KR100631016B1

KR100631016B1 - 인쇄방식에 의한 패턴 형성시 사용되는 인쇄롤의 제조방법및 이를 이용한 패턴 형성방법

Info

Publication number: KR100631016B1
Application number: KR1020040030770A
Authority: KR
Inventors: 김철호
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2006-10-04
Also published as: KR20050105046A

Abstract

본 발명은 인쇄방식에 의한 패턴을 형성하기 위해 사용되는 인쇄롤의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 표면에 블랑켓(blanket)이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계와, 상기 블랑켓 표면에 유기막을 도포하는 단계와, 복수의 볼록패턴이 형성된 클리체를 준비하는 단계와, 상기 클리체 상에 유기막을 접촉시킨 후, 롤을 회전시킴으로써, 상기 볼록패턴과 접촉하는 않는 블랑켓 표면에 유기패턴을 형성하는 단계 및 상기 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 인쇄롤의 제조방법을 제공한다.

Description

인쇄방식에 의한 패턴 형성시 사용되는 인쇄롤의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법{A METHOD FOR FABRICATING PRINTING ROLL FORMING PATTERN USING PRINTING PROCESS AND METHOD FOR FORMING PATTERN USING THE SAME}

도1은 일반적인 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도2는 도1에 도시된 액정표시소자의 박막트랜지스터 구조를 나타내는 단면도.

도3a∼도3c는 그라비아 오프셋 인쇄방식에 의한 패턴 형성방법을 나타내는 도면.

도4a∼도4c는 본 발명의 일실시예에 따른 인쇄롤 제조방법을 나타낸 도면.

도5a∼도5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄롤 제조방법을 나타낸 도면.

도6a∼도6c는 본 발명에 의한 패턴 형성방법을 나타낸 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

231,331,431 : 롤 232,332,432 : 블랑켓

233a,333a : 유기패턴 433a : 볼록패턴

440 : 식각대상층 450a : 잉크패턴

본 발명은 인쇄방식에 의한 패턴형성시 사용되는 인쇄장비에 관한 것으로, 특히, 패턴을 식각대상층에 전사시키는 인쇄롤의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법에 관한 것이다.

표시소자들, 특히 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display)에서는 각각의 화소에 박막트랜지스터와 같은 능동소자가 구비되어 표시소자를 구동하는데, 이러한 방식의 표시소자의 구동방식을 흔히 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식이라 한다. 이러한 액티브 매트릭스방식에서는 상기한 능동소자가 매트릭스형식으로 배열된 각각의 화소에 배치되어 해당 화소를 구동하게 된다.

도 1은 액티브 매트릭스방식의 액정표시소자를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 구조의 액정표시소자는 능동소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 사용하는 TFT LCD이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종횡으로 N×M개의 화소가 배치된 TFT LCD의 각 화소에는 외부의 구동회로로부터 주사신호가 인가되는 게이트라인(4)과 화상신호가 인가되는 데이터라인(6)의 교차영역에 형성된 TFT를 포함하고 있다. TFT는 상기 게이트라인(4)과 연결된 게이트전극(3)과, 상기 게이트전극(3) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(8)과, 상기 반도체층(8) 위에 형성된 소스/드레인전극(5)으로 구성된다. 상기 화소(1)의 표시영역에는 상기 소스/드레인전극(5)과 연결되어 반도체층(8)이 활성화됨에 따라 상기 소스/드레인전극(5)을 통해 화상신호가 인가되어 액정(도면표시하지 않음)을 동작시키는 화소전극(10)이 형성되어 있다.

도 2는 각 화소내에 배치되는 TFT의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 TFT는 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(20)과, 상기 기판(20) 위에 형성된 게이트전극(3)과, 게이트전극(3)이 형성된 기판(20) 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(22) 위에 형성되어 게이트전극(3)에 신호가 인가됨에 따라 활성화되는 반도체층(6)과, 상기 반도체층(6) 위에 형성된 소스/드레인전극(5)과, 상기 소스/드레인전극(5) 위에 형성되어 소자를 보호하는 보호층(passivation layer;25)으로 구성된다.

