KR101385850B1 - 두께 균일도가 향상된 패턴 블랭킷, 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴 블랭킷의 두께 균일도 향상된 패턴 블랭킷, 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하고, 이를 경화시키는 방식의 패턴 블랭킷을 제조방법에 있어서, 상기 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법 및 이에 의해 제작된 두께 균일도가 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 마스터 몰드의 실리콘 레진 코팅 공정을 종래의 1회 코팅에서 2회 코팅 방식으로 변경하여, 두께 균일도가 40㎛ 범위 이내인 우수한 블랭킷을 제공할 수 있다.

패턴 블랭킷, 두께 균일도, 실리콘 레진, 마스터 몰드, 이중 코팅, 그라비아 인쇄

Description

두께 균일도가 향상된 패턴 블랭킷, 및 이의 제조방법{PATTERN BLANCKET IMPROVED THICKNESS UNIFORMITY, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 패턴 블랭킷의 두께 균일도 향상된 패턴 블랭킷, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

전자소자를 제작하기 위한 미세 패턴 형성방법은 주로 포토리소그래피 공정이 사용되지만, 포토리소그래피 공정은 소정의 패턴 마스크를 제작해야 하고 화학적 에칭·스트립핑 과정을 반복해야하므로 제작공정이 복잡하고, 환경에 유해한 화학 폐기물을 다량 발생시키는 문제점이 있다.

이러한 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴형성 방법으로서 그라비아 인쇄 방법이 제안되었다.

그라비아 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판 상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써, 대면적의 표시소자의 경 우에도, 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 인쇄는 기판 상에 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.

통상적으로, 그라비아 패턴 인쇄(Gravure pattern printing)에 사용되는 블랭킷은 원하는 패턴이 형성되어 있는 마스터 몰드에 실리콘 레진을 제공하고, 이를 경화시키는 방법으로 제조된다. 즉, 마스터 몰드를 실리콘 레진으로 본뜨는 방법으로 제조된다. 이후, 경화된 실리콘 레진 상에 프라이머를 코팅한 후, 기재필름을 합체하여 상기 마스터 몰드와 분리시키면 최종적으로 그라비아 패턴 인쇄용 블랭킷이 완성되는 것이다.

플렉소그래피(Flexography)중 리버스 오프셋(reverse off-set)에 사용되는 실리콘 블랭킷은, 블랭킷 내에 패턴이 없는 평판 블랭킷이기 때문에, 고점도 실리콘은 콤마 코팅(comma coating), 캡 코팅(cap coating), 커튼 코팅(curtain coating) 방식으로 코팅되어 급속 경화시키는 방식으로 두께 균일도가 제어될 수 있다.

그러나, 상기 「배경기술」에서 상술하였듯이, 그라비아 패턴 인쇄(Gravure pattern printing)에 사용되는 블랭킷은 원하는 패턴이 형성되어 있는 마스터 몰드에 실리콘 레진을 제공하고, 이를 경화시키는 방법으로 제조된다.

이는, 마스터 몰드 위에 실리콘 레진을 부어 그 패턴을 복제해야 하는 특성상 딱딱한 마스터 몰드를 롤에 권취시킬 수 없어, 상기 콤마 코팅(comma coating), 캡 코팅(cap coating), 커튼 코팅(curtain coating) 방식을 사용할 수 없기 때문이다.

따라서 크롬 글라스(Cr glass) 위에 습식에칭(wet etching) 등의 방식으로 패터닝되어 있는 마스터 몰드 위에 실리콘 레진을 어플리케이터 등으로 코팅할 수 밖에 없는데, 이 경우 패턴으로 인한 단차가 있기 때문에, 실리콘 레진이 코팅된 후에 블랭킷의 중앙부는 다소 두께가 얇고, 패턴이 없는 외곽층 쪽으로 패턴이 두 꺼워지는 형태 즉, 대면적 블랭킷의 중앙부가 움푹 들어간 형태의 두께 그레디언트를 형성하게 된다.

이러한 현상은, 실리콘 레진 고유의 점성에 기인하는 것으로서, 마스터 몰드에 제공된 실리콘 레진의 표면은 중력에 의해 완전한 수평을 이루지 못하고 패턴 단차에 의해 굴곡을 형성하여 나타나게 되는 것으로 추정된다.

굴곡이 있는 실리콘 레진이 그대로 경화되게 되면, 결과적으로 두께 균일도가 좋지 않은 블랭킷이 제작되는 것이고, 두께 균일도가 좋지 않은 블랭킷은 추후 프린팅 공정에서 원하지 않은 패턴 특히, 잔사 등을 남기는 주요한 원인으로 작용한다. 더욱이, 대면적 미세 인쇄 패터닝에 필요한 블랭킷의 경우, 전면적에 걸쳐 두께 균일도가 우수하여야 전면적에 걸쳐 균일한 인쇄 패턴을 얻을 수 있으므로, 매우 우수한 두께 균일도를 나타내는 블랭킷이 요구된다.

