KR101385479B1

KR101385479B1 - 인쇄롤러용 블랭킷 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101385479B1
Application number: KR1020090062963A
Authority: KR
Inventors: 김병걸
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2014-04-16
Also published as: US9061537B2; CN101947897A; US20110005416A1; CN101947897B; KR20110005425A

Abstract

본 발명은 유기액과의 접착력을 증가시킬 수 있는 인쇄롤러용 블랭킷 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 인쇄롤러용 블랭킷은 베이스 필름과; 상기 베이스 필름의 배면에 형성되는 완충부와; 상기 베이스 필름의 전면에 형성되며 표면에 점착성을 가지도록 메틸 레진을 포함하는 인쇄 몰드를 구비하며,

상기 인쇄 몰드는 말단이 비닐기로 치환된 프레폴리머인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 75~80%의 주제와; 말단이 수소로 치환된 경화제인 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 주제와 결합하는 10%의 부제와; 상기 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 0.5~1%의 촉매와; 5~10%의 메틸 레진을 포함하며, 상기 메틸 레진은

의 화학식을 가지는 실록산 계열의 메틸 레진으로서, 상기 인쇄 몰드의 표면에 메틸 그룹의 양을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

메틸 그룹, 점착성

Description

인쇄롤러용 블랭킷 및 그 제조 방법{BLANKET FOR PRINTING ROLLER AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 유기액과의 접착력을 증가시킬 수 있는 인쇄롤러용 블랭킷 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 표시 장치 등이 있다.

이러한 평판 표시 장치는 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 인쇄 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다.

이러한 인쇄 공정은 인쇄 롤러의 블랭킷에 유기액을 코팅한 후, 인쇄판을 이 용하여 인쇄 롤러에 유기 패턴을 형성한 다음, 그 유기 패턴을 기판 상에 전사함으로써 원하는 박막을 형성하는 공정이다.

여기서, 블랭킷의 표면은 산소 성분으로 형성되어 친수성을 가지는 반면에 블랭킷에 도포되는 유기액은 소수성을 가진다. 이 경우, 친수성의 블랭킷과 소수성의 유기액 사이에 반발력이 발생하여 둘 간의 습윤성(wet-ability)이 좋지 않아 유기액과 블랭킷의 접착성 불량이 발생된다. 이 접착성 불량으로 인해 블랭킷에 원하는 선폭보다 작은 선폭의 유기 패턴이 형성된다. 이에 따라, 선폭이 작은 유기 패턴이 기판 상에 전사되는 디웰팅(de-wetting)불량이 발생되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유기액과의 접착력을 증가시킬 수 있는 인쇄롤러용 블랭킷을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄롤러용 블랭킷은 베이스 필름과; 상기 베이스 필름의 배면에 형성되는 완충부와; 상기 베이스 필름의 전면에 형성되며 표면에 점착성을 가지도록 메틸 레진을 포함하는 인쇄 몰드를 구비하며, 상기 인쇄 몰드는 말단이 비닐기로 치환된 프레폴리머인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 75~80%의 주제와; 말단이 수소로 치환된 경화제인 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 주제와 결합하는 10%의 부제와; 상기 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 0.5~1%의 촉매와; 5~10%의 메틸 레진을 포함하며, 상기 메틸 레진은

삭제

상기 메틸 레진의 분자량은 1K~8K인 것을 특징으로 한다.

상기 인쇄롤러용 블랭킷의 제조 방법은 베이스 필름을 마련하는 단계와; 표면에 점착성을 가지도록 메틸 레진을 포함하는 인쇄 몰드를 상기 베이스 필름의 전면에 형성하는 단계와; 상기 베이스 필름의 배면에 완충부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 인쇄 몰드는 말단이 비닐기로 치환된 프레폴리머인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 75~80%의 주제와; 말단이 수소로 치환된 경화제인 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 주제와 결합하는 10%의 부제와; 상기 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 0.5~1%의 촉매와; 5~10%의 메틸 레진을 포함하며, 상기 메틸 레진은

상기 인쇄 몰드를 형성하는 단계는 상기 주제와, 상기 부제와, 상기 촉매와, 상기 메틸 레진을 혼합하여 상기 베이스 필름 상에 도포하는 단계와; 상기 도포된 혼합액을 열경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열경화는 90~150℃에서 약 5~10분 정도 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인쇄 롤러용 블랭킷의 인쇄 몰드는 메틸 그룹을 포함하는 점착제를 가진다. 이 인쇄 몰드의 표면은 메틸 그룹(CH₃)으로 형성되어 인쇄 몰드 표면에 공급되는 유기액과 동일한 극성을 가지게 되므로 유기액과 인쇄 몰드 간의 접착력이 향상되어 원하는 선폭의 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인쇄 롤러용 블랭킷을 이용하여 형성된 박막 패턴은 포토리소그래피 공정없이 형성할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 박막 패턴 형성용 인쇄 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 인쇄 장치는 역 오프셋 롤 인쇄(Reverse off-set roll printing) 방법에 적용되며, 유기액 공급부(122)와, 인쇄 롤러(120)와, 블랭킷(110)과, 인쇄판(130)을 포함한다.

