KR20110093351A - A method of forming fine pattern on multi-layer structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성한 후, 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성함으로써 저렴한 비용으로 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a fine pattern of a multilayer film structure, and more particularly, after the upper etching layer is selectively formed on the lower etching layer, the upper etching layer and the lower etching layer are formed by laser etching using a laser reflective mask. The present invention relates to a method of forming a fine pattern of a multilayered film structure that can improve the precision of a pattern at a low cost by forming a fine pattern of a multilayered film structure composed of a lower pattern and an upper pattern by simultaneously etching each layer.
일반적으로, 터치스크린은 디스플레이에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 컴퓨터를 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이다.In general, a touch screen is an input device that can be easily used by anyone of all ages by interactively and intuitively manipulating a computer by simply touching a button displayed on a display with a finger.
이러한 터치스크린은 정보를 표시하는 표시장치와 표시장치 상부에 결합되는 터치패널로 구성되는데, 터치패널은 구동방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등으로 구분될 수 있고, 현재는 저항막 방식이 대세를 이루고 있으며, 그 두께를 최소화함에 있어서는 정전용량 방식이 사용되고 있다. The touch screen is composed of a display device for displaying information and a touch panel coupled to the upper part of the display device. The touch panel may be classified into a resistive film type, a capacitive type, an infrared type, an ultrasonic type, and the like according to a driving method. Currently, the resistive film method is popular, and the capacitive method is used to minimize the thickness.
일예로 정전용량 방식의 터치패널은 한 쌍의 투명절연기판 상부에 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube) 등으로 투명전극을 각각 형성하고, 투명전극의 가장자리에 접속되어 신호왜곡을 보정하고 구동회로 연결하기 위한 금속전극배선을 형성한 후, 투명전극이 서로 대향하도록 한 쌍의 투명절연기판을 합착시킴으로써 구성된다.For example, in the capacitive touch panel, transparent electrodes are formed of ITO (Indium Tin Oxide), ATO (Antimony Tin Oxide), CNT (Carbon Nano Tube), and the like on the pair of transparent insulating substrates, And a metal electrode wiring for correcting signal distortion and connecting a driving circuit, and then joining a pair of transparent insulating substrates so that the transparent electrodes face each other.
이렇게 형성된 정전용량 방식의 터치패널은 손가락이나 특수 펜으로 터치하게 되면, 정전용량의 변동에 따라 네 변에 구비된 각각의 금속전극배선이 이를 감지함으로써 터치 위치를 감지할 수 있도록 구성되어 있다. When the capacitive touch panel formed as described above is touched by a finger or a special pen, each metal electrode wiring provided at four sides according to the variation of the capacitance is configured to detect the touch position.
정전용량 방식의 터치패널의 제조 방식에 있어서는, 투명절연기판 상부에 투명전극을 형성하고, 투명전극의 가장자리를 따라 금속전극배선을 형성하게 되는데, 금속전극배선은 주로 리소그래피방식이나 후막인쇄방식을 통해 형성되게 된다. In the capacitive touch panel manufacturing method, a transparent electrode is formed on the transparent insulating substrate and a metal electrode wiring is formed along the edge of the transparent electrode. The metal electrode wiring is mainly through lithography or thick film printing. Will be formed.
그 중, 리소그래피방식은 금속전극배선을 형성하기 위한 금속막 상부에 포토레지스트를 도포하고, 원하는 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 주사하여 노광공정을 실시한 다음, 현상과정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 금속막을 식각하여 금속전극배선을 형성한 다음, 포토레지스트 패턴을 제거하는 과정을 거쳐 수행되고 있다. Among them, in the lithography method, a photoresist is applied on an upper part of a metal film for forming a metal electrode wiring, an ultraviolet light is scanned through a mask on which a desired pattern is formed, and then a photoresist pattern is formed through a developing process. Subsequently, the metal film is etched using the photoresist pattern as an etch mask to form metal electrode wiring, and then the photoresist pattern is removed.
