KR20080001949A - 인쇄 장치 시스템, 및 그를 이용한 패턴 형성방법 및액정표시소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판을 포함하여 이루어진 인쇄 장치 시스템, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로서,

본 발명에 따르면, 인쇄판의 오목부에 소수성층을 형성함으로써, 비록 인쇄롤에 부착된 블랭킷이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 블랭킷이 원하지 않는 인쇄판의 오목부와 접촉한다 하더라도, 오목부에 형성된 소수성층에 의해 블랭킷에 도포된 패턴물질이 오목부에 전사되는 것을 방지하여 패턴불량이 방지된다.

인쇄판, 소수성층

Description

인쇄 장치 시스템, 및 그를 이용한 패턴 형성방법 및 액정표시소자 제조방법{Printing Device System, Patterning method using the same, and Method for manufacturing Liquid Crystal Display Device using the same}

도 1a 내지 도 1c는 종래의 인쇄방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 인쇄방법의 문제점을 보여주는 개략적 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치 시스템의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄판의 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>

100: 인쇄롤 110: 블랭킷

200: 인쇄노즐 300: 인쇄판

330: 소수성층 400: 기판

500: 세정기 101: 레일

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄방법에 의해 액정표시소자의 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.

상기 액정표시소자는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 일반적으로 상기 하부기판 상에는 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되어 있고, 상기 상부 기판 상에는 차광층, 컬러필터층 및 공통전극이 형성되어 있다.

이와 같이 액정표시소자는 다양한 구성요소들을 포함하고 있으며 그 구성요소들을 형성하기 위해 수많은 공정들이 반복적으로 행해지게 된다. 특히, 다양한 구성요소들을 다양한 형태로 패터닝하기 위해서 포토리소그래피공정이 사용되었다.

그러나, 상기 포토리소그래피 공정은 소정 패턴의 마스크 및 광조사장치를 사용해야 하므로 그 만큼 제조비용이 상승되는 단점이 있으며, 또한 노광 공정 및 현상 공정 등을 거쳐야 하므로 공정이 복잡하고 공정 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

따라서, 상기 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴 형성 방법이 요구되었고, 그에 따라 인쇄방법이 고안되었다.

인쇄방법은 인쇄롤에 원하는 물질을 원하는 패턴으로 도포한 후 기판 위에서 회전시켜 기판 위에 전사함으로써 원하는 패턴을 형성하는 방법으로서, 이하 도면을 참조로 종래의 인쇄방법에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 인쇄방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

우선, 도 1a와 같이, 인쇄노즐(10)을 이용하여 패턴물질(20)을 인쇄롤(30)에 도포한다. 여기서, 상기 인쇄롤(30)에는 블랭킷(35)이 부착되어 있어, 블랭킷(35)에 패턴물질(20)이 도포되게 된다.

여기서, 상기 블랭킷(35)은 상기 인쇄롤(30)에의 부착성이 우수해야 하고, 인쇄공정 중에 변형이 없어야 하는 등의 특성이 요구되는데, 현재까지 그와 같은 특성을 만족시키는 재료로서 Si계 수지가 널리 이용되고 있다.

그 후, 도 1b와 같이, 오목부(43) 및 볼록부(46)를 구비한 인쇄판(40) 상에서 상기 인쇄롤(30)을 회전시킨다.

그리하면, 상기 인쇄판(40)의 볼록부(46)에 일부 패턴물질(20a)이 전사되고, 잔존하는 패턴물질(20b)에 의해 인쇄롤(30)의 블랭킷(35)에 소정형상의 패턴(20b)이 형성된다.

그 후, 도 1c와 같이, 기판(50) 상에서 상기 인쇄롤(30)을 회전하여 상기 기판(50) 상에 패턴(20b)을 전사한다.

이와 같이 인쇄방법은 포토리소그래피공정과 같은 노광 및 현상 공정이 필요치 않아 비용도 저렴하며 공정도 간단하여 대량생산에 매우 적합하게 된다.

