KR101765731B1 - 금속 패턴의 형성 방법 및 이를 포함한 표시 기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

금속 패턴의 형성 방법 및 표시 기판의 제조 방법이 개시된다. 금속 패턴의 형성 방법에서, 기판상에 금속 전구체를 포함하는 전구체층을 형성한다. 상기 전구체층에 광을 조사하여 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층을 형성한다. 상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성한다. 이에 따라, 전체적인 제조 공정을 단순화하고 종횡비가 우수한 금속 패턴을 구현할 수 있다.

Description

금속 패턴의 형성 방법 및 이를 포함한 표시 기판의 제조 방법{METHOD OF FORMING METAL PATTERN AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY SUBSTRATE HAVING THE SAME}

본 발명은 금속 패턴의 형성 방법 및 이를 포함한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 기판에 사용되는 금속 패턴의 형성 방법 및 이를 포함한 표시 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시패널은 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하는 대향 기판 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 베이스 기판 상에 형성되고 게이트 신호가 인가되는 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극을 포함한다.

상기 액정표시패널이 점점 대형화되고 해상도가 증가함에 따라, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인의 길이가 길어져 신호 지연의 문제가 발생한다. 상기 신호 지연은, 상기 게이트 라인 및/또는 상기 데이터 라인을 상대적으로 두껍게 형성하거나, 저저항 금속을 이용하여 신호 배선을 형성함으로써 해결할 수 있다.

그러나 저저항 금속의 종류는 한정적이고, 알루미늄이나 구리 등의 저저항 금속의 고유의 물성이 변질되지 않도록 공정을 제어하여 상기 표시 기판을 제조하는 데에는 한계가 있다. 또한, 일반적인 신호 배선의 형성 공정은 패턴 구현을 위한 다수의 마스크가 필요하고, 고진공의 증착 공정이 필요하며, 식각 및 세정 공정 등 다수의 공정으로 구성된다. 따라서 상기 공정을 위해 고비용이 소요되며 유해환경 물질 배출의 문제가 발생한다. 또한, 신호 배선의 정밀도가 우수하지 못하고, 미세 패턴 형성에 한계가 있었다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 상대적으로 두꺼운 신호 배선을 단순한 공정으로 형성할 수 있는 금속 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 금속 패턴의 형성 방법을 포함한 표시 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법이 제공된다. 상기 금속 패턴의 형성 방법에서 기판상에 금속 전구체를 포함하는 전구체층을 형성한다. 상기 전구체층에 광을 조사하여 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층을 형성한다. 상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성한다.

일 실시예에서, 상기 전구체층을 형성하는 단계는 상기 기판에 상기 금속 전구체를 도포하고, 상기 기판을 회전하여 상기 기판상에 상기 금속 전구체를 균일하게 분포시키고, 상기 기판을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전구체층은 균일액적 분산기구를 이용하여 상기 기판상에 상기 금속 전구체를 도포하여 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 금속 시드층이 포함하는 제1 금속은 상기 금속 패턴층이 포함하는 제2 금속보다 환원력이 작을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 금속은 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 금(Au) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 금속을 포함하는 가용성 산화제가 용해된 도금 용액에 상기 기판을 노출시켜 상기금속 시드층을 무전해 도금할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 금속은 구리(Cu)를 포함하고, 상기 제2 금속은 은(Ag)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는 상기 광이 조사된 전구체층을 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는 상기 전구체층에 일정한 패턴으로 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광하고, 상기 노광된 전구체층이 상기 광에 의해서 어닐링되는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 일정한 패턴을 가지는 마스크를 상기 전구체층 상부에 배치하고 상기 마스크의 상부에서 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광 및 어닐링할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광을 집광시켜 상기 전구체층에 일정한 패턴으로 상기 집광된 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광 및 어닐링할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광의 파장은 180nm 내지 1000nm의 대역폭을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 노광 과정은 상기 광의 180nm 내지 400nm의 대역폭에서 수행되고, 상기 어닐링 과정은 상기 광의 400nm 내지1000nm의 대역폭에서 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광은 제논(Xe)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는 상기 마스크 하부에 배치된 렌즈를 통해 상기 광이 집속되고 정제되는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 렌즈는 상기 마스크의 패턴에 대응하여 복수개가 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 기판상에 형성된 금속 패턴층에 전해 도금을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법이 제공된다. 상기 표시 기판의 제조 방법에서, 기판상에 금속 전구체를 포함하는 전구체층을 형성하고, 상기 전구체층에 광을 조사하여 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층을 형성하고, 상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성하여 게이트 라인들 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성한다. 상기 게이트 패턴이 형성된 기판상에 데이터 라인들, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성한다. 상기 소스 패턴이 형성된 기판 위에 상기 드레인 전극과 연결된 화소 전극을 형성한다.

