KR100851045B1 - Manufacture method of micro pattern printing board - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 미세패턴 인쇄용 기판의 부분 단면도, 1 is a partial cross-sectional view of a general micropattern printing substrate,
도 2는 본 발명에 따른 미세패턴 인쇄용 기판의 제조공정도, Figure 2 is a manufacturing process of the substrate for fine pattern printing according to the present invention,
도 3 및 도 4는 도 2의 마스크 배치 공정의 예를 나타낸 사시도, 3 and 4 are perspective views showing an example of the mask arrangement process of FIG.
도 5 및 도 6은 도 2의 레이져 가공 공정의 예를 나타낸 사시도.5 and 6 are perspective views showing an example of the laser processing process of FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 기판 20 : 격막층10
21 : 격막 23 : 패턴인쇄영역21: septum 23: pattern printing area
25 : 소수성 코팅층 30 : 마스크25
31 : 레이져조사영역 40 : 레이져31: laser irradiation area 40: laser
본 발명은, 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정과 제조비를 현격하게 절감할 수 있으며, 친환경적인 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a substrate for fine pattern printing, and more particularly, to a method for producing a substrate for fine pattern printing, which can significantly reduce a manufacturing process and a manufacturing cost.
최근 각종 반도체 소자의 회로패턴이나 디스플레이 기기의 광학소자 및 컬러필터 등에 형성되는 광학패턴 등의 미세패턴을 형성하는 방법으로 인쇄기법을 이용한 미세패턴의 인쇄기술이 주목받고 있다. Recently, a fine pattern printing technique using a printing technique has been attracting attention as a method of forming fine patterns such as circuit patterns of various semiconductor elements, optical patterns formed on optical elements, color filters, etc. of display devices.
이러한 미세패턴 인쇄기술은 제조공정의 절감과 장비의 간소화에 의해 생산성 향상에 크게 이바지할 수 있는 장점이 있는 반면에, 정밀도가 떨어지고 미세패턴의 두께(인쇄막의 두께)가 두껍고 일정하지 못하다는 단점이 있다. Such fine pattern printing technology has a merit that it can greatly contribute to productivity improvement by reducing the manufacturing process and simplification of the equipment, while the disadvantage is that the precision is poor and the thickness of the fine pattern (thickness of the printing film) is thick and inconsistent. have.
이에 미세패턴이 인쇄될 기판에 패턴 형성영역을 미리 마련하고 이 패턴 형성영역에 패턴의 재료를 채워 경화시키는 방법을 이용함으로써, 미세패턴의 정밀도를 향상시키는 기술이 지속적으로 개발되고 있는 실정이다. Accordingly, by using a method of preparing a pattern forming region in advance on a substrate to be printed with a fine pattern and filling the pattern forming region with a material of the pattern, a technique for improving the precision of the fine pattern is continuously developed.
도 1은 일반적인 미세패턴 인쇄용 기판의 부분 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 미세패턴 인쇄용 기판(101)은 기판(110)과, 기판(110)에 소정의 패턴인쇄영역(123)을 형성하는 격막(121)으로 이루어져 있다. 1 is a partial cross-sectional view of a general micropattern printing substrate. As shown in the figure, the substrate for
기판(110)은 미세패턴 재료인 잉크에 대해 친수성을 갖는 판상부재로 마련되며, 격막(121)은 미세패턴 재료인 잉크에 대해 소수성을 갖는 재료로 기판(110) 상에 형성되는데, 이때, 격막(121)의 패턴인쇄영역(123)의 내측벽면은 잉크에 대해 친수성을 갖는 코팅제 등으로 처리된다. 이는 미세패턴 재료인 잉크를 패턴인쇄영역(123)에 인쇄할 때 기판(110) 및 격막(121)의 패턴인쇄영역(123) 내측벽면의 친수성과 격막(121)의 상부영역 소수성에 의해 잉크가 패턴인쇄영역(123) 외부로 이탈되지 않도록 하기 위함이다. The
한편, 기판(110) 상에 격막(121)을 형성하는 방법은 화학적 처리 공정으로서 에칭 및 세척 공정을 갖는 리소그라피(lithography) 등의 제조 공정을 이용하는데, 기판(110) 상에 격막재료를 적층하고 형성될 격막(121)에 대응하는 마스크를 격막(121)재료가 적층된 기판(110) 상에 배치한 후, 소정의 화학제를 이용하여 패턴인쇄영역(123)을 제거하는 방법에 의해 이루어진다.On the other hand, the method of forming the
그러나, 종래 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법에 있어서는, 격막을 형성하는 공정이 에칭공정과 세척공정 등의 화학적 공정으로 이루지기 때문에, 제조공정이 복잡하고 제조비용의 부담과 생산성 저하의 문제점이 있었다. 또한, 화학적 공정을 이용하기 때문에, 환경 친화적이지 못하다는 문제점이 있었다.However, in the conventional method for manufacturing a micropattern printing substrate, since the process of forming the diaphragm is made of a chemical process such as an etching process and a washing process, the manufacturing process is complicated and there is a problem of burden of manufacturing cost and productivity reduction. In addition, there is a problem in that it is not environmentally friendly because it uses a chemical process.
