KR20100077229A - 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
감도 및 해상도가 향상된 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법이 개시된다. 포토레지스트 조성물은 노볼락계 수지, 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제, 및 유기 용매를 포함한다. 이에 따라, 노광 장비의 해상도보다 높은 고해상도의 마이크로 패턴을 형성하고 노광량 및/또는 노광 시간을 줄임으로써 제조 공정의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
포토레지스트, 감도, 마이크로, 마이크로 슬릿, 해상도
Description
본 발명은 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치 제조용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시패널은 각 화소 영역을 구동하기 위한 스위칭 소자들이 형성된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향 기판과, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 개재되어 형성된 액정층을 포함한다. 상기 액정표시패널은 상기 액정층에 전압을 인가하여 광의 투과율을 제어하는 방식으로 화상을 표시한다.
상기 표시 기판은 게이트 패턴, 소스 패턴 및 화소 전극이 적층된 구조를 갖는다. 상기 게이트 패턴은 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 연결된 스위칭 소자의 게이트 전극을 포함한다. 상기 소스 패턴은 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 연결된 상기 스위칭 소자의 소스 전극 및 상기 소스 전극과 이격된 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극 과 콘택함으로써, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 게이트 패턴, 상기 소스 패턴 및 상기 화소 전극 각각은 포토리소그래피 공정 (Photolithography process)을 통하여 박막을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
한편, 화소 크기의 감소를 위해서 게이트 라인 및/또는 데이터 라인의 폭이 좁아지거나, 시야각을 향상시키기 위해서 PVA 모드(Patterned vertical alignmnet mode)를 위해서 미세 패턴을 포함하는 화소 전극의 형성이 요구됨에 따라, 상기 게이트 패턴, 상기 소스 패턴 또는 상기 화소 전극을 형성하기 위해서 고해상도 노광 장비를 이용하거나, 포토레지스트막의 노광량을 증가시키고 있다.
그러나, 일반적으로 대량 생산을 위해서는 해상도가 비교적 낮은 노광 장치를 이용하고 있다. 따라서, 상기 포토리소그래피 공정에서 약 10㎛ 이하의 폭을 갖는 전극 및/또는 라인을 형성하는데 한계가 있다. 이를 해결하기 위해서, 고해상도 노광 장비는 고가이므로, 기존 노광 장비를 고해상도 노광 장비로 대체하는데 비용적으로 큰 부담이 있다. 또한, 노광량의 증가로 상기 전극 및/또는 라인을 형성하는 경우, 상대적으로 노광 장비의 택 타임(tact time)의 증가가 수반되므로 공정 시간이 길어지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 고해상도의 마이크로 패턴을 형성할 수 있는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 포토레지스트 조성물을 이용한 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 a) 노볼락계 수지, b) 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제, 및 c) 유기 용매를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 벤조페논계 감광제는 벤조페논계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는 에틸리딘 트리스 페놀계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노볼락계 수지는 중량비 40:60 내지 60:40으로 혼합된 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는 페놀계 화합물로 제조할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법에서, 투명 전극층은 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결된 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판 상에 형성한다. 상기 투명 전극층이 형성된 베이스 기판 상에 a) 노볼락계 수지, b) 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제, 및 c) 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물로 형성된 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 투명 전극층을 패터닝하여, 복수개의 마이크로 전극들을 포함하는 화소 전극을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 마이크로 전극들 각각의 폭은 2.0㎛ 내지 2.8㎛일 수 있다.
일 실시예에서, 서로 인접한 마이크로 전극들 사이의 거리는 2.0㎛ 내지 2.8㎛일 수 있다.
이와 같은 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 표시 기판의 제조 방법에 따르면, 노광 장비의 해상도에 독립하여 상기 노광 장비의 해상도보다 높은 고해상도의 마이크로 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 조성물은 광에 대한 감도가 좋아, 노광량 및/또는 노광 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라, 제조 공정의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
포토레지스트 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 a) 노볼락계 수지, b) 감광제들 및 c) 유기 용매를 포함한다.
a) 노볼락계 수지
본 발명의 일 실시예에 따른 노볼락계 수지는 페놀계 화합물과, 알데히드계 화합물 또는 케톤계 화합물을 산성 촉매의 존재 하에서 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 페놀계 화합물은 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함한다.
