CN104837638A - 用于胶版印刷的毯及使用该毯制造的精细图案 - Google Patents

Abstract

提供一种用于胶版印刷的毯及使用该用于胶版印刷的毯制造的精细图案。

Description

用于胶版印刷的毯及使用该毯制造的精细图案

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0091713的优先权，其全部内容通过引用并入本案中。

技术领域

本申请涉及一种用于胶版印刷的毯(blanket)及使用该毯制造的精细图案。

背景技术

通常，通过在基板上形成多层图案来制造电子器件(比如液晶显示器)和半导体器件。为了形成图案，直到最近，已频繁使用光刻工艺。然而，由于光刻工艺需要制造预定图案掩模并且需要重复化学蚀刻和剥去过程，因此存在制造过程复杂，并产生大量对环境有害的化学废物的问题。由于这些问题，制造成本增加，从而产品的竞争力下降。作为用于解决光刻工艺缺陷的形成图案的新方法，提出了一种使用印刷辊的辊筒印刷方法。

辊筒印刷方法包括多种方法，但大体上分为两种：凹版印刷方法和反向胶版印刷方法。

通过涂抹油墨然后去除剩余油墨的凹版印刷方法，被认为适于多种领域的印刷，诸如出版、包装、玻璃纸、乙烯基及聚乙烯，并且已经将凹版印刷方法应用于制造有源元件或用于显示器件的电路图案。在凹版印刷方法中，由于通过使用传送辊将油墨传送至基板，即使在大面积显示器件中，仍然可以使用传送辊通过一个转移形成对应于期望显示器件区域的图案。凹版印刷方法可以用于形成基板上抗蚀剂的油墨图案和图案化显示器件的多种图案，例如，用于TFT以及与TFT连接的栅极线和数据线的金属图案、像素电极、以及液晶显示器设备中的电容器。

然而，通常，通过在硬质主模里铸造硅基树脂来制造凹版印刷方法中使用的毯，将上述制造的毯制造为具有均匀厚度是有限制的，并且难以以试验性规模大量生产毯。因此，为了精确地形成精细图案，主要采用反向胶版印刷方法。

反向胶版印刷方法和印刷设备的现有技术可以参考下面的文件1至3，这些文件由本申请的申请人提交和公开。

[文件1]韩国专利公开No.10-2008-0090890，2008年10月9日

[文件2]韩国专利公开No.10-2009-0020076，2009年2月26日

[文件3]韩国专利公开No.10-2009-0003883，2009年1月12日

文件1至3中的说明书的全部内容是用于本申请现有技术的描述，并与本申请的说明书相结合。

当形成图案时，在降低成本和改善生产速度方面，反向胶版印刷方法是非常让人瞩目的技术，但是为了获得精确图案，需要高质量的毯。也就是说，图案的质量取决于毯的特性，因此，制造用于印刷的高质量毯是非常重要的技术目的。

发明内容

本申请致力于提供一种毯，通过该毯能够印刷精细图案。

本申请的一个示例性实施例提供一种用于胶版印刷的毯，包括：垫层；在所述垫层上设置的支撑层；以及在所述支撑层上设置的印刷层，其中，所述印刷层的表面粘度为7gf或7gf以上并且20gf或20gf以下。

本申请的另一示例性实施例提供一种印刷辊，该印刷辊包括所述用于胶版印刷的毯，所述用于胶版印刷的毯覆盖辊型支撑件的外围。

本申请的又一示例性实施例提供一种具有1μm或1μm以上并且5μm或5μm以下的细宽的精细图案，该精细图案通过使用所述用于胶版印刷的毯来形成。

根据本申请的示例性实施例，用于胶版印刷的毯可以形成5μm或5μm以下精细图案。

在通过使用本申请的用于胶版印刷的毯形成精细图案的情况中，优点是误差率非常低。因此，在通过使用本申请的用于胶版印刷的毯形成精细图案的情况下，具有能够提高工艺效率并且能够降低制造成本的效果。

附图说明

图1是示出了根据本申请的示例性实施例的包括用于印刷的毯的形成图案的装置以及通过使用该装置形成图案的方法的示意图；

图2是示出了用于测量根据本申请的示例性实施例的用于胶版印刷的毯的印刷层的表面粘度的球式粘度测试设备的示意图；

图3是示出了使用根据本申请的示例性实施例的用于胶版印刷的毯形成的线宽为4.5μm的网状图案的示意图；

图4示出了根据比较例1的印刷结果；

图5示出了根据比较例2的印刷结果。

具体实施方式

下文中，将更详细地描述本申请。

本申请提供一种用于胶版印刷的毯，该毯包括：垫层、设置在垫层上的支撑层以及设置在支撑层上的印刷层，其中，所述印刷层的表面粘度为7gf或7gf以上并且为20gf或20gf以下。