따라서, 본 발명의 목적은, 제조공정이 간단하고 제조비용을 절감할 수 있으며, 생산성이 향상되고 친환경적인 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate for fine pattern printing, in which the manufacturing process is simple, the manufacturing cost can be reduced, the productivity is improved, and the environment is improved.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판과, 상기 기판 상에 미세패턴 재료인 잉크가 인쇄되는 패턴인쇄영역을 형성하는 격막을 포함하는 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법에 있어서, 상기 기판 상에 격막 재료를 도포하여 격막층으로 적층하는 단계와; 상기 격막층 상에 상기 격막 재료에 비해 소수성인 재료를 코팅하는 단계와; 상기 소수성 재료가 코팅된 상기 격막층 상에 상기 패턴인쇄영역에 대응하는 개구 형상의 레이져조사영역을 갖는 마스크를 배치하는 단계와; 상기 마스크의 레이져조 사영역에 레이져를 조사하여 격막과 패턴인쇄영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, a method for producing a substrate for micropattern printing, comprising a substrate and a diaphragm for forming a pattern printing area on which the ink, which is a micropattern material, is printed, on the substrate. Applying and laminating to the membrane layer; Coating a material that is hydrophobic relative to the diaphragm material on the diaphragm layer; Disposing a mask having an aperture-shaped laser irradiation area corresponding to the pattern printing area on the diaphragm layer coated with the hydrophobic material; And irradiating the laser irradiation area of the mask to form a diaphragm and a pattern printing area, which is achieved by a method of manufacturing a substrate for fine pattern printing.
여기서, 상기 격막 재료는 흡광제를 포함하고 있는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the said diaphragm material contains the light absorber.
이때, 상기 레이져를 조사하는 면적은 상기 마스크의 상기 레이져조사영역의 면적에 비해 작을 수 있다.In this case, the area irradiated with the laser may be smaller than the area of the laser irradiated area of the mask.
