(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示板が載置され、載置された前記表示板を固定する固定チャック、前記固定チャックを支持する支持部、及び、前記固定チャックに形成されている少なくとも一つの光透過部を有する載置部と、
前記載置部に対応して位置し、本体部、前記本体部から突出形成されており、前記表示板に所定パターンを形成する少なくとも一つのパターン形成部、前記表示板との整列有無を確認するために前記本体部に形成されている少なくとも一つの整列キー、及び、前記整列キーの表面に形成されている不透過膜を有する型部と、
前記型部を駆動する型部駆動部と、
前記載置部の前記光透過部に対応する位置に配置され、前記光透過部を介して前記表示板と前記型部との誤整列の有無を判断する整列感知部と、
紫外線照射部と、
を含み、
前記紫外線照射部から照射される紫外線は、前記不透過膜を透過しないことにより、前記表示板のうち、前記整列キーに対応する箇所に照射されないことを特徴とする表示板の製造装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの整列キーは、前記表示板の角部に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の表示板の製造装置。
【請求項３】
前記整列キーは、突出部及び前記突出部に囲まれた陥没部を備える請求項１または２に記載の表示板の製造装置。
【請求項４】
前記不透過膜は、金属膜、金属酸化膜、無機膜のいずれか１つを含んで形成されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の表示板の製造装置。
【請求項５】
表示板を固定する固定チャック、前記固定チャックを支持する支持部、及び、前記固定チャックに形成されている少なくとも一つの光透過部を有する載置部に、少なくとも一つの第１整列キーを含む表示板を載置する段階と、
前記表示板上に有機膜を塗布する段階と、
本体部、前記本体部から突出形成されており、表示板に所定パターンを形成する少なくとも一つのパターン形成部、前記表示板との整列有無を確認するために前記本体部に形成されている少なくとも一つの第２整列キー及び前記第２整列キーの表面に形成されている不透過膜を有する型部を駆動して前記有機膜を加圧する段階と、
前記光透過部を介して前記第１整列キーと前記第２整列キーの整列状態を確認することによって前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断し、誤整列がある場合は誤整列を正す段階と、
前記有機膜を硬化する段階と、
硬化された前記有機膜から前記型部を除去する段階とを含み、
前記有機膜を硬化する段階は、紫外線を前記有機膜に照射する段階を含み、
前記照射される紫外線は、前記不透過膜を透過しないことにより、前記表示板のうち、前記第１整列キーに対応する箇所に照射されないことを特徴とする表示板の製造方法。
【請求項６】
前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断する段階は、
前記光透過部を介して整列感知光を照射する段階と、
前記整列感知光のうち、反射して戻ってきた光を感知して前記第１整列キーと前記第２整列キーの互いの位置関係を特定する段階とを含む請求項５に記載の表示板の製造方法。
【請求項７】
前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断する段階で前記表示板と前記型部に誤整列があると判断された場合、前記有機膜を硬化する段階の間に前記表示板及び前記型部のうちの少なくとも一つを他方に対して相対的に移動して互いに整列する段階と、をさらに含む請求項５に記載の表示板の製造方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第２整列キーは、前記表示板の角部に対応する位置に設けられることを特徴とする請求項５に記載の表示板の製造方法。
【請求項９】
前記不透過膜は、金属膜、金属酸化膜、無機膜のいずれか１つを含んで形成されていることを特徴とする請求項５乃至８に記載の表示板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置用表示板の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板表示装置の一つである液晶表示装置は、現在最も広く使用され、画素電極と共通電極など電場生成電極が形成されている二枚の表示板とその間に入っている液晶層を含む。液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通して液晶層の液晶分子の方向を決定して入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。
このような液晶表示装置を製造するためには、複数の薄膜のパターニング工程が必要であり、一般的に写真エッチング工程を利用する。
【０００３】
しかし、写真エッチング工程は、薄膜の蒸着、露光、現像、エッチング、アッシングなどの非常に複雑な工程を要するため、長い工程時間がかかり、高価な装備を使用する等、液晶表示装置の製造において製造時間及び製造費用上昇の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が目的とする技術的課題は、写真エッチング工程を使用せずに効率的かつ、高精度に薄膜をパターニングできる表示板の製造装置及び製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上のような目的を達成するために、発明１は、以下の構成を含む表示板の製造装置を提供する。
・作業対象表示板が載置され、少なくとも一つの光透過部を有する載置部と、
・前記載置部に対応して位置し、少なくとも一つの整列キー及びパターン形成部を有する型部と、
・前記型部を駆動する型部駆動部と、
・前記載置部の前記光透過部に対応する位置に配置され前記光透過部を介して前記作業対象表示板と前記型部との誤整列の有無を判断する整列感知部。
【０００６】
