KR20150089708A

KR20150089708A - 모기판 어셈블리 제조방법

Info

Publication number: KR20150089708A
Application number: KR1020140010631A
Authority: KR
Inventors: 박승원; 김태우; 이문규; 강민혁
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-05
Also published as: US20160356935A1; US9910201B2; US9423541B2; US20150212239A1; KR102146121B1

Abstract

모기판 어셈블리를 제조하는 방법은 투명 기판의 전면 상에 금속층을 형성하고, 금속층 상에 식각 정지층 및 포토레지스트 층을 순차적으로 형성한다. 이후, 제1 마스크를 이용하여 기판영역 내의 상기 포토레지스트 층을 풀 노광시키고, 표시 영역 내의 상기 포토레지스트 층을 언더 노광시키고, 상기 비표시 영역 및 얼라인 키 영역을 차광시키는 노광 단계를 진행한다. 이어서, 서로 다른 높이를 갖는 상기 메인 및 서브 포토레지스트 층을 형성하고, 기판영역내의 상기 식각 정지층의 상면을 노출시키는 디벨롭 단계를 진행한다. 상기 기판영역내의 상기 식각 정지 층 및 상기 금속층을 제거하여 상기 얼라인 키 영역내에 얼라인 키를 형성한다. 상기 서브 포토레지스트 층을 식각하여 제거하는 단계를 진행하고, 상기 표시 영역내의 상기 식각 정지층을 제거한 후, 상기 메인 포토레지스트 층을 스트립하여 상기 비표시 영역 및 상기 얼라인 키 영역을 노출 시킨다. 그 후, 상기 표시 영역내의 상기 금속층을 식각하여 금속 나노 와이어를 형성한다.

Description

모기판 어셈블리 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING MOTHER SUBSTRATE ASSEMBLY}

본 발명은 모기판 어셈블리 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인셀 반사형 편광판을 포함하는 모기판 어셈블리 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 상호 이격되어 배열된 금속 와이어는 전자기파의 편광을 선택적으로 투과시키거나 반사시킨다. 즉, 입사되는 전자기파의 파장보다 금속 와이어 배열의 주기가 짧은 경우, 금속 와이어와 평행한 편광 성분은 반사되고, 수직한 편광 성분은 투과된다.

이 현상을 이용하여 편광 효율이 우수하고, 투과율이 높으며, 시야각이 넓은 편광자를 제조할 수 있는데, 이러한 소자를 선 격자 편광자(Wire Grid Polarizer)라고 한다.

최근, 선 격자 편광자는 표시 장치에 채용되고 있다.

본 발명의 목적은 사용되는 마스크의 개수를 감소시킨 모기판 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모기판 어셈블리를 제조방법은 비표시 영역 및 표시 영역을 구비하는 셀영역, 얼라인 키 영역, 및 상기 셀영역 및 상기 얼라인 키 영역을 둘러싸는 기판영역으로 구분되는 투명 기판의 전면 상에 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층의 전면 상에 식각 정지층 층을 형성하는 단계; 상기 식각 정지층의 전면 상에 포토레지스트 층을 형성하는 단계; 제1 마스크를 이용하여 상기 기판영역 내의 상기 포토레지스트 층을 풀 노광시키고, 상기 표시 영역 내의 상기 포토레지스트 층을 언더 노광시키고, 상기 비표시 영역 및 얼라인 키 영역을 차광시키는 노광 단계; 상기 포토레지스트 층을 현상하여 서로 다른 높이를 갖는 상기 메인 및 서브 포토레지스트 층을 형성하고, 상기 기판영역내의 상기 식각 정지층의 상면을 노출시키는 디벨롭 단계; 상기 기판영역내의 상기 식각 정지층 및 상기 금속층을 제거하여 상기 얼라인 키 영역내에 얼라인 키를 형성하는 단계; 상기 서브 포토레지스트 층을 제거하는 상기 표시 영역내의 상면을 노출시키는 단계; 상기 표시 영역내의 상기 식각 정지층을 제거하는 단계; 상기 메인 포토레지스트 층을 제거하여 상기 비표시 영역 및 상기 얼라인 키 영역을 노출 시키는 단계; 상기 표시 영역내의 상기 금속층을 식각하여 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 마스크는 상기 기판영역에 대응되는 제1 영역, 상기 표시 영역에 대응되는 제2 영역 및 상기 비표시 영역 및 상기 얼라인 키 영역에 대응되는 제3 영역을 포함하며, 상기 제1 영역의 제1 투과율은 상기 제2 영역의 제2 투과율의 투과율보다 높으며, 상기 제2 투과율은 상기 제3 영역의 제3 투과율보다 높다.

상기 제1 마스크는 하프 톤 마스크, 슬릿 마스크, 및 바이너리 마스크 중 어느 하나 이다.

상기 서브 포토레지스트층의 제2 두께는 상기 메인 포토레지스트층의 제1 두께보다 얇다.

상기 금속 나노 와이어를 형성하는 단계는 상기 식각 정지층 및 상기 금속층 및 상기 투명 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 제2 마스크를 이용하여 상기 표시 영역내의 상기 희생층을 패터닝하여 바 패턴을 형성하는 단계; 상기 바 패턴 및 상기 희생층 상에 격벽층을 형성하는 단계; 상기 격벽층을 이방성 식각하여 상기 바 패턴의 측벽을 따라 형성되고, 서로 소정 간격 이격된 격벽들을 형성하는 단계; 상기 바 패턴을 제거하는 단계; 상기 격벽들 사이의 개구부 및 상기 비표시 영역에 제1 및 제2 폴리머로 이루어진 공중합체층를 제공하는 단계; 상기 공중합체층을 열처리하여 상기 표시 영역에 제1 및 제2 폴리머를 교대로 배열시키는 단계; 상기 제1 및 제2 폴리머 중 제2 폴리머를 제거하여 제1 폴리머로 이루어지고, 상기 격벽들 사이에서 서로 소정 간격 이격된 다수의 돌출바를 형성하는 단계; 상기 격벽들 및 상기 돌출바들을 마스크로하여 상기 금속층을 식각한다.

상기 희생층 및 상기 격벽층은 상기 금속층과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다.

상기 희생층의 식각 선택비는 상기 격벽층의 식각 선택비보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 희생층은 실리콘 질화물이고, 상기 격벽층은 실리콘 산화물인 것을 특징으로 한다.

상기 격벽의 높이는 상기 공중합체층의 높이보다 크다.

상기 바 패턴의 측벽의 경사각은 85°내지 95° 범위에 존재한다.

상기 이방성 식각은 상기 투명 기판의 상기 전면에 실질적으로 수직한 방향으로 이루어진다.

