KR100492729B1 - A method of forming pattern using printing process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄방식을 통한 액정 표시 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 잉크가 충진되는 클리체의 홈 내부에 박리촉진제인 이형성 첨가제를 도포하여 잉크가 피가공층에 용이하게 전사되도록 한다. 상기 피가공층의 표면은 화학적 또는 물리적 표면처리를 실시하여 잉크와의 접착력을 향상시킨다.The present invention relates to a method for forming a pattern of a liquid crystal display device through a printing method, by applying a release agent, a release accelerator, to the inside of the grooves of the cell filled with ink so that the ink is easily transferred to the layer to be processed. The surface of the layer to be processed is subjected to chemical or physical surface treatment to improve adhesion with the ink.

Description

인쇄방식에 의한 패턴형성방법{A METHOD OF FORMING PATTERN USING PRINTING PROCESS}Pattern Forming Method by Printing Method {A METHOD OF FORMING PATTERN USING PRINTING PROCESS}

본 발명은 인쇄방식에 의한 패턴형성방법에 관한 것으로, 특히 박막트랜지스터와 같은 회로패턴시 잉크가 충진되는 클리체의 홈내에 잉크 박리를 용이하게 하기 위한 이형성 첨가제를 첨가함으로써 전사롤로의 잉크 전사를 원활하게 할 수 있는 인쇄방식에 의한 패턴형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern forming method by a printing method, in particular, by adding a releasable additive for facilitating the peeling of ink in the grooves of the cell filled with ink during circuit patterns such as thin film transistors to facilitate the transfer of ink to the transfer roll It relates to a pattern forming method by a printing method that can be made.

표시소자들, 특히 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display)에서는 각각의 화소에 박막트랜지스터와 같은 능동소자가 구비되어 표시소자를 구동하는데, 이러한 방식의 표시소자의 구동방식을 흔히 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식이라 한다. 이러한 액티브 매트릭스방식에서는 상기한 능동소자가 매트릭스형식으로 배열된 각각의 화소에 배치되어 해당 화소를 구동하게 된다.In display devices, particularly flat panel displays such as liquid crystal display devices, each pixel includes an active device such as a thin film transistor to drive the display device. The driving method is often called an active matrix driving method. In the active matrix method, the active elements are arranged in each pixel arranged in a matrix to drive the pixel.

도 1은 액티브 매트릭스방식의 액정표시소자를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 구조의 액정표시소자는 능동소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 사용하는 TFT LCD이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종횡으로 N×M개의 화소가 배치된 TFT LCD의 각 화소에는 외부의 구동회로로부터 주사신호가 인가되는 게이트라인(4)과 화상신호가 인가되는 데이터라인(6)의 교차영역에 형성된 TFT를 포함하고 있다. TFT는 상기 게이트라인(4)과 연결된 게이트전극(3)과, 상기 게이트전극(3) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(8)과, 상기 반도체층(8) 위에 형성된 소스/드레인전극(5)으로 구성된다. 상기 화소(1)의 표시영역에는 상기 소스/드레인전극(5)과 연결되어 반도체층(8)이 활성화됨에 따라 상기 소스/드레인전극(5)을 통해 화상신호가 인가되어 액정(도면표시하지 않음)을 동작시키는 화소전극(10)이 형성되어 있다.1 is a view showing an active matrix liquid crystal display device. The liquid crystal display of the structure shown in the figure is a TFT LCD using a thin film transistor as an active element. As shown in the figure, each pixel of the TFT LCD in which N × M pixels are arranged vertically and horizontally has a gate line 4 to which a scan signal is applied from an external driving circuit and a data line 6 to which an image signal is applied. It includes a TFT formed in the intersection area. The TFT includes a gate electrode 3 connected to the gate line 4, a semiconductor layer 8 formed on the gate electrode 3, and activated when a scan signal is applied to the gate electrode 3, and the semiconductor layer. (8) and a source / drain electrode 5 formed thereon. In the display area of the pixel 1, an image signal is applied through the source / drain electrode 5 as the semiconductor layer 8 is connected to the source / drain electrode 5 to activate the liquid crystal (not shown). Is formed on the pixel electrode 10.

도 2는 각 화소내에 배치되는 TFT의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 TFT는 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(20)과, 상기 기판(20) 위에 형성된 게이트전극(3)과, 게이트전극(3)이 형성된 기판(20) 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(22) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(6)과, 상기 반도체층(6) 위에 형성된 소스/드레인전극(5)과, 상기 소스/드레인전극(5) 위에 형성되어 소자를 보호하는 보호층(passivation layer;25)으로 구성된다.2 is a diagram showing the structure of a TFT disposed in each pixel. As shown in the figure, the TFT includes a substrate 20 made of a transparent insulating material such as glass, a gate electrode 3 formed on the substrate 20, and an entire substrate 20 on which the gate electrode 3 is formed. A gate insulating layer 22 stacked over the semiconductor insulating layer 22, a semiconductor layer 6 formed on the gate insulating layer 22 and activated when a signal is applied to the gate electrode 3, and formed on the semiconductor layer 6. A source / drain electrode 5 and a passivation layer 25 formed on the source / drain electrode 5 to protect the device.

상기와 같은 TFT의 소스/드레인전극(5)은 화소내에 형성된 화소전극과 전기적으로 접속되어, 상기 소스/드레인전극(5)을 통해 화소전극에 신호가 인가됨에 따라 액정을 구동하여 화상을 표시하게 된다.The source / drain electrode 5 of the TFT is electrically connected to a pixel electrode formed in the pixel, so that a signal is applied to the pixel electrode through the source / drain electrode 5 to drive the liquid crystal to display an image. do.

