(57)【要約】【課題】インプリントリソグラフィ工程でレジストパターンの不良を防止して、モールドの寿命を向上させることができるレジスト組成物、これを利用したレジストパターン形成方法、これを利用したアレイ基板の製造方法、及び、これを利用して製造されたアレイ基板を提供する。【解決手段】ＵＶ硬化性樹脂及び添加剤を含んで、前記ＵＶ硬化性樹脂及び前記ＵＶ硬化性樹脂と接触するベース層間に化学的結合を誘導する接着増進剤を含むことを特徴とするレジスト組成物である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ硬化性樹脂及び添加剤を含んで、前記ＵＶ硬化性樹脂及び前記ＵＶ硬化性樹脂と接触するベース層間に化学的結合を誘導する接着増進剤を含むことを特徴とする、レジスト組成物。
【請求項２】
前記接着増進剤は、エポキシ系化合物またはウレタン系化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記ＵＶ硬化性樹脂は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、及びポリビニルアルコール樹脂からなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項４】
前記添加剤は、開始剤またはカップリング剤のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
前記カップリング剤は、γ−グルシドキシプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランからなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項４に記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記開始剤は、アルファ（α−）ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、フェニルグリオキシラート系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、ベンゾフェノン、イルガキュア３６９、５００、６５１及び９０７からなる群から選択された少なくともいずれか一つであることを特徴とする、請求項４に記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記ＵＶ硬化性樹脂の含量は、前記レジスト組成物の全体重量に対して５０重量（wt）％ないし８０重量（wt）％の範囲を有することを特徴とする、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項８】
前記接着増進剤の含量は、前記レジスト組成物の全体重量に対して１０重量（wt）％ないし２０重量（wt）％の範囲を有することを特徴とする、請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項９】
基板を提供する段階と、
前記基板上にレジスト層を形成する段階と、
前記レジスト層上に一定なパターンを有するモールドを提供する段階と、
前記モールドを前記レジスト層に合着させて前記モールドの前記パターンが転写された予備レジストパターンを形成する段階と、
前記予備レジストパターンを硬化させてレジストパターンを形成する段階と、
前記モールドを前記レジストパターンから脱着させる段階と、
を含んで、前記レジスト層の形成組成物は、前記基板と前記レジスト層との間の接着力を向上させる接着増進剤を含むことを特徴とする、レジストパターン形成方法。
【請求項１０】
前記予備レジストパターンを硬化させる段階は、前記モールドを使用して前記レジストパターンにＵＶを照射することを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１１】
前記予備レジストパターンを硬化させる段階及び前記モールドを脱着させる段階の間に、前記レジストパターンを熱処理する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１２】
前記レジストパターンを熱処理する段階は、チャンバ内で遂行されることを特徴とする、請求項１１に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１３】
前記レジスト層上に一定なパターンを有するモールドを提供する段階で、前記レジスト層が形成された基板は、加熱されたステージ上に配置されることを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１４】
前記予備レジストパターンを硬化させる段階で、前記予備レジストパターンが形成された基板は、加熱されたステージ上に配置されることを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１５】
前記接着増進剤は、エポキシ系化合物またはウレタン系化合物であることを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１６】
前記接着増進剤の含量は、前記レジスト組成物の全体含量に対して１０ないし２０重量（wt）％の範囲を有することを特徴とする、請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１７】
基板と、
前記基板上に形成されたブラックマトリクス及びカラーフィルターパターンと、
前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルターパターン上に配置されて、突部を有するオーバーコートパターンと、
を含んで、前記オーバーコートパターンは、前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルターパターンのうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターンとの間の接着力を向上させるための接着増進剤を含む組成物から形成されたことを特徴とする、カラーフィルターアレイ基板。
