KR20140140196A - 인쇄 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 방법 - Google Patents

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KR20140140196A KR1020130060511A KR20130060511A KR20140140196A KR 20140140196 A KR20140140196 A KR 20140140196A KR 1020130060511 A KR1020130060511 A KR 1020130060511A KR 20130060511 A KR20130060511 A KR 20130060511A KR 20140140196 A KR20140140196 A KR 20140140196A
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Abstract

본 출원은 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 바인더 수지; 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 끓는점이 180 ℃ 이상의 락톤계 고비점 용매를 포함하는 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법에 관한 것이다.

Description

인쇄 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 방법{PRINTING COMPOSITIN AND PRINTING METHOD USING THE SAME}
본 출원은 인쇄 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은 미세패턴 형성이 가능하고, 도막의 균일성 및 인쇄 공정 마진을 개선할 수 있는 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 방법에 관한 것이다.
최근 터치스크린, 디스플레이, 반도체 등 전자소자의 성능이 다양화 및 고도화되면서 다양한 기능을 갖는 재료들을 이용하여 패턴을 형성할 필요가 있었고, 상기 패턴의 선폭 및 선간격을 더욱 미세하게 형성할 필요가 증가하고 있다.
예컨대, 각종 전자 소자에서 전극 형성을 위한 도전성 패턴이나, 컬러필터의 블랙매트릭스 또는 도전성 패턴 형성을 위한 레지스트 패턴 등이 많이 사용되고 있다. 이들은 전자소자의 소형화 및 성능의 고도화가 이루어질수록 더욱 미세하게 형성될 필요가 있다.
종래 패턴을 형성하기 위한 방법은 용도에 따라 다양했으나, 대표적으로 포토리소그래피법(photolithography), 스크린 인쇄법, 잉크젯법 등이 있다.
상기 포토리소그래피법은 감광성 재료로 감광층을 형성하고, 이를 선택적으로 노광 및 현상하여 패터닝함으로써 패턴을 형성할 수 있는 방법이다.
그런데, 포토리소그래피법은 최종 제품에 포함되지 않는, 현상되어 없어지는 감광성 재료 및 현상액에 대한 비용과, 상기 감광성 재료 및 현상액의 폐기 비용으로 인하여 공정 비용의 상승을 초래한다. 또한, 상기 재료들의 폐기에 따른 환경오염의 문제가 있다. 또한, 상기 방법은 공정 수가 많고 복잡하여 시간 및 비용이 많이 소요된다.
상기 스크린 인쇄법은 수백 나노미터 내지 수십 마이크로미터 크기의 도전성 입자에 기반한 잉크를 이용하여 스크린 인쇄한 후 소성하는 방법으로 수행된다.
상기 포토리소그래피법 및 상기 잉크젯법은 수십 마이크로미터의 미세패턴을 구현하는데 한계가 있다.
본 출원은 상기 문제를 해결하기 위하여, 실리콘계 블랭킷을 이용한 리버스 오프셋 인쇄 공정을 통하여 미세한 패턴을 구현할 수 있고, 인쇄 대기 시간 및 패턴 정밀도를 개선할 수 있는 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 바인더 수지; 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 끓는점이 180 ℃ 이상의 락톤계 고비점 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 제공한다.
또한, 본 출원의 일 실시상태는 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용한 인쇄 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 인쇄 방법은 상기 인쇄 조성물을 실리콘계 블랭킷상에 코팅하는 단계; 상기 실리콘계 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 도막에 클리쉐를 접촉하여 일부 도막을 제거하는 단계; 및 상기 실리콘계 블랭킷 상에 남아 있는 인쇄 조성물 도막을 피인쇄체에 전사하는 단계를 포함한다.
본 출원에 따른 인쇄 조성물은 특히 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 방법에 사용하기에 적합하도록 최적화된 것으로서, 인쇄 조성물 내 용매를 인쇄 공정에서 사용되는 실리콘계 블랭킷과의 관계에서 특정 물성을 갖도록 조절함으로써, 인쇄 횟수가 반복되더라도 블랭킷의 팽윤현상을 최소화할 수 있고, 적절한 증발속도를 가지는 고비점 용매를 적용함으로써 인쇄 대기 시간 및 패턴 정밀도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 리버스 오프셋 인쇄 방법의 공정 모식도를 예시한 것이다.
이하, 본 출원에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 바인더 수지; 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 끓는점이 180 ℃ 이상의 락톤계 고비점 용매를 포함할 수 있다.
본 출원의 발명자들은 실리콘계 재료로 이루어진 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 방법에 사용하기 위한 인쇄 조성물로서, 인쇄 조성물 내에 포함되는 바인더 수지와 인쇄 공정 중에 사용되는 상기 블랭킷 재료의 특성을 고려하여 인쇄 조성물의 용매를 선택함으로써, 인쇄 공정성 향상 및 미세 패턴 구현이 가능함을 밝혀내었으며, 이를 기초로 상기 실리콘계 블랭킷을 사용하는 경우에 용매의 최적 물성치를 도출하기에 이르렀다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 락톤계 고비점 용매는 비교적 낮은 휘발성을 나타내는 용매로서, 피인쇄체에 패턴을 전사할 때까지 인쇄 조성물에 끈적거림(tackiness)을 부여할 수 있다.
