KR101830602B1 - 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤 프린팅 기술을 이용한 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 개시된 구성은 회전축에 의해 회전되는 롤; 롤 위에 부착되어 레지스트 잉크가 도포되고, 인쇄영역과 비인쇄영역으로 이루어진 블랑켓을 포함하여 구성되며, 상기 블랑켓은 복원력이 강한 쿠션층과 PDMS층(Polydi- methylsiloxane) 으로 이루어지되, 상기 쿠션층은 인쇄가 끝나는 인쇄영역과 인접한 상기 블랑켓의 비인쇄영역을 제외한 영역에 형성되는 것이다.

Description

인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법{PRINTING APPARATUS AND METHOD FOR FORMING PATTERN USING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치의 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보 매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치{Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치중 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판, 및 상기 컬러필터 기판과 어레이기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal display layer)으로 구성된다.
삭제
상기 액정표시장치의 제조공정은 기본적으로 박막트랜지스터를 포함하는 어레이기판 및 컬러필터 기판의 제작에 다수의 포토리소그래피(photolithograpy) 공정을 필요로 한다.
또한, 일반적으로 정보저장, 소형 센서, 광결정 및 광학 소자, 미세 전자기계 소자, 표시소자, 디스플레이 및 반도체에 적용되는 소정의 패턴을 형성하기 위해서는 빛을 이용하여 패턴을 형성하는 상기의 포토리소그래피 공정을 이용하게 된다.
상기 포토리소그래피 공정은 일종의 사진식각 공정의 하나로 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 원하는 패턴을 형성하는 일련의 공정으로서, 다음과 같이 감광액 도포, 정렬 및 노광, 현상 공정 등 복잡한 다수의 공정으로 이루어져 있다.
그러나, 포토리소그래피 공정은 패턴의 초미세화가 진행됨에 따라 고가의 노광 장비로 인하여 초기 투자비용이 증가하고 해상도의 마스크가 요구되는 공정비용이 과다해지는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 패턴을 형성할 때마다 노광, 노광 후 베이크, 현상, 현상 후 베이크, 식각공정, 세정 공정 등 복잡한 공정을 수행해야만 하기 때문에 공정시간이 오래 걸리고, 다수 회의 포토공정을 반복해야만 하기 때문에 생산성이 저하된다.
그래서, 이러한 포토리소그래피 기술을 대체하여 비용과 공정이 단순한 롤 프린팅(roll printing) 방식을 이용하여 패턴을 형성하는 방법이 제안되었다.
이러한 일반적인 롤 프린팅 기술에 사용되는 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법에 대해 도 1을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 일반적인 롤 프리팅 기술을 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 우선 원통형 롤(11) 표면에 블랑켓(blanket) (15)을 형성한 다음, 레지스트 잉크 공급장치(미도시)로부터 슬릿 노즐(20)을 통해 상기 블랑켓(15) 표면에 레지스트 잉크를 도포하여 레지스트 잉크막(23)을 형성한다.
그 다음, 1b에 도시된 바와 같이, 표면에 복수의 볼록패턴(미도시)이 형성된 인쇄판(30)을 준비한 다음, 상기 인쇄판(30) 표면에 레지스트 잉크막(23)이 형성된 인쇄장치(10)를 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라, 인쇄판(30)의 볼록패턴(미도시)과 접촉되는 상기 레지스트 잉크막(23)은 상기 블랑켓(15)으로부터 제거되어 상기 인쇄판(30) 표면에 형성되고, 상기 인쇄판(30)의 볼록패턴(미도시)과 접촉되지 않은 레지스트 잉크막(23) 부분은 상기 블랑켓(15)으로부터 그대로 남아 있게 되어 소정의 레지스트 패턴(23a)이 상기 블랑켓(15)에 형성된다.