그러나, 이와 같은 인쇄방법의 경우 패턴 형성을 반복함에 따라, 인쇄롤(30)에 부착된 블랭킷(35)이 패턴물질(20) 내의 용제를 흡수하여 블랭킷(35)이 부풀어오르는 현상이 발생되는 문제가 있다.

이와 같이 블랭킷(35)이 부풀어오를 경우에는 정확한 패턴 형성이 불가능하게 된다.

즉, 도 2a와 같이 오목부(43) 및 볼록부(46)를 구비한 인쇄판(40) 상에서 패 턴물질(20)이 블랭킷(35)에 도포된 인쇄롤(30)을 회전시키는 공정에서, 블랭킷(35)이 부풀어오른 경우 패턴물질(20)이 인쇄판(40)의 오목부(43)와 접촉할 수가 있으며, 이 경우에는 도 2b와 같이, 패턴물질의 일부(20a)가 볼록부(46)에 전사됨과 더불어 패턴물질의 일부(20b)가 오목부(43)에도 전사되게 되어, 인쇄롤(30)의 블랭킷(35)에 잔존하는 패턴물질(20c)이 원하는 패턴으로 형성되지 못하고, A영역에서 패턴물질이 형성되지 않게 된다. 이와 같은 이유에서 정밀한 패턴 형성이 불가능하게 된다.

본 발명은 인쇄롤에 부착된 블랭킷이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 발생하는 패턴 불량을 방지할 수 있는 인쇄 장치 시스템을 제공하는 것을 제1목적으로 한다.

본 발명은 인쇄롤에 부착된 블랭킷이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 발생하는 패턴 불량을 방지할 수 있는 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 제2목적으로 한다.

본 발명은 상기 패턴 형성 방법을 이용하여 패턴 불량을 방지할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는 것을 제3목적으로 한다.

본 발명은 상기 제1목적을 달성하기 위해서, 오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판을 포함하여 이루어진 인쇄 장치 시스템을 제공한다.

본 발명은 상기 제2목적을 달성하기 위해서, 외면에 블랭킷이 부착된 인쇄롤에 패턴물질을 도포하는 공정; 오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판 위에서 상기 인쇄롤을 회전시켜 인쇄판의 볼록부에 소정의 패턴물질을 전사하고 잔존하는 패턴물질에 의해 인쇄롤에 패턴을 형성하는 공정; 및 기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 상기 기판 상에 패턴을 전사하는 공정을 포함하여 이루어진 패턴 형성방법을 제공한다.

본 발명은 상기 제3목적을 달성하기 위해서, 제1기판 및 제2기판을 준비하는 공정; 및 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1기판을 준비하는 공정은 상기 제1기판 상에 패턴을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 패턴을 형성하는 공정은, 외면에 블랭킷이 부착된 인쇄롤에 패턴물질을 도포하는 공정; 오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판 위에서 상기 인쇄롤을 회전시켜 인쇄판의 볼록부에 소정의 패턴물질을 전사하고 잔존하는 패턴물질에 의해 인쇄롤에 패턴을 형성하는 공정; 및 기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 상기 기판 상에 패턴을 전사하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법을 제공한다.

즉, 본 발명은 인쇄판의 오목부에 소수성층을 형성함으로써, 비록 인쇄롤에 부착된 블랭킷이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 블랭킷이 원하지 않는 인쇄판의 오목부와 접촉한다 하더라도, 오목부에 형성된 소수성층에 의해 블랭킷에 도포된 패턴물질이 오목부에 전사되는 것을 방지하여 패턴불량이 방지되도록 한 것이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 인쇄 장치 시스템에 대해서 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치 시스템의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄판의 단면도이다.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치 시스템은 레일(101), 인쇄롤(100), 인쇄노즐(200), 인쇄판(300) 및 기판(400)을 포함하여 이루어진다.

상기 인쇄롤(100)은 그 외면에 블랭킷(110)이 부착되어 있다. 상기 인쇄롤(100)은 상기 레일(101)을 통해 인쇄노즐(200), 인쇄판(300), 및 기판(400)을 경유하여 이동하면서 기판(400)에 패턴을 형성하게 된다.