또한, 상기 락톤계 고비점 용매의 끓는 점은 180 ℃이상인 것이 바람직하다. 상기 수치범위 내의 끓는 점을 갖는 고비점 용매를 포함함으로써, 피인쇄체에 패턴을 전사할 때까지 인쇄 조성물에 끈적거림(tackiness)을 부여할 수 있고, 공정 대기 시간을 감소시킬 수 있으며, 블랭킷의 팽윤현상을 감소시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 락톤계 고비점 용매의 끓는 점은 300 ℃ 이하일 수 있으며, 250 ℃이하인 것이 바람직하다. 고비점 용매의 끓는 점이 250 ℃ 이하인 것이 최종 인쇄물에 용매가 잔류하여 건조 또는 경화 시간이 오래 걸리는 문제를 방지할 수 있으며, 인쇄 패턴의 정밀도도 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하일 수 있다.
상기 락톤계 고비점 용매의 용해도 파라미터가 상기 수치범위 내인 경우, 상기 용매에 대한 바인더 수지의 용해성이 높고, 용매와 바인더 수지와의 상용성이 높기 때문에, 실리콘계 블랭킷 상에 도포된 도막의 끈적거림(tackiness)를 부여할 수 있다.
본 출원에서 상기 용해도 파라미터란 용해도의 척도로서, 힐데브란트(Hildebrand) 용해도 파라미터를 참고하였다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 4 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 스웰링 파라미터는 3.6 % 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 스웰링 파라미터는 3.2 % 이하일 수 있다.
본 출원의 스웰링 파라미터란 용매에 대한 실리콘 블랭킷의 팽윤 정도를 측정한 수치이다. 측정 방법의 한 예는 아래와 같다. 지름 4.8 ㎝ 크기의 페트리디쉬(Petri dish)에 실리콘계 블랭킷, 예를들면 PDMS(polydimethylsiloxane) 7 g을 부은 후 상온에서 24시간, 60 ℃에서 24시간 경화한 후, 경화된 PDMS를 페트리디쉬에서 뜯어낸 후 뜯어낸 PDMS 시편의 무게를 측정하고 나서, 용매에 20분간 담지한다. 그리고 나서 담지된 PDMS 시편을 꺼내고 30초 내지 40초 이내에 표면에 남아있는 잔류 용매를 제거하여 전자저울(AND사 GF 시리즈)을 이용하여 스웰링에 의한 PDMS의 무게 변화를 측정할 수 있다.
상기 스웰링 파라미터는 하기 수학식 1로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
스웰링 파라미터(%) = {(담지 후 실리콘계 블랭킷의 무게 - 담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게)/(담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게)}×100
상기 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 상기 수치범위 내인 경우, 상기 용매에 의하여 실리콘계 블랭킷이 스웰링되는 정도가 낮기 때문에, 인쇄 횟수가 반복되더라도 블랭킷의 팽윤현상을 최소화할 수 있고, 블랭킷의 형태 변형(deformation)이 최소화되도록 제어할 수 있다. 이에 의하여, 인쇄 공정 시간을 일정하게 유지할 수 있으며, 인쇄 횟수가 반복되더라도 형성되는 패턴 정밀도가 우수하게 유지될 수 있다. 이와 같은 이유로, 상기 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 작을수록 좋다.
본 출원의 상기 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터에 관한 수치범위는 상기 블랭킷의 재료와 밀접한 관계를 갖는다. 따라서, 상기 수치범위는 상기 블랭킷이 실리콘계 재료인 경우에 적합하게 적용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 4 % 이하일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 25℃에서 증기압이 0.45 kPa 이하일 수 있다.
상기 락톤계 고비점 용매의 증기압이 25 ℃에서 상기 수치범위 내인 경우, 잉크 도막의 증발속도가 감소하여 도포 후 피인쇄체에 패턴을 전사할 때까지의 시간이 증가하더라도 인쇄 조성물의 끈적거림을 부여할 수 있다. 또한, 인쇄 마진이 크게 상승하여 대면적 적용시 패턴 균일성 확보에 유리하다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 4 % 이하이며, 25 ℃에서 증기압이 0.45 kPa 이하일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 락톤계 고비점 용매는 감마발레로락톤(Gamma-valerolactone), 델타발레로락톤(Delta- valerolactone), 감마부티로락톤(Gamma-butylrolactone), 감마헥사락톤(Gamma-hexalactone), 감마옥타락톤(Gammma-octalactone), 감마데카노락톤(Gamma-octalactone), 감마데카노락톤(Gammma-decanolactone), 델타옥타노락톤(Delta-octanolactone) 및 델타도데카노락톤(Delta-dodecanolactone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이 포함될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 저비점 용매는 인쇄 조성물이 블랭킷 상에 도포될 때까지 인쇄 조성물의 낮은 점도 및 블랭킷에 대한 우수한 도포성을 유지하도록 하다가, 휘발에 의해 제거되어 인쇄 조성물의 점도를 높이고 블랭킷 상에서의 패턴 형성 및 유지가 잘 이루어지도록 하는 효과가 있다.