상기 알데하이드계 화합물의 예로서는, 포름알데하이드, 포르말린, 파라포름알데하이드, 트리옥산, 아세트알데하이드, 프로필알데하이드, 벤즈알데하이드, 페닐아세트알데하이드, α-페닐프로필알데하이드, β-페닐프로필알데하이드, o-하이드록시벤즈알데하이드, m-하이드록시벤즈알데하이드, p-하이드록시벤즈알데하이드, o-클로로벤즈알데하이드, m-클로로벤즈알데하이드, p-클로로벤즈알데하이드, o-메틸벤즈알데하이드, m-메틸벤즈알데하이드, p-메틸벤즈알데하이드, p-에틸벤즈알데하이드, p-n-부틸벤즈알데하이드, 테레프탈산알데하이드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 케톤계 화합물의 예로서는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디페닐케톤을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 메타 크레졸이 상기 페놀계 화합물 전체 중량의 약 40% 미만이고 상기 파라 크레졸이 약 60% 초과인 경우, 상기 포토레지스트 조성물의 감광 속도가 지나치게 늦어져 포토레지스트 조성물로서의 사용이 불가능할 수 있다. 또한, 상기 메타 크레졸이 상기 페놀계 화합물 전체의 약 60 % 초과이고 상기 파라 크레졸이 약 40 % 미만인 경우, 상기 포토레지스트 조성물의 해상도가 낮아질 수 있다. 이에 따라, 상기 메타 크레졸과 상기 파라 크레졸의 중량비는 약 40:60 내지 약 60:40인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 메타 크레졸과 상기 파라 크레졸의 중량비는 약 50:50일 수 있다.
상기 노볼락계 수지의 중량평균 분자량이 대략 3,000 미만인 경우에는, 상기 노볼락계 수지가 현상액에 용해되는 속도가 빨라져 포토레지스트 조성물의 감도를 제어하기 어렵고, 노광된 부분과 노광되지 않은 부분의 상기 현상액에 대한 용해도의 차이가 작아져 선명한 포토레지스트 패턴을 얻기 어렵다. 또한, 상기 노볼락계 수지의 중량평균 분자량이 대략 15,000 초과인 경우에는, 포토레지스트 조성물이 상기 현상액에 용해되는 속도가 느려져 원하는 감도에서 포토레지스트 패턴을 형성하는데 어렵다. 따라서, 상기 노볼락계 수지의 중량평균 분자량은 약 3,000 내지 약 15,000인 것이 바람직하다.
한편, 상기 노볼락계 수지가 상기 포토레지스트 조성물 전체 중량에 대해 대략 5% 미만인 경우, 포토레지스트 조성물의 점도가 너무 낮아 원하는 두께를 갖는 포토레지스트막을 형성하기 어렵다. 상기 노볼락계 수지가 약 20중량% 초과인 경우, 포토레지스트 조성물의 점도가 너무 높아져 기판 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하기 어렵다. 따라서, 상기 노볼락계 수지는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
b) 감광제들
상기 감광제들은 상기 포토레지스트 조성물의 감광 속도를 조절할 수 있다. 상기 감광제들은 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제 및 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제를 포함한다.
상기 벤조페논계 감광제는 벤조페논계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조한다. 상기 벤조페논계 화합물의 구체적인 예로서는, 2,3,4-트리하이드록시벤조페논, 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등을 들 수 있다. 상기 퀴논 디아지드계 화합물의 구체적인 예로서는, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산에스테르와 같은 퀴논디아지드 유도체의 술폰산에스테르; 1,2-벤조퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논??디아지드-5-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-1-디아지드-6-술폰산클로라이드, 1,2-벤조퀴논-1-디아지드-5-술폰산클로라이드 등의 퀴논디아지드 유도체의 술폰산클로라이드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 벤조페논계 감광제는 2,3,4,4’-테트라하드록시벤조페논과 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로라이드를 축합 반응하여 제조할 수 있다. 상기 벤조페논계 감광제는 상기 축합 반응으로 생성된 축합 화합물 이외에 2,3,4,4’-테트라하드록시벤조페논 및/또는 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로 라이드를 더 포함할 수 있다.