상기와 같은 TFT의 소스/드레인전극(5)은 화소내에 형성된 화소전극과 전기적으로 접속되어, 상기 소스/드레인전극(5)을 통해 화소전극에 신호가 인가됨에 따라 액정을 구동하여 화상을 표시하게 된다.

상기한 바와 같은 액정표시소자 등의 액티브 매트릭스형 표시소자에서는 각 화소의 크기가 수십㎛의 크기이며, 따라서 화소내에 배치되는 TFT와 같은 능동소자는 수㎛의 미세한 크기로 형성되어야만 한다. 더욱이, 근래에 고화질TV(HDTV)와 같은 고화질 표시소자의 욕구가 커짐에 따라 동일 면적의 화면에 더 많은 화소를 배치해야만 하기 때문에, 화소내에 배치되는 능동소자 패턴(게이트라인과 데이터라인 패턴을 포함) 역시 더욱 미세하게 형성되어야만 한다.

한편, 종래에 TFT와 같은 능동소자를 제작하기 위해서는 노광장치에 의한 포토리소그래피(photolithography)방법에 의해 능동소자의 패턴이나 라인 등을 형성 하였다. 그런데, 포토리소그래피방법(photolithography process)은 포토레지스트 (Photo-Resist) 도포, 정렬 및 노광, 현상, 세정등과 같은 연속공정으로 이루어진다.

또한, 상기와 같은 액정표시소자의 패턴을 형성하기 위해서는 다수회의 포토공정을 반복해야만 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄방식에 의해 한번의 공정으로 패턴을 형성하여 공정 단순화 및 생산성을 향상시킬 수 있는 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 패턴을 형성하기 위해 사용되는 인쇄장비를 단순화할 수 있는 인쇄롤의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 또 다른 목적은 인쇄공정을 더욱 단순화할 수 있는 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 이루어지는 본 발명의 인쇄롤 제조방법은 표면에 블랑켓(blanket)이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계와, 상기 블랑켓 표면에 유기막을 도포하는 단계와, 복수의 볼록패턴이 형성된 클리체를 준비하는 단계와, 상기 클리체 상에 유기막을 접촉시킨 후, 롤을 회전시킴으로써, 상기 볼록패턴과 접촉하는 않는 블랑켓 표면에 유기패턴을 형성하는 단계 및 상기 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 클리체를 준비하는 단계는 투명한 유리기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 전면에 금속막을 증착하는 단계와, 상기 금속막을 패터닝하여 금속패턴을 형성하는 단계와, 상기 금속패턴을 마스크로하여 기판을 에칭하는 단계 및 상기 금속패턴을 제거함으로써, 복수의 볼록패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 유기막은 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐(BenzoCycloButene) 중의 하나를 사용할 수 있다.

아울러, 상기 유기패턴을 경화시키는 단계는 상기 유기패턴에 열(thermal) 또는 UV를 조사할 수 있다.

또한, 본 발명의 인쇄롤 제조방법은 복수의 홈이 형성된 클리체를 준비하는 단계와, 상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계와, 상기 홈내부에 충진된 유기물을 원통형 롤의 표면에 전사시키는 단계 및 상기 롤 표면에 전사된 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계는 상기 클리체 상부에 유기물을 도포하는 단계 및 상기 클리체 표면에 닥터블레이드를 접촉시킨 상태에서 닥터블레이드를 이동시킴으로써, 홈 내부에 유기물을 충진시킴과 동시에 클리체 표면에 남아있는 유기물을 제거하는 단계로 이루어진다.

그리고, 상기 원통형 롤 표면에 블랑켓을 형성할 수 있으며, 상기 유기패턴은 블랑켓 표면에 형성한다.

