KR100652217B1

KR100652217B1 - 인쇄방식을 이용한 패턴 형성방법

Info

Publication number: KR100652217B1
Application number: KR1020040030771A
Authority: KR
Inventors: 김철호
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2006-12-01
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: KR20050105047A; US20050244990A1; US7441500B2

Abstract

본 발명은 인쇄방식을 이용한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 식각대상층 상에 잉크를 도포하는 단계와, 상기 잉크 상에 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 접촉시킨 상태에서 인쇄롤을 회전시킴에 따라 상기 식각대상층 상에 선택적으로 잔류하는 잉크패턴을 형성하는 단계 및 상기 잉크패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 패턴 형성방법을 제공한다.

Description

인쇄방식을 이용한 패턴 형성방법{A METHOD FOR FORMING PATTERN USING PRINTING METHOD}

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∼도4d는 본 발명에 의한 패턴 형성방법을 나타낸 도면.

도5a∼도5c는 본 발명에 사용되는 인쇄롤 제조방법의 일예를 나타낸 도면.

도6a∼도6c는 본 발명에 의한 인쇄롤 제조방법의 다른예를 나타낸 도면.

도7a∼도7e는 본 발명에 의한 인쇄롤 제조방법의 또 다른예를 나타낸 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

231,331,431,531 : 롤 332,432,532 : 블랑켓

233a : 볼록패턴 240 : 식각대상층

250a : 잉크패턴 333a,433a,533a : 유기패턴

본 발명은 인쇄방식에 의한 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 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 형성하였다. 그런데, 포토리소그래피방법(photolithography process)은 포토레지스트 (Photo-Resist) 도포, 정렬 및 노광, 현상, 세정등과 같은 연속공정으로 이루어진 다.

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 형성함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄공정을 단순할 수 있는 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 패턴 두께의 균일성을 향상시킬 수 있는 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 이루어지는 본 발명의 패턴 형성방법은 식각대상층 상에 잉크를 도포하는 단계와, 상기 잉크 상에 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 접촉시킨 상태에서 일정한 압력을 인가하며, 인쇄롤을 회전시킴에 따라 상기 식각대상층 상에 선택적으로 잔류하는 잉크패턴을 형성하는 단계와, 상기 잉크패턴을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 인쇄롤을 회전시킴에 따라, 인쇄롤의 볼록패턴과 접촉하는 영역의 잉크가 볼록패턴에 전사되며, 상기 볼록패턴에 부착된 잉크를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어진다. 상기 잉크는 아세톤 또는 NNP를 사용하여 제거할 수 있다.

상기 인쇄롤의 볼록패턴은 접착력 강화제에 의해 표면처리가 이루어진 것으로, 이때, 접착력 강화제는 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)을 사용한다. 즉, 상기 식각대상층으로부터 잉크가 수월하게 박리되어 볼록패턴이 전사될 수 있도록 볼록패턴 표면에 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)과 같은 접착력 강화제를 사용하여 표면처리를 한 것이다.

상기 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.

또는, 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.

또는, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는 원통형 롤을 준비하는 단계와, 수지판 상에 유기막을 도포하는 단계와, 상기 유기막을 패터닝하여 형성하고자 하는 패턴과 동일한 형태의 유기패턴을 형성하는 단계와, 상기 유기패턴을 경 화시키는 단계 및 상기 원통형 롤 표면에 볼록패턴이 노출되도록 수지판을 부착하는 단계를 포함하여 이루어질 수도 있다.

아울러, 상기 식각대상층은 금속층, SiOx 또는 SiNx,로 이루어진 절연층, 반도체층 중에 하나로 형성될 수 있다.