상기 저비점 용매의 끓는 점이 100 ℃ 미만일 수 있고, 구체적으로 95 ℃ 이하일 수 있고, 더욱 구체적으로 90 ℃ 이하일 수 있다. 상기 수치범위 내의 끓는 점을 갖는 저비점 용매를 포함함으로써 인쇄 조성물을 블랭킷 상에 도포한 후, 상기 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 도막에 클리셰를 접촉시켜 일부 도막을 제거하기 전까지의 공정 대기 시간을 감소시킬 수 있으며, 블랭킷의 팽윤현상을 감소시킬 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 저비점 용매의 끓는 점은 50 ℃ 이상일 수 있다. 상기 저비점 용매의 끓는 점이 너무 낮은 경우 블랭킷에 인쇄 조성물을 도포할 때 노즐에서 인쇄 조성물이 건조되는 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 인쇄 조성물의 도포 직후의 레벨링성이 우수하도록 하기 위하여 상기 저비점 용매의 끓는 점이 50 ℃ 이상이면 효과가 더욱 좋다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 저비점 용매는 알코올류, 케톤류, 아세테이트류 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 디메틸카보네이트; 메탄올; 메틸에틸케톤; 이소프로필알코올; 에틸아세테이트; 에탄올; 프로판올; 알릴알코올 및 1,3-프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 다만, 본 출원의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 중비점 용매는 상기 저비점 용매가 휘발된 이후에도 인쇄 조성물에 남아서 작용을 할 수 있다.
상기 중비점 용매는 끓는 점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만일 수 있고, 구체적으로 130 ℃ 내지 170 ℃ 일 수 있다. 상기 중비점 용매의 끓는 점이 상기 범위 내인 것이 인쇄 공정 마진을 높이는 데 유리하다. 구체적으로, 상기 중비점 용매는 저비점 용매의 휘발 시기와 고비점 용매의 휘발 시기 사이에 휘발되기 때문에, 인쇄 조성물의 점도 증가 속도를 낮춤으로써 인쇄 조성물의 끈적거림을 유지하여 인쇄 공정 마진을 향상시킬 수 있다. 참고로, 인쇄 대기 시간은 인쇄 조성물을 블랭킷에 코팅한 때로부터 블랭킷 상의 일부 도막을 클리셰에 의하여 제거하는 오프 공정 전까지의 시간을 의미하며, 인쇄 공정 마진이란 의도한 패턴을 전면적에 걸쳐 양호하게 형성하기 위한 최대 인쇄 대기 시간에서 최소 인쇄대기시간을 뺀 값을 의미한다. 또한, 상기 중비점 용매는 저비점 용매가 휘발된 이후에도 점도를 유지하게 함으로써 인쇄 조성물의 도막 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 중비점 용매의 끓는 점은 상기 저비점 용매 및 상기 고비점 용매의 각각의 끓는 점과의 차이가 5 ℃ 이상일 수 있고, 더욱 구체적으로 10 ℃ 이상일 수 있다. 상기 용매들 간의 끓는 점의 차이가 너무 작으면 상기 저비점 용매 또는 고비점 용매와의 휘발 시기가 유사하여 중비점 자체의 역할에 따른 효과를 달성하기 어려운 점이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 리버스 오프셋 인쇄 조성물에서 저비점 용매, 중비점 용매 및 고비점 용매를 함께 사용하는 경우, 이 중 저비점 용매는 인쇄 조성물이 블랭킷 상에 도포될 때까지 인쇄 조성물의 낮은 점도 및 블랭킷에 대한 우수한 도포성을 유지하도록 하다가, 휘발에 의해 제거되어 인쇄 조성물의 점도를 높이고 블랭킷 상에서의 패턴 형성 및 유지가 잘 이루어지도록 할 수 있다. 한편, 고비점 용매는 비교적 낮은 휘발성을 나타내는 용매로서, 피인쇄체에 패턴을 전사할 때까지 인쇄 조성물에 끈적거림(tackiness)을 부여할 수 있다. 이때 중비점 용매는 상기 저비점 용매가 휘발된 이후에도 인쇄 조성물에 남아서 작용을 할 수 있다. 본 출원에서는 비점이 상이한 3종 이상의 용매를 사용함으로써, 상기와 같이 인쇄 조성물의 점도 조절을 더욱 세밀하게 할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 중비점 용매는 에틸락테이트; PGMEA(propylene glycol monomethyl ether acetate); DMF(N,N-dimethylformamide); 메틸-3-메톡시프로피오네이트; 메틸아밀케톤; 에틸-3-에톡시프로피오네이트; 및 부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 다만, 본 출원의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서는 상기와 같이 바인더 수지 및 실리콘계 블랭킷과의 관계에서 특정 물성을 갖는 용매를 선택하여 사용함으로써, 인쇄 조성물의 끈적거리는 특성 및 응집 에너지(cohesive energy)를 조절할 수 있다. 이에 의하여 인쇄 도막을 얇고 균일하게 형성할 수 있고, 전술한 바와 같이 미세 패턴을 정밀하게 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 블랭킷의 변형을 방지함으로써 인쇄 공정성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 실리콘계 블랭킷이란 블랭킷의 외주부가 실리콘계 재료로 이루어진 것을 의미한다. 상기 실리콘계 재료란 실리콘을 포함하면서 경화성 기를 포함하는 재료라면 특별히 한정되지 않으나, 경도가 20 내지 70인 것이 바람직하고, 경도가 30 내지 60인 것이 더 바람직하다. 상기 경도는 쇼어 A 경도(Shore A hardness)를 의미한다. 상기 경도 범위 내의 실리콘계 재료를 이용함으로써 블랭킷의 변형이 적절한 범위 내에서 이루어질 수 있다. 블랭킷 재료의 경도가 너무 낮으면 블랭킷으로부터 클리셰에 의하여 인쇄 조성물 도막의 일부를 제거하는 오프 공정 도중, 블랭킷의 변형에 의하여 클리셰의 음각부에 블랭킷의 일부가 닿는 현상이 발생하여 패턴 정밀도가 떨어질 수 있다. 또한, 블랭킷 재료의 선택 용이성을 고려하여 경도가 70 이하인 재료를 선택할 수 있다.