【請求項１８】
基板を提供する段階と、
前記基板上にブラックマトリクスを形成する段階と、
前記ブラックマトリクスが形成された基板上にカラーフィルターパターンを形成する段階と、
前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルターパターン上にオーバーコート層を形成する段階と、
前記オーバーコート層上に一定パターンを有するモールドを合着して突部を有するオーバーコートパターンを形成する段階と、
前記モールドを前記オーバーコートパターンから脱着させる段階と、
を含んで、前記組成物は、前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルターパターンのうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターンとの間の接着力を向上させるための接着増進剤を含むことを特徴とする、カラーフィルターアレイ基板の製造方法。
【請求項１９】
基板と、
前記基板上に形成された薄膜トランジスターと、
前記薄膜トランジスター上に配置されて、前記薄膜トランジスターの一部を露出するコンタクトホールを具備する保護膜パターンと、
前記コンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスターと電気的に連結された画素電極と、
を含んで、前記保護パターンは、前記基板間の接着力を向上させる接着増進剤を含む組成物から形成されたことを特徴とする、薄膜トランジスターアレイ基板。
【請求項２０】
基板を提供する段階と、
前記基板上に薄膜トランジスターを形成する段階と、
前記薄膜トランジスターを含む前記基板上に組成物を塗布して保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に一定なパターンを有するモールドを合着して薄膜トランジスターの一部を露出するコンタクトホールを有する保護パターンを形成する段階と、
前記保護パターンから前記モールドを脱着させる段階と、
前記コンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスターと電気的に連結された画素電極を形成する段階と、
を含んで、前記組成物は、前記保護パターンと前記基板との間の接着力を向上させる接着増進剤を含むことを特徴とする、薄膜トランジスターアレイ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリントリソグラフィ(imprint lithography)工程に関し、さらに具体的には、インプリントリソグラフィ工程に使用されるレジスト組成物、これを利用したレジストパターン形成方法、これを利用したアレイ基板の製造方法、及び、これを利用して製造されたアレイ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、映像を表示する平板表示素子を形成するためには、数回の薄膜パターニング工程を遂行することが必要になる。
一般に、薄膜パターニング工程は、光を利用したフォトリソグラフィ(photo lithography)工程によって遂行される。ここで、フォトリソグラフィ工程は、薄膜上に露光及び現像工程を通じてレジストパターンを形成する工程、前記レジストパターンを蝕刻マスクとして使用して前記薄膜を蝕刻する工程、及び、前記レジストパターンを除去する工程を含む。
このようなフォトリソグラフィ工程は、露光設備のように高価な設備によって遂行されるために初期投資費用が増加する。また、フォトリソグラフィ工程は、高価なパターンマスクを必要とすることから、経済性が落ちるようになる。また、前記フォトリソグラフィ工程は、パターンマスクのパターン幅のマージンによって超微細パターンを形成することに限界がある。
このため、最近マスクを利用しないインプリントリソグラフィ工程が開発されている。前記インプリントリソグラフィ工程は、基板上に判を押すようにレジストパターンを形成することで、微細パターンを大量製造することができるという長所がある。
前記インプリントリソグラフィ工程は、基板上にレジスト層を形成する工程、一定パターンを有するモールドを利用して前記レジスト層に前記モールドのパターンを刻印する工程、刻印されたレジスト層を硬化する工程、及び、前記モールドを前記レジスト層から分離する工程を含む。
この時、前記基板と前記レジスト層との間の接着力より前記レジスト層と前記モールドとの間の接着力が大きい場合、前記モールドが前記レジスト層から分離する工程で前記レジスト層がモールドと共に離れて、レジストパターンの不良が発生する。
また、前記モールドが前記レジスト層から容易に分離されない場合、前記モールドが損傷されるか、または変形されることがある。
また、前記レジスト層の一部が前記モールドに接着された状態で前記モールドが前記レジスト層から分離される場合、前記モールドに残っている前記レジスト層を除去するための洗浄工程が加えられなければならない。しかも、前記モールドがナノパターンを有する場合、洗浄工程で前記モールドに残っているレジスト層を取り除きにくく、この結果、前記モールドを取り替えなければならない問題点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、インプリントリソグラフィ工程でレジストパターンの不良を防止して、モールドの寿命を向上させることができるレジスト組成物、これを利用したレジストパターン形成方法、及び、これを利用して製造されたアレイ基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一つの目的は、インプリントリソグラフィ工程中にモールドの脱着工程を容易にしてレジストパターンの不良を防止してモールドの寿命を向上させることができるレジスト組成物、これを利用したレジストパターン形成方法、これを利用したアレイ基板の製造方法、及び、これを利用して製造されたアレイ基板を提供する。
【０００５】