상기 인쇄노즐(200)은 상기 인쇄롤(100)에 패턴물질을 공급하는 역할을 한다.

상기 인쇄판(300)은, 상기 인쇄롤(100)이 상기 인쇄판(300) 위를 회전하면 인쇄판(300)의 볼록부에 패턴물질의 일부가 전사되어 인쇄롤(100)에 원하는 패턴만이 남도록 하는 역할을 한다. 따라서, 상기 인쇄롤(100)이 상기 인쇄판(300) 위를 회전한 후에는 인쇄판(300)의 볼록부에 전사된 패턴 물질의 일부를 제거하기 위해서 세정기(500)가 추가로 형성된다.

상기 인쇄판(300)은, 도 4에서 알 수 있듯이, 볼록부(310) 및 오목부(320)가 형성되어 있고, 상기 오목부(320)에는 소수성층(330)이 형성되어 있다. 상기 소수성층(330)의 재료로는 금속이 이용될 수 있다.

상기 인쇄판(300)의 오목부(320)에 형성된 소수성층(330)은 상기 인쇄 롤(100)에 부착된 블랭킷(110)이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 블랭킷(110)이 원하지 않는 인쇄판의 오목부(320)와 접촉한다 하더라도 오목부(320)에 패턴물질이 전사되지 않도록 한다. 이와 같은 이유는 다음과 같다.

상기 인쇄판(300)은 일반적으로 글라스(glass) 재질로 이루어지는데, 글라스 재질은 친수성특성을 갖는다. 따라서, 상기 인쇄판(300)의 볼록부(310)는 친수성 특성을 갖는다. 한편, 친수성 특성을 갖는 재질은 소수성 특성을 갖는 재질에 비하여 표면에너지가 크게 된다. 여기서, 표면에너지는 고체상이 기체상과 계면을 이루기 위해 필요한 에너지를 말하는 것으로서, 어느 물질의 표면에너지가 작다는 것은 그 물질이 공기와 쉽게 계면을 이루게 되어 다른 물질에 잘 부착되지 못한다는 것을 의미하고, 반대로 어느 물질의 표면에너지가 크다는 것은 그 물질이 다른 물질에 잘 부착된다는 것을 의미한다. 따라서, 인쇄판(300)의 볼록부(310)가 인쇄판(300)의 오목부(320)에 형성된 소수성층(330)에 비하여 표면에너지가 크기 때문에, 패턴물질이 인쇄판(300)의 오목부(320)에 형성된 소수성층(330)에는 잘 부착되지 않고 인쇄판(300)의 볼록부(310)에는 잘 부착되게 된다. 결국, 상기 인쇄롤(100)에 부착된 블랭킷(110)이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 블랭킷(110)이 원하지 않는 인쇄판의 오목부(320)와 접촉한다 하더라도, 오목부(320)에 소수성층(330)이 형성되어 있기 때문에 패턴물질이 소수성층(330)에는 잘 전사되지 않게 된다.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 패턴 형성 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 인쇄노즐(200)로부터 패턴물질(150)을 인쇄롤(100)의 블랭킷(110)에 도포한다.

다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 인쇄판(300) 위에서 상기 인쇄롤(100)을 회전시켜 인쇄판(300)의 볼록부(310)에 소정의 패턴물질(150a)을 전사하고 잔존하는 패턴물질(150b)에 의해 인쇄롤(100)에 패턴(150b)을 형성한다.

상기 인쇄판(300)은, 도 4에서와 같이, 볼록부(310) 및 오목부(320)가 형성되어 있고, 상기 오목부(320)에는 소수성층(330)이 형성된 것으로서, 상기 인쇄판(300)은 전술한 실시예와 동일하므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 기판(400) 상에서 상기 인쇄롤(100)을 회전하여 상기 기판(400) 상에 패턴(150b)을 전사한다.

한편, 패턴 형성 공정이 완료된 후에 상기 인쇄판(300)을 세정하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.