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 표면에 레지스트 패턴(23a)이 남아 있는 인쇄장치(10)를 기판(40)의 식각대상층(41)과 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라 블랑켓(15)에 남아 있는 레지스트 패턴(23a)이 상기 식각대상층(41)의 표면으로 전사되고, 이 식각대상층(41)에 전사된 레지스트 패턴(23a)은 일정 온도에서 가열됨으로써 상기 식각대상층(41) 상에 최종적인 레지스트막 패턴(25a)을 형성하게 된다.
이후, 상기 레지스트막패턴(25a)으로 상기 식각대상층(41)의 일부를 블로킹한 상태에서 식각액을 상기 식각대상층(41)에 작용시켜 상기 식각대상층(41)을 선택적으로 식각함으로써 상기 레지스트막 패턴(25a) 하부에 소정의 패턴(미도시)이 형성된다.
이러한 패터 형성방법에 적용되는 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치에 대해 도 2 내지 도 7를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래기술에 따른 롤 프린팅 방법에 사용되는 롤 프린팅 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 블랑켓을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 단면도이다.
도 5는 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치가 기판 상에 접촉되는 인쇄영역과 비인쇄영역을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 쿠션층이 기판에 접촉되어 눌리는 부분과 눌리지 않는 부분을 개략적으로 도시한 블랭켓의 단면도이다.
도 7은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치를 이용한 인쇄 공정 횟수를 증가시키는 경우에 형성되는 패턴의 불량을 개략적으로 도시한 평면도이다.
이와 같이, 기존에 패턴 형성시에 사용되었던 포토리소그라피 기술 대신에 사용하는 롤 프린팅 기술에 적용되는 종래기술에 따른 롤 프리팅 유닛(10)은, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 회전축 (11)에 의해 회전되는 롤(13)과, 이 롤(13) 위에 부착되고, 레지스트 잉크(23)가 도포되는 블랑켓(blaket, 15)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 블랑켓(15)은 쿠션층(cushion layer) (15a)과, PET층(15b) 및 PDMS층 (Polydi- methylsiloxane) (15c)로 이루어져 있다.
이때, 상기 쿠션층(15a)은 롤(11)과 직접 닿는 부분으로 배면이 접착물질로 구성되어 있다.
또한, 상기 PDMS층(15c)은 잉크가 코팅되는 층으로 되어 있으며, 지지대(50)에 마련된 텐션 유닛(tension unit) (51)에 의해 롤(11)에 장착된다.
상기 구성으로 이루어진 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치(10)는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2)과, 이 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2) 사이에 위치하는 인쇄영역(B)으로 구분된다.
상기 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2)은 인쇄판 또는 기판에 접촉되지 않는 영역이며, 상기 제1 비인쇄영역(A1)은 롤 프린팅 장치(10)에 의해 인쇄가 시작되지 직전, 즉 인쇄영역 이전의 영역을 의미하며, 제 2 비인쇄영역(A2)은 롤 프린팅 장치 (10)에 의해 인쇄 영역에 인쇄가 끝나고 그 이후의 영역, 즉 인쇄영역 다음의 영역을 의미한다.
또한, 상기 인쇄영역(B)은 롤 프린팅 장치(10)가 회전되면서 인쇄판이나 기판에 접촉되는 영역을 의미한다.
그러나, 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 프린팅 장치(10)를 이용하여 연속적인 인쇄를 진행하는 경우에 인쇄영역(B)은 기판(40)에 의해 지속적으로 눌림이 발생하지만, 비 인쇄영역(A1, A2)는 눌림이 없게 된다.
이렇게 수많은 인쇄공정을 진행할 경우에 기판(40)의 눌림에 의해, 도 6에서와 같이, 하부 쿠션층(15a)의 눌림영역(C)이 충분히 복원되지 못하게 됨으로써 비인쇄영역(A2)과의 높이 차가 생기며, 이로 인해 미끄럼(slip)의 차이가 생겨 PDMS층의 들뜸 현상이 발생하게 된다.