상기 금속 나노 와이어를 형성하는 단계는 상기 식각 정지층 및 상기 금속층 및 상기 투명 기판 상에 제1 상기 금속층 상에 제1 격벽층을 형성하는 단계; 상기 제1 격벽층 상에 하드 마스크층을 형성하는 단계; 상기 하드 마스크층 상에 희생층을 형성하는 단계; 제2 마스크를 이용하여 상기 표시 영역내의 상기 희생층을 패터닝하여 바 패턴을 형성하는 단계; 상기 바 패턴 및 상기 하드 마스크층 상에 제2 격벽층을 형성하는 단계; 상기 제2 격벽층을 이방성 식각하여 상기 바 패턴의 측벽을 따라 형성되고, 서로 소정 간격 이격된 제1 격벽들을 형성하는 단계; 상기 바 패턴을 제거하는 단계; 상기 제1 격벽들을 마스크로 하여 상기 하드 마스크층을 식각하여 제2 격벽들을 형성하는 단계; 상기 제2 격벽들을 마스크로 하여 상기 제1 격벽층을 식각하여 제3 격벽들을 형성하는 단계; 상기 제3 격벽들 사이에 제1 및 제2 폴리머로 이루어진 공중합체층를 제공하는 단계; 상기 공중합체층을 열처리하여 상기 표시 영역에 제1 및 제2 폴리머를 교대로 배열시키는 단계; 상기 제1 및 제2 폴리머 중 제2 폴리머를 제거하여 제1 폴리머로 이루어지고, 상기 제3 격벽들 사이에서 서로 소정 간격 이격된 다수의 돌출바를 형성하는 단계; 상기 제3 격벽들 및 상기 돌출바들을 마스크로하여 상기 금속층을 식각하는 단계를 포함한다.

상기 희생층 및 상기 제1 격벽층은 상기 하드 마스크층과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다.

상기 희생층의 식각 선택비는 상기 제1 격벽층의 식각 선택비보다 높고, 상기 하드 마스크층은 상기 제2 격벽층보다 높은 식각 선택비를 갖는다.

상기 희생층 및 상기 제1 격벽층은 실리콘 질화물이고, 상기 하드 마스크층은 알루미늄이고, 상기 제2 격벽층은 실리콘 산화물이다.

상기 제3 격벽의 높이는 상기 공중합체층의 높이보다 크다.

상기 식각 정지층은 크롬 또는 인듐 틴 옥사이드로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모기판 어셈블리 제조 방법은 비표시 영역 및 표시 영역을 구비하는 셀영역, 얼라인 키 영역, 및 상기 셀영역 및 상기 얼라인 키 영역을 둘러싸는 기판영역으로 구분되는 투명 기판의 전면 상에 금속층을 형성하는 단계; 상기 금속층을 식각하여 상기 얼라인 키 영역에 얼라인 키를 형성하는 단계; 상기 금속층을 식각하여 상기 비표시 영역에 반사부를 형성하는 단계; 상기 표시 영역내의 상기 금속층을 식각하여 상기 표시 영역내에 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 얼라인 키를 형성하는 단계는 상기 기판 영역 내의 상기 금속층을 식각한다.

상기 얼라인 키를 형성하는 단계는 상기 얼라인 키 영역 내의 상기 금속층을 식각한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 마스크를 이용하여 인셀 반사형 편광판 및 얼라인 키(Align Key)를 동시에 형성함으로써, 상기 얼라인 키를 형성하기 위한 별도의 마스크 공정 없이 모기판 어셈블리를 제조할 수 있다. 그 결과 모기판 어셈블리의 제조 공정에서 사용되는 마스크의 개수를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모기판 어셈블리를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 편광부의 평면도이다.
도 4a 내지 도 4q는 본 발명의 일 실시예에 따른 모기판 어셈블리의 제조과정을 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5s는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모기판 어셈블리의 제조과정을 나타낸 단면도이다.
도 6은 제1 기판 및 제2 기판을 결합 시키는 공정을 나타낸 사시도 이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모기판 어셈블리를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 모기판 어셈블리(MS)는 셀영역(CA), 얼라인 키 영역(KA) 및 기판영역(SA)을 포함한다.

상기 모기판 어셈블리(MS)는 예를 들면, 제1 방향(D1)과 평행한 한 쌍의 변 및 상기 제1 방향(D1)과 수직하는 제2 방향(D2)과 평행한 다른 한 쌍의 변으로 이루어진 직사각형 형상을 가질 수 있다.

상기 셀영역(CA)은 복수로 제공된다. 예를 들면, 상기 셀영역(CA)은 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2)은 모기판 어셈블리(MS)내에 상기 제2 방향(D2)을 따라 순차적으로 배열 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2)은 예를 들면, 직사각형 형상을 가질 수 있다. 각 상기 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2)에는 표시셀(100, 도 2에 도시됨)이 형성 될 수 있다. 상기 표시셀(100)은 영상을 생성하는 복수의 화소(PX)를 포함한다.

상기 얼라인 키 영역(KA)은 제1 내지 제4 얼라인 키 영역(KA1~KA4)을 포함한다.

상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)은 상기 제1 셀영역(CA1) 및 상기 모기판 어셈블리(MS)의 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 우측 단부 사이에 배치된다. 상기 제2 얼라인 키 영역(KA2)은 상기 제2 셀영역(CA2) 및 상기 모기판 어셈블리(MS)의 상기 우측 단부 사이에 배치된다.

상기 제3 얼라인 키 영역(KA3)은 상기 제1 셀영역(CA1) 및 상기 모기판 어셈블리(MS)의 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 좌측 단부 사이에 배치된다. 상기 제4 얼라인 키 영역(KA4)은 상기 제2 셀영역(CA2) 및 상기 모기판 어셈블리(MS)의 상기 좌측 단부 사이에 배치된다.

각 상기 제1 내지 제4 얼라인 키 영역(KA1~KA4)에는 얼라인 키(300)가 배치된다. 상기 기판영역(SA)은 상기 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2) 및 상기 제1 내지 제4 얼라인 키 영역(KA1~KA4)을 둘러싼다.

상기 모기판 어셈블리(MS)는 상기 제1 및 제2 셀영역(CA1, CA2)의 경계를 따라 커팅된다. 그에 따라, 상기 표시셀(100)은 상기 모기판 어셈블리(MS)로부터 분리되며, 상기 기판영역(SA) 및 상기 제1 내지 제4 얼라인 키 영역(KA1~KA4)은 상기 모기판 어셈블리(MS)에 남는다. 이후, 상기 분리된 표시셀(100)은 표시패널이 되며, 상기 표시패널은 상기 표시패널을 제어하는 인쇄회로기판 및 상기 표시패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛과 조립되어 액정표시장치를 구성한다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 편광부의 평면도 이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 표시셀(100)은 제1 기판(150), 상기 제1 기판(150)과 마주하는 제2 기판(180) 및 상기 제1 기판(150)과 상기 제2 기판(180)과의 사이에 개재된 액정층(190)을 포함한다.