発明２は、前記発明１において、前記載置部は、載置された前記作業対象表示板を固定する固定チャックと前記固定チャックを支持する支持部とを有し、前記光透過部は、前記固定チャックに形成されている、表示板の製造装置を提供する。
発明３は、前記発明１において、前記整列キーは、突出部及び前記突出部に囲まれた陥没部を備える、表示板の製造装置を提供する。
【０００７】
発明４は、前記発明１において、前記整列キーの表面に形成される不透過膜をさらに含む、表示板の製造装置を提供する。
発明５は、前記発明４において、前記不透過膜は、金属膜、金属酸化物膜、無機膜のうち少なくともいずれか一つを含む、表示板の製造装置を提供する。
発明６は、発明１に記載の表示板の製造装置に用いられる型部であって、
・本体部と、
・前記本体部から突出形成されており、表示板に所定パターンを形成する少なくとも一つのパターン形成部と、
・前記表示板との整列有無を確認するために前記本体部に形成されている少なくとも一つの整列キーと、
・前記整列キーの表面に形成されている不透過膜と、
を含む、表示板の製造装置用型部を提供する。
【０００８】
発明７は、前記発明６において、前記整列キーは、突出部及び前記突出部に囲まれた陥没部を備える、表示板の製造装置用型部を提供する。
発明８は、前記発明６において、前記不透過膜は、金属膜、金属酸化物膜、無機膜のうち少なくともいずれか一つを含む、表示板の製造装置用型部を提供する。
発明９は、以下の段階を含む表示板の製造方法を提供する。
・光透過部を有する載置部に、表示領域と前記表示領域の周辺に形成されている非表示領域を有し、前記非表示領域に形成されている少なくとも一つの第１整列キーを含む表示板を載置する段階と、
・前記表示板上に有機膜を塗布する段階と、
・少なくとも一つの第２整列キー及びパターン形成部を有する型部を利用して前記有機膜を加圧する段階と、
・前記光透過部を介して前記第１整列キーと前記第２整列キーの整列状態を確認することによって前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断し、誤整列がある場合は誤整列を正す段階と、
・前記有機膜を硬化する段階と、
・硬化された前記有機膜から前記型部を除去する段階。
【０００９】
発明１０は、前記発明９において、前記型部を除去する段階後に、前記有機膜を全面エッチングする段階をさらに含む、表示板の製造方法を提供する。
発明１１は、前記発明９において、前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断する段階は、前記光透過部を介して整列感知光を照射する段階と、前記整列感知光のうち、反射して戻ってきた光を感知して前記第１整列キーと前記第２整列キーの互いの位置関係を特定する段階と、を含む表示板の製造方法を提供する。
【００１０】
発明１２は、前記発明９において、前記表示板と前記型部の誤整列の有無を判断する段階で前記表示板と前記型部に誤整列があると判断された場合、前記有機膜を硬化する段階の間に前記表示板及び前記型部のうちの少なくとも一つを他方に対して相対的に移動して互いに整列する段階と、をさらに含む、表示板の製造方法を提供する。
発明１３は、前記発明９において、前記有機膜を硬化する段階においては、熱硬化及び紫外線硬化のうちの少なくともいずれか一つを用いる、表示板の製造方法を提供する。
【００１１】
発明１４は、前記発明１３において、前記有機膜を硬化する段階において、紫外線硬化する場合、前記第２整列キーと対応する部分に位置する前記有機膜をさらに硬化する段階を含む、表示板の製造方法を提供する。
発明１５は、前記発明９において、前記有機膜は樹脂膜である表示板の製造方法を提供する。
【００１２】
発明１６は、
・基板上にゲート線を形成する段階と、
・前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階と、
・前記ゲート絶縁膜上に半導体層及び抵抗性接触部材を形成する段階と、
・前記ゲート絶縁膜及び前記抵抗性接触部材上にソース電極を含むデータ線及び前記ソース電極と所定間隔をおいて対向しているドレイン電極を形成する段階と、
・前記データ線及び前記ドレイン電極の上に保護膜を形成する段階と、
・前記保護膜上に前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階と、
・を含み、
前記各段階のうちの少なくとも一つの段階は、
・有機膜を塗布する段階と、
・型部を用いて前記有機膜を加圧する段階と、
・前記基板と前記型部の誤整列の有無を判断する段階と、
・前記有機膜を硬化する段階と、
・前記硬化された有機膜から前記型部を除去する段階と、を含む工程で進められる、表示板の製造方法を提供する。
【００１３】
発明１７は、前記発明１６において、前記表示板は反射領域と透過領域を有し、前記保護膜を形成する段階は、有機膜を塗布する段階と、接触孔用突起とエンボシング用凹凸とを有する型部を用いて前記有機膜を加圧する段階と、前記基板と前記型部の誤整列の有無を判断し、誤整列がある場合は誤整列を正す段階と、前記有機膜を硬化する段階と、前記硬化された有機膜から前記型部を除去してエンボシングされた表面と接触孔を有する保護膜を完成する段階と、を含む表示板の製造方法を提供する。
【００１４】
発明１８は、前記発明１７において、前記保護膜の接触孔を介して露出されている前記ゲート絶縁膜をエッチングして前記ゲート線の一部を露出する段階をさらに含む、表示板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による加圧モールドを利用したインプリントリソグラフィ工程を通した表示板の製造方法によると、効率的でかつ、高精度に所定薄膜をパターニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現できて、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面から多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については、同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直ぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００１７】