따라서, 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 인쇄 끝 부분인 비인쇄영역(A2)에서 PDMS층의 왜곡 현상과 들뜸 현상이 발생함으로써, 도 7의 "D"에서와 같이, 패턴의 왜곡 현상이 발생하여 불량패턴(41b)이 형성되며, 인쇄 횟수가 증가할수록 들뜸 영역 또한 증가한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 롤 프린팅 장치의 인쇄 끝 부분의 비인쇄영역에 위치하는 쿠션층을 제거하여 연속적인 인쇄 공정을 실시하더라도 인쇄영역과 비 인쇄영역 간의 높이 및 미끄럼 차이를 개선하여 PDMS층의 들뜸 현상을 방지함으로써 패턴의 왜곡을 방지할 수 있는 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 인쇄장치는, 회전축에 의해 회전되는 롤; 롤 위에 부착되어 레지스트 잉크가 도포되고, 인쇄영역과 비인쇄영역으로 이루어진 블랑켓을 포함하여 구성되며, 상기 블랑켓은 복원력이 강한 쿠션층과 PDMS층(Polydi- methylsiloxane)으로 이루어지되, 상기 쿠션층은 인쇄가 끝나는 인쇄영역과 인접한 상기 블랑켓의 비인쇄영역을 제외한 영역에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 인쇄장치를 이용한 패턴 형성방법은, 식각대상층이 형성된 기판을 제공하는 단계; 회전축에 의해 회전되는 롤과, 복원력이 강한 쿠션층과 PDMS층(Polydi- methylsiloxane)으로 구성되며 인쇄영역과 비인쇄영역으로 이루어진 블랑켓을 포함하되, 상기 쿠션층이 인쇄가 끝나는 인쇄영역과 인접한 상기 블랑켓의 비인쇄영역을 제외한 영역에 형성된 롤 프린팅 장치를 제공하는 단계; 소정의 레지스트 잉크를 상기 블랑켓에 도포하는 단계; 형성할 패턴과 실질적으로 동일한 형태를 가진 볼록 패턴을 포함하는 인쇄판을 제공하는 단계; 상기 레지스트 잉크가 도포된 블랑켓을 상기 볼록 패턴이 형성된 인쇄판과 접촉시켜 회전하는 상태에서 상기 레지스트 잉크가 상기 인쇄판의 상기 볼록 패턴과 접촉하는 레지스트 잉크를 블랑켓으로부터 제거하여 상기 블랑켓 표면에 소정의 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 소정의 레지스트 패턴이 형성된 블랑켓을 상기 식각대상층이 형성된 기판에 작용시켜 상기 레지스트 패턴을 상기 식각대상층 위에 전사하는 단계; 및 상기 전사된 레지스트 패턴을 이용하여 상기 식각대상층을 식각하여 상기 기판에 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 따르면, 연속적인 인쇄공정을 진행하는 경우에, 기존과 같이 기판의 눌림에 의해 하부 쿠션층의 눌림영역이 충분히 복원되지 못하게 됨으로써 인쇄영역과 비 인쇄영역 간의 높이 및 미끄럼(slip)의 차이가 생겨 발생하는 PDMS층의 들뜸 현상 등을 억제하기 위해, 본 발명에서는 롤 프린팅 장치의 인쇄 끝 부분의 비인쇄영역에 위치하는 쿠션층을 제거하여 연속적인 인쇄 공정을 실시하더라도 인쇄영역과 비 인쇄영역 간의 높이 및 미끄럼 차이를 개선함으로써 PDMS층의 들뜸 현상이 방지되어 패턴의 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 일반적인 롤 프리팅 기술을 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 롤 프린팅 방법에 사용되는 롤 프린팅 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 블랑켓을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도로서, 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 단면도이다.
도 5는 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치가 기판 상에 접촉되는 인쇄영역과 비인쇄영역을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치의 쿠션층이 기판에 접촉되어 눌리는 부분과 눌리지 않는 부분을 개략적으로 도시한 블랭켓의 단면도이다.
도 7은 종래기술에 따른 롤 프린팅 장치를 이용한 인쇄 공정 횟수를 증가시키는 경우에 형성되는 패턴의 불량을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 블랭켓을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 단면도이다.