상기 제1 기판(150)은 인셀 반사형 편광판(120), 상기 인셀 반사형 편광판(120)을 커버하는 베이스 절연막(130), 상기 베이스 절연막(130) 상에 구비된 화소 어레이층(140)을 포함한다.

상기 표시셀(100)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분되고, 상기 인셀 반사형 편광판(120)은 상기 표시 영역(DA)에 대응하여 상기 제1 투명 기판(110) 상에 구비된 편광부(123) 및 상기 비표시 영역(NDA)에 대응하여 상기 제1 투명 기판(110) 상에 구비된 반사부(124)를 포함한다.

상기 편광부(123)는 복수의 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)를 포함한다. 본 발명의 일 예로 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)는 서로 평행하게 상기 제2 방향(D2)으로 연장되며, 상기 제1 방향(D1)으로 서로 소정 간격 이격하여 배치된다. 상기 인접하는 두 개의 제2 금속 나노 와이어(122) 사이에는 적어도 하나의 제1 금속 나노 와이어(121)가 존재한다. 상기 제2 금속 나노 와이어(122)는 상기 제1 금속 나노 와이어(121)의 폭과 높이보다 큰 폭과 높이를 갖는다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 금속 나노 와이어(121)의 폭을 'W1'이라 하고, 상기 제2 금속 나노 와이어(122)의 폭을 'W2'라 할 때, 상기 W2는 W1보다 크고, '2×W1'이하의 값을 가질 수 있다.

예를 들어, 가시광 영역에서 편광판으로서 동작하기 위해서 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122) 중 상기 제1 금속 나노 와이어들(121) 각각의 폭은 0nm < W1 < 100nm의 범위의 값을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 금속 나노 와이어들(122) 각각의 폭(W2)은 80nm < W2 <200nm의 범위의 값을 가질 수 있다.

본 발명의 일 예로, 상기 제2 금속 나노 와이어(122)의 개수는 상기 제1 금속 나노 와이어(121)의 개수보다 작거나 같을 수 있다. 즉, 상기 제2 금속 나노 와이어(122)의 배열 주기는 상기 제1 금속 나노 와이어(121)의 배열 주기와 같거나 클 수 있다.

상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122)에 제공된 상기 광 중 상기 금속 나노 와이어들(121, 122)의 연장 방향과 평행한 편광 성분인 S파는 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122)의 금속 성질에 의해서 반사되고, 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122)의 연장 방향과 직교하는 방향과 평행한 편광 성분인 P파는 투과된다.

상기 반사부(124)는 알루미늄과 같은 반사율이 높은 물질로 이루어져 상기 반사부(124)로 제공된 광을 반사한다. 상기 표시셀(100)이 상기 표시패널로 되어 상기 백라이트 유닛과 조립되는 경우, 상기 반사부(124)를 통해 반사된 광은 상기 백라이트 유닛에 의해 다시 반사되어 상기 표시셀(100) 측으로 재입사된다. 따라서, 상기 인셀 반사형 편광판(120)의 상기 반사부(124)에 의해서 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 인셀 반사형 편광판(120)의 상면에는 베이스 절연막(130)이 형성된다. 상기 베이스 절연막(130)은 상기 반사부(124) 및 상기 편광부(123)를 전체적으로 커버한다.

상기 베이스 절연막(130) 상에는 화소 어레이층(140)이 형성된다. 상기 베이스 절연막(130)은 상기 반사부(124) 및 편광부(123)를 상기 화소 어레이층(140)과 전기적으로 절연시키기 위하여 절연성 물질로 이루어진다.

상기 화소 어레이층(140)은 박막 트랜지스터(TR), 층간 절연막(146) 및 화소 전극(147)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(TR)는 게이트 전극(141), 소오스 전극(144) 및 드레인 전극(345)을 포함한다. 구체적으로, 상기 베이스 절연막(130) 상에는 상기 게이트 전극(141)이 형성되고, 상기 게이트 전극(141)은 게이트 절연막(142)에 의해서 커버된다. 상기 게이트 전극(141)에 대응하여 상기 게이트 절연막(142) 상에는 반도체층(143)이 형성되고, 상기 반도체층(143) 상에서 상기 소오스 전극(144) 및 상기 드레인 전극(145)은 소정 간격 이격하여 배치된다.

상기 층간 절연막(146)은 상기 박막 트랜지스터(TR)를 커버하도록 상기 게이트 절연막(142) 상에 형성되고, 상기 층간 절연막(146) 위로 상기 화소 전극(147)이 형성된다.

도 2에 도시된 제1 기판(150)의 구조는 본 발명의 일 실시예로 제시된 것이며, 본 발명은 도 2에 도시된 제1 기판(150)의 구조에 한정되지 않는다.

상기 제2 기판(180)은 제2 투명 기판(160), 컬러 필터층(171) 및 블랙 매트릭스(172)를 포함한다. 상기 제2 투명 기판(160)은 상기 제1 투명 기판(110)과 대향하여 배치되고, 상기 블랙 매트릭스(172)는 상기 비표시 영역(NDA)에 대응하여 상기 제2 투명 기판(160) 상에 구비된다. 상기 컬러 필터층(171)은 레드, 그린 및 블루 색화소를 포함하고, 각 색화소들은 적어도 상기 표시 영역(DA)에 대응하고, 상기 블랙 매트릭스(172)와 중첩할 수 있다.

상기 제1 기판(150)과 상기 제2 기판(180) 사이에는 상기 액정층(190)이 구비되고, 상기 표시셀(100)은 상기 제1 및 제2 기판(150, 180) 사이에 상기 액정층(190)이 형성될 공간을 제공하기 위하여 상기 제1 기판(150)과 상기 제2 기판(180)을 소정 간격 이격시키는 스페이서(175)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 표시셀(100) 상에는 이색성 편광판(dichroic polarizer)(DP)이 구비된다. 상기 이색성 편광판(DP)은 시트 형태로 이루어져 상기 표시셀(100) 상에 부착될 수 있다. 상기 이색성 편광판(DP)의 편광축은 상기 인셀 반사형 편광판(120)의 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122)의 연장 방향과 수직 또는 평행할 수 있다.

상기 얼라인 키(300)는 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 대응하여 상기 제1 투명 기판(110) 상에 배치된다. 상기 얼라인 키(300)는 상기 반사부(124)와 같이 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4q은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 과정을 나타낸 공정 사시도들이다.

도 4a 내지 도 4q에서는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도를 기준으로 설명한다.