예컨대, 상기 실리콘계 블랭킷 재료로서 PDMS(polydimethyl siloxane) 계 경화성 재료를 사용할 수 있다. 본 출원의 목적을 해하지 않는 범위내에서 상기 블랭킷 재료에 당 기술분야에 알려져 있는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더 수지로는 최종 사용 목적에 따라 적절한 재료를 선택할 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물은 레지스트 패턴 형성용 조성물로 사용될 수 있고, 이때 바인더 수지로서, 노볼락 수지를 사용할 수 있다. 노볼락 수지는 레지스트 패턴 형성에 유리할 뿐만 아니라, 전술한 본 출원에 따른 조건을 만족하는 용매들과도 우수한 상용성을 갖기 때문에 바람직하다. 또한, 노볼락 수지는 에천트에 대한 내화학성이 우수하여 안정적인 에칭 공정이 가능하며 박리액에 대한 용해성이 뛰어나 박리 후 이물 발생이 적고 박리시간이 단축되는 장점을 가지고 있다.
상기 노볼락 수지의 중량평균분자량은 2,000 내지 8,000일 수 있다. 중량평균분자량이 2,000 이상일 경우, 에천트에 대한 충분한 내화학성이 확보되지 않아 에칭 공정 중 레지스트 도막에 크랙 및 박리가 일어날 수 있는 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한 중량평균분자량이 8,000 이하인 경우 경화 조건에 따라 박리액에 대한 용해성이 저하될 수 있는 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다..
상기 노볼락 수지는 페놀계 화합물과 알데히드계 화합물의 축합반응을 통하여 제조될 수 있다. 상기 페놀계 화합물로는 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 m-크레졸, o-크레졸, p-크레졸, 2,5-자이레놀, 3,4-자이레놀, 3,5-자이레놀 및 2,3,5-트리메틸페놀로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나가 사용될 수 있다. 상기 알데히드계 화합물로는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있으며, 예컨대 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세토알데히드, 벤즈알데히드, 페닐알데히드 및 살리실알데히드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다. 상기 노볼락 수지는 본 출원의 목적을 해하지 않는 범위에서 임의의 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 바인더 수지 5 중량% 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 중량% 내지 90 중량% 및 락톤계 고비점 용매 1 중량% 내지 25 중량%를 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 중비점 용매 0.5 중량% 내지 15 중량%을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 바인더 수지 5 중량% 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 중량% 내지 90 중량% 및 락톤계 고비점 용매 1 중량% 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하일 수 있다. 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 중비점 용매 0.5 중량% 내지 15 중량%을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 바인더 수지 5 중량% 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 중량% 내지 90 중량% 및 락톤계 고비점 용매 1 중량% 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 4 % 이하일 수 있다. 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 중비점 용매 0.5 중량% 내지 15 중량%을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 바인더 수지 5 중량% 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 중량% 내지 90 중량% 및 락톤계 고비점 용매 1 중량% 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 4 % 이하이며, 25℃에서 증기압이 0.45 kPa이하일 수 있다. 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 중비점 용매 0.5 중량% 내지 15 중량%을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 통상적인 레벨링제, 습윤제 및 슬립제가 가능하며, 예를 들어 실리콘계, 불소계 또는 폴리에테르계 계면활성제를 사용할 수 있다. 상기 계면활성제의 함량은 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 0.5 중량%가 될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 밀착력 개선제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 밀착력 개선제로는 멜라민계, 스타이렌계 또는 아크릴계 올리고머 또는 폴리머를 사용할 수 있다. 상기 올리고머 또는 폴리머의 중량평균분자량은 5,000 이하일 수 있고, 구체적으로는 3,000 이하일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1,000 이하일 수 있다. 상기 밀착력 개선제의 함량은 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 1 중량%가 될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 계면활성제 및 밀착력개선제를 모두 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 인쇄 조성물은 전술한 성분들을 혼합함으로써 제조될 수 있다. 필요한 경우 필터로 여과하여 제조할 수 있다. 이와 같은 여과에 의하여 이물 또는 먼지를 제거할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 레지스트 패턴 형성용 또는 절연 패턴 형성용일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용한 인쇄 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 인쇄 방법은 상기 인쇄 조성물을 실리콘계 블랭킷상에 코팅하는 단계; 상기 실리콘계 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 도막에 클리쉐를 접촉하여 일부 도막을 제거하는 단계; 및 상기 실리콘계 블랭킷 상에 남아 있는 인쇄 조성물 도막을 피인쇄체에 전사하는 단계를 포함한다.
