KR20120006330A

KR20120006330A - 평판 표시장치 기판 형성용 소프트 몰드 제조 방법

Info

Publication number: KR20120006330A
Application number: KR1020100067001A
Authority: KR
Inventors: 박동식; 김주혁; 황재철
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-01-18
Also published as: KR101780502B1

Abstract

본 발명은 임프린트 공정에서 사용하는 소프트 몰드를 제조하는 방법에 관련된 것이다. 본 발명은 마스터 기판 위에 음영 패턴을 갖는 마스터 패턴을 형성하는 단계와; 상기 마스터 패턴의 패턴 영역을 정의하는 패턴 경계선과, 상기 마스터 패턴의 최외곽선 사이에서 도포 영역을 정의하는 단계와; 상기 도포 영역 내에 감광성 레진을 도포하는 단계와; 상기 레진 위에 배면판을 합착하는 단계와; 상기 배면판에 합착된 상기 레진을 경화하는 단계와; 그리고 상기 경화된 레진을 합착하는 상기 배면판을 상기 마스터 패턴을 갖는 마스터 기판으로부터 분리하는 단계를 포함한다. 본 발명 예에 의한 소프트 몰드 제조 방법은 후속 처리 공정 없이도 가장자리 부분에 문턱 돌출부가 없는 균일한 표면을 갖는 소프트 몰드를 제공한다.

Description

평판 표시장치 기판 형성용 소프트 몰드 제조 방법{Method For Manufacturing A Soft Mold For Patterning A Plat Display Panel}

본 발명은 임프린트(Imprint) 공정에서 사용하는 소프트 몰드를 제조하는 방법에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 포토공정을 사용하지 않고 평판 표시장치 기판을 패턴할 수 있는 임프린트 공정에서 사용하는 복제용 소프트 몰드를 제조하는 방법에 관련된 것이다.

최근, 음극선관(Cathod Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치에는 액정표시장치 (Liquid Crystal Display: LCD), 전계방출 표시장치 (Field Emission Display: FED), 프라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 전계발광소자 (Electroluminescence Device) 등이 있다.

이 중에서, 액정표시장치와 전계발광소자가 가장 각광을 받고 있으며, 집중적인 개발과 투자가 이루어지고 있다. 액정표시장치와 전계발광소자는 기본적인 구성이 서로 관련이 되어 있으므로, 이하 대표적인 액정표시장치를 중심으로 설명한다.

액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 액정표시장치는 상, 하부 기판에 대향하도록 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정을 구동한다. 이를 위해, 액정표시장치는 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판, 칼라필터 어레이 기판, 두 어레이 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 스페이서, 그리고 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.

박막 트랜지스터 어레이 기판은 다수의 신호 배선들, 박막 트랜지스터, 그리고 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. 칼라필터 어레이 기판은 칼라 구현을 위한 칼라 필터, 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스, 그리고 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다.

도 1은 일반적인 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 절취선 I-I'을 따라 자른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 투명 기판(SUB) 위에 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 교차하는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 형성되어 있다. 게이트 신호를 공급하는 게이트 배선(GL)과 데이터 신호를 공급하는 데이터 배선(DL)은 교차 구조로 형성되어 화소 영역을 정의한다. 그 교차부마다 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되고, 화소 영역 내에는 화소 전극(PXL)이 형성된다. 그리고, 게이트 배선(GL)의 일측 단부에는 게이트 패드(GP)가, 데이터 배선(DL)의 일측 단부에는 데이터 패드(DP)가 각각 형성된다.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 배선(GL)에서 분기된 게이트 전극(G)과, 데이터 배선(DL)에서 분기된 소스 전극(S), 화소 전극(PXL)에 접속된 드레인 전극(D)을 구비한다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(G)과 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 중첩되면서 소스 전극(S)과 드레인 전극(D) 사이에 채널을 형성하는 채널층(ACT')을 더 구비한다. 소스 전극(S)은 채널층(ACT')의 일측부와 접촉하며, 드레인 전극(D)은 소스 전극(S)과 대향하며 채널층(ACT')의 타측부와 접촉한다. 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)은 각각 채널층(ACT')과의 오믹 접촉을 이루도록 각각의 하부에 오믹 접촉층(n')이 더 형성되어 있다. 한편, 데이터 배선(DL) 및 데이터 패드(DP)의 하부에는 채널층(ACT')과 동일한 물질인 반도체 층(ACT)과, 오믹 접촉층(n')와 동일한 물질인 오믹층(n)이 더미 형태로 더 형성되어 있을 수도 있다.