前記技術的課題を達成するために、本発明によるレジスト組成物は、ＵＶ硬化性樹脂、添加剤、並びに、前記ＵＶ硬化性樹脂及び前記ＵＶ硬化性樹脂と接触するベース層間に化学的結合を誘導する接着増進剤を含む。
【０００６】
前記技術的課題を達成するために、本発明によるレジストパターン形成方法は、基板を提供する段階と、前記基板上にレジスト層を形成する段階と、前記レジスト層上に一定なパターンを有するモールドを提供する段階と、前記モールドを前記レジスト層に合着させて前記モールドの前記パターンが転写された予備レジストパターンを形成する段階と、前記予備レジストパターンを硬化させてレジストパターンを形成する段階と、前記モールドを前記レジストパターンから脱着させる段階と、を含んで、前記レジスト層の形成組成物は、前記基板と前記レジスト層との間の接着力を向上させる接着増進剤を含む。
【０００７】
前記技術的課題を達成するために、本発明によるカラーフィルターアレイ基板は、基板、該基板上に形成されたブラックマトリクス及びカラーフィルターパターン、及び、前記ブラックマトリクス及びカラーフィルターパターン上に配置されて突部を有するオーバーコートパターンを含んで、前記オーバーコートパターンは、前記ブラックマトリクス及びカラーフィルターパターンのうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターンとの間の接着力を向上させるための接着増進剤を含む組成物から形成される。
【０００８】
前記技術的課題を達成するために、本発明によるカラーフィルターアレイ基板の製造方法は、基板を提供する段階と、前記基板上にブラックマトリクスを形成する段階と、前記ブラックマトリクスが形成された基板上にカラーフィルターパターンを形成する段階と、前記ブラックマトリクス及びカラーフィルターパターン上にオーバーコート層を形成する段階と、前記オーバーコート層上に一定パターンを有するモールドを合着して突部を有するオーバーコートパターンを形成する段階と、前記モールドを前記オーバーコートパターンから脱着させる段階と、を含んで、前記組成物は、前記ブラックマトリクス及びカラーフィルターパターンのうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターンとの間の接着力を向上させるための接着増進剤を含む。
【０００９】
前記技術的課題を達成するために、本発明による薄膜トランジスターアレイ基板は、基板、該基板上に形成された薄膜トランジスター、前記薄膜トランジスター上に配置されて前記薄膜トランジスターの一部を露出するコンタクトホールを具備する保護膜パターン、及び、前記コンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスターと電気的に連結された画素電極を含んで、前記保護パターンは、前記基板間の接着力を向上させる接着増進剤を含む組成物から形成される。
【００１０】
前記技術的課題を達成するために、本発明による薄膜トランジスターアレイ基板の製造方法は、基板を提供する段階と、前記基板上に薄膜トランジスターを形成する段階と、前記薄膜トランジスターを含む前記基板上に組成物を塗布して保護膜を形成する段階と、前記保護膜上に一定なパターンを有するモールドを合着して薄膜トランジスターの一部を露出するコンタクトホールを有する保護パターンを形成する段階と、前記保護パターンから前記モールドを脱着させる段階及び前記コンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスターと電気的に連結された画素電極を形成する段階と、を含んで、前記組成物は、前記保護パターン及び前記基板間の接着力を向上させる接着増進剤を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、インプリンティングリソグラフィ工程で基底層とレジストパターンとの間の接着力を向上させて、モールドを基底層から安定に分離することができるので、モールドの寿命を向上させることができる効果がある。
また、本発明は、モールドが基底層からきれいに脱着されるので、高解像度のレジストパターンを形成することができるので、高解像度のレジストパターンを形成することができる効果がある。これで、高集積度の回路を有する表示素子を容易に製造することができる。
また、フォトリソグラフィ工程をインプリンティングリソグラフィ工程で置き換えられることによって表示素子の製造工程数を節減することができ、生産設備に対する投資を減らすことができる。よって、表示素子の生産単価を減らすことができて、価格競争力を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】本発明の第１実施例によるインプリントリソグラフィの製造工程を説明するために示した断面図である。
【図１ｂ】本発明の第１実施例によるインプリントリソグラフィの製造工程を説明するために示した断面図である。
【図１ｃ】本発明の第１実施例によるインプリントリソグラフィの製造工程を説明するために示した断面図である。
【図１ｄ】本発明の第１実施例によるインプリントリソグラフィの製造工程を説明するために示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による接着増進剤による基底層とレジスト層との間の化学的結合を説明するために示した断面図である。
【図３ａ】本発明の第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図３ｂ】本発明の第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図３ｃ】本発明の第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図３ｄ】本発明の第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図４ａ】本発明の第３実施例によるカラーフィルターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図４ｂ】本発明の第３実施例によるカラーフィルターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図４ｃ】本発明の第３実施例によるカラーフィルターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した断面図である。
