JP5904448B2 - オフセット印刷用版およびその製造方法 - Google Patents

Description

本出願は２０１１年９月２７日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−００９７７５５号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

本発明は、オフセット印刷用クリシェおよびその製造方法に関し、より具体的には、単一エッチングによるクリシェの製造時、実現線幅が広くなることによって現れる底部接触現象を制御するためのものであり、様々な線幅およびエッチング深さを有するオフセット印刷用クリシェおよびその製造方法に関する。

液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）のようなフラットパネルディスプレイ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）の製造には、電極やブラックマトリックス、カラーフィルター、隔壁、薄膜トランジスタなど、様々な種類のパターンを形成する工程が求められる。

このようなパターン形成工程としては、感光性レジストとフォトマスクを用いて露光と現像によって選択的に除去された感光性レジストパターンを得、これを用いてパターンを形成する方法が多く利用されている。このようなフォトマスク工程は、感光性レジストや現像液のような材料の使用が多く、高価のフォトマスクを用いなければならず、工程遂行ステップが多かったり、工程時間が長くなったりするという問題点がある。

このような問題点を解決するために、感光性レジストを用いることなく、インクジェット印刷やレーザー転写による方法のようにパターンを形成する物質を直ちに印刷する方法が提示されている。このような方法のうちの１つとして、クリシェ（ｃｌｉｃｈｅ）を用いてブランケットにパターン化された材料を転写し、このブランケットのパターンを基板上に転写するオフセット印刷法がある。

クリシェを用いるオフセット印刷法は、従来の感光性レジストを用いる工程に比べて、材料の消費が少なく、工程が簡単であり、インクジェット印刷やレーザー転写に比べて、工程速度が速いという長所を有する。しかし、パターンが異なる基板に対する各々のクリシェがあるべきであり、通常、ガラスから製作されるクリシェの製作工程が複雑であり、且つ、高価であるという短所がある。

従来のクリシェ（リバースオフセットおよびグラビアオフセットの場合）の場合、パターニング後に単一エッチング方法を利用して製造することが一般的なクリシェの製造方法であり、このような製造方法を利用する場合、印刷時の印圧およびブランケットの粗さなどにより、広いパターンを実現するにおいて、底部接触という問題点が発生するという短所を有している。

したがって、従来には、このような問題点を解決するために、広い領域に該当する線幅を微細な線でハッチング（ｈａｔｃｈｉｎｇ）をするか、あるいはドライエッチング工程を通じてこれを解決しようとする努力が主になされてきたが、この場合においても、同様に、微細線ハッチング（ｈａｔｃｈｉｎｇ）の場合には所望の伝導度の損失を、ドライエッチング工程を用いる場合には製造費用の上昇という問題点を有している。

本発明は、単一エッチングによるクリシェの製造時、実現線幅が広くなることによって現れる底部接触現象を解決することができ、様々な線幅およびエッチング深さを有するオフセット印刷用クリシェおよびその製造方法を提供することにある。

そこで、本発明は、
溝パターンを含み、
前記溝パターンの少なくとも一部領域の深さは残り領域の深さと互いに異なることを特徴とするオフセット印刷用クリシェを提供する。

また、本発明は、
１）基材上に第１マスクパターンを形成するステップ、
２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターンを形成するステップ、
３）前記第２マスクパターンを用いて基材をエッチングするステップ、
４）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および
５）前記第１マスクパターンを用いて基材をエッチングするが、前記３）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップ
を含むオフセット印刷用クリシェの製造方法を提供する。

なお、本発明は、
１）基材上に第１マスクパターンを形成するステップ、
２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターン用前面層を形成するステップ、
３）前記第２マスクパターン用前面層上に第３マスクパターンを形成するステップ、
４）前記第３マスクパターンを用いて前記第２マスクパターンを形成するステップ、
５）前記第２マスクパターンを用いて基材をエッチングするステップ、
６）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および
７）前記第１マスクパターンを用いて基材をエッチングするが、前記５）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップ
を含むオフセット印刷用クリシェの製造方法を提供する。