화소 전극(PXL)은 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하기 위해 덮고 있는 보호막(PAS)을 관통하는 드레인 콘택홀(DH)를 통해 드레인 전극(D)과 접촉한다. 한편, 데이터 패드(DP)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터 배선(DL)에 데이터 신호를 공급한다. 이를 위해, 보호막(PAS)을 관통하는 데이터 패드 콘택홀(DPH)을 통해 데이터 패드(DP)와 접촉하는 데이터 패드 단자(DPT)를 형성한다. 마찬가지로, 게이트 패드 단자(GPT)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트 배선(GL)에 게이트 신호를 공급한다. 이를 위해, 보호막(PAS) 및 게이트 절연막(GI)을 관통하는 게이트 패드 콘택홀(GPH)을 통해 게이트 패드(GP)와 접촉하는 게이트 패드 단자(GPT)를 더 형성한다.

액정표시장치로 대변되는 평판 표시장치들은 평판형 기판 위에 각종 소자들을 박막 형태로 패턴하여 형성한다. 대표적인 박막 형태의 소자를 형성하는 방법인 포토리소그래피(Photo-Lithography) 공법을 사용하고 있다.

포토리소그래피 공법은, 기판 위에 소자 형성을 위한 물질을 박막 형태로 도포하는 단계와, 박막 위에 포토-레지스트(Photo-Resist)를 도포하는 단계와, 마스크를 이용하여 포토-레지스트를 노광하고 현상하여 마스크 패턴을 복제하는 단계와, 패턴된 포토-레지스트의 형상 대로 박막을 식각하는 단계를 포함한다. 즉, 박막을 패턴하기에 앞서, 포토레지스트를 먼저 패턴하고 이를 이용하여 박막을 패턴하는 복잡한 공정으로 구성되어 있다. 공정이 복잡하고 각 공정마다 부속 공정들을 수반하기 때문에 박막 하나를 패턴하는 데에도 시간과 비용이 많이 소요된다.

이러한 포토리소그래피 공법의 단점을 보완하는 방법으로 임프린트 공법이 있다. 임프린트 공법은 기판 위에 도포한 박막을 패턴하기 위한 에치-레지스트 (Etch-Resist)를 소프트 몰드를 이용하여 찍어내는 방법을 사용한다. 이하, 도 3a 내지 3h를 참조하여, 임프린트 공법의 상세한 공정을 설명한다. 도 3a 내지 3h는 종래의 임프린트 공법으로 기판 위에 박막 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 단면도들이다.

마스터 기판(MB) 위에 마스터 패턴(MP)을 형성한다. 마스터 패턴(MP)은 마스터 기판(MB)과 한 몸체로 형성할 수도 있으나, 바람직하게는, 분리하여 형성하는 것이 바람직하다. 일반적으로 마스터 기판(MB)은 마스터 패턴(MP)을 올려 놓아 몰드를 제조하기 위한 것이므로, 마스터 패턴(MP)보다 크기가 큰 것이 바람직하다. (도 3a)

마스터 패턴(MP)의 표면 전면에 소프트 몰드의 재질인 레진(R) 물질을 전면 도포한다. 몰드용 레진(R)은 점도가 높은 액상인 젤(gel) 형태를 갖는 광 경화성 물질인 것이 바람직하다. (도 3b)