도 1에서 비교예로서 제작된 패턴 블랭킷의 두께 균일도 측정결과를 나타내었다. 도 1에서 보는 바와 같이, 단순히 마스터 몰드에 실리콘 레진을 코팅하여 경화시켜 제작된 블랭킷의 경우 그 표면이 균일하지 않음을 알 수 있다. 상기 비교예는 종래의 패턴 블랭킷 제조방법으로 제작되었으므로, 종래기술의 블랭킷 제작결과로 보아도 될 것이다.

이에, 본 발명은 두께 균일도가 매우 향상된 그라비아 인쇄용 블랭킷, 및 이 의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

두께 균일도가 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷을 제공한다.

또한 본 발명의 블랭킷에 있어서, 상기 블랭킷은 대면적 사이즈인 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷을 제공한다.

또한 본 발명의 블랭킷에 있어서, 상기 블랭킷의 용도는 그라비아 인쇄용인 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷을 제공한다.

또한 본 발명의 블랭킷에 있어서, 상기 블랭킷은 표면인쇄층, 및 지지층을 포함하는 것이고, 상기 표면인쇄층은 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하여 형성된 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷을 제공한다.

또한, 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하고, 이를 경화시키는 방식의 패턴 블랭킷을 제조방법에 있어서, 상기 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한, (a) 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하여, 상기 마스터 몰드를 코팅하는 제 1 차 코팅단계; 및

(b) 상기 마스터 몰드에 상기 실리콘 레진을 재차 도포하는 제 2 차 코팅단계를 포함하는 패턴 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 차 코팅단계 이후로부터 상 기 제 2 차 코팅단계 이전까지는, 10분 이내의 시차를 두고 이루어지는 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 차 코팅단계에서의 실리콘 레진의 도포 두께는, 상기 제 2 차 코팅단계의 실리콘 레진의 도포 두께보다 얇거나 같은 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 마스터 몰드의 실리콘 레진 코팅 공정을 종래의 1회 코팅에서 2회 코팅 방식으로 변경하여, 두께 균일도가 40㎛ 범위 이내인 우수한 블랭킷을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은,

두께 균일도가 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷에 관한 것이다.

상기 두께 균일도는 최대 두께값과 최소 두께값의 두께 차이를 의미한다.

본 발명자가 지득한 상식 하에서 고려건하대, 패턴 블랭킷에 있어서, 두께 균일도 40㎛ 미만인 것은 여지껏 개발된 적이 없는 신규한 것으로서, 매우 우수한 두께 균일도의 블랭킷으로 사료된다. 특히, 대면적 사이즈의 패턴 블랭킷의 경우에 있어서는 더더욱 그러하다(‘대면적 사이즈’는 당해 기술분야에 널리 사용되는 용어로서 추가적인 설명이 필요없지만, 본 발명에 있어서는, 적어도 100㎜*100㎜ 이상의 크기인 것으로 정의되어 질 수 있다). 후술할 본 발명의 실시예는 대면적 사이즈로 패턴 블랭킷으로 제작하였고, 이를 참고하면, 본 발명이 대면적 패턴 블랭킷 제작시에 두께 균일도 향상에 도움이 된다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 블랭킷의 용도는 그라비아 인쇄용인 것이 바람직하다.

상기 블랭킷은 표면인쇄층, 및 지지층을 포함하는 것이고, 상기 표면인쇄층은 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 블랭킷의 제조방법에 대해서 이하에서 별도로 후술한다.

또한 본 발명은,

패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하고, 이를 경화시키는 방식의 패턴 블랭킷을 제조방법에 있어서, 상기 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하는 것을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 블랭킷은 그라비아 패턴 인쇄(Gravure pattern printing)에 사용되는 블랭킷으로서 습식 에칭(wet etching) 방식으로 패터닝되어 있는 마스터 몰드 에 실리콘 레진을 어플리케이터 등으로 코팅한 후, 그 패턴을 복제하는 방법으로 제조된다.

이 경우 마스터 몰드 자체에 패턴이 있기 때문에 기존 평판 블랭킷을 제조하는 방식으로 코팅하였을 경우, 패턴의 단차에 의한 블랭킷의 두께의 차이가 발생하여 두께 균일도가 저하되므로, 본 발명에서는 이중코팅 방식으로 두께 균일도를 향상시켰다.

