KR101678035B1 - 인쇄패턴을 형성하는 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄 공정을 단순화하여 기판에 미세패턴을 형성할 수 있도록 하는 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤의 제조방법은 표면에 블랑켓이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계; 블랑켓의 표면에 유기물질을 도포하는 단계; 볼록패턴이 형성된 평면인쇄판을 준비하는 단계; 평면인쇄판에 블랑켓 표면의 유기물질을 접촉시킨 후 임프린팅 방식으로 롤을 회전시켜 볼록패턴과 접촉하는 블랑켓 표면에 패턴을 형성하는 단계; 패턴을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성방법은 오목한 형상의 제1패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계; 표면에 인쇄물질을 도포하여 코팅층이 형성된 매개롤을 준비하는 단계; 인쇄롤과 매개롤을 접촉 및 회전시켜 제1패턴에 대응되는 매개롤에서 매개패턴을 형성하는 단계; 기판에 매개롤을 접촉 및 회전시켜 매개패턴에 접촉하는 기판에 인쇄패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인쇄패턴을 형성하는 패턴 형성방법{Method for pattern formation for forming print pattern}

본 발명은 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하기는 인쇄 공정을 단순화하여 기판에 미세패턴을 형성할 수 있도록 하는 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것이다.

최근 정보화 사회로 시대가 급격하게 변해가면서 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등이 우수한 특성을 가지는 다양한 형태의 평판표시장치(Flat Panel Display)의 필요성이 대두되었는데, 그 중에서 색재현성 등이 우수한 액정표시장치가 활발하게 개발 및 생산되고 있다.

액정표시장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 보도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입함으로써 형성된다. 또한 액정표시장치는 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직여서 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 영상을 표현하는 장치이다.

이와 같은 액정표시장치의 하부 기판은 화소 전극에 신호를 인가하기 위한 박막트랜지스터를 포함하는 TFT 기판과, 칼라필터가 배열되어 있는 칼라필터 기판을 가진다. 이러한 TFT 기판이나 칼라필터 기판을 제조하는 과정에서는 매우 미세한 형상의 패턴을 기판 상에 형성시키는 인쇄 공정이 진행된다.

인쇄 공정은 특정한 형상의 패턴을 전사하여 그대로 기판 상에 인쇄하여 특정한 패턴을 형성하는 방법이다. 하지만, 종래의 인쇄 공정은 수회의 공정이 요구되므로 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같이 수회의 공정을 진행함에 따라서 각 공정에서 최적의 조건에 부합하지 못하는 경우 인쇄가 불량해지는 문제점이 있었다.

예를 들면, 평면인쇄판에 유기물질이 전이되는 방식에서는 롤이 평면인쇄판에서 회전되는 경우 롤에 남아야 하는 유기물질도 평면인쇄판에 접촉되게 되어 평면 인쇄판에 부착될 수 있다. 이에 따라, 인쇄롤에 원하는 패턴이 누락되게 되어 기판 상에 원하는 패턴이 형성되지 않게 되는 문제가 있었다.