레진(R) 위에 소프트 몰드의 배면판(BP)으로 사용할 기판을 올려 놓는다. 레진(R)이 마스터 패턴(MP)을 잘 구현하도록 하기 위해 배면판(BP)와 몰드가 잘 합착되도록 압력을 가할 수도 있다. 이 경우, 배면판(BP)의 전면에 걸쳐 균일한 합착력을 가하기 위해 진공력을 이용하는 것이 바람직하다. 또는, 배면판(BP)의 자체 중량(자중)을 이용하여 합착할 수도 있다. 배면판(BP)를 레진(R) 위에 합착한 후, 자외선을 기판 전면에 조사하여 레진(R)을 경화 시킨다. 그러면, 레진(R)이 경화되면서 마스터 패턴(MP)의 음영 형태가 전사된 1차 소프트 몰드(SM)가 형성된다. (도 3c)

레진이 경화되면서 배면판(BP)에 부착된 1차 소프트 몰드(SM)를 마스터 기판(MB) 및 마스터 패턴(MP)로부터 분리한다. 이 때, 1차 소프트 몰드(SM)의 가장자리 부분은 음영 패턴이 형성된 표면 보다 돌출된 부정형 문턱부(10)가 형성되어 있을 수 있다. 문턱부(10)는 도 3c에서 도시한 바와 같이, 배면판(BP)을 레진(R) 위에 합착할 때, 합착력에 의해서 레진(R)이 눌리면서 마스터 패턴(MP)의 외부로 밀려 나온 상태로 경화되어 형성된 필요 없는 부분이다. 문턱부(10)는 1차 소프트 몰드(SM)가 구현한 마스터 패턴(MP)의 음영 패턴 높이보다도 높다. 따라서, 이 문턱부(10)를 그대로 둘 경우, 이후 공정에서 1차 소프트 몰드(SM)를 사용하는데 문제가 발생한다. 따라서, 이 문턱부(10)를 제거하는 것이 바람직하다. 도면에서 점선으로 표시한 부분을 제거하여 소프트 몰드를 완성한다. (도 3d)

이후부터는 완성된 소프트 몰드를 이용하여 기판 위에 박막 소자를 패턴하는 과정을 설명한다. 기판(SUB) 위에 패턴을 형성하고자 하는 물질을 도포하여 박막층(LAY)을 형성한다. 박막층(LAY) 위에 에치-레지스터(ER)을 도포한다. 완성된 소프트 몰드(SM')를 부착하는 배면판(BP)을 박막층(LAY) 및 에치-레지스터(ER)가 도포된 기판(SUB) 위에 설치한다. 이 때, 소프트 몰드(SM')의 음영 패턴이 에치-레지스터(ER)과 대향하도록 배치한다. (도 3e)

소프트 몰드(SM')를 기판(SUB)과 정렬하여 합착한다. 소프트 몰드(SM')의 자체 무게인해 소프트 몰드(SM')의 패턴 표면이 박막층(LAY)의 표면과 접촉될 때까지 서서히 가압된다. 이와 동시에 기판을 약 130℃ 이하의 온도로 베이킹한다. 그러면, 소프트 몰드(SM')와 기판(SUB) 사이의 압력으로 발생하는 모세관 힘과 소프트 몰드(SM')와 에치-레지스트(ER) 사이의 반발력에 의해 에치-레지스트(ER)가 소프트 몰드(SM')의 음영 패턴 내부로 이동한다. (도 3f)

베이킹이 완료된 후, 소프트 몰드(SM')와 기판(SUB)을 분리한다. 그러면,박막층(LAY) 위에는 소프트 몰드(SM')의 음영 패턴이 반전 전사된 패턴 형태로 에치-레지스트(ER)이 형성된다. (도 3g)

패턴된 에치-레지스트(ER)를 마스크로 이용하여 박막층(LAY)을 식각공정으로 패턴한다. 그 결과, 기판(SUB) 위에 박막 패턴(PAT)이 완성된다. (도 3h)

이상에서 살펴 보았듯이, 소프트 몰드를 이용한 임프린트 공정은 포토리소그라피 공정보다 비교적 단순하여 시간 및 비용 절감이 우수하다. 그러나, 앞에서도 설명하였듯이, 소프트 몰드(SM')을 완성하기 위해서 1차적으로 경화된 소프트 몰드(SM)는 부정형 돌출부(10)를 갖는다. 따라서, 이 부정형 돌출부(10)가 형성된 1차 소프트 몰드(SM)의 가장자리를 재단하여 최종 소프트 몰드(SM')를 완성하여야 한다.

