KR101105422B1

KR101105422B1 - 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101105422B1
Application number: KR1020080005144A
Authority: KR
Inventors: 이동욱; 황인석; 전상기; 김승욱
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2012-01-17
Also published as: WO2009091229A3; KR20090079284A; JP2011511958A; WO2009091229A2; CN101918222A

Abstract

본 발명은 유리 기재 상에 구리 금속을 코팅하는 단계; 상기 코팅된 구리 금속 위에 포토레지스트를 코팅하는 단계; 상기 포토레지스 막을 노광한 다음 현상하여, 일부 영역의 포토레지스트를 제거함으로써, 원하는 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 현상에 의해 포토레지스트가 제거된 부분을 니켈로 도금하는 단계; 및 남아있는 포토레지스트를 제거한 후 도금된 표면을 연마(grinding)하는 단계를 포함하여 이루어지는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 제조 방법은 포토리소그라피 공정을 통해 패턴이 형성되기 때문에 패턴 정밀도가 높고, 유리 기재를 사용하기 때문에 두께 균일성이 우수하며, 요판의 최외각 표면이 니켈로 이루어져 있어 내구성이 우수한 요판을 제공할 수 있도록 해준다.

오프셋 인쇄, 요판, offset print

Description

오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법{THE METHOD OF MANUFACTURING THE GRAVURE PLATE OFFSET PRINTING}

본 발명은 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성 및 정밀도가 우수한 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법에 관한 것이다.

오프셋 인쇄는 인쇄하고자 하는 패턴이 형성되어 있는 인쇄판(10)에 잉크(50)를 충진하고, 상기 인쇄판(10)에 충진된 잉크(50)를 패턴 모양대로 원통 모양의 블랭킷(BLANKET)(20)으로 전사한 후, 피인쇄체(30) 위에서 상기 블랭킷(BLANKET)(20)을 회전시켜 원하는 형상이 인쇄되도록 하는 인쇄 방법을 말한다 (도 1 참조).

이러한 오프셋 인쇄 방법은 수십 마이크로미터의 미세 패턴을 정밀하게 인쇄할 수 있고, 재료의 낭비가 없다는 장점 때문에 평판 패널 디스플레이(Flat Panel Display; FPD) 산업에서 포토리소그라피 공정을 대체할 수 있는 새로운 기술로 부각되고 있다. 여러 가지 오프셋 인쇄 방법 중에서도 요판 오프셋 인쇄는 형성되는 인쇄 패턴의 높이가 비교적 높기 때문에 고전도성이 요구되는 응용 분야에서 기술 도입을 적극 검토하고 있다.

요판 오프셋 인쇄는 평탄도가 우수한 기재의 한 면에 인쇄하고자 하는 패턴 형상을 음각으로 새긴 후에 상기 음각 부분에 인쇄 잉크를 충진하고, 상기 충진된 잉크가 패턴 모양대로 블랭킷에 전사되었다가 피인쇄체(기재) 위로 재전사되게 하는 방식으로 수행된다.

요판 오프셋 인쇄에 있어서 인쇄 품질을 결정하는 주요 인자는 요판 두께의 균일성, 표면 평탄도, 패턴의 정밀 가공 여부 등이다. 현재 오프셋 인쇄용 요판으로 주로 사용되는 재질은 유리인데, 유리 재질의 요판은 포토리소그라피 및 에칭 공법으로 패턴을 제조할 수 있기 때문에, 패턴의 정밀도가 우수하고, 평탄도가 좋아 인쇄 품질이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 유리 재질은 내구성이 약하고, 금속 재질로 이루어진 닥터 블레이드(40)에 의해 표면에 스크래치가 발생하기 쉽다는 문제점이 있다. 요판 표면에 스크래치가 발생하면, 그 부위에 잉크가 충진되어 블랭킷에 전사되고, 이는 바로 피인쇄체로 전사되어 인쇄 불량의 원인이 된다. 상기와 같은 문제점으로 인해, 유리 재질의 요판을 사용하는 오프셋 인쇄의 경우 요판을 자주 교체해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 유리 재질의 요판과 동등한 정밀도를 유지하면서도 내구성이 우수한 오프셋 인쇄용 요판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 유리 기재 상에 구리 금속을 코팅하는 단계; 상기 코팅된 구리 금속 위에 포토레지스트 막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스 막을 노광한 다음 현상하여, 일부 영역의 포토레지스트를 제거함으로써, 원하는 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 현상에 의해 포토레지스트가 제거된 부분을 니켈로 도금하는 단계; 및 남아있는 포토레지스트를 제거하고, 니켈 도금된 표면을 연마(grinding)하는 단계를 포함하여 이루어지는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법을 제공한다.

