KR101107687B1

KR101107687B1 - Printing plate and Patterning Method of a line for Liquid Crystal Display Device using the same

Info

Publication number: KR101107687B1
Application number: KR1020040117219A
Authority: KR
Inventors: 김문철; 한상철; 추교섭
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2012-01-25
Also published as: KR20060077701A

Abstract

본 발명은 인쇄노즐을 이용하여 레지스트를 인쇄롤에 도포하는 공정; 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판 상에서, 상기 레지스트가 도포된 인쇄롤을 회전시켜, 상기 인쇄판의 오목부 이외의 영역 및 상기 섬 구조물에 일부 레지스트를 전사하는 공정; 배선층용 금속층이 형성된 기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 잔존하는 레지스트 패턴을 전사하는 공정; 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 금속층을 식각하는 공정; 및 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정으로 이루어진 배선층 패터닝 방법에 관한 것으로서, The present invention is a process for applying a resist to a printing roll using a printing nozzle; Rotating a printing roll coated with the resist on a printing plate having a recess and having an island structure having a predetermined shape formed in the recess to transfer some resist to regions other than the recess of the printing plate and the island structure; Transferring the remaining resist pattern by rotating the printing roll on a substrate on which a wiring layer metal layer is formed; Etching the metal layer using the resist pattern as a mask; And a wiring layer patterning method comprising a step of removing the resist pattern.

본 발명에 따르면 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판을 이용하여 레지스트를 패턴을 형성함으로써 최종적으로 얻어지는 배선층이 단락되는 것이 방지된다. According to the present invention, the wiring layer finally obtained is prevented from being short-circuited by forming a resist pattern using a printing plate having a recess and having an island structure having a predetermined shape formed in the recess.

레지스트, 인쇄판Resist, printing plate

Description

인쇄판 및 그를 이용한 배선층 패터닝 방법{Printing plate and Patterning Method of a line for Liquid Crystal Display Device using the same}Printing plate and patterning method of a line for Liquid Crystal Display Device using the same}

도 1a 내지 도 1e는 종래 포토리소그래피공정을 이용하여 기판 상에 배선층을 형성하는 공정을 도시한 단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views showing a process of forming a wiring layer on a substrate using a conventional photolithography process.

도 2a 내지 도 2e는 종래 인쇄롤을 이용하여 기판 상에 배선층을 형성하는 공정을 도시한 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views showing a process of forming a wiring layer on a substrate using a conventional printing roll.

도 3a 내지 도 3d는 종래 인쇄롤을 이용하여 대형의 배선층을 패터닝할 경우 발생할 수 있는 문제점을 보여주는 도면이다. 3A to 3D illustrate a problem that may occur when patterning a large wiring layer using a conventional printing roll.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형의 배선층을 패터닝하는 방법을 보여주는 공정도이다. 4A to 4E are process diagrams showing a method of patterning a large wiring layer according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄판의 사시도이다. 5 is a perspective view of a printing plate according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS FIG.

100: 인쇄롤 200: 배선층100: printing roll 200: wiring layer

300: 포토레지스트 400: 인쇄판300: photoresist 400: printing plate

500: 기판500: substrate

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정표시소자의 배선층 패터닝 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a wiring layer patterning method of a liquid crystal display device.

표시화면의 두께가 수 센치미터(cm)에 불과한 초박형의 평판표시소자(Flat Panel Display), 그 중에서도 액정표시소자는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.Ultra-thin flat panel displays with a display screen thickness of only a few centimeters (cm). Among them, liquid crystal displays have low operating voltages, which consume less power and can be used as portable devices. Applications range from monitors to spacecraft to aircraft.

상기 액정표시소자는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 일반적으로 상기 하부기판 상에는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되어 있고, 상기 상부 기판 상에는 차광층, 컬러필터층 및 공통전극이 형성되어 있다. The liquid crystal display device includes a lower substrate, an upper substrate, and a liquid crystal layer formed between the two substrates. In general, a thin film transistor and a pixel electrode are formed on the lower substrate, and a light blocking layer and a color are formed on the upper substrate. The filter layer and the common electrode are formed.

이와 같이 액정표시소자는 다양한 구성요소들을 포함하고 있으며 그 구성요소들을 형성하기 위해 수많은 공정들이 반복적으로 행해지게 된다. 특히, 다양한 구성요소들을 다양한 형태로 패터닝하기 위해서 포토리소그래피공정이 주로 사용되고 있다. As such, the liquid crystal display includes various components, and numerous processes are repeatedly performed to form the components. In particular, photolithography is mainly used to pattern various components in various forms.