돌출부(10)를 제거하는 방법으로는 예리한 칼날과 같은 절단기를 이용하여 수동으로 잘라낸다. 수동으로 작업하기 때문에, 균일하게 돌출부(10)를 제거하기 어려울뿐만아니라, 절단된 면이 매끄럽지 못하여 돌출부(10)가 있을 때보다는 덜하지만, 소프트 몰드(SM')을 사용한 임프린트 공정에서 오류를 발생하는 원인이 되기도 한다.

이와 같이 돌출부(10)를 별도로 제조하지 않도록 하기 위해 가장자리 부분에만 선택적으로 자외선을 조사하지 않는 방법을 사용하기도 하지만, 선택적으로 자외선 조사를 조절하는 것이 상당히 까다로운 작업이다. 또한, 경화되지 않은 레진을 세척하여야 하는 후속 세정 작업을 수행하여야 한다. 따라서, 문턱부가 없는 소프트 몰드를 별도의 후속 공정 없이 제조하는 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 소프트 몰드를 형성함에 있어서, 가장자리 부분에 문턱 돌출부가 없는 균일한 표면을 갖는 소프트 몰드를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 소프트 몰드를 형성함에 있어서, 마스터 패턴 상에서 레진을 경화하고 난 후, 후속 처리 공정 없이 가장자리 부분에 문턱 돌출부가 없는 균일한 표면을 갖는 소프트 몰드를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 소프트 몰드 제조 방법은 마스터 기판 위에 음영 패턴을 갖는 마스터 패턴을 형성하는 단계와; 상기 마스터 패턴의 패턴 영역을 정의하는 패턴 경계선과, 상기 마스터 패턴의 최외곽선 사이에서 도포 영역을 정의하는 단계와; 상기 도포 영역 내에 감광성 레진을 도포하는 단계와; 상기 레진 위에 배면판을 합착하는 단계와; 상기 배면판에 합착된 상기 레진을 경화하는 단계와; 그리고 상기 경화된 레진을 합착하는 상기 배면판을 상기 마스터 패턴을 갖는 마스터 기판으로부터 분리하는 단계를 포함한다.

상기 도포 영역은, 상기 패턴 경계선과 상기 최외곽선 사이의 중심선과, 상기 패턴 경계선 사이에서 정의되는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 영역은, 상기 배면판을 합착하는 단계에서 합착력에 의해 상기 레진이 도포 영역 외부로 확장된 최대 확장 영역이 상기 최외곽선을 초과하지 않도록 정의하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 영역은, 상기 레진 최대 확장 영역이 상기 최외곽선보다 최소 5mm 내측으로 형성되도록 정의하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 영역 내에 상기 레진을 도포하는 단계는, 슬릿 코팅(Slit Coating)법, 막대 코팅(Bar Coating)법 그리고 스핀 코팅(Spin Coating)법 중 선택한 어느 한 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬릿 코팅법을 사용하는 경우에는, 상기 슬릿의 분사 영역을 상기 도포 영역에 상응하도록 조절하는 단계와; 상기 슬릿의 이동 범위를 상기 도포 영역 내에서 이루어지도록 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 막대 코팅법을 사용하는 경우에는, 상기 마스터 패턴의 상기 도포 영역을 제외한 외부 영역에 마스킹 테이프를 부착하는 단계와; 상기 마스터 패턴 및 상기 마스킹 테이프 위에 상기 레진을 도포하는 단계와; 상기 레진이 도포된 마스킹 테이프를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스핀 코팅을 사용하는 경우에는, 상기 마스터 패턴을 포함하는 상기 마스터 기판을 회전판 위에서 회전시키는 단계와; 상기 마스터 패턴의 중심부 위에 상기 레진을 떨구어 원심력에 의해 상기 레진을 상기 마스터 패턴 전면에 도포하는 단계와; 상기 도포 영역 외부에 도포된 레진을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 소프트 몰드는, 마스터 패턴이 형성된 마스터 기판의 도포 영역 내에 레진 물질을 도포하고, 배면판을 합착하고, 상기 레진 물질을 경화한 후, 상기 마스터 패턴으로부터 상기 경화된 레진을 분리하여 형성한 소프트 몰드에 있어서, 상기 소프트 몰드의 테두리는 상기 도포 영역과 상기 마스터 패턴의 최외곽선 사이에서 부정형 곡선의 형상을 포함한다.

