KR20050067250A - 평판표시소자의 제조방법 및 장치 - Google Patents
평판표시소자의 제조방법 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050067250A KR20050067250A KR1020030098129A KR20030098129A KR20050067250A KR 20050067250 A KR20050067250 A KR 20050067250A KR 1020030098129 A KR1020030098129 A KR 1020030098129A KR 20030098129 A KR20030098129 A KR 20030098129A KR 20050067250 A KR20050067250 A KR 20050067250A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etch resist
- resist solution
- substrate
- flat panel
- thin film
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 57
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 25
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 21
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 6
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 5
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 5
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 44
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- RWKWYSIDDAGTKA-UHFFFAOYSA-N n,n'-bis(2-methyl-2-nitropropyl)hexane-1,6-diamine Chemical compound [O-][N+](=O)C(C)(C)CNCCCCCCNCC(C)(C)[N+]([O-])=O RWKWYSIDDAGTKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/20—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
본 발명은 포토공정을 사용하지 않는 방법으로 패터닝공정을 수행하며 그 공정시간을 줄이고 패턴 불량을 최소화하도록 한 평판표시소자의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
이 평판표시소자의 제조방법 및 장치는 에치 레지스트 용액 상에서 소프트 몰드를 가압함과 동시에 상기 용매의 기하온도 미만의 1 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 용액을 성형하여 에치 레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성하고, 상기 에치 레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드를 분리하고 2 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 패턴을 고화시킨 다음, 상기 에치 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭한다.
Description
본 발명은 평판표시소자에 관한 것으로, 특히 포토공정을 사용하지 않는 방법으로 패터닝공정을 수행하며 그 공정시간을 줄이고 패턴 불량을 최소화하도록 한 평판표시소자의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. 현재 주류를 이루고 있는 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있다.
평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.
액정표시소자는 전자제품의 경박단소 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관을 빠른 속도로 대체하고 있다.
특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 도 1과 같이 액정층(15)을 사이에 두고 합착되는 컬러필터 기판(22)과 TFT 어레이 기판(23)을 구비한다. 도 1에 도시된 액정표시소자는 전체 유효화면의 일부를 나타낸 것이다.
컬러필터 기판(22)에는 상부 유리기판(12)의 배면 상에 도시하지 않은 블랙 매트릭스, 컬러필터(13)와 공통전극(14)이 형성된다. 상부 유리기판(12)의 전면 상에는 편광판(11)이 부착된다. 컬러필터(13)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터를 포함하여 특정 파장대역의 가시광을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다.
TFT 어레이 기판(23)에는 하부 유리기판(16)의 전면에 데이터라인들(19)과 게이트라인들(18)이 상호 교차되며, 그 교차부에 TFT들(20)이 형성된다. 그리고 하부 유리기판(16)의 전면에는 데이터라인(19)과 게이트라인(18) 사이의 셀 영역에 화소전극(21)이 형성된다. TFT(20)는 게이트라인(18)으로부터의 스캐닝신호에 응답하여 데이터라인(19)과 화소전극(21) 사이의 데이터 전송패스를 절환함으로써 화소전극(21)을 구동하게 된다. TFT 어레이 기판(23)의 배면에는 편광판(17)이 부착된다.
액정층(15)은 자신에게 인가된 전계에 의해 TFT 어레이 기판(23)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절한다.
컬러필터 기판(22)과 TFT 기판(23) 상에 부착된 편광판들(11,17)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정(15)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다.
컬러필터 기판(22)과 어레이 TFT 기판(23)의 액정 대향면들에는 도시하지 않은 배향막이 형성된다.