일 실시예에서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는 상기 전구체층에 일정한 패턴으로 광을 조사하여 상기 광이 조사된 전구체층을 노광하고, 상기 노광된 전구체층이 상기 광에 의해서 어닐링되는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광의 파장은 180nm 내지 1000nm의 대역폭을 가지고, 상기 노광 과정은 상기 광의 180nm 내지 400nm의 대역폭에서 수행되며, 상기 어닐링 과정은 상기 광의 400nm 내지1000nm의 대역폭에서 수행될 수 있다.

이와 같은 금속 패턴의 형성 방법 및 표시 기판의 제조 방법에 따르면 하나의 광원을 조사하는 과정만으로 노광 과정 및 어닐링 과정을 연속적으로 수행할 수 있어 전체적인 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 금속 시드층을 형성한 후 무전해 도금을 수행함으로써, 대면적의 기판상에서 균일한 분포를 가지는 금속 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 무전해 도금을 수행한 이후에 전해 도금을 수행함으로써, 상기 금속 패턴층의 두께를 효과적으로 증가시킬 수 있고, 종횡비가 높은 금속 패턴을 형성함으로써, 전기 저항이 작으면서 응답속도가 빠른 신호 라인을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 전구체층 형성 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.
도 3은 도 1의 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 제논(Xe) 램프의 파장 및 광도를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1의 금속 시드층 형성 단계가 완료된 기판을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 1의 금속 패턴을 형성 단계에서 무전해 도금 과정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 도 1의 금속 패턴층 형성 단계가 완료된 기판을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전구체층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 11의 금속 패턴층을 전해 도금하는 단계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법에 의해 제조된 표시 기판의 평면도이다.
도 14는 도 13의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 도 13의 표시 기판의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법(S100)은 기판상에 전구체층을 형성하는 단계(S110), 상기 전구체층에 광을 조사하여 금속 시드층을 형성하는 단계(S120) 및 상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성하는 단계(S130)를 포함한다. 상기 각각의 형성 단계에 대해서는 이하 도 2a 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 전구체층 형성 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.

본 실시예에 따른 전구체층 형성 단계(S110)는 상기 기판(110)상에 금속 전구체(102)를 도포하는 단계, 상기 기판(110)을 회전하여 상기 기판상에 상기 금속 전구체(102)를 분포시키는 단계 및 상기 기판(110)을 건조시키는 단계를 포함한다.

구체적으로, 도 2a를 참조하면, 상기 기판(110)을 회전척(200)에 고정하고, 상기 기판(110)상에 상기 금속 전구체(102) 용액을 도포한다. 예를 들면, 상기 금속 전구체(102)는 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 구리를 예로 들었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속 전구체(102)는 은(Ag), 티타늄(Ti), 금(Au) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 포함할 수도 있고, 이외에도 필요에 따라 다양한 금속 전구체를 사용할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 상기 기판(110)이 고정된 상기 회전척(200)을 회전시킨다. 상기 회전척(200)의 회전에 따라 상기 기판(110)도 함께 회전된다. 이에 따라, 상기 기판(110)상에 도포된 상기 금속 전구체(102) 용액은 상기 기판(110)상에서 전체적으로 퍼지며 골고루 분포하게 된다.