상기한 바와 같은 액정표시소자 등의 액티브 매트릭스형 표시소자에서는 각 화소의 크기가 수십㎛의 크기이며, 따라서 화소내에 배치되는 TFT와 같은 능동소자는 수㎛의 미세한 크기로 형성되어야만 한다. 더욱이, 근래에 고화질TV(HDTV)와 같은 고화질 표시소자의 욕구가 커짐에 따라 동일 면적의 화면에 더 많은 화소를 배치해야만 하기 때문에, 화소내에 배치되는 능동소자 패턴(게이트라인과 데이터라인 패턴을 포함) 역시 더욱 미세하게 형성되어야만 한다.In an active matrix display device such as a liquid crystal display device as described above, each pixel has a size of several tens of micrometers, and therefore, an active device such as a TFT disposed in the pixel must be formed with a fine size of several micrometers. Furthermore, as the desire for high-definition display devices such as high-definition television (HDTV) has increased in recent years, more pixels must be disposed on the screen of the same area, and thus, active element patterns (gate line and data line patterns) included in the pixels are included. ) Should also be more finely formed.

한편, 종래에 TFT와 같은 능동소자를 제작하기 위해서는 노광장치에 의한 포토리소그래피(photolithography)방법에 의해 능동소자의 패턴이나 라인 등을 형성하였다. 그런데, 이러한 포토리소그래피방법에서는 패터닝되는 층위에 포토레지스트를 적층한 후 포토공정에 의한 에칭방법을 사용하기 때문에 미세한 패턴을 형성하는데에는 한계가 있었다. 더욱이, 표시소자의 포토공정시 노광장치의 노광영역이 한정되어 있기 때문에, 대면적의 표시소자를 제작하기 위해서는 화면을 분할하여 포토공정을 진행해야만 한다. 따라서, 분할된 영역의 공정시 정확한 위치의 정합이 어려울 뿐만 아니라 다수회의 포토공정을 반복해야만 하기 때문에 생산성이 저하된다는 문제도 있었다.On the other hand, in order to fabricate an active device such as a TFT, a pattern, a line, and the like of the active device are formed by a photolithography method using an exposure apparatus. However, in such a photolithography method, since a photoresist is laminated on a patterned layer and then an etching method using a photo process is used, there is a limit in forming a fine pattern. In addition, since the exposure area of the exposure apparatus is limited during the photo process of the display element, the photo process must be performed by dividing the screen in order to produce a large area display element. Therefore, there is a problem in that productivity is lowered because the exact position is difficult to match during the processing of the divided region and the photo process must be repeated many times.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 인쇄법에 의해 1회의 공정에 의해 대면적의 표시소자에 패턴을 형성할 수 있는 패턴형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of forming a pattern on a large-area display element by one step by a printing method.

본 발명의 다른 목적은 인쇄시 잉크가 충진되는 클리체의 홈내부에 이형성 첨가제를 도포하여 클리체로부터 잉크가 원활하게 박리되게 함으로써, 미세한 패턴을 형성할 수 있는 패턴형성방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pattern forming method which can form a fine pattern by applying a release agent to the inside of the groove of the cliché filled with ink during printing to smoothly peel the ink from the cliché.

본 발명의 또 다른 목적은 기판 상에 형성되어 가공되는 피가공층의 화학적 또는 물리적 표면처리를 통하여 상기 피가공층에 전사된 잉크가 박리되는 것을 방지할 수 있는 패턴형성방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of preventing the ink transferred to the layer to be peeled off through chemical or physical surface treatment of the layer to be formed and processed on the substrate.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 패턴형성방법은 형성하고자 하는 패턴의 위치에 대응하는 클리체(오프셋 플레이트)의 홈내부에 이형성 첨가제를 도포하는 단계와, 상기 이형성 첨가제가 도포된 클리체의 홈내부에 잉크를 충진하는 단계와, 상기 클리체의 홈내부에 충진된 잉크를 피가공층에 전사시키는 단계로 이루어진다.In order to achieve the above object, the pattern formation method of the present invention comprises the steps of applying a release agent in the groove of the cliché (offset plate) corresponding to the position of the pattern to be formed, and the release agent is applied And filling the ink into the groove of the cliché, and transferring the ink filled into the groove of the cliché to the layer to be processed.

상기 피가공층에 잉크를 전사시키는 방법은 전사롤을 사용하거나, 잉크가 충진된 클리체를 직접 피가공층에 접촉시키는 방법을 사용할 수도 있다.As a method of transferring ink to the layer to be processed, a transfer roll may be used, or a method in which an ink-filled cell is directly contacted with the layer to be processed may be used.

상기 클리체는 SiOx와 같은 실리콘계 물질로 형성되며, 홈내부에는 박리촉진제인 이형성 첨가제가 도포되어 홈내부의 잉크가 클리체로부터 원활하게 박리되어 피가공층에 용이하게 전사된다. 상기 피가공층은 금속층, SiOx 또는 SiNx로 이루어진 절연층, 반도체층으로 구성되며, 그 표면은 물리적 또는 화학적 처리가 이루어져 있다.The cliché is formed of a silicon-based material such as SiOx, and the release agent, which is a release accelerator, is applied to the inside of the groove so that the ink in the groove is easily peeled from the cliché and easily transferred to the processing layer. The to-be-processed layer is composed of a metal layer, an insulating layer made of SiOx or SiNx, and a semiconductor layer, the surface of which is subjected to physical or chemical treatment.