また、本発明は、前記クリシェを用いて印刷した印刷物を提供する。

なお、本発明は、前記印刷物を含むタッチパネルを提供する。

本発明は、オフセット印刷用クリシェの製造時に二重エッチング工程を含むことにより、従来の広い線幅の実現時に現れる問題点である底部接触現象を制御することができ、様々な線幅およびエッチング深さを有するオフセット印刷用クリシェを製造できるという特徴がある。

単一エッチング工程時の初期パターン化線幅に応じたエッチング深さと最終エッチング線幅の関係式を示す図である。 単一エッチング工程時の様々なエッチング深さに対するオフセット印刷用クリシェの印刷方向に対する線形（Ｌｉｎｅ）パターンの底部接触結果を示す図である。 単一エッチング工程時の様々なエッチング深さに対するオフセット印刷用クリシェのスクエアパターン（ｓｑｕａｒｅ ｐａｔｔｅｒｎ）に対する底部接触結果を示す図である。 本発明の一具体例によるオフセット印刷用クリシェを製造する工程を概略的に示す図である。 本発明の一具体例によるオフセット印刷用クリシェおよびそれを用いた印刷物の顕微鏡写真を示す図である。 本発明の一具体例によるオフセット印刷用クリシェの断面の電子顕微鏡写真を示す図である。 Ｃｒのみが存在する場合とＣｒＯｘが存在する場合の相対的なＨＦによる浸透の差を示す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、従来の広い線幅の実現時に現れる問題点である底部接触現象を制御することができ、様々な線幅およびエッチング深さを有するオフセット印刷用クリシェを提供しようとするものであり、本発明によるオフセット印刷用クリシェは、溝パターンを含み、前記溝パターンの少なくとも一部領域の深さは残り領域の深さと互いに異なることを特徴とする。

本発明によるオフセット印刷用クリシェにおいて、前記溝パターンの深さが互いに異なる領域は、溝パターンの線幅が互いに異なる領域を含むことができる。クリシェの底部接触現象が発生しないようにするために、前記溝パターンの線幅が相対的により大きい領域は、線幅が相対的により小さい領域に比べて、深さがより深い領域を含むことが好ましい。

図１に示すように、単一エッチングの場合は、エッチング前パターン化線幅Ｗ_０およびエッチング深さＤの関係式によって最小線幅Ｗが決定されることができ、このような線幅Ｗがグラフの印刷可能領域に該当する場合にのみ、底部接触なしで印刷が可能となる。したがって、単一エッチングの場合は、エッチング深さに応じて印刷可能線幅およびピッチが制約となる。これを克服するために、本発明では、二重エッチング工程を導入することによって様々なエッチング深さおよび線幅を有するクリシェを製造することができ、これを用いた様々な線幅およびピッチを有する印刷物を形成できるようになる。

本発明によるオフセット印刷用クリシェにおいて、前記溝パターンは線幅が互いに異なる少なくとも２種のパターンを同時に含み、前記少なくとも２種のパターン間の線幅の差は１５μｍ以上であることができる。前記線幅の差が１５μｍ以上である少なくとも２種のパターンは互いに連結されることができる。すなわち、前記溝パターンは、最小線幅の領域と二重エッチング工程によって形成された新しい線幅領域が連結されたパターンを含むことができる。

本発明によるオフセット印刷用クリシェにおいて、前記溝パターンは線幅の差が１５μｍ以上である２種以上のパターンを含むことができ、前記溝パターンは最小線幅との差が５００μｍ以上である線幅のパターンをさらに含むことができる。

本発明によるオフセット印刷用クリシェにおいて、前記オフセット印刷用クリシェの前記溝パターンが備えられない領域上にアライン・キー（ａｌｉｇｎ ｋｅｙ）をさらに含むことができる。

また、本発明によるオフセット印刷用クリシェの製造方法の一具体例は、１）基材上に第１マスクパターンを形成するステップと、２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターンを形成するステップと、３）前記第２マスクパターンを用いて基材をエッチングするステップと、４）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および５）前記第１マスクパターンを用いて基材をエッチングするが、前記３）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップを含む。