그러나 이러한 리소그래피방식은 공정이 매우 복잡하여 오랜 공정시간을 필요로 하고 고가의 포토레지스트를 사용하고 있기 때문에 공정 비용이 증가하고, 다단계의 공정을 수행하기 때문에 잠재 불량요인의 내재 및 생산성의 저하 등과 같은 다양한 문제점을 발생시키며, 다단계의 공정을 수행하기 위한 고가의 다양한 장비를 필요로 하여 제조 비용을 증가시키는 동시에 다량의 화학물질을 사용함으로써 환경을 오염시키는 원인이 되고 있다. However, this lithography process is very complicated and requires a long process time and uses expensive photoresist, which increases the process cost and performs the multi-step process. It causes various problems and requires expensive and expensive equipment for performing a multi-step process, thereby increasing manufacturing costs and causing pollution by using a large amount of chemicals.
한편, 후막인쇄방식은 금속전극배선을 도전성물질, 예를 들어 은(Ag)을 함유하는 도전성 페이스트를 투명전극의 가장자리를 따라 스크린인쇄하고 열처리과정을 통해 소결시켜 형성하고 있는데, 이러한 후막인쇄방식은 상술한 리소그래피방식에 비하여 공정이 단순하여 오랜 공정시간을 필요로 하지 않고 다량의 화학물질을 배출시키지 않으며, 일반적인 증착방법에 비해서도 공정이 단순하고 저렴한 비용으로 막을 형성할 수 있다는 이점이 있다. Meanwhile, in the thick film printing method, the metal electrode wiring is formed by screen printing a conductive paste containing a conductive material, for example, silver (Ag), along the edge of the transparent electrode and sintering through a heat treatment process. Compared to the lithography method described above, the process is simple, does not require a long process time, does not discharge a large amount of chemicals, and has the advantage that the process can be formed at a simple and low cost even when compared to a general deposition method.
그러나 후막인쇄방식은 스크린 인쇄에 사용되는 마스크의 메쉬 내 화소 간 거리 및 화소 자체의 크기에 제한이 있어 30㎛ 이하의 미세한 패턴을 형성하기 매우 어렵다는 문제점이 있다. However, the thick film printing method has a problem in that it is very difficult to form a fine pattern of 30 μm or less because the distance between pixels in the mesh of the mask used for screen printing and the size of the pixel itself are limited.
또한, 터치패널과 같은 다층막 구조에 있어서는 패턴 형성시, 투명전극과 전극배선이 별도의 공정을 통해 패터닝되어야 하기 때문에 상·하부패턴 간의 정렬을 조절하기 어려워 불량 발생률이 높아지는 문제점이 있다.In addition, in a multilayer film structure such as a touch panel, when the pattern is formed, since the transparent electrode and the electrode wiring have to be patterned through a separate process, it is difficult to control the alignment between the upper and lower patterns, thereby increasing the defect rate.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는데 있어서 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각을 통해 상·하부피식각층을 동시에 식각하여 패턴을 형성함으로써 제조공정을 단순하게 하여 종래에 사용되던 리소그래피방식에 비하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 패턴 간 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 패턴 형성의 대면적화를 가능하게 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, in forming a fine pattern of the multi-layered film structure by simultaneously etching the upper and lower etch layer through the laser etching using a laser reflective mask to form a pattern by simplifying the manufacturing process Compared to the lithography method used in the prior art, manufacturing costs can be reduced, and the occurrence of defects due to misalignment between patterns can be prevented, and at the same time, the fine pattern formation of the multilayer film structure which enables the large area of the pattern formation is possible. The purpose is to provide a method.
또한, 본 발명은 터치패널과 같은 다층막 구조체의 패턴 형성시, 전극배선을 형성하기 위한 금속막을 인쇄방식을 통해 투명도전층 상부에 선택적으로 형성한 후 레이저 식각을 통해 투명전극 및 금속전극배선을 동시에 형성함으로써, 인쇄방식만으로는 정밀한 형성이 불가능하던 다층막 구조의 미세패턴의 형성을 가능하게 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, in the present invention, when forming a pattern of a multilayer film structure such as a touch panel, a metal film for forming electrode wiring is selectively formed on the transparent conductive layer through a printing method, and then transparent electrode and metal electrode wiring are simultaneously formed through laser etching. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a fine pattern of a multilayer film structure that enables the formation of a fine pattern of a multilayer film structure that cannot be precisely formed by a printing method alone.