또는, 상기 레이져를 조사하는 면적은 상기 마스크의 상기 레이져조사영역의 면적에 대응하거나 상기 레이져조사영역의 면적에 비해 클 수 있다.Alternatively, the area irradiated with the laser may correspond to the area of the laser irradiation area of the mask or may be larger than the area of the laser irradiation area.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 미세패턴 인쇄용 기판의 제조공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법은 기판(10) 상에 격막층(20)을 적층하는 단계(S01)와; 격막층(20) 상에 격막층(20)에 비해 소수성인 재료를 코팅하는 단계(S02)와; 소수성 재료가 코팅된 격막층(20) 상에 마스크(30)를 배치하는 단계(S03)와; 레이져(40) 가공으로 격막층(20)에 격막(21)과 패턴인쇄영역(23)을 형성하는 단계(S04)를 포함한다. 2 is a manufacturing process diagram of a substrate for fine pattern printing according to the present invention. As shown in this figure, the method of manufacturing a substrate for fine pattern printing according to the present invention comprises the steps of laminating the
기판(10) 상에 격막층(20)을 적층하는 단계(S01)는 소정의 점도를 갖는 액상의 격막재료를 잉크에 대해 친수성을 갖는 기판(10)의 일면 전영역에 정해진 두께만큼 도포하여 적층하는 공정이다. 여기서, 격막재료는 폴리머 등의 수지재료로 마련될 수 있는데, 이 격막재료는 패턴인쇄영역(23)의 원할한 레이져(40) 가공을 위해서 흡광제를 포함하고 있는 것이 바람직하다.In the step (S01) of laminating the
그리고, 격막층(20)은 격막재료의 도포 적층 상태에서 경화시키는 것이 바람직하다. 격막층(20)의 경화방법은 경우에 따라 자외선 경화방법이나 열경화 방법 및 자연경화 방법 등이 이용될 수 있다. 이때, 경화온도 및 경화시간 등은 격막재료에 따라 달라질 수 있다.And it is preferable to harden the
격막층(20) 상에 격막 재료에 비해 소수성인 재료를 코팅하는 단계(S02)는 격막층(20) 상단면을 미세패턴 재료인 잉크에 대해 소수성을 갖도록 하기 위해 격막층(20) 상에 소수성 코팅층(25)을 형성하고 경화시키는 공정이다. 이 공정을 통해 격막층(20)의 상부면은 잉크에 대해 소수성을 가지게 되는데, 이에 의해, 후술할 레이져 가공에 의해 격막(21)이 형성된 후 격막 상단면이 소수성을 갖게 된다. Coating (S02) the hydrophobic material on the
소수성 재료가 코팅된 격막층(20) 상에 마스크(30)를 배치하는 단계(S03)는 레이져(40) 가공될 패턴인쇄영역(23)에 대응하는 레이져조사영역(31)을 갖는 마스크(30)를 기판(10)의 소수성 코팅된 격막층(20) 상에 적재 배치하는 공정이다. Disposing the
여기서, 마스크(30)에 형성되는 레이져조사영역(31)의 구조는 미세패턴이 반도체 소자의 회로패턴이나 광학소자의 격자패턴으로 이용될 경우 격막(21)이 기판(10)의 판면을 따라 소정의 선형 배열 구조로 형성되므로, 이에 대응하는 마스크(30)의 레이져조사영역(31) 역시 도 3에 도시된 바와 같이, 레이져(40)가 통과할 수 있는 개구영역으로써 선형 배열 구조를 갖게 된다.Herein, the structure of the
또는, 미세패턴이 디스플레이 기기의 컬러필터로 이용될 경우 격막(21)은 기판(10)의 판면에 메쉬형상으로 분포되므로, 이에 대응하는 마스크(30)의 레이져조사영역(31) 역시 도 4에 도시된 바와 같이, 레이져(40)가 통과할 수 있는 개구영역으로써 메쉬형상의 분포 구조를 갖게 된다. Alternatively, when the micropattern is used as a color filter of the display device, since the
그리고, 마스크(30)는 레이져(40) 광에 대해 손상되지 않는 금속판재 등으로 제작되어 반복적인 사용이 가능하다. In addition, the
레이져(40) 가공으로 격막층(20)에 격막(21)과 패턴인쇄영역(23)을 형성하는 단계(S04)는 마스크(30)의 레이져조사영역(31)에 레이져(40)를 조사하여 레이져조사영역(31)에 대응하는 격막층(20)의 격막재료를 제거함으로써, 격막(21)과 패텬형성영역을 형성하는 공정이다. Forming the
이때, 레이져(40) 가공은 도 5에 도시된 바와 같이, 레이져(40) 조사면적이 마스크(30)의 레이져조사영역(31)의 면적에 비해 작은 면적으로 이루어지는 스폿(Spot)조사방식을 이용하여 패턴인쇄영역(23)의 정밀한 가공을 도모할 수 있다. In this case, as shown in FIG. 5, the