도 10는 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치가 기판상에 접촉되는 인쇄영역과 비인쇄영역을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 쿠션층이 기판에 접촉되어 눌리는 부분과 눌리지 않는 부분을 개략적으로 도시한 블랑켓의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치를 이용한 인쇄 공정 횟수를 증가시키는 경우에 형성되는 패턴의 불량을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명에 따른 롤 프리팅 장치를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 도면이다.
도 14a 내지 도 14h는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 프린팅 장치를 이용하여 액정표시장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 패턴 형성시에 사용되는 롤 프린팅 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 블랭켓을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 따른 단면도로서, 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 단면도이다.
도 10는 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치가 기판상에 접촉되는 인쇄영역과 비인쇄영역을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치의 쿠션층이 기판에 접촉되어 눌리는 부분과 눌리지 않는 부분을 개략적으로 도시한 블랑켓의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치를 이용한 인쇄 공정 횟수를 증가시키는 경우에 형성되는 패턴의 불량을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 롤 프린팅 기술에 적용되는 롤 프리팅 장치(100)는, 도 8 내지 11에 도시된 바와 같이, 회전축(101)에 의해 회전되는 롤(roll, 103)과, 이 롤 (103) 위에 부착되고, 레지스트 잉크(미도시)가 도포되는 블랑켓(blaket, 105)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 블랑켓(105)은 복원력이 강한 쿠션층(cushion layer) (105a)과, PET층(105b) 및 PDMS층 (Polydi- methylsiloxane) (105c)로 이루어져 있다.
이때, 상기 쿠션층(105a)은 롤(101)과 직접 닿는 부분으로 배면이 접착물질로 구성되어 있으며, 롤(101)의 전면에 부착된다.
또한, 상기 PDMS층(105c)은 잉크가 코팅되는 층으로 되어 있으며, 지지대 (150)에 마련된 텐션 유닛(tension unit) (151)에 의해 롤(101)에 장착된다. 이때, 상기 PDMS층(105c)은 쿠션층(105a)과의 미끄럼(slip) 성이 낮은 재질을 사용한다.
상기 구성으로 이루어진 상기 롤 프린팅 장치(100)는, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2)과, 이 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2) 사이에 위치하는 인쇄영역(B)으로 구분된다.
여기서, 상기 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2)은 인쇄판 또는 기판에 접촉되지 않는 영역이며, 상기 제1 비인쇄영역(A1)은 롤 프린팅 장치(100)가 회전되면서 인쇄 시작 직전인 인쇄영역 이전의 영역을 의미하며, 상기 제 2 비인쇄영역(A2)은 롤 프린팅 장치(100)가 회전되면서 인쇄영역(B)에 인쇄가 끝난 이후의 영역을 의미한다.
또한, 상기 인쇄영역(B)은 롤 프린팅 장치(100)가 회전되면서 인쇄판이나 기판에 접촉되는 영역, 즉 인쇄가 진행되는 영역을 의미한다.
그리고, 도 9 내지 11에 도시된 바와 같이, 상기 블랑켓(105)을 구성하는 쿠션층(105a)은 상기 롤 프린팅 장치(100)의 인쇄영역(B)에는 형성되어 있지만, 제1, 2 비인쇄영역(A1, A2)에는 형성되어 있지 않는다. 이때, 상기 인쇄영역(B) 이전의 제1 비인쇄영역(A1)에는 쿠션층(105a)이 형성될 수도 있다. 그러나, 인쇄가 끝난 이후의 상기 제2 비인쇄영역(A2)에는 쿠션층(105a)이 형성되어 있으면 안 된다.
이는 수많은 인쇄공정을 진행할 경우에 기판(140)의 눌림에 의해, 도 10 및 11에서와 같이, 하부 쿠션층(105a)의 눌림영역(C)이 충분히 복원되지 않아서 비인쇄영역(A2)과의 높이 차가 생길 수 있지만, 비인쇄영역(A2)에는 기존에 있었던 쿠션층이 제거됨으로써 인쇄영역(A1)과 비인쇄영역(A2) 간의 높이 및 미끄럼(slip)의 차이가 발생하지 않게 되어 PDMS층(105c)의 들뜸 현상이 발생하지 않게 된다.