상기 소프트 몰드의 상기 테두리는 상기 마스터 패턴의 상기 최외곽선보다 5mm 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 예에 의한 소프트 몰드 제조 방법은 후속 처리 공정 없이도 가장자리 부분에 문턱 돌출부가 없는 균일한 표면을 갖는 소프트 몰드를 제공한다. 따라서, 마스터 기판에서 소프트 몰드를 분리한 직후, 후속 처리 공정 없이 곧 바로 소프트 몰드를 이용한 임프린트 공정을 수행할 수 있다. 또한, 이후의 임프린트 공정에서 소프트 몰드의 가장자리에 문턱 돌출부 혹은 후속 공정으로 인한 잔여물이 없으므로 불량 없는 패턴을 형성할 수 있다.

도 1은 일반적인 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.
도 2는 도 1에서 절취선 I-I'을 따라 자른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 도시한 단면도.
도 3a 내지 3h는 종래의 임프린트 공법으로 기판 위에 박막 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 단면도들.
도 4는 본 발명으로 제조하는 소프트 몰드와 마스터 패턴과의 관계를 나타내는 평면도.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 의한 소프트 몰드 제조 방법을 나타내는 단면도들.

상기 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 및 도 5a 내지 5c를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명으로 제조하는 소프트 몰드와 마스터 패턴과의 관계를 나타내는 평면도이다. 도 5a 내지 5c는 도 4에서 절취선 II-II'을 따라 자른 본 발명에 의한 소프트 몰드 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.

마스터 기판(MB) 위에 마스터 패턴(MP)을 형성한다. 마스터 패턴(MP)은 마스터 기판(MB)과 한 몸체로 형성할 수도 있으나, 바람직하게는, 분리하여 형성하는 것이 바람직하다. 일반적으로 마스터 기판(MB)은 마스터 패턴(MP)을 올려 놓아 몰드를 제조하기 위한 것이므로, 마스터 패턴(MP)보다 크기가 큰 것이 바람직하다. 또한, 마스터 패턴(MP)은 패턴이 형성된 최외곽 경계선(PAL)을 갖는다. 예를 들어, 액정표시장치의 경우 게이트 패드나 데이터 패드의 끝 부분까지가 패턴 경계선(PAL)이 될 수 있다. 제조 공정상의 장비나 제품 요구사항 등과 같은 여러 요인들을 고려하여, 마스터 패턴(MP)의 최외곽선(MPL)은 패턴 경계선(PAL)으로부터 상당 거리를 갖고 형성된다. 도면에서 M(50%)로 표현한 점선부는 패턴 경계선(PAL)과 마스터 패턴 최외곽선(MPL) 사이 중간선을 의미한다. (도 5a)

마스터 패턴(MP)의 표면 전면에 소프트 몰드의 재질인 레진(R) 물질을 전면 도포한다. 몰드용 레진(R)은 점도가 높은 액상인 젤(gel) 형태를 갖는 광 경화성 물질인 것이 바람직하다. 이 때, 레진(R)은 적어도 패턴 경계선(PAL) 내부의 모든 패턴 영역에는 도포되어야 한다. 더 바람직하게는 패턴 경계선(PAL) 보다 약간 벗어난 정도까지 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 레진(R)의 도포 영역(A)는 패턴 경계선(PAL)보다는 외곽에 위치하여야 한다. 그러나, 이 후 공정에서 배면판(BP)을 합착할 때 몰드용 레진(R)이 외부로 밀려나는 최대 확장영역(A')이 마스터 패턴(MP)의 최외곽선(MPL)을 넘어서는 안 된다. 또한, 제조 장비 및 환경을 고려했을 때, 최대 확장 영역(A')이 마스터 패턴(MP)의 최외곽선(MPL)보다 약 5mm 내측에서 종료되도록 도포 영역(A)을 설정하는 것이 바람직하다. 이를 고려하여 레진(R)의 도포 영역(A)을 결정한다.

