KR101652915B1 - 그라비아 인쇄 방법 - Google Patents

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    • B41F3/46—Details
    • B41F3/81—Inking units

Abstract

그라비아 인쇄 방법을 제공한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 그라비아 인쇄 방법은 기판을 패터닝하여 오목부 및 볼록부를 갖는 인쇄 기판을 형성하는 단계, 상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계, 상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계, 상기 오목부에 잉크를 채우는 단계 그리고 상기 오목부에 채워진 잉크를 인쇄 대상 기판 상으로 전이시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 오목부 표면과 상기 볼록부 표면에 각각 형성된 자기 조립 단분자층은 서로 다른 표면 에너지를 갖는다.
그라비아, 자기 조립 단분자층, 오목부

Description

그라비아 인쇄 방법{Gravure printing method}
본 발명은 인쇄 장치 및 이를 이용한 그라비아 인쇄 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광(optics) 또는 빔(Beam)을 이용한 리소그라피(lithography) 기술로서, 포토 리소그라피(Photo lithography), 전자-빔 리소그라피(electron-beam lithography) 및 X-선 리소그라피(X-ray lithography) 등이 있다. 이러한 리소그라피 공정은 빛의 조사 여부에 따라 감응하는 화학 물질인 포토 레지스트(Photoresist)를 이용하고 에칭(Etching) 기술을 동반하여 패턴을 형성시킨다. 따라서, 종래의 리소그라피 기술들은 장치나 공정에서 기술 비용이 크고, 복잡한 공정을 포함하므로 시간 소모가 많다.
프린팅 공정은 포토 리소그라피 공정에 비해 공정이 단순하고 비용이 저렴하다는 측면에서 많은 장점을 갖고 있다. 평판 표시 장치(flat display device)인 액정 표시 장치와 유기 전계 발광 장치에서 금속 배선, 반도체, 픽셀(pixel), 색필터(color filter), 컬럼 스페이서, 절연막 등의 여러 패턴을 프린팅 공정을 이용하 여 형성할 수 있다.
전자 부품이 소형화, 고집적화됨에 따라 소자의 새로운 기능을 향상시키기 위해 패턴을 형성하는 패터닝 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 여러 가지 프린팅 공정 가운데 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing) 기술은 수 마이크로 크기의 패턴을 정밀하게 인쇄할 수 있는 점에서 평판 표시 장치의 제조에 적용될 수 있는 우수한 프린팅 공정 방법으로 여겨진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인쇄 패턴의 정밀성을 높이기 위한 인쇄 장치 및 이를 이용한 그라비아 인쇄 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 그라비아 인쇄 방법은 기판을 패터닝하여 오목부 및 볼록부를 갖는 인쇄 기판을 형성하는 단계, 상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계, 상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계, 상기 오목부에 잉크를 채우는 단계 그리고 상기 오목부에 채워진 잉크를 인쇄 대상 기판 상으로 전이시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 오목부 표면과 상기 볼록부 표면에 각각 형성된 자기 조립 단분자층은 서로 다른 표면 에너지를 갖는다.
상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 오목부 표면에 제1 수산기(hydroxyl group)를 형성하는 단계 그리고 상기 제1 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 볼록부 표면에 제2 수산기를 형성하는 단계 그리고 상기 제2 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 잉크는 극성 용매를 포함할 수 있다.
상기 제1 수산기를 형성하는 단계는 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라스마, 염기성 용액 및 산성 용액 중 하나를 이용하고, 상기 제2 수산기를 형성하는 단계는 염기성 용액을 이용할 수 있다.
상기 친수성기를 갖는 화합물은 친수성기(또는 글리콜(glycol), 알코올(alcohol) 및 아민(amine) 중 적어도 하나)를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 소수성기를 갖는 화합물은 소수성기(또는 알킬(alkyl) 또는 방향족기(aromatic group))를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 오목부 표면에 제1 수산기(hydroxyl group)를 형성하는 단계 그리고 상기 제1 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 볼록부 표면에 제2 수산기를 형성하는 단계 그리고 상기 제2 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 잉크는 비극성 용매를 포함할 수 있다.
