KR20100128897A - Forming method of print pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인쇄 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 폭의 인쇄 패턴을 형성할 수 있는 인쇄 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a printing pattern forming method, and more particularly, to a printing pattern forming method capable of forming a fine width printing pattern.
표시 장치의 전극, 예를 들어 플라즈마 디스플레이 패널의 전극, 전자파 차폐용 필터의 메쉬(mesh)형 차폐 부재, 및 액정 표시 장치의 스페이서 등을 형성하기 위해 오프셋(off-set) 인쇄 방법이 널리 사용되고 있다.Off-set printing methods are widely used to form electrodes of display devices, for example, electrodes of plasma display panels, mesh-type shielding members of electromagnetic wave shielding filters, and spacers of liquid crystal display devices. .
오프셋 인쇄 방법에서는 피인쇄물에 직접 인쇄를 하지 않고, 그라비아 롤의 홈에 페이스트를 수용한 다음 중간 매개체인 블랭킷 롤을 이용하여 그라비아 롤로부터 페이스트를 떼어낸 후 이를 피인쇄물에 인쇄를 한다. 이러한 오프셋 인쇄 방법에서는 그라비아 롤의 홈 가공 한계 및 페이스트의 점탄성 특성 등으로 인해 미세 패턴을 구현하는데 어려움이 있다.In the offset printing method, the paste is accommodated in the groove of the gravure roll, and the paste is removed from the gravure roll using a blanket roll, which is an intermediate medium, and then printed on the printed matter. In such an offset printing method, it is difficult to implement a fine pattern due to the groove processing limit of the gravure roll and the viscoelastic properties of the paste.
공정 비용이 비교적 저렴한 오프셋 인쇄 방법을 이용하면서도 미세 폭의 인쇄 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 인쇄 패턴 형성 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a printing pattern forming method capable of easily forming a fine width printing pattern while using an offset printing method having a relatively low process cost.
본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 패턴 형성 방법은, ⅰ) 피인쇄물 위에 페이스트를 특정 패턴으로 도포하는 단계와, ⅱ) 도포된 페이스트를 경화시켜 임시 패턴을 형성하는 단계와, ⅲ) 임시 패턴의 표면을 깎아 임시 패턴의 폭을 줄이는 단계와, ⅳ) 임시 패턴을 소성하여 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The printing pattern forming method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: i) applying a paste on a to-be-printed object in a specific pattern; ii) curing the applied paste to form a temporary pattern; Cutting the surface to reduce the width of the temporary pattern; and iii) firing the temporary pattern to form a printed pattern.
페이스트를 도포하는 단계에서, 페이스트는 오프셋 인쇄로 도포될 수 있다. 페이스트는 도전성 물질과 유리 프릿을 포함할 수 있다.In the step of applying the paste, the paste may be applied by offset printing. The paste may comprise a conductive material and a glass frit.
임시 패턴을 형성하는 단계에서, 페이스트는 노광, 건조, 및 열 경화 중 어느 하나의 방법으로 경화될 수 있다. 임시 패턴은 피인쇄물과 멀어지는 방향을 향하여 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.In the step of forming the temporary pattern, the paste may be cured by any one of exposure, drying, and thermal curing. The temporary pattern may be formed in a convex shape toward a direction away from the to-be-printed object.
임시 패턴의 폭을 줄이는 단계에서, 임시 패턴은 현상액과의 화학적 반응에 의해 표면이 깎일 수 있다. 임시 패턴의 폭을 줄이는 단계 이전에 측정한 임시 패턴의 폭을 1로 가정할 때 임시 패턴의 폭에 대한 인쇄 패턴의 폭 비율은 0.05 내지 0.95일 수 있다. In the step of reducing the width of the temporary pattern, the temporary pattern may be shaved by a chemical reaction with the developer. Assuming that the width of the temporary pattern measured before the step of reducing the width of the temporary pattern is 1, the ratio of the width of the printed pattern to the width of the temporary pattern may be 0.05 to 0.95.
인쇄 패턴은 표시 장치의 전극, 전자파 차폐용 필터의 메쉬형 차폐 부재, 액정 표시 장치의 스페이서, 및 알에프아이디(RFID; Radio Frequency IDentification) 태그 중 어느 하나로 사용될 수 있다.The printing pattern may be used as any one of an electrode of a display device, a mesh-type shielding member of an electromagnetic wave shielding filter, a spacer of a liquid crystal display device, and a radio frequency identification (RFID) tag.
