KR101109258B1 - 패턴 블랭킷, 이의 제조방법, 및 상기 패턴 블랭킷을 이용한 패턴형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스터 몰드와 상기 마스터 몰드의 일면에 형성된 실리콘계 수지층, 및 고정필름을 포함하여 이루어지는 블랭킷, 이의 제조방법, 상기 블랭킷을 이용한 패턴형성방법, 및 상기 패턴형성방법을 이용한 액정표시소자의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서는 유연한 마스터 몰드를 만들어 그 위에 실리콘계 수지를 콤마 코팅하여 블랭킷을 제조함으로써 두께 균일도의 편차를 최소화할 수 있고, 우수한 양산성을 확보할 수 있다.

블랭킷, 실리콘수지, 마스터몰드, 패턴, 액정표시소자

Description

패턴 블랭킷, 이의 제조방법, 및 상기 패턴 블랭킷을 이용한 패턴형성방법 {Blanket for printing roll, method of manufacturing the same, patterning method using for the same and method of manufacturing Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 액정표시장치 및 반도체소자 등에서 대면적으로의 미세 패턴을 형성하기 위한 패턴 블랭킷, 이의 제조방법, 상기 블랭킷을 이용한 패턴형성방법, 및 상기 패턴형성방법을 이용한 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치 및 반도체소자 등은 기판 상에 수많은 층들의 패턴이 형성되어 있다. 따라서 상기 수많은 층들을 다양한 형태로 패터닝하기 위해서 지금까지 포토리소그래피 공정이 가장 많이 사용되었다.

그러나 상기 포토리소그래피 공정은 소정 패턴의 마스크 및 광 조사장치를 사용해야 하므로 그만큼 제조비용이 상승되는 단점이 있으며, 또한 노광 및 현상 공정 등을 거쳐야 하므로 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

따라서 상기 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴형성방법이 요구되었고, 인쇄 롤을 이용한 패턴형성방법이 고안되었다.

롤 프린팅에 의한 미세 패턴의 형성에는 옵셋 인쇄, 반전 옵셋 인쇄, 롤-투-롤(roll-to-roll) 인쇄 등 다양한 방식이 적용 가능하며, 컬러 필터의 구성 요소인 R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러 및 블랙 메트릭스(Black Matrix, BM) 패턴 뿐만 아니라 박막트랜지스터(TFT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 전극 형성용 패턴과 격벽 재료의 패턴 전사 등에 광범위하게 적용 가능하다.

다음 도 1은 종래기술에 따른 인쇄 롤을 이용한 옵셋 인쇄 방식을 이용한 패턴형성방법을 개략적으로 도시한 공정도이다. 먼저, 인쇄노즐(10)에서 패턴 형성 물질(20)을 그 표면에 블랭킷(35)이 부착된 인쇄롤(30)에 도포한다. 이때, 상기 패턴 형성 물질(20)은 휘발성용제와 혼합되어 상기 인쇄롤(30)에 도포된다. 상기 휘발성용제는 상기 패턴 형성 물질(20)이 상기 인쇄롤(30)에 잘 도포되도록 도와주며, 상기 패턴 형성 물질(20)이 인쇄롤(30)에 도포된 후 즉시 증발된다. 그 후, 소정 형상의 돌출부가 형성된 인쇄판(40) 상에서 상기 인쇄롤(30)을 회전시켜 상기 인쇄판(40)의 돌출부에 일부 패턴 형성 물질(20b)을 전사시키고, 잔존하는 패턴 형성 물질(20a)에 의해 인쇄롤(30)에 소정 형상의 패턴을 형성시킨다. 기판(50) 상에서 상기 인쇄롤(30)을 회전시켜, 잔존하는 패턴 형성 물질(20a)을 상기 기판(50) 상에 전사함으로써 원하는 패턴을 완성한다.

한편, 그라비아 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 다양한 분야의 인쇄에 적합한 방법으로서 알려져 있으며, 표시소자에 적용되는 능동소자나 회로패턴을 제작에 상기 그라비아 인쇄방법을 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

그라비아 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써 대면적의 표시소자의 경우에도 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 인쇄는 기판상에 레지스트용인 잉크패턴을 형성할 뿐만 아니라 표시소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정표시소자의 경우 TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트라인 및 데이터라인, 화소전극, 캐패시터용 금속패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.