도 4a를 참조하면, 제1 투명기판(110)의 전면상에는 금속층(210)이 형성된다. 본 발명의 일 예로 상기 금속층(210)은 알루미늄(Al)일 수 있다. 상기 금속층(210)의 높이는 형성하고자 하는 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122, 도 2에 도시됨)의 높이를 고려하여 설정할 수 있다.

상기 금속층(210)의 전면상에는 식각 정지층(220)이 소정 두께로 형성된다. 상기 식각 정지층(220)은 크롬 또는 인듐 틴 옥사이드로 이루어질 수 있다.

상기 식각 정지층(200)의 전면상에는 제1 포토레지스트층(230)이 형성된다. 상기 제1 포토레지스트층(230)의 두께는 제1 두께(th1)을 갖는다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(230) 상에 제1 마스크(M1)가 정렬된다. 상기 제1 마스크(M1)는 하프 톤 마스크, 슬릿 마스크, 및 바이너리 마스크 중 어느 하나 일 수 있다. 이하, 상기 제1 마스크(M1)가 슬릿 마스크인 실시예에 대하여 설명한다. 상기 제1 마스크(M1)는 마스크 기판(MS), 차광부(BP) 및 복수의 슬릿부(SP)를 포함한다.

상기 제1 마스크(M1)은 제1 내지 제3 영역(A1~A3)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2)은 상기 기판영역(SA) 및 상기 표시 영역(DA)에 각각 대응하여 정의된다. 상기 제3 영역(A3)은 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 대응하여 정의된다. 상기 차광부(BP) 및 상기 슬릿부(SP)는 각각 상기 제3 및 제2 영역(A3, A2)에 대응하여 상기 마스크 기판(MS)에 배치된다. 상기 차광부(BP)는 차광물질로 이루어지며, 상기 차광부(BP)측으로 입사된 광을 차광한다. 상기 슬릿부(SP)는 상기 차광물질사이에 형성된 다수의 슬릿을 포함한다. 상기 슬릿부(SP)은 상기 슬릿부(SP)측으로 입사된 광의 세기를 감소시킨다. 상기 제1 영역(DA)에는 차광 물질이 제공되지 않으므로, 상기 제1 영역(DA)으로 입사된 광은 대부분 상기 제1 마스크(M1)을 통과한다. 그에 따라, 상기 제1 영역(A1)의 제1 투과율은 상기 제2 영역(A2)의 제2 투과율의 투과율보다 높으며, 상기 제2 투과율은 상기 제3 영역(A3)의 제3 투과율보다 높다.

상기 제1 포토레지스트층(230)은 상기 제1 마스크(M1)를 통해 노광된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 마스크(M1)의 상면에 광이 조사되면, 상기 제1 영역(DA1)측으로 입사된 광은 대부분 상기 제1 마스크(M1)를 통과하므로, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 제1 포토레지스트층(230)을 풀 노광(full exposure)시킨다. 또한, 상기 슬릿부(SP) 측으로 입사된 광은 상기 슬릿부(SP)에 의해 그 세기가 감소된 후 상기 제1 마스크(M1)를 통과하여, 상기 표시영역(DA)내의 상기 제1 포토레지스트층(230)을 언더 노광(under exposure) 시킨다. 또한, 상기 차광부(BP)측으로 입사된 광은 차광부(BP)에 의해 차광되므로, 상기 비표시영역(NDA) 내의 상기 제1 포토레지스트층(230)은 노광되지 않는다. 여기서 상기 풀 노광이란, 두께 방향으로 포토레지스트를 완전히 노광시키는 임계 노광값(Optimal Exposure Energy)이상의 에너지 갖는 광의 세기를 통해 노광시키는 것을 의미하며, 상기 언더 노광이란, 상기 임계 노광값이하의 에너지를 갖는 광의 세기를 통해 노광시키는 것을 의미한다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(230)을 현상하는 디벨롭 단계가 진행 된다. 상기 기판 영역(SA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 풀 노광 되었으므로, 상기 기판 영역(SA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 완전히 제거된다. 그 결과 상기 기판 영역(SA) 내의 상기 식각 정지층(220)의 상면은 노출된다. 상기 표시 영역(DA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 언더 노광 되었으므로, 상기 표시 영역(DA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)의 상면으로부터 일정한 깊이까지의 부분만 제거되어 서브 포토레지스트층(232)을 형성한다. 상기 서브 포토레지스트층(232)은 상기 제1 두께(th1)보다 얇은 제2 두께(th2)를 갖는다. 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 노광 되지 않았으므로, 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 제거되지 않는다. 그 결과, 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에는 상기 제1 두께(th1)를 갖는 메인 포토레지스트층(231)이 형성된다.

도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 식각 정지층(220) 및 상기 금속층(210)은 제거된다. 따라서, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 제1 투명 기판(110)의 상면은 노출된다. 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1) 내에 배치된 상기 금속층(210)은 제거되지 않고 잔류한다. 따라서, 잔류하는 금속층(210)에 의해서 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)내에 상기 얼라인 키(300)가 형성된다.

도 4e를 참조하면, 상기 서브 포토레지스트층(232)은 식각되어 제거 된다. 이후, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 식각 정지층(220)을 제거한다. 상기 서브 포토레지스트층(232) 식각시 상기 메인 포토레지스트층(232)도 식각되어 상기 메인 포토레지스트층(231)의 두께는 제1 두께(th1)에서 상기 제1 두께(th1)보다 얇은 제3 두께(th3)가 된다.

도 4f를 참조하면, 상기 메인 포토레지스트층(231)을 스트립하여 제거하는 단계가 진행 된다. 이후, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 희생층(240)이 소정 두께로 형성된다. 상기 희생층(240)은 상기 식각 정지층(220), 상기 금속층(210), 상기 제1 투명기판(110)을 커버한다.

도 4g를 참조하면, 상기 희생층(240) 상에는 제2 포토레지스트층(250)이 형성된다. 상기 제2 포토레지스트층(250) 상에 제2 마스크(M2)가 정렬된다. 상기 제2 마스크(M2)를 이용한 포토 리소그래피 공정을 통해 상기 제2 포토레지스트층(250)을 패터닝한다.

상기 제2 마스크(M2)를 이용하여 상기 제2 포토레즈스트층(250)을 패터닝하면, 도 4h와 같이, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 희생층(240) 상에는 포토마스크(251)가 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 포토 마스크(251)는 상기 제1 투명 기판(110)의 네 변 중 서로 나란한 두 개의 변과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.

도 4i를 참조하면, 상기 포토 마스크(251) 및 상기 제2 포토레지스트층(250)에 의해 커버되지 않은 부분의 상기 희생층(240)을 건식 식각하여 상기 표시 영역(DA) 내에 바 패턴들(241)을 형성한다. 이후 상기 포토 마스크(251) 및 상기 제2 포토레지스트층(250)을 제거한다.