상기 잉크패턴을 경화시키는 단계는 상기 잉크패턴에 열(thermal)을 조사하거나 UV를 조사함으로써 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 잉크패턴을 마스크로하여 식각대상층을 에칭하는 단계를 통해 원하는 소자패턴을 형성할 수가 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 금속패턴을 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. 즉, 기판 상에 잉크를 도포하고, 인쇄롤(131) 자체에 패턴을 형성한 후, 이를 바로 기판(140)에 도포된 잉크와 접촉시키고, 일정한 압력을 인가한 상태에서 회전시킴에 따라, 상기 볼록패턴과 접촉하는 잉크가 기판으로부터 박리된다. 따라서, 식각대상층 상에는 선택적으로 잔류하는 잉크패턴이 남게되며, 상기 잉크패턴을 마스크로하여 기판을 에칭함으로써, 원하는 소자패턴을 얻을 수가 있다.

이와 같이, 기판에 잉크를 미리 도포한 후, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 접촉시킨 후, 회전시켜 인쇄패턴을 형성하는 경우, 클리체로부터 인쇄롤 표면에 잉크패턴을 전사시키는 단계를 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄롤에 전사된 잉크패턴을 기판에 다시 재전사시키는 단계를 생략할 수 있기 때문에 클리체가 별도로 마련되어 있는 경우에 비해 정밀도를 더욱 향상시킬 수가 있다.

또한, 기판 상에 미리 잉크를 도포한 상태에서 불필요한 영역의 잉크만을 인쇄롤을 사용하여 제거하기 때문에, 기판에 남게되는 잉크패턴의 두께를 전체적으로 균일하게 형성할 수 있다. 즉, 이전(도3a∼도3c)에는 인쇄롤에 전사된 잉크패턴을 다시 기판에 재전사시키는 단계에서 인쇄롤이 기판에 작용하는 압력이 기판 전체에 걸쳐서 균일하지 못한 경우, 기판에 형성되는 잉크패턴의 두께가 불균해지는 문제가 발생하게 된다. 특히, 기판이 대형화됨에 따라 인쇄롤의 크기가 커지게되는데 이러한 경우 인쇄롤이 기판에 작용하는 압력 불균일은 더욱 심화된다.

이하, 도면을 통해 상기한 바와 같은 본 발명의 패턴 형성방법에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도4a∼도4d는 본 발명에 의한 패턴 형성방법을 나타낸 것으로, 먼저, 도4a에 도시된 바와 같이, 기판(230) 상에 식각대상층(240)을 형성한 다음, 그 상부에 잉크(250)를 도포한다.

이어서, 도4b에 도시된 바와 같이, 상기 잉크층(250) 상에 인쇄롤(231)을 접촉시킨 상태에서 일정한 압력을 인가한 후, 상기 인쇄롤(231)을 회전시켜 진행함에 따라 식각대상층(250) 상에 잉크패턴(250a)을 형성한다. 이때, 인쇄롤(231)이 잉크층(250)에 인가되는 압력은 항상 균일해야한다. 상기 인쇄롤(231) 표면에는 볼록패턴(233a)이 형성되어 있으며, 상기 볼록패턴(233a)과 잉크(250)가 접촉한 후, 인쇄롤(231)이 진행함에따라, 식각대상층(240)으로부터 잉크(250)가 박리되어 볼록패턴(233a)에 부착된다. 따라서, 볼록패턴(233a)과 접촉하지 않는 식각대상층(240) 상에 잉크패턴(250a)이 남게된다.

상기 볼록패턴(233a)은 식각대상층(240)으로부터 잉크(250)를 수월하게 제거하고, 볼록패턴(233a)과의 접착력을 향상시키기 위한 목적으로 그 표면에 접착력 강화제가 도포되어 있으며, 상기 접착력 강화제는 예를들어, HMDS(Hexa Methyl Disilazane)를 사용한다.

도4c는 도4b의 공정을 통해 식각대상층(240)에 형성된 잉크패턴(250a)을 나타낸 것으로, 인쇄롤의 볼록패턴이 접촉된 영역의 잉크가 제거되고, 볼록패턴과 접촉하지 않은 영역에 잉크패턴(250a)이 형성된다. 따라서, 상기 인쇄롤의 볼록패턴은 실제 잉크패턴을 형성하고자하는 영역을 제외한 나머지 영역과 동일한 형태를 가지게 된다.