상기 제1 수산기를 형성하는 단계는 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라스마, 염기성 용액 및 산성 용액 중 하나를 이용하고, 상기 제2 수산기를 형성하는 단계는 염기성 용액을 이용할 수 있다.
상기 친수성기를 갖는 화합물은 친수성기(또는 글리콜(glycol), 알코올(alcohol) 및 아민(amine) 중 적어도 하나)를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 소수성기를 갖는 화합물은 소수성기(또는 알킬(alkyl) 또는 방향족기(aromatic group))를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 기판을 패터닝하여 인쇄 기판을 형성하는 단계는 상기 볼록부에 대응하는 부분에 형성되어 있는 포토 레지스트 패턴을 사용하는 것을 포함할 수 있다.
상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 포토 레지스트 패턴이 존재하는 상태에서 수행할 수 있다.
상기 오목부에 잉크를 채우는 단계는 상기 오목부에 잉크를 주입하는 단계 그리고 블레이드(blade)를 이용하여 상기 오목부 이외의 영역에 위치하는 잉크를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오목부에 채워진 잉크를 상기 인쇄 대상 기판 상으로 전이시키는 단계는 상기 인쇄 기판 면에서 블랭킷(blanket)을 회전시켜 상기 오목부에 채워진 잉크를 상기 블랭킷으로 전이시키는 단계 그리고 상기 블랭킷에 전이된 잉크를 상기 인쇄 대상 기판으로 전이시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 장치는 오목부 및 볼록부를 갖는 인쇄 기판, 상기 오목부에 잉크를 채우는 노즐을 갖는 잉크 주입 장치, 상기 오목부에 채워진 잉크를 인쇄 대상 기판에 전이하는 블랭킷을 포함한다. 여기서, 상기 오목부 표면에는 친수성 자기 조립 단분자층 또는 소수성 자기 조립 단분자층이 형성되어 있고,
상기 볼록부 표면에는 소수성 자기 조립 단분자층 또는 친수성 자기 조립 단분자층이 형성되어 있고, 상기 오목부 표면과 상기 볼록부 표면에 각각 형성된 자기 조립 단분자층은 서로 다른 표면 에너지를 갖는다.
상기 오목부에 채워진 잉크를 평탄화하고, 상기 볼록부 위에 남아있는 잉크를 제거하는 블레이드를 더 포함할 수 있다.
상기 친수성 자기 조립 단분자층은 상기 오목부 또는 상기 볼록부 표면에 수산기가 위치하고, 상기 수산기 위에 친수성기를 갖는 화합물이 결합될 수 있다.
상기 친수성기를 갖는 화합물은 친수성기(또는 글리콜(glycol), 알코올(alcohol) 및 아민(amine) 중 적어도 하나)를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클 로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 소수성기를 갖는 화합물은 소수성기(또는 알킬(alkyl) 또는 방향족기(aromatic group))를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 인쇄 기판의 오목 영역과 볼록 영역의표면 에너지가 다르도록 표면 처리함으로써 인쇄 패턴의 정밀성을 향상시킬 수 있다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구 성요소들을 의미한다.
도 1 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 그라비아 인쇄 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 1을 참고하면, 유리 등으로 형성된 기판(10) 위에 포토 레지스트 패턴(20)을 형성한다.
도 2를 참고하면, 포토 레지스트 패턴(20)을 마스크로 플르오르화 수소(HF) 등을 사용하여 수 마이크로 깊이로 기판(10)을 식각하여 오목부(30)를 형성한다. 오목부(30)는 소정의 깊이로 함몰되어 있으며, 오목부(30)의 폭, 길이 및 깊이는 형성하고자 하는 패턴의 폭, 길이 및 깊이와 실질적으로 동일하게 형성할 수 있다. 또한, 오목부(3)는 형성하고자 하는 패턴의 배열 또는 배치 형태와 대응하도록 형성할 수 있다.
도 3을 참고하면, 포토 레지스트 패턴(20)이 제거되지 않은 상태에서 노출된 오목부(30) 표면에 친수성 또는 소수성 자기 조립단 분자층(40)을 형성한다. 구체적으로, 오목부(30)에 채워지는 잉크가 극성 용매를 포함하는 경우에는 오목부(30) 표면에 친수성 자기 조립단 분자층(40)을 형성하고, 오목부(30)에 채워지는 잉크가 비극성 용매를 포함하는 경우에는 오목부(30) 표면에 소수성 자기 조립단 분자층(40)을 형성한다.