상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는 에틸리딘 트리스 페놀계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합시켜 제조한다. 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 화합물의 예로서는, 4,4’,4”-에틸리딘 트리스페놀(4,4’,4”-ethylidyne tris phenol)을 들 수 있다. 상기 퀴논 디아지드계 화합물의 구체적인 예로서는, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산에스테르와 같은 퀴논디아지드 유도체의 술폰산에스테르; 1,2-벤조퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논??디아지드-5-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-1-디아지드-6-술폰산클로라이드, 1,2-벤조퀴논-1-디아지드-5-술폰산클로라이드 등의 퀴논디아지드 유도체의 술폰산클로라이드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는 4,4’,4”-에틸리딘 트리스페놀과 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로라이드를 축합 반응하여 제조할 수 있다. 상기 벤조페논계 감광제는 상기 축합 반응으로 생성된 축합 화합물 이외에, 2,3,4,4’-테트라하드록시벤조페논 및/또는 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로라이드를 더 포함할 수 있다.
상기 벤조페논계 감광제가 상기 감광제들의 전체 중량의 약 20 % 미만이고 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제가 약 80 % 초과인 경우, 상기 벤조페논계 감광제가 상기 포토레지스트 조성물의 광에 대한 반응 정도인 감도 향상에 기여하는 바가 미미하고, 상기 포토레지스트 조성물의 광에 대한 반응 정도인 감도가 지나치 게 떨어져 사진 식각 공정의 노광 단계의 택 타임이 증가함으로써 공정 시간이 증가한다. 또한, 상기 벤조페논계 감광제가 상기 감광제들의 전체 중량의 약 80 % 초과이고 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제가 약 20 % 미만인 경우, 상기 감도가 지나치게 증가하여 포토레지스트막의 패터닝 공정을 제어할 수 없고, 상기 포토레지스트 조성물의 해상도 향상에 기여하는 바가 미미하다. 이에 따라, 상기 벤조페논계 감광제와 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는 약 20:80 내지 약 80:20의 중량비를 갖는다.
상기 감광제들이 상기 포토레지스트 조성물의 약 2 중량% 미만인 경우, 상기 감광제들의 함량이 지나치게 적어 상기 포토레지스트 조성물이 광에 반응하지 않을 수 있다. 또한, 상기 감광제들이 상기 포토레지스트 조성물의 약 10 중량% 초과인 경우, 상기 감광 속도가 너무 빨라져 상기 포토레지스트 조성물의 감광 속도를 제어할 수 없다. 따라서, 상기 감광제들은 상기 포토레지스트 조성물의 약 2 중량% 내지 약 10 중량%인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 감광제들은 상기 포토레지스트 조성물의 약 4 중량% 내지 약 6 중량%일 수 있다.
c) 유기 용매
상기 유기 용매의 바람직한 예로서는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트류; 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에 틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르 등의 디에틸렌글리콜류; 프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜 에틸에테르, 프로필렌글리콜 프로필에테르, 프로필렌글리콜 부틸에테르 등의 프로필렌글리콜 모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜 메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르프로피오네이트의 프로필렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논 등의 케톤류; 및 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 부틸, 2-하이드록시 프로피온산 에틸, 2-하이드록시-2-메틸프로피온산 메틸, 2-하이드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 하이드록시초산 메틸, 하이드록시초산 에틸, 하이드록시초산 부틸, 유산 메틸, 유산 에틸, 유산 프로필, 유산 부틸, 3-하이드록시프로피온산 메틸, 3-하이드록시프로피온산에틸, 3-하이드록시프로피온산 프로필, 3-하이드록시프로피온산 부틸, 2-하이드록시-3-메틸부탄산 메틸, 메톡시초산 메틸, 메톡시초산 에틸, 메톡시초산 프로필, 메톡시초산 부틸, 에톡시초산 메틸, 에톡시초산 에틸, 에톡시초산 프로필, 에톡시초산 부틸, 프로폭시초산 메틸, 프로폭시초산에틸, 프로폭시초산 프로필, 프로폭시초산 부틸, 부톡시초산 메틸, 부톡시초산 에틸, 부톡시초산 프로필, 부톡시초산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프로피온산 프로필, 2-에톡시프로피온산 부틸, 2-부톡시프로피온산 메틸, 2-부톡시프로피온산 에틸, 2-부톡시프로피온산 프로필, 2-부톡시프로피온산 부틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 프로필, 3-메톡시프로피온산 부틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 프로필, 3-에톡시프로피온산 부틸, 3-프로폭시프로피온산 메틸, 3-프로폭시프로피온산 에틸, 3-프로폭시프로피온산 프로필, 3-프로폭시프로피온산 부틸, 3-부톡시프로피온산 메틸, 3-부톡시프로피온산 에틸, 3-부톡시프로피온산 프로필, 3-부톡시프로피온산 부틸 등의 에스테르류 등을 들 수 있다.