우선, 제1기판 및 제2기판을 준비한다.

상기 제1기판은 투명기판 상에 빛의 누설을 방지하기 위한 블랙매트릭스층을 형성하고, 상기 블랙매트릭스층 위에 컬러필터층을 형성하고, 상기 컬러필터층 위에 공통전극을 형성하여 준비한다.

상기 제2기판은 투명기판 상에 게이트전극, 반도체층, 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어진 박막트랜지스터를 형성하고, 상기 드레인 전극과 연결되는 화소전극을 형성하여 준비한다.

이때, 상기 제1기판 준비공정에서, 상기 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하는 공정은 전술한 패턴 형성방법을 이용하여 형성한다.

다음, 상기 양 기판 사이에 액정층을 형성한다.

상기 액정층을 형성하는 공정은 액정주입법 또는 액정적하법을 이용하여 수행한다.

상기 액정주입법은 상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 주입구를 구비한 씨일재를 형성하고, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하고, 상기 주입구를 통해 액정을 주입하는 공정으로 이루어진다.

상기 액정적하법은 상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 주입구 없는 씨일재를 형성하고, 상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 액정을 적하하고, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 공정으로 이루어진다.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면, 인쇄판의 오목부에 소수성층을 형성함으로써, 비록 인쇄롤에 부착된 블랭킷이 패턴물질 내의 용제에 의해 부풀어오름으로써 블랭킷이 원하지 않는 인쇄판의 오목부와 접촉한다 하더라도, 오목부에 형성된 소수성층에 의해 블랭킷에 도포된 패턴물질이 오목부에 전사되는 것을 방지하여 패턴불량이 방지된다.

Claims (17)

1. 오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판을 포함하여 이루어진 인쇄 장치 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄판의 볼록부는 친수성 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 소수성층은 상기 인쇄판의 볼록부보다 표면에너지가 작은 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 소수성층은 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄판에 소정의 패턴물질을 전사하는 인쇄롤, 상기 인쇄롤에 패턴물질을 제공하는 인쇄노즐, 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시 스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄롤은 그 외면에 블랭킷이 부착된 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄판을 세정할 수 있는 세정기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치 시스템.
8. 외면에 블랭킷이 부착된 인쇄롤에 패턴물질을 도포하는 공정;

   오목부 및 볼록부를 구비하고 상기 오목부에 소수성층이 형성된 인쇄판 위에서 상기 인쇄롤을 회전시켜 인쇄판의 볼록부에 소정의 패턴물질을 전사하고 잔존하는 패턴물질에 의해 인쇄롤에 패턴을 형성하는 공정; 및

   기판 상에서 상기 인쇄롤을 회전하여 상기 기판 상에 패턴을 전사하는 공정을 포함하여 이루어진 패턴 형성 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 인쇄롤에 패턴물질을 도포하는 공정은, 인쇄노즐을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 인쇄판의 볼록부는 친수성 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 소수성층은 상기 인쇄판의 볼록부보다 표면에너지가 작은 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
12. 제8항에 있어서,

    상기 소수성층은 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
13. 제8항에 있어서,

    상기 인쇄판을 세정하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
14. 제1기판 및 제2기판을 준비하는 공정; 및

    상기 제1기판 및 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,

    이때, 상기 제1기판을 준비하는 공정은 상기 제1기판 상에 패턴을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 패턴을 형성하는 공정은 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 패턴 형성방법에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 패턴은 블랙매트릭스층 또는 컬러필터층인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
16. 제14항에 있어서,

    상기 액정층을 형성하는 공정은

    상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 주입구를 구비한 씨일재를 형성하는 공정;

    상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 공정; 및

    상기 주입구를 통해 액정을 주입하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
17. 제14항에 있어서,

    상기 액정층을 형성하는 공정은

    상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 주입구 없는 씨일재를 형성하는 공정;

    상기 제1기판 및 제2기판 중 어느 한 기판 상에 액정을 적하하는 공정; 및

    상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.

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