また、本発明によるオフセット印刷用クリシェの製造方法の他の具体例は、１）基材上に第１マスクパターンを形成するステップと、２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターン用前面層を形成するステップと、３）前記第２マスクパターン用前面層上に第３マスクパターンを形成するステップと、４）前記第３マスクパターンを用いて前記第２マスクパターンを形成するステップと、５）前記第２マスクパターンを用いて基材をエッチングするステップと、６）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および７）前記第１マスクパターンを用いて基材をエッチングするが、前記５）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップを含む。

本発明によるオフセット印刷用クリシェの製造方法において、前記基材としては透明ガラス基材、プラスチックフィルム基材などを用いることができるが、これらのみに限定されるものではない。

本発明によるオフセット印刷用クリシェの製造方法において、前記第１マスクパターンと第２マスクパターンは、基材との接着力に優れ、且つ、第２マスクパターンの形成時に第１マスクパターンがエッチングされない物質を含むことが好ましい。

より具体的には、前記第１マスクパターンはクロム、ニッケル、これらの酸化物およびこれらの窒化物からなる群から選択される１種以上を含むことができ、前記第２マスクパターンはモリブデンおよびモリブデン酸化物からなる群から選択される１種以上を含むことができる。

本発明によるオフセット印刷用クリシェの製造方法において、前記基材のエッチング工程は当技術分野で周知の方法を利用することができ、より具体的には、ＨＦ溶液などを用いた湿式エッチング工程を利用することができるが、これのみに限定されるものではない。

本発明は、先に提示した問題点の解決のために、従来の単一エッチングクリシェの製造方法を応用した二重エッチング工程によってクリシェを製造することを特徴とする。このために、本発明では、アライン（ａｌｉｇｎ）工程を含む二重のパターニング工程を導入すると同時に、湿式エッチング時に深い領域のエッチングおよび低い領域のエッチングを連続的に行う。

より具体的には、本発明では、一次的にＣｒＯｘ／Ｃｒ蒸着されたガラス上に全体図面領域（２次露光のためのアライン・キー（ａｌｉｇｎ ｋｅｙ）を含む）のパターニングを行ってＣｒＯｘ／Ｃｒをパターニングした後（ＣｒＯｘ／ＣｒエッチングおよびＰＲ剥離の進行）、再びこの上にＭｏを全面に蒸着する。この時、ＣｒＯｘ／Ｃｒの二重層を用いる理由は、Ｃｒそのもののテーパー角（ｔａｐｅｒ ａｎｇｌｅ）が高いことによって、その後に蒸着される物質（Ｍｏ）のスタックカバレッジ（ｓｔａｃｋ ｃｏｖｅｒａｇｅ）が不均一に形成されることによって１次ＨＦエッチング時に隙間にフッ酸液が侵入し得るため、これを防止するために、相対的にＣｒに比べてテーパー角（ｔａｐｅｒ ａｎｇｌｅ）が低く、且つ、Ｃｒよりエッチング速度が遅くてテール（Ｔａｉｌ）を形成するＣｒＯｘを導入することが有利であるためである。図７は、Ｃｒのみが存在する場合とＣｒＯｘが存在する場合の相対的なＨＦによる浸透の差を示す図である。

このようなＣｒＯｘ／Ｃｒパターニング工程後、１次パターニングされたアライン・キー（ａｌｉｇｎ ｋｅｙ）領域のオープン（ｏｐｅｎ、シャドウマスキングなどの方法）を行う。その次に、２次Ｍｏ蒸着されたガラス上に再びフォトレジストをコーティングした後、エッチング深さが異なる領域に対するＭｏのパターニングを行い、このような方法で製造された１次マスター（ｍａｓｔｅｒ）クリシェはガラスエッチング工程に投入されるようになる。ガラスエッチング工程において、１次エッチング工程は、基本的に深いエッチング深さをエッチングするためのＨＦ濃度および温度の最適化を通じてエッチングを行うようになる。その次に、フォトレジストおよびＭｏを除去した後、２次で浅いガラスエッチング深さを実現するためのエッチング工程を行うことができる。