더욱 바람직하게는, 용해성 및 각 성분과의 반응성이 우수하고 도포막의 형성이 용이한 글리콜에테르류, 에틸렌글리콜 알킬에테르아세테이트류 및 디에틸렌글리콜류를 이용할 수 있다. 가장 바람직하게는, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트를 이용할 수 있다.
상기 유기 용매는 상기 노볼락계 수지 및 상기 감광제들에 가해져 상기 포토레지스트 조성물의 전체 중량을 "100"으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 노볼락계 수지 약 10 중량% 및 상기 감광제들 약 5 중량%에, 상기 유기 용매 약 85 중량%가 가해짐으로써 약 100 중량%의 상기 포토레지스트 조성물을 제조할 수 있다. 상기 유기 용매의 중량이 약 75 중량% 미만인 경우, 상대적으로 노볼락계 수지 및 상기 감광제들의 중량이 증가하므로 상기 포토레지스트 조성물의 점도가 높게 되어 상기 포토레지스트 조성물을 기판 상에 균일하게 도포하기 어렵다. 상기 유기 용매의 중 량이 약 90 중량% 초과인 경우, 상대적으로 노볼락계 수지 및 상기 감광제들의 중량이 감소하므로 포토레지스트 조성물의 해상도 및 감도 향상에 기여하는 영향이 미미할 수 있다. 이에 따라, 상기 유기 용매는 상기 포토레지스트 조성물의 약 75 중량% 내지 약 90 중량%일 수 있다.
d) 첨가제
상기 포토레지스트 조성물은 접착 증진제, 계면 활성제, 염료 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 사진 식각 공정의 개별 단계의 특성에 따른 성능을 개선할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 포토레지스트 조성물의 약 0 중량% 내지 약 5 중량%를 포함할 수 있다.
상기 접착 증진제는 유리 기판과 포토레지스트 패턴의 접착성을 향상시키기 위한 것으로, 예를 들어, 카르복실기, 메타크릴기, 이소시아네이트기, 에폭시기등의 반응성 치환기를 갖는 실란커플링제 등이 사용될 수 있다. 상기 접착 증진제의 구체적인 예로서는, γ-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시 시클로 헥실에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 계면 활성제는 포토레지스트 조성물의 도포성이나 현상성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 계면 활성제의 구체적인 예로서, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, F171, F172, F173(상품명; 대일본잉크사), FC430, FC431(상품명; 수미또모트리엠사), KP341(상품명; 신월화학공업사) 등을 들 수 있다.
이하, 구체적인 실시예들 및 비교예들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물에 대하여 설명하기로 한다.
실시예 1
중량비 약 60:40의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 포름알데히드와 옥살산 촉매 하에서 축합 반응시켜 제조되고, 중량평균 분자량 약 9,000인 노볼락계 수지 약 10 중량%, 2,3,4,4’-테트라히드록시벤조페논에 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로라이드를 축합 반응하여 얻은 벤조페논계 감광제 약 4 중량% 및 4,4’,4”-에틸리딘 트리스페놀에 나프토퀴논 1,2-디아지드-5-술폰닐클로라이드를 축합 반응하여 얻은 에틸리딘 트리스페놀계 감광제 약 1 중량%로 이루어진 상기 고형분을 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트(PGMEA) 약 85 중량%에 용해시켜 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 2
벤조페논계 감광제를 약 3 중량%, 에틸리딘 트리스페놀계 감광제를 약 2 중량%를 포함하는 것 외에는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었 다.