오목부(30) 표면에 친수성 자기 조립단 분자층(40)을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, 포토 레지스트 패턴(20)에 의해 가려지지 않은 오목부(30) 표면을 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라즈마, 염기성 용액 및 산성 용액 중 하나를 사용하여 처리함으로써 오목부(30) 표면에 수산기(hydroxyl group)를 형성한다.
그 다음, 친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하여 오목부(30) 표면의 수산기와 반응시킨다. 이 때, 상기 친수성기를 갖는 화합물들은 오목부(30) 표면의 수산기와 강력한 공유 결합을 형성하게 된다. 상기 친수성기의 극성에 따라 오목부(30) 표면의 친수성을 조절할 수 있다.
상기 친수성기는 글리콜(glycol), 알코올(alcohol), 아민(amine) 등과 같은 극성이 높은 유기 기능기를 포함할 수 있다.
이하, 오목부(30) 표면에 소수성 자기 조립단 분자층(40)을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, 포토 레지스트 패턴(20) 에 의해 가려지지 않은 오목부(30) 표면을 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라즈마, 염기성 용액 및 산성 용액 중 하나를 사용하여 처리함으로써 오목부(30) 표면에 수산기(hydroxyl group)를 형성한다.
그 다음, 소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하여 오목부(30) 표면의 수산기와 반응시킨다. 이 때, 상기 소수성기를 갖는 화합물들은 오목부(30) 표면의 수산기와 강력한 공유 결합을 형성하게 된다. 상기 화합물에 포함된 알킬기의 체인 길이와 기능기 종류의 변화를 통해 오목부(30) 표면의 소수성을 조절할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 포토 레지스트 패턴(20)을 제거함으로써 포토 레지스트 패턴(20)이 기판(10) 위에 위치하는 부분은 볼록부(35)로 정의한다. 볼록부(35)는 오목부(30)와 대비할 때 상대적으로 돌출된 부분에 해당한다.
볼록부(35) 위에 친수성 또는 소수성 자기 조립단 분자층(50)을 형성한다. 구체적으로, 오목부(30)에 채워지는 잉크가 극성 용매를 포함하는 경우에는 볼록부(35) 표면에 소수성 자기 조립단 분자층(50)을 형성하고, 오목부(30)에 채워지는 잉크가 비극성 용매를 포함하는 경우에는 볼록부(35) 표면에 친수성 자기 조립단 분자층(50)을 형성한다.
볼록부(35) 표면에 친수성 자기 조립단 분자층(50)을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
현 단계는 포토 레지스트 패턴(20)이 제거된 상태이다. 볼록부(35) 표면에 수산기를 형성하기 위해 오목부(30)에서 수산기를 형성하는 것과 마찬가지로 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라즈마, 산성 용액 중 하나를 사용하여 처리하게 되면 이미 형성되어 있는 오목부(30) 표면의 소수성 자기 조립단 분자층(40)을 변형시킬 수 있다.
따라서, 오목부(30) 표면에 형성된 자기 조립 단분자층(40)을 변형시키지 않는 염기성 용액을 사용하여 볼록부(35) 표면에 수산기(hydroxyl group)를 형성한다..
그 다음, 친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노 메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하여 볼록부(35) 표면의 수산기와 반응시킨다. 이 때, 상기 친수성기를 갖는 화합물들은 볼록부(35) 표면의 수산기와 강력한 공유 결합을 형성하게 된다. 상기 친수성기의 극성에 따라 볼록부(35) 표면의 친수성을 조절할 수 있다.
상기 친수성기는 글리콜(glycol), 알코올(alcohol), 아민(amine) 등과 같은 극성이 높은 유기 기능기를 포함할 수 있다.
이하, 볼록부(35) 표면에 소수성 자기 조립단 분자층(50)을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
친수성 자기 조립단 분자층(50)을 볼록부(35) 표면에 형성한 경우와 마찬가지로, UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라즈마, 산성 용액을 제외하고 염기성 용액을 사용하여 볼록부(35) 표면에 수산기를 형성한다.