상기 홈 내부에 충진된 유기물을 롤 표면에 전사시키는 단계는 상기 롤을 클리체 표면에 접촉시키는 단계 및 상기 롤을 회전시킴과 동시에 홈 내부에 충진된 유기패턴을 롤 표면에 전사시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 패턴 형성방법은 형성하고자 하는 잉크패턴과 동일한 형태의 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계와, 상기 볼록패턴 표면에 잉크를 형성하는 단계 및 상기 볼록패턴에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 전사시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는 표면에 블랑켓(blanket)이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계와, 상기 블랑켓 표면에 유기막을 도포하는 단계와, 복수의 볼록패턴이 형성된 클리체를 준비하는 단계와, 상기 클리체 상에 블랑켓 표면의 유기막을 접촉시킨 후, 롤을 회전시킴으로써, 상기 볼록패턴과 접촉하는 않는 블랑켓 표면에 유기패턴을 형성하는 단계 및 상기 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는 복수의 홈이 형성된 클리체를 준비하는 단계와, 상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계와, 상기 클리체 표면에 닥터블레이드를 접촉시킨 상태에서 닥터블레이드를 이동시킴으로써, 홈 내부에 유기물을 충진시킴과 동시에 클리체 표면에 남아있는 유기물을 제거하는 단계와, 상기 홈내부에 충진된 유기물을 원통형 롤의 표면에 전사시키는 단계 및 상기 롤 표면에 전사된 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 볼록패턴 표면에 잉크를 형성하는 단계는 상기 인쇄롤과 맞물려 회전하는 어닐록스롤 표면에 잉크를 제공하는 단계와, 상기 어닐록스롤 표면에 제공된 잉크와 접촉하는 인쇄롤의 볼록패턴 상에 잉크를 전사시키는 단계로 이루어진다.

상기 잉크를 식각대상층 상에 전사시키는 단계는 상기 볼록패턴 상에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 접촉시킨 상태에서 인쇄롤을 회전시키는 단계 및 상기 인쇄롤의 볼록패턴 상에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 전사키는 단계로 이루어진다.

상기 식각대상층 상에 전사된 잉크를 경화시키는 단계 및 상기 경화된 잉크를 마스크로 하여 식각대상층을 에칭하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 식각대상층은 금속층, SiOx 또는 SiNx, 반도체층 중에 하나로 형성될 수 있다.

본 발명에서는 액정표시소자 등과 같은 표시소자의 능동소자 패턴을 형성하기 위해, 인쇄방법을 사용한다. 특히, 그라비아 오프셋 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 각종 분야의 인쇄방법으로서 알려져 있다. 본 발명에서는 이러한 인쇄방법을 사용하여 표시소자에 적용되는 능동소자나 회로패턴을 제작한다.

그라비아 오프셋 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판 상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써 대면적의 표시소자의 경우에도 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 오프셋 인쇄는 표시소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정표시소자의 경우 TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트라인 및 데이터라인, 화소전극, 캐패시터용 금속패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패턴 형성방법에 대해 상세히 설명한다.

도3a∼도3c는 인쇄방식을 이용하여 기판 상에 잉크패턴을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다. 도3a에 도시된 바와 같이, 인쇄방식에서는 우선 오목판 또는 클리체(130)의 특정 위치에 홈(132)을 형성한 후 상기 홈(132) 내부에 잉크(134)을 충진한다. 상기 클리체(130)에 형성되는 홈(132)은 일반적인 포토리소그래피방법에 의해 형성되며, 홈(132) 내부로의 잉크(134) 충진은 클리체(130)의 상부에 패턴형성용 잉크(134)을 도포한 후 닥터블레이드(138)를 클리체(130)의 표면에 접촉한 상태에서 밀어줌으로써 이루어진다. 따라서, 닥터블레이드(138)의 진행에 의해 홈(132) 내부에 잉크(134)이 충진됨과 동시에 클리체(130) 표면에 남아 있는 잉크(134)는 제거된다.