본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 기판의 상부에 하부피식각층을 형성하는 단계와; 상기 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되어, 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하여, 하부패턴과 상부패턴이 중첩되어 연결되는 콘택(contact)영역을 포함하는, 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, the method comprising: forming a lower etching layer on an upper portion of a substrate; Selectively forming an upper etching layer on the lower etching layer; Interposing a mask having a desired pattern formed on the substrate, and simultaneously etching the upper and lower etching layers by scanning a laser beam on the substrate through the mask. Etching each layer and the lower etching layer at the same time, characterized in that to form a fine pattern of a multi-layered film structure consisting of a lower pattern and an upper pattern including a contact (contact) area where the lower pattern and the upper pattern is overlapped and connected; .
또한, 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 투명절연기판 상부에 투명도전층을 형성하는 단계와; 상기 투명도전층 상부에 금속막을 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 투명절연기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 투명절연기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 금속막 및 투명도전층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되어, 상기 금속막 및 상기 투명도전층을 동시에 식각하여, 상기 금속막에 형성되는 전극배선과 상기 투명도전층에 형성되는 투명전극이 부분적으로 중첩되어 연결되는 콘택영역을 포함하는, 터치패널의 전극배선 및 투명전극 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention includes the steps of forming a transparent conductive layer on the transparent insulating substrate; Selectively forming a metal film on the transparent conductive layer; Interposing the mask on which the desired pattern is formed on the transparent insulating substrate, and simultaneously etching the metal film and the transparent conductive layer by scanning a laser beam on the transparent insulating substrate through the mask. Simultaneously etching a film and the transparent conductive layer, wherein the electrode wiring formed in the metal layer and the transparent electrode formed in the transparent conductive layer are partially overlapped and connected to each other to form an electrode wiring and a transparent electrode pattern of the touch panel. It is characterized by forming.
본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성한 후 레이저 반사형 마스크를 이용한 레이저 식각방법을 통해 상부피식각층과 하부피식각층을 동시에 식각하여 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성함으로써 저렴한 비용으로 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론, 상·하부패턴간의 정렬을 용이하게 함과 동시에, 대면적 영역에 걸친 미세패턴 형성 공정 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. In the method of forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention, the upper etching layer and the lower etching layer are simultaneously etched through a laser etching method using a laser reflective mask after selectively forming an upper etching layer on the lower etching layer. By forming a fine pattern of a multilayer structure consisting of a pattern and an upper pattern, it is possible to improve the precision of the pattern at a low cost and to facilitate alignment between the upper and lower patterns, and to form a fine pattern over a large area. There is an effect that can shorten the process time.
도 1은 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하기 위한 레이저 식각 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 과정을 보여주는 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 통해 터치패널을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면. 1 is a view showing the configuration of a laser etching system for forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention.
2 is a view showing a process of forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention.
3 to 5 are views sequentially showing a process of manufacturing a touch panel through a method of forming a fine pattern of a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the Example of this invention is described in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
우선, 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 대한 설명에 앞서, 본 발명을 구현하기 위한 레이저 식각 시스템에 대하여 설명한다. First, prior to the description of the method for forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention, a laser etching system for implementing the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하기 위한 레이저 식각 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a laser etching system for forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention.
