KR20160008802A - 오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는 어느 한 면에 홈부 패턴이 구비된 단결정 실리콘 기재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법{CLICHE FOR OFFSET PRINTING AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 출원은 오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 단일 식각에 의한 클리쉐의 제조시 구현 선폭의 넓어짐에 따라 나타나는 바닥닿음 현상을 제어하기 위한 것으로서 다양한 선폭 및 식각 깊이를 지니는 오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)나 플라즈마 디스플레이(plasma display panel: PDP)와 같은 평면 패널 디스플레이(flat panel display: FPD)의 제조에는 전극이나 블랙 매트릭스, 컬러필터, 격벽, 박막 트랜지스터 등 다양한 종류의 패턴을 형성하는 공정들이 요구된다.
이러한 패턴 형성 공정으로는 감광성 레지스트와 포토마스크를 이용하여 노광과 현상을 통해 선택적으로 제거된 감광성 레지스트 패턴을 얻고 이를 이용하여 패턴을 형성하는 방법이 많이 사용되고 있다. 이러한 포토마스크 공정은 감광성 레지스트나 현상액 같은 재료의 사용이 많고 고가의 포토마스크를 사용하여야 하며 공정 수행 단계 많거나 공정 시간이 길어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하여 위하여, 감광성 레지스트를 사용하지 않고 잉크젯 프린팅이나 레이저 전사에 의한 방법과 같이 패턴을 형성할 물질을 바로 인쇄하는 방법들이 제시되고 있다. 이러한 방법들 중 한가지로 클리쉐(cliche)를 이용하여 블랭킷에 패턴된 재료를 전사하고 이 블랭킷의 패턴을 기판상에 전사하는 오프셋 인쇄법이 있다.
클리쉐를 사용하는 오프셋 인쇄법은 종래의 감광성 레지스트를 사용하는 공정에 비해 재료 소비가 적고 공정이 간단하며 잉크젯 프린팅이나 레이저 전사에 비해 공정속도가 빠른 장점을 가진다. 그러나, 패턴이 다른 기판에 대한 각각의 클리쉐가 있어야 하며, 보통 유리로 제작되는 클리쉐의 제작공정이 복잡하고 고가인 단점이 있다.
기존의 클리쉐(리버스 오프셋 및 그라비아 오프셋의 경우)의 경우 패터닝 후 단일 식각방법을 이용하여 제조하는 것이 일반적인 클리쉐의 제조방법으로, 이러한 제조방법을 이용하는 경우 인쇄시 인압 및 블랭킷의 러프니스 등에 따라 넓은 패턴을 구현하는데 있어서 바닥닿음이라는 문제점이 발생하는 단점을 지니고 있다.
따라서, 기존에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 넓은 영역에 해당되는 선폭을 미세한 선으로 해칭(hatching)을 하거나 혹은 드라이 에칭공정을 통해서 이를 해결하려는 노력이 주로 이루어져 왔으나, 이 경우에 있어서도 마찬가지로 미세선 해칭(hatching)의 경우 원하는 전도도의 손실을, 드라이 에칭공정을 이용하는 경우에 있어서는 제조비용의 상승이라는 문제점을 지니고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0031337호
본 출원은 단일 식각에 의한 클리쉐의 제조시 구현 선폭의 넓어짐에 따라 나타나는 바닥닿음 현상을 해결할 수 있고, 다양한 선폭 및 식각 깊이를 지니는 오프셋 인쇄용 클리쉐 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
어느 한 면에 홈부 패턴이 구비된 단결정 실리콘 기재를 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐를 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
1) 단결정 실리콘 기재 상에 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1층을 형성하는 단계,
2) 상기 제1층 상에 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계,
3) 상기 포토레지스트 패턴층을 이용하고 상기 제1층을 식각하여, 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴층을 제거하는 단계, 및
4) 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 단계
를 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는 단결정 실리콘 기재를 포함함으로써, 종래의 유리 기재를 이용한 클리쉐 제조시 등방성 습식 식각 공정에 의해 발생하는 홈부의 선폭 증가현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는 홈부의 선폭 증가 없이 식각 깊이를 증가시켜서 교차점 바닥닿음 현상을 방지할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 종래의 오프셋 인쇄용 클리쉐와 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 홈부 패턴의 선폭을 비교한 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 전자 사진을 나타낸 도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시상태로서, 마스크 패턴을 형성하는 방향을 개략적으로 나타낸 도이다.
이하 본 출원에 대하여 상세히 설명한다.
본 출원은 종래의 넓은 선폭 구현시 나타나는 문제점인 바닥닿음 현상을 제어할 수 있고, 다양한 선폭 및 식각 깊이를 지니는 오프셋 인쇄용 클리쉐를 제공하고자 한 것이다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는, 어느 한 면에 홈부 패턴이 구비된 단결정 실리콘 기재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 출원에 있어서, 상기 단결정 실리콘 기재는 결정면이 (100) 또는 (110)일 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 홈부 패턴의 최상부 선폭과 최하부 선폭은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 특히, 상기 홈부 패턴의 최상부 선폭 중 적어도 일부는 상기 홈부 패턴을 제조하기 위한 마스크 패턴의 선폭과 동일할 수 있다. 또한, 상기 홈부 패턴의 최하부 선폭은 최상부 선폭보다 작을 수 있다. 즉, 상기 홈부 패턴의 선폭은 최상부에서 최하부로 갈수록 점진적으로 작아지는 값을 가질 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 단결정 실리콘 기재의 결정면이 (100)이고 플랫존(Flat-zone)을 기준으로 메쉬선의 각도가 0° 또는 90°일 때, 상기 홈부 패턴의 최상부 선폭은 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
최상부 선폭 = 최하부 선폭 + 1.4 × 식각깊이
또한, 상기 단결정 실리콘 기재의 결정면이 (110)이고 플랫존(Flat-zone)을 기준으로 메쉬선의 각도가 35° 또는 125°일 때, 상기 홈부 패턴의 최상부 선폭과 최하부 선폭은 서로 동일할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은, 1) 단결정 실리콘 기재 상에 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1층을 형성하는 단계, 2) 상기 제1층 상에 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계, 3) 상기 포토레지스트 패턴층을 이용하고 상기 제1층을 식각하여, 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴층을 제거하는 단계, 및 4) 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 단계를 포함한다.