실시예 3
벤조페논계 감광제를 약 2 중량%, 에틸리딘 트리스페놀계 감광제를 약 3 중량%를 포함하는 것 외에는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 4
벤조페논계 감광제를 약 1 중량%, 에틸리딘 트리스페놀계 감광제를 약 4 중량%를 포함하는 것 외에는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 5
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 6
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 7
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 3과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 8
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 9
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합 물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 10
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 11
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 3과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 12
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 13
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 14
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 15
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 3과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 16
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 17
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 18
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 19
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합 물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 3과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실시예 20
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
비교예 1
벤조페논계 감광제를 약 5 중량%를 포함하고, 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제를 포함시키지 않은 것 외에는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 2
에틸리딘 트리스 페놀계 감광제를 약 5 중량%를 포함하고, 벤조페논계 감광제를 포함시키지 않은 것 외에는 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 3
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 4
노볼락계 수지를 중량비 약 50:50의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 5
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 6
노볼락계 수지를 중량비 약 40:60의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 7
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
비교예 8
노볼락계 수지를 중량비 약 70:30의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 9
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
비교예 10
노볼락계 수지를 중량비 약 30:70의 메타 크레졸과 파라 크레졸의 페놀 혼합물을 이용하여 제조한 것을 제외하고는 비교예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이렇게 수득한 포토레지스트 조성물의 점도는 약 15 cP이었다.
실험
실시예 1 내지 20 및 비교예 1 내지 10에 따라 제조된 포토레지스트 조성물을 인듐 징크 옥사이드(Indium zinc oxide, IZO)를 포함하고, 약 500Å의 두께를 갖는 투명 전극층 상에 스핀 코팅하여 포토레지스트막을 형성하였다. 상기 포토레지스트막을 개구수(numerical aperture, NA)가 0.1인 FX-601(상품명, 니콘, 일본)을 이용하여 노광하고, 약 2.38%의 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(tetramehtylamonium hydroxide, TMAH) 수용액으로 약 60초간 현상하였다.
상기 포토레지스트 조성물의 감도와 해상도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 표 1에서, 포토레지스트막이 완전히 녹아나는 에너지(mJ)를, 포토레지스트 조성물의 감도로 나타내었고, 포토레지스트막을 노광, 현상 후에 형성한 포토레지스트 패턴의 폭(㎛)을, 해상도로 나타내었다.
<표 1>
표 1에서, 상기 에너지가 작을수록 상기 포토레지스트 조성물의 감도는 높 고, 상기 폭이 작을수록 상기 포토레지스트 조성물의 해상도가 높은 것을 의미한다.
표 1을 참조하면, 비교예 1에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 1 내지 4에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도는 좋은 편이나 해상도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 2에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 1 내지 4에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도는 좋은 편이나 감도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 또한, 비교예 3에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 5 내지 8에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도는 좋은 편이나 해상도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 4에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 5 내지 8에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도는 좋은 편이나 감도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 또한, 비교예 5에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 9 내지 12에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도는 좋은 편이나 해상도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 6에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 9 내지 12에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도는 좋은 편이나 감도가 낮은 수준임을 알 수 있다.
한편, 비교예 7에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 13 내지 16에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도는 좋은 편이나 해상도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 8에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 13 내지 16에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도는 좋은 편이나 감도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 또한, 비교예 9에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 17 내지 20에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도는 좋은 편이나 해상도가 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 9에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 17 내지 20에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도는 좋은 편이나 감도가 낮은 수준임을 알 수 있다.
이에 따르면, 벤조페논계 감광제만을 포함하는 포토레지스트 조성물은 감도는 높은 편이나 해상도가 낮고, 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제만을 포함하는 포토레지스트 조성물은 해상도는 높은 편이나 감도가 낮은 것을 알 수 있다. 따라서, 벤조페논계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제를 중량비 20:80 내지 80:20의 비율로 혼합하여 이용함으로써 감도 및 해상도를 최적화시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 20에서, 실시예 13에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 1, 5 및 9에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도가 낮고, 실시예 17에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 1, 5 및 9에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도가 낮음을 알 수 있다. 또한, 실시예 14에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 2, 6 및 10에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 해상도가 낮고, 실시예 18에 따른 포토레지스트 조성물은 실시예 2, 6 및 10에 따른 포토레지스트 조성물들에 비해 상대적으로 감도가 낮음을 알 수 있다.