도 1을 참조하면, 레이저 식각 시스템은 기판(100)을 장착하기 위한 스테이지(10)와, 레이저 빔을 발생시켜 출력시키는 레이저 발진기(20)와, 레이저 발진기(20)에서 출력되는 레이저 빔을 균질화시키는 균질기(30)와, 균질기(30)를 통과한 레이저 빔을 기판(100) 방향으로 조사되도록 유도하는 반사경(40)과, 반사경(40)에 반사되어 기판(100) 방향으로 조사되는 레이저 빔을 라인 빔으로 형성하는 광학계(50)와, 광학계(50)와 스테이지(10) 사이에 장착되어 광학계(50)를 통해 주사되는 레이저 빔의 형상을 결정하는 마스크(60) 및 각각의 구성요소들을 제어하기 위한 마이크로 프로세서(미도시)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a laser etching system homogenizes a
스테이지(10)는 피식각층이 적층되는 기판(100)을 장착, 고정시키고, 마스크(60)와 동기화되어 이동할 수 있도록 구성된다. The
레이저 발진기(20)는 파이버 레이저 또는 다이오드 레이저로 구성되며, 200㎚ 내지 2000㎚ 범위의 파장을 갖는 레이저 빔을 출력한다. 여기에서, 파이버 레이저 또는 다이오드 레이저는 고출력의 에너지를 발생시키며, 주로 적외선(IR)영역의 방출 파장을 갖고 있어 일부 박막에는 그 사용이 제한적일 수 있지만, 가격이 저렴하여 설치비용을 절감할 수 있고, 부피가 작아 여러 대를 적층하여 구성함으로써 설치공간을 줄일 수 있으며, 엑시머 레이저와 같이 가스(gas)를 충전할 필요가 없기 때문에 유지 및 보수가 용이하다는 장점이 있다. The
균질기(30)는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 또는 광회절소자(Diffractive Optical Element)가 사용될 수 있으며, 레이저 발진기(20)를 통해 출력되는 레이저 빔을 균질화시켜 에너지 분포를 균일하게 함으로써 하부에 구비되는 기판(100) 방향으로 평행하고 균일한 레이저 빔이 조사되도록 한다. The
반사경(40)은 균질기(30)를 통과한 레이저 빔을 기판(100) 방향으로 유도하는 역할을 한다. The
광학계(50)는 다수개의 렌즈로 구성되어 반사경(40)을 통해 반사되어 기판(100) 방향으로 조사되는 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 넓은 면적에 걸쳐 식각할 수 있도록 한다. The
또한, 마스크(60)는 광학계(50)와 기판(100) 사이에 설치되어 원하는 영역의 피식각층만을 선택적으로 식각할 수 있도록 한다. 이때, 마스크(60)는 레이저 빔을 투과시키는 베이스기판(62)과 레이저 빔을 반사시키는 반사막패턴(64)으로 구성되어 있으며, 반사막패턴(64)은 반사율이 서로 다른 두 가지의 금속층을 서로 교대로 반복해서 적층한 구조로 형성되어 있다. 이러한 구조의 마스크(60)는 피식각층을 식각할 수 있을 정도의 높은 에너지를 마스크(60)에 직접 조사하는 경우에도 마스크(60)의 투과영역 이외의 영역에서는 대부분의 레이저 빔이 반사되기 때문에 반사막패턴(64)은 피식각층을 식각하기 위한 레이저 빔의 파장에 따라 사용되는 반사막의 종류를 선별하여 구성될 수 있으며, 레이저 빔에 대하여 90 ~ 100%의 반사율을 갖도록 구성되어, 대부분의 레이저 빔을 반사시킴으로써 높은 에너지의 레이저 빔에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있다. In addition, the
이러한 구성을 통해 마스크(60)를 피식각층이 형성된 기판(100)에 인접하게 위치시키고, 피식각층을 식각할 정도의 높은 에너지를 갖는 레이저 빔을 주사하여 식각을 수행함으로써 원하는 패턴(112, 122)을 형성할 수 있기 때문에 레이저 빔의 에너지에 의한 마스크(60)의 손상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 마스크(60)의 크기를 기판(100)과 동일한 크기로 구성할 수 있어 기판(100)이나 마스크(60)의 이동에 따른 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 마스크(60)의 표면에 조사하기 때문에 한 번에 식각될 수 있는 면적을 증가시킬 수 있으므로 레이저 발생기(20) 또는 스테이지(10)의 이동 회수를 상대적으로 감소시킬 수 있으므로 이동에 따른 오차 발생을 줄일 수 있는 동시에 단위 시간당 처리량을 증가시켜 공정 효율을 향상시킬 수 있다. Through this configuration, the
또한, 마스크(60)를 대면적으로 형성해야하는 경우에는, 마스크(60)의 하중에 의해 처짐 현상이 발생할 수 있으므로 셀(cell) 단위 또는 개별 제품단위의 영역에 대응하는 복수개의 마스크를 정렬하여 고정시키는 멀티마스크를 사용하는 것이 좋다. In the case where the
마이크로 프로세서는 스테이지(10), 레이저 발진기(20), 균질기(30), 반사경(40) 및 광학계(50)에 연결되어 구성되어, 각각의 동작을 제어하고 레이저 발진기(20)로부터 발생되는 레이저 빔의 출력량을 제어한다.
The microprocessor is configured to be connected to the
상술한 레이저 식각 시스템을 이용하여 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다. The process of forming the micropattern of the multilayer structure according to the present invention using the above-described laser etching system will be described.