여기서 주의할 것은, 레진(R)의 도포 영역(A)을 정성적으로 균일하게 결정하는 것은 어렵다. 즉, 제조 공정의 조건, 제조하고자 하는 제품의 요구사항, 그리고 제조 공정의 정밀도 및 환경 조건 등에 따라 다르다. 특히, 레진(R) 물질의 확장 범위의 오차를 어느 정도로 균일하게 할 수 있는가에 따라서 많이 달라진다. 따라서, 이와 같은 제조 환경이 결정되면, 그에 맞는 최적인 레진(R)의 도포 영역(A)을 찾아서 반영하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 배면판(BP) 합착시 레진(R) 물질이 확장되는 범위의 오차 정도가 거의 균일하게 확장된다면, 도포 영역(A)는 최외곽선(MPL)에 가깝게 설정할 수 있다. 반면에, 레진(R)의 확장되는 범위 오차 정도가 심하다면, 가급적 패턴 경계선(PAL)에 가깝게 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, 레진(R)의 확장되는 범위 오차가 패턴 경계선(PAL)과 최외곽선(MPL) 사이의 길이보다 크다면, 돌출부가 발생할 수밖에 없다. 이런 경우에는, 패턴 경계선(PAL)과 최외곽선(MPL) 사이의 간격을 더 크게 설계하여야 한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 레진(R)의 도포 영역(A)은 패턴 경계선(PAL)과 중간선(M) 사이에 위치하도록 설정할 수 있다. 만일, 어떤 이유로 해서, 레진(R)의 확장 범위의 오차를 정밀하게 제어할 수 없는 상황이 된다면, 레진(R)의 도포 영역(A)은 패턴 경계선(PAL) 쪽으로 더 가깝게 설정하여야 한다. 반면에, 제조 공정의 정밀도가 더 향상되어, 레진(R)의 확장 범위의 오차가 더욱 균일해 진다면, 레진(R)의 도포 영역(A)은 중간선(M)에 더 가깝게 설정할 수 있다. 더 나아가, 레진(R)의 확장 정도 자체를 미세하게 조정이 가능하다면, 레진(R)의 도포 영역(A)은 중간선(M)과 최외곽선(MPL) 사이에서 설정할 수도 있다. (도 5b)

레진(R)을 도포하는 방법으로는, 슬릿 코팅(Slit Coating)법, 막대 코팅(Bar Coating)법 및 스핀 코팅(Spin Coating)법 등이 있다. 슬릿 코팅법은 코팅하고자 하는 사각형 영역의 일측변 길이에 해당하는 슬릿을 갖는 분사기를 가로질러 이동하면서 레진 물질을 도포한다. 이 경우, 슬릿의 크기와, 레진 분사 시작 위치 및 종료 위치를 조절하여 도포 영역(A) 내에만 레진(R)이 도포되도록 조절할 수 있다.