도3b에 도시된 바와 같이, 상기 클리체(130)의 홈(132) 내부에 충진된 잉크(134)는 상기 클리체(130)의 표면에 접촉하여 회전하는 인쇄롤(131)의 표면에 전사된다. 상기 인쇄롤(131)은 제작하고자 하는 표시소자의 패널의 폭과 동일한 폭으로 형성되며, 패널의 길이와 동일한 길이의 원주를 갖는다. 따라서, 1회의 회전에 의해 클리체(130)의 홈(132)에 충진된 잉크(134)이 모두 인쇄롤(131)의 원주 표면에 전사된다.

이후, 도3c에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄롤(131)을 기판(130') 위에 형성된 식각대상층(140)의 표면과 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라 상기 인쇄롤(131)에 전사된 잉크(134)이 상기 식각대상층(140)에 전사되며, 이 전사된 잉크(134)에 UV 조사 또는 열을 가하여 건조시킴으로써 잉크패턴(133)을 형성한다. 이때에도 상기 인쇄롤(131)의 1회전에 의해 표시소자의 기판(130') 전체에 걸쳐 원하는 패턴(133)을 형성할 수 있게 된다. 이어서, 상기 잉크패턴(133)을 마스크로 하여 식각대상층(140)을 식각함으로써, 원하는 패턴을 형성할 수가 있다.

상기한 바와 같이, 인쇄방식에서는 클리체(130)와 인쇄롤(131)을 원하는 표시소자의 크기에 따라 제작할 수 있으며, 1회의 전사에 의해 기판(130')에 패턴을 형성할 수 있으므로, 대면적 표시소자의 패턴도 한번의 공정에 의해 형성할 수 있게 된다.

상기 식각대상층(140)은 TFT의 게이트전극이나 소스/드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극과 같은 전극을 형성하기 위한 금속층이거나, 액티브층을 형성하기 위한 반도체층을 수 있으며, SiOx나 SiNx와 같이 절연층일 수도 있다.

실제의 표시소자의 패턴을 형성하는 경우, 상기 잉크패턴(133)은 종래 포토공정에서의 레지스트(resist) 역할을 한다. 따라서, 금속층이나 절연층 위에 상기와 같은 잉크패턴(133)을 형성한 후 일반적인 에칭공정에 의해 금속층이나 절연층을 에칭함으로써 원하는 패턴의 금속층(즉, 전극구조)이나 절연층(예를 들면, 컨택홀 등)을 형성할 수 있게 된다.

상기와 같이 인쇄방식은 많은 장점을 가진다. 특히, 대면적인 표시소자에 1회의 공정에 의해 잉크패턴을 형성하거나 종래의 포토리소그래피 공정에 비해 공정이 매우 간단하다는 점은 인쇄방식이 가질 수 있는 대표적인 장점이다.

그러나, 상기와 같은 인쇄방식은 포토리소그래피방식에 비해 정밀도가 떨어지기 때문에 패턴들 간의 얼라인이 정확하게 이루어지지 않아 패턴 불량에 의한 생산성 저하를 초래할 수가 있다.

따라서, 클리체(130)와 같은 오목판을 별도로 사용하지 않고, 인쇄롤(134) 자체에 패턴을 형성하여 인쇄롤(131)이 클리체(130) 역할을 겸하도록 함으로써, 이러한 문제를 해결할 수가 있다. 인쇄롤(131) 자체에 패턴을 형성하고, 이를 바로 식각대상층(140)에 전사시키는 경우, 클리체(130)로부터 인쇄롤(131) 표면에 잉크패턴을 전사하는 단계를 생략할 수 있기 때문에 클리체(130)가 별도로 마련되어 있는 경우에 비해 정밀도를 더욱 향상시킬 수가 있다.