根据本申请的一个示例性实施例，所述用于胶版印刷的毯可以是用于反向胶版印刷的毯。

本申请的反向胶版印刷可以是一种辊筒印刷方法，其中，形成在印刷版上的图案被形成在涂布在辊上的光致抗蚀剂上，然后将形成的图案转移至基板以在基板上形成图案。

在反向胶版印刷方法中，油墨涂布在毯辊上，通过印刷版的凸形图案(铅版，cliche)去除多余部分，然后涂布油墨被转移(设置)至基板。在反向胶版印刷方法中，为了增加涂布油墨的粘度并将粘度保持在预定数值，使用诸如自然干燥、吹干燥以及热空气干燥的方法。

图1为简图，示出了根据本申请的示例性实施例的包括用于印刷的毯的形成图案的装置以及通过使用该装置形成图案的方法。

如图1所示，形成图案的装置包括毯辊110、夹缝式涂布机120、印刷板140和转移基板150。毯辊110由可旋转辊结构112与毯构成，该毯覆盖辊结构112并随着辊结构112的旋转提供油墨102的涂布表面。辊结构112可以由金属材料制成。

夹缝式涂布机120是将油墨102喷涂至毯114的装置，并且考虑到油墨厚度，与毯114间隔开预定距离。夹缝式涂布机120面对毯114的表面具有预定面积和在一个方向延伸的长度，进一步地，夹缝式涂布机120的喷嘴(油墨102通过该喷嘴喷涂)具有微小宽度(minute width)的夹缝形状，并且与夹缝式涂布机120的长度相对应的在一个方向延长。

从夹缝式涂布机120的微小夹缝喷洒的油墨102附着于毯114，由于油墨102与毯114之间的表面张力，油墨102不会从毯114上脱离而是保持预定高度。

从夹缝式涂布机120喷射的油墨102中包含用于在涂布期间将粘度保持在2cp到10cp的溶剂。当溶剂具有相对低的蒸发点时，溶剂用于将粘度保持在2cp到10cp之间，从而能够涂布喷嘴。进一步地，油墨102可以由金属基油墨制成。

印刷板140用于图案化涂布在毯辊110表面上的具有用于胶印的合适粘度的油墨102，并且包括多个凸部142a和多个凹部142b。涂布在毯辊110表面的油墨102被转移至多个凸部142a，但涂布在毯辊110表面的油墨102未被转移至多个凹部142b。

取决于性能，在旋转过程中，当涂布有油墨102的毯辊110在印刷板140上旋转时，对应于印刷板140的凸部142a的毯辊110上的油墨102被移去(去除)以被转移至印刷板140的凸部142a。相反地，对应于印刷板140的凹部142b的毯辊110上的油墨102留在毯辊110上，同时变成所需要的图形104。

转移基板150是用于转移油墨图案104的附加物体。当毯辊110(油墨图案104形成在其上)以预定速度和压力在转移基板150上旋转时，油墨图案105被转移(设置)到转移基板150上。

根据本申请的示例性实施例，印刷层的表面粘度可以是通过使用球式粘度测试方法测量三次的数值的平均值，在上述方法中，在22℃中和55％的相对湿度的环境下，直径为1英寸的不锈钢球形探针带有1000g的重物在厚度为400μm的印刷层表面保持30秒。

根据本申请的示例性实施例，当使用球式粘度测试方法测量印刷层的表面粘度时，可以在22℃温度下、误差范围为2℃的范围内测量表面粘度。

根据本申请的示例性实施例，当使用球式粘度测试方法测量印刷层的表面粘度时，可以在50％的相对湿度下、误差范围为5％的范围内测量表面粘度。

根据本申请的示例性实施例，可以使用Stable micro syste公司制造的XTplus质地分析仪测量印刷层的表面粘度。

图2是示出了用于测量根据本申请的示例性实施例的用于胶版印刷的毯的印刷层的表面粘度的球式粘度测试设备的示意图。

肖氏A硬度是作为用于胶版印刷的毯所用的主要物理性能数值。然而，发明者发现在形成精细图案的用于胶版印刷的毯的情况中，详细地讲，具有5μm或5μm以下线宽的图案即使具有相同的肖氏A硬度值,印刷特性也会很大地变化。发明者发现原因是，肖氏A硬度值是非常庞大的性能值，并发现了适于胶版印刷的形成具有5μm或5μm以下线宽的图案的毯的性能值，因此误差率是非常小的。