따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치(100)의 인쇄영역(B)에만 쿠션층 (105a)을 남겨 두고, 비인쇄영역(A1, A2)에는 쿠션층 (105a)을 제거함으로써, 기존에 쿠션층이 롤 전체에 형성된 경우에 발생하였던 패턴의 왜곡 현상이 방지되는 것을 알 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 롤 프린팅 장치를 이용하여 패턴을 형성하는 방법에 대해 도 13a 내지 도 13c를 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명에 따른 롤 프리팅 장치를 이용한 패턴 형성방법을 개략적으로 설명하기 위한 공정 도면이다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 우선 원통형 롤(101) 표면에 인쇄영역(B)에만 형성된 쿠션층(105a)과, 상기 쿠션층(105a)을 포함한 인쇄영역(B)과 비인쇄영역 (A1, A2) 전체에 적층된 PET층(105b) 및 PDMS층(105c)으로 구성된 블랑켓(blanket) (105)을 형성한 다음, 레지스트 잉크 공급장치(미도시)로부터 슬릿 노즐(120)을 통해 상기 블랑켓(105) 표면에 레지스트 잉크를 도포하여 레지스트 잉크막(123)을 형성한다.
그 다음, 도 13b에 도시된 바와 같이, 표면에 복수의 볼록패턴(미도시)이 형성된 인쇄판(130)을 준비한 다음, 상기 인쇄판(130) 표면에 레지스트 잉크막(123)이 형성된 인쇄장치(100)를 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라, 상기 인쇄판(130)의 볼록패턴(미도시)과 접촉되는 상기 레지스트 잉크막(123)은 상기 블랑켓(105)으로부터 제거되어 상기 인쇄판(130)의 볼록패턴(미도시) 표면에 형성되고, 상기 인쇄판 (130)의 볼록패턴과 접촉되지 않은 레지스트 잉크 부분은 상기 블랑켓(105)으로부터 그대로 남아 있게 되어 소정의 레지스트 잉크막 패턴(123a)을 형성하게 된다.
이어서, 도 13c에 도시된 바와 같이, 표면에 레지스트 잉크막 패턴(123a)이 남아 있는 롤 프린팅 장치(100)를 기판(140)의 식각대상층(141)과 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라 블랑켓(105)에 남아 있는 레지스트 잉크막 패턴(123a)이 상기 식각대상층(141)의 표면으로 전사되고, 이 식각대상층(141)에 전사된 레지스트 잉크막 패턴(123a)은 일정 온도에서 가열됨으로써 상기 식각대상층(141) 상에 최종적인 레지스트 패턴(125a)을 형성하게 된다.
이후, 상기 레지스트 패턴(125a)으로 상기 식각대상층(141)의 일부를 블로킹한 상태에서 식각액을 상기 식각대상층(141)에 작용시켜 상기 식각대상층 (141)을 선택적으로 식각함으로써 상기 레지스트 패턴(125a) 하부에 소정의 패턴(미도시)이 형성된다.
이러한 공정 순으로 이루어지는 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법을 적용하여 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법에 대해 도 14a 내지 도 14h를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 14a 내지 도 14h는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 프린팅 장치를 이용하여 액정표시장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도이다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 어레이 기판(211) 전면에 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 식각대상층(213)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 도전막은 게이트전극을 형성하기 위해 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전막은 상기 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층 구조로 형성할 수도 있다.
그 다음, 소정의 레지스트 잉크를, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 블랑켓(105) 표면에 도포하고 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄판(130)에 의해 일부를 제거하여 레지스트 잉크막 패턴(123a)을 형성한 후, 상기 블랑켓(105)을 상기 제 1 식각대상층(213)과 접촉한 상태에서 회전시킴으로써 레지스트 잉크막 패턴(123a)을 상기 제 1 식각대상층(213) 위에 전사한 후 일정한 온도에서 가열처리하여 제 1 레지스트 패턴(280a)을 형성한다.