포토리소그래피와 같이 공정이 복잡하고 공정 비용이 높은 패턴 형성법과 비교하여 공정 과정을 단순화하고, 공정 비용을 절감할 수 있으며, 수㎛ 내지 20㎛ 폭의 미세한 인쇄 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.Compared with the pattern formation method, which is complicated and has high process cost, such as photolithography, the process can be simplified, the process cost can be reduced, and fine printing patterns having a width of several μm to 20 μm can be easily formed.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명을 단지 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As can be easily understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the following embodiments are only intended to illustrate the present invention, and various forms without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be modified.
이하에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련 기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used hereinafter have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms defined in advance are further interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 패턴 형성 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flowchart showing a printing pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 인쇄 패턴 형성 방법은, 피인쇄물 위에 페이스트를 특정 패턴으로 도포하는 제1 단계(S100)와, 도포된 페이스트를 경화시켜 임시 패턴을 형성하는 제2 단계(S200)와, 임시 패턴의 표면을 깎아 임시 패턴의 폭을 줄이는 제3 단계(S300)와, 임시 패턴을 소성하여 인쇄 패턴을 형성하는 제4 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the printing pattern forming method may include a first step S100 of applying a paste on a to-be-printed object in a specific pattern, a second step S200 of curing the applied paste to form a temporary pattern, and a temporary A third step (S300) of cutting the surface of the pattern to reduce the width of the temporary pattern, and a fourth step (S400) of firing the temporary pattern to form a printed pattern.
도 2는 도 1에 도시한 제1 단계(S100)의 페이스트를 나타낸 개략 단면도이 다. 도 2를 참고하면, 제1 단계(S100)에서 페이스트(12)를 도포하기 위해 오프셋 인쇄 장치를 이용할 수 있다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the paste of the first step S100 shown in FIG. Referring to FIG. 2, an offset printing apparatus may be used to apply the
오프셋 인쇄 장치(도시하지 않음)는 페이스트를 토출하는 디스펜서, 외표면에 홈을 형성하여 페이스트를 수용하는 그라비아 롤, 그라비아 롤로부터 페이스트를 떼어낸 후 이를 피인쇄물 위에 도포시키는 블랭킷 롤을 포함할 수 있다.The offset printing apparatus (not shown) may include a dispenser for discharging the paste, a gravure roll for forming a groove in the outer surface to receive the paste, and a blanket roll for removing the paste from the gravure roll and then applying it onto the substrate. .
페이스트(12)는 그라비아 롤에 형성된 홈의 패턴과 동일한 형태로 피인쇄물(14) 위에 도포된다. 페이스트(12)는 스트라이프(stripe) 형태, 메쉬(mesh) 형태, 또는 그 이외의 다양한 형태로 용이하게 도포될 수 있다. 또한, 페이스트(12)는 인쇄 패턴의 사용처에 따라 도전성 물질을 포함할 수 있다. 즉, 인쇄 패턴이 표시 장치의 전극이나 전자파 차폐용 필터의 차폐 부재로 사용되는 경우, 페이스트(12)는 도전성 물질을 포함한다.The
예를 들어, 인쇄 패턴이 전자파 차폐용 필터의 차폐 부재로 사용되는 경우, 페이스트(12)는 도전성 금속, 용제, 결합제, 및 탄성을 가진 유기물 등을 포함할 수 있다. 도전성 금속으로는 은, 구리, 니켈, 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다. 용제로는 비점이 200℃ 이상인 고비점 물질과 비점이 200℃ 이하인 저비점 물질 중 하나를 선택적으로 사용하거나, 고비점 물질과 저비점 물질을 혼합하여 사용할 수 있다. 결합제로는 유리 프릿(glass frit)을 사용할 수 있다. 유기물로는 아크릴 수지, 아크릴레이트 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 또는 올리고머 등을 사용할 수 있다. 이후의 소성 공정에서 유기물은 제거되고 유리 프릿은 소결된다.For example, when the printed pattern is used as a shielding member of the electromagnetic wave shielding filter, the
