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KR101707372B1 - 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법 - Google Patents

리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법 Download PDF

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KR101707372B1
KR101707372B1 KR1020160049350A KR20160049350A KR101707372B1 KR 101707372 B1 KR101707372 B1 KR 101707372B1 KR 1020160049350 A KR1020160049350 A KR 1020160049350A KR 20160049350 A KR20160049350 A KR 20160049350A KR 101707372 B1 KR101707372 B1 KR 101707372B1
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boiling point
pattern
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point solvent
blanket
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김주연
이건석
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지; 2) 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 3) 끓는점이 180 ℃ 이상의 디올계 고비점 용매를 포함하는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이의 인쇄방법에 관한 것이다.

Description

리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법{REVERSE OFFSET PRINTING COMPOSITION AND PRINTING METHOD USING THE SAME}
본 명세서는 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 명세서는 미세패턴 형성이 가능하고, 도막의 균일성 및 인쇄 공정 마진을 개선할 수 있는 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 명세서는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물, 특히 레지스트 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법에 관한 것이다.
최근 터치스크린, 디스플레이, 반도체 등 전자소자의 성능이 다양화 및 고도화되면서 다양한 기능을 갖는 재료들을 이용하여 패턴을 형성할 필요가 있으며, 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 있으며, 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 수 백 나노미터 내지 수십 마이크로미터 크기의 도전성 입자에 기반한 잉크를 이용하여 스크린 인쇄한 후 소성하는 방법으로 수행된다.
상기 스크린 인쇄법은 수십 마이크로미터의 미세패턴을 구현하는데 한계가 있다.
대한민국 특허공개공보 제 2015-0105254 호
본 명세서는 전술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 실리콘계 블랭킷을 이용한 리버스 오프셋 인쇄 공정을 통하여 미세한 패턴을 구현할 수 있고, 인쇄 대기 시간 및 코팅 두께 마진을 개선할 수 있는 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 이를 이용한 인쇄 방법을 제공한다.
본 명세서는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지; 2) 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 3) 끓는점이 180 ℃ 이상의 디올계 고비점 용매를 포함하는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 제공한다.
또한, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매를 더 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용한 인쇄방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 인쇄방법은 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 명세서에 따른 인쇄 조성물은 특히 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 방법에 사용하기에 적합하도록 최적화된 것으로서, 인쇄 조성물 내 용매를 바인더 수지 및 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 코팅 두께 변화에 따른 패턴 특성의 변화를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 리버스 오프셋 인쇄 방법의 공정 모식도를 예시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지; 2) 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및 3) 끓는점이 180 ℃ 이상의 디올계 고비점 용매를 포함하는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 실리콘계 재료로 이루어진 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄방법에 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하일 수 있다.
상기 디올계 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 명세서를 비롯한 상기 용해도 파라미터란 용해도의 척도로서, 힐데브란트(Hildebrand) 용해도 파라미터를 참고하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 디올계 고비점 용매는 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만일 수 있다. 구체적으로, 상기 스웰링 파라미터는 0.5 % 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 스윌링 파라미터는 0.3 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 스웰링 파라미터란 용매에 대한 실리콘 블랭킷의 팽윤 정도를 측정한 수치이다. 구체적으로, 지름 4.8 ㎝ 크기의 페트리디쉬(Petri dish)에 실리콘계 블랭킷, 예를들면 PDMS(polydimethylsiloxane) 7 gf를 부은 후 상온에서 24시간, 60 ℃에서 24시간 경화한 후, 경화된 PDMS를 페트리디쉬에서 뜯어낸 후 용매에 20 분간 담지한 후, 담지된 PDMS 시편을 꺼내고 30 내지 40 초 이내에 표면에 남아있는 잔류 용매를 제거하여 전자저울을 이용하여 스웰링에 의한 PDMS의 무게변화를 측정한 것으로서, 상기 스웰링 파라미터는 하기 수학식 1로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
스웰링 파라미터(%) = {(담지 후 실리콘계 블랭킷의 무게 / 담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게) - 1} × 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 형태가 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 명세서의 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 고비점 용매는 25 ℃에서 증기압이 0.04 kPa 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 고비점 용매는 25 ℃에서 증기압이 0.02 kPa 이하일 수 있다. 상기 고비점 용매가 25 ℃에서 증기압이 0.02 kPa 이하인 경우, 인쇄 마진이 크게 상승하여 대면적 적용시 패턴 균일성 확보에 유리하다.