본 발명에서는 액정표시소자 등과 같은 표시소자의 능동소자 패턴을 형성하기 위해, 인쇄방법을 사용한다. 특히, 그라비아 오프셋 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 각종 분야의 인쇄방법으로서 알려져 있다. 본 발명에서는 이러한 인쇄방법을 사용하여 표시소자에 적용되는 능동소자나 회로패턴을 제작한다.In the present invention, a printing method is used to form an active element pattern of a display element such as a liquid crystal display element. In particular, gravure offset printing is a printing method in which ink is applied to a concave plate to scrape off excess ink, and printing is known as a printing method in various fields such as publishing, packaging, cellophane, vinyl, polyethylene, and the like. In the present invention, such an printing method is used to produce an active element or a circuit pattern applied to the display element.

그라비아 오프셋 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판 상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써 대면적의 표시소자의 경우에도 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 오프셋 인쇄는 표시소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정표시소자의 경우 TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트라인 및 데이터라인, 화소전극, 캐패시터용 금속패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.Since gravure offset printing transfers ink onto a substrate using a transfer roll, it is possible to form a pattern by one transfer even in the case of a large display element by using a transfer roll corresponding to the area of a desired display element. do. Such gravure offset printing can be used to pattern various patterns of display devices, for example, TFTs as well as gate patterns and data lines, pixel electrodes, and capacitor metal patterns connected to the TFTs.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패턴형성방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a pattern forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄방식을 이용하여 기판 상에 잉크패턴을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 인쇄방식에서는 우선 기판에 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 오목판 또는 클리체(100)의 특정 위치에 홈(102)을 형성한 후 상기 홈(102) 내부에 잉크(104)를 충진한다. 상기 클리체(100)에 형성되는 홈(102)은 일반적인 포토리소그래피방법에 의해 형성되며, 홈(102) 내부로의 잉크(104) 충진은 클리체(100)의 상부에 패턴형성용 잉크(104)를 도포한 후 닥터블레이드(108)를 기판(120)에 접촉한 상태에서 밀어줌으로써 이루어진다. 따라서, 닥터블레이드(108)의 진행에 의해 홈(102) 내부에 잉크(104)가 충진됨과 동시에 클리체(100) 표면에 남아 있는 잉크(104)는 제거된다.3 is a view showing a method of forming an ink pattern on a substrate using a printing method according to the present invention. As shown in the figure, in the printing method, first, the groove 102 is formed at a specific position of the concave plate or the cliché 100 corresponding to the pattern to be formed on the substrate, and then the ink 104 inside the groove 102. To fill. The grooves 102 formed in the cliché 100 are formed by a general photolithography method, and the filling of the ink 104 into the grooves 102 is pattern forming ink 104 on the upper part of the cliché 100. ) And then push the doctor blade 108 in contact with the substrate 120. Therefore, the ink 104 is filled in the groove 102 by the progress of the doctor blade 108 and the ink 104 remaining on the surface of the cliché 100 is removed.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 클리체(100)의 홈(102) 내부에 충진된 잉크(104)는 상기 클리체(100)의 표면에 접촉하여 회전하는 전사롤(110)의 표면에 전사된다. 상기 전사롤(110)은 제작하고자 하는 표시소자의 패널의 폭과 동일한 폭으로 형성되며, 패널의 길이와 동일한 길이의 원주를 갖는다. 따라서, 1회의 회전에 의해 클리체(100)의 홈(102)에 충진된 잉크(104)가 모두 전사롤(110)의 원주 표면에 전사된다.As shown in FIG. 3 (b), the ink 104 filled in the groove 102 of the cliché 100 is in contact with the surface of the cliché 100 to rotate the transfer roll 110. Transferred to the surface. The transfer roll 110 is formed to have the same width as the width of the panel of the display device to be manufactured, and has a circumference of the same length as the length of the panel. Therefore, the ink 104 filled in the groove 102 of the cliché 100 is transferred to the circumferential surface of the transfer roll 110 by one rotation.

이후, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 상기 전사롤(110)을 기판(120) 위에 형성된 피가공층(121)의 표면과 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라 상기 전사롤(110)에 전사된 잉크(104)가 피가공층(121)에 전사되며, 이 전사된 잉크(104)에 UV 조사 또는 열을 가하여 건조시킴으로써 잉크패턴(122)을 형성한다. 이때에도 상기 전사롤(110)의 1회전에 의해 표시소자의 기판(120) 전체에 걸쳐 원하는 패턴(122)을 형성할 수 있게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 3 (c), the transfer roll 110 is rotated in contact with the surface of the layer 120 to be formed on the substrate 120. The transferred ink 104 is transferred to the processing layer 121, and the ink pattern 122 is formed by applying UV irradiation or heat to the transferred ink 104 to dry it. In this case, the desired pattern 122 may be formed over the entire substrate 120 of the display device by one rotation of the transfer roll 110.

상기한 바와 같이, 인쇄방식에서는 클리체(100)와 전사롤(110)을 원하는 표시소자의 크기에 따라 제작할 수 있으며, 1회의 전사에 의해 기판(120)에 패턴을 형성할 수 있으므로, 대면적 표시소자의 패턴도 한번의 공정에 의해 형성할 수 있게 된다.As described above, in the printing method, the cliché 100 and the transfer roll 110 may be manufactured according to the size of the desired display element, and a pattern may be formed on the substrate 120 by one transfer, thus providing a large area. The pattern of the display element can also be formed by one process.

피가공층(121)은 TFT의 게이트전극이나 소스/드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극과 같은 전극을 금속패턴을 형성하기 위한 금속층일수도 있으며, SiOx나 SiNx와 같이 절연층일 수도 있다.The to-be-processed layer 121 may be a metal layer for forming a metal pattern of an electrode such as a gate electrode, a source / drain electrode, a gate line, a data line, or a pixel electrode of the TFT, or may be an insulating layer such as SiOx or SiNx.