그리고, 상기 식각대상층(240) 상에 형성된 잉크패턴(450a)에 열 또는 UV를 조사하여 패턴을 더욱 경화시킬 수가 있다.

상기 식각대상층(240)은 TFT의 게이트전극이나 소스/드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극과 같은 전극을 금속패턴을 형성하기 위한 금속층이거나, 액티브층을 형성하기 위한 반도체층일 수 있으며, SiOx나 SiNx와 같이 절연층일 수도 있다. 실제의 표시소자의 패턴을 형성하는 경우, 상기 잉크패턴(250a)은 종래 포토공정에서의 레지스트(resist) 역할을 한다. 따라서, 금속층이나 절연층 위에 상기와 같은 잉크패턴(250a)을 형성한 후, 상기 잉크패턴(250a)을 마스크로하여 일반적인 에칭공정에 의해 금속층이나 절연층을 에칭함으로써 원하는 패턴의 금속층(즉, 전극구조)이나 절연층(예를 들면, 컨택홀 등)을 형성할 수 있게 된다.

한편, 인쇄롤(231)의 볼록패턴(233a) 표면에 부착된 잉크(250')는 세정기(270)에 의해 제거될 수 있으며, 세정기(270)로부터 분사되어 나오는 세정액이 볼록패턴(233a) 표면에 부착된 잉크(250')를 제거하게 된다(도4d). 그리고, 세정액은 아세톤 또는 NNP등을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 패턴을 형성하고자 하는 기판 상에 잉크를 도 포한 후, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 상기 잉크표면에 일정한 압력을 인가하면서 진행시킴에 따라, 볼록패턴이 접촉하는 잉크가 기판으로부터 박리되면서, 볼록패턴이 접촉하지 않는 나머지 영역에 잉크패턴을 형성하게된다.

이와 같이, 기판에 잉크를 미리 도포한 후, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 접촉시킨 후, 회전시켜 인쇄패턴을 형성하는 경우, 클리체를 사용하지 않기 때문에 인쇄장비가 단순화되며, 클리체로부터 인쇄롤 표면에 잉크패턴을 전사하는 단계를 생략할수 있기 때문에 인쇄공정도 단순화할 수 있다.

또한, 기판 상에 미리 잉크를 도포한 상태에서 불필요한 영역의 잉크만을 인쇄롤을 사용하여 제거하기 때문에, 기판 전체에 걸쳐서 균일한 두께의 잉크패턴을 형성할 수가 있다.

한편, 본 발명에서 사용하는 인쇄롤은 그 표면에 볼록패턴이 형성된 것으로, 그 제조방법은 다음과 같다.

도5a∼도5c는 본 발명에서 사용되는 인쇄롤의 제조방법을 나타낸 것으로, 먼저, 도5a에 도시된 바와 같이, 원통형 롤(331) 표면에 블랑켓(332)을 형성한 다음, 유기물 공급기(335)를 통해 블랑켓(332) 표면에 유기막(333)을 도포한다. 이때, 유기물은 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐(BenzoCycloButene)을 사용할 수 있다.

이어서, 도5b에 도시된 바와 같이, 표면에 복수의 볼록패턴(330')이 형성된 클리체(330)을 준비한 다음, 상기 클리체(330) 표면에 유기막(333)이 도포된 롤(331)을 접촉시킨 상태에서 회전시킴에 따라, 상기 클리체(330)의 볼록패턴(330')과 접촉하지 않는 블랑켓(332) 표면에 유기패턴(333a)을 형성한다. 이때, 볼록패턴(330')을 갖는 클리체(330)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(330')을 형성할 수가 있다. 이때, 금속패턴을 제거할 수도 있다.

이와 같이 제작된 클리체(330) 표면에 유기막(333)이 도포된 롤(331)을 회전하며 진행시킴에 따라, 볼록패턴(330')과 접촉하는 영역의 유기막(333')이 볼록패턴(330') 상에 남게된다. 이에 따라, 볼록패턴(330')과 접촉하지 않는 블랑켓(332) 표면에는 유기패턴(333a)이 남게된다.