상기 바 패턴들(241) 각각의 폭(Wa)은 상기 포토 마스크(251)의 폭에 의해서 조정될 수 있다. 또한, 상기 바 패턴들(241) 각각의 측벽의 경사각을 'θ'라고 할 때, 상기 θ는 85°내지 95°범위에 존재할 수 있다. 상기 바 패턴들(241) 각각의 폭(Wa)은 서로 인접하는 두 개의 바 패턴 사이의 간격(d1)보다 작을 수 있다.

도 4j를 참조하면, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 격벽층(260)이 형성된다. 상기 격벽층(260)은 상기 희생층(240), 상기 바 패턴들(241) 및 상기 금속층(210)을 커버한다. 이후, 상기 격벽층(260)을 이방성 식각하면 도 4k에 도시된 바와 같이 상기 바 패턴들(241)의 측벽을 따라 배치되고, 서로 소정 간격 이격된 격벽들(261)이 상기 표시 영역(DA) 내에 형성된다.

본 발명의 일 예로, 상기 이방성 식각은 상기 제1 투명 기판(110)의 상기 전면에 실질적으로 수직한 방향으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 격벽층(260) 중 상기 전면과 평행한 부분은 상기 이방성 식각에 의해서 제거되고, 상기 격벽층(260) 중 상기 전면과 수직한 부분은 상기 이방성 식각에 의해서 제거되지 않는다.

따라서, 상기 바 패턴들(241)의 측벽을 따라 상기 격벽들(261)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 희생층(240)의 식각 선택비는 상기 격벽층(260)의 식각 선택비보다 크다. 상기 희생층(240)의 식각 선택비는 상기 격벽층(260)의 식각 선택비보다 2배 이상 클 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 희생층(240)은 실리콘 질화물일 수 있고, 상기 격벽층(260)은 실리콘 산화물일 수 있다.

이 경우, 상기 격벽층(260)을 이방성 식각하는 과정에서 상기 희생층(240)으로부터 형성된 상기 바 패턴들(241)은 식각되지 않고 잔류할 수 있다.

이후, 상기 바 패턴들(241)을 식각하면, 도 4l과 같이 상기 표시 영역(DA) 내에는 서로 소정 간격 이격하여 상기 격벽들(261)만이 상기 금속층(210) 상에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 격벽들(261) 각각은 80nm 내지 200nm의 폭을 가질 수 있다.

상기 희생층(240) 및 상기 격벽층(260)은 상기 금속층(110)과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다. 즉, 상기 바 패턴들(241) 및 상기 격벽층(260)을 식각하는 과정에서 상기 금속층(110)이 식각되지 않는 식각 조건을 가질 수 있는 물질로 상기 희생층(240) 및 상기 격벽층(260)을 형성할 수 있다.

도 4m을 참조하면, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 공중합체층(270)이 형성된다. 상기 공중합체층(270)은 상기 식각 정지층(220), 상기 금속층(210), 및 상기 제1 투명 기판(110)을 커버한다. 상기 표시영역(DA) 내의 상기 격벽들(261) 사이의 공간은 상기 공중합체층(270)에 의해 채워진다. 여기서, 상기 공중합체층(270)은 상기 격벽들(261) 각각의 높이보다 작은 높이로 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 공중합체층(270)은 제1 폴리머 및 제2 폴리머가 서로 불규칙하게 무질서한 방향으로 정렬되어 있다. 상기 제1 및 제2 폴리머는 각각 PS(poly stylrene) 및 PMMA(Poly methylmethacrylate) 일 수 있다.

상기 공중합체층(270)을 열처리하면, 도 4n과 같이 상기 공중합체층(270)은 제1 및 제2 폴리머(271, 272)로 상분리된다. 특히, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272)는 두 개의 격벽(261) 사이에서 일정한 주기를 갖고 교번적으로 배열될 수 있다. 반면, 상기 비표시 영역(NDA), 상기 기판 영역(SA), 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)내의 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272)는 일정한 주기 없이 무질서한 방향으로 배열된다.

도 4o를 참조하면, 이후, 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272) 중 어느 하나가 제거된다. 상기 표시 영역(DA)내 두 개의 격벽 사이에는 서로 소정 간격 이격된 하나의 폴리머만이 잔류하여 나노 그리드 패턴(273)을 형성한다. 본 발명의 일 예로, PMMA로 이루어진 제2 폴리머(272)가 제거되고, 잔류하는 상기 제1 폴리머(271)가 상기 나노 그리드 패턴(273)을 형성할 수 있다.

이후, 상기 나노 그리드 패턴(273) 및 상기 격벽들(261)을 마스크로 하여 상기 표시 영역(DA)내의 상기 금속층(210)을 식각한다. 그러면, 도 4p에 도시된 바와 같이 상기 표시 영역(DA)내의 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 균일하게 배열된 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)에 의하여 상기 편광부(123)가 형성된다.

상기 비표시 영역(NDA)내의 상기 식각 정지층(220)에 의하여 커버된 상기 금속층(210)층은 식각되지 않고 잔류한다. 따라서, 상기 비표시 영역(NDA) 내의 잔류하는 금속층(210)에 의해서 상기 반사부(124)가 형성된다.

도 4q에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(124) 및 상기 얼라인 키(300) 상에 배치되는 상기 식각 정지층(220)이 제거된다. 결과적으로, 상기 비표시 영역(NDA)에 배치된 상기 반사부(124) 및 상기 표시 영역(DA)에 배치되는 상기 편광부(123)를 포함하는 상기 인셀 반사형 편광판(120)이 상기 제1 투명 기판(110) 상에 형성되고, 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에는 상기 얼라인 키(300)가 형성된다.

또한, 상술한 모기판 어셈블리의 제조방법에 따르면, 상기 인셀 반사형 편광판(120) 및 상기 얼라인 키(300)를 두 개의 마스크, 즉 상기 제1 마스크(M1, 도 4b에 도시됨) 및 상기 제2 마스크(M2, 도 4g)만을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 모기판 어셈블리의 제조 공정에서 사용되는 마스크의 개수를 줄일 수 있다.

도 5a 내지 도 5s는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모기판 어셈블리의 제조과정을 나타낸 단면도이다.

도 5a 내지 도 5s는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도를 기준으로 설명한다.

도 5a를 참조하면, 제1 투명기판(110)의 전면상에는 금속층(210)이 형성된다. 본 발명의 일 예로 상기 금속층(210)은 알루미늄(Al)일 수 있다. 상기 금속층(210)의 높이는 형성하고자 하는 제1 및 제2 금속 나노 와이어들(121, 122, 도 2에 도시됨)의 높이를 고려하여 설정할 수 있다.

