KR101327872B1 - 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법 - Google Patents

인쇄방법을 이용한 패턴형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄방법을 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법은 기판 상에 마스크공정을 수행하여 제1 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 패턴이 형성된 기판 상에 인쇄공정을 수행하여 제2 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 패턴이 형성된 기판 상에 소성공정을 수행하는 단계를 포함한다.
인쇄공정, 블랙 매트릭스, 컬러필터층

Description

인쇄방법을 이용한 패턴형성방법{METHOD FOR FORMING PATTERN USING PRINTING METHOD}
도 1은 본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴 형성방법을 설명하기 위한 순서도
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 인쇄공정을 통해 컬러필터층 형성방법을 설명하기 위한 공정순서도
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100a, 100b, 100c: 인쇄롤러
210: 패턴물질 코팅 및 세정 유니트 310: 인쇄판부
410: 기판
본 발명은 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라 즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence) 표시 장치 등이 있다.
평판표시장치는 증착(코팅) 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 마스크 공정에 의해 형성되는 다수의 박막으로 이루어진다. 그러나, 마스크 공정은 제조 공정이 복잡하여 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 인쇄 롤러를 이용한 프린팅 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다.
이러한 인쇄방법은 인쇄판을 이용하여 인쇄 롤러에 소정 패턴을 형성한 후, 그 패턴을 기판 상에 전사함으로써 원하는 패턴을 형성하는 공정이다.
한편, 패턴 형성방법에 있어서, 상기와 같은 인쇄방법만을 이용할 수도 있고, 인쇄방법과 마스크 공정을 모두 이용할 수도 있다.
이때, 마스크 공정에는 현상공정 후 잔존한 현상액을 제거하기 위해 일정온도에서 수행되는 소성공정이 수반되는 데, 이 소성공정을 수행하게 되면, 소성공정을 수행하기 전보다 패턴의 경도가 높아지게 된다. 따라서 소성공정이 수행된 패턴을 포함한 기판 상에 상기 인쇄롤러를 사용하는 인쇄방법이 수행되면, 패턴 형성영역과 패턴 비형성영역간의 단차가 발생하게 되고, 이 단차는 인쇄공정을 통해 형성되는 패턴의 불량을 초래하는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 인쇄공정을 통해 형성되는 패턴의 불량을 방지하기 위한 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법은 기판 상에 마스크공정을 수행하여 제1 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 패턴이 형성된 기판 상에 인쇄공정을 수행하여 제2 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 및 제2 패턴이 형성된 기판 상에 소성공정을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 제1 패턴은 수지물질을 증착한 후 노광 및 현상공정을 수행하여 형성되는 블랙 매트릭스이고, 상기 제2 패턴은 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층이다.
상기 인쇄공정을 수행하는 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계는 적색 컬러필터층을 형성할 제1 패턴물질, 녹색 컬러필터층을 형성할 제2 패턴물질 및 청색 컬러필터층을 형성할 제3 패턴물질을 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러에 각각 도포하는 단계와, 상기 제1 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제1 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제1 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제1 패턴물질의 일부를 상기 제1 인쇄롤러에 잔존시키며, 상기 제2 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제2 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제2 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제2 패턴물질의 일부를 상기 제2 인쇄롤러에 잔존시키며, 상기 제3 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제3 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제3 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제3 패턴물질의 일부를 상기 제3 인쇄롤러에 잔존시키 는 단계와, 상기 패턴물질의 일부가 잔존한 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러 각각을 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 회전시켜 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1, 제2 및 제2 인쇄판, 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러를 세정하는 단계를 더 포함한다.
상기 소성공정은 350~ 450℃온도에서의 수행된다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법에 대한 하나의 실시예로써, 블랙 매트릭스 및 컬러필터층을 패턴으로 갖는 컬러필터 어레이기판의 패턴형성방법에 있어서, 마스크공정을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성하고, 이 블랙 매트릭스상에 인쇄방법을 사용하여 컬러필터층을 형성하도록 하는 패턴형성방법에 대해 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄방법을 이용한 패턴 형성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 단계(S1)로써, 기판 상에 마스크공정을 사용하여 블랙 매트릭스를 형성하는 단계이다.
상기 마스크 공정을 통해 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에 대해 상세히 설명하면, 먼저 기판(미도시) 상에 수지물질을 증착하고 상기 수지물질이 형성된 기 판 상에 블랙 매트릭스의 패턴이 형성된 마스크를 정렬한다. 이어, 상기 마스크가 정렬된 기판에 노광 및 현상공정을 수행하면 상기 마스크에 형성된 패턴에 따라 상기 기판상에 블랙 매트릭스의 패턴이 형성된다.
이어, 제2 단계(S2)로써, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 인쇄공정을 사용하여 컬러필터층을 형성하는 단계이다.