액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자를 제조하기 위한 제조공정은 기판 세정, 기판 패터닝 공정, 배향막형성/러빙 공정, 기판합착/액정주입 공정, 실장 공정, 검사 공정, 리페어(Repair) 공정 등으로 나뉘어진다. 기판세정 공정은 액정표시소자의 기판 표면에 오염된 이물질을 세정액으로 제거한다. 기판 패터닝 공정은 컬러필터 기판의 패터닝 공정과 TFT 어레이 기판의 패터닝 공정으로 나뉘어 실시된다. 배향막형성/러빙 공정은 컬러필터 기판과 TFT 어레이 기판 각각에 배향막을 도포하고 그 배향막을 러빙포 등으로 러빙하게 된다. 기판합착/액정주입 공정은 실재(Sealant)를 이용하여 컬러필터 기판과 TFT 어레이기판을 합착하고 액정주입구를 통하여 액정과 스페이서를 주입한 다음, 그 액정주입구를 봉지한다. 실장공정은 게이트 드라이브 집적회로 및 데이터 드라이브 집적회로 등의 집적회로가 실장된 테이프 케리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, "TCP"라 한다)를 기판 상의 패드부에 접속시키게 된다. 이러한 드라이브 집적회로는 전술한 TCP를 이용한 테이프 오토메이티드 본딩(Tape Automated Bonding) 방식 이외에 칩 온 글라스(Chip On Glass, COG) 방식 등으로 기판 상에 직접 실장될 수도 있다. 검사 공정은 TFT 어레이 기판에 데이터라인과 게이트라인 등의 신호배선과 화소전극이 형성된 후에 실시되는 전기적 검사와 기판합착/액정주입 공정 후에 실시되는 전기적검사 및 육안검사를 포함한다. 리페어 공정은 검사 공정에 의해 리페어가 가능한 것으로 판정된 기판에 대한 복원을 실시한다. 검사 공정에서 리페어가 불가능한 기판들은 폐기처분된다.
이와 같은 액정표시소자를 포함한 대부분의 평판 표시소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 적층되는 박막 물질은 포토리소그래피(Photorithography) 공정으로 패터닝된다. 포토리소그래피 공정은 일반적으로 포토레지스트(Photoresist)의 도포, 마스크 정렬, 노광, 현상 및 세정을 포함하는 일련의 사진공정이다. 그런데 이러한 포토리소그래피 공정은 공정 소요시간이 길고 포토레지스트물질과 스트립 용액의 낭비가 크며 노광장비 등의 고가 장비가 필요한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 포토공정을 사용하지 않는 방법으로 패터닝공정을 수행하며 그 공정시간을 줄이고 패턴 불량을 최소화하도록 한 평판표시소자의 제조방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 용매가 포함된 에치 레지스트 용액을 박막이 형성된 기판 상에 도포하는 단계와; 상기 에치 레지스트 용액 상에서 소프트 몰드를 가압함과 동시에 상기 용매의 기하온도 미만의 1 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 용액을 성형하여 에치 레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성하는 단계와; 상기 에치 레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드를 분리하고 2 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 패턴을 고화시키는 단계와; 상기 에치 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭하는 단계를 포함한다.
상기 에치 레지스트 용액은 40wt%∼60wt%의 상기 용매, 30wt%∼50wt%의 가교 가능한 폴리머 수지, 및 1wt%∼5wt%의 가교제를 포함한다.
상기 가교 가능한 폴리머 수지는 페놀-노볼락 수지(Phenol-Novolac resin)이다.
상기 가교제는 아민 계열 가교제, 멜라민 계열 가교제 및 요소계열 가교제 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 1 차 열처리의 온도는 대략 40∼60℃/10min 정도이다.
상기 2 차 열처리의 온도는 상기 용매의 기화온도 이상이다.
상기 2 차 열처리의 온도는 대략 70∼120℃/2min 정도이다.
상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나이다.
본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조장치는 용매가 포함된 에치 레지스트 용액을 박막이 형성된 기판 상에 도포하는 도포장치와; 상기 에치 레지스트 용액 상에서 가압되는 소프트 몰드와; 상기 에치 레지스트 용액과 상기 소프트 몰드가 접촉되는 동안 상기 용매의 기하온도 미만으로 상기 기판을 1차 가열하고 상기 에치 레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드가 분리된 후에 상기 기판을 2 차 가열하는 가열장치와; 상기 에치 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭하는 에칭장치를 구비한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 도포장치를 이용하여 화소 어레이의 박막(32a)이 형성된 유리기판(31) 상에 에치 레지스트(etch resist) 용액(33a)를 도포하는 에치 레지스트 도포공정, 소프트 몰드(34)를 이용한 에치 레지스트 용액(33a)의 패터닝 공정, 박막(32a)의 패터닝을 위한 식각공정, 에치 레지스트 패턴(33b)를 스트립용액으로 제거하는 스트립공정, 및 박막 패턴(32b)에 대한 검사공정을 포함한다.
유리기판(31) 상에 형성된 화소 어레이의 박막(32a)은 평판표시소자의 화소 어레이에 존재하는 금속패턴, 유기물 패턴 및 무기물 패턴으로 이용되는 기본재료로 공지의 도포공정이나 증착공정에 의해 유리기판(31) 상에 형성된다.