필요한 경우, 피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 리버스 오프셋 인쇄 방법을 도 1에 예시하였다. 상기 리버스 오프셋 인쇄 방법은 i) 인쇄 조성물을 블랭킷에 도포하는 단계; ii) 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 블랭킷에 접촉시켜, 상기 패턴에 대응하는 인쇄 조성물의 패턴을 상기 블랭킷 상에 형성하는 단계; 및 iii) 상기 블랭킷 상의 인쇄 조성물 패턴을 피인쇄체 상에 전사하는 단계를 포함한다. 이 때 블랭킷의 외주부는 실리콘계 재료로 구성된다.
도 1에 있어서, 도면부호 10은 상기 블랭킷 상에 금속 패턴 재료를 코팅하는 코터이고, 도면부호 20은 블랭킷을 지지하기 위한 롤형 지지체이고, 도면부호 21은 블랭킷이며, 도면부호 22는 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 패턴 재료이다. 도면 부호 30은 클리셰 지지체이고, 도면부호 31은 패턴을 갖는 클리셰이며, 이는 형성하고자 하는 패턴에 대응하는 패턴이 음극으로 형성되어 있다. 도면부호 40은 피인쇄체이고, 도면부호 41은 피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물 패턴이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 방법에 있어서 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계는, 공정 온도를 상온 내지 350 ℃로 선택할 수 있다. 이때 바인더 수지에 따라 건조 또는 경화 온도를 상온 내지 350 ℃, 구체적으로는 50 ℃ 내지 300 ℃ 내에서 선택할 수 있다. 건조 또는 경화 시간은 조성물의 성분 및 조성, 가공 온도에 따라 선택될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 예를 들어, 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터, 구체적으로 100 마이크로미터 이하, 바람직하게는 80 마이크로미터 이하, 더욱 바람직하게는 30 마이크로미터 이하의 선폭 또는 선간격을 가질 수 있다. 특히, 본 출원에 따르면 이전에 적용되던 잉크젯 프린팅법 등에 의해서는 형성될 수 없었던 미세한 패턴, 예컨대 20 마이크로미터 이하, 바람직하게는 15 마이크로미터 이하, 더 바람직하게는 7마이크로미터 이하, 더 바람직하게는 5마이크로미터 이하의 선폭을 갖는 패턴을 구현할 수 있다. 상기 선폭은 0.5 마이크로미터 이상, 바람직하게는 1 마이크로미터 이상, 더 바람직하게는 3 마이크로미터 이상으로 형성할 수 있다.
따라서, 본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하는 경우, 선폭이 상이한 2 이상의 패턴을 같은 피인쇄체 상에 동시에 형성할 수 있다. 특히, 본 출원에서는 100 마이크로미터 이하의 선폭을 갖는 패턴과 7 마이크로미터 이하의 선폭을 갖는 패턴을 동일한 피인쇄체 상에 동시에 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 선폭 변화율이 작은 인쇄 패턴일 수 있다. 예컨대, 본 출원에서는 인쇄 패턴의 선폭 변화율이 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하인 경우까지 도달할 수 있다. 선폭 변화율이 20% 이하면 정상 패턴으로 볼 수 있고, 선폭 변화율이 작을수록 패턴의 정밀도가 높아진다. 선폭 변화율이 작을수록 패턴 교차부가 정상적으로 구현될 수 있고, 헤어링이 발생하지 않을 가능성이 높아진다. 상기 헤어링은 오프 공정 시 패턴이 늘어지는 현상을 의미한다.
여기서, 인쇄 패턴의 선폭은 건조된 상태를 기준으로 한 것이다.
상기 선폭 변화율(%)은 하기 수학식 2로 나타낼 수 있다. 수학식 2에서 인쇄 패턴의 선폭과 클리쉐 패턴의 선폭은 서로 대응되는 부분의 선폭을 의미한다.