즉, 잉크패턴을 형성하고자 하는 인쇄롤 표면의 특정 위치에 볼록패턴을 형성한 다음, 상기 볼록패턴 상에 잉크패턴을 형성하고, 이를 식각대상층상에 전사시킴으로써, 잉크패턴 형성시 클리체 사용을 생략할 수가 있다.

아울러, 인쇄롤의 볼록패턴 상에 형성된 잉크패턴을 바로 식각대상층에 전사시킴으로써, 이전(도3a∼도3c)에 비해 패턴 형성공정을 더욱 단순화시킬 수가 있다.

도4a∼도4c는 본 발명에 의한 인쇄롤 제조방법을 나타낸 것으로, 먼저, 도4a에 도시된 바와 같이, 원통형 롤(231) 표면에 블랑켓(232)을 형성한 다음, 유기물 공급기(235)를 통해 블랑켓(232) 표면에 유기막(233)을 도포한다. 이때, 유기물은 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐(BenzoCycloButene)을 사용할 수 있다.

이어서, 도4b에 도시된 바와 같이, 표면에 복수의 볼록패턴(230')이 형성된 클리체(230)을 준비한 다음, 상기 클리체(230) 표면에 유기막(233)이 도포된 롤(231)을 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라, 상기 클리체(230)의 볼록패턴(230')과 접촉하지 않는 블랑켓(232) 표면에 유기패턴(233a)을 형성한다. 이때, 볼록패턴(230')을 갖는 클리체(230)는 기존의 포토리소그래피공정을 통해 형성할 수 있다. 즉, 유리재질의 기판을 준비한 다음, 상기 기판 전면에 금속막을 증착한 후, 이를 패터닝함으로써, 금속패턴을 형성한다. 이어서, 상기 금속패턴을 마스크로 하여 기판을 에칭함으로써, 금속패턴이 형성된 영역에 볼록패턴(230')을 형성할 수가 있다. 이때, 금속패턴을 제거할 수도 있다.

이와 같이 제작된 클리체(230) 표면에 유기막(233)이 도포된 롤(231)을 회전하며 진행시킴에 따라, 볼록패턴(230')과 접촉하는 영역의 유기막(233')이 볼록패턴(230') 상에 남게된다. 이에 따라, 볼록패턴(230')과 접촉하지 않는 블랑켓(232) 표면에는 유기패턴(233a)이 남게된다.

이후에, 도4c에 도시된 바와 같이, 상기 블랑켓(232) 표면에 남아 있는 유기패턴(233a)에 UV를 조사하거나, 열을 안가함으로써, 유기패턴(233a)을 경화시킬 수가 있다. 이와 같이, 유기패턴(233a)이 경화되어 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하게 된다. 상기 볼록패턴은 실제 잉크패턴을 인쇄하는 공정에서, 식각대상층 상에 잉크패턴이 형성된 영역과 대응하게 된다. 즉, 상기 볼록패턴 상에 도포된 잉크가 그대로 식각대상층 상에 전사된다.

상기한 바와 같이 제작된 인쇄롤을 이용한 패턴 형성방법에 대하여 이후에 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도5a∼도5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄롤 제조방법을 나타낸 것으로, 먼저, 도5a에 도시된 바와 같이, 복수의 오목한 홈(335)이 형성된 클리체(330)를 준비한 다음, 홈(335) 내부에 유기물(333)을 충진한다. 상기 클리체(330)에 형성되는 홈(335)은 일반적인 포토리소그래피방법에 의해 형성되며, 홈(335) 내부로의 유기물(333) 충진은 클리체(330)의 상부에 패턴형성용 유기물(333)을 도포한 후 닥터블레이드(338)를 클리체(330)의 표면에 접촉한 상태에서 밀어줌으로써 이루어진다. 따라서, 닥터블레이드(338)의 진행에 의해 홈(335) 내부에 유기물(333)이 충진됨과 동시에 클리체(330) 표면에 남아 있는 유기물(333)은 제거된다.