【図５】本発明の第４実施例による液晶パネルを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明によるレジスト組成物、これを利用したレジストパターン形成方法、これを利用したアレイ基板の製造方法、及び、これを利用して製造されたアレイ基板をさらに具体的に説明する。
【００１４】
図１ａないし図１ｄは、本発明の第１実施例によるインプリントリソグラフィの製造工程を説明するために示した断面図である。
図１ａを参照すると、基板１００上に基底層(base layer)１１０を形成する。前記基底層１１０は無機物で形成された無機膜であることがある。基底層１１０で使用される無機膜の例としては、金属膜、酸化シリコーン膜、窒化シリコーン膜またはこれらの積層膜などを挙げることができる。この時、前記基底層１１０はスパッタリング法または化学気相蒸着法などを通じて形成することができる。
液状レジスト組成物は前記基底層１１０上にコーティングされて、前記基底層１１０上にはレジスト層１２０が形成される。ここで、レジスト層１２０はスピンコーティング法、ブレードコーティング法、スプレーコーティング法及びロールプリンティング法などによって形成される。
【００１５】
前記レジスト組成物は、ＵＶ硬化性樹脂を含む。ここで、前記ＵＶ硬化性樹脂は、アクリル基またはビニル基を有する有機化合物であることがある。前記ＵＶ硬化性樹脂で使用されることができる物質の例としては、ポリメタクリル酸メチル(poly methyl methacrylate；ＰＭＭＡ)樹脂、メタクリル酸ブチル(butyl methacrylate；ＢＭＡ)樹脂、ウレタンアクリレート(urethane acrylate)樹脂及びポリビニルアルコール(poly vinyl alcohol)樹脂などを挙げることができる。
【００１６】
前記ＵＶ硬化性樹脂の含量は、前記レジスト組成物の全体重量に対して５０重量（wt）％ないし８０重量（wt）％であることがある。これは、前記ＵＶ硬化性樹脂の含量が５０wt％未満である場合、前記レジストパターンの形態を維持することができないからである。これとは反対に、前記ＵＶ硬化性樹脂の含量が８０wt％を超過すると、前記レジスト組成物の粘度が高くなって基底層１１０上に塗布しにくい。
【００１７】
また、前記レジスト組成物は、前記レジスト層１２０と前記基底層１１０との間の接着力を向上させることができる接着増進剤を含む。前記接着増進剤は、前記レジスト層１２０が前記基底層１１０との化学的結合を誘導することができる物質で形成されることができる。ここで、前記接着増進剤で使用される物質の例としては、エポキシ(epoxy)系化合物またはウレタン(urethane)系化合物などが挙げられる。
【００１８】
前記接着増進剤の含量は、前記レジスト組成物の全体重量に対して１０wt％ないし２０wt％であることがある。これは、前記接着増進剤の含量が１０wt％未満である場合、前記レジスト層１２０と前記基底層１１０との間の接着力を向上させるのに効果がないからである。一方、前記接着増進剤の含量が２０wt％を超過する場合、前記レジストパターンの形態が壊れる問題点を有する。
【００１９】
これに加えて、前記レジスト組成物は、添加剤をさらに含むことができる。前記添加剤は、前記ＵＶ硬化性樹脂の反応を開始するための開始剤及びカップリング剤(coupling agent)であることがある。ここで、前記開始剤の例としては、アルファヒドロキシケトン(α-hydroxy ketone)系化合物、アミノケトン(α-amino ketone)系化合物、フェニルグリオキシラート(phenyl glyoxylate)系化合物、アシルホスフィンオキサイド(acyl phosphine oxide)系化合物、ベンゾフェノン(benzophenone)、イルガキュア(Irgacure)３６９、５００、６５１及び９０７(Ｃｉｂａ社製)などを挙げることができる。
【００２０】
この時、前記開始剤の含量は、前記レジスト組成物の全体含量に対して３wt％以下であることがある。
【００２１】
前記カップリング剤の例としては、γ-グルシドキシプロピルトリメトキシシラン(gamma-glucidoxypropyl trimethoxy silane)、メルカプトプロピルトリメトキシシラン(Mercapto propyl trimethoxy silane)及びメチルトリメトキシシラン(Methyl trimethoxy silane)などが挙げられる。
【００２２】
前記カップリング剤は、前記基底層１１０が無機膜である場合、前記基底層１１０と前記接着増進剤をお互いに化学的に結合させるか、あるいは、前記基底層１１０と前記レジスト層１２０を構成するＵＶ硬化性樹脂をお互いに化学的に結合させる役割を遂行する。すなわち、前記レジスト組成物に前記カップリング剤を添加することで、前記基底層１１０と前記レジスト層１２０との間の接着力を向上させることができる。
【００２３】
前記カップリング剤の含量は、前記レジスト組成物の全体重量に対して５wt％ないし１０wt％であることがある。これは、前記カップリング剤の含量が５wt％未満である場合、前記基底層１１０と前記レジスト層１２０との間の化学的結合を誘導するのに効果がないからである。一方、前記カップリング剤の含量が１０wt％超過する場合、前記レジスト組成物の粘度が高くなって、前記基底層１１０上に均一に塗布しにくい。
【００２４】
以後、レジスト層１２０が形成された基板１００上に一定なパターンが形成されたモールド２００を整列させる。モールド２００は凹凸部を具備する。また、モールド２００は光を透過することができる透明な材質で形成される。前記モールド２００材質の例としては、ＰＤＭＳ(polydimethylsiloxane)、ＰＣ(polycarbonate)、シリコーン及び硝子などを挙げることができる。
【００２５】