详细地讲，发明者发现，当毯的印刷层的表面粘度值保持在7gf或7gf以上并且在20gf或20gf以下时，可以稳定地形成具有5μm或5μm以下线宽的图案。

当印刷层的表面粘度值大于20gf时，未表现出使用铅版除去(去除)合适图案的特性，同时通过印刷板的凸型图案(铅版)除去了多余部分，一部分有缺陷地固定至铅版而被推压或损坏，因此，当形成精细图案时误差率增加。

当印刷层的表面粘度值小于7gf时，毯与油墨的粘结特性下降，在精细图案转移至(设置)至基板上之前，精细图案全部转移至铅版，结果未形成精细图案。

本申请的表面粘度指印刷层与油墨接触的表面的粘度值。详细地讲，表面粘度指在油墨未涂布在印刷层表面的状态下的表面粘度。由于印刷层具有类橡皮性能，油墨的印刷质量可以由表面粘度的程度决定。

根据本申请的示例性实施例，印刷层的肖氏A硬度可以为20或20以上并且70或70以下。也就是说，印刷层的表面粘度值为7gf或7gf以上并且20gf或20gf以下，同时，印刷层的肖氏A硬度可以为20或20以上并且70或70以下。

可以通过基于ASTM D2240测试方法测量肖氏A硬度值，该方法中，当施加预定的力时，通过利用铁尖端(iron tip)打入的深度测量硬度。

根据本申请的示例性实施例，为了将印刷层的表面粘度调整为7gf或7gf以上并且为20gf或20gf以下，通过控制固化剂、催化剂的量、固化温度和时间、老化温度和时间等等可以制造印刷层。

根据本申请的示例性实施例，印刷层可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。详细地讲，本申请的印刷层可以由PDMS制成。

根据本申请的示例性实施例，印刷层可以进一步包括树脂、催化剂、交联剂以及抑制剂。

根据本申请的示例性实施例，可以以作为主要材料的PDMS与交联剂的比率为10：1到2:1来制造印刷层。

根据本申请的示例性实施例，为了控制印刷层的表面粘度值，通过在室温下固化之后，控制在烤炉内的老化时间来制造印刷层。详细地讲，老化可以指在60℃的烤炉中1至7天的过程。

根据本申请的示例性实施例，支撑层使用选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯、聚丙烯组成的组中的至少一种，并且可以是相对柔性的膜。进一步地，作为支撑层，除了热固膜之外，可以使用由于柔性可以没有皱褶地卷在辊上的材料，例如，铜板、不锈钢(SUS)箔等等。

根据本申请的示例性实施例，支撑层可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯、聚丙烯、铜板或SUS箔制成。

根据本申请的示例性实施例，支撑层可以包括其中尿烷类化合物涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的材料。在PET作为支撑层的情况下，由于在通常未处理的PET中与底漆(primer)的粘着力，在现有技术中，通过等离子和电晕处理等等可以改善与底漆的粘着力。然而，在所述处理方法中，通常，由于这种效果不是永久性的，并且表面处理效果不大，在本申请中，可以使用通过在PET中涂布尿烷类化合物制备PET。

由于在硅树脂的热固化过程PET在玻璃转化温度Tg附近的温度也会膨胀，如果可能可以使用热稳定性比普通级别更高的PET。否则，在一般PET中进行累积热被充分除去的高温曝光，一般PET用作支撑层以增加尺寸和位置稳定性。

根据本申请的示例性实施例，支撑层的厚度可以为50μm或50μm以上并且450μm或450μm以下。

根据本申请的示例性实施例，印刷层的厚度可以为100μm或100μm以上并且800μm或800μm以下。详细地讲，根据本申请的示例性实施例，印刷层的厚度可以为200μm或200μm以上并且500μm或500μm以下。进一步地，为了使印刷平滑，印刷层厚度的标准偏差可以小于30μm。

根据本申请的示例性实施例，垫层厚度可以为450μm或450μm以上并且2,000μm或2,000μm以下。详细地讲，根据本申请的示例性实施例，垫层厚度可以为700μm或700μm以上并且2,000μm或2,000μm以下。

垫层用于减少挤压压强并分散压力，并且可以使用本领域已知的材料来形成。更详细地讲，该材料可以与形成印刷层的材料相同，并且可以使用现有的包括聚二甲基硅氧烷作为基本原料的硅橡胶。