이어서, 도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 레지스트 패턴(280a)을 마스크로 상기 제 1 식각대상층(213)의 일부를 블로킹한 상태에서 상기 제 1 식각대상층(213)을 선택적으로 식각함으로써, 상기 어레이 기판(211) 상에 상기 제 1 도전막으로 이루어진 게이트전극(213a)을 형성한다.
그 다음, 상기 게이트전극(213a)이 형성된 어레이 기판(211) 전면에 실리콘질화막이나 실리콘산화막으로 이루어진 게이트절연층(215)을 형성한다. 이때, 상기 게이트절연층(215)은 포토아크릴이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB)과 같은 유기절연막으로 형성할 수도 있다.
이어서, 도 14c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(213a)이 형성된 어레이 기판(211) 전면에 비정질 실리콘 박막 등을 증착한 후, 포토리소그래피 공정을 통해 선택적으로 식각함으로써 상기 어레이 기판(211)의 게이트전극(213a) 상부에 소정의 반도체층(217)을 형성한다. 여기서는 포토리소 그래피 공정을 통해 반도체층을 형성하는 것을 기재하고 있지만, 상기 반도체층(217)은 본 발명의 롤 프린트 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이후, 상기 반도체층(217)이 형성된 어레이 기판(211) 전면에 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 식각대상층(219)을 형성한다.
이때, 상기 제 2 도전막은 소오스전극과 드레인전극을 형성하기 위해 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴, 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전막은 상기 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다.
이어서, 소정의 레지스트 잉크를 상기 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 롤 표면에 도포하고 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄판(130)에 의해 일부를 제거하여 레지스트 잉크 패턴을 형성한 후, 상기 롤을 상기 제 2 식각대상층(219)과 접촉한 상태에서 회전시킴으로써 레지스트 잉크 패턴을 상기 제 2 식각대상층(219) 위에 전사하여 제 2 레지스트 패턴(280b)을 형성한다.
그 다음, 도 14d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 레지스트 패턴(280b)을 마스크로 상기 제 2 식각대상층 (219)의 일부를 블로킹한 상태에서 상기 제 2 식각대상층(219)을 선택적으로 식각함으로써, 상기 어레이 기판(211) 상에 상기 제 2 도전막으로 이루어진 소오스전극(219a)과 드레인전극(219b)을 형성한다.
이어서, 상기 소오스/드레인전극(219a, 219b)이 형성된 어레이 기판(211) 전면에 무기절연막이나 유기절연막으로 이루어진 보호층(221)을 형성한 후, 상기 보호층(221)의 일부영역을 식각하여 상기 드레인전극(219b)의 일부를 노출시키는 콘택홀(223)을 형성한다. 이때, 상기 콘택홀(223)은 본 발명의 롤 프린트 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이후, 상기 보호층(221)이 형성된 어레이 기판(211) 전면에 제 3 도전막으로 이루어진 제 3 식각대상층(225)을 형성한다. 이때, 상기 제 3 도전막은 화소전극을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드나 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전물질을 사용할 수 있다.
이어서, 소정의 레지스트 잉크를 상기 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 블랑켓(105) 표면에 도포하고 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄판(130)에 의해 일부를 제거하여 레지스트잉크 패턴을 형성한 후, 상기 블랑켓(105)을 상기 제 3 식각대상층(225)과 접촉한 상태에서 회전시킴으로써 레지스트 잉크 패턴을 상기 제 3 식각대상층(225) 위에 전사하여 제 3 레지스트 패턴(280c)을 형성한다.
이후, 도 14e에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 레지스트 패턴(280c)을 마스크로 상기 제 3 식각대상층(225)의 일부를 블로킹한 상태에서 상기 제 3 식각대상층(225)을 선택적으로 식각함으로써, 상기 콘택홀(223)을 통해 드레인전극(219b)과 전기적으로 접속하는 화소전극(225a)을 형성한다.