前記モールド２００をレジスト層１２０上に整列させる前に、モールド２００を洗浄するための洗浄工程を遂行することができる。これは、前記モールド２００が異物によって汚染されている場合、レジスト層１２０上に所望のレジストパターンを得ることができないからである。
【００２６】
また、モールド２００に付着した汚染物によって、レジストパターンからモールドが容易に脱着されずに、レジストパターン及び／またはモールド２００が損傷されることがある。
【００２７】
図１ｂを参照すると、前記基板１００上に形成されたレジスト層１２０に前記モールド２００に形成されたパターンを刻印させて予備レジストパターン１２０ａを形成する。前記予備レジストパターン１２０ａを形成するために、前記レジスト層１２０及び前記モールド２００は整合接触(conformal contact)になる。これで、前記モールド２００の凸部に対応された前記レジスト層１２０が前記モールド２００の凹部に移動されて、前記モールド２００のパターンが前記レジスト層１２０に転写されて、前記予備レジストパターン１２０ａが前記基板１００上に形成される。
ここで、本発明の実施例では整合接触させて、前記モールド２００のパターンを前記レジスト層１２０に転写させたがこれに限定せずに、前記モールド２００に一定な圧力を与えて前記モールド２００のパターンを前記レジスト層１２０に転写させることもできる。
【００２８】
図１ｃを参照すると、前記モールド２００上から前記予備レジストパターン１２０ａを向けて照射されたＵＶによって前記予備レジストパターン１２０ａを硬化させて前記基板１００上にレジストパターン１２０ｂを形成する。
前記レジストパターン１２０ｂと前記基底層１１０との間の接着力をより向上させるために、前記レジストパターン１２０ｂに熱処理工程をさらに遂行することができる。
熱処理工程で前記レジストパターン１２０ｂは、前記レジストパターン１２０ｂを構成するＵＶ硬化性樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）以上に加熱される。これは、図１ｃで一部を拡大したＡでのように、前記レジストパターン１２０ｂを構成するＵＶ硬化性樹脂の鎖Ｃが熱によって挙動するようになって、前記基底層１１０とのマイクロパッキング(micro packing)を誘導して、前記レジストパターン１２０ｂと前記基底層１１０との間の接着力を向上させるためである。すなわち、前記基底層１１０は自然に多数の凹凸が形成されているが、熱処理工程によって前記ＵＶ硬化性樹脂を構成する鎖Ｃの挙動力が大きくなるようになると、接触することができなかった凹凸にも前記ＵＶ硬化性樹脂が接触するようになる。結局、前記基底層１１０に前記前記レジストパターン１２０ｂの接触する面積が増加されて、前記基底層１１０と前記レジストパターン１２０ｂとの間の接着力を向上させることができる。
また、前記熱処理工程は、前述したような前記レジスト組成物に含有された接着増進剤の化学的反応を誘導して、レジストパターンと基底階との間の接着力を向上させることができる。前記熱処理工程はＵＶの照射を遂行した後、加熱することができるチャンバ内で遂行することができる。しかし、本発明の実施例で、前記熱処理工程はこれに限定されない。例えば、前記熱処理工程は前記基板と前記モールドを合着する工程及び前記予備レジストパターンを硬化させる工程のうちの少なくともいずれか一つの工程で遂行されることができる。すなわち、この時の熱処理工程はレジスト層が形成された基板または予備レジストパターンが形成された基板を加熱されたステージに配置して遂行することができる。
【００２９】
図２は本発明の第１実施例による接着増進剤による基底層とレジストパターン間との化学的結合を詳細に説明するために示した断面図である。
図２を参照すると、前記基底層１１０は外部に露出するので、前記基底層１１０の表面はヒドロキシ基（ＯＨ）を有するようになる。この時、前記レジスト組成物に含有された接着増進剤ｂは前記ヒドロキシ基と反応して、前記レジストパターン１２０ｂを構成するＵＶ硬化性樹脂ａと化学的に結合される。結局、前記基底層１１０と前記レジストパターン１２０ｂはお互いに化学的に結合されることで、前記基底層１１０と前記レジストパターン１２０ｂとの間の接着力を向上させることができる。この時、モールド２００は疎水性基板でなされるために、前記レジスト組成物に接着増進剤が含有されても、前記モールド２００と前記レジストパターン１２０ｂとの間の接着力は向上しない。これで、前記モールド２００と前記レジストパターン１２０ｂとの間の接着力より基底層１１０と前記レジストパターン１２０ｂとの間の接着力がさらに大きくなることができる。この時、前記接着増進剤ｂは前記基底層１１０の表面に形成されたヒドロキシ基と反応することができるエポキシ系化合物またはウレタン系化合物であることができる。
したがって、前記レジストパターン１２０ｂは物理的または化学的要因によって基底層１１０との接着力を向上させることができる。
【００３０】
図１ｄを参照すると、前記レジストパターン１２０ｂからモールド２００を脱着させる。この時、前述したように前記レジストパターン１２０ｂと前記モールド２００との間の接着力より前記レジストパターン１２０ｂと前記基底層１１０との間の接着力を向上させることで、従来に前記モールド２００を分離する時に前記レジストパターン１２０ｂの一部分が同時に離れることを防止することができる。また、前記モールド２００を分離するため、過度な力を加えなくても良くて、前記モールド２００に前記レジストパターン１２０ｂの一部分が接着されて前記モールド２００が汚染することを防止することができて、前記モールド２００の寿命を向上させることができる。
このようなレジストパターン１２０ｂは前記基底層１１０を蝕刻するマスクで使用されることができる。また、前記レジストパターン１２０ｂに導電物質を添加して、配線で利用することができる。また、前記レジストパターン１２０ｂを利用して、表示素子を製造する場合、工程数を節減できるだけでなく、生産性を向上させることができる。
【００３１】
以下、前述したインプリントリソグラフィを通じた液晶表示装置の製造方法を説明する。