유기액 공급부(122)는 유기액을 저장하며, 저장된 유기액을 인쇄 롤러(120)의 블랭킷(110)에 공급한다.

인쇄판(130)은 인쇄 롤러(120)의 블랭킷(110)에 충진된 유기액이 원하는 영역에만 남도록 인쇄 롤러(120)와 접촉한다. 이를 위해, 인쇄판(130)은 홈 형태로 형성된 오목 패턴(134)과, 돌출되게 형성된 볼록 패턴(132)을 포함한다. 볼록 패턴(132)은 인쇄 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 인쇄 롤러(120)에 도포된 유기액과 접촉하는 영역이다. 이에 따라, 볼록 패턴(132) 상에는 인쇄 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 인쇄 롤러(120)의 유기액이 전사된다. 오목 패턴(134)은 인쇄 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 인쇄 롤러(120)에 도포된 유기액과 접촉하지 않는 영역이다. 이에 따라, 오목 패턴(134)과 대응하는 인쇄 롤러(120)의 유기액은 인쇄 롤러(120)에 남아 유기 패턴으로 형성된다.

인쇄 롤러(120)는 이송부(138)를 통해 이동하는 인쇄판(130) 및 기판(111)과 순차적으로 접촉되도록 그들(111,130) 상에서 회전하게 된다. 이외에도 인쇄판(130) 및 기판(111)이 고정된 상태에서 인쇄 롤러(120)가 이동하여 인쇄판(130) 및 기판(111)과 순차적으로 접촉될 수도 있다.

이러한 인쇄 롤러(120)는 유기액 공급부(122)로부터의 유기액을 그 인쇄 롤러(120)의 외주면에 부착된 블랭킷(110)에 충진한다. 블랭킷(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 완충부(104), 베이스 필름(106) 및 인쇄 몰드(108)를 포함한다.

완충부(104)는 베이스 필름(106) 배면에 형성되며 폴리디메틸실록산( Polydimethylsiloxane: PDMS)와 발포 입자로 이루어진다. 이러한 완충부(104)는 인쇄 몰드(108)에 충진된 유기액을 기판(111) 및 인쇄판(130) 상에 전사시 인쇄 롤러(120)로부터 기판(111) 및 인쇄판(130) 중 적어도 어느 하나에 가해지는 충격을 완충시킨다.

베이스필름(106)은 블랭킷(110)에 가해지는 장력을 유지하여 인쇄공정시 인쇄 몰드(108)가 변형되지 않도록 지지하는 역할을 한다. 이러한 베이스 필름(106)은 플라스틱 수지로, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene therephthalate) 또는 폴리프로필렌(PP: Polypropylene)로 형성된다.

인쇄 몰드(108)에는 기판(111) 및 인쇄판(130) 상에 전사될 유기액이 충진되는 인쇄홈을 가지도록 형성된다.

이러한 인쇄 몰드(108)는 약 75~80%의 주제, 약 10%의 부제, 약 0.5~1%의 촉매 및 약 5~10%의 점착제로 이루어진다.

주제는 인쇄 몰드(108)를 형성하는 주재료로서 화학식 1과 같이 말단이 비닐기로 치환된 폴리디메틸실록산(Vinyl Terminated Polydimethylsiloxane)로 이루어진 프레폴리머(Pre-polymer)이다.

부제는 화학식 2와 같이 말단이 수소(H)로 치화된 경화제인 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane: PDMS)으로 형성된다. 이 부제의 수소는 주제의 비닐기와 결합하여 인쇄 몰드(108)를 형성한다.

촉매는 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 역할을 하며 백금(Pt)으로 형성된다.

점착제는 점착성을 향상시키는 첨가제로서, 화학식 3과 같은 실록산(Siloxan)계열의 메틸 수지(Methylic resin)로 이루어진다. 이 메틸 수지의 분자량은 1K~8K범위를 가진다.