이하에서, 도면을 참조로 종래 포토리소그래피공정을 통한 패턴 형성 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a pattern forming method through a conventional photolithography process will be described with reference to the drawings.

우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 배선층용 금속층(20a) 및 레 지스트층(30a)을 차례로 형성한다. First, as can be seen in FIG. 1A, the wiring layer metal layer 20a and the resist layer 30a are sequentially formed on the substrate 10.

그 후, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 레지스트층(30a) 위에 소정 패턴의 마스크(40)를 위치시킨 후 광조사장치를 통해 광을 조사한다. Thereafter, as shown in FIG. 1B, a mask 40 having a predetermined pattern is positioned on the resist layer 30a and then irradiated with light through a light irradiation apparatus.

그 후, 도 1c에서 알 수 있듯이, 현상공정을 통해 레지스트 패턴(30)을 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 1C, the resist pattern 30 is completed through a developing process.

그 후, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 레지스트 패턴(30)을 마스크로 하여 금속층을 식각하여 배선층(20)을 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 1D, the wiring layer 20 is completed by etching the metal layer using the resist pattern 30 as a mask.

그 후, 도 1e에서 알 수 있듯이, 레지스트 패턴(30)을 제거한다. Thereafter, as shown in FIG. 1E, the resist pattern 30 is removed.

그러나, 이와 같은 포토리소그래피 공정은 소정 패턴의 마스크 및 광조사장치를 사용해야 하므로 그 만큼 제조비용이 상승되는 단점이 있으며, 또한 노광 공정 및 현상 공정 등을 거쳐야 하므로 공정이 복잡하고 공정 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. However, such a photolithography process requires a mask and a light irradiation apparatus of a predetermined pattern, which increases the manufacturing cost. In addition, since the photolithography process requires an exposure process and a developing process, the process is complicated and takes a long time. There is this.

따라서, 상기 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴 형성 방법이 요구되었으며, 그와 같은 요구에 따라 인쇄롤을 이용하여 패턴을 형성하는 방법이 고안되었다. Therefore, a new pattern forming method has been required to solve the disadvantages of the photolithography process, and a method of forming a pattern using a printing roll has been devised in accordance with such a request.

도 2a 내지 도 2e는 종래 인쇄롤을 이용하여 기판 상에 배선층을 형성하는 공정을 도시한 단면도이다. 2A to 2E are cross-sectional views showing a process of forming a wiring layer on a substrate using a conventional printing roll.

우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 인쇄노즐(55)을 이용하여 레지스트(30a)를 인쇄롤(50)에 도포한다.First, as can be seen in FIG. 2A, the resist 30a is applied to the printing roll 50 using the printing nozzle 55.

그 후, 도 2b와 같이, 오목부가 형성된 인쇄판(60) 상에서 상기 인쇄롤(50) 을 회전시켜, 상기 인쇄판(60)에 레지스트 중 일부(30b)를 전사한다. 그리하면, 상기 인쇄판(60)의 오목부에 해당하는 형상으로 레지스트 패턴(30)이 인쇄롤(50)에 잔존하게 된다. Thereafter, as shown in FIG. 2B, the printing roll 50 is rotated on the printing plate 60 on which the recess is formed to transfer a portion 30b of the resist to the printing plate 60. Then, the resist pattern 30 remains in the printing roll 50 in a shape corresponding to the recessed portion of the printing plate 60.

그 후, 도 2c와 같이, 기판(10) 상에 형성된 배선층용 금속층(20a) 위에서 상기 인쇄롤(50)을 회전하여 상기 금속층(20a) 상에 레지스트 패턴(30)을 전사한다. Thereafter, as shown in FIG. 2C, the printing roll 50 is rotated on the wiring layer metal layer 20a formed on the substrate 10 to transfer the resist pattern 30 onto the metal layer 20a.

그 후, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 레지스트 패턴(30)을 마스크로 하여 금속층을 식각하여 배선층(20)을 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the metal layer is etched using the resist pattern 30 as a mask to complete the wiring layer 20.

그 후, 도 2e에서 알 수 있듯이, 레지스트 패턴(30)을 제거한다. Thereafter, as shown in FIG. 2E, the resist pattern 30 is removed.