상기 디올계 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.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만이며, 25 ℃에서 증기압이 0.04 kPa이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 디올계 고비점 용매는 프로필렌글리콜; 1,3-프로판디올; 1,2-부탄디올; 1,3-부탄디올; 2,3-부탄디올; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,4-펜탄디올; 1,3-펜탄디올; 2,4-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 1,5-헥산디올; 1,4-헥산디올; 1,3-헥산디올; 1,2-헥산디올; 2,3-헥산디올; 2,4-헥산디올; 2,5-헥산디올; 및 3,4-헥산디올로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2이상을 포함한 것이 될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 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 1 또는 2이상을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 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 1 또는 2이상을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 중비점 용매의 함량은 상기 전체 조성물에 대하여 0.5 내지 15 중량%일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 레지스트 패턴 형성용 또는 절연 패턴 형성용일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 바인더 수지로는 최종 사용 목적에 따라 적절한 재료를 선택할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 바인더 수지는 노볼락 수지일 수 있다.
노볼락 수지는 레지스트 패턴 형성에 유리할 뿐만 아니라, 전술한 본 명세서의 인쇄 조성물에 따른 조건을 만족하는 용매들과도 우수한 상용성을 갖기 때문에 장점이 있다. 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.
본 명세서의 일 실시상태의 상기 노볼락 수지의 중량평균분자량은 1,500 내지 20,000일 수 있다. 중량평균분자량이 1,500 미만일 경우, 에천트에 대한 충분한 내화학성이 확보되지 않아 에칭 공정 중 레지스트 도막에 크랙 및 박리가 일어날 수 있으며, 중량평균분자량이 20,000 초과인 경우 경화 조건에 따라 박리액에 대한 용해성이 저하될 수 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 적어도 하나가 사용될 수 있다. 상기 노볼락 수지는 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 임의의 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물은 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량%을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물은 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 저비점 용매 50 내지 90 중량%, 중비점 용매 0.5 내지 15 중량% 및 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량%을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량% 및 4) 중비점 용매 0.5 내지 15 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량% 및 4) 중비점 용매 0.5 내지 15 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이고, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만이며, 25 ℃에서 증기압이 0.04 kPa이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서, 1) 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 2) 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 3) 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량% 및 4) 중비점 용매 0.5 내지 15 중량%를 포함하고, 상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하이며, 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만이고, 25 ℃에서 증기압이 0.04 kPa이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 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 내지 0.5 중량%가 될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 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 내지 1 중량%가 될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 계면활성제 및 밀착력개선제를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 저비점 용매, 중비점 용매 및 고비점 용매를 함께 사용하는데, 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. 중비점 용매는 상기 저비점 용매가 휘발된 이후에도 인쇄 조성물에 남아서 작용을 할 수 있다. 본 발명에서는 비점이 상이한 3종 이상의 용매를 사용 함으로써, 상기와 같이 인쇄 조성물의 점도 조절을 더욱 세밀하게 할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 저비점 용매의 끓는 점이 100 ℃ 미만일 수 있으며, 구체적으로, 95 ℃ 이하일 수 있고, 보다 구체적으로 90 ℃ 이하일 수 있다. 상기 수치 범위 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 명세서에 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 ℃ 이상일 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. 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 인쇄 대기 시간을 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, 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.
상기 중비점 용매의 끓는 점은 상기 저비점 용매 및 상기 고비점 용매의 각각의 끓는 점과의 차이가 5 ℃ 이상일 수 있고, 구체적으로는 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.