그 다음, 소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하여 볼록부(35) 표면의 수산기와 반응시킨다. 이 때, 상기 소수성기를 갖는 화합물들은 볼록부(35) 표면의 수산기와 강력한 공유 결합을 형성하게 된다. 상기 화합물에 포함된 알킬기의 체인 길이와 기능기 종류의 변화를 통해 볼록부(35) 표면의 소수성을 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 오목부(30) 표면에 친수성 자기 조립 단분자층(40)을 형성하면, 볼록부(35) 표면에 소수성 자기 조립 단분자층(50)을 형 성한다. 반대로, 오목부(30) 표면에 소수성 자기 조립 단분자층(40)을 형성하면, 볼록부(35) 표면에 친수성 자기 조립 단분자층(50)을 형성한다.
다시 말해, 오목부(30) 표면과 볼록부(35)의 표면 에너지가 다르게 처리된 인쇄 기판(55)을 형성한다.
상기에서 설명한 자기 조립 단분자층(40, 50)은 친수성기 또는 소수성기를 갖는 화합물들이 오목부(30) 또는 볼록부(35) 표면의 수산기와 강력한 공유 결합을 형성하므로 반영구적이라고 할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 기판(55)의 오목부(40)에 잉크 주입 장치(미도시)를 이용하여 잉크를 주입하고, 블레이드(60)를 사용하여 오목부(40)에 잉크를 채워 넣는다.
블레이드(60)는 인쇄 기판(55)간의 물리적인 접촉을 통하여 오목부(30)에 채워진 잉크를 평탄화하면서 동시에 볼록부(35) 위의 잉크를 제거한다. 여기서 사용하는 잉크는 테르피네올(terpineol) 또는 부틸 카르비톨 아세트산(Butyl carbitol acetate; BCA) 등의 극성 용매를 포함한다. 패턴을 형성하고자 하는 고형 성분의 특성에 따라서는 비극성 용매를 포함할 수도 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 기판(55)의 오목부(30)와 볼록부(35)는 서로 다른 표면 에너지를 갖도록 표면 처리되어 있다. 구체적으로, 극성 용매를 포함한 잉크를 사용한 경우에는 오목부(30) 표면에 친수성 자기 조립 단분자층을 형성하고, 볼록부(35) 표면에 소수성 자기 조립 단분자층을 형성한다. 즉, 오목부(30) 표면은 친수성 화합물로 표면 처리를 하여 표면 에너지 를 높이고, 볼록부(35) 표면은 소수성 처리를 하여 표면 에너지를 낮출 수 있다.
오목부(30) 표면에 형성된 친수성층과 잉크의 극성 용매간에 강한 상호 작용(interaction)이 일어나게 되고, 이로 인해 오목부(30) 내에 잉크가 용이하게 채워진다. 반면에, 볼록부(35) 표면에서는 소수성층과 잉크의 극성 용매간에 강한 반발력이 일어나서 잉크가 남지 않으며, 일부 잔류하는 잉크도 블레이드(60)를 사용하여 잉크를 오목부(30)에 채우는 과정에서 쉽게 제거될 수 있다. 또한, 오목부(30)와 볼록부(35)의 경계면에서는 표면 에너지 차이로 인하여 잉크의 끌림 현상이 억제되어 인쇄 패턴 정밀성을 향상시킬 수 있다.
만일, 잉크가 비극성 용매로 합성되었을 경우에는 오목부(30) 표면에 소수성 자기 조립 단분자층을 형성하고, 볼록부(35) 표면에 친수성 자기 조립 단분자층을 형성한다.