실제의 표시소자의 패턴을 형성하는 경우, 상기 잉크패턴(122)은 종래 포토공정에서의 레지스트(resist) 역할을 한다. 따라서, 금속층이나 절연층 위에 상기와 같은 잉크패턴(122)을 형성한 후 일반적인 에칭공정에 의해 금속층이나 절연층을 에칭함으로써 원하는 패턴의 금속층(즉, 전극구조)이나 절연층(예를 들면, 컨택홀 등)을 형성할 수 있게 된다.When forming a pattern of an actual display element, the ink pattern 122 serves as a resist in a conventional photo process. Therefore, after forming the ink pattern 122 as described above on the metal layer or the insulating layer, the metal layer or the insulating layer is etched by a general etching process, so that the metal layer (ie, the electrode structure) or the insulating layer (for example, contact) of the desired pattern Holes, etc.) can be formed.

상기와 같이 인쇄방식은 많은 장점을 가진다. 특히, 대면적인 표시소자에 1회의 공정에 의해 잉크패턴을 생성하거나 종래의 포토리소그래피공정에 비해 더욱 정밀한 패턴을 형성할 수 있다는 점은 인쇄방식이 가질 수 있는 대표적인 장점이다.As described above, the printing method has many advantages. In particular, it is a representative advantage of the printing method that an ink pattern can be formed on a large display device by one step or a more precise pattern can be formed than a conventional photolithography process.

그런데, 상기와 같은 그라비아 오프셋 인쇄방식도 잉크의 재전사에 의해 잉크패턴(122)을 형성할 때 피가공층(121)으로부터 상기 잉크패턴(122)이 쉽게 떨어진다는 문제가 있었다. 이러한 문제를 다음과 같은 원인에 기인한다.However, the above-described gravure offset printing method has a problem in that the ink pattern 122 is easily separated from the layer to be processed when the ink pattern 122 is formed by retransfer of ink. This problem is caused by the following causes.

첫번째 원인은 피가공층(121)과 잉크(104) 자체의 접착력이 약하다는 것으로, 이러한 접착력 약화는 특히 SiOx나 SiNx 등의 절연층이나 Si로 이루어진 반도체층과 같은 물질로 구성된 피가공층(121)과 잉크(104)의 계면특성에 기인한다. 두번째 원인은 클리체(100)에서 전사롤(110)로의 잉크 전사시 잉크(104)가 클리체(100)의 홈(102)으로부터 원활하게 박리되지 않는다는 것이다. 따라서, 홈(102) 내부에는 일부 잉크가 남아 있게 되며 그 결과 박리되어 전사롤(110)에 전사되는 잉크의 표면이 평탄하지 않게 되기 때문에, 기판(120)에 상기 잉크를 재전사했을 때 기판(120)과 잉크의 접착력이 약하게 되어 잉크패턴(122)이 기판(120)으로부터 쉽게 떨어진다.The first reason is that the adhesion between the processing layer 121 and the ink 104 itself is weak, and this weakening of the adhesion, in particular, the processing layer 121 composed of a material such as an insulating layer such as SiOx or SiNx or a semiconductor layer made of Si. ) And the ink 104. The second cause is that the ink 104 does not peel smoothly from the grooves 102 of the cliché 100 upon ink transfer from the cliché 100 to the transfer roll 110. Therefore, some ink remains in the groove 102, and as a result, the surface of the ink peeled off and transferred to the transfer roll 110 becomes uneven, so that when the ink is retransmitted onto the substrate 120, the substrate ( The adhesion between the ink 120 and the ink becomes weak, and the ink pattern 122 is easily separated from the substrate 120.

상기한 원인에 의해 잉크패턴(122)의 일부가 피가공층(121)에서 떨어져 있거나 계면에 틈이 생기는 경우에는 이후의 에칭공정에 의해 피가공층(121)을 에칭하여 표시소자의 패턴을 형성할 때, 상기 박리된 부분이나 틈으로 에칭액이 흘러 들어가 원하지 않는 부분의 피가공층(121)이 에칭된다. 따라서, 고정밀도의 패턴을 요구하는 표시소자에서는 제품결함의 치명적인 결함의 원인이 된다.When a part of the ink pattern 122 is separated from the layer to be processed or a gap occurs at the interface due to the above-described causes, the layer to be processed is etched by a subsequent etching process to form a pattern of the display element. At this time, the etching liquid flows into the peeled portion or the gap, and the processing layer 121 of the unwanted portion is etched. Therefore, in the display element which requires a high precision pattern, it becomes the cause of the fatal defect of a product defect.

본 발명에서는 특히 이러한 문제를 해결하기 위해, 피가공층(121)의 화학적 또는 물리적 표면처리를 통하여 잉크(104)와의 접착력을 향상시키는 방법을 제공한다. In order to solve such a problem, the present invention provides a method of improving adhesion with the ink 104 through chemical or physical surface treatment of the layer 121 to be processed.

잉크와의 접착력을 향상시키기 위한 본 발명에 따른 피가공층의 표면처리 방법은 크게 화학적인 처리방법과 물리적인 처리방법으로 나누어진다.The surface treatment method of the layer to be processed according to the present invention for improving adhesion with ink is largely divided into a chemical treatment method and a physical treatment method.

우선, 화학적인 처리방법은 피가공층의 표면에 접착력 강화제 즉, 프라이머를 도포하는 방법, 플라즈마 처리 방법 및 UV처리 방법등이 있다.First of all, chemical treatment methods include an adhesion enhancing agent, that is, a primer coating method, a plasma treatment method, a UV treatment method, and the like, on a surface of a layer to be processed.