에치 레지스트 용액(33a)은 내열성과 내약품성을 가지는 재료이다. 이 에치 레지스트 용액(33a)이 에치 레지스트 패턴(33b)으로 패턴화된 후에는 박막(32a)의 식각 공정에서 박막(32a)이 선택적으로 패턴화될 수 있게 하는 마스크 역할을 하게 된다.
소프트 몰드(34)는 유리기판(31) 상에 형성할 패턴과 대응하는 음각패턴 또는 홈(34a)이 형성된다. 이 소프트 몰드(34)는 에치 레지스트 용액(33a) 상에 정렬된 후, 박막(32a)과의 접촉이 가능한 정도의 압력 즉, 자신의 자중 정도의 무게만으로 에치 레지스트 용액(33a)에 가압된다. 이와 동시에 유리기판(31)은 열처리에 의해 베이킹(baking)된다. 그러면 소프트 몰드(34)와 유리기판(31) 사이의 압력으로 발생하는 모세관힘(Capillary force)과, 소프트 몰드(34)와 에치 레지스트 용액(32a) 사이의 반발력에 의해 에치 레지스트 용액(33a)이 도 3과 같이 소프트 몰드(34)의 홈(34a) 내로 이동함과 아울러 고화가 진행된다. 그 결과, 소프트 몰드(34)의 음각패턴의 반전 전사 패턴 형태로 에치 레지스트 패턴(33b)이 박막(32a) 상에 형성된다.
소프트 몰드(34)와 유리기판(31)이 분리된 후, 습식 식각 장치를 이용한 습식 식각 공정(Wet etching process)이나 건식 식각 장치를 이용한 건식 식각 공정(Dry etching process)이 실시된다. 이 때 에치 레지스트 패턴(34b)은 마스크로 작용하므로 그 에치 레지스트 패턴(34c)의 하부에 위치한 박막(32a)만이 유리기판(31) 상에 잔류하고 그 이외의 박막(32a)은 제거된다. 이어서, 에치 레지스트 패턴(34c)은 스트립공정에 의해 제거되고 박막 패턴(32b)에 대한 전기적, 광학적 검사를 통해 박막 패턴(32b)의 불량여부가 판정된다.
소프트 몰드(34)는 유리기판(31)과 분리된 후 자외선(UV)과 오존(O3)으로 세정된 다음, 다른 박막(32a)의 패터닝 공정에 재투입된다.
그런데 에치 레지스트의 패터닝 공정에서 에치 레지스트 용액(33a) 내의 휘발성 용매(volatile solvent)에 의해 발생되는 아웃개싱(out-gasing)과 에치 레지스트 용액(33a) 내로 유입되는 외부 공기에 의해 에치 레지스트 용액(33a) 내에 기포(air bubble)가 발생될 수 있다. 이러한 기포는 소프트 몰드(34)가 에치 레지스트 용액(33a)의 용매를 흡수하면서 에치 레지스트 용액(33a)을 고화시키는 능력보다 용매의 기화 속도가 빠르기 때문에 발생한다. 도 4와 같이 이러한 기포들(41)은 소프트 몰드(34)의 가압에 따른 압력과 베이킹 공정에서 증가 및 응집되고 그 기포들은 에치 레지스트 패턴(33b)의 함몰이나 유실의 원인으로 작용한다. 이러한 기포들은 여러 차례의 실험을 통해 알려진 바에 의하면, 상온에서도 발생되고 있다.
에치 레지스트의 패터닝 공정에서 발생되는 기포를 최소화하기 위하여, 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조방법은 에치 레지스트 용액(33a) 내에 가교제(Cross-linker)를 균일하게 혼합하고 열처리 공정을 통해 에치 레지스트 용액(33a)의 가교(Cross-linking)를 유도하여 용매의 기화와 기포 발생을 억제한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 에치 레지스트 용액(33a)에는 가교 가능한 폴리머 수지(Cross-linkable polymer resin), 가교제(Cross-linker) 및 용매(solvent)가 소정의 조성비로 혼합된다. 표 1은 에치 레지스트 용액(33a)의 일예를 나타낸다.
| 가교 가능한 폴리머 | 가교제 | 용매 | |
| 예1 | Phenol-Novolac 수지(30∼50wt%) | 아민 계열 가교제(1∼5wt%) | isopropanol(40∼60%) |
| 예2 | Phenol-Novolac 수지(30∼50wt%) | 멜라민 계열 가교제(1∼5wt%) | isopropanol(40∼60%) |
| 예3 | Phenol-Novolac 수지(30∼50wt%) | 요소 가교제(1∼5wt%) | isopropanol(40∼60%) |
표 1에 있어서, 괄호 '()' 내의 숫자는 조성비(wt%)를 의미한다.