그러나, 통상 그라비아 인쇄에 사용하는 블랭킷은 딱딱한 마스터 몰드에 실리콘계 수지를 캐스팅하여 제조되었는 바, 이렇게 제조된 블랭킷은 균일한 두께를 가지도록 제조하는 데 한계가 있을 뿐만 아니라, 파일럿 스케일로 양산하는 데도 어려움이 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 그라비아 인쇄방식을 이용하여 여러 가지 미세 패턴을 형성함에 있어 종래 딱딱한 마스터 몰드를 이용한 패턴 블랭킷을 사용함에 따른 여러 가지 종래 기술의 문제들을 해결하고자 안출된 것이다.

이에 본 발명에서는 PET와 같은 유연한 열가소성 수지에 포토리소그라피 공정을 통해 포토레지스트를 도포하거나, 또는 드라이 필름 레지스트를 라미네이팅시키는 등으로 패턴을 형성하여 마스터 몰드를 제조한 다음, 상기 마스터 몰드에 실리콘계 수지를 콤마 코터를 이용하여 코팅한 패턴 블랭킷을 제조하고, 이를 그라비아 인쇄 방식에서 사용함으로써 상기한 문제들을 해결할 수 있게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 두께 균일도의 편차를 최소화할 수 있고, 양산성이 우수한 블랭킷을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 특징을 가지는 블랭킷의 제조방법을 제공하는 데도 있다.

또한, 본 발명의 추가의 다른 목적은 상기와 같이 제조된 블랭킷을 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 추가의 목적은 상기 패턴형성방법을 이용한 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 데도 있다.

본 발명에서는 유연한 마스터 몰드를 만들어 그 위에 실리콘계 수지를 콤마 코터를 이용하여 후막이 형성되도록 코팅하여 블랭킷을 제조함으로써 두께 균일도의 편차를 최소화할 수 있고, 우수한 양산성을 확보할 수 있으며, 이러한 패턴 블랭킷을 여러 가지 미세 패턴 형성시 하나의 공정에 적용함으로써 우수한 패턴을 가지는 액정표시소자의 제조가 가능하다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 블랭킷은 마스터 몰드와, 상기 마스터 몰드의 일면에 형성된 실리콘계 수지층, 및 상기 실리콘계 수지층에 형성된 고정 필름을 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 블랭킷 제조방법은 마스터 몰드를 제조하는 단계; 상기 마스터 몰드의 일면에 실리콘계 수지층을 도포시키는 단계; 및 상기 실리콘계 수지층 상에 고정 필름을 도포시키는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 추가의 다른 목적을 달성하기 위한 패턴형성 방법은 상기 블랭킷을 이용하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 제조방법은 상기 패턴형성방법을 이용하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 블랭킷은 다음 도 2에서 보는 바와 같이, 마스터 몰드(111)와, 상기 마스터 몰드(111)의 일면에 형성된 실리콘계 수지층(222), 및 상기 실리콘계 수지층(222) 상에 형성된 고정 필름(333)을 포함한다. 또한, 다음 도 3에서와 같이, 상기 실리콘계 수지층(222)과 상기 고정 필름(333) 사이에 점착층(444)을 더 포함할 수도 있다.

상기 마스터 몰드(111)는 열가소성 수지의 일면에 포토레지스트 조성을 도포시켜 포토리소그라피 공정을 통하거나, 또는 드라이 필름 레지스트를 라미네이팅 시키는 등의 패턴 형성 방법을 이용하여 패턴을 형성시킴으로 제조된다.

이때 사용되는 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것으로, 비교적 유연한 필름이 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 필름 이외에 유연하여 롤에 구김 없이 감길수 있는 물질들, 예를 들면 동판(cuppor), SUS 호일 등도 가능하다.

상기 열가소성 수지는 일정 강도를 가져 실리콘계 수지층의 변형을 막아줄 수 있으며 콤마 코팅 시 롤에 감을 수 있는 정도의 유연성을 가지며, 유연하지만 구김 등이 발생할 경우 패턴의 수치 오차에 치명적인 문제를 일으키기 때문에 수치안정성이 우수한 것이 바람직하다.