또는, 도 6에 도시된 바와 같이, 레이져(40) 조사면적이 마스크(30)의 레이져조사영역(31)의 면적에 대응하는 면적이나 큰 면적으로 형성되어 마스크(30)의 레이져조사영역(31) 일측으로부터 타측을 향해 조사되는 라이너(Liner)조사방식을 이용하여 패턴인쇄영역(23)의 신속한 가공을 도모할 수도 있다. Alternatively, as shown in FIG. 6, the irradiation area of the
이러한 레이져(40) 가공을 통해 형성된 패턴인쇄영역(23)은 기판(10)이 친수성을 가지고 있고, 격막(21)의 상단면이 소수성 코팅층(25)으로 형성되어 있으므로 패턴인쇄영역(23) 내부의 잉크가 외부로 이탈하지 않는다. Since the
레이져(40) 가공에 의해 패턴인쇄영역(23)과 격막(21)을 형성한 후에는 기판(10) 상에서 마스크(30)를 제거함으로써, 선형배열된 격막(21) 또는 메쉬형상의 격막(21)이 형성된 미세패턴 인쇄용 기판(1)을 얻을 수 있다.After the
여기서, 패턴인쇄영역(23)과 격막(21)은 자외선 경화방법이나 열경화 방법 및 자연경화 방법 등에 의해 경화된다. Here, the
한편, 기판(10) 상에 형성된 격막(21)은 미세패턴의 적용분야에 따라 그 형태를 유지하거나 후공정을 추가하여 제거될 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 기판(10)의 패턴인쇄영역(23)에 인쇄되는 미세패턴이 디스플레이 기기의 컬러필터 등에 적용될 경우에는 R,G,B 미세패턴을 인쇄한 후 격막(21) 구조를 그대로 유지하여 기판(10)의 판면에 메쉬형상의 블랙메트릭스(BM:Black Matrix)로 이용될 수 있으며, 기판(10)의 패턴인쇄영역(23)에 인쇄되는 미세패턴이 반도체 소자의 회로패턴이나 광학소자의 격자패턴으로 이용될 경우에는 미세패턴을 인쇄한 후 후공정을 추가하여 격막(21)을 제거할 수 있는 것이다.For example, when the micropattern printed on the
이러한 공정에 의해 제조된 미세패턴 인쇄용 기판(1)은 격막(21) 및 패턴인쇄영역(23) 구조를 형성하는 공정이 레이져(40) 가공에 의해 이루어지기 때문에, 종래 화학적 공정에 비해 그 공정 및 비용이 현격하게 절감된다.Since the process of forming the structure of the
그리고, 신속한 레이져(40) 가공에 의해 격막(21) 및 미세패턴인쇄영역(23) 구조를 얻을 수 있으므로, 미세패턴 인쇄용 기판(1)의 제조가 빠르게 이루어져 생 산성을 크게 향상시킬 수 있다.Further, since the structure of the
또한, 화학적 공정을 이용하지 않기 때문에, 환경 친화적으로 미세패턴 인쇄용 기판(1)을 제조할 수 있다.In addition, since the chemical process is not used, the
전술 및 실시예에서는 본 발명에 따른 미세패턴 인쇄용 기판에 대해 회로패턴과 광학패턴 및 컬러필터의 R,G,B패턴을 인쇄하기 위한 기판 제조방법을 예로 하여 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법은, 전술한 예 외에도 다양한 분야에서 미세패턴을 형성하는 기판의 제조방법으로 적용될 수 있음은 물론이다.Although the foregoing and embodiments have been described using a substrate manufacturing method for printing circuit patterns, optical patterns, and R, G, B patterns of color filters with respect to the substrate for micropattern printing according to the present invention, the micropattern according to the present invention is described. The method of manufacturing a substrate for printing may be applied to a method of manufacturing a substrate for forming a fine pattern in various fields in addition to the above-described examples.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제조공정이 간단하고 제조비용을 절감할 수 있으며, 생산성이 향상되고 친환경적인 미세패턴 인쇄용 기판의 제조방법이 제공된다. As described above, according to the present invention, the manufacturing process is simple, manufacturing cost can be reduced, productivity is improved and an environmentally friendly method for producing a substrate for fine pattern printing is provided.
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