드(60)를 기 판(110) 위에서 정렬한 후 아래로 가압하여 원하는 모양의 수지 패턴을 형성한다. 이 때 몰드(60)의 기판(61)의 바깥쪽에서 가압 롤러(20)가 사용될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 마스터(50)로 제작한 몰드(60)를 사용하면, 몰드(60)와 기판(110)을 합착할 때 기포(2)가 생겨도 몰드 패턴(62)의 음각부(63)의 옆면(64)이 기판(61)과 이루는 각(B)이 커서 기포(2)가 음각부(63)의 옆면에서 멈추지 않고 가장자리 고랑(66)까지 올라올 수 있다. 이렇게 기포(2)들이 수지층(70) 패턴의 윗면에 모이게 되므로 기포(2)로 인하여 형성하고자 하는 수지층(70) 패턴의 옆면 프로파일(profile)에 변형이 생기는 방지할 수 있고 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 따라서 수지층(70) 패턴을 마스크로 한 식각 공정 후에도 배선의 불량 없이 원하는 모양의 배선(121)을 형성할 수 있다.
또한 몰드(60)의 옆면(64)을 타고 올라온 기포(2)는 몰드 패턴(62)의 가장자리 고랑(66)에 모이게 되어 수지층(70) 패턴에 영향을 주지 않는다.
특히 생성된 기포(2)의 부피가 수십 μｍ³ 이하로 그 크기가 작아 제거하기 힘들 경우에도, 본 발명의 한 실시예에 따른 마스터(50)와 몰드(60)를 이용하면 기포(2)들을 용이하게 수지층(70) 패턴의 윗면에 모을 수 있어 배선의 단락 등의 불량을 방지할 수 있다.
그러면 도 4 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 마스터(50) 및 몰드(60)를 이용하여 표시 장치의 배선 패턴을 형성하는 방법에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 배선 패턴의 형성 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
우선 마스터용 기판(51) 위에 레지스트층을 형성하고 식각하여 도 4에 도시한 바와 같이 마스터 패턴(52)을 형성한다. 마스터 패턴(52)을 형성할 때 레이저 직접 묘화법(laser direct writing method, DWL method) 등을 이용하여, 마스터 패턴(52)의 양각부(53)의 옆면(54)과 마스터용 기판(51)이 이루는 각(A)을 크게 형성할 수 있으며 마스터용 기판(51)에 대해 거의 직각으로 형성할 수도 있다. 레이저 직접 묘화법 외의 여러 가지 식각 공정 방법을 이용할 수 있다.
다음 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 마스터(50) 위에 탄성 중합체 등의 폴리머가 적층된 몰드 기판(61)을 가압하여 몰드 패턴(62)을 포함한 몰드(60)를 주조한다.
다음 도 7에 도시한 바와 같이 표시 장치용 기판(110) 위에 금속 등으로 이루어진 배선층(120)을 스퍼터링(sputtering) 등의 방법을 이용하여 적층하고, 배선층(120) 위에 레지스트 등의 압인용 수지층(70)을 도포한다.
다음 도 8에 도시한 바와 같이 기판(110) 위에 주조한 몰드(60)를 정렬하고 가압 롤러(20)와 같은 가압 수단을 이용하여 위에서 가압한다. 이 때 몰드(60)의 음각부(63)에 수지층(70)의 수지가 채워지고 도 9에 도시한 바와 같이 원하는 모양의 수지 패턴(71)이 형성된다. 이러한 압인 공정은 진공 상태에서 행해질 수 있다.
다음 도 10에 도시한 바와 같이 형성한 수지 패턴(71)을 마스크로 하여 배선층(120)을 식각하여 원하는 배선(121) 패턴을 형성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 배선의 일부를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 압인 공정용 마스터 및 몰드의 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 압인 공정용 마스터 및 몰드의 단면도로서 도 1에 도시한 배선을 형성하는 과정의 일부를 도시한 단면도이고,
도 4 내지 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 배선 패턴의 형성 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2: 기포 20: 가압 롤러
50: 마스터 51: 마스터용 기판
52: 마스터 패턴 53: 양각부
60: 몰드 61: 몰드용 기판
62: 몰드 패턴 63: 음각부
70: 압인용 수지 110: 기판
120: 배선층 121: 배선

Claims (17)

  1. 기판, 그리고
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 양각부를 포함하는 마스터 패턴
    을 포함하며,
    상기 양각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 두둑을 포함하는
    몰드 제조용 마스터.
  2. 제1항에서,
    상기 양각부의 옆면은 상기 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하인 몰드 제조용 마스터.
  3. 제1항에서,
    상기 두둑의 폭은 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하인 몰드 제조용 마스터.
  4. 제1항에서,
    상기 두둑의 높이는 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하인 몰드 제조용 마스터.
  5. 제1항에서,
    상기 마스터 패턴은 레이저 직접 묘화법을 이용하여 형성하는 몰드 제조용 마스터.
  6. 기판, 그리고
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 음각부를 포함하는 몰드 패턴
    을 포함하며,
    상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함하는
    표시 장치 제조용 몰드.
  7. 제6항에서,
    상기 음각부의 옆면이 상기 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하인 표시 장치 제조용 몰드.
  8. 제6항에서,
    상기 고랑의 폭은 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하인 표시 장치 제조용 몰드.
  9. 제6항에서,
    상기 고랑의 깊이는 0.3μｍ 이상 1.5μｍ 이하인 표시 장치 제조용 몰드.
  10. 제6항에서,
    상기 몰드 패턴은 탄성 중합체 등의 폴리머를 포함하는 표시 장치 제조용 몰 드.
  11. 마스터용 기판을 마련하는 단계,
    상기 마스터용 기판 위에 레지스트 층을 형성하는 단계,
    상기 레지스트 층을 식각하여 양각부를 포함하는 마스터 패턴을 형성하는 단계, 그리고
    상기 마스터 패턴 위에 폴리머가 적층된 몰드용 기판을 가압하여 음각부를 포함하는 몰드 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 양각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 두둑을 포함하며,
    상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함하는
    표시 장치용 몰드의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 양각부의 옆면은 상기 마스터용 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하인 표시 장치용 몰드의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 양각부 및 상기 두둑은 레이저 직접 묘화법으로 형성된 표시 장치용 몰드의 제조 방법.
  14. 절연 기판 위에 배선층을 형성하는 단계,
    상기 배선층 위에 수지층을 형성하는 단계,
    상기 수지층 위에 음각부를 포함하는 몰드 패턴이 형성된 몰드 기판을 정렬하고 압인하여 수지 패턴을 형성하는 단계, 그리고
    상기 수지 패턴을 마스크로 하여 상기 배선층을 식각하는 단계
    를 포함하며,
    상기 음각부는 양쪽 가장자리에 형성되어 있는 고랑을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 음각부의 옆면은 상기 몰드 기판의 면과 이루는 각이 60도 이상 90도 이하인 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에서,
    상기 수지 패턴을 형성하는 단계는 진공 상태에서 이루어지는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14항에서,
    상기 수지 패턴을 형성하는 단계는 가압 롤러를 이용하여 압인하는 표시 장 치의 제조 방법.
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