이러한 점착제에 의해 인쇄 몰드(108)의 메틸 그룹(CH₃)량이 증가되어 인쇄 몰드(108)의 표면이 메틸 그룹(CH₃)으로 형성되므로 인쇄 몰드(108)의 표면은 그 인쇄 몰드(108)의 표면에 공급되는 유기액과 동일한 극성, 즉 소수성을 가지게 된다. 소수성의 인쇄 몰드(108)와 소수성의 유기액 사이에는 인력이 발생하여 둘 간의 습윤성이 향상되므로 소수성을 가지는 인쇄 몰드(108)는 그 인쇄 몰드(108) 표면에 공급되는 소수성의 유기액과의 접착력이 향상된다. 여기서, 소수성의 유기액은 컬러 필터 재료에 포함된 솔벤트인 PGMEA(Propylene glycol monomethyl ether acetate)를 예로 들 수 있다.

한편, 점착제를 가지는 본원 발명의 인쇄 몰드(108)의 표면 에너지는 표 1과 같이 약 32.85로 종래 인쇄 몰드의 표면 에너지보다 높아졌음을 알 수 있다.

	종래	본 발명
표면 에너지(mN/m)	31.92	32.85

여기서, 표면 에너지는 공기와 계면을 이루기 위한 에너지이다. 이 표면 에너지가 높을수록 공기보다 상대 물질과 계면을 이루려는 성질이 강해 상대 물질과 접착력이 강해진다. 그리고, 표면 에너지가 낮을수록 상대물질보다 공기와 계면을 이루려는 성질이 강해 상대 물질과 계면을 이루기가 쉽지 않아 상대 물질과의 분리가 용이해지고 공기와의 접촉 성질이 강해진다.

이와 같이, 본원 발명의 블랭킷(110)의 표면 에너지는 종래 블랭킷의 표면 에너지보다 높기 때문에 종래보다 유기액과 계면을 이루려는 성질이 강해 유기액과의 접착력이 높음을 알 수 있다.

이에 따라, 본원 발명의 블랭킷(110)을 가지는 인쇄롤러(120) 및 인쇄판(130)에 의해 형성된 유기 패턴은 종래 유기 패턴보다 원하는 선폭으로 형성할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 종래 및 본원 발명의 유기 패턴의 선폭과 인쇄판의 선폭을 대비한 결과, 인쇄판 및 인쇄롤러에 의해 기판 상에 형성된 종래 유기 패턴의 선폭은 79㎛로 인쇄판의 선폭과 약 11㎛의 차이를 나타내는 반면에 본원 발명의 유기 패턴의 선폭은 87㎛로 인쇄판(130)의 선폭과 약 3㎛의 차이를 나타난다. 이와 같이, 본원 발명의 유기 패턴의 선폭과 인쇄판(130)의 선폭의 차이는 종래의 그것의 차이보다 작으므로 본원 발명은 종래에 비해 디웨팅(de-wetting) 불량이 개선되었음을 알 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 블랭킷의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이 베이스 필름(106)을 마련한다. 그런 다음, 인쇄 몰드(108)의 재료들인 주제, 부제, 촉매 및 점착제를 혼합한다. 이 때, 주제, 부제, 촉매 및 점착제 각각은 액상이다. 혼합된 재료들을 베이스 필름(106) 전면 상에 도포한 후 약 90~150℃에서 약 5~10분 정도 고온 열경화함으로써 인쇄 몰드(108)가 형성된다. 그런 다음, 베이스 필름(106)의 배면 상에 도 4c에 도시된 바와 같이 완충부(104)를 부착한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 블랭킷이 부착된 인쇄 롤러를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 5a에 도시된 바와 같이 블랭킷(110)이 부착된 인쇄 롤러(120)를 마련한다. 여기서, 블랭킷(110)은 주제, 부제, 촉매 및 실록산(Siloxan)계열의 메틸 수지(Methylic resin)로 이루어져 점착성을 부가한 점착제로 형성된 인쇄 몰드를 포함한다. 이 인쇄 몰드 내에는 유기액 공급부(122)를 통해 유기액(124)이 충진된다.

그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 오목 패턴(134) 및 볼록 패턴(132)을 가지는 인쇄판(130)에 유기액(124)이 도포된 인쇄 롤러(120)를 회전시킨다. 여기서, 볼록 패턴(132)은 소정 선폭(W1)을 가진다. 볼록 패턴(132)과 접촉하는 영역의 유기액(124)은 볼록 패턴(132) 상에 전사되며, 오목 패턴(134)과 접촉하지 않는 영역의 유기액(124)은 블랭킷(110)의 표면에 남아 유기 패턴(136)으로 형성된다.