또한, 막대 코팅 법은 마스터 패턴(MP)의 일측변에 도포하고자 하는 레진 물질을 일정양을 쌓아 놓은 후, 막대로 레진 물질을 기판 표면 전체에 걸쳐 밀어서 레진을 도포하는 방법이다. 이 경우에는 마스터 패턴(MP)의 도포 영역(A) 외부를 마스킹 테이프로 가려 놓은 상태에서 레진 물질을 도포하고, 마스킹 테이프를 제거하여 도포 영역(A) 내에만 레진이 도포되도록 한다. 특히, 이 경우, 마스킹 테이프의 두께는 도포하고자 하는 레진의 도포 두께에 상응하는 두께를 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 스핀 코팅법은 마스터 기판(MB)를 회전판 위에서 회전 시키면서, 마스터 패턴(MP)의 중앙부에 레진 물질을 떨어 뜨려 원심력에 의해 레진이 기판 전체에 도포되도록 하는 방법이다. 스핀 코팅법은 원형 기판에 레진 물질을 도포할 때 주로 사용하는 방법으로서, 스핀 코팅 후에 원심력에 의해 기판의 가장자리를 타고 배면에까지 레진 물질이 도포되는 경우가 많다. 이와 같이 가장 자리 및 배면으로까지 확장된 레진 물질을 제거하기 위해, 스핀 코팅 장비에는 EBR(Edge Bead Remove)라는 레진 물질 제거 장비를 사용한다. 스핀 코팅법을 사용하는 경우에는, EBR 장비를 조정하여 마스터 패턴(MP)의 도포 영역(A)을 벗어난 레진 물질을 제거하여 도포 영역(A) 내에만 레진 물질이 도포되도록 조절한다.

이와 같은 방법 등으로 레진(R)을 마스터 패턴(MP)의 도포 영역(A) 내에 도포한 후, 레진(R) 위에 소프트 몰드의 배면판(BP)을 올려 놓는다. 레진(R)이 마스터 패턴(MP)을 잘 구현하도록 하기 위해 배면판(BP)와 몰드가 잘 합착되도록 압력을 가할 수도 있다. 이 경우, 배면판(BP)의 전면에 걸쳐 균일한 합착력을 가하기 위해 진공력을 이용하는 것이 바람직하다. 또는, 배면판(BP)의 자체 중량(자중)을 이용하여 합착할 수도 있다. 배면판(BP)를 레진(R) 위에 합착한 후, 자외선을 기판 전면에 조사하여 레진(R)을 경화 시킨다. 그러면, 레진(R)이 경화되면서 마스터 패턴(MP)의 음영 형태가 전사된 소프트 몰드(SM)가 형성된다. 이 때, 레진(R)이 배면판(BP)와의 합착력에 의해 확장된 최대 확장영역(A')은 마스터 패턴(MP)의 최외곽선(MPL)을 넘지 않는다. (도 5c)

다시 도 4를 참조하여 본 실시 예에 의해 제조한 소프트 몰드(SM)의 특징을 살펴보면 다음과 같다. 소프트 몰드(SM)는 마스터 기판(MB) 위에 형성된 마스터 패턴(MP)을 이용하여 제조하므로, 마스터 패턴(MP)과의 상관 관계가 있다. 마스터 패턴(MP)의 도포 영역(A) 내에서 젤 형태의 액상 레진을 도포하고, 배면판(BP)을 합착하기 때문에, 레진은 합착력에 의해 도포 영역(A) 외부로 일부 밀려 나갈수 밖에 없다. 그러나, 마스터 패턴(MP)이 일정한 또는 균일한 형상을 갖지 않기 때문에, 레진이 밀려나는 정도가 불균일하다. 레진이 밀려 나간 최대 확장 범위(A')는 마스터 패턴(MP)의 테두리 선을 넘지 않는 것이 바람직하다. 불균일하게 밀려난 상태에서 레진을 경화하기 때문에, 소프트 몰드(SM)의 테두리는 부정형의 곡선형태를 갖는다. 그러나 부정형 곡선 형태를 갖는 소프트 몰드(SM) 테두리의 최대 범위는 마스터 패턴(MP)의 최외곽 테두리 선 이내에서 형성된다. 더욱 바람직하게는 마스터 패턴(MP)의 최외곽 테두리 선보다 5mm 이내에서 형성된다.

본 발명에 의한 소프트 몰드(SM)는 후속 처리 공정 없이도, 가장자리 부분에 문턱 돌출부가 없는 균일한 표면을 갖는다. 따라서, 이후, 마스터 패턴(MP) 및 마스터 기판(MB)에서 소프트 몰드(SM)를 분리한 직후, 바로 소프트 몰드(SM)를 이용한 임프린트 공정을 수행할 수 있다.