本発明の第１実施形態による表示板の製造装置を、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による表示板製造装置の断面図である。
本発明の第１実施形態による表示板の製造装置は、載置部４０、型部駆動部５０、型部６０、整列感知部７０を含む。
図１には、製造装置とこれと共に工程対象である表示板１０が点線で表示されている。表示板１０は、基板１２、パターニングされる薄膜１４及び表示板整列キー１６を含む。
【００１８】
載置部４０は、作業対象表示板１０を載置させ、製造過程で表示板１０が任意に流動されることを防止するための固定チャック４２と固定チャック４２を支持する支持部４６を含んでいる。
固定チャック４２は、真空チャック及び静電気チャックのうちの少なくともいずれか一つを含んで構成できる。固定チャック４２には、光透過部４４が形成されている。光透過部４４は、表示板１０と型部６０の整列状態を確認するため、表示板整列キー１６が占める面積より広い断面積を有するように形成されている。光透過部４４は、光が透過できるように固定チャックを貫通する孔、または透明ガラスなどでふさがった孔であってもよい。
【００１９】
載置部４０の上には、型部駆動部５０によって駆動される型部６０が備えられている。型部６０は、本体部６２、本体部６２から突き出されていて所定のパターンを有するパターン形成部６４及び型部整列キー６６を含んでいる。パターン形成部６４は、表示板１０に特定パターンを形成するための互いに異なる形状の突出部６４ａ、６４ｂを含んでいる。型部整列キー６６は、表示板整列キー１６に対応する型部６０の位置に形成されている。型部整列キー６６は、突出部６６ａと突出部６６ａに囲まれた陥没部６６ｂで構成される。
【００２０】
型部整列キー６６の表面には、整列状態を感知するために照射された感知光を反射または吸収する不透過膜６８が均一に形成されている。不透過膜６８は、金属膜、金属酸化物膜、無機膜のうちの少なくともいずれか一つを含む。突出部６６ａ及び陥没部６６ｂ上に形成された不透過膜６８により、型部整列キー６６の突出部６６ａ及び陥没部６６ｂが視覚的に識別される。従って、表示板整列キー１６との整列状態を容易に確認できるようになる。
【００２１】
載置部４０の下には、整列感知部７０が形成されている。整列感知部７０は、光透過部４４を介して感知光を照射して反射されて戻ってくる光を検出することによって、表示板整列キー１６及び型部整列キー６６の整列状態を確認できる。
一方、図示していないが、型部６０の上部には有機膜１７の硬化のための紫外線照射部が備えられる。
【００２２】
本発明の実施形態のように、整列感知部７０を載置部４０の下部に配置すると、載置部４０の上部に位置する型部駆動部５０及び紫外線照射部（図示せず）等の配置を容易にできる利点がある。
添付図を参照して本発明の実施形態による表示板の製造方法について説明する。
まず、本発明の第１実施形態による表示板の製造方法について、図２Ａ乃至図２Ｋを参照して詳細に説明する。
【００２３】
図２Ａは、表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示した表示板をＩＩｂ-ＩＩｂ´線に沿って切断して示した断面図である。図２Ｃ乃至図２Ｆは、各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図である。図２Ｇ及び図２Ｈは、各々図２Ｆの‘Ａ’領域の第１整列キー及び第２整列キーの相互位置関係を説明するための図面である。図２Ｉ及び図２Ｊは、各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図である。図２Ｋは、表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の断面図である。
【００２４】
まず、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、特定パターンの形成が要求される工程対象表示板１０を用意する。
表示板１０は、平板型表示装置に用いられ、平板型表示装置には液晶表示装置の他にも有機電界発光装置（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）、電気泳動表示装置（ＥＰＤ）などがある。表示板１０は、表示領域と表示領域の周辺に形成されている非表示領域を有する。
【００２５】
表示板１０は、透明なガラスなどで構成される絶縁基板１２と、絶縁基板１２上に形成されている薄膜１４及び表示板整列キー１６を含む。
薄膜１４は、既に特定パターンが形成されている薄膜、または特定パターンの形成が要求される薄膜である。特定パターンは、表示装置を駆動するための信号線でまたは陥没部及び突出部などのことである。薄膜１４は、表示領域にだけ形成されているように示されているが、非表示領域を含んで形成されてもよい。
【００２６】
表示板整列キー１６は、表示板１０の非表示領域の長辺方向における二つの角部に各々一つずつ形成されて表示板１０の整列位置を表示する。表示板整列キー１６は、絶縁基板１２上に金属膜、金属酸化膜及び無機膜のうちの少なくともいずれか一つを含む薄膜をパターニングして形成する。表示板整列キー１６のパターニングは、写真エッチング工程だけでなく、本実施形態によるインプリントリソグラフィ（ｉｍｐｒｉｎｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程によって行われる。
【００２７】
表示板整列キー１６は、非表示領域の短辺方向における二つの角部に各々一つずつ形成されてもよく、対角線方向の二つの角部に一つずつ形成されてもよい。一方、表示板整列キー１６の数は必要に応じて一つまたは三つ以上で形成されてもよい。
その後、図２Ｃに示したように、表示板１０を載置部４０に載置させて固定する。
その後、図２Ｄに図示したように、載置部４０に載置した表示板１０上に有機膜１７を塗布する。
【００２８】
塗布された有機膜１７は、流動性がある液状またはゲル状であって、スピンコーティング法やスリットコーティング法によって表示板１０上に塗布される。有機膜１７は、下の薄膜１４を保護して薄膜１４と有機膜１７の上部に形成される他の膜の間を絶縁させる絶縁膜であるが、下の薄膜１４にインプリントリソグラフィ法によって特定パターンを形成した後に除去される膜として、写真エッチング工程においての感光膜と同じ役割を果たす膜であってもよい。有機膜１７は、熱硬化剤及び紫外線硬化剤のうちの少なくとも一つを含んでいるため、熱または紫外線によって硬化される。