상기 프라이머의 물질로는 잉크와의 결합력이 우수한 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)나 접착특성이 우수한 수지, 즉 폴리에틸렌이민, 이소시아네이트계화합물, 폴리에스테르계수지 및 초산비닐계수지등을 사용한다. 상기 피가공층(121)의 표면에 피가공층(121)과 잉크의 물성에 기인하는 접착력 약화를 해결하기 위해 SiOx나 SiNx 등의 절연층 혹은 반도체층과 같은 피가공층(121)에 HMDS를 기상으로 도포하여 그 표면을 처리하게 되면, HMDS가 피가공층(121)에 도포됨에 따라 HMDS 내의 실리콘기는 피가공층(121)과 화학적으로 결합을 하고 메틸기는 잉크와 결합하게 되며, 그 결과 잉크층과 피가공층(121)의 결합력을 향상시키게 된다. 마찬가지로 앞서 언급한 수지들은 잉크와 피가공층(121)과의 접착제 역할을 하게되어 피가공층(121)과 잉크와의 결합력을 더욱 강화시킨다.As the material of the primer, HMDS (Hexa Methyl Disilazane) having excellent binding strength with ink or a resin having excellent adhesive properties, such as polyethyleneimine, isocyanate compound, polyester resin, and vinyl acetate resin, is used. HMDS is applied to an insulating layer, such as SiOx or SiNx, or a to-be-processed layer 121, such as a semiconductor layer, to solve the weakening of adhesion due to physical properties of the to-be-processed layer 121 and the ink on the surface of the to-be-processed layer 121. When the gas is applied in the gas phase and the surface is treated, the silicon groups in the HMDS are chemically bonded to the processing layer 121 and the methyl groups are combined with the ink as the HMDS is applied to the processing layer 121. The bonding force between the layer and the layer to be processed 121 is improved. Likewise, the above-mentioned resins serve as an adhesive between the ink and the layer to be processed 121, thereby further strengthening the bonding force between the layer 121 and the ink.

상기 플라즈마 처리 방법은 N2, O2, He, H 등의 가스를 플라즈마 상태로 만들어 상기 피가공층(121)에 플라즈마 처리를 하게 되면, 그 표면에 잉크와의 결합력을 향상시키는 COOH, CO 또는 OH기가 생성된다. 아울러, 플라즈마 처리 이후, 피가공층(121)의 표면이 미세하게 깎이게 되어, 잉크와 접촉하는 피가공층(121) 표면적이 넓어져, 잉크와의 결합력이 증가한다.In the plasma treatment method, when a gas such as N 2, O 2, He, H, or the like is plasma-treated to the target layer 121, a COOH, CO or OH group that improves the binding force with ink on the surface thereof is formed. Is generated. In addition, after the plasma treatment, the surface of the layer 121 to be processed is finely sharpened, thereby increasing the surface area of the layer to be contacted with the ink, thereby increasing the bonding force with the ink.

상기 UV 처리방법은 잉크를 피가공층(121)에 UV를 조사하여 잉크와 피가공층(121)의 결합력을 높이는 방법으로써, 전술한 플라즈마 처리와 같이 UV 처리 이후에 피가공층(121)의 표면에 COOH 또는 OH기가 발생되어 잉크와 더욱 잘 결합하게 된다.The UV treatment method is a method of increasing the bonding force between the ink and the layer to be processed by irradiating the UV to the layer 121 to be processed, and after the UV treatment, as described above, COOH or OH groups are generated on the surface to better bond with the ink.

물리적인 처리방법으로는 피가공층(121)의 표면을 거칠게하여 잉크와 접촉하는 피가공층(121)의 표면적을 증가시켜 이들의 결합력을 향상시키는 것으로, 전술한 플라즈마 처리 방법 중 약 4kv이상의 높은 전압을 이용한 코로나 방전(CORONA DISCHARGE)이나, 노즐에서 압축 공기와 함께 미세한 모래입자(CaCo3)를 피가공층(121) 표면에 뿜어주는 샌드블러스트(sandblast) 방법등이 있다.As a physical treatment method, the surface of the processing layer 121 is roughened to increase the surface area of the processing layer 121 in contact with the ink, thereby improving their bonding strength. There is a corona discharge using a voltage, or a sandblast method of spraying fine sand particles (CaCo 3 ) together with compressed air from a nozzle onto the surface of the layer 121 to be processed.

도 4는 도 3c에 있어서 A영역의 확대도면으로, 상기와 같은 물리적인 처리 방법을 실시했을 경우, 피가공층(121)과 잉크(122)와의 계면을 도시한 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 피가공층(121)에 코로나 방전 또는 샌드블러스트와 같은 물리적인 처리로 인하여 그 표면이 미세하게 울퉁불퉁 해짐에 따라 잉크(122)와 접촉하는 피가공층(121)의 표면적이 넓어지게 된다. 이와 같이, 잉크(122)와 접촉하는 피가공층(121)의 접촉면적이 넓어짐에 따라 이전에 비하여 즉, 피가공층(121)이 평평한 경우에 비하여 잉크(122)와 피가공층(121) 사이의 결합력을 향상시킬 수가 있다.FIG. 4 is an enlarged view of region A in FIG. 3C, and illustrates the interface between the layer 121 and the ink 122 when the above physical processing method is performed. As shown in the figure, the surface of the processing layer 121 is in contact with the ink 122 as the surface becomes finely bumpy due to physical treatment such as corona discharge or sand blast. The surface area becomes wider. As described above, as the contact area of the layer 121 to be in contact with the ink 122 is increased, the ink 122 and the layer 121 to be processed are larger than before, that is, when the layer 121 is flat. Cohesion between them can be improved.