상기 식각 정지층(200)의 전면상에는 제1 포토레지스트층(230)이 형성된다. 상기 포토레지스트층의 두께는 제1 두께(th1)을 갖는다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(230) 상에 상기 제1 마스크(M1)가 정렬된다. 상기 제1 포토레지스트층(230)은 상기 제1 마스크(M1)를 통해 노광된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 마스크(M1)의 상면에 광이 조사되면, 상기 제1 영역(A1)측으로 입사된 광은 대부분 상기 제1 마스크(M1)를 통과하여, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 제1 포토레지스트층(230)을 풀 노광시킨다. 또한, 상기 슬릿부(SP) 측으로 입사된 광은 상기 슬릿부(SP)에 의해 그 세기가 감소된 후, 상기 제1 마스크(M1)를 통과하여, 상기 표시영역(DA)내의 상기 제1 포토레지스트층(230)을 언더 노광 시킨다. 또한, 상기 차광부(BP)측으로 입사된 광은 차광부(BP)에 의해 차광되므로, 상기 비표시영역(NDA) 내의 상기 제1 포토레지스트층(230)은 노광되지 않는다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(230)을 현상하는 디벨롭 단계가 진행 된다. 상기 기판 영역(SA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 풀 노광 되었으므로, 상기 기판 영역(SA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 완전히 제거된다. 그 결과, 상기 기판 영역(SA) 내의 상기 식각 정지층(220)의 상면은 노출된다.

또한, 상기 표시 영역(DA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 언더 노광 되었으므로, 상기 표시 영역(DA)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)의 상면으로부터 일정한 깊이까지의 부분만 제거되어 서브 포토레지스트층(232)을 형성한다. 그에 따라, 상기 서브 포토레지스트층(232)은 상기 제1 두께(th1)보다 얇은 제2 두께(th2)를 갖는다. 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 노광 되지 않았으므로, 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에 배치된 상기 제1 포토레지스트층(230)은 제거되지 않고 잔류한다. 그 결과, 상기 비표시 영역(NDA) 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에는 잔류하는 제1 포토레지스트층(230)에 의해 상기 제1 두께(th1)를 갖는 메인 포토레지스트층(231)이 형성된다.

도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 식각 정지층(220) 및 상기 금속층(210)은 제거된다. 따라서, 상기 기판 영역(SA)내의 상기 제1 투명 기판(110)의 상면은 노출된다. 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1) 내에 배치된 상기 금속층(210)은 제거되지 않고 잔류한다. 따라서, 잔류하는 금속층(210)에 의해서 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)내에 상기 얼라인 키(300)가 형성된다.

도 5e를 참조하면, 상기 서브 포토레지스트층(232)은 식각되어 제거된다. 이후, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 식각 정지층(220)을 제거한다. 상기 서브 포토레지스트층(232) 식각시 상기 메인 포토레지스트층(232)도 식각되어 상기 메인 포토레지스트층(231)의 두께는 제1 두께(th1)에서 상기 제1 두께(th1)보다 얇은 제3 두께(th3)가 된다.

도 5f를 참조하면, 상기 메인 포토레지스트층(231)은 스트립을 통해 제거된다 된다. 이후, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 제1 격벽층(340)이 소정 두께로 형성된다. 상기 제1 격벽층(340)은 상기 식각 정지층(220), 상기 금속층(210), 상기 제1 투명기판(110)을 커버한다. 이어서, 상기 제1 격벽층(340)의 전면에 하드 마스크층(350) 및 희생층(360)이 순차적으로 형성된다.

도 5g를 참조하면, 상기 희생층(360) 상에는 제2 포토레지스트층(370)이 형성된다. 상기 제2 포토레지스트층(370) 상에 상기 제2 마스크(M2)가 정렬된다. 상기 제2 마스크(M2)를 이용한 포토 리소그래피 공정을 통해 상기 제2 포토레지스트층(370)을 패터닝한다.

상기 제2 마스크(M2)를 이용하여 상기 제2 포토레즈스트층(370)을 패터닝하면, 도 5h와 같이, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 희생층(360) 상에는 포토마스크(371)가 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 포토 마스크(371)는 상기 제1 투명 기판(110)의 네 변 중 서로 나란한 두 개의 변과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.

도 5i를 참조하면, 상기 포토 마스크(371) 및 상기 제2 포토레지스트층(370)에 의해 커버되지 않은 부분의 상기 희생층(360)을 건식 식각하여 상기 표시 영역(DA) 내에 상기 바 패턴들(361)을 형성한다. 이후, 상기 포토 마스크(371) 및 상기 제2 포토레지스트층(370)을 제거한다.

상기 바 패턴들(361) 각각의 측벽의 경사각을 'θ'라고 할 때, 상기 θ는 85°내지 95°범위에 존재할 수 있다. 상기 바 패턴들(361) 각각의 폭(Wa)은 서로 인접하는 두 개의 바 패턴 사이의 간격(d1)보다 작을 수 있다.

도 5j를 참조하면, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 제2 격벽층(380)이 형성된다. 상기 제2 격벽층(380)은 상기 희생층(360), 상기 바 패턴들(261) 및 상기 하드마스크층(350)을 커버한다. 이후, 상기 제2 격벽층(380)을 이방성 식각하면 도 5k에 도시된 바와 같이 상기 바 패턴들(361)의 측벽을 따라 배치되고, 서로 소정 간격 이격된 제1 격벽들(381)이 상기 표시 영역(DA) 내에 형성된다.

여기서, 상기 희생층(360)의 식각 선택비는 상기 제2 격벽층(380)의 식각 선택비보다 크다. 상기 희생층(360)의 식각 선택비는 상기 제2 격벽층(380)의 식각 선택비보다 2배 이상 클 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 희생층(360)은 실리콘 질화물일 수 있고, 상기 제2 격벽층(380)은 실리콘 산화물일 수 있다.

이 경우, 상기 제2 격벽층(380)을 이방성 식각하는 과정에서 상기 희생층(360)으로부터 형성된 상기 바 패턴들(361)은 식각되지 않고 잔류할 수 있다.

이후, 상기 바 패턴들(361)을 식각하면, 도 5l과 같이 상기 표시 영역(DA) 내에는 서로 소정 간격 이격하여 배치되는 상기 제1 격벽들(381)만이 상기 하드마스크층(350) 상에 형성될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 격벽들(381) 각각은 80nm 내지 200nm의 폭을 가질 수 있다.