도 2c를 참조하면, 상기 금속전구체(102) 용액이 균일하게 분포된 상기 기판(110)을 건조시켜 상기 기판(110)상에 전구체층(120)을 형성한다. 결과적으로 상기 기판(110)상에 균일하게 분포된 전구체층(120)을 형성할 수 있다.

도 3은 도 1의 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다. 도 4는 제논(Xe) 램프의 파장 및 광도를 도시한 그래프이다.

본 실시예에 따른 금속 시드층 형성 단계(S120)는 상기 전구체층(120)에 일정한 패턴으로 광을 조사하여 상기 전구체층(120)을 노광하는 단계 및 상기 노광된 전구체층(120)이 상기 광에 의해서 어닐링되는 단계를 포함한다.

구체적으로, 도 3을 참조하면, 노광장치(500)에 상기 전구체층(120)이 형성된 기판(110)을 배치하고, 광원(400)으로부터 광을 조사한다. 상기 기판(110)의 상부에는 일정한 패턴(310)을 가지는 마스크(300)가 배치되어, 상기 마스크(300)의 상기 패턴(310) 영역에서만 상기 광이 통과된다. 상기 마스크(300)를 통과한 상기 광에 의해서 상기 전구체층(120)은 일정한 패턴으로 노광된다.

본 실시예에 있어서, 상기 광원(400)은 광대역의 파장을 가진다. 구체적으로 상기 광원(400)의 파장은 약 180nm 내지 약 1000nm의 대역폭을 가진다. 특히, 상기 광원(400)은 광의 파장이 약 180nm 내지 약 400nm인 영역 및 약 400nm 내지 약 100nm인 영역에서 각각 일정 수준의 광도를 가진다. 예를 들면, 상기 광원(400)은 제논(Xe) 램프를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제논 램프는 약 200nm 내지 약 300nm인 영역 및 약 400nm 내지 약 600nm인 영역에서 각각 일정 수준의 광도를 가진다. 또는, 상기 광원(400)은 광대역폭의 파장을 가지도록 조절될 수도 있다. 즉, 상기 광원을 별도의 조절 장치로 광의 파장이 약 180nm 내지 약 400nm인 영역 및 약 400nm 내지 약 100nm인 영역에서 각각 일정 수준의 광도를 가지도록 조절할 수 있고, 상기 조절된 광을 상기 노광 과정에 사용할 수도 있다.

상기 전구체층(120)이 포함하는 금속 전구체는 파장의 영역이 약 180nm 내지 약 400nm인 광이 조사되는 경우에 환원과정을 거치게 된다. 예를 들면, 상기 금속 전구체가 구리 전구체인 경우, 상기 구리 전구체에 파장의 영역이 약 180nm 내지 약 400nm인 광이 조사되면, 상기 구리 전구체는 상기 광에 의해서 구리로 환원된다. 즉, 상기 구리 전구체가 포함하는 Cu2+는 상기 광에 의해서 Cu로 환원되어 석출된다.

한편, 상기 환원된 구리는 파장의 영역이 약 400nm 내지 약 1000nm인 광이 조사되는 경우 어닐링 과정을 거치게 된다. 상기 어닐링 과정에 의해서 상기 환원된 구리는 안정화된다.

결과적으로, 상기 광원(400)은 약 180nm 내지 약 1000nm의 광대역폭의 파장을 가지는바, 상기 금속 전구체에 대한 노광 과정 및 어닐링 과정을 모두 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 광원(400)을 조사하는 과정에서, 상기 광원의 약 180nm 내지 약 400nm의 파장대에서 상기 금속 전구체에 대한 환원 과정이 수행되고, 연속적으로 상기 광원의 약 180nm 내지 약 400nm의 파장대에서 상기 환원된 금속에 대한 어닐링 과정이 수행되는 것이다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 전구체층(120)에서 일정한 패턴으로 광이 조사된 영역(122)은 일차적으로 상기 광에 의해서 환원 과정을 거치게 된다. 또한 연속적으로 상기 광에 의해서 어닐링 과정을 거치게 된다. 결과적으로, 상기 환원 과정 및 어닐링 과정에 의해서 상기 기판(110)상에는 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층(122)이 형성된다.