한편, 피가공층에 잉크를 전사시키는 방법으로 전사롤을 사용하지 않고, 도 5에 도시한 바와 같이, 잉크가 충진된 클리체(200)를 피가공층(221)이 형성된 기판(220)상에 직접 접촉시킨 후, 이를 다시 떼어냄으로써, 피가공층(221) 상에 인쇄 패턴(222)을 형성할 수도 있다.On the other hand, without using a transfer roll as a method of transferring ink to the layer to be processed, as shown in FIG. 5, the cliché 200 filled with ink is formed on the substrate 220 on which the layer 221 is to be formed. After direct contact with, the printed pattern 222 may be formed on the layer 221 by removing it again.

또한, 전술한 바와 같은 클리체와 잉크와의 박리 불량으로 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 클리체(100)에 형성된 홈(102)으로부터 잉크(104)의 박리를 원활하기 위한 이형성 첨가제를 사용하였다. 이 이형성 첨가제는 일종의 박리촉진제로서, 클리체(100)의 홈(102)과 잉크(104) 사이에 형성되어 약한 힘에 의해서도 잉크(104)가 클리체(100)로부터 원활하게 박리되게 한다. 이를 위해서, 도 3에서 클리체(100)에 잉크(104)를 도포하기 전에 홈(102) 내부에 이형성 첨가제(103)를 도포한다(도면에서는 홈 바닥에만 도포되어 있지만 실제로는 홈의 측벽에도 도포되어 있음).In addition, in order to solve the problem caused by poor peeling of the cliché and the ink as described above, in the present invention, a release agent for smoothly peeling the ink 104 from the groove 102 formed in the cliché 100 is used. Used. This release agent is a kind of peeling accelerator, which is formed between the groove 102 and the ink 104 of the cliché 100 so that the ink 104 can be smoothly peeled from the cliché 100 even by a weak force. To this end, the release agent 103 is applied to the inside of the groove 102 before the ink 104 is applied to the cliché 100 in FIG. 3 (in the drawing, it is only applied to the bottom of the groove, but also to the sidewall of the groove. ).

또한, 본 발명에서는 잉크(104)의 원활한 박리를 위해 클리체(100)를 SiOx와 같은 실리콘계 물질로 형성한다. 일반적으로 잉크(104)는 소수성 특성을 가지고 실리콘계 물질은 친수성 특성을 가지고 있기 때문에, 잉크(104)와 실리콘계 물질 사이의 친화력이 약하다. 따라서, 상기와 같이, 클리체(100)를 실리콘계 물질로 형성하는 경우 낮은 친화력에 의해 상기 클리체(100)로부터 잉크(104)를 원활하게 박리할 수 있게 된다. 이러한 실리콘계 물질과 잉크의 낮은 친화력은 전에 언급한 SiOx나 SiNx 같은 피가공 절연층과 피가공 반도체층 사이의 접착력 약화의 원인이 되며, 상기 피가공층을 HMDS처리하는 이유가 되는 것이다.In addition, in the present invention, the cliché 100 is formed of a silicon-based material such as SiOx for smooth peeling of the ink 104. In general, since the ink 104 has a hydrophobic property and the silicon-based material has a hydrophilic property, the affinity between the ink 104 and the silicon-based material is weak. Therefore, as described above, when the cliché 100 is formed of a silicon-based material, the ink 104 may be smoothly peeled from the cliché 100 by low affinity. The low affinity between the silicon-based material and the ink causes a weakening of the adhesion between the processing insulating layer such as SiOx or SiNx and the processing semiconductor layer, which is the reason for the HMDS treatment of the processing layer.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 클리체(100)의 홈에 이형성 첨가제(103)를 도포하거나 클리체(100)를 SiOx계 물질로 형성함으로써 클리체(100)로부터 잉크(104)가 원활하게 박리되며, 그 결과 항상 정확한 잉크패턴을 기판(120)상에 형성할 수 있게 된다. 또한, 기판(120)의 피가공층(121)을 HMDS처리함으로서 전사롤(110)로부터 재전사되는 잉크패턴(122)이 상기 피가공층(121)으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명의 공정에 의해 미세한 잉크패턴(122)을 기판(120)상에 형성할 수 있게 되며, 그 결과 미세한 패턴을 가진 대면적의 표시소자를 제작할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the ink 104 is smoothly peeled from the cliché 100 by applying the release agent 103 to the groove of the cliché 100 or by forming the cliché 100 from an SiOx-based material. As a result, an accurate ink pattern can be always formed on the substrate 120. In addition, the HMDS treatment of the layer 120 of the substrate 120 may prevent the ink pattern 122 retransferred from the transfer roll 110 from falling off from the layer 121. By the process of the present invention, it is possible to form a fine ink pattern 122 on the substrate 120, as a result it is possible to manufacture a display device having a large area with a fine pattern.

도 6은 인쇄방식이 실제 제조라인에 적용된 경우를 나타내는 도면이다. 도면에서, 도면부호 130은 벨트로서 화살표로 표시된 방향으로 진행하며, 그 위에는 기판(120), 예를 들어, 액정표시소자의 제조라인에서는 액정패널이 배치되어 상기 벨트의 진행방향을 따라 진행한다.6 is a view showing a case in which the printing method is applied to the actual manufacturing line. In the drawing, reference numeral 130 denotes a belt, which proceeds in a direction indicated by an arrow, on which a liquid crystal panel is disposed in the manufacturing line of the substrate 120, for example, a liquid crystal display, and proceeds along the advancing direction of the belt.