오목부(30) 표면에 형성된 소수성층과 잉크의 비극성 용매간에 강한 상호 작용(interaction)이 일어나게 되고, 이로 인해 오목부(30) 내에 잉크가 용이하게 채워진다. 반면에, 볼록부(35) 표면에서는 친수성층과 잉크의 비극성 용매간에 강한 반발력이 일어나서 잉크가 남지 않으며, 일부 잔류하는 잉크도 블레이드(60)를 사용하여 잉크를 오목부(30)에 채우는 과정에서 쉽게 제거될 수 있다. 또한, 오목부(30)와 볼록부(35)의 경계면에서는 표면 에너지 차이로 인하여 잉크의 끌림 현상이 억제되어 인쇄 패턴 정밀성을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참고하면, 인쇄 기판(55)의 오목부(30)에 잉크가 채워진 상태에서 블랭킷(80)을 인쇄 기판(55)에 밀착시킨다. 인쇄 기판(55)에 밀착된 블랭킷(80)을 이동시키면서 오목부(30)에 채워진 잉크가 블랭킷(80)에 전이되도록 한다.
도 8을 참고하면, 블랭킷(80)을 인쇄 대상 키판(100)에 밀착시킨 후 이동시킴으로써 블랭킷(80)에 전이된 잉크를 인쇄 대상 기판(100)에 인쇄한다.
도 9는 소수성 또는 친수성 처리가 되지 않은 인쇄 기판의 오목한 패턴부(A)에 잉크가 주입된 상태의 사진이다. 오목한 패턴부(A) 근처의 볼록 영역(B) 표면에 잉크 잔사(R)가 생성된 것을 보여준다.
이처럼 표면 처리가 되지 않은 인쇄 기판은 물 접촉 각도가 30 내지 50도 정도이다. 그리고, 오목한 패턴부(A)와 볼록 영역(B) 간에 표면 에너지 차이가 없어 잉크를 인쇄 기판 표면에 도포할 때에 표면 에너지 차이에 따른 선택성이 없다. 따라서, 블레이드를 사용하여 잉크를 인쇄 기판의 오목한 패턴부(A)에 채울 때 잉크의 용액 성분과 고형분간의 상호 작용(interaction)에 의해 잉크의 끌림 현상이 발생하며 인쇄 기판의 볼록 영역(B)에 잔사 현상이 일어난다. 이처럼, 잉크의 끌림 현상과 잔막 현상으로 인하여 볼록 영역(B)의 일부 잉크가 블랭킷에 전이될 수 있으며 결과적으로 인쇄 대상 기판으로 전사되어 인쇄 패턴의 정밀성에 영향을 미친다. 또한, 잉크가 볼록 영역(B)에 잔류한 후 경화되었을 경우에는 제거가 용이하지 않아 프린팅 연속 공정에 문제를 일으킬 수 있다.
도 10은 소수성 처리된 인쇄 기판의 오목한 패턴부에 잉크가 주입된 상태의 사진이다.
인쇄 기판의 전체 표면을 소수성 처리하여 물 접촉 각도를 80도 이상으로 만들어 표면 에너지를 전체적으로 낮출 수 있다. 도 10은 소수성 화합물인 폴리디메 틸실록산(polydimethylsilozane; PDMS)으로 표면 처리하여 제조된 인쇄 기판의 오목한 패턴부(A)에 블레이드를 사용하여 고형분으로 은(Ag)이 포함된 잉크를 채운 사진이다.
극성 용매를 포함한 잉크와 소수성 표면과의 강한 반발력에 의해 인쇄 기판의 볼록 영역(B)에서 잉크를 쉽게 제거할 수 있다. 또한, 오목한 패턴부(A)와 볼록 영역(B)의 경계면에서 잉크의 끌림 현상이 상당히 감소하였다. 하지만, 오목한 패턴부(A)에서도 잉크와 표면 간의 반발력에 의해 잉크가 완벽하게 채워지지 않는 영역(S)이 발생한다. 결과적으로, 미인쇄 영역이 발생하거나 인쇄 패턴의 정밀성이 저하될 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 오목한 패턴 부분과 볼록한 영역의 표면 에너지를 다르게 표면 처리함으로써 상기에서 살펴본 바와 같은 볼록한 영역에서의 잉크 잔사 현상 및 오목한 패턴 부분에서의 잉크 미충진 현상을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1 내지 8은 본 발명의 실시예에 따른 그라비아 인쇄 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 9는 소수성 또는 친수성 처리가 되지 않은 인쇄 기판의 오목부에 잉크가 주입된 상태의 사진이다.