이때 상기 구리 금속은 스퍼터링법으로 코팅되는 것이 바람직하며, 상기 포토레지스트는 건조 필름 레지스트(Dry Film Resist)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 니켈 도금은 무전해 도금 또는 전해 도금 방법으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 오프셋 인쇄용 요판은 포토리소그라피 공정을 통해 패턴이 형성되기 때문에 패턴 정밀도가 높고, 유리 기재를 사용하기 때문에 두께 균일성이 우수하며, 요판의 최외각 표면이 니켈로 이루어져 있어 내구성이 우수하다.

본 발명의 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법은 유리 기재 상에 구리 금속을 코팅하는 단계; 상기 코팅된 구리 금속 위에 포토레지스트를 코팅하는 단계; 상기 포토레지스 막을 노광한 다음 현상하여, 일부 영역의 포토레지스트를 제거함으로써, 원하는 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 현상에 의해 포토레지스트가 제거된 부분을 니켈로 도금하는 단계; 및 남아있는 포토레지스트를 제거한 후 도금된 표면을 연마(grinding)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 2에는 본 발명에 의한 오프셋 인쇄용 요판 제조 방법을 설명하는 도면이 도시되어 있다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 각 단계를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

(1) 구리 금속 코팅 단계 (A)

먼저 유리 기재 위에 구리 금속을 코팅한다.

상기한 바와 같이 유리는 두께 균일성과 평탄도가 우수하다는 장점이 있으므로, 본 발명에서는 유리를 기재로 사용함으로써, 요판의 표면 평탄도 및 두께 균일 도 등이 우수하게 유지될 수 있도록 하였다.

상기 구리 금속 코팅은 당해 기술 분야에 잘 알려진 일반적으로 사용되는 구리 코팅 방법, 예를 들면 스퍼터링법 등을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구리 금속 코팅은 2~10kW의 전력으로 2~5m Torr, 비활성 분위기(Ar) 조건 하에서 구리 금속을 유리 기재 상에 스퍼터링하는 방법으로 수행될 수 있다.

이때 상기 구리 코팅막의 두께는 50nm 내지 500nm정도인 것이 바람직하다. 구리 코팅막의 두께가 50nm미만이면, 코팅막의 두께 균일성이 떨어질 경우, 코팅이 제대로 되지 않는 영역이 발생할 가능성이 있고, 500nm를 초과하면, 공정시간이 길어져 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있기 때문이다.

(2) 포토레지스트막 형성 단계 (B)

상기와 같은 방법으로 유리 기재 상에 구리 금속 코팅이 형성되면, 상기 구리 코팅막 위에 포토레지스트를 도포한다.

본 발명에서 상기 포토레지스트는, 예를 들면 에폭시 계열의 네가티브 포토레지스트와 같은 액상 포토레지스트일 수 있으며, 이 경우 상기 포토레지스트는 스핀 코팅 또는 테이블 코팅 등과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려진 포토레지스트 도포 방법을 통해 구리 코팅막 위에 도포될 수 있다.