이에 따르면, 노볼락계 수지를 제조할 때 이용하는 페놀 화합물이 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 중량비 약 70:30의 비율로 포함하고 있는 경우에는 상대적으 로 해상도가 저하되고, 중량비 약 30:70의 비율로 포함하고 있는 경우에는 상대적으로 감도가 저하됨을 알 수 있다. 따라서, 상기 페놀 화합물은 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 중량비 약 40:60 내지 60:40의 비율로 포함하고 있는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 표시 기판의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 표시 기판에 대해서 설명한 후, 도 1 및 도 2에 도시된 표시 기판의 제조 방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I’라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정표시패널(500)의 표시 기판(100), 상기 표시 기판(100)과 대향하는 대향 기판(200) 및 상기 표시 기판(100)과 상기 대향 기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
상기 표시 기판(100)은 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 제1 게이트 라인(GL1), 제2 게이트 라인(GL2), 제1 데이터 라인(DL1), 제2 데이터 라인(DL2), 제1 트랜지스터(SW1), 제2 트랜지스터(SW2), 제1 화소 전극(PE1) 및 제2 화소 전극(PE2)을 포함한다. 상기 표시 기판(100)은 게이트 절연층(130), 패시베이션층(160) 및 유기층(170)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)은 상기 액정표시패널(500)의 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 병렬로 배열 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)은 서로 수직할 수 있다. 상기 제1 게이트 라인(GL1)은 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(SW1, SW2)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 배열된다. 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)은 각각 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)과 교차한다.
상기 제1 트랜지스터(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1) 및 상기 제2 데이터 라인(DL2)과 연결된다. 상기 제1 트랜지스터(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 제1 게이트 전극(121a), 상기 제2 데이터 라인(DL2)과 연결된 제1 소스 전극(151a), 상기 제1 소스 전극(151a)과 이격된 제1 드레인 전극(153a) 및 제1 액티브 패턴(140)을 포함한다. 상기 제2 트랜지스터(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1) 및 상기 제1 데이터 라인(DL1)과 연결된다. 상기 제2 트랜지스터(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 제2 게이트 전극(121b), 상기 제1 데이터 라인(DL1)과 연결된 제2 소스 전극(151b), 상기 제2 소스 전극(151b)과 이격된 제2 드레인 전극(153b) 및 제2 액티브 패턴(미도시)을 포함한다.
상기 제1 화소 전극(PE1)은 상기 제1 트랜지스터(SW1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 화소 전극(PE1)은 상기 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 제1 전압을 인가한다. 상기 제2 화소 전극(PE2)은 상기 제2 트랜지스터(SW2)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 화소 전극(PE2)은 상기 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 제2 전압을 인가하다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 고전위의 전압일 수 있다. 상기 제1 화소 전극(PE1)이 형성된 영역이 상기 액정표시패널(500)의 로우 픽셀(LP) 로 정의되고, 상기 제2 화소 전극(PE2)이 형성된 영역이 하이 픽셀(HP)로 정의될 수 있다.
상기 제1 화소 전극(PE1)은 복수개의 제1 마이크로 전극들(183a), 상기 제1 드레인 전극(153a)과 콘택하는 제1 콘택 전극(185a) 및 상기 제1 마이크로 전극들(183a)과 상기 제1 콘택 전극(185a)을 물리적, 전기적으로 연결하는 브릿지 패턴(184a)을 포함한다. 제1 브릿지 패턴(184a)은 상기 제2 화소 전극(PE2)을 둘러싸도록 형성된다. 상기 제1 마이크로 전극들(183a)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 십자형의 제1 몸체부(181a)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다. 상기 제2 화소 전극(PE2)은 복수개의 제2 마이크로 전극들(183b) 및 상기 제2 드레인 전극(153b)과 콘택하는 제2 콘택 전극(185b)을 포함한다. 상기 제2 마이크로 전극들(183b)은 십자형의 제2 몸체부(181b)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 상기 마이크로 전극들(183a, 183b)은 상기 제1 게이트 라인(GL1)을 기준으로 약 45°또는 약 135°의 경사로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 마이크로 전극들(183a, 183b) 각각은 폭(w)이 약 2.0㎛ 내지 약 2.8㎛일 수 있다. 서로 인접한 제1 마이크로 전극들(183a)이 하나의 슬릿(slit)을 정의하고, 상기 제1 마이크로 전극들(183a) 사이의 간격인 상기 슬릿 너비(s)는 약 2.0㎛ 내지 약 2.8㎛일 수 있다. 서로 인접한 제2 마이크로 전극들(183b)도 하나의 슬릿을 정의한다.