본 발명의 일 측면은 인쇄 공정을 단순화하여 기판에 미세패턴을 형성할 수 있도록 하는 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤의 제조방법은 표면에 블랑켓이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계; 블랑켓의 표면에 유기물질을 도포하는 단계; 볼록패턴이 형성된 평면인쇄판을 준비하는 단계; 평면인쇄판에 블랑켓 표면의 유기물질을 접촉시킨 후 임프린팅 방식으로 롤을 회전시켜 볼록패턴과 접촉하는 블랑켓 표면에 패턴을 형성하는 단계; 패턴을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 패턴을 형성하는 단계는 패턴을 경화시키는 단계와 동시에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 패턴을 형성하는 단계는 볼록패턴에 접촉되어 유기물질이 눌려져 형성된 제1패턴을 형성하는 공정과, 볼록패턴에 접촉되지 않아 유기물질이 그대로 남아 형성된 제2패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 복수의 패턴을 경화시키는 단계는 UV를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성방법은 오목한 형상의 제1패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계; 표면에 인쇄물질을 도포하여 코팅층이 형성된 매개롤을 준비하는 단계; 인쇄롤과 매개롤을 접촉 및 회전시켜 제1패턴에 대응되는 매개 롤에서 매개패턴을 형성하는 단계; 기판에 매개롤을 접촉 및 회전시켜 매개패턴에 접촉하는 기판에 인쇄패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성방법은 기판에 인쇄물질을 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; 오목한 형상의 제1패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계; 코팅층에 인쇄롤을 접촉 및 회전시켜 제1패턴에 대응되는 코팅층에 인쇄패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 오목한 형상의 제1패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는 표면에 블랑켓이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계; 블랑켓의 표면에 유기물질을 도포하는 단계; 볼록패턴이 형성된 평면인쇄판을 준비하는 단계; 평면인쇄판에 블랑켓 표면의 유기물질을 접촉시킨 후 임프린팅 방식으로 롤을 회전시켜 볼록패턴과 접촉하는 블랑켓 표면의 오목한 형상의 제1패턴과 볼록한 형상의 제2패턴을 형성하는 단계; 볼록한 형상의 제2패턴을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 오목한 형상의 제1패턴과 볼록한 형상의 제2패턴을 형성하는 단계는 볼록한 형상의 제2패턴을 경화시키는 단계와 동시에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법을 통하여 인쇄 공정을 단순화하여 기판에 미세패턴을 형성할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤의 제작방법을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 원통형 롤(100) 표면에 블랑켓(200)을 형성한다. 다음, 유기물 공급부(A)를 통해 블랑켓(200) 표면에 유기물질(300)을 코팅한다. 이때, 유기물질(300)은 자외선에 의하여 경화되는 폴리머를 포함할 수 있다.

그리고, 표면에 복수의 볼록패턴(310)이 형성된 평면인쇄판(400)을 준비한 다음, 평면인쇄판(400) 표면에 유기물질(300)이 도포된 롤(100)을 접촉시킨 상태에서 회전시키고 평면인쇄판(400)을 이송시킨다.

이때, 유기물질(300)이 도포된 롤(100)은 임프린팅(Imprinting) 방식이 적용되는데, 이러한 임프린팅 방식을 통하여 롤(100)이 평면인쇄판(400) 표면에서 눌려진 상태로 회전 이동되고 평면인쇄판(400)에 소수처리하여 롤(100)에 도포된 유기물질(300)이 평면인쇄판(400)으로 전이되지 않도록 한다.

이러한 임프린팅 방식에 의해서 평면인쇄판(400)의 볼록패턴(310)에 접촉하는 블랑켓(200) 표면에는 평면인쇄판(400)의 볼록패턴(310)에 눌려져 제1패턴(11)과 제2패턴(12)이 형성된다.

이때, 볼록패턴(310)을 갖는 평면인쇄판(400)은 포토 리소그래피공정을 통해 형성할 수 있다. 즉, 미도시된 유리재질의 기판을 준비한 다음, 기판 전면에 금속막을 증착한 후, 이를 패터닝함으로써 금속패턴을 형성한다. 이어서, 금속패턴을 마스크로 하여 기판을 에칭함으로써, 금속패턴이 형성된 영역에 볼록패턴(310)을 형성할 수가 있다.

이와 같이 제작된 평면인쇄판(400) 표면에 유기물질(300)이 도포된 롤(100)을 회전하며 진행시킴에 따라서, 볼록패턴(310)에 의해 눌려지는 영역의 유기물질(300)은 제거되어 블랑켓(200) 표면에서 오목한 형상의 제1패턴(11)을 형성한다. 그리고, 볼록패턴(310)에 의해 눌려지지 않는 유기물질(300)은 그대로 남아 블랑켓(200) 표면에서 볼록한 형상의 제2패턴(12)을 형성한다. 따라서, 블랑켓(200) 표면에 제1패턴(11)과 제2패턴(12)이 순차적으로 형성된 인쇄롤(10)을 제조할 수 있게 된다.

그리고, 블랑켓(200) 표면에 남아 있는 제2패턴(12)에 UV를 조사함으로써, 제2패턴(12)을 경화시킬 수가 있다. 이러한 제2패턴(12)의 경화 과정은 블랑켓(200) 표면에 제1 및 제2패턴(11,12)을 형성하는 과정과 동시에 이루어질 수 있다.

즉, UV광원(500)이 원통형 롤(100)과 같이 움직이도록 함으로써 제1 및 제2패턴(11,12)의 형성과 제2패턴(12)의 경화가 동시에 이루어질 수 있도록 한다. 따라서, 인쇄롤(10)을 제작하는 공정이 보다 단순화될 수 있다. 또한, 패턴형성과 경화과정이 동시에 이루어짐으로써 제1패턴(11) 또는 제2패턴(12) 중 어느 하나는 미세한 크기를 형성할 수 있게 된다.