상기 인쇄공정을 통해 컬러필터층을 형성하는 단계에 대해 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2a, 2b, 2c 및 도 2d에 도시된 인쇄장비(100)는 3개의 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)와, 패턴물질 코팅 및 세정 유니트(210)와, 인쇄판(311a, 311b, 311c)이 위치된 인쇄판부(310)과, 기판(410)을 포함한다.
상기 3개의 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)는 이송장치(미도시)를 통해 상기 패턴물질 코팅 및 세정부(210), 인쇄판부(310) 및 기판(410)들 사이를 경유하여 이동하면서 기판(410)에 패턴을 형성하게 되고, 적색 컬러필터층을 형성할 패턴물질(501a)이 도포된 블랭킷을 구비한 제1 인쇄롤러(100a), 녹색의 컬러필터층을 형성할 패턴물질(503a)이 도포된 블랭킷을 구비한 제2 인쇄롤러(100b), 청색의 컬러필터층을 형성할 패턴물질(505a)이 도포된 블랭킷을 구비한 제3 인쇄롤러(100c)를 구비한다.
상기 패턴물질 코팅 및 세정 유니트(210)는 패턴물질 공급부(112a, 112b, 112c)의 패턴물질(501a, 503a, 505a)을 상기 제1 인쇄롤러(100a), 제2 인쇄롤러(100b), 제3 인쇄롤러(100c)에 각각 도포하는 패턴물질 코팅부와, 상기 각 인쇄 롤러에 잔존하는 패턴을 기판에 전사한 후 세정노즐등을 통해 각 인쇄롤러를 세정하는 세정부로 나뉜다.
상기 인쇄판부(310)는 오목부와 볼록부가 각각 구비된 제1, 제2 및 제3 인쇄판(311a, 311b, 311c)을 포함하고, 각 인쇄판에는 상기 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)가 각각 배치되도록 한다.
상기와 같은 인쇄장비를 통해 컬러필터층을 형성하는 방법을 도 2a 내지 도 2e에 도시하고 있고, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이송장치(미도시)를 통해 제1, 제2, 제3 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)를 인쇄장비의 패턴물질 코팅부(210)로 이송하고, 각 패턴물질 공급부(112a, 112b, 112c)의 각 패턴물질(501a, 503a, 505a)을 제1 인쇄롤러(100a), 제2 인쇄롤러(100b) 및 제3 인쇄롤러(100c)에 도포한다. 이때, 상기 각 패턴물질은 컬러필터층을 형성하는 레지스트물질이다.
이어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 이송장치(미도시)를 통해 상기 적색 컬러필터층의 패턴물질(501a)이 도포된 제1 인쇄롤러(100a)를 상기 제1 인쇄판(311a)으로 이송하고, 상기 녹색 컬러필터층의 패턴물질(503a)이 도포된 제2 인쇄롤러(100b)를 상기 제2 인쇄판(311b)으로 이송하고, 상기 청색 컬러필터층의 패턴물질(505a)이 도포된 제3 인쇄롤러(100c)를 상기 제3 인쇄판(311c)으로 이송한다.
이어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 각 컬러필터층의 패턴물질이 도포된 각 인쇄롤러를 각 인쇄판 상에 회전시킨다. 이에 따라, 각 인쇄판의 오목부 상에 각 패턴물질의 일부가 전사되고, 각 인쇄판의 볼록부에 상응하는 패턴물질의 일부는 각 인쇄롤러에 잔존한다. 다시 말해, 제1 인쇄롤러(100a)에는 적색 컬러필터층의 패턴물질일부(501b)가 잔존하고, 제2 인쇄롤러(100b)에는 녹색 컬러필터층의 패턴물질일부(503b)가 잔존하고, 제3 인쇄롤러(100c)에는 청색 컬러필터층의 패턴물질일부(505b)가 잔존한다.
이어, 도 2d에 도시된 바와 같이, 이송장치(미도시)에 의해 각 패턴물질(501b, 503b, 505b)이 각각 잔존한 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)를 기판(410)에 배치하고, 각 인쇄롤러(100a, 100b, 100c)를 순차적으로 기판(410)상에 회전시킨다. 이에 따라, 기판(410)상에는 적색 컬러필터층의 패턴물질(501b), 녹색 컬러필터층의 패턴물질(503b), 청색 컬러필터층의 패턴물질(505b)이 전사된 후 건조 및 경화되어 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층, 청색 컬러필터층으로 형성된다.
이때, 상기 각 인쇄롤러가 회전하기 전의 기판(410)에는 소성공정이 수행되지 않은 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.
이어, 도 2e에 도시된 바와 같이, 이송장치(미도시)에 의해 각 인쇄롤러 및 각 인쇄판을 세정부(210)로 이송하고, 세정부(210)의 세정노즐을 통해 각 인쇄롤러 및 각 인쇄판을 세정한다.
이상에서와 같은 인쇄방법을 이용하여 컬러필터층을 형성하는 단계를 완료한다.