상기의 어닐링 과정이 완료되면, 상기 기판(110)을 세정하는 단계를 거친다. 상기 세정 단계에 의해서 상기 금속 시드층(122) 이외의 영역에 해당되는 전구체층(120)은 제거되고, 따라서 상기 기판(110)상에는 상기 금속 시드층(122)만 남게 된다.

결과적으로, 상술한 바와 같이, 상기 광원(400)을 조사하는 과정만으로 상기 노광 과정 및 어닐링 과정을 연속적으로 모두 수행할 수 있어 전체적인 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 공정의 단순화에 의해서 상기 세정 공정도 최소화할 수 있다.

도 5는 도 1의 금속 시드층 형성 단계가 완료된 기판을 나타낸 평면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 세정 과정에 의해 일정한 패턴을 가지는 상기 금속 시드층(122)이 상기 기판(110)상에 남게 된다. 상기 금속 시드층(122)은 이후에 수행되는 무전해 도금 과정에서 도금핵의 역할을 할 수 있도록 일정한 패턴을 가진다. 예를 들면, 상기 금속 시드층(122)은 일정 크기의 도트 형상을 가질 수 있다.

도 6은 도 1의 금속 패턴을 형성 단계에서 무전해 도금 과정을 설명하기 위한 모식도이다. 도 7은 도 1의 금속 패턴층 형성 단계가 완료된 기판을 나타낸 사시도이다.

본 실시예에 따른 금속 패턴층을 형성하는 단계(S130)는 상기 금속 시드층(122)이 형성된 기판(110)을 무전해 도금하여 상기 기판상에 금속 패턴층을 형성한다.

구체적으로, 도 1 및 도 6을 참조하면, 무전해 도금 설비(600)에 제2 금속(612)을 포함하는 가용성 산화제가 용해된 도금 용액(610)을 준비하고, 상기 도금 용액(610)에 상기 기판(110)을 노출시킨다. 상기 금속 시드층(122)이 포함하는 제1 금속은 상기 제2 금속보다 환원력이 작도록 선택된다. 예를 들면, 상기 제1 금속은 구리(Cu)를 포함하고, 상기 제2 금속은 은(Ag)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 금속들간의 이온화 경향의 차이에 의해서, 상기 금속 시드층(122)의 구리는 하기의 식과 같이 상기 은으로 치환된다.

<식 1>

상기의 치환 도금 과정에서 상기 치환된 금속 시드층은 도금 핵으로 기능하게 되어 지속적으로 제2 금속이 석출하게 된다. 따라서, 일정한 라인형태를 갖추게 되고, 이로써, 일정한 라인 형태를 가지는 금속 패턴층(124)이 형성된다.

도 7을 참조하면, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 무전해 도금 과정이 완료되어 상기 기판(110)상에는 일정한 라인 형태의 패턴을 가지는 금속 패턴층(124)이 형성된다.