【００２９】
本実施形態では、表示板１０を載置部４０に載置された後、表示板１０に有機膜１７を塗布することを説明したが、これに限られるものではない。つまり、有機膜１７を表示板１０に塗布した後、有機膜１７が塗布された表示板１０を載置部４０に載置してもよい。
この後、図２Ｅ及び図２Ｆに示したように、有機膜１７に特定パターンを形成するために塗布された有機膜１７の上部に型部６０を位置させて、型部駆動部５０を駆動させて型部６０に有機膜１７を加圧する。
互いに異なる形状の突出部６４ａ、６４ｂで構成されているパターン形成部６４が有機膜１７を加圧すると、有機膜１７は型部６０の各突出部６４ａ、６４ｂと同じ形状の圧縮部分１８ａ、１８ｂを有する圧縮された有機膜１８に変わる。各パターン形成部６４ａ、６４ｂは、高さを互いに異なるように形成でき、高さを適切に選択すると圧着時に各突出部６４ａ、６４ｂの上部表面が薄膜１４に完全に密着できる。
【００３０】
この後、図２Ｆに示したように、整列感知部７０を載置部４０の下部に位置させて、光透過部４４を介して‘Ａ’領域上の表示板整列キー１６及び型部整列キー６６に向かって感知光を照射して表示板１０と型部６０の整列の有無を確認する。
表示板１０の所望の領域に特定パターンを形成するためには、表示板１０と型部６０との間の位置整列が非常に重要である。位置整列の有無を確認するために、感知光を照射して表示板整列キー１６と第型部整列キー６６との間の整列位置及び整列誤差の有無を確認することによって、表示板１０と型部６０を正確に整列させることができるようになる。
【００３１】
図２Ｇは、表示板整列キー１６と型部整列キー６６が互いに正確に整列されたことを示した図であって、表示板１０と型部６０が正確な位置に整列され、互いに整列誤差が発生しなかったことを示す。一方、図２Ｈの場合、表示板整列キー１６と型部整列キー６６が整列位置になく、整列誤差が発生して表示板１０と型部６０が正確な位置に整列されなかったことを示す。
【００３２】
従って、図２Ｇのように整列誤差がない場合とは異なって、図２Ｈのように整列誤差が発生した場合には、圧縮された有機膜１８を硬化する前に表示板１０及び型部６０のうちの少なくともいずれか一つを相対移動して互いを整列して整列誤差をなくす段階を通すようにする。つまり、載置部４０及び型部駆動部６０のうちの少なくともいずれか一つを相対移動させることによって、表示板１０と型部６０が正確に整列できる。
【００３３】
表示板１０と型部６０が整列された後、図２Ｉのように型部６０の上部に紫外線照射部（図示せず）を位置させた後、紫外線を圧縮された有機膜１８に照射して有機膜１８を硬化する。有機膜１８の硬化は紫外線硬化ではなく、熱硬化によって行われてもよい。熱を利用して圧縮された有機膜１８を硬化する場合には、型部６０を不透明材質で形成できるが、紫外線を照射して圧縮された有機膜１８を硬化させる場合には、紫外線を通過させる透明材質であるポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）などで形成できる。
【００３４】
一方、有機膜１８の紫外線硬化時に型部整列キー６６の下部に位置する‘Ｂ’部分の有機膜１８は不透過膜６８によって紫外線の照射が遮断されるため、他の部分と異なって硬化されない。そのために、型部整列キー６６に対応する‘Ｂ’部分の有機膜１８を除いて圧縮部分１８ａ、１８ｂを含む他の有機膜１８だけが硬化される。
以降、図２Ｊに示したように硬化された有機膜１９から型部６０を除去する。
【００３５】
型部６０除去過程において‘Ｂ’部分は紫外線に硬化されず、液状またはゲル状であるため、型部６０から容易に分離できる。従って、型部６０の除去過程で不透過膜６８の損傷を減少できて、反復的に型部６０を利用した加圧作業及び除去作業を行っても、不透過膜６８の適正性能を持続的に維持することができる。一方、紫外線硬化ではない熱硬化の場合にも、不透過膜６８が強度のある金属膜、金属酸化物膜、無機膜のうちの少なくともいずれか一つを含んで構成されて不透過膜６８の損傷を減少できる。一方、型部６０の除去後、硬化されない‘Ｂ’部分は、別途の紫外線または熱を利用した硬化過程を通して硬化されるようになる。
【００３６】
型部６０による有機膜１７の圧縮過程において、型部６０のパターン形成部６４が薄膜１４に完全に密着される場合には、薄膜１４の上部に塗布された有機膜１７が残らないため、硬化過程を経ると図２Ｋに示したように、所定パターン２１、２２を有する有機膜２０が直ちに形成される。従って、別途の硬化された有機膜１９に対するエッチング工程は不要である。
【００３７】
しかし、万一硬化された有機膜１９の圧縮部分１９ａ、１９ｂに有機膜１９が残っている場合として、その下の薄膜１４の所定部分を露出しなければならない場合には、硬化された有機膜１９を全面エッチングして、図２Ｋのように、薄膜１４の所定部分を露出する。この後、パターニングされた有機膜２０をエッチングマスクとして下の薄膜１４をエッチングしてパターニングできる。有機膜２０はその自体で表示板１０の構成要素として用いられる。
【００３８】
一方、有機膜２０が写真エッチング工程での感光膜と同じ役割を果たす場合には、パターニングされた有機膜２０を利用して薄膜１４をエッチングして薄膜１４にパターンを形成して有機膜２０は除去する。
本発明の第１実施形態による表示板の製造装置及び製造方法によると、薄膜に特定パターンを形成させるために、既存の写真エッチング工程と異なって露光、現像などの工程を通す必要なく、型部６０を利用した加圧工程を通して特定パターンを容易に形成できる。このような工程をインプリントリソグラフィ工程といい、写真エッチング工程において多くの時間と費用がかかる露光及び現像などの工程を無くすことによってより製造効率を向上できる。
【００３９】
これと共に本発明の第１実施形態による表示板の製造装置及び製造方法によると、表示板１０と型部６０の整列の有無を確認するための整列感知部７０を載置部４０の下部に備えることができる。これによって、表示板１０の上部に位置する型部駆動部５０及び紫外線硬化のための紫外線照射部（図示せず）などの配置空間を確保できて、狭い空間内でも、インプリントリソグラフィ工程を容易に遂行できて製造効率を向上できる。