이후에, 도5c에 도시된 바와 같이, 상기 블랑켓(332) 표면에 남아 있는 유기패턴(333a)에 UV를 조사하거나, 열을 안가함으로써, 유기패턴(333a)을 경화시킬 수가 있다. 이와 같이, 유기패턴(333a)이 경화되어 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하게 된다. 상기 볼록패턴들 간 사이는 실제 잉크패턴을 형성하는 공정에서 식각대상층 상에 잉크패턴이 형성된 영역과 대응하게 된다. 즉, 도4a∼도4d에 설명된 바와 같이, 볼록패턴이 기판의 잉크와 접촉하는 영역을 제외한 나머지 영역에 실제 잉크패턴이 형성된다.

도6a∼도6c는 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하는 다른 예를 나타낸 것으로, 먼저, 도6a에 도시된 바와 같이, 복수의 오목한 홈(435)이 형성된 클리체(430)를 준비한 다음, 홈(435) 내부에 유기물(433)을 충진한다. 상기 클리체(430)에 형성되는 홈(435)은 일반적인 포토리소그래피방법에 의해 형성되며, 홈(435) 내부로의 유기물(433) 충진은 클리체(430)의 상부에 패턴형성용 유기물(433)을 도포한 후 닥터블레이드(438)를 클리체(430)의 표면에 접촉한 상태에서 밀어줌으로써 이루어진다. 따라서, 닥터블레이드(438)의 진행에 의해 홈(435) 내부에 유기물(433)이 충진됨과 동시에 클리체(430) 표면에 남아 있는 유기물(433)은 제거된다.

이어서, 도6b에 도시된 바와 같이, 표면에 블랑켓(432)이 형성된 원통형롤(431)을 클리체(430)에 접촉시킨 상태에서 상기 원통형롤(431)을 회전시켜 진행시킴에 따라, 상기 홈(435) 내부에 충진된 유기물(433)을 블랑켓(432) 표면에 전사시킴으로써, 블랑켓(432) 표면에 유기패턴(433a)을 형성한다.

이후에, 도6c에 도시된 바와 같이, 상기 블랑켓(432) 표면에 전사된 유기패턴(433a)에 UV를 조사하거나, 열을 안가함으로써, 유기패턴(433a)을 경화시킨다. 이와 같이, 유기패턴(433a)이 경화되어 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하게 된다.

도7a∼도7e는 인쇄롤에 볼록패턴을 형성하는 또 다른 예를 나타낸 것으로, 먼저, 도7a에 도시된 바와 같이, 수지판(532)을 준비한 다음, 그 상부에 유기막(533)을 도포한다. 이때, 유기막(533)은 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐 (BenzoCycloButene)등을 사용할 수 있다.

이어서, 도7b에 도시된 바와 같이, 광(도면에 화살표로 표기)에 대한 투과영역과 비투과영역이 선택적으로 형성된 마스크(520)를 사용하여 유기막(533)에 광을 선택적으로 조사한다. 광이 조사된 유기막(533)을 현상액에 작용시키게 되면, 도7c에 도시된 바와 같이, 광이 조사된 영역은 제거되고, 광이 조사되지 않는 영역에는 유기패턴(533a)이 남게된다. 이때, 유기막(533)의 특성에 따라 광이 조사된 영역에 유기패턴(533a)이 형성될 수도 있다. 즉, 상기 유기막(533)이 포지티브 타입(positive type)인 경우에는 투과영역을 통해 광이 조사된 영역의 유기막이 제거되고, 광이 조사되지 않은 영역에 유기패턴이 형성되는 반면에, 네거티브 타입(negitive type)을 사용할 경우에는 투과영역을 통해 광이 조사된 영역의 유기패턴이 남게되고, 광이 조사되지 않은 영역의 유기막은 현상액에 의해 제거된다. 이와 같이 형성된 유기패턴(533a)에 열 또는 UV를 조사함으로써, 유기패턴(533a)을 경화시킬 수 있다.