페놀 노볼락 수지(Phenol-Novolac resin)는 도 5와 같은 구조를 가지며 내열성과 내약품성이 우수한 폴리머로 알려져 왔다. 아민 계열 가교제, 멜라민 계열 가교제 및 요소 가교제는 공지의 가교제로 사용 가능하다. 예컨대, 아밀 계열 가교제로는 N,N'-bis(2-methyl-2-nitropropyl)1,6-hexanediamine이 선택될 수 있다.
이와 같은 조성의 에치 레지스트 용액(33a) 내에서 가교를 유도하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 도 6과 같이 에치 레지스트 용액(33a) 상에서 소프트 몰드(34)가 가압되는 기간 동안 1 차 열처리를 실시한다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법은 에천트(etchant)에 대한 에치 레지스트 용액(33a)의 내약품성을 강화하기 위하여 도 6과 같이 에치 레지스트 용액(33a)으로부터 소프트 몰드(34)가 분리된 후에 2 차 열처리를 실시한다.
도 6을 참조하면, 소프트 몰드(34)가 에치 레지스트 용액(33a)에 접촉되고 자중 정도의 압력으로 가압될 때 에치 레지스트 용액(33a)이 기화되지 않고 가교를 유도할 수 있는 온도인 대략 40∼60℃/10min의 온도로 기판(31)이 히터에 의해 가열된다. 이 때 에치 레지스트 용액(33a) 내의 가교제는 에치 레지스트의 광중합 반응을 촉진시켜 에치 레지스트 용액(33a)의 고화를 유도하여 에치 레지스트를 원하는 형상으로 성형한다. 이 1 차 열치리 온도는 에치 레지스트 용액(33a) 내에 포함된 용매의 기화온도 미만이다. 따라서, 소프트 몰드(34)에 의해 에치 레지스트 용액(33a)이 성형되는 과정에서 용매가 기화되지 않으므로 기포가 발생되지 않는다. 즉, 1 차 열처리에 의해 에치 레지스트 용액(33a)의 성형 과정에서 용매(71)의 기화로 인한 기포 발생이 거의 없다.
그리고 에치 레지스트 패턴(33b)으로부터 소프트 몰드(34)가 분리된 후에는 용매의 기화온도 이상인 대략 70℃∼120℃/2min의 온도로 기판(31)이 히터에 의해 가열된다. 이 2 차 열처리에 의해 에치 레지스트 패턴(33b) 내의 용매가 기화된다. 따라서, 2 차 열처리에 의해 에치 레지스트 패턴(33b)은 완전히 고화된다. 그리고 2 차 열처리에 의해 에치 레지스트 패턴(33b)은 패킹정도가 증가되어 에천트에 대한 내약품성이 강화된다.
본 발명에 따른 평판 표시소자의 제조방법은 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 등의 평판표시소자의 전극층, 유기물층 및 무기물층 등을 패터닝하기 위한 공정에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조방법 및 장치는 소프트 몰드와 에치 레지스트를 이용하여 포토공정을 사용하지 않고 표시소자의 박막을 패터닝할 수 있고 그 공정시간을 줄일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 평판표시소자의 제조방법은 에치 레지스트 용액의 조성을 가교 가능한 폴리머 수지 + 가교제 + 용매로 하고 에치 레지스트의 성형 과정에서 용매의 기하온도인 1 차 열처리를 통해 기포 발생이 없이 에치 레지스터를 성형하여 기포로 인한 에치 레지스트의 패턴 불량을 최소화할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범0위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판표시소자의 제조방법을 나타내는 도면다.
도 3은 도 2에 도시된 소프트 몰드와 기판의 접촉시 에치 레지스트 용액의 이동을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 공정 과정 중에 발생되는 기포와 그 기포로 인하여 발생되는 에치 레지스트의 패턴 불량을 나타내는 단면도이다.