상기와 같이 금속 시드층을 형성한 후 무전해 도금을 수행함으로써, 대면적의 기판상에서 균일한 분포를 가지는 금속 패턴을 형성할 수 있다. 따라서 미세 금속 패턴을 형성함에 있어서 보다 균일하고 정밀한 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 상기 마스크(300)의 해상도에 따라, 0.1 마이크로미터 이하의 폭을 가지는 미세 패턴의 형성도 가능하게 된다. 또한, 구리를 포함하는 금속 시드층을 형성하는 경우에는 저비용의 패턴 공정이 가능하게 된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전구체층 형성 단계를 설명하기 위한 모식도이다. 본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법은 전구체층의 형성 단계에 있어서 균일 액적 분산기구를 이용하여 기판상에 전구체층을 형성한다는 것을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명한 실시예의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 기판상에 전구체층(120)을 형성하는 단계에 있어서, 균일 액적 분산기구(800)를 이용하여 기판(110)상에 금속 전구체(102)를 균일하게 도포하여 전구체층(120)을 형성한다. 즉, 상기 균일 액적 분산기구(800)를 상기 기판(110) 상부에서 전체적으로 고르게 이동시킴으로써, 상기 기판(110)상에 균일한 분포를 가지는 상기 전구체층(120)을 형성할 수 있다. 상기 균일 액적 분산기구(800)는, 예를 들면, 스프레이, 일렉트로 스프레이(electrospray)등을 포함할 수 있다. 또한, 기판상에 균일하게 액적을 도포할 수 있는 기구라면 모두 적용될 수 있음은 당연하다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한모식도이다. 본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법은 금속 시드층의 형성 단계에 있어서 마스크를 사용하지 않고 광을 집광시켜 전구체층에 조사한다는 것을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명한 실시예의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 전구체층(120)에 광을 조사하여 금속 시드층을 형성하는 단계에 있어서, 마스크를 사용하지 않고 광원(400)으로부터 출광된 광을 집광기(410)로 집광시켜 상기 집광된 광을 직접 상기 전구체층(120)에 조사한다. 구체적으로, 상기 광원(400)에 광을 집속시킬 수 있는 집광기(410)를 장착하고, 무빙 스테이지 등의 이동 기구(미도시)를 이용하여 상기 집광된 광을 일정한 패턴으로 상기 기판(110)상에 직접 조사한다. 이러한 과정으로 상기 기판(110)상에 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층(124)을 형성할 수 있다. 따라서 별도의 마스크를 배치하는 과정을 생략할 수 있고, 전체적인 금속 패턴층의 형성 공정을 연속적인 양산 공정으로 대체할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법에 있어서 모든 제조 공정을 연속적인 양산 공정으로 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 시드층 형성 단계를 설명하기 위한모식도이다. 본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법은 금속 시드층의 형성 단계에 있어서 마스크 하부에 집광 렌즈를 배치한다는 것을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명한 실시예의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 1 및 도 10을 참조하면, 전구체층(120)에 광을 조사하여 금속 시드층(122)을 형성하는 단계에 있어서, 노광장치(500)내에 배치된 마스크(300)의 하부에는 별도의 집광 렌즈(900)를 배치한다. 상기 마스크(300)를 통과한 광은 상기 집광 렌즈(900)를 지나면서 집속되고 정제된다. 따라서, 보다 집속되고 정제된 광을 상기 전구체층(120)에 조사할 수 있게 되므로, 노광 및 어닐링 과정을 거치게 되면서 균일하고 안정된 금속 시드층(122)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 마스크(300)의 손상을 최소화하고 패턴의 해상도를 개선할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 상기 집광 렌즈(900)를 배치하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 집광 렌즈는 상기 마스크(300)의 패턴에 대응하여 복수개가 배치될 수 있으며, 상기 기판(110)은 이동 스테이지(미도시)상에 배치되어 다양한 패턴으로 이동될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 12는 도 11의 금속 패턴층을 전해 도금하는 단계를 설명하기 위한 모식도이다.