도면에 도시된 바와 같이, 실제 제조라인에서는 클리체(100)가 롤형상으로 이루어져, 전사롤(110)과 접촉하고 있다. 벨트(130)가 진행함에 따라 기판(120)이 진행하여 상기 전사롤(110)로 입력되며, 벨트(130)가 계속 진행함에 따라 상기 벨트(130)의 진행속도와 대응하는 속도로 기판(120)에 접촉된 전사롤(110)이 회전하게 된다. 한편, 상기 전사롤(110)의 회전과 더불어 클리체(100) 역시 회전하여 클리체(100)의 홈(도면표시하지 않음)에 충진된 잉크(104)가 전사롤(110)로 전사되며, 상기 전사롤(110)에 전사된 잉크(104)는 기판(120)으로 재전사되어 잉크패턴(122)이 형성된다.As shown in the figure, in the actual manufacturing line, the cliché 100 is formed in a roll shape and is in contact with the transfer roll 110. As the belt 130 proceeds, the substrate 120 proceeds to be input to the transfer roll 110, and as the belt 130 continues to progress, the substrate 120 at a speed corresponding to the traveling speed of the belt 130. The transfer roll 110 in contact with the) is rotated. Meanwhile, in addition to the rotation of the transfer roll 110, the cliché 100 is also rotated so that the ink 104 filled in the grooves (not shown) of the cliché 100 is transferred to the transfer roll 110. The ink 104 transferred to the transfer roll 110 is retransferred onto the substrate 120 to form an ink pattern 122.

상기와 같이, 하나의 기판에 대한 인쇄가 종료되면, 벨트(130)에 배치된 다음의 기판(120)이 다시 전사롤(110)로 입력되고 상기와 동일한 과정을 반복하게 되어 연속 공정에 의해 복수의 기판에 인쇄를 할 수 있게 된다.As described above, when the printing of one substrate is finished, the next substrate 120 disposed on the belt 130 is inputted to the transfer roll 110 again, and the same process is repeated as described above. It is possible to print on the substrate.

상기와 같이 잉크패턴(122)이 형성된 기판은 후속 라인으로 수송되어 이후의 포토공정이 진행됨으로써 표시소자 등의 미세패턴을 형성할 수 있게 되는 것이다.As described above, the substrate on which the ink pattern 122 is formed is transported to a subsequent line so that a subsequent photo process is performed to form a fine pattern such as a display device.

상기한 인쇄방식에 의한 패턴형성방법은 액정표시소자와 같은 표시소자의 능동소자나 회로뿐만 아니라 반도체 웨이퍼상에서의 소자형성에도 사용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 이형성 첨가제는 특정한 물질에 한정되는 것이 아니라, 잉크와 피가공층을 원활하게 분리할 수 있는 분리촉진제의 역할을 수행하는 모든 물질을 포함할 것이다. 이러한 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용하면 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.The pattern forming method by the printing method may be used not only for the active element or circuit of a display element such as a liquid crystal display element but also for element formation on a semiconductor wafer. In addition, the releasable additive used in the present invention is not limited to a specific material, and will include all materials that serve as separation promoters capable of separating the ink and the processed layer smoothly. Such other examples or modifications of the present invention will be readily conceived by anyone skilled in the art to which the present invention pertains using the basic concepts of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 표시소자 등의 패턴 형성시 사용되는 그라비아인쇄방식에서 클리체를 실리콘계 물질로 형성하고 잉크가 충진되는 클리체의 홈내부에 박리촉진용 이형성 첨가제를 도포함으로써 클리체로부터 잉크가 원활하게 박리됨으로써 원하는 패턴을 정확하게 형성할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 기판상에 적층되어 이후의 공정에 의해 에칭되는 절연층이나 반도체층과 같은 피가공층의 표면처리를 통하여 인쇄되는 잉크패턴이 상기 피가공층으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, in the gravure printing method used in forming a pattern of a display device, the cliché is formed of a silicon-based material, and a release promoting additive for promoting promotion is applied to the inside of the groove of the cliché filled with ink, thereby The ink can be peeled off smoothly to accurately form the desired pattern. Further, in the present invention, it is possible to prevent the printed ink pattern from falling off from the processed layer through the surface treatment of the processed layer such as an insulating layer or a semiconductor layer laminated on a substrate and etched by a subsequent process.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.1 is a plan view showing the structure of a general liquid crystal display device.

도 2는 도 1에 도시된 액정표시소자의 박막트랜지스터 구조를 나타내는 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor structure of the liquid crystal display shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 그라비아 오프셋 인쇄방식에 의한 패턴형성방법을 나타내는 도면.3 is a view showing a pattern forming method by a gravure offset printing method according to the present invention.

도 4는 피가공층 상에 물리적인 표면처리가 이루어진 경우, 도 3의 A영역의 확대도면.4 is an enlarged view of region A of FIG. 3 when physical surface treatment is performed on a layer to be processed;

도 5는 본 발명에 따른 직접 접촉 인쇄방식에 의한 패턴형성방법을 나타내는 도면.5 is a view showing a pattern forming method by a direct contact printing method according to the present invention.

도 6은 도 3의 그라비아 인쇄방식이 실제 제조라인에 적용된 것을 나타내는 도면.6 is a view showing that the gravure printing method of Figure 3 is applied to the actual manufacturing line.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing

100 : 클리체 102 : 홈100: cliché 102: home

103 : 이형성 첨가제 104 : 잉크103: release agent additive 104: ink

108 : 닥터블레이드 110 : 전사롤108: doctor blade 110: transfer roll

120, 220 : 기판 121, 221 : 피가공층120, 220: substrate 121, 221: processed layer

122, 222 : 잉크패턴122, 222: ink pattern

Claims (19)