이어서, 도7d에 도시된 바와 같이, 원통형의 롤(531)을 준비한 다음, 유기패턴(533a)이 외부로 노출되도록 수지판(532)을 상기 롤(531) 표면에 부착시켜 도7e에 도시된 바와 같이, 볼록패턴(533a)이 형성된 인쇄롤을 제작한다. 이때, 상기 수지판(532)은 원통형 롤(531)에 유연하게 부착될 수 있도록 휘어지는 특성을 가지고 있어야 한다.

언급한 바와 같이, 상기 볼록패턴은 실제 잉크패턴이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역과 대응하게 된다. 즉, 볼록패턴과 접촉하는 잉크가 기판으로부터 박리되어 볼록패턴 상에 전사되기 때문에 볼록패턴과 접촉하지 않는 영역에만 잉크패턴이 남게되는 것이다. 따라서, 기판으로부터 잉크가 쉽게 박리되어 볼록패턴 상에 쉽게 부착될 수 있도록 인쇄롤의 볼록패턴 표면에 접착력 강화제 처리를 할 수 있으며, 접착력 강화제는 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)를 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 인쇄방식을 통한 패턴 형성방법을 제공하 며, 특히, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 사용하여 잉크패턴의 두께를 균일하게 형성할 수 있는 패턴 형성방법을 제공한다.

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

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기판에 잉크를 도포한 후, 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 상기 기판에 도포된 잉크 표면에 일정한 압력을 인가한 상태에서 진행시킴에 따라, 볼록패턴과 접촉하는 잉크를 기판으로부터 제거할 수 있으며, 이에 따라, 기판 상에는 잉크패턴을 형성할 수가 있다.

또한, 본 발명은 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 사용하여 클리체 사용을 생략함으로써, 인쇄장비를 더욱 단순화할 수 있으며, 기판 상에 잉크를 직접도포한 후, 패턴을 형성하기 때문에 기판 전체에 걸쳐서 균일한 두께의 잉크패턴을 형성할 수가 있다.

또한, 본 발명은 인쇄장비 및 인쇄공정을 단순화함으로써, 생산효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.

Claims

식각대상층 상에 잉크를 도포하는 단계;

볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계;

상기 인쇄롤의 볼록패턴을 표면처리하여 접착력을 강화시키는 단계;

상기 잉크가 도포된 식각대상층 상에 상기 인쇄롤을 접촉 및 회전시켜 상기 표면처리된 볼록패턴에 접촉된 잉크를 상기 식각대상층으로부터 제거하여 상기 식각대상층 상에 잉크패턴이 형성되는 단계;

상기 잉크패턴을 경화시키는 단계; 및

상기 잉크패턴을 이용하여 식각대상층을 식각하는 단계를 포함하여 이루어지는 패턴 형성방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 볼록패턴에 부착된 잉크를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 패턴 형성방법.
제3항에 있어서, 상기 잉크는 아세톤 또는 NNP를 사용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 인쇄롤의 볼록패턴 표면처리는 접착력 강화제를 이용하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제5항에 있어서, 상기 접착력 강화제는 HMDS(Hexa Methyl Disilazane)인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 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.
제1항에 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.
제1항에 있어서, 상기 볼록패턴이 형성된 인쇄롤을 준비하는 단계는,

원통형 롤을 준비하는 단계;

수지판 상에 유기막을 도포하는 단계;

상기 유기막을 패터닝하여 형성하고자 하는 패턴과 동일한 형태의 유기패턴을 형성하는 단계;

상기 유기패턴을 경화시키는 단계; 및

상기 원통형 롤 표면에 볼록패턴이 노출되도록 수지판을 부착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 식각대상층은 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 식각대상층은 SiOx 또는 SiNx로 이루어진 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 식각대상층은 반도체층인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크패턴을 경화시키는 단계는,

상기 잉크패턴에 열(thermal)을 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
제1항에 있어서, 상기 잉크패턴을 경화시키는 단계는,

상기 잉크패턴에 UV를 조사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
삭제