이 유기 패턴(136)이 형성된 인쇄 롤러(120)는 도 5c에 도시된 바와 같이 기판(111) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 기판(111) 상에는 유기 패턴(136)이 전사된 후 건조 및 경화되어 박막으로 형성된다. 여기서, 유기 패턴(136)의 선폭(W2)은 인쇄판(130)의 볼록 패턴(132)의 선폭(W1)과 유사하거나 동일한 선폭으로 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 인쇄 장치로는 액정 표시 패널 뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 발광 표시 패널 및 전계 방출 소자 등의 평판 표시 소자의 박막 또는 후막을 형성할 수 있다.

구체적으로, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정층(160)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(150) 및 칼라 필터 기판(140)을 구비한다.

칼라 필터 기판(140)은 상부기판(142) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(144), 칼라필터(146), 공통 전극(148), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.

박막 트랜지스터 기판(150)은 하부 기판(152) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(156) 및 데이터 라인(154)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(158)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(170)을 구비한다.

이러한 액정 표시 패널의 컬러필터(146) 및 블랙 매트릭스(144)와, 유기 전계 발광 소자의 발광층을 포함하는 유기박막층 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막을 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인쇄 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 블랭킷을 자세히 나타내는 사시도이다.

도 3은 종래와 본원 발명의 유기 패턴의 선폭을 비교 설명하기 위한 도면이다.

도 4a 내지 도 4c는 도 2에 도시된 블랭킷의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 인쇄 장치를 위한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 6은 도 5a 내지 도 5c의 제조 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 가지는 액정 표시 패널을 나타내는 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

104 : 완충부 106 : 베이스 필름

108 : 인쇄 몰드 110 : 블랭킷

111,142,152: 기판 120 : 인쇄 롤러

122: 유기액 공급부 124: 유기액

130 : 인쇄판 132 : 오목 패턴

134 : 볼록 패턴 136 : 유기 패턴

138 : 이송부 140 : 컬러필터 기판

144 : 블랙매트릭스 146 : 컬러 필터

148 : 공통 전극 150 : 박막트랜지스터 기판

154 : 데이터 라인 156 : 게이트 라인

158 : 박막트랜지스터 160 : 액정

170 : 화소전극

Claims

베이스 필름과;

상기 베이스 필름의 배면에 형성되는 완충부와;

상기 베이스 필름의 전면에 형성되며 표면에 점착성을 가지도록 메틸 레진을 포함하는 인쇄 몰드를 구비하며,

상기 인쇄 몰드는

아래의 화학식 1과 같이 말단이 비닐기로 치환된 프레폴리머인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 75~80%의 주제와;

아래의 화학식 2와 같이 말단이 수소로 치환된 경화제인 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 주제와 결합하는 10%의 부제와;

상기 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 0.5~1%의 촉매와;

5~10%의 메틸 레진을 포함하며,

상기 메틸 레진은 아래의 화학식 3을 가지는 실록산 계열의 메틸 레진으로서, 상기 인쇄 몰드의 표면에 메틸 그룹의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 인쇄롤러용 블랭킷.

<화학식1>

<화학식2>

<화학식3>
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 메틸 레진의 분자량은 1K~8K인 것을 특징으로 하는 인쇄롤러용 블랭킷.
베이스 필름을 마련하는 단계와;

표면에 점착성을 가지도록 메틸 레진을 포함하는 인쇄 몰드를 상기 베이스 필름의 전면에 형성하는 단계와;

상기 베이스 필름의 배면에 완충부를 형성하는 단계를 포함하며,

상기 인쇄 몰드는

아래의 화학식 1과 같이 말단이 비닐기로 치환된 프레폴리머인 폴리디메틸실록산으로 이루어진 75~80%의 주제와;

아래의 화학식 2와 같이 말단이 수소로 치환된 경화제인 폴리디메틸실록산으로 이루어지며, 상기 주제와 결합하는 10%의 부제와;

상기 주제와 부제의 결합시 반응성을 높히는 0.5~1%의 촉매와;

5~10%의 메틸 레진을 포함하며,

상기 메틸 레진은 아래의 화학식 3을 가지는 실록산 계열의 메틸 레진으로서, 상기 인쇄 몰드의 표면에 메틸 그룹의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 인쇄롤러용 블랭킷의 제조 방법.

<화학식1>

<화학식2>

<화학식3>
제 5 항에 있어서,

상기 인쇄 몰드를 형성하는 단계는

상기 주제와, 상기 부제와, 상기 촉매와, 상기 메틸 레진을 혼합하여 상기 베이스 필름 상에 도포하는 단계와;

상기 도포된 혼합액을 열경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄롤러용 블랭킷의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 열경화는 90~150℃에서 5~10분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄롤러용 블랭킷의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 메틸 레진의 분자량은 1K~8K인 것을 특징으로 하는 인쇄롤용 블랭킷의 제조 방법.
삭제