본 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법(S101)은 금속 패턴층이 형성된 기판에 전해 도금을 더 수행한다는 것을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명한 실시예의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 금속 패턴층(124)이 형성된 기판에 전해 도금을 수행한다(S140). 구체적으로, 전해 도금 설비(700)에 상기 기판(110)을 장착하고, 상기 기판의 금속 패턴층(124)과 상기 도금 설비의 캐소드 단자를 연결한다. 상기 도금 설비(700)에 전해 도금용 도금액(710)을 공급하고, 상기 캐소드 단자 및 아노드 전극으로 전원을 공급하면, 상기 기판(110)은 음극으로 대전되고 상기 전해 도금용 도금액(710)은 양극으로 대전된다. 따라서, 상기 도금액(710)의 금속 이온은 전기분해 작용에 의해 상기 기판의 금속 패턴층(124) 표면에서 석출되어 상기 금속 패턴층(124)의 두께를 증가시키게 된다. 즉, 상기 도금액(710)의 금속을 상기 금속 패턴층이 포함하는 제2 금속과 동일하게 선택하여, 상기 금속 패턴층(124)의 두께를 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 무전해 도금을 수행한 이후에 전해 도금을 수행함으로써, 상기 금속 패턴층의 두께를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 즉, 전해 도금만을 수행하는 경우에는 금속막 형성 속도는 빠르지만 대면적에서 금속막의 분포가 불균일하게 형성되는 문제점을 가진다. 그러나, 본 실시예에서는 무전해 도금을 먼저 수행하여, 금속 패턴의 형성 속도는 상대적으로 느리나 매우 균일한 분포를 가지는 금속 패턴을 형성할 수 있다. 이후에 전해 도금을 추가적으로 수행함으로써 기 형성된 균일한 금속 패턴의 두께를 빠르게 증가시킬 수 있다. 따라서 전체적으로 균일하면서도 효율적으로 폭 대비 두께의 비율이 높은 금속 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 또한, 폭 대비 두께의 비율이 높은 금속 패턴을 형성함으로써, 전기 저항이 작으면서 응답속도가 빠른 신호 라인을 형성할 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판의 평면도이다. 도 14는 도 13의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 기판(10)은 절연 기판(110) 상에 형성된 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(SW) 및 화소 전극(PE)을 포함한다. 상기 표시 기판(100)은 게이트 절연층(130) 및 패시베이션층(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 표시 기판(10)의 제조 방법은 이하 도 15a 내지 도 15c를 참조하여 설명한다.

도 15a 내지 도 15c는 도 13의 표시 기판의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.

도 13 내지 도 15a를 참조하면, 기판(110)상에 게이트 라인들(GL1, GL2) 및 게이트 전극(GE)을 포함하는 게이트 패턴(124)을 형성한다. 상기 게이트 패턴(124)의 형성 방법은 상기 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예의 금속 패턴의 형성 방법과 실질적으로 동일한바, 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 15b를 참조하면, 상기 게이트 패턴(124)이 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 상기 게이트 절연층(130)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연층(130) 상에 상기 반도체층(142) 및 상기 오믹 콘택층(144)을 포함하는 상기 반도체 패턴을 형성하고, 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)을 포함하는 소스 패턴을 형성한다.

도 15c를 참조하면, 상기 소스 패턴이 형성된 상기 절연 기판(110) 상에 상기 패시베이션층(150)을 형성하고, 상기 콘택홀(CNT)을 형성한다. 상기 콘택홀(CNT)을 포함하는 상기 패시베이션층(150) 상에 상기 화소 전극(PE)을 형성함으로써, 도 13에 도시된 표시 기판(10)을 제조할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 전체적인 제조 공정을 단순화시킬 수 있고, 금속 시드층을 형성한 후 무전해 도금을 수행함으로써 대면적의 기판상에서 균일한 분포를 가지는 금속 패턴을 형성할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 금속 패턴의 형성 방법 및 표시 기판의 제조 방법은 하나의 광원을 조사하는 과정만으로 노광 과정 및 어닐링 과정을 연속적으로 수행할 수 있어 전체적인 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 금속 시드층을 형성한 후 무전해 도금을 수행함으로써, 대면적의 기판상에서 균일한 분포를 가지는 금속 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 무전해 도금을 수행한 이후에 전해 도금을 수행함으로써, 상기 금속 패턴층의 두께를 효과적으로 증가시킬 수 있고, 종횡비가 높은 금속 패턴을 형성함으로써, 전기 저항이 작으면서 응답속도가 빠른 신호 라인을 형성할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 표시 기판 110: 기판
102: 금속 전구체 120: 전구체층
122: 금속 시드층 124: 금속 패턴층
130: 게이트 절연층 150: 패시베이션층
200: 회전척 300: 마스크
400: 광원 500: 노광장치
600, 700: 도금 설비 800: 균일 액적 분산기구
GL1, GL2: 제1, 제2 게이트 라인 GE: 게이트 전극
SE, DE: 소스 전극, 드레인 전극 DL1, DL2: 제1, 제2 데이터 라인
PE: 화소 전극 AP: 반도체 패턴