또한, 고비점 용매의 끓는 점은 180 ℃ 이상일 수 있다. 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 명세서에 따른 고비점 용매의 끓는 점은 300 ℃ 이하일 수 있으며, 250 ℃ 이하일 수 있다. 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, 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 70일 수 있고, 구체적으로는 경도가 30 내지 60일 수 있다. 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 발명의 목적을 해하지 않는 범위내에서 상기 블랭킷 재료에 당기술분야에 알려져 있는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 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 명세서의 일 실시상태는 전술한 구성에 의하여, 선폭 변화율이 작은 인쇄 패턴을 갖도록 형성할 수 있다. 즉, 인쇄 패턴의 선폭 변화율이 20 % 이하, 구체적으로는 10 % 이하, 더욱 구체적으로는 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.
본 명세서의 상기 선폭(line width)은 패턴을 구성하는 선의 폭을 의미한다. 구체적으로, 패턴이 구비된 기판 또는 클리쉐의 판면에 대하여 수직방향에서 선을 내려다보았을 때, 선의 양측 엣지(edge)들의 최단거리를 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 명세서의 일 실시상태는 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용한 인쇄방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 인쇄방법은 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.
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; 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법은 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기의 건조 또는 경화하는 단계는, 공정온도는 상온 내지 350 ℃ 에서 선택될 수 있으며, 바인더 수지에 따라 건조 또는 경화 온도는 상온 내지 350 ℃, 구체적으로는 50 ℃ 내지 300 ℃ 내에서 선택될 수 있다. 건조 또는 경화 시간은 조성물의 성분 및 조성, 가공 온도에 따라 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법의 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 구체적으로, 80 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ 이하의 선폭 또는 선간격을 가질 수 있다. 특히, 본 명세서에 따르면 이전에 적용되던 잉크젯 프린팅법 등에 의해서는 형성될 수 없었던 미세한 패턴, 예컨대 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 7 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 구현할 수 있다. 상기 선폭은 0.5 ㎛ 이상, 구체적으로는 1 ㎛ 이상, 더욱 구체적으로는 1.5 ㎛ 이상으로 형성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법은 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴이고, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법의 상기 피인쇄체에 전사된 잉크 조성물의 패턴은 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법은 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴이고, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 상기 인쇄방법을 이용하는 경우, 선폭이 상이한 2 이상의 패턴을 같은 피인쇄체 상에 동시에 형성할 수 있다. 특히, 본 명세서의 일 실시상태의 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물의 상기 피인쇄체 상에 전사된 인쇄 조성물의 도막은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴과 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태의 상기 인쇄방법의 상기 피인쇄체 상에 전사된 인쇄 조성물의 도막은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴과 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물의 패턴은 상기 수학식 2로 나타나는 선폭 변화율이 20 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법의 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 상기 수학식 2로 나타나는 선폭 변화율이 20 % 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물의 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 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 인쇄방법의 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 상기 수학식 3으로 나타나는 전면 전사율이 80 내지 100 %일 수 있다.
본 명세서를 비롯한 상기 인쇄 조성물의 패턴은 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴을 의미한다.
본 명세서의 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물 및 상기 인쇄 방법에 의하여 형성된 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 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 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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 1에 정리하였다.
< 실시예 2>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 1-프로판올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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 1에 정리하였다.
< 실시예 3>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 부틸아세테이트 3 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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 1에 정리하였다.
< 실시예 4>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 2,3-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 11.1 (cal.cm)1/2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 0.5 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.022 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 1에 정리하였다.
< 실시예 5>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 84 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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, 고비점 용매의 비점, 고비점 용매의 용해도 파라미터, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터, 고비점 용매의 증기압 및 실리콘계 블랭킷의 경도는 하기 표 1에 정리하였다.
< 비교예 1>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 포름산 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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 1에 정리하였다.