このような工程が可能な理由は、一次的にＭｏエッチャント（ｅｔｃｈａｎｔ）にＣｒＯｘ／Ｃｒがエッチングがなされないためであり、このようなエッチングにおける選択比を有するメタル組み合わせの場合、本工程に容易に適用されることができる。

本発明では、クリシェの単一エッチングおよび二重エッチング時により正確なエッチング深さの確保のために、下記のような方法によって底部接触領域を確認した。一次的に印刷方向と平行に配列されている線形（Ｌｉｎｅ）パターンに対して単一エッチング時の底部接触現象の確認のために、様々なエッチング深さに対して線幅およびピッチからなる開口率（溝部を線幅と定義）とエッチング深さの相関関係を印圧別に確認した。その結果、図２のように印圧には大きな依存性はなかったが、開口率に応じて底部接触領域が大きく変化することを確認した。この時、変化グラフを線幅とピッチを通じて開口率を定義する場合、印刷可能領域は下記関係式１のように表示することができる。
［関係式１］
Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．３５）−１．５
前記関係式１において、Ｄはエッチング深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗはパターン線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターである。

また、本発明では、前述した２次元線形パターンでない、メッシュ（Ｍｅｓｈ）およびスクエアパターン（Ｓｑｕａｒｅ ｐａｔｔｅｒｎ）のような閉鎖図形に対しても同様の実験を行った。その結果、図３のようなグラフを得ることができ、この場合、変化グラフは、線幅とピッチを通じて開口率を定義する場合、印刷可能領域は下記関係式２のように表示することができる。
［関係式２］
Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．２３５）＋０．８２
前記関係式２において、Ｄはエッチング深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗはパターン線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターである。

したがって、定められたエッチング深さ下でこのような関係式を満たさない領域のパターニングが必要な場合、その領域に該当するエッチング深さＤの再定義を通じて印刷可能領域をさらに確保する方法が効率的な方法として認知され、その形成のために、図４の方法によって二重エッチングクリシェを製造し、その場合、図２の点線のような新たな印刷可能領域の確保が可能であることを確認した。

図５に本発明の一具体例によるオフセット印刷用クリシェおよびそれを用いた印刷物の顕微鏡写真を示し、図６に本発明の一具体例によるオフセット印刷用クリシェの断面のＳＥＭ写真を示す。

前述したように、本発明は、オフセット印刷用クリシェの製造時に二重エッチング工程を含むことにより、従来の広い線幅の実現時に現れる問題点である底部接触現象を制御することができ、様々な線幅およびエッチング深さを有するオフセット印刷用クリシェを製造できるという特徴がある。

また、本発明は、前記オフセット印刷用クリシェを用いて印刷した印刷物を提供する。

前記印刷物は線幅が互いに異なる少なくとも２種のパターンを含むことができ、前記少なくとも２種のパターンの線幅の差は１５μｍ以上であることができる。

また、本発明は、前記印刷物を含むタッチパネルを提供する。

前記タッチパネルは、本発明によるオフセット印刷用クリシェを用いて印刷した印刷物を含むことを除いては、当技術分野で周知の材料、製造方法などを利用することができる。

Claims (13)