이와 같이 인쇄롤을 이용할 경우에는 종래 포토리소그래피공정과 같은 노광 및 현상 공정이 필요치 않아 비용도 저렴하며 공정도 간단하여 대량생산에 매우 적합하게 된다. As such, when the printing roll is used, an exposure and developing process like the conventional photolithography process is not necessary, so the cost is low and the process is simple, so it is very suitable for mass production.

그러나, 큰 사이즈에 대한 수요자의 요구에 따라 기판의 사이즈가 증가되게 되고, 그에 따라 상기 배선층(20)도 대형으로 패터닝할 경우가 있는데, 상기 인쇄롤을 이용하여 배선층(20)을 대형으로 패터닝할 경우에는 원하는 형상으로 패터닝하는 데 문제점이 발생할 수 있다. However, the size of the substrate is increased according to the demand of the consumer for the large size, so that the wiring layer 20 may be patterned in a large size. In this case, a problem may occur in patterning the desired shape.

도 3a와 같이, 대형의 배선층을 패터닝하기 위해서는 인쇄판(60)에 대형의 오목부가 형성되게 되는데, 이와 같이 대형의 오목부가 형성된 인쇄판(60) 상에서 레지스트(30a)가 도포된 인쇄롤(50)을 회전시키게 되면, 도 3b와 같이, 오목부 이외의 인쇄판(60)에 레지스트 중 일부(30b)가 전사됨과 더불어 오목부에도 레지스트 중 일부(30c)가 전사되게 되어, 인쇄롤(50)에 원하지 않는 불연속된 형상의 레지스트 패턴(30)이 형성되게 된다. As shown in FIG. 3A, in order to pattern the large wiring layer, a large recess is formed in the printing plate 60. The printing roll 50 coated with the resist 30a is coated on the printing plate 60 in which the large recess is formed. When rotated, as shown in FIG. 3B, a portion 30b of the resist is transferred to the printing plate 60 other than the recessed portion, and a portion 30c of the resist is transferred to the recessed portion, which is not desired to the printing roll 50. A resist pattern 30 having a discontinuous shape is formed.

따라서, 도 3c와 같이, 기판(10) 상의 배선층용 금속층(20a) 위에 불연속된 형상의 레지스트 패턴(30)이 전사되게 되어, 결국, 도 3d와 같이, 상기 레지스트 패턴(30)을 마스크로 하여 식각하면 배선층(20)이 단락되게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 3C, the resist pattern 30 having a discontinuous shape is transferred onto the wiring layer metal layer 20a on the substrate 10. As a result, the resist pattern 30 is used as a mask as shown in FIG. 3D. The etching causes a short circuit of the wiring layer 20.

이와 같이, 배선층(20)이 단락되게 되면, 액정표시소자가 정상적으로 작동되지 않아 불량을 유발하게 된다. As such, when the wiring layer 20 is short-circuited, the liquid crystal display device does not operate normally, causing defects.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄롤을 이용하여 대형의 배선층을 패터닝 함에 있어서 배선층의 단락이 방지될 수 있는 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method in which a short circuit of the wiring layer can be prevented in patterning a large wiring layer using a printing roll.

또한, 본 발명의 다른 목적은 대형의 배선층을 패터닝 함에 있어서 배선층의 단락이 방지될 수 있는 인쇄판을 제공하는 것이다. Further, another object of the present invention is to provide a printing plate in which a short circuit of the wiring layer can be prevented in patterning a large wiring layer.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 인쇄노즐을 이용하여 레지스트를 인쇄롤에 도포하는 공정; 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판 상에서, 상기 레지스트가 도포된 인쇄롤을 회전시켜, 상기 인쇄판의 오목부 이외의 영역 및 상기 섬 구조물에 일부 레지스트를 전사하는 공 정; 배선층용 금속층이 형성된 기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 잔존하는 레지스트 패턴을 전사하는 공정; 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 금속층을 식각하는 공정; 및 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정으로 이루어진 배선층 패터닝 방법을 제공한다. The present invention is a process for applying a resist to a printing roll using a printing nozzle to achieve the above object; A process of transferring the resist onto a region other than the recess of the printing plate and the island structure by rotating the printing roll coated with the resist on the printing plate having the recess and having the island structure having a predetermined shape formed in the recess; Transferring the remaining resist pattern by rotating the printing roll on a substrate on which a wiring layer metal layer is formed; Etching the metal layer using the resist pattern as a mask; And a step of removing the resist pattern.