이중 코팅 할 경우, 패턴의 단차에 의해 소모된 실리콘 레진을 다시 한번 공급하여 전영역에서 레진의 두께를 다시 한번 조절해 줄 수 있기 때문에 두께 균일도가 향상되는 것으로 추정된다.

본 발명에서 마스터 몰드는 패턴을 제공하는 것으로, 마스터 몰드로부터 실리콘 블랭킷에 패턴이 복제된다. 위의 복제된 패턴이 그라비아 프린팅(gravure printing) 기법으로 프린팅되는 것이다. 상기 마스터 몰드는 종래의 패턴 형성방법을 제한없이 사용하여 제작할 수 있지만, 주로 습식 에칭(wet etching) 방법으로 제조되는 것이 일반적이다.

본 발명에서 사용되는 실리콘 레진은 패턴 블랭킷 제조시 통상적으로 사용되는 것이면 제한없이 사용가능하며, 특히 그 예로는 Dow sylgard 184, Wacker RT601, wacker RT 607 등을 들 수 있다.

상기 실리콘 레진의 코팅 방법은 어플리케이터 코팅 방법을 사용하며, 두께를 균일하게 조절하는 방법(doctoring 법)은 블레이드(blade), 베이커(baker), 메이어 바(mayer bar) 등을 사용할 수 있다.

상기 패턴 블랭킷 제조방법은,

(a) 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하여, 상기 마스터 몰드를 코팅하는 제 1 차 코팅단계; 및

(b) 상기 마스터 몰드에 상기 실리콘 레진을 재차 도포하는 제 2 차 코팅단계를 포함할 수 있다.

(a) 패터닝되어 있는 마스터 몰드에 실리콘 레진으로 제 1 차 코팅하는 단계

상기 패턴 마스터 몰드는 습식 에칭(Wet etching) 방식 등으로 패터닝할 수 있고, 이에 관한 종래기술 설명은 생략한다.

상기 패턴 마스터 몰드에 실리콘 레진 1차 코팅을 실시한다. 본 단계에서 코팅되는 실리콘 레진 코팅은 마스터 몰드의 패턴 복제(replica)를 위해서이며, 실리콘 재질로 만들어진 블랭킷을 사용하여 패턴 프링팅(pattern printing)을 실시하며, 실리콘 블랭킷은 잉크 코팅 및 패턴의 유리(glass)전사에 적합하기 때문에 사용한다. 본 단계의 단일 코팅만을 실시하는 경우 마스터 패턴의 중심부부터 블랭킷의 두께가 가장 낮아지며, 가장자리로 갈수록 두께가 두꺼워지게 된다. 따라서, 하기의 2차 코팅을 실시한다.

제 1 차 코팅시의 실리콘 레진의 두께는 가급적 얇은 것이 좋고, 가급적 제 2차 코팅 두께를 고려하여 제 2 차 코팅 두께를 넘지 않는 것이 좋다. 제 1 차 코팅시 실리콘 레진의 두께가 너무 두꺼우면, 제 2 차 코팅시에 전체적인 블랭킷 두께 맞추는 것이 어렵게 될 뿐만 아니라, 제 2 차 코팅시에 도포되는 실리콘 레진의 양이 줄어듬으로 인해, 두께 편차 완화효과에 영향을 줄 우려가 있다.

(b) 상기 마스터 몰드에 실리콘 레진으로 제 2 차 코팅하는 단계

상기 1차 코팅된 마스터 몰드에 실리콘 레진으로 2차 코팅을 실시한다. 이와 같이 이중 코팅을 실시할 경우, 패턴층에 의한 두께 편차를 최소화할 수 있다. 하지만 실리콘 레진은 시간에 따른 그 점도 증가가 빠르기 때문에 이중 코팅을 실시할 경우, 시간 범위 10 분 범위 이내에 제 2차 코팅을 하는 것이 바람직하다. 제 2 차 코팅시의 실리콘 레진의 두께는 원하는 실리콘 레진의 최종 제품 두께로 형성하면 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 이용하여 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명 및 그와 균등한 범위 내에서의 치환 및 변경을 포함하며, 본 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.

실시예

실리콘 레진으로 Wacker 사의 RT607 레진을 패턴 마스터 몰드(일본, SHIN-EI-SHA order made 제품)에 약 100 ㎛ 두께로 제 1 차 코팅한 후 약 10분간 상온에서 1차 레벨링(leveling)을 진행하였다.

상기 마스터 몰드는 500*600mm 의 대면적 사이즈이며, 패턴은 14.2inch WXGA급 2장의 패턴 블랭킷을 만들수 있는 대면적 사이즈이다.