TFT: 박막 트랜지스터 G: 게이트 전극
S: 소스 전극 D: 드레인 전극
ACT: 반도체 층 n: 오믹층
ACT': 반도체 채널층 n': 오믹 접촉층
GL: 게이트 배선 GP: 게이트 패드
GPH: 게이트 패드 콘택홀 GPT: 게이트 패드 단자
PXL: 화소 전극 DH: 드레인 콘택홀
DL: 데이터 배선 DP: 데이터 패드
DPH: 데이터 패드 콘택홀 DPT: 데이터 패드 단자
SUB: 기판 GI: 게이트 절연막
PAS: 보호막
MB: 마스터 기판 MP: 마스터 패턴
R: 레진 BP: 배면판
SM': 1차 소프트 몰드 SM: 소프트 몰드
10: 돌출부 LAY: 박막층
ER: 에치-레지스트 PAT: 박막 패턴
PAL: 패턴 경계선 M: 중간선
MPL: 마스터 패턴 최외곽선 A: 레진 도포 영역
A': 레진 최대 확장 영역

Claims

마스터 기판 위에 음영 패턴을 갖는 마스터 패턴을 형성하는 단계와;
상기 마스터 패턴의 패턴 영역을 정의하는 패턴 경계선과, 상기 마스터 패턴의 최외곽선 사이에서 도포 영역을 정의하는 단계와;
상기 도포 영역 내에 감광성 레진을 도포하는 단계와;
상기 레진 위에 배면판을 합착하는 단계와;
상기 배면판에 합착된 상기 레진을 경화하는 단계와; 그리고
상기 경화된 레진을 합착하는 상기 배면판을 상기 마스터 패턴을 갖는 마스터 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 도포 영역은, 상기 패턴 경계선과 상기 최외곽선 사이의 중심선과, 상기 패턴 경계선 사이에서 정의되는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 도포 영역은, 상기 배면판을 합착하는 단계에서 합착력에 의해 상기 레진이 도포 영역 외부로 확장된 최대 확장 영역이 상기 최외곽선을 초과하지 않도록 정의하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 도포 영역은, 상기 레진 최대 확장 영역이 상기 최외곽선보다 최소 5mm 내측으로 형성되도록 정의하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 도포 영역 내에 상기 레진을 도포하는 단계는, 슬릿 코팅(Slit Coating)법, 막대 코팅(Bar Coating)법 그리고 스핀 코팅(Spin Coating)법 중 선택한 어느 한 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 슬릿 코팅법을 사용하는 경우에는,
상기 슬릿의 분사 영역을 상기 도포 영역에 상응하도록 조절하는 단계와;
상기 슬릿의 이동 범위를 상기 도포 영역 내에서 이루어지도록 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 막대 코팅법을 사용하는 경우에는,
상기 마스터 패턴의 상기 도포 영역을 제외한 외부 영역에 마스킹 테이프를 부착하는 단계와;
상기 마스터 패턴 및 상기 마스킹 테이프 위에 상기 레진을 도포하는 단계와;
상기 레진이 도포된 마스킹 테이프를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 스핀 코팅을 사용하는 경우에는,
상기 마스터 패턴을 포함하는 상기 마스터 기판을 회전판 위에서 회전시키는 단계와;
상기 마스터 패턴의 중심부 위에 상기 레진을 떨구어 원심력에 의해 상기 레진을 상기 마스터 패턴 전면에 도포하는 단계와;
상기 도포 영역 외부에 도포된 레진을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드 제조 방법.
마스터 패턴이 형성된 마스터 기판의 도포 영역 내에 레진 물질을 도포하고, 배면판을 합착하고, 상기 레진 물질을 경화한 후, 상기 마스터 패턴으로부터 상기 경화된 레진을 분리하여 형성한 소프트 몰드에 있어서,
상기 소프트 몰드의 테두리는 상기 도포 영역과 상기 마스터 패턴의 최외곽선 사이에서 부정형 곡선의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드.
제 9 항에 있어서,
상기 소프트 몰드의 상기 테두리는 상기 마스터 패턴의 상기 최외곽선보다 5mm 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 소프트 몰드.