즉, 본 발명은 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판을 이용하여 레지스트를 패턴을 형성함으로써 최종적으로 얻어지는 배선층이 단락되는 것을 방지하도록 한 것이다. That is, the present invention is intended to prevent the wiring layer finally obtained from being short-circuited by forming a resist pattern using a printing plate having a recess and having an island structure having a predetermined shape formed in the recess.

또한, 본 발명은 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판을 제공한다. In addition, the present invention provides a printing plate having a recessed portion and an island structure having a predetermined shape is formed in the recessed portion.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

우선, 도 4a와 같이, 인쇄노즐(150)을 이용하여 레지스트(300a)를 인쇄롤(100)에 도포한다. First, as shown in FIG. 4A, the resist 300a is applied to the printing roll 100 using the printing nozzle 150.

그 후, 도 4b 및 도 4c와 같이, 오목부(410)를 구비하고 상기 오목부(410) 내에 소정 형상의 섬 구조물(420)이 형성된 인쇄판(400) 상에서, 상기 레지스트(300a)가 도포된 인쇄롤(100)을 회전시켜, 상기 인쇄판(400)의 오목부(410) 이외의 영역 및 상기 섬 구조물(420)에 일부 레지스트(300b, 300c)를 전사한다. Thereafter, as shown in FIGS. 4B and 4C, the resist 300a is coated on the printing plate 400 having the recess 410 and the island structure 420 having a predetermined shape formed in the recess 410. By rotating the printing roll 100, some resists 300b and 300c are transferred to regions other than the recess 410 of the printing plate 400 and the island structure 420.

그리하면, 도 4c에서 알 수 있듯이, 인쇄롤(100)에 상기 섬 구조물(420)의 형상으로 중앙에 홀이 형성된 레지스트(300) 패턴이 잔존한다. Then, as can be seen in Figure 4c, the pattern of the resist 300, the hole is formed in the center of the island structure 420 in the printing roll 100 remains.

그 후, 도 4d와 같이, 배선층용 금속층(200)이 형성된 기판(500) 상에서 상기 인쇄롤(100)을 회전하여 잔존하는 레지스트 패턴(300)을 전사한다. Thereafter, as shown in FIG. 4D, the printing roll 100 is rotated on the substrate 500 on which the wiring layer metal layer 200 is formed to transfer the remaining resist pattern 300.

그 후, 도 4e와 같이, 상기 레지스트 패턴(300)을 마스크로 하여 금속층(200)을 식각한다. 상기 금속층(200)의 식각은 건식식각공정 또는 습식식각공정으로 수행될 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 4E, the metal layer 200 is etched using the resist pattern 300 as a mask. The etching of the metal layer 200 may be performed by a dry etching process or a wet etching process.

그 후, 상기 레지스트 패턴(300)을 제거하여, 상기 인쇄판(400)의 섬 구조물(420)의 형상으로 중앙에 홀이 형성된 배선층(200)이 완성된다. Thereafter, the resist pattern 300 is removed to complete the wiring layer 200 having a hole formed in the center of the island structure 420 of the printing plate 400.

도 4e에서 알 수 있듯이, 최종 얻어진 배선층(200)은 중앙에 홀이 형성되어 있기는 하지만, 종래와 달리 단락되지는 않는다.As can be seen in FIG. 4E, the final wiring layer 200 has a hole formed in the center, but is not short-circuited unlike the conventional art.

즉, 종래의 경우는 도 3a에서 알 수 있듯이 인쇄판(60)에 오목부만이 형성되었기 때문에 대형패턴을 형성할 경우 도 3b와 같이 예상치 못한 위치인 오목부에서 레지스트층(30c)이 전사되어 결국 도 3d와 같이 배선층(20)이 단락될 수 있게 된다. That is, in the conventional case, as shown in FIG. 3A, since only the recesses are formed in the printing plate 60, when the large pattern is formed, the resist layer 30c is transferred from the recesses at unexpected positions as shown in FIG. 3B. As shown in FIG. 3D, the wiring layer 20 may be shorted.