다음, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인쇄롤을 통하여 패턴을 형성하는 방법을 살펴본다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄롤을 이용한 패턴 형성방법을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 오목한 형상의 제1패턴(11)이 형성된 인쇄롤(10)을 준비한다. 다음, 매개롤(900)을 준비하여 매개롤(900)의 표면에 공급부(B)에서 공급된 인쇄물질(710)을 도포하여 코팅층(700)을 형성한다.

그리고, 코팅층(700)을 사이에 두고 매개롤(900)과 인쇄롤(10)을 접촉시킨 상태에서 일정한 압력을 인가하면서 인쇄롤(10)을 회전시켜 인쇄롤(10)의 제1패턴(11)에 대응되는 매개롤(900)에 매개패턴(910)을 형성한다.

다음, 매개롤(900)을 기판(600) 상에 접촉시킨 상태로 회전시켜 매개패턴(910)이 접촉하는 기판(600) 상에 인쇄패턴(610)을 형성할 수 있도록 한다. 이때, 인쇄롤(10)이 코팅층(700)에 인가되는 압력은 항상 균일하도록 한다.

즉, 인쇄롤(10) 표면에는 제1패턴(11)과 제2패턴(12)이 순차적으로 형성되어 있으며, 인쇄롤(10)의 제2패턴(12)이 매개롤(900)에 형성된 코팅층(700)에 접촉된 상태로 회전됨에 따라서, 코팅층(700)으로부터 인쇄물질(710)이 오프되어 제2패턴(12)에 부착된다. 동시에, 제1패턴(11)에 대응되는 매개롤(900)의 코팅층(700)의 인쇄물질(710)은 그대로 매개롤(900)에 남게 되어 매개패턴(910)을 형성하게 되며, 이러한 매개패턴(910)은 기판(600) 상에서 인쇄패턴(610)이 형성되게 된다.

인쇄롤(10)은 매개롤(900)에서 인쇄롤(10)의 제2패턴(12)에 대응하는 영역을 오프시키는 과정에서 매개롤(900)과 동일한 속도로 회전하면서 공정이 진행될 수 있다.

매개롤(900)은 인쇄롤(10)의 표면과 접촉한 상태로 회전하며, 인쇄롤(10)의 제1패턴(11)에 대응하여 기판(600) 상면에 인쇄패턴(610)을 형성한다. 매개롤(900) 은 인쇄롤(10)과 접촉한 상태에서 그 중심축을 회전 중심으로 하여 회전 가능한 구조를 가진다. 이때 매개롤(900)의 지름과 인쇄롤(10)의 지름은 대략 동일한 것이 바람직하며, 그 회전속도도 동일한 것이 인쇄롤(10) 상의 제1패턴(11)을 그대로 매개롤(900)에 전사할 수 있어서 바람직하다.

다음, 본 발명의 다른 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 전술한 일 실시예와 동일한 구성 요소를 나타내는 경우에는 동일한 부호를 부여한다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤을 이용한 패턴 형성방법을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판(600) 상에 인쇄물질(710)을 도포하여 코팅층(700)을 형성한다. 다음, 코팅층(700) 상에 인쇄롤(10)을 접촉시킨 상태에서 일정한 압력을 인가하면서 인쇄롤(10)을 회전시켜 기판(600) 상에 인쇄패턴(610)을 형성한다. 이때, 인쇄롤(10)이 코팅층(700)에 인가되는 압력은 항상 균일하도록 한다.

공급부(B)는 기판(600)의 상면에 특정한 양의 인쇄물질(710)을 공급한다. 이때, 공급부(B)는 기판(600) 상의 어느 위치에나 인쇄물질(710)을 공급할 수 있다.