제1 단계(S100)에서 피인쇄물(14) 위에 도포된 페이스트(12)는 제1폭(w1)을 가진다. 제1폭(w1)은 그라비아 롤에 형성된 홈의 폭보다 작을 수 있다. 예를 들어, 그라비아 롤의 홈이 30㎛의 폭과 20㎛의 깊이를 가지는 경우, 피인쇄물(14) 위에 도포된 페이스트(12)는 30㎛보다 작은 폭을 가지며, 최소 20㎛의 폭을 가질 수 있다.The
도 3은 도 1에 도시한 제2 단계(S200)의 임시 패턴을 나타낸 개략 단면도이다. 도 3을 참고하면, 제2 단계(S200)에서 페이스트(12)를 경화시키기 위해 건조, 노광, 및 열 경화 중 어느 하나의 방법이 이용될 수 있다.3 is a schematic cross-sectional view illustrating a temporary pattern of the second step S200 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 3, one of drying, exposure, and thermal curing may be used to cure the
건조의 경우, 페이스트(12)를 상온에서 자연 건조하거나 열 건조기 또는 적외선 건조기와 같은 건조 장치를 이용할 수 있다. 후자의 경우, 건조기의 온도는 30℃ 내지 150℃일 수 있다. 건조 온도가 높을수록, 건조 시간이 길수록, 급배기 유량을 크게 할수록 페이스트(12)를 효과적으로 경화시킬 수 있다.노광의 경우, 페이스트(12)의 조성에 따라 노광 조건을 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 노광 램프의 광량은 10mJ 내지 100mJ일 수 있으며, 광량이 클수록, 노광 시간이 길수록, 노광 횟수가 많을수록 페이스트(12)를 효과적으로 경화시킬 수 있다.In the case of drying, the
열 경화의 경우 또한 페이스트(12)의 조성에 따라 열 경화 조건을 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 열 경화기의 온도는 상온(대략 25℃) 내지 60℃일 수 있으며, 경화 온도가 높을수록, 진행 시간이 길수록, 급배기 유량을 크게 할수록 페이스트(12)를 효과적으로 경화시킬 수 있다.In the case of thermal curing, the thermal curing conditions can also be set in various ways according to the composition of the
페이스트(12)는 자외선 경화성 유기물을 포함할 수 있다. 이 경우 도포된 페이스트(12)에 자외선을 조사하여 페이스트(12)를 경화시킨다. 다른 한편으로, 페 이스트(12)는 열 경화성 유기물을 포함할 수 있다. 이 경우 도포된 페이스트(12)에 열을 가하여 페이스트(12)를 경화시킨다.The
제2 단계(S200)에서 페이스트(12)는 완전 경화되어 임시 패턴(16)을 형성하며, 임시 패턴(16)은 제1 단계(S100)의 페이스트(12)와 거의 유사한 형상을 유지한다. 임시 패턴(16)은 피인쇄물(14)과 멀어지는 방향을 향하여 볼록한 형상으로 형성될 수 있다. 임시 패턴(16)은 제2폭(w2)을 가진다. 제2폭(w2)은 제1폭(w1)(도 2 참조)과 같거나 이보다 약간 작을 수 있다.In the second step S200, the
제2 단계(S200)에서 페이스트(12)를 완전 경화시켜 임시 패턴(16)을 형성함에 따라, 다음에 이어지는 제3 단계(S300)에서 임시 패턴(16)의 변형을 최소화할 수 있다. 만일 페이스트를 경화시키지 않거나 부분 경화시키는 경우를 가정하면, 다음에 이어지는 제3 단계에서 임시 패턴의 일부가 제거되거나 임시 패턴의 폭이 불균일해지는 등, 임시 패턴의 불량이 발생할 수 있다.As the
도 4는 도 1에 도시한 제3 단계(S300)의 임시 패턴을 나타낸 개략 단면도이다. 도 4를 참고하면, 제3 단계(S300)에서 임시 패턴(16)의 표면을 깎기 위해 현상액이 사용될 수 있다.4 is a schematic cross-sectional view illustrating a temporary pattern of the third step S300 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 4, in the third step S300, a developer may be used to cut the surface of the
현상액은 임시 패턴(16)에 대한 선택적 식각 특성을 지닌 용액으로서, 노즐(도시하지 않음)을 통해 피인쇄물(14) 위로 고르게 분사된다. 현상액은 임시 패턴(16)과 화학적으로 반응하므로, 현상액에 닿은 임시 패턴(16)의 표면이 현상액과의 화학적 반응에 의해 깎인다. 따라서 현상 후 임시 패턴(161)은 현상 전보다 작은 폭을 가진다.The developer is a solution having selective etching characteristics for the
제3 단계(S300)를 거친 임시 패턴(161)은 제3폭(w3)을 가지며, 제3폭(w3)은 제2폭(w2)(도 3 참조)보다 작은 값을 가진다. 제3폭(w3)은 현상액의 조성, 현상액의 도포 방법 및 현상액 도포 시간 등을 제어하여 용이하게 조절할 수 있다. 현상액은 NaOH를 포함할 수 있으며, 노즐을 이용한 분사 방식을 적용할 수 있다. 분사 압력은 2Kgf 내지 5Kgf일 수 있고, 노즐의 스윙 각도는 60° 이내일 수 있다. 제3 단계(S300)에서 사용된 현상액은 세정 과정을 거쳐 제거되므로 피인쇄물(14) 위에 남지 않는다.The
도 5는 도 1에 도시한 제4 단계(S400)의 인쇄 패턴을 나타낸 개략 단면도이다. 도 5를 참고하면, 제4 단계(S400)에서 소성을 거쳐 인쇄 패턴(18)이 완성된다. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a printing pattern of the fourth step S400 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 5, the