그러나, 본 발명의 경우는 도 4b에서 알 수 있듯이 인쇄판(400)에 오목부(410)를 형성함과 더불어 오목부(410) 내에 섬 구조물(420)을 형성함으로써 대형패턴을 형성할 경우 예상치 못한 위치에서 레지스트층이 전사되지 않게 되어 도 4e와 같이 배선층(200) 중앙에 홀이 형성되기는 하지만 단락이 되지는 않게 되어, 액정표시소자의 동작에는 아무런 지장이 없게 되는 것이다. However, in the case of the present invention, as shown in FIG. 4B, the recess 410 is formed in the printing plate 400, and the island structure 420 is formed in the recess 410. Since the resist layer is not transferred at the position, a hole is formed in the center of the wiring layer 200 as shown in FIG. 4E, but a short circuit does not occur, thereby preventing any operation of the liquid crystal display device.

따라서, 상기 인쇄판(400)의 오목부(410) 내의 섬 구조물(420)은, 배선층의 패턴 사이즈에 따라 적절하게 형성해야 한다. 예로서, 큰 사이즈의 섬 구조물(420) 을 한 개 형성할 수도 있고, 작은 사이즈의 섬 구조물(420)을 복수 개 형성할 수도 있다. 또한, 상기 섬 구조물(420)의 형상도 도면에는 사각형 구조로 도시하였지만, 그에 한정되는 것은 아니고 적절히 변경될 수 있을 것이다. Therefore, the island structure 420 in the recess 410 of the printing plate 400 should be appropriately formed according to the pattern size of the wiring layer. For example, one island structure 420 of a large size may be formed, and a plurality of island structures 420 of a small size may be formed. In addition, the shape of the island structure 420 is also shown in the rectangular structure in the drawings, it is not limited to this may be appropriately changed.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 인쇄판(400)은 오목부(410)를 구비하고 상기 오목부(410) 내에 소정 형상의 섬 구조물(420)이 형성되어 있다. As can be seen in FIG. 5, the printing plate 400 according to the present invention includes a recess 410 and an island structure 420 having a predetermined shape is formed in the recess 410.

상기 인쇄판(400)의 섬 구조물(420)은, 배선층의 패턴 사이즈에 따라 적절하게 형성해야 하며, 한 개 또는 복수개 형성될 수 있음은 전술한 바와 동일하다. The island structure 420 of the printing plate 400 should be appropriately formed according to the pattern size of the wiring layer, and one or more may be formed as described above.

또한, 상기 섬 구조물(420)의 형상도 전술한 바와 같이 적절히 변경될 수 있을 것이다. In addition, the shape of the island structure 420 may be appropriately changed as described above.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 당업자에게 자명한 범위 내에서 적절히 변경실시될 수 있을 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and may be appropriately modified and implemented within a range apparent to those skilled in the art.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면, 오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판을 이용하여 레지스트를 패턴을 형성함으로써 최종적으로 얻어지는 배선층이 단락되는 것을 방지된다. According to the present invention having the above-described configuration, the wiring layer finally obtained is prevented from being short-circuited by forming a resist by using a printing plate having a recess and having an island structure having a predetermined shape formed in the recess.

Claims

인쇄노즐을 이용하여 레지스트를 인쇄롤에 도포하는 공정; Applying a resist to a printing roll using a printing nozzle;

오목부를 구비하고 상기 오목부 내에 소정 형상의 섬 구조물이 형성된 인쇄판 상에서, 상기 레지스트가 도포된 인쇄롤을 회전시켜, 상기 인쇄판의 오목부 이외의 영역 및 상기 섬 구조물에 일부 레지스트를 전사하는 공정;Rotating a printing roll coated with the resist on a printing plate having a recess and having an island structure having a predetermined shape formed in the recess to transfer some resist to regions other than the recess of the printing plate and the island structure;

배선층용 금속층이 형성된 기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 잔존하는 레지스트 패턴을 전사하는 공정;Transferring the remaining resist pattern by rotating the printing roll on a substrate on which a wiring layer metal layer is formed;

상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 금속층을 식각하는 공정; 및Etching the metal layer using the resist pattern as a mask; And

상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정으로 이루어진 배선층 패터닝 방법. A wiring layer patterning method comprising the step of removing the resist pattern.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 섬 구조물이 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 배선층 패터닝 방법. And a plurality of island structures are formed.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 금속층을 식각하는 공정은 건식식각공정 또는 습식식각공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배선층 패터닝 방법. The etching of the metal layer is a wiring layer patterning method, characterized in that consisting of a dry etching process or a wet etching process.

삭제delete