도 2는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성과정을 보여주는 도면이다. 2 is a view showing a micropattern forming process of a multilayer film structure according to the present invention.
먼저, 도 2의 (a)를 참조하면 기판(100) 상부에 하부피식각층(110)을 형성한다. 이때, 하부피식각층(110)은 증착, 인쇄 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다. First, referring to FIG. 2A, the
다음, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부피식각층(110)의 상부, 즉 상부패턴의 형성 예정영역인 하부피식각층(110)의 양쪽 가장자리에 상부피식각층(120)을 선택적으로 형성한다. 이때, 상부피식각층(120)은 증착방식 또는 인쇄방식 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 상부피식각층(120)을 인쇄방식으로 형성하는 경우, 스크린 인쇄법 등의 방법이 적용될 수 있다.Next, as shown in (b) of FIG. 2, the upper etched
여기에서 상술한 도면에서는 상부피식각층(120)을 상부패턴이 형성되는 영역, 즉, 하부피식각층(110)의 양쪽 가장자리 전 영역에 걸쳐 형성한 것으로 설명하고 있으나, 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성할 수도 있다.In the above-described drawings, the upper etched
상술한 바와 같이, 상부피식각층(120)을 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 경우에는, 상부패턴이 형성될 전 영역에 걸쳐 형성할 때보다 레이저 식각 시스템을 이용한 식각시 발생하는 식각잔류물을 줄일 수 있기 때문에, 식각잔류물에 의한 불량을 줄일 수 있으며, 상부피식각층(120)을 형성하기 위한 재료의 양을 줄일 수 있어 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다. As described above, when the
그 다음, 상부피식각층(120)이 형성된 기판(100)을 도 1의 레이저 식각 시스템으로 이동시켜, 레이저 빔을 이용하여 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)을 동시에 식각하여, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 상부패턴(122) 및 하부패턴(112)을 형성함과 동시에, 하부패턴(112)과 상부패턴(122)을 서로 연결해주는 콘택영역(114)을 형성한다. 이때, 상기 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)의 식각시 기판(100) 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크(60)를 개재하고 광학계(50)를 통해 라인 빔으로 형성된 레이저 빔을 마스크(60)에 스캐닝하면서 상부피식각층(120) 및 하부피식각층(110)을 식각한다. Next, the
이러한 방법을 통해 상부피식각층(120)의 식각시 상부패턴(122)과 접촉되는 하부식각층(110)을 레이저 반사형 마스크(60)를 이용하여 동시에 식각함으로써 상부패턴(122)과 하부패턴(112)을 연결해주는 콘택(114)도 함께 형성할 수 있어, 공정을 단순하게 하여 제조비용을 절감시킬 수 있음은 물론, 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에, 스크린 인쇄방식의 한계인 낮은 해상력을 30㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛로 높여 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.Through the above method, the
특히, 하부피식각층(120) 상부에 상부피식각층(120)을 형성하는 과정에서 스크린 인쇄방식 등의 후막인쇄방법을 적용하는 경우, 종래의 증착 공정 및 식각 공정을 통한 패턴 형성 공정에 비해 그 제조공정 및 제조원가를 현저하게 줄일 수 있다는 장점이 있다.
In particular, when a thick film printing method such as a screen printing method is applied in the process of forming the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법은, 특히 터치패널의 금속전극배선 제조공정에 적용되거나, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Display) 등의 평판디스플레이분야나 반도체 재배선 등의 분야에서 FPC(Flexible Printed Circuit)를 연결하기 위한 금속배선단자를 형성하는데 적용될 수 있고, 증착 등의 고온 공정이 불가능한 소자나 플렉시블(flexible) 디스플레이분야에서의 미세패턴 제조에 적용되어 제조공정을 단순하게 할 뿐만 아니라, 대면적에 걸친 미세패턴 형성을 가능하게 함으로써 패턴 형성에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 동시에, 패턴의 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
As described above, the method of forming a fine pattern of the multilayered film structure according to the present invention is particularly applied to the manufacturing process of metal electrode wiring of a touch panel, or is used in a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting display (OLED). It is applicable to forming metal wiring terminals for connecting FPC (Flexible Printed Circuit) in the field of flat panel display or semiconductor rewiring, and in devices or flexible display where high temperature process such as deposition is impossible. In addition to simplifying the manufacturing process, the micropattern can be applied to the production of fine patterns, thereby reducing the cost of pattern formation and improving the precision of the pattern.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
본 실시예에서는 본 발명에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 이용하여 터치패널을 제조하는 과정에 대하여 설명한다. In this embodiment, a process of manufacturing a touch panel using a method for forming a fine pattern of a multilayer film structure according to the present invention will be described.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 통해 터치패널을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다. 3 to 5 are views sequentially showing a process of manufacturing a touch panel through a method of forming a fine pattern of a multilayer structure according to an embodiment of the present invention.