Claims (20)

1. 기판상에 금속 전구체를 포함하는 전구체층을 형성하는 단계;
   상기 전구체층에 광을 조사하여 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층을 형성하는 단계; 및
   상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 금속 시드층을 형성하는 단계는,
   상기 전구체층에 일정한 패턴으로 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광하는 단계; 및
   상기 노광된 전구체층이 상기 광에 의해서 어닐링되는 단계를 포함하고,
   상기 광의 파장은 180nm 내지 1000nm의 대역폭을 가지고,
   상기 노광 과정은 상기 광의 180nm 내지 400nm의 대역폭에서 수행되고, 상기 어닐링 과정은 상기 광의 400nm 내지1000nm의 대역폭에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전구체층을 형성하는 단계는,
   상기 기판에 상기 금속 전구체를 도포하는 단계;
   상기 기판을 회전하여 상기 기판상에 상기 금속 전구체를 균일하게 분포시키는 단계; 및
   상기 기판을 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전구체층은 균일 액적 분산기구를 이용하여 상기 기판상에 상기 금속 전구체를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속 시드층이 포함하는 제1 금속은 상기 금속 패턴층이 포함하는 제2 금속보다 환원력이 작은 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 금속은 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 금(Au) 또는 팔라듐(Pd) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 금속 시드층을 무전해 도금하는 단계는,
   상기 제2 금속을 포함하는 가용성 산화제가 용해된 도금 용액에 상기 기판을 노출시키는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 금속은 구리(Cu)를 포함하고, 상기 제2 금속은 은(Ag)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는,
   상기 광이 조사된 전구체층을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 일정한 패턴을 가지는 마스크를 상기 전구체층 상부에 배치하고 상기마스크의 상부에서 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광 및 어닐링하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 광을 집광시켜 상기 전구체층에 일정한 패턴으로 상기 집광된 광을 조사하여 상기 전구체층을 노광 및 어닐링하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항에 있어서, 상기 광은 제논(Xe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
15. 제10항에 있어서, 상기 금속 시드층을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 하부에 배치된 렌즈를 통해 상기 광이 집속되고 정제되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 마스크의 패턴에 대응하여 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 기판상에 형성된 금속 패턴층에 전해 도금을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴의 형성 방법.
18. 기판상에 금속 전구체를 포함하는 전구체층을 형성하는 단계, 상기 전구체층에 광을 조사하여 일정한 패턴을 가지는 금속 시드층을 형성하는 단계, 및 상기 금속 시드층을 무전해 도금하여 금속 패턴층을 형성하는 단계를 포함하여 게이트 라인들 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 게이트 패턴이 형성된 기판상에 데이터 라인들, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 소스 패턴이 형성된 기판 위에 상기 드레인 전극과 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 금속 시드층을 형성하는 단계는,
    상기 전구체층에 일정한 패턴으로 광을 조사하여 상기 광이 조사된 전구체층을 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 전구체층이 상기 광에 의해서 어닐링되는 단계를 포함하고,
    상기 광의 파장은 180nm 내지 1000nm의 대역폭을 가지고,
    상기 노광 과정은 상기 광의 180nm 내지 400nm의 대역폭에서 수행되며, 상기 어닐링 과정은 상기 광의 400nm 내지1000nm의 대역폭에서 수행되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
    
19. 삭제
20. 삭제

Images