1. オフセット印刷版オフセット印刷版であって、
   溝パターンを含み、
   前記溝パターンの少なくとも一部領域の深さは残り領域の深さと互いに異なり、
   前記オフセット印刷版は線形パターン及び閉鎖図形の少なくとも一方の溝パターンを含み、
   前記線形パターンの前記溝パターンは下記関係式１を満たし、
   前記閉鎖図形の前記溝パターンは下記関係式２を満たすことを特徴とするオフセット印刷版：
   ［関係式１］
   Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．３５）−１．５
   前記関係式１において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターであり、
   ［関係式２］
   Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．２３５）＋０．８２
   前記関係式２において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターである。
2. 前記溝パターンの深さが互いに異なる領域は、前記溝パターンの線幅が互いに異なる領域を含むことを特徴とする、請求項１に記載のオフセット印刷版。
3. 前記溝パターンの線幅が相対的により大きい領域は、線幅が相対的により小さい領域に比べて、深さがより深い領域を含むことを特徴とする、請求項２に記載のオフセット印刷版。
4. 前記溝パターンは線幅が互いに異なる少なくとも２種のパターンを含み、前記少なくとも２種のパターン間の線幅の差は１５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のオフセット印刷版。
5. 前記線幅の差が１５μｍ以上である少なくとも２種のパターンは、互いに連結されていることを特徴とする、請求項４に記載のオフセット印刷版。
6. 前記溝パターンは、線幅の差が１５μｍ以上である２種以上のパターンを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のオフセット印刷版。
7. 前記溝パターンは、最小線幅との差が５００μｍ以上である線幅のパターンをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のオフセット印刷版。
8. １）基材上に第１マスクパターンを形成するステップ、
   ２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターンを形成するステップ、
   ３）前記第２マスクパターンを用いて前記基材をエッチングするステップ、
   ４）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および
   ５）前記第１マスクパターンを用いて前記基材をエッチングするが、前記３）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップ
   を含み、
   前記３）ステップで形成される溝パターンと、前記５）ステップで形成される溝パターンとは線形パターン及び閉鎖図形の少なくとも一方を含み、
   前記線形パターンの前記溝パターンは下記関係式１を満たし、
   前記閉鎖図形の前記溝パターンは下記関係式２を満たすオフセット印刷版の製造方法：
   ［関係式１］
   Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．３５）−１．５
   前記関係式１において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターであり、
   ［関係式２］
   Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．２３５）＋０．８２
   前記関係式２において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターである。
9. 前記第１マスクパターンはクロム、ニッケル、これらの酸化物およびこれらの窒化物からなる群から選択される１種以上を含み、前記第２マスクパターンはモリブデンおよびモリブデン酸化物からなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項８に記載のオフセット印刷版の製造方法。
10. １）基材上に第１マスクパターンを形成するステップ、
    ２）前記基材および第１マスクパターン上に第２マスクパターン用前面層を形成するステップ、
    ３）前記第２マスクパターン用前面層上に第３マスクパターンを形成するステップ、
    ４）前記第３マスクパターンを用いて前記第２マスクパターンを形成するステップ、
    ５）前記第２マスクパターンを用いて前記基材をエッチングするステップ、
    ６）前記第２マスクパターンを除去するステップ、および
    ７）前記第１マスクパターンを用いて前記基材をエッチングするが、前記５）ステップと互いに異なるエッチング深さにエッチングするステップ
    を含み、
    前記５）ステップで形成される溝パターンと、前記７）ステップで形成される溝パターンとは線形パターン及び閉鎖図形の少なくとも一方を含み、
    前記線形パターンの前記溝パターンは下記関係式１を満たし、
    前記閉鎖図形の前記溝パターンは下記関係式２を満たすオフセット印刷版の製造方法：
    ［関係式１］
    Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．３５）−１．５
    前記関係式１において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターであり、
    ［関係式２］
    Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−｛（Ｐ−Ｗ）／Ｐ｝／０．２３５）＋０．８２
    前記関係式２において、Ｄは溝パターンの深さであり、Ｐはピッチであり、Ｗは溝パターンの線幅であり、これらの単位はいずれもマイクロメーターである。
11. 前記第１マスクパターンはクロム、ニッケル、これらの酸化物およびこれらの窒化物からなる群から選択される１種以上を含み、前記第２マスクパターンはモリブデンおよびモリブデン酸化物からなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のオフセット印刷版の製造方法。
12. 前記第１マスクパターンは、Ｃｒ／Ｃｒの酸化物層またはＣｒ／Ｃｒの窒化物層を含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載のオフセット印刷版の製造方法。
13. 前記第３マスクパターンは、フォトレジストパターンであることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のオフセット印刷版の製造方法。