図３ａないし図３ｄは本発明の第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した工程図である。
【００３２】
図３ａを参照すると、基板３００上にゲート配線（図示せず）と、前記ゲート配線に垂直な方向に配列されたデータ配線（図示せず）と、前記ゲート配線及び前記データ配線の交差領域に配置された薄膜トランジスターＴｒとを形成する。ここで、前記薄膜トランジスターＴｒは、前記ゲート配線で分岐されたゲート電極３１１と、前記ゲート電極３１１を含む基板前面に形成されたゲート絶縁膜３１０と、前記ゲート電極３１１に対応された前記ゲート絶縁膜上に順次形成された半導体層３１２と、前記半導体層３１２の両端部上にそれぞれ位置するソース／ドレーン電極３１３、３１４とを含む。
【００３３】
詳しくは、前記ゲート電極３１１を形成するために、先ず前記基板３００上に導電膜を形成する。前記導電膜は、真空蒸着法またはスパッタリング法を通じて形成することができる。前記導電膜形成のための物質の例としては、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＭｏＷ、ＭｏＴａ、ＭｏＮｂ、Ｃｒ、Ｗ及びＡｌＮｄなどを挙げることができる。
【００３４】
前記導電膜を形成した後、前記導電膜上にレジストパターンを形成する。前記レジストパターンは、インプリントリソグラフィ工程を通じて形成することができる。言わば、前記導電膜上にレジスト組成物を塗布してレジスト層を形成する。以後、前記レジスト層上にゲート電極及びゲート配線の形態でパターンされたモールドを整合接触させて前記レジスト層に前記モールドのパターンを転写させて、予備レジストパターンを形成する。以後、前記モールドで前記予備レジストパターンに向けてＵＶを照射して前記予備レジストパターンを硬化させて、レジストパターンを形成する。以後、前記モールドを前記レジストパターンから脱着させる。ここで、前記レジスト組成物は、ＵＶ硬化性樹脂、接着増進剤及び添加剤を含むことができる。
【００３５】
前記レジストパターンを蝕刻マスクを使用して前記導電膜を蝕刻した後、前記レジストパターンを取り除いて基板３００上にゲート電極３１１及びゲート配線が形成される。
【００３６】
前記ゲート電極３１１を含む基板前面に亘って、ゲート絶縁膜３１０を形成する。前記ゲート絶縁膜３１０は、窒化シリコーン膜、酸化シリコーン膜またはこれらの積層膜であることができる。この時、前記ゲート絶縁膜３１０は、化学気相蒸着法またはスパッタリング法を通じて形成することができる。
【００３７】
前記ゲート電極３１１に対応された前記ゲート絶縁膜３１０上に半導体層３１２、前記半導体層３１２の両端部上にそれぞれ位置するソース／ドレーン電極３１３／３１４を形成する。これで、前記基板１１０上に薄膜トランジスターＴｒを形成することができる。ここで、前記半導体層３１２は順次に形成された活性層３１２ａとオーミックコンタクト層３１２ｂをパターニングして形成することができる。ここで、前記活性層３１２ａは非晶質シリコーン層で形成されて、前記オーミックコンタクト層３１２ｂは不純物がドーピングされた非晶質シリコーン層で形成される。
【００３８】
前記ソース／ドレーン電極３１３／３１４は、単一膜または二重膜で形成した後、これをパターニングして形成することができる。前記ソース／ドレーン電極３１３／３１４の形成物質の例としては、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、ＭｏＴａ、ＭｏＮｂ及びこれらの合金などであることができる。
【００３９】
ここで、前記半導体層３１２と前記ソース／ドレーン電極３１３／３１４は、前述したインプリントリソグラフィ工程またはフォトリソグラフィ工程を通じてレジストパターンを形成した後、前記レジストパターンを蝕刻マスクを利用した蝕刻工程を通して形成することができる。これで、前記基板３００上に薄膜トランジスターＴｒを形成することができる。
【００４０】
前記薄膜トランジスターＴｒを形成した後、前記薄膜トランジスターＴｒを含む基板３００上に保護膜組成物を塗布して保護膜３２０ａを形成する。すなわち、前記保護膜３２０ａは、前記ソース／ドレーン電極３１３／３１４を覆って、ゲート絶縁膜３１０上に形成される。
【００４１】
この時、前記保護膜３２０ａの塗布法の例としては、スピンコーティング法、ディップコーティング法、ロ−ルコーティング法、バーコーティング法、スクリーンプリンティング法、インクジェットプリンティング法及びブレード法などを挙げることができる。ここで、前記保護膜組成物は、ＵＶ硬化性樹脂及び接着増進剤を含む。
【００４２】
前記ＵＶ硬化性樹脂の例としては、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂及びポリビニルアルコール樹脂などであることができる。この時、前記ＵＶ硬化性樹脂の含量は、後述される保護膜パターン３２０の形態を維持するため、前記保護膜組成物の全体重量に対して５０wt％ないし８０wt％であることがある。
【００４３】
前記接着増進剤は、前記薄膜トランジスターＴｒを含む前記ゲート絶縁膜３１０と前記保護膜パターン３２０との間の接着力を向上させる役割をする。前記接着増進剤は、エポキシ系化合物またはウレタン系化合物であることができる。この時、前記接着増進剤の含量は、前記ゲート絶縁膜３１０と前記保護膜パターン３２０との間の接着力を向上させて、前記保護膜パターン３２０の形態を保存することができることを考慮して、前記保護膜組成物の全体重量に対して１０wt％ないし２０wt％であることがある。
【００４４】
これに加えて、前記保護膜組成物は、添加剤をさらに含むことができる。前記添加剤は、開始剤及びカップリング剤であることができる。ここで、前記開始剤の例としては、アルファ（α−）ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、フェニルグリオキシラート系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、ベンゾフェノン、イルガキュア（Irgacure）３６９、５００、６５１及び９０７（Ｃｉｂａ社製）などを挙げることができる。この時、前記開始剤の含量は、前記保護膜組成物の全体重量に対して３wt％以下であることがある。