본 출원에 있어서, 상기 1) 단계는 단결정 실리콘 기재 상에 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1층을 형성하는 단계이다.
상기 단결정 실리콘 기재는 결정면이 (100) 또는 (110)일 수 있다.
상기 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물은 크롬, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 구리, 금, 은, 실리콘, 이들의 산화물 및 이들의 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1층은 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예컨대, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 등을 이용하여 증착, 스퍼터링 등의 공정을 이용하여 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에 있어서, 상기 2) 단계는 상기 제1층 상에 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계이다.
상기 포토레지스트 패턴층은 상기 제1층을 식각하여 패턴화하기 위한 것으로서, 당 기술분야에 알려진 재료 등을 이용할 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 3) 단계는 상기 포토레지스트 패턴층을 이용하고 상기 제1층을 식각하여, 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴층을 제거하는 단계이다.
상기 제1층의 식각공정은 당 기술분야에 알려진 재료, 방법 등을 이용할 수 있다.
본 출원에 있어서, 상기 4) 단계는 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 단계이다.
상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 공정은 이방성 습식 식각공정을 이용할 수 있다. 이 때, 상기 식각공정시 이용되는 식각액은 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 수산화 테트라메틸 암모늄(Tetramethyl ammonium hydroxide) 및 에틸렌 디아민 피로카테콜(Ethylene diamine pyrocatechol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로 상기 이방성 습식 식각공정은 수산화칼륨 용액(KOH 30wt% in H2O)을 식각액으로 이용하고, 80℃의 온도에서 초음파 배스(bath)에서 수행될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에 있어서, 상기 4) 단계 이후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 하기 도 1 및 2에 개략적으로 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 1은 결정면이 (100)인 단결정 실리콘 기재를 이용한 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이고, 하기 도 2는 결정면이 (110)인 단결정 실리콘 기재를 이용한 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
또한, 종래의 오프셋 인쇄용 클리쉐와 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 홈부 패턴의 선폭을 비교하여 하기 도 3에 개략적으로 나타내었다.
하기 도 3에서 마스크 패턴의 선폭을 W1이라 하고, 식각공정 이후의 홈부 패턴의 선폭을 W2, W3 및 W4라 할 때, 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 홈부 패턴의 선폭 중 적어도 일부는 마스크 패턴의 선폭과 동일할 수 있다. 그러나, 종래의 HF 용액을 이용하여 유리 기재를 습식식각하는 경우에는, 식각 깊이가 증가함에 따라 선폭이 증가하게 된다.
따라서, 본 출원에서는 단결정 실리콘 기재를 이용함으로써, 식각 깊이 증가에 따른 선폭 증가를 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태로서, 마스크 패턴을 형성하는 방향을 하기 도 5에 개략적으로 나타내었다.
하기 도 5와 같이, 단결정 실리콘 기재의 경우에는 마스크 패턴의 진행 방향에 따라 식각 후 홈부의 형상이 상이하며 본 출원에서 제시하는 홈부 패턴의 선폭 증가를 억제하기 위해서는 하기와 같은 방향으로 마스크 패턴을 형성해야 한다. 결정면이 (100) 방향인 실리콘 기재의 경우에는 플랫존을 기준으로 메쉬선의 각도가 0° 또는 90°일 때 이방성 식각 특성이 우수하고, 결정면이 (110) 방향인 실리콘 기재의 경우에는 플랫존을 기준으로 메쉬선의 각도가 35° 또는 125°일 때 이방성 식각 특성이 우수하다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는 단결정 실리콘 기재를 포함함으로써, 종래의 유리 기재를 이용한 클리쉐 제조시 등방성 습식 식각 공정에 의해 발생하는 홈부의 선폭 증가현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐는 홈부의 선폭 증가 없이 식각 깊이를 증가시켜서 교차점 바닥닿음 현상을 방지할 수 있는 특징이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 오프셋 인쇄용 클리쉐의 전자 사진을 하기 도 4에 나타내었다.

Claims (10)

  1. 어느 한 면에 홈부 패턴이 구비된 단결정 실리콘 기재를 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 단결정 실리콘 기재는 결정면이 (100) 또는 (110)인 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 홈부 패턴의 최상부 선폭과 최하부 선폭은 서로 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 홈부 패턴의 최하부 선폭은 최상부 선폭보다 작은 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  5. 1) 단결정 실리콘 기재 상에 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1층을 형성하는 단계,
    2) 상기 제1층 상에 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계,
    3) 상기 포토레지스트 패턴층을 이용하고 상기 제1층을 식각하여, 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴층을 제거하는 단계, 및
    4) 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 단계
    를 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 단결정 실리콘 기재는 결정면이 (100) 또는 (110)인 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 금속, 금속 산화물 및 금속 질화물은 크롬, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 구리, 금, 은, 실리콘, 이들의 산화물 및 이들의 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 단결정 실리콘 기재를 식각하는 공정은 이방성 습식 식각공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 식각공정은 식각액을 이용하여 수행되고,
    상기 식각액은 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 수산화 테트라메틸 암모늄(Tetramethyl ammonium hydroxide) 및 에틸렌 디아민 피로카테콜(Ethylene diamine pyrocatechol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 4) 단계 이후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
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