상기 게이트 절연층(130)은 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 상기 제1 및 제2 게이트 전극들(121a, 121b)을 포함하는 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 패시베이션층(160)은 상기 제1, 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 상기 제1, 제2 소스 전극들(151a, 151b), 상기 제1 및 제2 드레인 전극들(153a, 153b)이 형성된 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 유기층(170)은 상기 패시베이션층(160)과 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2) 사이에 형성되어, 상기 표시 기판(100)을 평탄화시키는 역할을 한다. 상기 패시베이션층(160) 및 상기 유기층(170)은 상기 제1 드레인 전극(153a)의 일단부와 상기 제2 드레인 전극(153b)의 일단부를 노출시키는 콘택홀을 포함한다.
상기 대향 기판(200)은 상기 표시 기판(100)과 대향하는 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 차광 패턴(220), 컬러필터(230), 오버 코팅층(240) 및 공통 전극층(250)을 포함한다. 상기 공통 전극층(250)은 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 대향하고, 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 걸쳐 전체적으로 형성된다. 상기 표시 기판(100)의 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)에 의해 상기 공통 전극층(250)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 오버 코팅층(240) 상에 증착하는 것만으로 상기 액정층(300)의 전계 방향을 제어하여 PVA(Printed Vertical Alignment) 모드를 구현할 수 있다.
표시 기판의 제조 방법
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 표시 기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 게이트 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 게이트 금속층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 게이트 패턴을 형성한다. 상기 게이트 패턴은 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 상기 제1 및 제2 게이트 전극들(121a, 121b)을 포함한다.
상기 게이트 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 절연층(130)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(130) 상에 상기 제1 액티브 패턴(140) 및 상기 제2 액티브 패턴을 형성한다. 상기 제1 액티브 패턴(140)은 상기 게이트 절연층(130) 상에 순차적으로 형성된 반도체층(142) 및 오믹 콘택층(144)을 포함할 수 있다.
상기 제1 액티브 패턴(140) 및 상기 제2 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 소스 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 소스 금속층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 소스 패턴을 형성한다. 상기 소스 패턴은 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 상기 제1 및 제2 소스 전극들(151a, 151b), 상기 제1 및 제2 드레인 전극들(153a, 153b)을 포함한다.
상기 소스 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 패시베이션층(160) 및 상기 유기층(170)을 순차적으로 형성한다. 상기 패시베이션층(160) 및 상기 유기층(170)을 패터닝하여 상기 제1 및 제2 드레인 전극들(153a, 153b)의 각 단부를 노출시키는 콘택홀들을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 콘택홀들이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 투명 전극층(180)을 형성한다. 상기 투명 전극층(180)을 형성하는 물질의 예로서, 인듐 틴 옥사이드(Indium tin oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium zinc oxide, IZO) 등을 들 수 있다.
상기 투명 전극층(180)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 포토레지스트막(190)을 형성한다. 상기 포토레지스트막(190)은 포토레지스트 조성물을 스핀 코팅 및/또는 슬릿 코팅함으로써 형성할 수 있다.
상기 포토레지스트 조성물은 a) 노볼락계 수지, b) 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제, 및 c) 유기 용매를 포함한다. 상기 벤조페논 감광제는 벤조페논계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조할 수 있다. 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는 에틸리딘 트리스 페놀계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조할 수 있다. 상기 노볼락계 수지는 중량비 40:60 내지 60:40으로 혼합된 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는 페놀계 화합물로 제조될 수 있다.
상기 포토레지스트 조성물은 상기에서 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물과 실질적으로 동일하다. 따라서, 구체적인 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 포토레지스트막(190)의 상부에 마스크(400)를 배치하고, 상기 마스크(400)의 상부에서 광을 조사한 후 상기 포토레지스트막(190)을 현상하여 복수개의 포토레지스트 패턴들(192)을 형성한다. 상기 마스크(400)는 광을 투과하는 투광부(TA) 및 상기 광을 차단하는 차광부(BA)를 포함한다. 상기 광에 노출된 상기 포토레지스트막(190)은 현상액에 의해 제거되어, 상기 투명 전극층(180) 의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 광에 노출되지 않은 상기 포토레지스트막(190)은 상기 현상액에 용해되지 않고 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 잔류하여 상기 포토레지스트 패턴들(192)을 형성한다.