인쇄롤(10)은 기판(600)의 상면과 접촉되어 회전 이동하며, 제1패턴(11)을 기판(600) 상면에 인쇄한다. 인쇄롤(10)은 원통형의 롤(100)를 일정한 두께를 가지는 블랑켓(200)이 감싸는 형태를 가진다. 이때, 블랑켓(200)은 약간의 신축성을 가져 기판(600)에 형성된 코팅층(700)과 용이하게 접촉할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

인쇄롤(10) 표면에는 일정한 패턴(11,12)이 형성되어 있으며, 볼록한 형상의 제2패턴(12)이 코팅층(700)에 접촉되어 인쇄롤(10)이 회전됨에 따라서 코팅층(700)으로부터 인쇄물질(710)이 오프(off)되어 제2패턴(12)에 부착된다. 동시에, 오목한 형상의 제1패턴(11)에 대응되는 코팅층(700)의 인쇄물질(710)은 그대로 기판(600)에 남게 되어 기판(600) 상에서 제1패턴(11)에 대응된 형상의 인쇄패턴(610)이 형성되게 된다.

따라서, 인쇄롤(10)의 제2패턴(12)에 대응된 코팅층(700) 영역의 인쇄물질(710)은 오프되고, 인쇄롤(10)의 제1패턴(11)에 대응된 기판(600)의 코팅층(700) 영역에서 미세한 인쇄패턴(610)이 균일하고 정밀하게 형성될 수 있게 된다.

한편, 제2패턴(12)은 코팅층(700)으로부터 인쇄물질(710)을 손쉽게 오프하고, 제2패턴(12)과의 접착력을 향상시킬 수 있도록 그 표면에 접착강화제(미도시)가 도포될 수 있다. 이러한 접착강화제(미도시)는 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)를 포함할 수 있다.

그리고, 기판(600) 상에 형성된 인쇄패턴(610)에 열 또는 UV를 조사하여 인쇄패턴(610)을 더욱 경화시킬 수가 있다.

또한, 인쇄롤(10)의 제2패턴(12) 표면에 부착된 인쇄물질(710)은 블레이드(800)에 의해 제거될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 인쇄패턴(610)을 형성하고자 하는 기판(600)에 인쇄물질(710)을 도포하여 코팅층(700)을 형성한 다음, 제1 및 제2패턴(11,12)이 형성된 인쇄롤(10)을 코팅층(700)에서 일정한 압력으로 회전시킴에 따라서, 인쇄 롤(10)의 제2패턴(12)에 접촉하는 코팅층(700)의 인쇄물질(710)이 기판(600)으로부터 오프되고 인쇄롤(10)의 제1패턴(11)에 대응하는 영역에서 인쇄패턴(610)이 형성되게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤의 제작방법을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤을 이용한 패턴 형성방법을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄롤을 이용한 패턴 형성방법을 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10... 인쇄롤 11... 제1패턴

12... 제2패턴 200... 블랑켓

300... 유기물질 400... 평면인쇄판

500... UV광원 600... 기판

700... 코팅층 800... 블레이드

900... 매개롤

Claims (8)

1. 매개롤을 회전시켜, 상기 매개롤 상에 코팅층을 형성하고,

   상기 코팅층과 접촉하는 인쇄롤의 회전을 통해 상기 코팅층의 일부를 제거하여, 상기 매개롤 상에 매개 패턴을 형성하고,

   상기 매개 패턴을 기판에 전사하여, 상기 기판 상에 인쇄패턴을 형성하는 것을 포함하되,

   상기 코팅층의 일부를 제거하는 것은,

   상기 인쇄롤은 오목한 형상의 제1 패턴과 볼록한 형상의 제2 패턴을 포함하고,

   상기 제2 패턴 상에 상기 코팅층의 일부를 부착시켜, 상기 매개롤 상에서 상기 코팅층의 일부를 제거하고,

   상기 제2 패턴 상에 부착된 상기 코팅층의 일부는 블레이드를 통해 제거하는 것을 포함하고,

   상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴을 포함하는 인쇄롤을 형성하는 것은,

   원통형의 롤 표면 상에 블랑켓을 형성하고,

   상기 블랑켓 표면에 유기 물질을 도포하고,

   상기 유기 물질이 도포된 후, 상기 원통형의 롤을 볼록패턴이 형성된 평면인쇄판 상에 회전시켜, 상기 유기 물질과 상기 볼록 패턴이 접촉하여 오목한 형상의 상기 제1 패턴이 형성되는 것을 포함하는 패턴 형성 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 매개롤 상에 코팅층을 형성하는 것은,

   상기 매개롤 표면의 일부에 상기 코팅층을 형성하는 것을 포함하는 패턴 형성방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 매개롤과 상기 인쇄롤의 회전 방향은 서로 다른 방향인 패턴 형성방법.
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