可以在垫层里包含泡沫颗粒以增加缓冲效果。泡沫颗粒可以使用在聚合物树脂壳中形成有内孔的材料，颗粒的尺寸没有特别限制，但为了具有控制印刷压力的良好效果，可以使用颗粒尺寸为50μm或50μm以上并且150μm或150μm以下的泡沫颗粒。通过将泡沫颗粒加到垫层中，印刷期间毯的印刷压力边缘区域(也就是，均匀图案印刷的印刷压力范围)可以进一步扩展，从而可以进一步改善毯的表面印刷层的耐久性，

根据本申请的示例性实施例，在垫层、支撑层和印刷层之间可以进一步分别包括底漆(primer)层。

根据本申请的示例性实施例，用于胶版印刷的毯的总厚度可以为0.6μm或0.6μm以上并且2.45mm或2.45mm以下。

在用于印刷的毯厚度小于0.6μm的方案中，由于液态硅橡胶的涂布量小，固化期间的标记性能不好，从而厚度的均匀性下降，因此该方案不是优选的。另外，在用于印刷的毯厚度大于2.45mm的方案中，当将毯卷绕主辊时，毯不能被适当地弯曲而是折叠，因此，该方案不是优选的。

本申请提供一种印刷辊，该印刷辊包括覆盖辊支撑件外围的用于胶版印刷的毯。

通过使用用于胶版印刷的毯，本申请提供一种线宽为1μm或1μm以上并且5μm或5μm以下的精细图案。

下文中，为了详细地描述本申请，将参考实例详细地描述本申请。然而，根据本申请的实例可以以多种形式修改，应当明白本申请的范围不限于下面详细描述的实例。本申请的实例用于向本领域的技术人员提供更完整的描述。

实例1

使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，其中通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为7gf。

图3为根据实例1形成的具有4.5μm线宽的网状图案的示意图。

实例2

使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，其中通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为12gf。在实例2中，形成标准的网状图形，而没有像实例1的缺陷图案。

实例3

使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为20gf。在实例3中，形成标准的网状图形，而没有像实例1的缺陷图案。

比较例1

尝试了使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，其中通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为5gf。然而，在比较例1的方案中，在反向胶版印刷期间油墨被全部移至铅版，因此图案形成失败。

图4示出了根据比较例1的印刷结果。详细地讲，在图4中，可以看出当在比较例1中形成图案时产生了印刷缺陷。

对比实施例2

尝试了使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，其中通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为25gf。然而，在比较例2的方案中，形成了具有许多残留物的缺陷图案。

图5示出了根据比较例2的印刷结果。详细地讲，在图5中，可以看出由于产生残留物形成了印刷缺陷。

比较例3

使用用于胶版印刷的毯通过反向胶版印刷方法形成线宽为4.5μm的网状图案，其中通过使用PDMS制造为具有400μm厚度的印刷层的表面粘度为50gf。然而，在比较例3的方案中，在反向胶版印刷期间油墨未被移至铅版，因此图案形成失败。

表1

Claims (14)

1.一种用于胶版印刷的毯，包括：

垫层；

设置在所述垫层上的支撑层；以及

设置在所述支撑层上的印刷层，

其中，所述印刷层的表面粘度为7gf或7gf以上并且为20gf或20gf以下。

2.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述印刷层的表面粘度是通过使用球式粘度测试方法测量三次的值的平均值，在所述球式粘度测试方法中，在22℃和50％的相对湿度下的环境下，直径为1英寸的不锈钢球形探针以1000g的重物在厚度为400μm的印刷层表面保持30秒。

3.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述印刷层的肖氏A硬度为20或20以上并且为70或70以下。

4.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述印刷层包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

5.如权利要求4所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述印刷层进一步包括树脂、催化剂、交联剂以及抑制剂。

6.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述支撑层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯、聚丙烯、铜板或SUS箔制成。

7.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述支撑层包括涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上的尿烷类化合物。

8.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述支撑层的厚度为50μm或50μm以上并且为450μm或450μm以下。

9.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述印刷层的厚度为100μm或100μm以上并且为800μm或800μm以下。

10.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述垫层厚度为450μm或450μm以上并且为2,000μm或2,000μm以下。

11.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，进一步包括：

分别在所述垫层、所述支撑层和所述印刷层之间的底漆层。

12.如权利要求1所述的用于胶版印刷的毯，其中，所述用于胶版印刷的毯的总厚度为0.6μm或0.6μm以上并且为2.45mm或2.45mm以下。

13.一种印刷辊，其包括权利要求1至12中的任一项所述用于胶版印刷的毯，该印刷辊覆盖辊型支撑件的外围。

14.一种精细图案，其线宽为1μm或1μm以上并且为5μm或5μm以下，该精细图案通过使用权利要求1至12中的任一项的所述用于胶版印刷的毯来形成。