이어서, 도5b에 도시된 바와 같이, 표면에 블랑켓(332)이 형성된 원통형롤(331)을 클리체(330)에 접촉시킨 상태에서 상기 원통형롤(331)을 회전시켜 진행시킴에 따라, 상기 홈(335) 내부에 충진된 유기물(333)을 블랑켓(332) 표면에 전사시킴으로써, 블랑켓(332) 표면에 유기패턴(333a)을 형성한다.

이후에, 도5c에 도시된 바와 같이, 상기 블랑켓(332) 표면에 전사된 유기패턴(333a)에 UV를 조사하거나, 열을 안가함으로써, 유기패턴(333a)을 경화시킨다. 이와 같이, 유기패턴(333a)이 경화되어 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하게 된다.

언급한 바와 같이, 상기 볼록패턴은 실제 잉크패턴을 인쇄하는 영역으로, 볼록패턴 상에 도포된 잉크물질이 그대로 식각대상층 상에 전사된다. 따라서, 표면에 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 사용하여 잉크패턴을 형성하는 경우, 클리체의 홈내부에 잉크를 충진시키는 단계와, 클리체의 홈내부에 충진된 잉크를 인쇄롤 표면 에 전사시키는 단계를 생략할 수가 있다. 즉, 상기 인쇄롤 표면에 형성된 볼록패턴 상에 잉크를 도포한 다음, 이를 바로 식각대상층 상에 전사시킴으로써, 인쇄장비를 더욱 단순화하고 공정시간을 단축할 수가 있다.

도6a∼도6c는 본 발명에 의한 패턴 형성방법을 순차적으로 나타낸 공정순서도로, 먼저, 도6a에 도시된 바와 같이, 블랑켓(432) 표면에 형성하고자 하는 잉크패턴과 동일한 형상의 볼록패턴(433a)이 형성된 인쇄롤(431)을 준비한 다음, 상기 인쇄롤(431)의 볼록패턴(433a)과 접촉하며 회전하는 어닐록스롤(460)을 준비한다. 이때, 상기 어닐록스 롤(460)이 회전하는 동안 잉크 공급기(435)로부터 잉크가 공급되며, 어닐록스 롤(460) 표면에는 잉크(450)가 코팅된다. 이와 같이, 어닐록스롤(460) 표면에 코팅된 잉크(450)은 어닐록스롤(460)과 접촉하여 회전하는 인쇄롤(431)의 볼록패턴(433a) 표면에 전사된다. 따라서, 볼록패턴(433a) 표면에 잉크패턴(450a)이 형성된다.

이어서, 도6b에 도시된 바와 같이, 볼록패턴(433a) 상에 형성된 잉크패턴(450a)을 기판(430')의 식각대상층(440) 상에 접촉시킨 상태에서 인쇄롤(431)을 회전시킨다. 이때, 인쇄롤(431)을 회전시킴에 따라 볼록패턴(433a) 상에 형성된 잉크패턴(450a)은 식각대상층(440) 상에 전사된다. 이때, 상기 잉크패턴(450a)은 유기물로 형성된 볼록패턴(433a)으로부터 쉽게 떨어지며 식각대상층(440)에 잘 붙을 수 있는 물질을 사용해야 한다.

이후에, 도6c에 도시된 바와 같이, 상기 식각대상층(440) 상에 형성된 잉크패턴(450a)에 열 또는 UV를 조사하여 패턴을 더욱 경화시킬 수가 있다.