【００４５】
前記カップリング剤の例としては、γ−グルシドキシプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びメチルトリメトキシシランなどであることができる。前記カップリング剤は、無機化合物でなされたゲート絶縁膜３１０と有機系化合物でなされた保護膜３２０との間の化学的結合を誘導する役割をする。これで、前記保護膜組成物に前記カップリング剤を添加することで、前記ゲート絶縁膜３１０と前記保護膜３２０との間の接着力をさらに向上させることができる。
【００４６】
図３ｂを参照すると、前記保護膜３２０ａの表面で一定なパターンを有するモールド４００を整合接触させて、前記保護膜３２０ａに前記モールド４００のパターンを刻印させる。または、前記保護膜３２０ａで一定なパターンを有するモールド４００を加圧して、前記モールド４００のパターンを刻印させることができる。
【００４７】
これで、薄膜トランジスターＴｒの一部、例えばドレーン電極の一部を露出するコンタクトホールを有する予備保護パターンが形成される。
【００４８】
以後、前記モールド４００上から前記予備保護パターン３２０を使用してＵＶを照射して前記予備保護パターンを硬化させて、保護パターン３２０を形成することができる。
【００４９】
前記ゲート絶縁膜３１０と前記保護パターン３２０との間の接着力を向上させるため、前記保護パターン３２０に熱処理工程を遂行する。前記熱処理工程は、前記保護パターン３２０に前記ＵＶ硬化性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の熱を加える。
【００５０】
図３ｃを参照すると、前記モールド４００を前記保護パターン３２０から脱着させる。前記コンタクトホールＰは前記モールド４００の凸部に対応されて、接触された領域に形成される。
【００５１】
この時、前記保護パターンを形成するための組成物が接着増進剤を含んで、熱処理工程を遂行することによって、前記モールド４００と前記保護パターン３２０との間の接着力を向上させることで、前記保護パターン３２０から前記モールド４００を容易に分離することができる。
【００５２】
図３ｄを参照すると、前記コンタクトホールＰを通じて露出した前記ドレーン電極３１４と電気的に連結された画素電極３３０を形成する。ここで、前記画素電極３３０を形成するために、前記保護パターン３２０上に導電膜とレジストパターンを順次に形成した後、前記レジストパターンによって前記導電膜をパターニングして形成することができる。この時、前記レジストパターンは前述したインプリントリソグラフィ工程またはフォトリソグラフィ工程を通じて形成することができる。
【００５３】
図４ａないし図４ｃは、本発明の第３実施例によるカラーフィルターアレイ基板及びこれの製造方法を説明するために示した工程図である。
【００５４】
図４ａを参照すると、基板５００を提供する。前記基板５００上にブラックマトリクス５１０及びカラーフィルター層５２０を形成する。
【００５５】
詳しくは、前記基板５００上にクロムを含む不透明な金属膜または不透明な樹脂膜を形成した後、パターニング工程を経てブラックマトリクス５１０を形成する。この時、前記パターニング工程は、前述したインプリンティングリソグラフィ工程またはフォトリソグラフィ工程を通じて遂行することができる。
【００５６】
ここで、前記ブラックマトリクス５１０によって多数のサブピックセルが定義されることができる。これで、前記ブラックマトリクス５１０によって定義されたサブピックセルにカラーフィルター層５２０を形成する。ここで、前記カラーフィルター層５２０はインクジェットプリンティング法を通じて形成することができる。または、前記ブラックマトリクス５１０を含む基板前面に亘ってカラーフィルター形成用樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ工程を通じて形成することができる。
【００５７】
この時、前記ブラックマトリクス５１０と前記カラーフィルター層５２０とによって発生された段差を克服するために、前記ブラックマトリクス５１０及び前記カラーフィルター層５２０上にレジスト組成物を塗布してオーバーコート層５３０ａを形成する。この時、前記オーバーコート層５３０ａの形成方法の例としては、スピンコーティング法、ディップコーティング法、ロ−ルコーティング法、バーコーティング法、スクリーンプリンティング法、インクジェットプリンティング法及びブレード法などを挙げることができる。
【００５８】
前記オーバーコート層５３０ａを形成するための組成物は、ＵＶ硬化性樹脂及び接着増進剤を含む。
【００５９】
ここで、前記ＵＶ硬化性樹脂の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）樹脂、ウレタンアクリレート樹脂及びポリビニルアルコール樹脂などを挙げることができる。この時、前記ＵＶ硬化性樹脂の含量は、後述されるオーバーコートパターン５３０の形態を維持するように、前記組成物の全体重量に対して５０wt％ないし８０wt％であることがある。
【００６０】
前記接着増進剤は、前記ブラックマトリクス５１０及び前記カラーフィルター層５２０のうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターン５３０との間の接着力を向上させる役割をする。前記接着増進剤は、エポキシ系化合物またはウレタン系化合物であることができる。この時、前記接着増進剤の含量は、前記ブラックマトリクス５１０及びカラーフィルター層５２０のうち少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターン５３０との間の接着力を向上させて、前記オーバーコートパターン５３０の形態を保存することができることを考慮して、前記組成物の全体含量に対して１０wt％ないし２０wt％を有する。
【００６１】