한편, 도 14f에 도시된 바와 같이, 컬러필터를 형성하기 위해, 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 컬러필터 기판(231)에 Cr의 단일층, Cr/CrO2의 이중층 또는 유기막으로 이루어진 제 4 식각대상층(233)을 형성한다.
그 다음, 그 위에 소정의 레지스트 잉크를 상기 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 블랑켓(105) 표면에 도포하고 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄판(130)에 의해 일부를 제거하여 레지스트 잉크 패턴을 형성한 후, 상기 블랑켓(105)을 상기 제 4 식각대상층(233)과 접촉한 상태에서 회전시킴으로써 레지스트잉크 패턴을 상기 제 4 식각대상층(233) 위에 전사하여 제 4 레지스트 패턴(280d)을 형성한다.
이어서, 도 14g에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 레지스트 패턴(280d)을 마스크로 상기 제 4 식각대상층(233)의 일부를 블로킹한 상태에서 상기 제 4 식각대상층(233)을 선택적으로 식각함으로써, 상기 컬러필터 기판(231) 위에 소정의 블랙매트릭스(233a)를 형성한다.
그 다음, 상기 블랙매트릭스(233a)가 형성된 컬러필터 기판(231) 위에 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브-컬러필터로 이루어진 컬러필터층(235)을 형성하고, 그 위에 인듐-틴-옥사이드나 인듐-징크-옥사이드로 이루어진 공통전극(237)을 형성한다. 이때, 상기 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브-컬러필터로 이루어진 컬러필터층(235)은 본 발명의 롤 프린팅 장치를 이용한 롤 프린팅 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이어서, 도 14h에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 기판(231)과 어레이 기판(211)을 합착한 후, 상기 컬러필터 기판(231)과 어레이 기판(211) 사이에 액정층(241)을 형성함으로써 액정표시장치를 제작한다.
이때, 상기 액정층(241)은 컬러필터 기판(231)과 어레이 기판(211)을 합착한 후 그 사이에 액정을 주입하여 형성할 수도 있지만, 컬러필터 기판(231) 또는 어레이 기판(211) 위에 액정을 적하(dispensing)한 후, 상기 컬러필터 기판(231)과 어레이 기판(211)을 합착, 압력을 인가하여 적하된 액정을 합착된 컬러필터 기판(231)과 어레이 기판(211) 사이의 전체에 걸쳐 균일하게 분배함으로써 형성할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 인쇄장치 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 따르면, 연속적인 인쇄공정을 진행하는 경우에, 기존과 같이 기판의 눌림에 의해 하부 쿠션층의 눌림영역이 충분히 복원되지 못하게 됨으로써 인쇄영역과 비 인쇄영역 간의 높이 및 미끄럼(slip)의 차이가 생겨 발생하는 PDMS층의 들뜸 현상 등을 억제하기 위해, 본 발명에서는 롤 프린팅 장치의 인쇄 끝 부분의 비인쇄영역에 위치하는 쿠션층을 제거하여 연속적인 인쇄 공정을 실시하더라도 인쇄영역과 비 인쇄영역 간의 높이 및 미끄럼 차이를 개선함으로써 PDMS층의 들뜸 현상이 방지되어 패턴의 왜곡을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 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.