상기 식각대상층(440)은 TFT의 게이트전극이나 소스/드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극과 같은 전극을 형성하기 위한 금속층이거나, 액티브층을 형성하기 위한 반도체층을 수 있으며, SiOx나 SiNx와 같이 절연층일 수도 있다. 실제의 표시소자의 패턴을 형성하는 경우, 상기 잉크패턴(450a)은 종래 포토공정에서의 레지스트(resist) 역할을 한다. 따라서, 금속층이나 절연층 위에 상기와 같은 잉크패턴(450a)을 형성한 후 일반적인 에칭공정에 의해 금속층이나 절연층을 에칭함으로써 원하는 패턴의 금속층(즉, 전극구조)이나 절연층(예를 들면, 컨택홀 등)을 형성할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 패턴 형성방법은 인쇄롤(431)에 미리 형성하고자 하는 패턴과 동일한 형태의 볼록패턴(433a)을 형성하고, 상기 볼록패턴(433a) 상에 잉크패턴(450a)을 도포한 다음, 이를 식각대상층(440) 상에 전사시킴으로써, 인쇄공정을 더욱 단순화 시킬 수가 있다. 즉, 이전(도3a∼도3c)에는 오목한 홈이 형성된 클리체에 잉크를 도포한 다음, 닥터블레이드를 사용하여 홈 내부에 잉크를 충진시킨 후, 이를 인쇄롤 표면에 전사시킨 후, 이를 다시 식각대상층 상에 재전사시키는 공정을 통해 잉크패턴을 형성한다. 그러나, 도6a∼도6c에 설명된 패턴 형성방법은 형성하고자 하는 패턴과 동일한 형태를 가지는 볼록패턴을 인쇄롤 표면에 형성함으로써, 상기 볼록패턴에 잉크를 형성하고, 이를 바로 식각대상층 상에 전사시킴으로써 잉크패턴을 형성할 수가 있다. 따라서, 클리체를 별도로 필요로하지 않으며, 클리체로부터 인쇄롤에 잉크를 전사시키는 단계를 생략할 수 있기 때문에 인쇄공정을 더욱 단순화할 수 있다.

상기 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하는 방법은 도4a∼도4c에 설명된 바와 같이, 원통형의 롤표면에 유기물을 도포한 다음, 이를 볼록패턴이 형성된 클리체 상에 접촉시킴으로써, 볼록패턴과 접촉하지 않는 롤 표면에 유기패턴을 형성한 후, 이를 경화시켜 형성하거나, 도5a∼도5c에 설명된 바와 같이, 오목한 홈이 형성된 클리체를 준바한 다음, 상기 홈 내부에 유기물을 충진시키고, 이를 롤 표면에 전사시킨 후, 롤 표면에 전사된 유기패턴을 경화시킴으로써 얻을 수가 있다.

아울러, 상기한 인쇄방식에 의한 패턴 형성방법은 액정표시소자와 같은 표시소자의 능동소자나 회로뿐만 아니라 반도체 웨이퍼상에서의 소자형성에도 사용될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 표시소자 등의 패턴 형성시 잉크패턴을 형성하고자 하는 위치와 대응하는 인쇄롤 표면에 볼록패턴을 형성함으로써, 인쇄장비를 더욱 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명은 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 이용하여 상기 볼록패턴 상에 잉크패턴을 형성하고 이를 식각대상층에 전사시킴으로써 인쇄공정을 단순할 수 있다.

본 발명은 인쇄장비 및 인쇄공정을 단순화함으로써, 생산효율을 증대시킬 수 있다.

Claims

표면에 블랑켓(blanket)이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계;

상기 블랑켓 표면에 유기막을 도포하는 단계;

복수의 볼록패턴이 형성된 클리체를 준비하는 단계;

상기 클리체 상에 유기막을 접촉시킨 후, 롤을 회전시켜 접촉된 유기막을 제거하여 상기 볼록패턴과 접촉하는 않는 블랑켓 표면에 유기패턴을 형성하는 단계; 및

상기 유기패턴을 경화시켜 상기 롤표면에 볼록패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 인쇄롤 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 클리체를 준비하는 단계는,

투명한 유리기판을 준비하는 단계;

상기 기판 전면에 금속막을 증착하는 단계;