이하의 도면에서는 상술한 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법을 이용하여 터치패널을 구성하는 상판(a)과 하판(b)의 제조과정을 병행하여 보여주고 있으나, 상판(a)과 하판(b)을 제조하는 원리는 기본적으로 동일하므로, 후술하는 설명에서는 상판(a)의 제조과정에 대해 중점적으로 설명하며, 필요에 따라 하판(b)의 제조과정을 추가하여 설명하기로 한다. In the following drawings, the manufacturing process of the upper plate (a) and the lower plate (b) constituting the touch panel is shown in parallel using the above-described fine pattern formation method of the multilayer film structure, but the upper plate (a) and the lower plate (b) Since the principle of manufacturing is basically the same, the following description will focus on the manufacturing process of the upper plate (a), and will be described by adding the manufacturing process of the lower plate (b) as necessary.
먼저, 투명절연기판(200) 상부에 투명전극을 형성하기 위한 투명도전층(210)을 형성한다(도 3 참조). 이때, 투명절연기판(200)은 상판의 경우 PET와 같은 플렉시블한 재질이 사용될 수 있고, 하판의 경우 유리기판과 같이 견고한 재질이 사용될 수 있다. 이는 터치패널의 특성상 패널의 상판을 가압했을 때 상판에 형성된 전극과 하판에 형성된 전극이 서로 접촉되어야 하기 때문에 상판은 플렉시블(flexible)한 재질로 형성되어야 하고, 터치패널이 LCD와 같은 표시패널의 표시부측에 장착되기 때문에 터치패널의 상판을 가압할 때 전달되는 압력이 표시패널로 전달되는 것을 방지하기 위해 하판은 견고한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.First, a transparent
또한, 투명도전층(210)은 ITO(Induim Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), AZO(Al-doped ZnO) 등의 물질이 사용될 수 있다.In addition, the transparent
그 다음, 투명절연기판(200)의 투명도전층(210) 상부, 즉 전극배선영역에 금속막(220)을 형성한다(도 4참조). 이때, 금속막(220)은 증착방식을 통해 형성될 수도 있고, 도전물질, 예를 들어 은(Ag)을 포함하는 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄방식을 통해 인쇄될 수도 있다. Next, the
이때, 금속막(220)은 도 4에 도시된 것처럼 전극배선영역에 형성된 투명도전층(210) 상부 전 영역에 걸쳐 형성할 수도 있고, 전술한 바와 같이 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성할 수도 있다. In this case, the
다음, 금속막(220)이 인쇄된 투명절연기판(200)을 상술한 도 1의 레이저 식각 시스템의 스테이지(10)에 장착, 고정시키고, 투명절연기판(200)과 광학계(50) 사이에 투명전극 패턴 및 전극배선 패턴이 형성되어 있는 마스크(60)를 장착한 후 레이저 발생기(20)로부터 출력되는 레이저 빔을 마스크(60)의 표면을 따라 스캐닝하면서 금속막(220) 및 투명도전층(210)을 동시에 식각함으로써 전극배선(222), 투명전극(212) 및 전극배선(222)과 투명전극(212)을 전기적으로 연결하는 콘택영역(214)을 형성한다(도 5참조). Next, the transparent insulating
이때, 투명전극(212)은 투명절연기판(200)의 표시영역, 즉 투명절연기판(200)의 가장자리를 따라 형성되는 전극배선영역을 제외한 중심부 상에, 일정 간격 이격되어 형성되는 다수개의 센싱패드가 종방향 또는 횡방향으로 서로 전기적으로 연결되도록 형성되고, 콘택(214)은 투명전극(212)과 일체로 형성되어 전극배선영역에서 전극배선(222)과 중첩되도록 형성된다. In this case, the
이 경우에도, 금속막(220)을 형성함에 있어 투명절연기판(200) 상부에 형성되는 금속막(220)을 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 경우, 금속막(220)을 보다 정밀하게 보정하는 효과를 얻을 수 있고, 금속막(220)을 전극배선영역 전 영역에 걸쳐 형성할 때보다 레이저 식각공정시 발생되는 식각잔류물의 양이 적기 때문에 식각잔류물의 재부착에 의한 불량이 발생할 우려가 더 적다. Even in this case, in forming the