또한 본 발명에서는 상기 포토레지스트로 필름형 레지스트(건조 필름 레지스트, Dry Film Resist)를 사용할 수도 있으며, 이 경우에는 구리 코팅막 위에 상기 필름형 레지스트를 부착하는 방법으로 포토레지스트 막을 형성할 수 있다. 필름형 포토 레지스트를 사용할 경우, 대면적 인쇄에 유리하고, 고가의 코팅 장비를 사용하지 않아도 된다는 장점이 있다.

(3) 노광 및 현상 단계 (C)

구리 코팅막 위에 포토레지스트막 형성이 완료되면, 포토 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트 막을 선택적으로 노광한다. 상기 노광은 예를 들면, 포토 마스크를 통해 UV 등을 2초 내지 10초 사이로 조사하는 방법으로 수행될 수 있다.

노광이 완료되면 현상액을 이용하여 상기 포토레지스트 막을 현상하여, 일부 영역의 포토레지스트를 제거함으로써, 원하는 포토레지스트 패턴을 얻는다. 이때 상기 현상은 침지(dipping)법, 스프레이법 등과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려진 포토레지스트 현상 방법을 통해 이루어질 수 있으며, 현상액은 사용된 포토레지스트의 종류에 따라 적합한 것을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 현상에 의해 일부 영역의 포토레지스트가 제거되면, 상기 포토레지스트가 제거된 영역에 구리 금속이 노출되게 된다.

(4) 니켈 도금 단계 (D)

상기 포토레지스트가 제거되고, 구리 금속이 노출된 부분에 니켈을 도금한다. 상기 니켈 도금은 일반적인 무전해 도금 또는 전해 도금 방법으로 이루어질 수 있다.

한편, 필수적인 것은 아니나, 상기 니켈 도금 실시 전에 구리 표면의 유기물을 제거하기 위한 산세 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 산세 공정을 실시하면 구리 표면의 유기물이 제거되어 도금이 보다 원활하게 이루어질 수 있기 때문이다.

상기 도금은 기재를 도금 용액에 침지시켜 도금을 실시한다. 다만, 무전해 도금의 경우, 산세를 마친 기재를 먼저 PdCl₂ 수용액에 침지시켜 니켈 무전해 도금에 요구되는 Pd 촉매를 구리 표면에 도입한 후에 Ni 무전해 도금 용액에 침지한다.

도금 시간 및 전류량은 도금 부착량 및 도금 조건에 따라 달라지며, 당해 기술 분야의 당업자라면 경험칙상 또는 실험 등을 통해 최적화된 도금 조건을 찾아낼 수 있을 것이다. 일반적으로 무전해 도금의 경우 1시간 침지 시에 6 ~ 8 마이크로미터 두께의 니켈 도금층이 형성된다.

(5) 연마 단계 (E)

도금이 완료되면 유리 기재 상에 남아있는 포토레지스트를 제거한다. 상기 포토레지스트 제거는 수산화칼륨 수용액 등과 같은 강염기 용액에 침지시키거나, 또는 고온으로 일정시간 이상 가열함으로써 이루어질 수 있다.

이때 포토 레지스트 제거 용액으로 수산화 칼륨 수용액을 사용할 경우에는 수산화칼륨 수용액의 농도는 약 0.5~3% 정도인 것이 바람직하며, 침지 시간은 5~30분인 것이 바람직하다.

한편, 포토레지스트를 가열로 제거할 경우에는 가열온도는 300도 내지 500 도, 가열 시간은 30분 내지 1시간 정도인 것이 바람직하다.

상기 방법에 의해 포토레지스트가 모두 제거되면, 연마제가 포함된 수용액을 이용하여 Ni 표면을 연마한다. 즉, 연마제가 포함된 수용액을 Ni 표면에 도포한 후, 부직포 등으로 Ni 표면을 가볍게 문질러준다.

상기와 같은 방법으로 표면을 연마하면, 표면 평탄도가 향상되고, 그 결과 인쇄 품질이 향상된다.

유리 기재(소다라임 유리, KCC사)위에 구리 금속을 3mTorr 압력에서 사용전력 5kW로 스퍼터링하여 200nm 두께의 구리 코팅막을 형성하였다.