[수학식 2]
선폭 변화율(%) = {(인쇄 패턴의 선폭 크기 - 클리쉐 패턴의 선폭 크기) / (클리쉐 패턴의 선폭 크기)} × 100
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 30 마이크로미터 이하, 바람직하게는 20 마이크로미터 이하, 더 바람직하게는 15 마이크로미터 이하의 선폭 및 선간격을 갖는 미세 패턴을 형성할 수 있으며, 7 마이크로미터 이하, 더 바람직하게는 5 마이크로미터 이하의 선폭을 갖는 미세 패턴까지도 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 선고가 작으면서도 선고의 균일성이 좋은 패턴일 수 있다. 본 출원에 따른 인쇄 조성물을 사용하는 경우 인쇄된 패턴은 건조된 상태를 기준으로 선고가 500nm 이하, 구체적으로 300nm 이하인 것일 수 있다. 일반적으로, 미세한 규모의 패턴을 형성하기 위해서는 인쇄 패턴의 선고가 작은 것이 바람직하지만, 인쇄 패턴의 선고가 작은 경우 선고의 균일성은 낮아지는 문제가 있다. 그러나, 본 출원에서는 500nm 이하, 바람직하게는 300nm 이하의 선고를 갖는 인쇄 패턴에서도 상기와 같은 선고 균일성을 달성할 수 있다. 여기서, 인쇄 패턴의 선고는 건조된 상태를 기준으로 한 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 하기 수학식 3으로 나타나는 전면 전사율이 80 % 내지 100 % 일 수 있다.
[수학식 3]
전면 전사율(%) = {(피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물의 면적 ㎟) / (100 ㎜ × 100 ㎜)} × 100
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 상기 수학식 3으로 나타나는 전면 전사율이 80 % 내지 100 %일 수 있다.
상기 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법을 이용하여 형성한 패턴은 레지스트 패턴으로 사용될 수 있다. 상기 레지스트 패턴은 도전성 패턴, 금속 패턴, 유리 패턴, 반도체 패턴 등을 형성하기 위한 식각 레지스트로 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 레지스트 패턴은 TFT, 터치 스크린, LCD나 PDP와 같은 디스플레이, 발광소자, 태양전지를 비롯한 각종 전자소자의 전극 또는 보조 전극을 형성하기 위한 레지스트로 사용될 수 있다.
또한, 상기 인쇄 조성물 및/또는 인쇄 방법에 의하여 형성된 패턴은 각종 전자 소자에 필요한 절연 패턴으로 사용될 수도 있다. 상기 절연 패턴은 금속 패턴을 덮고 있는 절연 패턴일 수 있다. 예컨대, 상기 절연 패턴은 OLED조명 기판의 보조 전극을 덮고 있는 패시베이션층으로 사용될 수 있다.
이하 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 출원을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예, 비교예 및 실험예는 본 출원을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 출원의 범위가 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5로 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라닌계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 76 g, 중비점 용매인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 4 g, 고비점 용매인 감마부티로락톤 9 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.2 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.19 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실시예 2>
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5로 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라닌계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 76 g, 중비점 용매인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 4 g, 고비점 용매인 델타발레로락톤 9 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.6 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.017 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실시예 3>
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5로 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라닌계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 76 g, 중비점 용매인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 4 g, 고비점 용매인 감마발레로락톤 9 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.8 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.07 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실시예 4>
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5로 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라닌계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 1-프로판올 76 g, 중비점 용매인 PGMEA(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) 4 g, 고비점 용매인 감마부티로락톤 9 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.2 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.19 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실시예 5>
m-크레졸과 p-크레졸을 중량비 5:5로 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라닌계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 76 g, 중비점 용매인 PGMEA(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) 4 g, 고비점 용매인 감마부티로락톤 9 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.2 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.19 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실시예 6>
중비점 용매로서 디메틸포름아미드 4 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.2 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.19 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 비교예 1>
고비점 용매로서 아세토페논 9 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 21.7 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 22.1 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.06 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에 서 정리하였다.
< 비교예 2>
고비점 용매로서 벤질알코올 9 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.1 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 5.5 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.015 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 비교예 3>
고비점 용매로서 에틸렌글리콜 9 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 14.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 0.4 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.01 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 비교예 4>
저비점 용매로서 포름산 76 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.6 (cal.cm)1/2이었고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 3.2 %이었으며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.19 kPa이었다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 쇼어 A(shore A) 경도계로 측정했을 때 47이었다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 내지 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 비교예 5>
중비점 용매로서 이소프로필아세테이트 3 g, 고비점 용매로서 1,4-부탄디올 5 g을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1가 동일하게 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.1 (cal.cm)1/ 2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 0.3 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.002 kPa이다. 실리콘계 블랭킷의 경도는 shore A 경도계로 측정했을 때 47이다. 상기 제조한 인쇄 조성물을 하기 실험예 1 ~ 5의 방법으로 전면 전사율, 초기 대기 시간, 연속 인쇄 매수, 인쇄 대기 마진 및 패턴 정밀도를 측정하였다. 상기 제조한 인쇄 조성물의 저비점 용매의 비점, 중비점 용매의 비점, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에서 정리하였다.