또한, 패턴 형성방법은 포토레지스트 조성물을 액상으로 도포시키고, 포토리 소그라피 공정을 통하여 별도의 층을 형성하거나, 또는 드라이 필름 레지스트를 라미네이팅시키는 방법을 사용할 수도 있다.

상기 포토레지스트 조성물은 통상의 감광층을 형성할 수 있는 조성이면 특별히 한정되지 않으며, 통상 바인더 수지, 감광제, 유기용매, 및 기타첨가제를 포함한다. 본 발명에서는 상기 포토레지스트 조성물의 구체 조성에 대해서는 특별히 기재하지 않는다.

또한, 상기 포토레지스트 조성을 이용한 패턴 형성은 상기 유연한 필름 상에 포토 레지스트 조성물을 도포, 노광, 현상 등의 통상의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르는 바, 특별히 한정되지 않으며, 구체 기재는 생략한다.

또한, 드라이 필름 레지스트를 이용하여 제조된 별도의 필름을 상기 열가소성 수지의 일면에 라미네이팅시키는 것도 가능하다.

상기와 같이 열가소성 수지의 일면에 미세 패턴을 형성시켜 마스터 몰드를 제조한 다음, 상기 마스터 몰드의 일면에 콤마 코터법을 이용하여 실리콘계 수지층을 형성시킨다.

상기 실리콘계 수지층에 사용되는 수지는 실리콘 계열이면 특별히 한정되지 않고, 상기 콤마 코팅을 이용할 경우 상기 실리콘계 수지층을 균일한 두께로 형성시킬 수 있어 바람직하며, 본 발명에 따른 실리콘계 수지층은 두께가 얇을수록 실리콘계 수지층의 두께 균일도가 더욱 확보되기 때문에 경화 후 10~500㎛ 정도가 바람직하다.

또한, 상기 실리콘계 수지층(222)이 도포된 면 위에 고정 필름(333)을 형성 시킨다.

상기 고정 필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 바람직하고, 또한, 이외에 유연하여 롤에 구김 없이 감길수 있는 물질들, 예를 들면 동판(cuppor), SUS 호일 등도 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 실리콘계 수지층(222)과 상기 고정 필름(333)을 접착시키기 위하여 다음 도 3에서와 같이 상기 두 층 사이에 점착층(444)을 더 포함할 수 있는데, 상기 점착층은 실리콘계 수지의 부착을 위한 실리콘계 점착층을 사용할수 있으며 일반 점착층을 사용하기 위해서는 상기 실리콘계 수지가 경화된 후 플라즈마 등의 표면 처리를 하거나, 프라이머층을 일반 바 코팅(bar coating)하여 부착할 수도 있다.

한편, 본 발명은 액정표시소자나 반도체 소자 등에 패턴형성방법에서 상기와 같은 본 발명에 따른 블랭킷을 이용하는 데 특징이 있는 바, 도 4는 본 발명에 따른 그라비아 인쇄방식을 이용하여 기판상에 잉크패턴을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다. 그라비아 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 각종 분야의 인쇄방법으로서 알려줘 있으며, 표시소자에 적용되는 능동소자나 회로패턴을 제작에 상기 그라비아 인쇄방법을 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

그라비아 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하 는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써 대면적의 표시소자의 경우에도 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 인쇄는 기판상에 레지스트용인 잉크패턴을 형성할 뿐만 아니라 표시소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정표시소자의 경우 TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트라인 및 데이터라인, 화소전극, 캐패시터용 금속패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 그라비아 인쇄방식에서는 음각으로 패터닝된 탄성몰드에 패턴 블랭킷에 잉크를 도포하여 잉크를 도포하는 단계; 상기 탄성몰드의 양각 부분에 도포된 잉크를 제거하는 단계; 상기 탄성몰드의 음각 부분에 남은 잉크를 기재에 전사하는 단계; 및 상기 기재에 전사된 잉크를 경화하고 건조하는 단계를 포함하여 이루어진다.

다음 도 5는 본 발명에 따른 패턴 블랭킷을 롤에 권취시켰을 때의 도면이다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 패턴형성방법을 액정표시소자 또는 반도체 소자 등의 제조방법에 사용하는 데도 그 특징이 있다.