【００４０】
また、型部整列キー６６に形成された不透過膜６８を、強度がある金属膜、金属酸化膜及び無機膜のうちのいずれか一つで形成することによって、型部６０の除去工程で不透過膜６８が容易に損傷されないようにして、不透過膜６８の交替時期を延長させて表示板の製造費用を減少できる。
さらに不透過膜６８は、有機膜１８を紫外線硬化する場合において下部の有機膜１８が硬化することを防止して型部６０が容易に有機膜から分離されるようにして、不透過膜６８の交替時期をさらに延長させて表示板の製造費用を減少できる。
【００４１】
従って、本発明の実施形態による加圧型部６０を用いたインプリントリソグラフィ工程を利用して表示板を製造すると、効率的であり、かつ精密に特定物質をパターニングすることができる。
以下、本発明の第２実施形態による表示板の製造方法について添付図である図３乃至１３を参照して詳細に説明する。本発明の第２実施形態による表示板は、半透過型液晶表示装置に用いられる表示板である。
【００４２】
まず、本発明の第２実施形態による表示板の製造方法によって製造された表示板を含む液晶表示装置について、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の第２実施形態による表示板の製造方法によって製造された表示板を含む液晶表示装置の配置図である。図４及び図５は、各々図３に示した液晶表示装置をＩＶ−ＩＶ’線及びＶ-Ｖ’に沿って切断して示した断面図である。
【００４３】
本実施形態によって製造された表示板を含む液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している共通電極表示板２００、及びこれらの間に挿入されていて二つの表示板１００、２００の表面に対して垂直または水平で配向されている液晶分子を含む液晶層３で構成される。
液晶層３の配向方式は、９０°ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）方式の場合もあり、垂直配向（ＶＡ）方式の場合もあり、ＥＣＢ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）方式の場合もある。
【００４４】
まず、薄膜トランジスタ表示板１００には、図３乃至図５に示したように、透明ガラスなどで構成される絶縁基板１１０上に複数のゲート線１２１と複数の維持電極線１３１が形成されている。
ゲート線１２１は、主に横方向に延びて互いに分離されていてゲート信号を伝達する。各ゲート線１２１は、ゲート電極１２４をなす複数の突起を有し、ゲート線１２１の一端の拡張部１２５は外部回路と連結するため、面積が広い。
【００４５】
維持電極線１３１は、主に横方向に延びていて、維持電極１３３をなす複数の突出部を含む。維持電極線１３１には、共通電極表示板２００の共通電極２７０に印加される共通電圧などの予め決められた電圧を印加される。
ゲート線１２１と維持電極線１３１は、アルミニウムとアルミニウム合金などアルミニウム系の金属、銀と銀合金などの銀系の金属、銅と銅合金など銅系の金属、モリブデンとモリブデン合金などモリブデン系の金属、クロム、チタン、タンタルなどで構成されるのが望ましい。ゲート線１２１と維持電極線１３１は、物理的性質が異なる二つの膜、つまり、下部膜（図示せず）とその上の上部膜（図示せず）を含むことができる。上部膜は、ゲート線１２１と維持電極線１３１の信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系の金属で構成される。これとは異なって、下部膜は他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との接触特性に優れた物質、例えばモリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、クロム（Ｃｒ）などで構成される。下部膜と上部膜の組み合わせの例としてはクロム／アルミニウム-ネオジム（Ｎｄ）合金がある。
【００４６】
ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、単一膜構造を有したり、三層以上を含むことができる。
また、ゲート線１２１と維持電極線１３１の側面は、基板１１０の表面に対して傾いて、その傾斜角は約２０〜８０度である。
ゲート線１２１と維持電極線１３１上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などで構成されるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
【００４７】
ゲート絶縁膜１４０上部には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ-Ｓｉという）または多結晶シリコンなどで構成される複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は主に縦方向に延びていて、これから複数の突出部１５４がゲート電極１２４に向かって延びて突出されていて、これから複数の拡張部１５７が延びている。また、線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１と接する地点付近で幅が大きくなってゲート線１２１及び維持電極線１３１の広い面積を覆っている。
【００４８】
半導体１５１の上部には、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成された複数の線状及び島型抵抗性接触部材１６１、１６５が形成されている。線状接触部材１６１は、複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島型接触部材１６５は対をなして半導体１５１の突出部１５４上に位置する。
【００４９】
半導体１５１と抵抗性接触部材１６１、１６５の側面も基板１１０の表面に対して傾いて傾斜角は３０〜８０度である。
抵抗性接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１とこれから分離されている複数のドレイン電極１７５が形成されている。