또한, 투명전극(212), 전극배선(222) 및 투명전극(212)과 전극배선(222)이 서로 연결되는 콘택영역(214)을 동시에 형성함으로써 투명전극(212)과 전극배선(222)을 개별적으로 형성할 때보다 오정렬(misalignment)에 의한 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 마스크(60)의 장착시 레이저 빔의 왜곡을 방지하기 위해 마스크(60)를 투명절연기판(200)에 가깝게 위치시킬수록 정확한 패턴을 형성하는데 유리하지만, 서로 접촉되거나 너무 인접한 경우에는 식각시 발생되는 식각잔류물이 마스크(60)나 피식각층인 금속막(220)과 투명도전층(210)이나 미리 형성된 투명전극(212)에 부착되어 결함으로 작용하여 패턴의 정밀도를 저하시키기 때문에 적절한 거리를 택하여 상호 이격되도록 배치하는 것이 바람직하다. In addition, the
상술한 바와 같이, 패터닝시 사용되는 마스크(60)에는 레이저 빔을 반사시키는 반사막패턴(64)이 형성되어 있어 조사되는 레이저 빔의 대부분을 반사시키므로 레이저 빔의 에너지에 의해 마스크(60)가 손상되는 것을 방지할 수 있기 때문에 마스크(60)를 투명절연기판(200)과 동일한 크기로 구성하여 마스크(60)를 투명절연기판(200)에 인접하게 위치시킬 수 있고, 이러한 구성을 통해 레이저 발진기(20), 균질기(30), 반사경(40) 및 광학계(50)를 서로 동기화하여 이동시키거나, 마스크(60)와 스테이지(10)를 서로 동기화하여 이동시키면서 투명절연기판(200) 상부에 형성된 금속막(220)과 투명도전층(210)을 식각할 수 있으므로, 스테이지(10)나 마스크(60)의 이동에 따른 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the
동시에, 레이저 빔을 라인 빔 형태로 만들어 마스크의 표면에 스캐닝하면서 피식각층을 패터닝하기 때문에 한 번에 가공되는 면적을 증가시킬 수 있어 공정 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다. At the same time, since the laser beam is formed into a line beam and the etching layer is patterned while scanning the surface of the mask, the area to be processed can be increased at once, thereby effectively reducing the process time.
또한, 금속막(220)을 제조원가가 낮은 인쇄방식을 이용하여 형성하는 경우에는, 종래에 사용되던 리소그래피방식에 비하여 제조원가를 절감할 수 있는 동시에, 인쇄방식를 통한 패턴 형성방식에 비하여 형성되는 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
In addition, when the
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.
10 : 스테이지 20 : 레이저 발생기
30 : 균질기 40 : 반사경
50 : 광학계 60 : 마스크
62 : 베이스기판 64 : 반사막패턴
100 : 기판 110 : 하부피식각층
112 : 하부패턴 114, 214 : 콘택영역
120 : 상부피식각층 122 : 상부패턴
200 : 투명절연기판 210 : 투명도전층
212 : 투명전극 220 : 금속막
222 : 전극배선10: stage 20: laser generator
30: homogenizer 40: reflector
50: optical system 60: mask
62: base substrate 64: reflective film pattern
100: substrate 110: lower etching layer
112:
120: upper etching layer 122: upper pattern
200: transparent insulating substrate 210: transparent conductive layer
212: transparent electrode 220: metal film
222: electrode wiring
Claims (10)
기판의 상부에 하부피식각층을 형성하는 단계와;
상기 하부피식각층 상부에 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계와;
상기 기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하는 단계;를 포함하여 구성되어,
상기 상부피식각층 및 상기 하부피식각층을 동시에 식각하여, 하부패턴과 상부패턴이 중첩되어 연결되는 콘택(contact)영역을 포함하는, 하부패턴 및 상부패턴으로 구성되는 다층막 구조체의 미세패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. In the method of forming a fine pattern of a multilayer film structure formed on a substrate,
Forming a lower etching layer on the substrate;
Selectively forming an upper etching layer on the lower etching layer;
Interposing the upper etched layer and the lower etched layer at the same time by interposing a mask having a desired pattern formed on the substrate and scanning a laser beam through the mask.