다음 도 6에서는 상기 패턴 형성 방법을 이용한 액정표시소자의 제조방법을 도식화하였다. 제1기판(520) 상에 차광층(530)을 형성시켰다. 그 다음, 상기 차광층(530)을 포함하는 제1기판(520) 상에 컬러필터층(540)을 형성시켰다. 여기서, 상기 차광층(530)을 형성하는 공정, 상기 컬러필터층(540)을 형성하는 공정 중 적어도 하나의 공정은, 전술한 패턴형성방법으로 이루어질 수 있다. 그 다음, 상기 제2기판(550) 상에 서로 종횡으로 교차되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 영역에 박막트랜지스터와, 상 기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 제2기판을 준비하였다. 그 다음, 상기 제1기판(520) 및 제2기판(550) 사이에 액정층(560)을 형성시켰다. 상기와 같이 본 발명에 따른 블랭킷을 이용하는 패턴형성방법을 액정표시소자의 제조 공정 중 적어도 하나의 공정에 적용함으로써 우수한 패턴을 가지는 액정표시소자의 제조가 가능하다.

도 1은 통상의 인쇄롤을 이용한 패턴형성방법이고,

도 2는 본 발명에 따른 블랭킷 구조이고,

도 3은 상기 도 2에서 점착층을 더 포함한 블랭킷 구조이고,

도 4은 본 발명에 따른 블랭킷을 이용한 패턴형성방법이고,

도 5는 블랭킷이 롤에 감긴 도면을 나타낸 것이고,

도 6은 본 발명에 따른 패턴형성방법을 이용한 액정표시소자의 제조방법이다.

<도면 부호의 설명>

10:인쇄노즐 20,20a,20b:패턴형성물질

30:인쇄롤 35:블랭킷

40:인쇄판 50:기판

111:마스터 몰드 222:실리콘계 수지층

333:고정 필름 444:점착층

520:제1기판 530:차광층

540:컬러필터층 550:제2기판

560:액정층

Claims (17)

1. 열가소성 수지의 일면에 패턴이 형성된 마스터 몰드, 상기 마스터 몰드의 일면에 형성된 실리콘계 수지층, 및 상기 실리콘계 수지층에 형성된 고정필름을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘계 수지층과 고정필름 사이에 점착층을 더 포함함을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유연성 필름 또는 동판(cupper), SUS 호일 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
5. 제 1항에 있어서, 상기 패턴 형성은 포토레지스트 조성을 도포하거나, 또는 드라이 필름 레지스트를 라미네이팅시키는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
6. 제 1항에 있어서, 상기 마스터 몰드의 일면에 실리콘계 수지층의 형성은 콤마 코터법을 이용함을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
7. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘계 수지층의 두께는 10 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
8. 제 1항에 있어서, 상기 고정 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유연성 필름 또는 동판(cupper), SUS 호일 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
9. 열가소성 수지에 패턴을 형성하여 마스터 몰드를 제조하는 단계;

   상기 마스터 몰드의 일면에 실리콘계 수지층을 도포시키는 단계; 및

   상기 실리콘계 수지층 상에 고정 필름을 도포시키는 단계를 포함하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
10. 삭제
11. 제 9항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유연성 필름 또는 동판(cuppor), SUS 호일 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
12. 제 9항에 있어서, 상기 패턴 형성은 포토레지스트 조성을 도포하거나, 또는 드라이 필름 레지스트를 라미네이팅시키는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
13. 제 9항에 있어서, 상기 실리콘계 수지층의 도포는 콤마 코터를 이용함을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
14. 제 9항에 있어서, 상기 고정 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 및 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유연성 필름 또는 동판(cuppor), SUS 호일 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
15. 제 9항에 있어서, 고정 필름의 도포 전에 점착층 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조 방법.
16. 블랭킷에 잉크를 도포하여 음각으로 패터닝된 탄성몰드에 잉크를 도포하는 단계;

    상기 탄성몰드의 양각 부분에 도포된 잉크를 제거하는 단계;

    상기 탄성몰드의 음각 부분에 남은 잉크를 기재에 전사하는 단계; 및

    상기 기재에 전사된 잉크를 경화하고 건조하는 단계를 포함하여 이루어지며,

    상기 블랭킷은 상기 제 1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 패턴 블랭킷을 이용하는 것을 특징으로 하는 패턴형성방법.
17. 제 16항에 따른 패턴형성방법을 포함하는 액정표시장치 제조방법.

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