도 5는 페놀 노볼락 수지(Phenol-Novolac resin)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 에치 레지스트의 성형과정을 상세히 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 17 : 편광판 12, 16, 31 : 유리기판
13 : 컬러필터 14 : 공통전극
15 : 액정층 18 : 게이트라인
19 : 데이터라인 20 : 박막트랜지스터
21 : 화소전극 22 : 컬러필터 기판
32a, 32b : 박막 33a, 33b : 에치 레지스트
34 : 소프트 몰드 41 : 기포
71 : 용매
Claims (12)
- 용매가 포함된 에치 레지스트 용액을 박막이 형성된 기판 상에 도포하는 단계와;상기 에치 레지스트 용액 상에서 소프트 몰드를 가압함과 동시에 상기 용매의 기하온도 미만의 1 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 용액을 성형하여 에치 레지스트 패턴을 상기 박막 상에 형성하는 단계와;상기 에치 레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드를 분리하고 2 차 열처리를 통해 상기 에치 레지스트 패턴을 고화시키는 단계와;상기 에치 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 에치 레지스트 용액은,40wt%∼60wt%의 상기 용매, 30wt%∼50wt%의 가교 가능한 폴리머 수지, 및 1wt%∼5wt%의 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 가교 가능한 폴리머 수지는,페놀-노볼락 수지(Phenol-Novolac resin)인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 가교제는,아민 계열 가교제, 멜라민 계열 가교제 및 요소계열 가교제 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 1 차 열처리의 온도는 대략 40∼60℃/10min 정도인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 2 차 열처리의 온도는 상기 용매의 기화온도 이상인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 2 차 열처리의 온도는 대략 70∼120℃/2min 정도인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
- 용매가 포함된 에치 레지스트 용액을 박막이 형성된 기판 상에 도포하는 도포장치와;상기 에치 레지스트 용액 상에서 가압되는 소프트 몰드와;상기 에치 레지스트 용액과 상기 소프트 몰드가 접촉되는 동안 상기 용매의 기하온도 미만으로 상기 기판을 1차 가열하고 상기 에치 레지스트 패턴으로부터 상기 소프트 몰드가 분리된 후에 상기 기판을 2 차 가열하는 가열장치와;상기 에치 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 에칭하는 에칭장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 1 차 가열 온도는 상기 기판을 대략 40∼60℃/10min 정도인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 2 차 가열 온도는 대략 70∼120℃/2min 정도인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 평판표시소자는 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조장치.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030098129A KR101010476B1 (ko) | 2003-12-27 | 2003-12-27 | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 |
| CN2004100705526A CN1637540B (zh) | 2003-12-27 | 2004-08-06 | 薄膜构图方法及制造平板显示器件的方法和设备 |
| US10/973,984 US7329619B2 (en) | 2003-12-27 | 2004-10-27 | Method for patterning thin film, method and apparatus for fabricating flat panel display |
| JP2004355113A JP4542420B2 (ja) | 2003-12-27 | 2004-12-08 | 薄膜のパターニング方法と平板表示素子の製造方法及び装置 |
| US12/000,914 US20080127889A1 (en) | 2003-12-27 | 2007-12-18 | Method for patterning thin film, method and apparatus for fabricating flat panel display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030098129A KR101010476B1 (ko) | 2003-12-27 | 2003-12-27 | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050067250A true KR20050067250A (ko) | 2005-07-01 |
| KR101010476B1 KR101010476B1 (ko) | 2011-01-21 |
Family
ID=36567915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030098129A KR101010476B1 (ko) | 2003-12-27 | 2003-12-27 | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7329619B2 (ko) |
| JP (1) | JP4542420B2 (ko) |
| KR (1) | KR101010476B1 (ko) |
| CN (1) | CN1637540B (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100848559B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2008-07-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 |
| KR101308441B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2013-09-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 패턴의 제조장치 및 이를 이용한 박막 패턴의제조방법 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101010431B1 (ko) * | 2003-12-27 | 2011-01-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 |
| KR101117437B1 (ko) * | 2003-12-27 | 2012-02-29 | 엘지디스플레이 주식회사 | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 |
| KR100758699B1 (ko) * | 2005-08-29 | 2007-09-14 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 고종횡비 나노구조물 형성방법 및 이를 이용한 미세패턴형성방법 |
| KR101171190B1 (ko) | 2005-11-02 | 2012-08-06 | 삼성전자주식회사 | 표시장치의 제조방법과 이에 사용되는 몰드 |
| KR20070067995A (ko) * | 2005-12-26 | 2007-06-29 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법 |
| KR101157966B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2012-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시소자의 제조방법 |
| US8003537B2 (en) * | 2006-07-18 | 2011-08-23 | Imec | Method for the production of planar structures |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0580530A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Hitachi Ltd | 薄膜パターン製造方法 |