Simultaneously etching the upper etched layer and the lower etched layer to form a fine pattern of a multi-layered film structure composed of a lower pattern and an upper pattern, including a contact region where the lower pattern and the upper pattern overlap and are connected; Method for forming a fine pattern of a multilayer film structure characterized in that.
상기 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계는,
증착 공정 또는 인쇄 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. The method of claim 1,
Selectively forming the upper etch layer,
Method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that carried out through a deposition process or a printing process.
상기 상부피식각층은,
스크린 인쇄방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. The method of claim 2,
The upper etching layer,
Method for forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that it is carried out by the screen printing method.
상기 상부피식각층을 선택적으로 형성하는 단계는,
상기 하부피식각층 상부에 상기 상부피식각층을 형성될 상부패턴과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.The method of claim 1,
Selectively forming the upper etch layer,
And forming a dummy pattern having a shape similar to that of the upper pattern on which the upper etched layer is to be formed.
투명절연기판 상부에 투명도전층을 형성하는 단계와;
상기 투명도전층 상부에 금속막을 선택적으로 형성하는 단계와;
상기 투명절연기판의 상부에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 개재하고, 상기 마스크를 통해 상기 투명절연기판에 레이저 빔을 주사하여 상기 금속막 및 투명도전층을 동시에 식각하는 단계;
를 포함하여 구성되어,
상기 금속막 및 상기 투명도전층을 동시에 식각하여, 상기 금속막에 형성되는 전극배선과 상기 투명도전층에 형성되는 투명전극이 부분적으로 중첩되어 연결되는 콘택영역을 포함하는, 터치패널의 전극배선 및 투명전극 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. In the method of forming a fine pattern of a multilayer film structure for forming a transparent electrode of the touch panel formed on the transparent insulating substrate and the electrode wiring connected to the transparent electrode,
Forming a transparent conductive layer on the transparent insulating substrate;
Selectively forming a metal film on the transparent conductive layer;
Etching the metal film and the transparent conductive layer at the same time by interposing a mask having a desired pattern formed on the transparent insulating substrate and scanning a laser beam on the transparent insulating substrate through the mask;
Consists of including,
And simultaneously contacting the metal layer and the transparent conductive layer to partially contact the electrode wiring formed on the metal film and the transparent electrode formed on the transparent conductive layer to overlap each other. A method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized by forming a pattern.
상기 금속막을 선택적으로 형성하는 단계는,
증착 공정 또는 인쇄 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. The method of claim 5, wherein
Selectively forming the metal film,
Method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that carried out through a deposition process or a printing process.
상기 금속막은,
스크린 인쇄방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법. The method according to claim 6,
The metal film,
Method for forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that it is carried out by the screen printing method.
상기 금속막을 선택적으로 형성하는 단계는,
상기 투명도전층 상부에 상기 금속막을 형성될 전극배선과 유사한 형태의 더미패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.The method of claim 5, wherein
Selectively forming the metal film,
The method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that to form a dummy pattern similar to the electrode wiring to be formed on the metal layer on the transparent conductive layer.
상기 마스크는,
상기 기판 또는 상기 투명절연기판과 1:1 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein,
The method of forming a fine pattern of a multilayer film structure, characterized in that formed in a 1: 1 size with the substrate or the transparent insulating substrate.
상기 레이저 빔을 주사하여 식각하는 단계는,
레이저발생기로부터 출력되는 레이저 빔을 광학계를 이용하여 라인 빔으로 형성하여, 상기 마스크의 표면을 스캐닝하며서 수행되는 것을 특징으로 하는 다층막 구조체의 미세패턴 형성방법.6. The method according to claim 1 or 5,
The etching by scanning the laser beam,
And forming a laser beam output from a laser generator as a line beam using an optical system, and scanning the surface of the mask to form a fine pattern of the multilayer film structure.
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