상기 구리 코팅막 위에 코오롱 사의 네가티브 타입 필름형 레지스트(DFR)을 부착한 후. 포토 마스크를 통해 포토레지스트에 365nm의 파장을 가지는 i line의 UV를 2~10초 동안 조사한다. 그런 다음, 1% Na₂CO₃ 수용액(현상액)을 스프레이하여 1~3분간 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다.

그런 다음, 상기 기재를 5%의 황산으로 산세하고, PdCl₂ 수용액에 2분 동안 침지시켜 구리 표면에 Pd 촉매를 도입한 후, Ni 무전해 도금용액에 1시간 30분 동안 침지시켜 니켈 도금하였다. 이때 상기 도금 용액은 물 1L에 Aurotech HP Nickel M-U 200ml, Aurotech HP Nickel A 100ml, 암모니아 10ml를 첨가하여 제조하였다. 상기 니켈 도금에 의해 형성되는 도금층의 두께는 12 마이크로미터였다.

니켈 도금층이 형성된 후에, 상기 기재를 1% KOH 수용액에 30분간 침지시켜 포토레지스트를 제거하고, 연마제(스폭 사)가 포함된 수용액을 Ni 표면에 도포한 후, 부직포로 가볍게 문질러서 연마하여 오프셋 인쇄용 요판을 제조한다.

도 3에는 상기와 같은 방법으로 제조된 오프셋 인쇄용 요판을 촬영한 사진으로, 2000회의 인쇄 후 모습이다. 도 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판은 2000회 인쇄 후에도 흠집이나 파손이 없어, 내구성이 매우 우수함을 알 수 있다. 또한, 이와 같이 내구성이 우수한 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판을 이용하여 인쇄할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 우수한 화질을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

한편, 도 5는 종래에 시판되는 오프셋 인쇄용 요판(진영사)을 보여주는 사진으로, 300회 인쇄 실시 후의 모습이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 인쇄용 요판은 300회 인쇄 후에 유리 기재가 깨진 것을 볼 수 있다. 이와 같이 파손된 인쇄용 요판을 이용하여 인쇄할 경우, 도 6에 나타난 바와 같이 파손된 부분이 같이 인쇄되어 인쇄 화질이 떨어지게 된다.

도 1은 일반적인 오프셋 인쇄를 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 요판을 보여주는 도면이며,

도 4는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 요판을 이용하여 인쇄한 인쇄물을 보여주는 도면이고,

도 5는 종래의 오프셋 인쇄용 요판을 보여주는 도면이며,

도 6은 종래의 오프셋 인쇄용 요판을 이용하여 인쇄한 인쇄물을 보여주는 도면이다.

<주요 도면 부호>

10 : 요판 20 : 블랭킷

30 : 기재 40 : 닥터 블레이드

50 : 잉크 110 : 유리 기재

120 : 구리금속 코팅막 130 : 포토레지스트

140 : 니켈 도금

Claims

유리 기재 상에 스퍼터링 법으로 구리 금속을 50nm 내지 500nm의 두께로 코팅하는 단계;

상기 코팅된 구리 금속 위에 포토레지스트 막을 형성하는 단계;

상기 포토레지스 막을 노광한 다음 현상하여, 일부 영역의 포토레지스트를 제거함으로써, 원하는 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

상기 현상에 의해 포토레지스트가 제거된 부분을 니켈로 도금하는 단계; 및

남아있는 포토레지스트를 제거하고, 니켈 도금된 표면을 연마(grinding)하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 포토레지스트는 건조 필름 레지스트(Dry Film Resist)인 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 포토레지스는 액상 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 포토레지스트는 스핀 코팅 또는 테이블 코팅 방식으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 니켈 도금은 무전해 도금 또는 전해 도금 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.
제 6항에 있어서, 상기 니켈 도금 전에 산세를 수행하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 요판의 제조 방법.