| US6309580B1 (en) * | 1995-11-15 | 2001-10-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Release surfaces, particularly for use in nanoimprint lithography |
| JP2000194142A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Fujitsu Ltd | パタ―ン形成方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP3949841B2 (ja) * | 1999-02-04 | 2007-07-25 | 株式会社東芝 | 膜の処理方法 |
| KR100421034B1 (ko) * | 1999-04-21 | 2004-03-04 | 삼성전자주식회사 | 레지스트 조성물과 이를 이용한 미세패턴 형성방법 |
| US6517995B1 (en) * | 1999-09-14 | 2003-02-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Fabrication of finely featured devices by liquid embossing |
| JP3604985B2 (ja) * | 2000-01-18 | 2004-12-22 | 株式会社石川製作所 | パターン転写装置 |
| JP2002158192A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-05-31 | Ishikawa Seisakusho Ltd | 半導体デバイス製造におけるパターン転写法 |
| JP2002128956A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-09 | Sumitomo Chem Co Ltd | 高分子用添加剤 |
| KR100755563B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2007-09-06 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 프린지 필드 구동 액정표시장치의 화소 전극 형성 방법 |
| US6964793B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-11-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for fabricating nanoscale patterns in light curable compositions using an electric field |
| KR100809544B1 (ko) * | 2001-10-24 | 2008-03-04 | 주식회사 동진쎄미켐 | 퀴논디아지드 술폰산 에스테르 화합물을 포함하는 감광성수지조성물 |
| KR100408163B1 (ko) * | 2001-10-29 | 2003-12-01 | 주식회사 미뉴타텍 | 반도체 소자용 미세 패턴 형성 방법 |
-
2003
- 2003-12-27 KR KR1020030098129A patent/KR101010476B1/ko active IP Right Grant
-
2004
- 2004-08-06 CN CN2004100705526A patent/CN1637540B/zh active Active
- 2004-10-27 US US10/973,984 patent/US7329619B2/en active Active
- 2004-12-08 JP JP2004355113A patent/JP4542420B2/ja active Active
-
2007
- 2007-12-18 US US12/000,914 patent/US20080127889A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100848559B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2008-07-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 소프트몰드 제조방법 및 그것을 이용한 패턴 형성 방법 |
| KR101308441B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2013-09-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 패턴의 제조장치 및 이를 이용한 박막 패턴의제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1637540A (zh) | 2005-07-13 |
| JP2005197669A (ja) | 2005-07-21 |
| KR101010476B1 (ko) | 2011-01-21 |
| US7329619B2 (en) | 2008-02-12 |
| US20060115997A1 (en) | 2006-06-01 |
| JP4542420B2 (ja) | 2010-09-15 |
| US20080127889A1 (en) | 2008-06-05 |
| CN1637540B (zh) | 2010-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101117437B1 (ko) | 평판표시소자의 제조방법 및 장치 | |
| US7335520B2 (en) | Method and apparatus for fabricating flat panel display | |
| KR101157966B1 (ko) | 액정표시소자의 제조방법 | |
| US9997324B2 (en) | Apparatus for fabricating flat panel display | |
| US20080127889A1 (en) | Method for patterning thin film, method and apparatus for fabricating flat panel display | |
| KR101308441B1 (ko) | 박막 패턴의 제조장치 및 이를 이용한 박막 패턴의제조방법 | |
| KR101117987B1 (ko) | 평판표시소자의 제조장치 및 방법 | |
| US7807082B2 (en) | Apparatus for fabricating flat panel display device and method for fabricating thereof | |
| KR101308444B1 (ko) | 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법 | |
| KR20080051922A (ko) | 박막 패턴의 제조장치 및 방법 | |
| KR101076423B1 (ko) | 에치레지스트와 이를 이용한 평판표시소자의 제조방법 및장치 | |
| KR100965424B1 (ko) | 평판 표시 소자의 제조방법 및 장치 | |
| KR101461028B1 (ko) | 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법 | |
| KR101192774B1 (ko) | 평판표시소자용 소프트 몰드의 제조방법 | |
| KR101134164B1 (ko) | 평판표시소자의 제조장치 및 그 제조방법 | |
| KR20060116394A (ko) | 평판표시소자의 제조장치 및 방법 | |
| KR20060044264A (ko) | 평판 표시 소자의 제조방법 및 장치 | |
| KR20090070134A (ko) | 평판표시장치의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131227 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141230 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151228 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161214 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171218 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181226 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191212 Year of fee payment: 10 |