データ線１７１は、主に縦方向に伸びてゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差してデータ電圧を伝達する。データ線１７１は他の層または外部装置との接続のために面積が広い一端の拡張部１７９を含む。
【００５０】
各ドレイン電極１７５は、一つの維持電極１３３と重なる拡張部１７７を含む。データ線１７１の縦部各々は複数の突出部を含み、この突出部を含む縦部がドレイン電極１７５の一端部分を一部取り巻くソース電極１７３をなす。ゲート電極１２４、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャンネルはソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の突出部１５４に形成される。
【００５１】
データ線１７１及びドレイン電極１７５は、クロムまたはモリブデン系の金属、タンタル及びチタンなど耐火性金属で構成されるのが望ましく、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、クロム（Ｃｒ）などの下部膜（図示せず）とその上に位置したアルミニウム系金属である上部膜（図示せず）で構成される多層膜構造を有することができる。
データ線１７１とドレイン電極１７５もゲート線１２１及び維持電極線１３１と同様にその側面が約３０〜８０度に各々傾いている。
【００５２】
抵抗性接触部材１６１、１６５は、その下部の半導体１５１とその上部のデータ線１７１及びドレイン電極１７５との間にだけ存在して接触抵抗を低くする役割を果たす。線状半導体１５１は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５に覆われずに露出された部分を有している。
データ線１７１、ドレイン電極１７５及び露出された半導体１５１の部分の上には無機物質である窒化ケイ素や酸化ケイ素などで構成された保護膜１８０が形成されており、保護膜１８０の上部には平坦化特性が優れていて、感光性を有する有機物質で構成される有機絶縁膜１８７が形成されている。この時、有機絶縁膜１８７の表面は凹凸パターンを有して、有機絶縁膜１８７上に形成される反射電極１９４に凹凸パターンを誘導して反射電極１９４の反射効率を上げる。ゲート線１２１及びデータ線１７１の拡張部１２５、１７９が形成されているパッド部には、有機絶縁膜１８７が除去されて保護膜１８０だけ残っている。
【００５３】
保護膜１８０には、データ線１７１の拡張部１７９を露出する接触孔１８３が形成されており、ゲート絶縁膜１４０と共にゲート線１２１の拡張部１２５を露出する接触孔１８２が形成されている。また、保護膜１８０及び有機絶縁膜１８７にはドレイン電極１７５の拡張部１７７を露出する接触孔１８５が形成されている。接触孔１８２、１８３、１８５は多角形または円形など多様な形状で形成でき、側壁は３０〜８５°に傾いている階段状に形成される。
【００５４】
有機絶縁膜１８７上には、複数の画素電極１９０が形成されている。
画素電極１９０は、透明電極１９２及び透明電極１９２の上部に形成されている反射電極１９４を含む。透明電極１９２は、透明な導電物質であるＩＴＯまたはＩＺＯで構成され、反射電極１９４は不透明で反射度を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金、銀または銀合金などで形成できる。画素電極１９０は、モリブデンまたはモリブデン合金、クロム、チタンまたはタンタルなどで構成される接触補助層（図示せず）をさらに含むことができる。接触補助層は、透明電極１９２と反射電極１９４の接触特性を確保して、透明電極１９２が反射電極１９４を酸化させないようにする。
【００５５】
一つの画素は大きく透過領域（ＴＡ）１９５と反射領域（ＲＡ）に区分されるが、透過領域（ＴＡ）１９５は反射電極１９４が除去されている領域であり、反射領域（ＲＡ）は反射電極１９４が存在する領域である。透過領域（ＴＡ）１９５には、有機絶縁膜１８７が除去されていて、透過領域（ＴＡ）１９５でのセルギャップは反射領域（ＲＡ）でのセルギャップのほぼ２倍である。従って、反射領域（ＲＡ）と透過領域（ＴＡ）において光が液晶層３を通過する光路差による影響を補償できる。
【００５６】
画素電極１９０は、接触孔１８５を介してドレイン電極１７５の拡張部１７７と物理的・電気的に連結されてドレイン電極１７５からデータ電圧を印加される。データ電圧が印加された画素電極１９０は、共通電極２７０と共に電場を生成することによって両者の液晶層３の液晶分子を再配列させる。
また、画素電極１９０と共通電極２７０は、キャパシタ[以下、“液晶キャパシタ”という]を構成して薄膜トランジスタが遮断された後にも印加された電圧を維持するが、電圧維持能力を強化するために液晶キャパシタと並列連結された他のキャパシタを設けて、これを維持キャパシタという。維持キャパシタは、ドレイン電極１７５の拡張部１７７と維持電極１３３が重なって形成される。維持キャパシタは画素電極１９０及びこれと隣接するゲート線１２１か重なって形成でき、この時維持電極線１３１は省略できる。
【００５７】
画素電極１９０は、ゲート線１２１及び隣接するデータ線１７１と重なって開口率を高めているが、重ならない場合もある。
画素電極１９０の材料として、透明な導電性ポリマーなどを用いるが、反射型液晶表示装置の場合、不透明な反射性金属を用いてもよい。
パッド部の保護膜１８０上には、接触孔１８２、１８３を介して各々ゲート線１２１の拡張部１２５及びデータ線１７１の拡張部１７９と連結されている複数の接触補助部材９５、９７が形成されている。接触補助部材９５、９７は、ゲート線１２１及びデータ線１７１の拡張部１２５、１７９と外部装置との接着性を補い、これらを保護する役割を果たすが、必ずしも必要なものではなく、これらの適用の有無は選択的である。また、これらは透明電極１９２、または反射電極１９４と同一層で形成できる。
【００５８】
一方、薄膜トランジスタ表示板１００と対向する共通電極表示板２００には透明ガラスなどの絶縁物質で構成される基板２１０上にブラックマトリックスと呼ばれる遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、画素電極１９０の間の光漏れを防止して画素電極１９０と対向する開口領域を定義する。