소성 온도는 대략 350℃ 내지 600℃일 수 있다. 소성 과정에서 페이스트에 포함된 유기물은 제거되고, 유리 프릿이 소결되어 피인쇄물(14)에 대한 접착력이 강화된다. 소성 공정을 적용하기 위해 피인쇄물(14)은 유리 기판인 것이 바람직하다.The firing temperature may be approximately 350 ° C to 600 ° C. In the firing process, the organic matter contained in the paste is removed, and the glass frit is sintered to enhance adhesion to the
제4 단계(S400)를 거친 인쇄 패턴(18)은 제4폭(w4)을 가지며, 제4폭(w4)은 현상 후 임시 패턴(161)의 제3폭(w3)(도 4 참조)보다 작은 값을 가진다. 현상 전 임시 패턴(16)의 제2폭(w2)(도 3 참조)과 완성된 인쇄 패턴(18)의 제4폭(w4)을 비교하면, 제2폭(w2)을 1로 가정할 때 제2폭(w2)에 대한 제4폭(w4)의 비율은 0.05 내지 0.95일 수 있다. 즉, 인쇄 패턴(18)의 제4폭(w4)은 최소 제2폭(w2)의 95%에서 최대 제2폭(w2)의 5%까지 축소될 수 있다.The printed
제2폭(w2)에 대한 제4폭(w4)의 비율이 0.05 미만이 되도록 인쇄 패턴(18)을 형성하는 것도 가능하지만, 이 경우 인쇄 패턴(18)의 기능성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 패턴(18)이 표시 장치의 전극으로 사용되는 경우 전극의 저항이 증가하고, 전자파 차폐용 필터의 차폐 부재로 사용되는 경우 차폐 부재의 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다. 또한, 제2폭(w2)에 대한 제4폭(w4)의 비율이 0.95를 초과하도록 인쇄 패턴(18)을 형성하는 것도 가능하지만, 이 경우 인쇄 패턴(18)의 폭 감소비가 극히 작으므로 인쇄 패턴을 미세화시키는 효과가 미비하다.It is also possible to form the
전술한 경화 공정 및 현상 공정의 조건을 변화시켜 인쇄 패턴(18)의 폭 감소 비율을 용이하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 단계(S100)에서 페이스트(12)를 대략 20㎛의 폭으로 도포한 경우, 제4 단계(S400)를 거친 인쇄 패턴(18)의 폭(w4)을 최대 1㎛까지 축소시킬 수 있다.By changing the conditions of the above-mentioned curing process and developing process, the width reduction ratio of the printed
본 실시예에서는 공정 비용이 비교적 저렴한 오프셋 인쇄 공정과 현상 공정을 이용하여 수㎛ 내지 100㎛ 폭의 인쇄 패턴(18)을 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 포토리소그래피와 같이 공정이 복잡하고 공정 비용이 높은 패턴 형성법과 비교하여 공정 과정을 단순화하고, 공정 비용을 절감시킬 수 있다.In the present embodiment, a
하기 표에 공정 조건에 따른 임시 패턴과 인쇄 패턴의 폭 변화를 나타내었다.The following table shows the width change of the temporary pattern and the printing pattern according to the process conditions.
상기 표의 결과로부터, 동일한 노광 및 건조 과정을 거친 동일한 페이스트에 대해 현상 단계에서 분사 압력과 분사 속도를 조절함에 따라 인쇄 패턴의 폭을 다양하게 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.From the results of the above table, it can be seen that the width of the printing pattern can be variously changed by controlling the spraying pressure and the spraying speed in the developing step for the same paste that has undergone the same exposure and drying process.
전술한 방법으로 완성된 인쇄 패턴(18)은 표시 장치, 예를 들어 플라즈마 디스플레이 패널의 전극, 표시 장치에 부착되는 전자파 차폐용 필터의 차폐 부재, 액정 표시 장치의 스페이서, 및 알에프아이디(RFID; Radio Frequency IDentification) 태그 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.The printed
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described above, it will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 패턴 형성 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flowchart showing a printing pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 제1 단계의 페이스트를 나타낸 개략 단면도이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the paste of the first step shown in FIG.
도 3은 도 1에 도시한 제2 단계의 임시 패턴을 나타낸 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing the temporary pattern of the second step shown in FIG.
도 4는 도 1에 도시한 제3 단계의 임시 패턴을 나타낸 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing the temporary pattern of the third step shown in FIG.
도 5는 도 1에 도시한 제4 단계의 인쇄 패턴을 나타낸 개략 단면도이다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the print pattern of the fourth step shown in FIG.
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