이어, 상기 제3 단계(S3)로써, 상기 마스크공정을 이용하여 형성된 블랙 매트릭스 및 인쇄방법을 이용하여 형성된 컬러필터층이 구비된 기판 상에 소성공정을 수행하는 단계이다.
상기 소성공정은 일정온도에서의 열처리공정으로써, 이는 블랙매트릭스의 형성공정을 위한 현상 공정시 잔존하는 현상액을 제거하면서 동시에 컬러필터층의 내화학적 변형을 방지하기 위해 수행되는 공정이다. 한편, 상기 소성공정은 350~ 450℃온도에서 수행된다.
따라서, 블랙 매트릭스 형성을 위한 현상공정 후 잔존한 현상액을 제거하는 블랙 매트릭스의 소성공정은 컬러필터층의 내화학적 변형을 방지하기 위해 수행되는 컬러필터층의 소성공정과 동시에 진행되므로, 생략된 블랙 매트릭스의 소성공정으로 인해, 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 기판에 인쇄롤러를 사용하는 인쇄방법을 수행하면, 패턴 형성영역과 패턴 비형성영역 간의 단차발생을 방지할 수 있게 되어, 인쇄공정을 통해 형성되는 패턴의 불량을 방지할 수 있게 된다.
도면에는 도시되지 않았지만, 블랙 매트릭스 및 컬러필터층의 소성공정을 완료한 후 오버코트층 또는 공통전극을 형성하는 단계를 더 수행하여, 액정표시장치의 컬러필터 어레이기판 형성공정을 완료한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 인쇄공정을 이용한 패턴 형성방법은 블랙 매트릭 스 형성을 위한 현상공정 후 잔존한 현상액을 제거하는 블랙 매트릭스의 소성공정은 컬러필터층의 내화학적 변형을 방지하기 위해 수행되는 컬러필터층의 소성공정과 동시에 진행되므로, 생략된 블랙 매트릭스의 소성공정으로 인해, 블랙 매트릭스 패턴이 형성된 기판에 인쇄롤러를 사용하는 인쇄방법을 수행하면 패턴 형성영역과 패턴 비형성영역 간의 단차발생을 방지할 수 있게 되어, 인쇄공정을 통해 형성되는 패턴의 불량을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 인쇄공정을 이용한 패턴 형성방법은 블랙 매트릭스 형성을 위한 현상공정 후 잔존한 현상액을 제거하는 블랙 매트릭스의 소성공정은 컬러필터층의 내화학적 변형을 방지하기 위해 수행되는 컬러필터층의 소성공정과 동시에 진행되므로, 생략된 블랙 매트릭스의 소성공정으로 인해, 제조 공정의 시간이 단축될 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 기판 상에 마스크공정을 수행하여 제1 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 제1 패턴이 형성된 기판 상에 인쇄공정을 수행하여 제2 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 패턴이 형성된 기판 상에 소성공정을 수행하는 단계를 포함하며;
    상기 제1 패턴은, 수지물질을 증착한 후 노광 및 현상공정을 수행하여 형성되는 블랙 매트릭스이며;
    상기 제2 패턴은, 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층이며;
    상기 인쇄공정을 수행하는 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계는,
    적색 컬러필터층을 형성할 제1 패턴물질, 녹색 컬러필터층을 형성할 제2 패턴물질 및 청색 컬러필터층을 형성할 제3 패턴물질을 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러에 각각 도포하는 단계와,
    상기 제1 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제1 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제1 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제1 패턴물질의 일부를 상기 제1 인쇄롤러에 잔존시키며, 상기 제2 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제2 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제2 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제2 패턴물질의 일부를 상기 제2 인쇄롤러에 잔존시키며, 상기 제3 인쇄롤러를 오목부와 볼록부가 구비된 제3 인쇄판 상에 회전시켜 상기 인쇄판의 오목부상에 상기 제3 패턴물질의 일부를 전사시키고, 상기 인쇄판의 볼록부에 상응하는 제3 패턴물질의 일부를 상기 제3 인쇄롤러에 잔존시키는 단계와,
    상기 패턴물질의 일부가 잔존한 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러 각각을 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 회전시켜 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함하며;
    상기 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층 및 청색 컬러필터층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1, 제2 및 제3 인쇄판, 제1, 제2 및 제3 인쇄롤러를 세정하는 단계가 수행됨을 특징으로 하는 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 소성공정은
    350~ 450℃온도에서의 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄방법을 이용한 패턴형성방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100271487B1 (ko) 1997-05-23 2000-11-15 김순택 칼라필터용 도너필름
KR20050061215A (ko) * 2003-12-18 2005-06-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 컬러필터 어레이 기판의 제조방법
KR100631016B1 (ko) 2004-04-30 2006-10-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 인쇄방식에 의한 패턴 형성시 사용되는 인쇄롤의 제조방법및 이를 이용한 패턴 형성방법

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