< 실험예 1> 전면 전사율
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 대기한 후 100mm× 100mm 크기의 유리 기재에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전면 전사하여 피인쇄체인 유리 기재로 전사된 인쇄 조성물의 면적을 측정하였다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[수학식 3]
전면 전사율(%) = {(피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물 면적 ㎟) / (100mm × 100mm)}× 100
A: 100% 전사됨
B: 80% 전사됨
C: 50% 전사됨
D: 30% 전사됨
E: 10% 전사됨
F: 전사되지 않음
< 실험예 2> 초기 인쇄 대기 시간
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 또는 그 이상 대기한 후 선폭 7 ㎛, 선간거리 300 ㎛ 음각 메쉬 패턴을 갖는 100 mm × 100 mm 크기의 클리쉐에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 클리쉐에 대응하는 패턴을 블랭킷 위에 형성한다. 블랭킷 위에 형성된 인쇄 조성물 패턴을 100 cm × 100 cm 크기의 유리 기판에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 최종 패턴을 형성한다. 공정 대기 시간을 달리하여 정상 패턴이 구현되는 시간을 확인하였다. 상기 정상 패턴의 기준은 클리쉐 대비 유리기재에 형성된 패턴의 선폭 변화율이 20 % 이내인 것으로 하였다. 최소 인쇄 대기 시간은 30초이고, 초기 인쇄 대기 시간은 아래 수학식 4로 나타낼 수 있다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[수학식 4]
초기 인쇄 대기 시간 = 오프 시작 시점 - 코팅 완료 시점
< 실험예 3> 연속인쇄 특성
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 정상 패턴이 형성되는 초기 인쇄 대기 시간을 적용한 후 선폭 7 ㎛, 선간거리 300 ㎛ 음각 메쉬 패턴을 갖는 연속적으로 인쇄를 진행하여 패턴 선폭 변화를 측정하여 초기 인쇄 패턴 대비 선폭 변화율이 10 % 이내를 유지하는 인쇄 매수를 측정하였다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
< 실험예 4> 인쇄 대기 마진 측정
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 또는 그 이상 대기한 후 선폭 7 ㎛, 선간거리 300 ㎛ 음각 메쉬 패턴을 갖는 100 mm × 100 mm 크기의 클리쉐에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 클리쉐에 대응하는 패턴을 블랭킷 위에 형성한다. 블랭킷 위에 형성된 인쇄 조성물 패턴을 100 cm × 100 cm 크기의 유리 기판에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 최종 패턴을 형성한다. 공정 대기 시간을 달리하여 정상 패턴이 구현되는 최소 대기 시간과 최대 대기 시간을 확인한다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[수학식 5]
인쇄 대기 마진 = 정상 패턴이 구현되는 최대 대기 시간 - 정상 패턴이 구현되는 최소 대기 시간
< 실험예 5> 패턴 정밀도 측정
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 5를 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 정상 패턴이 형성되는 인쇄 대기 시간을 적용한 후 선폭 7 ㎛, 선간거리 300 ㎛ 음각 메쉬 패턴을 갖는 100 mm × 100 mm 크기의 클리쉐에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 클리쉐에 대응하는 패턴을 블랭킷 위에 형성한다. 블랭킷 위에 형성된 인쇄 조성물 패턴을 100 mm × 100 mm 크기의 유리 기판에 전사 속도 50 mm/s, 인압 20 ㎛ 조건으로 전사하여 최종 패턴을 형성한다. 확보된 패턴을 현미경으로 관찰하고 아래와 같은 기준으로 평가하였다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[수학식 2]
선폭 변화율(%) = {(인쇄 패턴 선폭 크기 - 클리쉐 패턴 선폭 크기) / (클리쉐 패턴 선폭 크기)} × 100
A: 선폭 변화율 5% 이내, 패턴 교차부 정상 구현
B: 선폭 변화율 10% 이내, 패턴 교차부 단선 발생
C: 선폭 변화율 20% 이내, 패턴 교차부 정상 구현
D: 선폭 변화율 20% 이내, 패턴 교차부 단선 발생
E: 선폭 변화율 20% 이상, 패턴 교차부 단선 발생
F: 선폭 변화율 20% 이상, 패턴 교차부 단선 발생, 헤어링 발생
상기 헤어링이란 오프 공정 시 패턴이 늘어지는 현상을 의미한다.