前記組成物は、添加剤をさらに含むことができる。前記添加剤は、開始剤及びカップリング剤であることができる。ここで、前記開始剤の例としては、アルファ（α−）ヒドロキシケトン系化合物、α−アミノケトン系化合物、フェニルグリオキシラート系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、ベンゾフェノン、イルガキュア（Irgacure）３６９、５００、６５１及び９０７（Ｃｉｂａ社製）などであることができる。この時、前記開始剤の含量は、前記組成物のうちの３wt％以下で添加する。
【００６２】
前記カップリング剤の例としては、γ−グルシドキシプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びメチルトリメトキシシランなどであることができる。前記カップリング剤は、無機化合物でなされた前記ブラックマトリクス５１０と有機系化合物でなされたオーバーコートパターン５３０との間の化学的結合を誘導する役割をする。
【００６３】
前記オーバーコート層５３０ａ上に一定なパターンを有するモールド６００を提供する。
【００６４】
図４ｂを参照すると、前記オーバーコート層５３０に前記モールド６００をアラインした後、圧力をかけるかまたは整合接触させて、前記オーバーコート層５３０に前記モールド６００のパターンを刻印させる。この時、前記モールド６００の凸部に対応された前記オーバーコート層５３０が、前記モールド６００の凹部として一部は吸入させて、前記モールド６００の凸部に対応された領域に前記オーバーコート層５３０の一部が残留するようにする。これで、突部５４０を有する予備オーバーコートパターンが形成される。
【００６５】
以後、前記モールド６００から前記予備オーバーコートパターンを使用してＵＶを照射して、前記予備オーバーコートパターン５３０を硬化させて、突部５４０を有するオーバーコートパターン５３０が形成される。
【００６６】
前記モールド６００が合着された基板３００に、前記ブラックマトリクス５１０及びカラーフィルター層５２０のうちの少なくともいずれか一つと前記オーバーコートパターン５３０との間の接着力を向上させるための熱処理工程を遂行する。
【００６７】
図４ｃを参照すると、前記モールド６００を前記オーバーコートパターン５３０から分離する。ここで、前記突部５４０は、前記モールド（図４ｂで６００）の凹部に吸入されたオーバーコートパターンの組成物が硬化されて形成されたものである。これで、前記突部５４０は、前記オーバーコートパターン５３０と一体で形成される。
【００６８】
ここで、前記オーバーコートパターン５３０の形成のための組成物が接着増進剤を含んで、熱処理工程を遂行することで、前記オーバーコートパターン５３０と前記ブラックマトリクス５１０及びカラーフィルター層５２０のうちの少なくともいずれか一つとの接着力を向上させることができる。これで、前記オーバーコートパターン５３０から前記モールド６００を容易に分離することができる。
【００６９】
図５は、本発明の第４実施例による液晶パネルを示した図面である。ここで、前記液晶パネルは、前述した第２実施例による薄膜トランジスターアレイ基板と、第３実施例によるカラーフィルターアレイ基板を合着して形成することで、同一な参照番号は同一な構成要素を指称して、繰り返される説明は省略して記述する。
【００７０】
図５を参照すると、薄膜トランジスターアレイ基板７００または前記カラーフィルターアレイ基板８００の外郭部にシーラントパターンを形成する。以後、二つの基板を合着した後、液晶層を形成する。または前記二つの基板を合着する前に、前記薄膜トランジスターアレイ基板７００に液晶を滴下した後、前記カラーフィルターアレイ基板８００を合着することができる。ここで、前記液晶層を形成する工程を限定しない。
【００７１】
ここで、前記オーバーコートパターン５３０に形成された突部５４０は前記薄膜トランジスターアレイ基板７００と前記カラーフィルターアレイ基板８００の間のセルギャップを一定に維持するスペーサの役割ができる。
【００７２】
このような液晶パネルを形成するため、従来には数回のフォトリソグラフィ工程を伴うパターニング工程を通さなければならなかったが、前述したように前記フォトリソグラフィ工程をインプリンティングリソグラフィ工程で置き換えることで、工程をさらに単純化させることができる。
【００７３】
また、前記インプリンティングリソグラフィ工程中にモールドを分離する工程で、前記モールドと共にレジストが付着したまま分離して発生するレジストパターン不良を防止することで、高解像度のレジストパターンを形成することができる。これで、高解像度のレジストパターンの形成で、微細で高集積度のパターンを形成することができる。
【００７４】
以上では本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明は実施例によって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるであろう。
【符号の説明】
【００７５】
１００、３００、５００ 基板
２００、４００、６００ モールド
１１０ 基底層
１２０ レジスト層
３１１ ゲート電極
３１２ 半導体層
３１３ ソース電極
３１４ ドレーン電極
３２０ 保護膜
３３０ 画素電極
５１０ ブラックマトリクス
５２０ カラーフィルター
５３０ オーバーコート層
５４０ 突部
７００ 薄膜トランジスターアレイ基板
８００ カラーフィルターアレイ基板
【図１ａ】
2011249842.tif 000003
【図１ｂ】
2011249842.tif 000004
【図１ｃ】
2011249842.tif 000005
【図１ｄ】
2011249842.tif 000006
【図２】
2011249842.tif 000007
【図３ａ】
2011249842.tif 000008
【図３ｂ】
2011249842.tif 000009
【図３ｃ】
2011249842.tif 000010
【図３ｄ】
2011249842.tif 000011
【図４ａ】
2011249842.tif 000012
【図４ｂ】
2011249842.tif 000013
【図４ｃ】
2011249842.tif 000014
【図５】
2011249842.tif 000015