複数のカラーフィルター２３０が基板２１０と遮光部材２２０上に形成されており、遮光部材２２０が定義する開口領域内にほとんど入るように配置されている。隣接する二つのデータ線１７１の間に位置して縦方向に配列されたカラーフィルター２３０は、互いに連結されて一つの帯状に形成される。各カラーフィルター２３０は、赤色、緑色及び青色など三原色のうちの一つを表示することができる。
【００５９】
各カラーフィルター２３０は、透過領域（ＴＡ）での厚さが反射領域（ＲＡ）での厚さより厚く形成されていて、透過領域（ＴＡ）と反射領域（ＲＡ）での光がカラーフィルター２３０を通過する数の差による色相トーンの差を補償できる。これと異なって、カラーフィルター２３０の厚さを同一に維持して反射領域（ＲＡ）のカラーフィルター２３０にホールを形成することによっても色相トーンの差を補償できる。
【００６０】
遮光部材２２０及びカラーフィルター２３０上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で構成された共通電極２７０が形成されている。
図３に示した液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板を本発明の第２実施形態によって製造する方法について、図６乃至図１３を参照して詳細に説明する。
まず、図６及び図７に示したように、絶縁基板１１０上にスパッタリングなどの方法でアルミニウムとアルミニウム合金などアルミニウム系の金属、銀と銀合金など銀系の金属、銅と銅合金など銅系の金属、モリブデンとモリブデン合金などモリブデン系の金属、クロム、チタン、タンタルなどで構成される導電膜を形成する。
【００６１】
以降、前記で説明した本発明の第１実施形態による表示板の製造方法であるインプリントリソグラフィ工程を利用して、導電膜上にパターニングのための有機膜を塗布して型部を用いた加圧工程、整列工程、硬化工程及びエッチング工程を通して有機膜をパターニングする。その後、パターニングされた有機膜をエッチングマスクとして導電膜をエッチングして複数のゲート電極１２４と拡張部１２５を含む複数のゲート線１２１及び複数の維持電極１３３を含む複数の維持電極線１３１を形成する。ここでインプリントリソグラフィ工程に使用されるパターニングされた有機膜は、写真エッチング工程においての感光膜と同じ役割を果たして、ゲート線１２１及び維持電極線１３１を形成後に除去する。
【００６２】
その後、図８及び図９に示したように、ゲート線１２１及び維持電極線１３１を覆うようにＬＴＣＶＤ、ＰＥＣＶＤの方法で、ゲート絶縁膜１４０、水素化非晶質シリコン膜、Ｎ+がドーピングされた非晶質シリコン膜を順次に積層して、水素化非晶質シリコン膜、Ｎ+がドーピングされた非晶質シリコン膜を本実施形態によるインプリントリソグラフィ工程を利用して複数の突出部１５４と複数の拡張部１５７を含む複数の半導体１５１及び複数の抵抗性接触パターン１６４を形成する。ゲート絶縁膜１４０は窒化ケイ素などで形成される。ここでイ、ンプリントリソグラフィ工程に使用されるパターニングされた有機膜は、写真エッチング工程においての感光膜と同じ役割を果たす。
【００６３】
その後、図１０及び図１１に示したように、クロムまたはモリブデン系の金属、タンタル及びチタンなど、耐火性金属で構成される導電膜をスパッタリングなどで積層する。
以降、本実施形態によるインプリントリソグラフィ工程を通して導電膜をエッチングして、複数のソース電極１７３を含むデータ線１７１と複数のドレイン電極１７５及び複数の拡張部１７７を形成する。ここでインプリントリソグラフィ工程に使用されるパターニングされる有機膜も写真エッチング工程での感光膜と同じ役割を果たす。
【００６４】
そして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で識別されない抵抗性接触パターン１６４部分を除去して、抵抗性接触パターン１６４を二つの抵抗性接触部材１６３、１６５に分離する一方、両者の半導体１５４部分を露出させる。次に、露出された半導体１５４の表面を安定化させるために酸素プラズマを実施するのが望ましい。
次に、図１２及び図１３に示したように、窒化ケイ素などで構成される保護膜１８０を化学気相蒸着（ＣＶＤ）し、有機物質で構成される有機絶縁膜形成物質を塗布して本実施形態によるインプリントリソグラフィ工程を通して有機絶縁膜１８７をパターニングする。加圧工程に使用される型部（図２Ｆの図面符号６０に該当）の本体には、凹凸形状のパターンが形成されていてパターニングされた有機絶縁膜１８７にも外部光の反射効率を増大させる凹凸パターンが形成される。また、拡張部１７７の上部の保護膜１８０を露出する複数の接触孔１８５が有機絶縁膜１８７に形成され、透過領域（ＴＡ）１９５の有機絶縁膜１８７部分を除去して保護膜１８０を露出する。この段階においてインプリントリソグラフィ工程に使用されるパターニングされた有機膜２０は、他の段階とは異なって有機絶縁膜１８７であって、保護膜１８０のパターニング後にも除去されない。
【００６５】
次に、パターニングされた有機絶縁膜１８７を利用してエッチング工程を通して、下の保護膜１８０をパターニングして複数の接触孔１８５を完成する。
次に接触孔１８５を通してドレイン電極１７５と連結される複数の透明電極１９２を本実施形態によるインプリントリソグラフィ工程を通して形成する。そして、反射領域（ＲＡ）の透明電極１９２の上部にはまたはアルミニウムなどで構成される反射電極１９４をインプリントリソグラフィ工程を通して形成すると、図３で示した本実施形態による製造方法によって製造された薄膜トランジス表示板１００が完成される。透明電極１９２及び反射電極１９４形成のためのインプリントリソグラフィ工程に用いられるパターニングされた有機膜２０は、写真エッチング工程においての感光膜と同じ役割を果たす。
【００６６】
以上、薄膜トランジスタ表示板１００の全ての薄膜をインプリントリソグラフィ工程で形成する場合を例示したが、これら薄膜のうちの一部のみをインプリントリソグラフィ工程で形成して、残りは写真エッチング工程または写真工程によって形成してもよい。