상기 희생층(360) 및 상기 제2 격벽층(380)은 상기 하드 마스크층(350)과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다. 즉, 상기 바 패턴들(361) 및 상기 제2 격벽층(380)을 식각하는 과정에서 상기 하드 마스크층(350)이 식각되지 않는 식각 조건을 가질 수 있는 물질로 상기 희생층(360) 및 상기 제2 격벽층(380)을 형성할 수 있다.

상기 제1 격벽들(381)을 마스크로 하여 상기 하드 마스크층(240)을 식각하면, 도 5m에 도시된 바와 같이, 상기 제1 격벽층(340) 상에는 제2 격벽들(351)이 형성된다. 상기 제2 격벽들(351)은 상기 제1 격벽들(381)이 형성된 위치에 각각 대응하여 형성된다. 상기 하드 마스크층(350)의 식각 공정 시 상기 제1 격벽들(381)은 제거될 수 있다.

상기 하드 마스크층(350)은 상기 제1 격벽층(340) 대비 식각 선택비가 높은 계열의 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 하드 마스크층(350)은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 제1 격벽층(340)은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.

이후, 상기 제2 격벽들(351)을 마스크로 하여 상기 제1 격벽층(340)을 식각하여 도 5n에 도시된 바와 같이 제3 격벽들(341)을 형성한다. 상기 제3 격벽들(341)은 상기 제2 격벽들(351)이 형성된 위치에 각각 대응하여 형성된다. 상기 제1 격벽층(340)의 식각 공정 시 상기 제2 격벽들(351)이 부분적으로 제거되어 상기 제3 격벽들(341) 상에 위치하는 상기 제2 격벽들(351)의 높이가 낮아질 수 있다.

도 5o를 참조하면, 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 공중합체층(270)이 형성된다. 상기 공중합체층(270)은 상기 식각 정지층(220), 상기 금속층(210), 및 상기 제1 투명 기판(110)을 커버한다. 상기 표시영역(DA) 내의 상기 제3 격벽들(341) 사이의 공간은 상기 공중합체층(270)에 의해 채워진다. 여기서, 상기 공중합체층(270)은 상기 제3 격벽들(341) 각각의 높이보다 작은 높이로 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 공중합체층(270)은 제1 폴리머 및 제2 폴리머가 서로 불규칙하게 무질서한 방향으로 정렬되어 있다. 상기 제1 및 제2 폴리머는 각각 PS(poly stylrene) 및 PMMA(Poly methylmethacrylate) 일 수 있다.

상기 공중합체층(270)을 열처리하면, 도 5p와 같이 상기 공중합체층(270)은 제1 및 제2 폴리머(271, 272)로 상분리된다. 특히, 상기 표시 영역(DA) 내의 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272)는 두 개의 제3 격벽(341) 사이에서 교번적으로 배열될 수 있다. 반면, 상기 비표시 영역(NDA), 상기 기판 영역(SA), 및 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)내의 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272)는 무질서한 방향으로 배열된다.

도 3p를 참조하면, 이후, 상기 제1 및 제2 폴리머(271, 272) 중 어느 하나가 제거된다. 상기 표시 영역(DA)내 두 개의 제3 격벽(341) 사이에는 서로 소정 간격 이격된 하나의 폴리머만이 잔류하여 나노 그리드 패턴(273)을 형성한다. 본 발명의 일 예로, PMMA로 이루어진 제2 폴리머(272)가 제거되고, 잔류하는 상기 제1 폴리머(271)가 상기 나노 그리드 패턴(273)을 형성할 수 있다.

이후, 상기 나노 그리드 패턴(273) 및 상기 제3 격벽들(341)을 마스크로 하여 상기 표시 영역(DA)내의 상기 금속층(210)을 식각한다. 그러면, 도 4q에 도시된 바와 같이 상기 표시 영역(DA)내의 상기 제1 투명 기판(110) 상에는 균일하게 배열된 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 금속 나노 와이어(121, 122)에 의하여 상기 편광부(123)가 형성된다.

도 4r에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(124) 및 상기 얼라인 키(300) 상에 배치되는 상기 식각 정지층(220)이 제거된다. 결과적으로, 상기 비표시 영역(NDA)에 배치된 상기 반사부(124) 및 상기 표시 영역(DA)에 배치되는 상기 편광부(123)를 포함하는 상기 인셀 반사형 편광판(120)이 상기 제1 투명 기판(110) 상에 형성되고, 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에는 상기 얼라인 키(300)가 형성된다.

상술한 모기판 어셈블리의 제조방법에 따르면, 상기 인셀 반사형 편광판(120) 및 상기 얼라인 키(300)를 두 개의 마스크, 즉 제1 및 제2 마스크(M1, M2)만을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 상기 인셀 반사형 편광판(120) 및 상기 얼라인 키(300)의 제조 공정에서 사용되는 마스크의 개수를 줄일 수 있다.

이상에서는 상기 기판 영역(SA) 상의 상기 금속층(210)이 제거되고, 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1)에는 상기 금속층(210)이 잔류하여, 잔류한 금속층(210)에 의하여 상기 얼라인 키가 형성되는 경우에 한하여 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고 상기 얼라인 키(300)는 다양하게 변형되어 실시 될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 영역(SA) 상의 상기 금속층(210)은 잔류하고, 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1) 상의 상기 금속층(210)이 제거되는 경우, 상기 제1 얼라인 키 영역(KA1) 내의 상기 금속층(210)이 제거되어 개구된 부분에 의하여 상기 얼라인 키(300)가 형성될 수 있다.

도 6은 제1 기판 및 제2 기판을 결합 시키는 공정을 나타낸 사시도 이다. 도 6을 참조하면, 상기 제2 기판(180)은 상기 제1 기판(150)과 결합한다. 상기 제1 기판(150)은 상기 얼라인 키(300)을 기준으로 상기 제1 기판(150)과 얼라인 된다. 따라서, 상기 제2 기판(180)은 상기 제1 기판(150)과 정확하게 얼라인 되어 결합될 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.