형성하고자 하는 패턴 위치에 대응하는 클리체의 홈내부에 박리 촉진제를 도포하는 단계;Applying a release accelerator into the groove of the cliché corresponding to the pattern position to be formed; 상기 홈내부에 잉크를 충진하는 단계;Filling ink into the groove; 상기 클리체의 홈내부에 충진된 잉크를 피가공층에 전사시키는 단계; 및Transferring the ink filled in the groove of the cliché to the layer to be processed; And 상기 피가공층에 전사된 잉크패턴을 마스크로 하여 상기 피가공층을 식각하는 단계로 구성된 패턴형성방법.And etching the to-be-processed layer using the ink pattern transferred to the to-be-processed layer as a mask. 제 1항에 있어서, 상기 피가공층에 잉크를 전사시키는 단계는 상기 잉크가 충진된 클리체를 피가공층 상에 접촉시키는 단계;및The method of claim 1, wherein the transferring of the ink to the layer to be processed comprises: contacting the ink-filled cliché on the layer to be processed; and 상기 클리체를 피가공층로부터 떼어낸 후, 피가공층에 잉크를 전사시키는 단계로 구성된 패턴형성방법.Removing the cliché from the layer to be processed, and then transferring ink to the layer to be processed. 제 1항에 있어서, 상기 피가공층에 잉크를 전사시키는 단계는 전사롤을 상기 클리체 상에 회전시켜 홈내에 충진된 잉크를 전사롤의 표면으로 전사하는 단계;및The method of claim 1, wherein the transferring of the ink to the layer to be processed comprises: rotating the transfer roll onto the cliché to transfer the ink filled in the grooves to the surface of the transfer roll; and 상기 전사롤을 기판의 피가공층상에 회전시켜 전사롤 표면의 잉크를 상기 피가공층에 재전사하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.Rotating the transfer roll onto the layer to be processed of the substrate to retransfer ink on the surface of the transfer roll to the layer to be processed. 제3항에 있어서, 상기 클리체는 롤형상으로 이루어져 전사롤과 접촉하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.4. The pattern forming method according to claim 3, wherein the cliché is formed in a roll shape and contacts the transfer roll. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 클리체는 실리콘계 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 1, wherein the cliché is made of a silicon-based material. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 1, wherein the layer to be processed comprises a metal layer. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 SiOx 또는 SiNx로 이루어진 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 1, wherein the layer to be processed includes an insulating layer made of SiOx or SiNx. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 반도체층인 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The pattern forming method of claim 1, wherein the layer to be processed is a semiconductor layer. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 점착력 강화제에 의해 표면 처리된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 1, wherein the layer to be processed is surface-treated with an adhesion enhancing agent. 제10항에 있어서, 상기 접착력 강화제는 피가공층은 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)인 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 10, wherein the adhesion enhancer is a pattern forming method, wherein the layer to be processed is Hexa Methyl Disilazane (HMDS). 제10항에 있어서, 상기 피가공층은 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)에 의해 표면 처리된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 10, wherein the layer to be processed is surface treated by Hexa Methyl Disilazane (HMDS). 제10항에 있어서, 상기 피가공층은 폴리에틸렌이민, 이소시아네이트계 화합물, 폴리에스테르계 수지, 초산비닐계 수지로 이루어진 일군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 10, wherein the layer to be processed is selected from the group consisting of polyethyleneimine, an isocyanate compound, a polyester resin, and a vinyl acetate resin. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 플라즈마 방법에 의해 그 표면이 처리된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The pattern forming method according to claim 1, wherein the surface of the layer to be processed is treated by a plasma method. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 UV 방법에 의해 그 표면이 처리된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The pattern forming method according to claim 1, wherein the surface of the layer to be processed is treated by a UV method. 제1항에 있어서, 상기 피가공층은 샌드블러스트(sandblast) 방법에 의해 그 표면이 처리된 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The pattern forming method as claimed in claim 1, wherein the surface of the layer to be processed is treated by a sandblast method. 제1항에 있어서, 피가공층에 재전사된 잉크를 건조하여 잉크패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.The method of claim 1, further comprising drying an ink retransferred into the layer to be formed to form an ink pattern. 형성하고자 하는 패턴 위치에 대응하는 클리체의 홈내부에 박리 촉진제를 도포하는 단계;Applying a release accelerator into the groove of the cliché corresponding to the pattern position to be formed; 상기 홈내부에 잉크를 충진하는 단계;Filling ink into the groove; 전사롤을 상기 클리체 상에 회전시켜 홈내에 충진된 잉크를 전사롤의 표면으로 전사하는 단계; Rotating the transfer roll onto the cliché to transfer the ink filled in the grooves to the surface of the transfer roll; 상기 전사롤을 기판의 피가공층에 접촉시킨 상태에서 회전하여 전사롤 표면의 잉크를 상기 피가공층에 재전사하는 단계; 및Rotating the transfer roll while being in contact with the layer to be processed of the substrate to retransfer ink on the surface of the transfer roll to the layer to be processed; And 상기 피가공층에 전사된 잉크패턴을 마스크로 하여 상기 피가공층을 식각하는 단계로 구성된 패턴형성방법.And etching the to-be-processed layer using the ink pattern transferred to the to-be-processed layer as a mask. 형성하고자 하는 패턴 위치에 대응하는 클리체의 홈내부에 박리 촉진제를 도포하는 단계;Applying a release accelerator into the groove of the cliché corresponding to the pattern position to be formed; 상기 홈내부에 잉크를 충진하는 단계;Filling ink into the groove; 상기 잉크가 충진된 클리체를 기판에 접촉시키는 단계; Contacting the ink-filled cliché with a substrate; 상기 클리체를 피가공층로부터 떼어냄으로써, 피가공층에 잉크를 전사시키는 단계; 및Transferring the ink to the layer by removing the cliché from the layer to be processed; And 상기 피가공층에 전사된 잉크패턴을 마스크로 하여 상기 피가공층을 식각하는 단계로 구성된 패턴형성방법.And etching the to-be-processed layer using the ink pattern transferred to the to-be-processed layer as a mask.
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