このように、本発明の多様な実施形態による表示板の製造装置及び製造方法を利用してインプリントリソグラフィ工程を行うと、写真エッチング工程に含まれる露光、現像などの工程を通す必要なく、簡単に薄膜自体または薄膜をエッチングするためのエッチングマスクパターンを容易に形成できる。これと共に、表示板と型部の整列の有無を確認するための整列感知部を載置部の下部に位置させることができ、表示板の上部に位置する型部駆動部及び紫外線硬化のための紫外線照射部の配置空間を容易に確保できる。従って、狭い空間内でもインプリントリソグラフィ工程を容易に進行できる。
【００６７】
また、整列の有無確認のための型部の整列キーに形成された不透過膜を強度がある金属膜、金属酸化膜及び無機膜のうちのいずれか一つで形成することによって、型部を有機膜から分離する時に不透過膜が損傷されることを防止する。
一方、不透過膜は有機膜を紫外線硬化する場合においては、下部の有機膜１８が硬化することを防止して型部を容易に有機膜から分離させることができる。これによって、不透過膜６８の交替時期を延ばして表示板の製造費用を減少できる。
【００６８】
以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されることなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態による表示板製造装置の断面図である。
【図２Ａ】表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した表示板をＩＩｂ-ＩＩｂ´線に沿って切断した示した断面図である。
【図２Ｃ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（１）である。
【図２Ｄ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（２）である。
【図２Ｅ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（３）である。
【図２Ｆ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（４）である。
【図２Ｇ】各々図２Ｆの‘Ａ’領域の第１整列キー及び第２整列キーの互いの位置関係を説明するための図（１）である。
【図２Ｈ】各々図２Ｆの‘Ａ’領域の第１整列キー及び第２整列キーの互いの位置関係を説明するための図（２）である。
【図２Ｉ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（１）である。
【図２Ｊ】各々表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板及び表示板の製造装置の断面図（２）である。
【図２Ｋ】表示板を本発明の第１実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による表示板の製造方法によって製造された表示板を含む液晶表示装置の配置図である。
【図４】各々図３に示した液晶表示装置をＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断して示した断面図である。
【図５】各々図３に示した液晶表示装置をＶ−Ｖ’に沿って切断して示した断面図である。
【図６】図３に示した液晶表示装置の表示板を本発明の第２実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の配置図である。
【図７】図６に示した表示板のＶＩＩ−ＶＩＩ´線線に沿って切断した示した断面図である。
【図８】図３に示した液晶表示装置の表示板を本発明の第２実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の配置図である。
【図９】図８に示した表示板のＩＸ-ＩＸ´線に沿って切断した示した断面図である。
【図１０】図３に示した液晶表示装置の表示板を本発明の第２実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の配置図である。
【図１１】図１０に示した表示板のＸＩ-ＸＩ´線に沿って切断した示した断面図である。
【図１２】図３に示した液晶表示装置の表示板を本発明の第２実施形態によって製造する方法の中間段階においての表示板の配置図である。
【図１３】図１２に示した表示板のＸＩＩＩ-ＸＩＩＩ´線に沿って切断した示した断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０      表示板
１２      基板
１６      表示板整列キー
４０      載置部
４２      固定チャック
４４      光透過部
４６      支持部
５０      モールド駆動部
６０      型部
６２      本体部
６４      パターン形成部
６６      型部整列キー
６８      不透過膜
７０      整列感知部
【図１】
0005253756.tif 000002
【図２Ａ】
0005253756.tif 000003
【図２Ｂ】
0005253756.tif 000004
【図２Ｃ】
0005253756.tif 000005
【図２Ｄ】
0005253756.tif 000006
【図２Ｅ】
0005253756.tif 000007
【図２Ｆ】
0005253756.tif 000008
【図２Ｇ】
0005253756.tif 000009
【図２Ｈ】
0005253756.tif 000010
【図２Ｉ】
0005253756.tif 000011
【図２Ｊ】
0005253756.tif 000012
【図２Ｋ】
0005253756.tif 000013
【図３】
0005253756.tif 000014
【図４】
0005253756.tif 000015
【図５】
0005253756.tif 000016
【図６】
0005253756.tif 000017
【図７】
0005253756.tif 000018
【図８】
0005253756.tif 000019
【図９】
0005253756.tif 000020
【図１０】
0005253756.tif 000021
【図１１】
0005253756.tif 000022
【図１２】
0005253756.tif 000023
【図１３】
0005253756.tif 000024