상기 포토레지스트 조성물이 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제를 포함함으로써, 감도가 향상됨으로써 상기 포토레지스트 패턴들(192)을 형성하기 위해서 요구되는 에너지를 감소시킬 수 있다. 또한, 해상도가 향상됨으로써 노광기의 해상도에 독립하여 상기 포토레지스트 패턴들(192)의 폭(x)을 약 2.0㎛ 내지 약 2.8㎛로 형성할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 패턴들(192)이 이격된 거리(y) 또한 약 2.0㎛ 내지 약 2.8㎛로 형성할 수 있다.
이어서, 상기 포토레지스트 패턴들(192)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 투명 전극층(180)을 패터닝한다. 이에 따라, 상기 투명 전극층(180)이 패터닝되어 미세한 크기의 상기 제1 마이크로 전극들(183a)을 포함하는 상기 제1 화소 전극(PE1) 및 상기 제2 마이크로 전극들(183b)을 포함하는 상기 제2 화소 전극(PE2)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법은 포토레지스트 패턴의 감도 및 해상도를 향상시킴으로써, 상기 제1 및 제2 마이크 전극들(183a, 183b)과 같은 마이크로 패턴들의 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)을 형성하는데 상기 포토레지스트 조성물을 이용하여 사진 식각 공정을 수행하는 것을 설명하였으나, 상 기 게이트 금속층을 패터닝하는 공정 및 상기 소스 금속층을 패터닝하는 공정에서도 상기 포토레지스트 조성물을 이용할 수 있다.
노광 장비의 해상도에 독립하여 상기 노광 장비의 해상도보다 높은 고해상도의 마이크로 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 조성물은 광에 대한 감도가 좋아, 노광량 및/또는 노광 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라, 제조 공정의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I’라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 표시 기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500: 액정표시패널 100: 표시 기판
200: 대향 기판 110, 210: 제1, 제2 베이스 기판
SW1, SW2: 제1, 제2 트랜지스터 PE1, PE2: 제1, 제2 화소 전극
183a, 183b: 제1, 제2 마이크로 전극
190: 포토레지스트막 192: 포토레지스트 패턴
Claims (18)
- a) 노볼락계 수지;b) 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제; 및c) 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 벤조페논계 감광제는벤조페논계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 벤조페논계 감광제는2,3,4,4’-테트라하드록시벤조페논(2,3,4,4’-tetrhydroxybenzophenone)과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는에틸리딘 트리스 페놀계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는4,4’,4”-에틸리딘 트리스페놀(4,4’,4”-ethylidyne tris phenol)과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 상기 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제는 중량비 40:60으로 혼합된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 노볼락계 수지는중량비 40:60 내지 60:40으로 혼합된 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는 페놀계 화합물로 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 노볼락계 수지는중량비 50:50으로 혼합된 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는 페놀계 화합물로 제조된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 노볼락계 수지의 중량평균 분자량은 3,000 내지 15,000인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 노볼락계 수지 5 중량% 내지 20 중량%, 상기 감광제들 2 중량% 내지 10 중량% 및 상기 유기 용매 75 중량% 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
- 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결된 스위칭 소자를 형성하는 단계;상기 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판 상에 투명 전극층을 형성하는 단계;상기 투명 전극층이 형성된 베이스 기판 상에 a) 노볼락계 수지, b) 중량비 20:80 내지 80:20으로 혼합된 벤조페논(hydroxybenzophenone)계 감광제와 에틸리딘 트리스 페놀(ethylidyne tris phenol)계 감광제, 및 c) 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물로 형성된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 투명 전극층을 패터닝하여, 복수개의 마이크로 전극들을 포함하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 마이크로 전극들 각각의 폭은 2.0㎛ 내지 2.8㎛인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 서로 인접한 마이크로 전극들 사이의 거리는 2.0㎛ 내지 2.8㎛인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 벤조페논계 감광제는벤조페논계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 에틸리딘 트리스 페놀계 감광제는에틸리딘 트리스 페놀계 화합물과 퀴논 디아지드계 화합물을 축합하여 제조된 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 노볼락계 수지는중량비 40:60 내지 60:40으로 혼합된 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는 페놀계 화합물로 제조된 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 노볼락계 수지의 중량평균 분자량은 3,000 내지 15,000인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 노볼락계 수지 5 중량% 내지 20 중량%, 상기 감광제들 2 중량% 내지 10 중량% 및 상기 유기 용매 75 중량% 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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