도 10은 소수성 처리된 인쇄 기판의 오목부에 잉크가 주입된 상태의 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 인쇄 기판 20 포토 레지스트 패턴
30 오목부 35 볼록부
40, 50 자기 조립 단분자층 55 인쇄 기판
60 블레이드 70 잉크
80 블랭킷 100 인쇄 대상 기판

Claims (27)

  1. 기판을 패터닝하여 오목부 및 볼록부를 갖는 인쇄 기판을 형성하는 단계,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층(Self-assembled monolayer)을 형성하는 단계,
    상기 오목부에 잉크를 채우는 단계 그리고
    상기 오목부에 채워진 잉크를 인쇄 대상 기판 상으로 전이시키는 단계를 포함하고, 상기 오목부 표면과 상기 볼록부 표면에 각각 형성된 자기 조립 단분자층은 서로 다른 표면 에너지를 가지며,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 오목부 표면에 제1 수산기(hydroxyl group)를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 볼록부 표면에 제2 수산기를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 수산기를 형성하는 단계는 UV(Ultraviolet)/오존(Ozone), 플라스마, 염기성 용액 및 산성 용액 중 하나를 이용하고,
    상기 제2 수산기를 형성하는 단계는 염기성 용액을 이용하는
    그라비아(gravure) 인쇄 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제1 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제2 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 잉크는 극성 용매를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에서,
    상기 친수성기를 갖는 화합물은
    친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하고,
    상기 소수성기를 갖는 화합물은
    소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하는 그라비아 인쇄 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제1 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제2 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 잉크는 비극성 용매를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에서,
    상기 친수성기를 갖는 화합물은
    친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하고,
    상기 소수성기를 갖는 화합물은
    소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하는 그라비아 인쇄 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 기판을 패터닝하여 인쇄 기판을 형성하는 단계는
    상기 볼록부에 대응하는 부분에 형성되어 있는 포토 레지스트 패턴을 사용하는 것을 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 포토 레지스트 패턴이 존재하는 상태에서 수행하는 그라비아 인쇄 방법.
  12. 제1항에서,
    상기 오목부에 잉크를 채우는 단계는
    상기 오목부에 잉크를 주입하는 단계 그리고
    블레이드(blade)를 이용하여 상기 오목부 이외의 영역에 위치하는 잉크를 제거하는 단계를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 오목부에 채워진 잉크를 상기 인쇄 대상 기판 상으로 전이시키는 단계는
    상기 인쇄 기판 면에서 블랭킷(blanket)을 회전시켜 상기 오목부에 채워진 잉크를 상기 블랭킷으로 전이시키는 단계 그리고
    상기 블랭킷에 전이된 잉크를 상기 인쇄 대상 기판으로 전이시키는 단계를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  14. 제1항에서,
    상기 잉크는 극성 용매를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제1 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제2 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 친수성기를 갖는 화합물은
    친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하고,
    상기 소수성기를 갖는 화합물은
    소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하는 그라비아 인쇄 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 기판을 패터닝하여 인쇄 기판을 형성하는 단계는
    상기 볼록부에 대응하는 부분에 형성되어 있는 포토 레지스트 패턴을 사용하는 것을 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 포토 레지스트 패턴이 존재하는 상태에서 수행하는 그라비아 인쇄 방법.
  19. 제2항에서,
    상기 잉크는 비극성 용매를 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제1 수산기와 소수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 볼록부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는
    상기 제2 수산기와 친수성기를 갖는 화합물을 결합하는 단계를 더 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 친수성기를 갖는 화합물은
    친수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하고,
    상기 소수성기를 갖는 화합물은
    소수성기를 갖는 트리클로로실란(trichlorosilane), 디클로로모노메틸실란(dichloro-monomethylsilane), 모노클로로디메틸실란(monochloro-dimethylsilane) 중 적어도 하나를 사용하는 그라비아 인쇄 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 기판을 패터닝하여 인쇄 기판을 형성하는 단계는
    상기 볼록부에 대응하는 부분에 형성되어 있는 포토 레지스트 패턴을 사용하는 것을 포함하는 그라비아 인쇄 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 오목부 표면에 자기 조립 단분자층을 형성하는 단계는 상기 포토 레지스트 패턴이 존재하는 상태에서 수행하는 그라비아 인쇄 방법.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
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