저비점 용매의 비점
(℃)		 중비점 용매의 비점
(℃)		 고비점 용매의 비점
(℃)		 고비점 용매의 용해도 파라미터
(cal.cm)1/2 		고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터
25℃에서 고비점 용매의 증기압
(kPa)		 실리콘계 블랭킷의 경도
실시예1 78 151 204 12.6 3.2 0.19 47
실시예2 78 151 220 12.6 3.6 0.017 47
실시예3 78 151 207 12.6 3.8 0.07 47
실시예4 97 151 204 12.6 3.2 0.19 47
실시예5 78 146 204 12.6 3.2 0.19 47
실시예6 78 153 204 12.6 3.2 0.19 47
비교예1 78 151 202 21.7 22.1 0.06 47
비교예2 78 151 205 12.1 5.5 0.015 47
비교예3 78 151 197 14.6 0.4 0.01 47
비교예4 101 151 204 12.6 3.2 0.19 47
비교예5 78 89 235 12.1 0.3 0.002 47
전면전사율 초기인쇄 대기 시간 (초) 연속인쇄 특성 (매) 인쇄 대기 마진 (초) 패턴 정밀도
실시예1 A 30 이내 70 90 A
실시예2 A 30 이내 60 90 A
실시예3 A 40 이내 70 90 A
실시예4 A 40 이내 60 90 A
실시예5 A 50 이내 60 80 A
실시예6 A 40 이내 40 90 A
비교예1 A 60 이내 20 90 A
비교예2 A 35 25 60 A
비교예3 A 측정불가 측정불가 측정불가 F
비교예4 A 50 22 90 A
비교예5 A 30 이내 56 75 A
본 출원이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 출원의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상으로 본 출원의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 출원의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 출원의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: 블랭킷 상에 금속 패턴 재료를 코팅하는 코터
20: 블랭킷을 지지하기 위한 롤형 지지체
21: 블랭킷
22: 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 패턴 재료
30: 클리쉐 지지체
31: 패턴을 갖는 클리쉐
40: 피인쇄체
41: 피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물 패턴

Claims (26)

  1. 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서,
    바인더 수지;
    끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및
    끓는점이 180 ℃ 이상의 락톤계 고비점 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 락톤계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 7 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 락톤계 고비점 용매는 하기 수학식 1을 만족하는 스웰링 파라미터가 4 % 이하인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물:
    [수학식 1]
    스웰링 파라미터(%) = {(담지 후 실리콘계 블랭킷의 무게 - 담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게)/(담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게)}×100
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 락톤계 고비점 용매는 25℃에서 증기압이 0.45 kPa 이하인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더 수지는 노볼락 수지인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 노볼락 수지는 중량평균분자량이 1,500 내지 20,000인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 락톤계 고비점 용매는 감마발레로락톤(Gamma-valerolactone), 델타발레로락톤(Delta- valerolactone), 감마부티로락톤(Gamma-butylrolactone), 감마헥사락톤(Gamma-hexalactone), 감마옥타락톤(Gammma-octalactone), 감마데카노락톤(Gamma-octalactone), 감마데카노락톤(Gammma-decanolactone), 델타옥타노락톤(Delta-octanolactone) 및 델타도데카노락톤(Delta-dodecanolactone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 저비점 용매는 디메틸카보네이트; 메탄올; 메틸에틸케톤; 이소프로필알코올; 에틸아세테이트; 에탄올; 및 1,3-프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 바인더 수지 5 중량% 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 중량% 내지 90 중량% 및 락톤계 고비점 용매 1 중량% 내지 25 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 중비점 용매는 에틸락테이트; PGMEA; DMF; 메틸-3-메톡시프로피오네이트; 메틸아밀케톤; 및 에틸-3-에톡시프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 중비점 용매의 끓는 점은 상기 저비점 용매 및 상기 고비점 용매의 각각의 끓는 점과 5 ℃ 이상 차이가 나는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 중비점 용매의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.5 중량% 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물은 계면활성제; 및 밀착력개선제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 계면활성제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 0.5 중량% 인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 밀착력개선제의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 블랭킷의 경도는 쇼어 A 경도 20 내지 70인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 조성물은 레지스트 패턴 또는 절연 패턴 형성용인 것을 특징으로 하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  19. 청구항 1 내지 17 중 어느 하나의 항에 따른 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용하는 인쇄 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 인쇄 방법은 상기 인쇄 조성물을 실리콘계 블랭킷상에 코팅하는 단계;
    상기 실리콘계 블랭킷 상에 도포된 인쇄 조성물 도막에 클리쉐를 접촉하여 일부 도막을 제거하는 단계; 및
    상기 실리콘계 블랭킷 상에 남아 있는 인쇄 조성물 도막을 피인쇄체에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체에 전사된 잉크 조성물의 패턴은 7 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체 상에 전사된 인쇄 조성물의 도막은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴과 7 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 하기 수학식 2로 나타나는 선폭 변화율이 20 % 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 방법:
    [수학식 2]
    선폭 변화율(%) = {(인쇄 패턴의 선폭 크기 - 클리쉐 패턴의 선폭 크기) / (클리쉐 패턴의 선폭 크기)} × 100
  26. 청구항 20에 있어서,
    상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 하기 수학식 3으로 나타나는 전면 전사율이 80 내지 100 % 인 것을 특징으로 하는 인쇄 방법:
    [수학식 3]
    전면 전사율(%) = {(피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물의 면적 ㎟) / (100 ㎜ × 100 ㎜)} × 100
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