100: 롤 프린팅 장치 101: 회전축
103: 롤(roll) 105: 블랑켓(blanket)
105a: 쿠션층 105b: PET층
105c: PDMS층 120: 슬릿 노즐
123: 레지스트 잉크 123a: 레지스트 잉크막 패턴
125a: 레지스트 패턴 130: 인쇄판
131: 볼록패턴 140: 기판
141a: 패턴 A1, A2: 비인쇄영역
B: 인쇄영역

Claims (10)

  1. 회전축에 의해 회전되는 롤;
    상기 롤 위에 부착되어 레지스트 잉크가 도포되고, 인쇄영역과 비인쇄영역으로 이루어진 블랑켓을 포함하여 구성되며,
    상기 블랑켓은 쿠션층과 PDMS층(Polydi- methylsiloxane)으로 이루어지되, 상기 쿠션층은 인쇄가 끝나는 인쇄영역과 인접한 상기 블랑켓의 비인쇄영역을 제외한 영역에 형성되고,
    상기 인쇄영역은 롤 프린팅 장치가 회전되면서 인쇄가 진행되는 영역이며, 상기 비인쇄영역은 상기 롤 프린팅 장치가 회전에 의해 인쇄 시작 직전인 상기 인쇄영역 이전의 제1 비인쇄영역과, 상기 롤 프린팅 장치에 의해 상기 인쇄영역에 인쇄가 끝난 이후의 상기 인쇄영역 다음의 제2 비인쇄영역으로 구성되며,
    상기 인쇄영역은 상기 제 1 비인쇄영역과 상기 제 2 비인쇄영역 사이에 위치하며,
    상기 쿠션층은 상기 블랑켓의 인쇄영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 쿠션층은 상기 블랑켓의 인쇄영역 및 상기 인쇄영역의 이전 영역인 인쇄가 시작되기 전 비인쇄영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 PDMS층은 PET층을 포함하며, 상기 쿠션층과의 미끄럼 (slip) 성이 낮은 재질이 사용되는 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 쿠션층은 기판과 접촉되는 인쇄영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치.
  6. 식각대상층이 형성된 기판을 제공하는 단계;
    회전축에 의해 회전되는 롤과, 쿠션층과 PDMS층(Polydi- methylsiloxane)으로 구성되며 인쇄영역과 비인쇄영역으로 이루어진 블랑켓을 포함하되, 상기 쿠션층이 인쇄가 끝나는 인쇄영역과 인접한 상기 블랑켓의 비인쇄영역을 제외한 영역에 형성된 롤 프린팅 장치를 제공하는 단계;
    소정의 레지스트 잉크를 상기 블랑켓에 도포하는 단계;
    형성할 패턴과 동일한 형태를 가진 볼록 패턴을 포함하는 인쇄판을 제공하는 단계;
    상기 레지스트 잉크가 도포된 블랑켓을 상기 볼록 패턴이 형성된 인쇄판과 접촉시켜 회전하는 상태에서 상기 레지스트 잉크가 상기 인쇄판의 상기 볼록 패턴과 접촉하는 레지스트 잉크를 블랑켓으로부터 제거하여 상기 블랑켓 표면에 소정의 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 소정의 레지스트 패턴이 형성된 블랑켓을 상기 식각대상층이 형성된 기판에 작용시켜 상기 레지스트 패턴을 상기 식각대상층 위에 전사하는 단계; 및
    상기 전사된 레지스트 패턴을 이용하여 상기 식각대상층을 식각하여 상기 기판에 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 인쇄영역은 롤 프린팅 장치가 회전되면서 인쇄가 진행되는 영역이며, 상기 비인쇄영역은 상기 롤 프린팅 장치에 의해 인쇄 시작 직전인 상기
    인쇄영역 이전의 제1 비인쇄영역과, 상기 롤 프린팅 장치에 의해 상기 인쇄영역에 인쇄가 끝난 이후의 상기 인쇄영역 다음의 제2 비인쇄영역으로 구성되며,
    상기 인쇄영역은 상기 제 1 비인쇄영역과 상기 제 2 비인쇄영역 사이에 위치하며,
    상기 쿠션층은 상기 블랑켓의 인쇄영역에만 형성된 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법.
  7. 삭제
  8. 제6 항에 있어서, 상기 쿠션층은 상기 블랑켓의 인쇄영역 및 상기 인쇄영역의 이전 영역인 인쇄가 시작되기 전 비인쇄영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법.
  9. 제6 항에 있어서, 상기 PDMS층은 PET층을 포함하며, 상기 쿠션층과의 미끄럼 (slip) 성이 낮은 재질이 사용되는 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법.
  10. 제6 항에 있어서, 상기 쿠션층은 기판과 접촉되는 인쇄영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치를 이용한 패턴 형성방법.
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