패턴 사이로 실리콘 레진이 메워진 후에, 상기 실리콘 레진과 동일한 것을 약 300 ㎛ 두께로 재차 도포하여 제 2 차 코팅하였다.

24시간 동안 상온에서 경화시킨 후, 경화 형성된 실리콘 필름과 실리콘 점착 필름을 라미네이션하여 지지층인 PET 필름과 합체시켜, 최종적으로 실리콘 패턴 블랭킷을 제작하였다.

비교예

실리콘 레진으로 Wacker 사의 RT607 레진을 패턴 마스터 몰드(일본, SHIN-EI-SHA order made 제품)에 약 400 ㎛ 두께로 코팅하였다.

상기 마스터 몰드는 500*600mm 의 대면적 사이즈이며, 패턴은 14.2inch WXGA급 2장의 패턴 블랭킷을 만들수 있는 대면적 사이즈이다.

24시간 동안 상온에서 경화시킨 후, 경화 형성된 실리콘 필름과 실리콘 점착 필름을 라미네이션하여 지지층인 PET 필름과 합체시켜, 최종적으로 실리콘 패턴 블랭킷을 제작하였다.

[두께 균일도 측정]

상기 실시예 및 비교예의 실리콘 패턴 블랭킷의 두께 균일도를 측정하였다. 두께 균일도는 LVDT(linear variable differential transformer, ㈜ 동도 테크 제작, ordermade 방식)로 측정하였다.

도 1은 비교예에 의하여 제조된 블랭킷의 위치에 따른 두께 분포를 나타내고 있다. 그래프의 x축은 위치를 y축은 두께를 나타내며 단위는 ㎛이다. 도 1 위에 그림은 비교예 블랭킷의 두께 측정 결과이고, 아래 그림은 14.2 inch/WXGA급 2장 프린팅이 가능한 대면적 사이즈의 습식에칭 방식으로 제작된 마스터 몰드의 모식도이며, 각 두께 부분에 해당하는 패턴 마스터 몰드 상의 위치를 대응되도록 화살표로 나타내었다. 도 1을 보면, 비교예와 같이 단일 코팅을 실시할 경우, 마스터의 패턴의 중심부부터 블랭킷의 두께가 가장 낮아지며, 가장 자리로 갈수록 두께가 두꺼워지는 경향의 두께 분포를 나타냄을 알 수 있다.

도 2는 실시예에 의하여 제조된 블랭킷의 위치에 따른 두께 분포를 나타낸 것이다. 전체 패턴 영역에서 특별히 두께 편차를 나타내지 않고, 도 2와 같은 두께분포를 고르게 나타내었다. 실시예와 같이 이중 코팅을 실시할 경우, 패턴층에 의한 두께 경향성을 최소화 할 수 있으며, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 최소 및 최대 두께의 차이가 ±20㎛에 불과한 것을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 비교예에 의하여 제조된 블랭킷의 위치에 따른 두께 분포를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 블랭킷의 위치에 다른 두께 분포를 나타낸 도면.

Claims (8)

1. 블랭킷은 표면인쇄층, 프라이머층 및 지지층을 포함하는 것이고, 상기 표면인쇄층은 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하여 형성된 것이며,

   상기 블랭킷의 두께 균일도가 40㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄용 패턴 블랭킷.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 블랭킷은 대면적 사이즈인 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷.
3. 삭제
4. 삭제
5. 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하고, 이를 경화시키는 방식의 패턴 블랭킷을 제조방법에 있어서, 상기 마스터 몰드에 실리콘 레진을 2번 이상 코팅하며,

   상기 실리콘 레진 상에 프라이머층을 형성한 후 지지층을 합체하여 상기 마스터 몰드와 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄용 패턴 블랭킷 제조방법.
6. (a) 패턴용 마스터 몰드에 실리콘 레진을 도포하여, 상기 마스터 몰드를 코팅하는 제 1 차 코팅단계;

   (b) 상기 마스터 몰드에 상기 실리콘 레진을 재차 도포하는 제 2 차 코팅단계; 및

   (c) 상기 실리콘 레진 상에 프라이머층을 형성한 후 지지층을 합체하여 상기 마스터 몰드와 분리시키는 단계를 포함하는 그라비아 인쇄용 패턴 블랭킷 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 차 코팅단계 이후로부터 상기 제 2 차 코팅단계 이전까지는, 10분 이내의 시차를 두고 이루어지는 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 차 코팅단계에서의 실리콘 레진의 도포 두께는, 상기 제 2 차 코팅단계의 실리콘 레진의 도포 두께보다 얇거나 같은 것임을 특징으로 하는 패턴 블랭킷 제조방법.

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