< 비교예 2>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 이소프로필아세테이트 3 g, 고비점 용매인 1,4-부탄디올 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 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 1에 정리하였다.
< 비교예 3>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 1-브로모나프탈렌 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 10.6 (cal.cm)1/2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 1.4 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.001 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 1에 정리하였다.
< 비교예 4>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 에틸렌글리콜 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 14.6 (cal.cm)1/2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 0.4 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.01 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 1에 정리하였다.
< 비교예 5>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 벤질알콜 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.1 (cal.cm)1/2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 5.5 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.015 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 1에 정리하였다.
< 비교예 6>
m-크레졸과 p-크레졸 중량비 5:5를 혼합하여 제조한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량 2,000인 노블락 수지 10 g, 멜라민계 밀착력개선제 0.5 g, 계면활성제 0.5 g을 저비점 용매인 에탄올 81 g, 중비점 용매인 PGMEA 3 g, 고비점 용매인 4-메톡시 벤질알콜 5 g에 용해 후 1 ㎛로 여과하여 인쇄 조성물을 제조하였다. 이때, 고비점 용매의 용해도 파라미터는 12.3 (cal.cm)1/2 이고, 고비점 용매의 실리콘계 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터는 5.1 %이며, 고비점 용매의 25 ℃에서의 증기압은 0.045 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 1에 정리하였다.
< 실험예 1> 전면 전사율
상기 실시예 1 ~ 4과 비교예 1 ~ 6을 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 대기한 후 100 mm × 100 mm 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 ㎟) / (100 mm × 100 mm)}× 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 ~ 4과 비교예 1 ~ 6을 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 또는 그 이상 대기한 후 선폭 5 ㎛, 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. 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, 공정 대기 시간은 아래 수학식 4로 나타낼 수 있다. 이에 대한 측정결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
[수학식 4]
공정 대기 시간 = 오프 시작 시점 - 코팅 완료 시점,
< 실험예 3> 연속인쇄 특성
상기 실시예 1 ~ 4과 비교예 1 ~ 6을 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 5 ㎛, 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 ~ 4과 비교예 1 ~ 6을 실리콘 블랭킷 위에 50 mm/s 속도로 도포하여 건조 전 두께가 3 ㎛인 도막을 형성한다. 도포 후 30초 또는 그 이상 대기한 후 선폭 5 ㎛, 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. 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 ~ 4과 비교예 1 ~ 6을 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 5 ㎛, 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 패턴의 선폭 크기-클리쉐 패턴의 선폭 크기) / (클리쉐 패턴의 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
(%)		 고비점 용매의 증기압
(kPa)		 실리콘계 블랭킷의 경도
실시예1 78 146 235 12.1 0.3 0.002 47
실시예2 97 146 235 12.1 0.3 0.002 47
비교예1 101 146 235 12.1 0.3 0.002 47
실시예3 78 127 235 12.1 0.3 0.002 47
비교예2 78 89 235 12.1 0.3 0.002 47
비교예3 78 146 281 10.6 1.4 0.001 47
비교예4 78 146 197 14.6 0.4 0.01 47
비교예5 78 146 205 12.1 5.5 0.015 47
실시예4 78 146 183 11.1 0.5 0.032 47
비교예6 78 146 259 12.3 5.1 0.07 47
실시예5 78 - 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 56 90 A
실시예2 A 40 50 90 A
비교예1 A 50 20 90 A
실시예3 A 30 이내 56 80 A
비교예2 A 30 이내 56 75 A
비교예3 A 40 35 90 A
비교예4 A 측정불가 측정불가 측정불가 F
비교예5 A 35 25 25 A
실시예4 A 30 이내 56 85 A