MS: 모기판 어셈블리 SA : 기판 영역
KA1~KA4 : 제1 내지 제4 얼라인 키 영역
CA1, CA2 : 제1 및 제2 셀 영역 100: 표시셀
300: 얼라인 키 120: 인셀 반사형 편광판
123: 편광부 124: 반사부
M1, M2: 제1 및 제2 마스크

Claims

비표시 영역 및 표시 영역을 구비하는 셀영역, 얼라인 키 영역, 및 상기 셀영역 및 상기 얼라인 키 영역을 둘러싸는 기판영역으로 구분되는 투명 기판의 전면 상에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층의 전면 상에 식각 정지층 층을 형성하는 단계;
상기 식각 정지층의 전면 상에 포토레지스트 층을 형성하는 단계;
제1 마스크를 이용하여 상기 기판영역 내의 상기 포토레지스트 층을 풀 노광시키고, 상기 표시 영역 내의 상기 포토레지스트 층을 언더 노광시키고, 상기 비표시 영역 및 얼라인 키 영역을 차광시키는 노광 단계;
상기 포토레지스트 층을 현상하여 서로 다른 높이를 갖는 상기 메인 및 서브 포토레지스트 층을 형성하고, 상기 기판영역내의 상기 식각 정지층의 상면을 노출시키는 디벨롭 단계;
상기 기판영역내의 상기 식각 정지층 및 상기 금속층을 제거하여 상기 얼라인 키 영역내에 얼라인 키를 형성하는 단계;
상기 서브 포토레지스트 층을 제거하는 상기 표시 영역내의 상면을 노출시키는 단계;
상기 표시 영역내의 상기 식각 정지층을 제거하는 단계;
상기 메인 포토레지스트 층을 제거하여 상기 비표시 영역 및 상기 얼라인 키 영역을 노출 시키는 단계;
상기 표시 영역내의 상기 금속층을 식각하여 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 마스크는 상기 기판영역에 대응되는 제1 영역, 상기 표시 영역에 대응되는 제2 영역 및 상기 비표시 영역 및 상기 얼라인 키 영역에 대응되는 제3 영역을 포함하며,
상기 제1 영역의 제1 투과율은 상기 제2 영역의 제2 투과율의 투과율보다 높으며, 상기 제2 투과율은 상기 제3 영역의 제3 투과율보다 높은 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제2 항에 있어서,
상기 제1 마스크는 하프 톤 마스크, 슬릿 마스크, 및 바이너리 마스크 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제1 항에 있어서,
상기 서브 포토레지스트층의 제2 두께는 상기 메인 포토레지스트층의 제1 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제1 항에 있어서,
상기 금속 나노 와이어를 형성하는 단계는
상기 식각 정지층 및 상기 금속층 및 상기 투명 기판 상에 희생층을 형성하는 단계;
제2 마스크를 이용하여 상기 표시 영역내의 상기 희생층을 패터닝하여 바 패턴을 형성하는 단계;
상기 바 패턴 및 상기 희생층 상에 격벽층을 형성하는 단계;
상기 격벽층을 이방성 식각하여 상기 바 패턴의 측벽을 따라 형성되고, 서로 소정 간격 이격된 격벽들을 형성하는 단계;
상기 바 패턴을 제거하는 단계;
상기 격벽들 사이의 개구부 및 상기 비표시 영역에 제1 및 제2 폴리머로 이루어진 공중합체층를 제공하는 단계;
상기 공중합체층을 열처리하여 상기 표시 영역에 제1 및 제2 폴리머를 교대로 배열시키는 단계;
상기 제1 및 제2 폴리머 중 제2 폴리머를 제거하여 제1 폴리머로 이루어지고, 상기 격벽들 사이에서 서로 소정 간격 이격된 다수의 돌출바를 형성하는 단계;
상기 격벽들 및 상기 돌출바들을 마스크로하여 상기 금속층을 식각하는 단계를 포함하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 희생층 및 상기 격벽층은 상기 금속층과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 희생층의 식각 선택비는 상기 격벽층의 식각 선택비보다 큰 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 희생층은 실리콘 질화물이고, 상기 격벽층은 실리콘 산화물인 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 격벽의 높이는 상기 공중합체층의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 바 패턴의 측벽의 경사각은 85°내지 95°범위에 존재하는 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 이방성 식각은 상기 투명 기판의 상기 전면에 실질적으로 수직한 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 나노 와이어를 형성하는 단계는
상기 식각 정지층 및 상기 금속층 및 상기 투명 기판 상에 제1 상기 금속층 상에 제1 격벽층을 형성하는 단계;
상기 제1 격벽층 상에 하드 마스크층을 형성하는 단계
상기 하드 마스크층 상에 희생층을 형성하는 단계;
제2 마스크를 이용하여 상기 표시 영역내의 상기 희생층을 패터닝하여 바 패턴을 형성하는 단계;
상기 바 패턴 및 상기 하드 마스크층 상에 제2 격벽층을 형성하는 단계;
상기 제2 격벽층을 이방성 식각하여 상기 바 패턴의 측벽을 따라 형성되고, 서로 소정 간격 이격된 제1 격벽들을 형성하는 단계;
상기 바 패턴을 제거하는 단계;
상기 제1 격벽들을 마스크로 하여 상기 하드 마스크층을 식각하여 제2 격벽들을 형성하는 단계;
상기 제2 격벽들을 마스크로 하여 상기 제1 격벽층을 식각하여 제3 격벽들을 형성하는 단계;
상기 제3 격벽들 사이의 공간에 제1 및 제2 폴리머로 이루어진 공중합체층를 제공하는 단계;
상기 공중합체층을 열처리하여 상기 표시 영역에 제1 및 제2 폴리머를 교대로 배열시키는 단계;
상기 제1 및 제2 폴리머 중 제2 폴리머를 제거하여 제1 폴리머로 이루어지고, 상기 제3 격벽들 사이에서 서로 소정 간격 이격된 다수의 돌출바를 형성하는 단계;
상기 제3 격벽들 및 상기 돌출바들을 마스크로하여 상기 금속층을 식각하는 단계를 포함하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제12 항에 있어서, 상기 희생층 및 상기 제1 격벽층은 상기 하드 마스크층과 다른 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 희생층의 식각 선택비는 상기 제1 격벽층의 식각 선택비보다 높고,
상기 하드 마스크층은 상기 제2 격벽층보다 높은 식각 선택비를 갖는 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 희생층 및 상기 제1 격벽층은 실리콘 질화물이고, 상기 하드 마스크층은 알루미늄이고, 상기 제2 격벽층은 실리콘 산화물인 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 제3 격벽의 높이는 상기 공중합체층의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 식각 정지층은 크롬 또는 인듐 틴 옥사이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 인셀 반사형 편광판 제조방법.
비표시 영역 및 표시 영역을 구비하는 셀영역, 얼라인 키 영역, 및 상기 셀영역 및 상기 얼라인 키 영역을 둘러싸는 기판영역으로 구분되는 투명 기판의 전면 상에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층을 식각하여 상기 얼라인 키 영역에 얼라인 키를 형성하는 단계;
상기 금속층을 식각하여 상기 비표시 영역에 반사부를 형성하는 단계;
상기 표시 영역내의 상기 금속층을 식각하여 상기 표시 영역내에 금속 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 얼라인 키를 형성하는 단계는
상기 기판 영역 내의 상기 금속층을 식각하는 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 얼라인 키를 형성하는 단계는
상기 얼라인 키 영역 내의 상기 금속층을 식각하는 것을 특징으로 하는 모기판 어셈블리.