상기 금속막을 패터닝하여 금속패턴을 형성하는 단계;

상기 금속패턴을 마스크로하여 기판을 에칭하는 단계; 및

상기 금속패턴을 제거함으로써, 복수의 볼록패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유기막은 폴리이미드(polyimide)인 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유기막은 벤조사이클로부텐(BenzoCycloButene)인 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유기패턴을 경화시키는 단계는,

상기 유기패턴에 열(thermal)을 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 유기패턴을 경화시키는 단계는,

상기 유기패턴에 UV를 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
복수의 홈이 형성된 클리체를 준비하는 단계;

상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계;

상기 홈내부에 충진된 유기물을 원통형 롤의 표면에 전사시키는 단계; 및

상기 롤 표면에 전사된 유기패턴을 경화시켜 상기 롤표면에 볼록패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 인쇄롤 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계는,

상기 클리체 상부에 유기물을 도포하는 단계; 및

상기 클리체 표면에 닥터블레이드를 접촉시킨 상태에서 닥터블레이드를 이동 시킴으로써, 홈 내부에 유기물을 충진시킴과 동시에 클리체 표면에 남아있는 유기물을 제거하는 단계로 이루어지는 인쇄롤 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 원통형 롤 표면에 블랑켓을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 유기패턴은 블랑켓 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 홈 내부에 충진된 유기물을 롤 표면에 전사시키는 단계는,

상기 롤을 클리체 표면에 접촉시키는 단계; 및

상기 롤을 회전시킴과 동시에 홈내부에 충진된 유기패턴을 롤 표면에 전사시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄롤 제조방법.
형성하고자 하는 잉크패턴과 동일한 형태의 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계;

상기 인쇄롤에 맞물려 회전하는 어닐록스롤을 준비하는 단계;

상기 어닐록스롤 표면에 잉크를 제공하는 단계;

상기 어닐록스롤 표면에 인쇄롤의 볼록패턴이 접촉된 상태에서 상기 인쇄롤을 회전하여 상기 볼록패턴과 접촉된 잉크를 상기 볼록패턴에 전사시키는 단계; 및

상기 볼록패턴 상에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 전사시키는 단계를 포함하여 이루어지는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는,

표면에 블랑켓(blanket)이 형성된 원통형의 롤을 준비하는 단계;

상기 블랑켓 표면에 유기막을 도포하는 단계;

복수의 볼록패턴이 형성된 클리체를 준비하는 단계;

상기 클리체 상에 블랑켓 표면의 유기막을 접촉시킨 후, 롤을 회전시킴으로써, 상기 볼록패턴과 접촉하는 않는 블랑켓 표면에 유기패턴을 형성하는 단계; 및

상기 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는,

복수의 홈이 형성된 클리체를 준비하는 단계;

상기 홈 내부에 유기물을 충진시키는 단계;

상기 클리체 표면에 닥터블레이드를 접촉시킨 상태에서 닥터블레이드를 이동시킴으로써, 홈 내부에 유기물을 충진시킴과 동시에 클리체 표면에 남아있는 유기물을 제거하는 단계;

상기 홈내부에 충진된 유기물을 원통형 롤의 표면에 전사시키는 단계; 및

상기 롤 표면에 전사된 유기패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
삭제
제12항에 있어서, 상기 잉크를 식각대상층 상에 전사시키는 단계는,

상기 볼록패턴 상에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 접촉시킨 상태에서 인쇄롤을 회전시키는 단계; 및

상기 인쇄롤의 볼록패턴 상에 형성된 잉크를 식각대상층 상에 전사키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서,

상기 식각대상층 상에 전사된 잉크를 경화시키는 단계; 및

상기 경화된 잉크를 마스크로 하여 식각대상층을 에칭하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서, 상기 식각대상층은 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서, 상기 식각대상층은 SiOx 또는 SiNx로 이루어진 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제12항에 있어서, 상기 식각대상층은 반도체층인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.