비교예6 A 30 이내 28 15 A
실시예5 A 30 이내 60 85 A
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 (24)

  1. 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물로서,
    1) 바인더 수지;
    2) 끓는점이 100 ℃ 미만의 저비점 용매; 및
    3) 끓는점이 180 ℃ 이상의 디올계 고비점 용매를 포함하고,
    상기 디올계 고비점 용매는 25℃에서 증기압이 0.04kPa 이하이며,
    상기 디올계 고비점 용매는 프로필렌글리콜; 1,3-프로판디올; 1,2-부탄디올; 1,3-부탄디올; 2,3-부탄디올; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,4-펜탄디올; 1,3-펜탄디올; 및 2,4-펜탄디올로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2이상을 포함하고,
    상기 디올계 고비점 용매는 용해도 파라미터가 10 (cal.cm)1/2 이상 14 (cal.cm)1/2 이하인 것인 실리콘계 블랭킷을 이용하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 디올계 고비점 용매는 하기 수학식 1을 만족하는 실리콘 블랭킷에 대한 스웰링 파라미터가 1.4 % 미만인 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물:
    [수학식 1]
    스웰링 파라미터(%) = {(담지 후 실리콘계 블랭킷의 무게 / 담지 전 실리콘계 블랭킷의 무게) - 1} × 100
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 리버스 오프셋 인쇄 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매를 더 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 노볼락 수지인 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 노볼락 수지는 중량평균분자량이 1,500 내지 20,000인 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 저비점 용매는 디메틸카보네이트; 메탄올; 메틸에틸케톤; 이소프로필알코올; 에틸아세테이트; 에탄올; 및 1,3-프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2이상을 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  10. 청구항 5에 있어서, 상기 중비점 용매는 에틸락테이트; PGMEA; DMF; 메틸-3-메톡시프로피오네이트; 메틸아밀케톤; 및 에틸-3-에톡시프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2이상을 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 상기 바인더 수지 5 내지 30 중량%, 상기 저비점 용매 50 내지 90 중량% 및 상기 디올계 고비점 용매 1 내지 25 중량% 를 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 조성물은 끓는점이 100 ℃ 이상 180 ℃ 미만의 중비점 용매 0.5 내지 15 중량% 를 포함하는 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 계면활성제; 및 밀착력개선제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종을 더 포함하는 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 계면활성제가 포함되는 경우의 계면활성제는 상기 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%이고, 상기 밀착력개선제가 포함되는 경우의 밀착력개선제는 상기 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 1 중량%인 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 블랭킷의 경도는 쇼어 A 경도 20 내지 70인 것인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  16. 청구항 1, 3, 5 내지 7 및 9 내지 15 중 어느 하나의 항에 있어서, 레지스트 패턴 또는 절연 패턴 형성용인 리버스 오프셋 인쇄 조성물.
  17. 청구항 1, 3, 5 내지 7 및 9 내지 15 중 어느 하나의 항에 따른 리버스 오프셋 인쇄 조성물을 이용한 인쇄방법으로서,
    상기 인쇄방법은 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 것인 인쇄방법.
  18. 삭제
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물을 건조 또는 경화하는 단계를 추가로 포함하는 인쇄방법.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것인 인쇄방법.
  21. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체에 전사된 잉크 조성물의 패턴은 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것인 인쇄방법.
  22. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체 상에 전사된 인쇄 조성물의 도막은 100 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴과 5 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴을 포함하는 것인 인쇄방법.
  23. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 하기 수학식 2로 나타나는 선폭 변화율이 20 % 이하인 것인 인쇄방법:
    [수학식 2]
    선폭 변화율(%) = {(인쇄 패턴의 선폭 크기 - 클리쉐 패턴의 선폭 크기) / (클리쉐 패턴의 선폭 크기)} × 100
  24. 청구항 17에 있어서, 상기 피인쇄체에 전사된 인쇄 조성물의 패턴은 하기 수학식 3으로 나타나는 전면 전사율이 80 내지 100 % 인 것인 인쇄방법:
    [수학식 3]
    전면 전사율(%) = {(피인쇄체로 전사된 인쇄 조성물의 면적 ㎟) / (100 ㎜ × 100 ㎜)} × 100
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