WO2017034372A1 - 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법 및 오프셋 인쇄용 클리쉐 - Google Patents

오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법 및 오프셋 인쇄용 클리쉐 Download PDF

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손용구
이승헌
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주식회사 엘지화학
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    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
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    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76817—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics using printing or stamping techniques
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking

Definitions

  • the present specification relates to a manufacturing method of an offset printing cliché and an offset printing cliché.
  • Gravure printing is a printing method that scrapes excess ink by printing ink on a concave plate and prints it. It is known as a method suitable for printing in various fields such as publishing, packaging, cellophane, vinyl, polyethylene, and the like. Research has been made to apply the gravure printing method to the fabrication of the applied active device or circuit pattern. Since gravure printing transfers ink onto a substrate using a transfer roll, by using a transfer roll corresponding to the area of a desired display element, a pattern can be formed by one transfer even in a large area display element. Will be.
  • Such gravure printing not only forms an ink pattern for resist on a substrate, but also various patterns of a display element, for example, a liquid crystal display device, a TFT, as well as a gate line and a data line, a pixel electrode, connected to the TFT, It can be used to pattern metal patterns for capacitors.
  • a display element for example, a liquid crystal display device, a TFT, as well as a gate line and a data line, a pixel electrode, connected to the TFT, It can be used to pattern metal patterns for capacitors.
  • a blanket used for gravure printing is generally manufactured by casting a silicone-based resin into a rigid master mold.
  • the blanket thus prepared is not only limited in manufacturing a uniform thickness, but also difficult to mass-produce on a pilot scale. have.
  • a reverse offset printing method is mainly employed for precise fine pattern formation.
  • the present specification is to provide a method of manufacturing a cliché for offset printing and a cliché for offset printing.
  • a step of forming a light shielding mask pattern on the substrate Forming a negative photoresist layer on the substrate with the light shielding mask pattern; Irradiating light onto the substrate to expose the substrate; And developing the exposed negative photoresist layer to form a negative photoresist pattern layer having protruding raised portions and developed groove patterns, wherein the average thickness of the negative photoresist layer is 3 ⁇ m or more.
  • the negative photoresist pattern layer has at least two groove pattern with different line widths, and the line width difference between the at least two groove pattern is 10 ⁇ ⁇ or more, and the at least two groove pattern having a difference in line width of 10 ⁇ ⁇ or more is mutually different.
  • a method of manufacturing a cliché for offset printing is provided.
  • the present specification is a substrate; A negative photoresist pattern layer provided on the substrate and having a relief portion and a groove pattern; And a light shielding mask pattern provided at the bottom of the groove pattern, wherein an average depth of the groove pattern of the negative photoresist is 3 ⁇ m or more, and the negative photoresist pattern layer includes at least two groove pattern having different line widths.
  • the average depth of the groove pattern of the negative photoresist pattern layer is the same, and the line width difference between the at least two groove pattern is 10 ⁇ m or more, and the at least two groove pattern having a difference in line width of 10 ⁇ m or more. It provides a cliché for offset printing that is connected to each other.
  • the manufacturing method of the cliché according to the present specification does not require a costly laser direct exposure process when manufacturing the cliché, and thus, there is an advantage in that the cost is reduced.
  • the manufacturing method of the cliché according to the present disclosure may solve the bottom contact problem caused by the increase in the line width of the pattern by adjusting the thickness of the negative photoresist pattern of the cliché.
  • FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a cliché having a groove pattern having a depth adjusted according to a different line width according to the prior art.
  • FIG 3 shows a method of manufacturing a cliché according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the cliché according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the cliché according to another exemplary embodiment of the present specification.
  • FIG. 6 is an optical microscope image of an aluminum pattern formed on the glass substrate of Example 1.
  • Example 7 is a scanning electron microscope image of the cliché prepared in Example 1.
  • FIG. 8 is a scanning electron microscope image of a cliché prepared in Example 3.
  • FIG. 8 is a scanning electron microscope image of a cliché prepared in Example 3.
  • FIG. 11 is an optical microscope image showing a gradual change in the line width of a junction pattern, and illustrates line width measurement for calculating an average line width of the junction pattern.
  • FIG. 13 is an optical microscope image of a pattern printed using the cliché of Example 1 and the cliché of Comparative Example when the pressure was 100 ⁇ m.
  • FIG. 13 is an optical microscope image of a pattern printed using the cliché of Example 1 and the cliché of Comparative Example when the pressure was 100 ⁇ m.
  • the manufacturing method of the cliché for offset printing may include forming a light shielding mask pattern on a substrate.
  • the method of forming the light shielding mask pattern on the substrate is not particularly limited, but a method generally used in the art may be adopted.
  • the method of forming the light shielding mask pattern on the substrate may be roll printing, inkjet printing, screen printing, vapor deposition, photolithography, etching, or the like.
  • the forming of the shading mask pattern may include forming a shading film using a shading material on a substrate and etching the shading film to form a shading mask pattern.
  • the forming of the light shielding mask pattern may be a step of transferring the light shielding mask pattern onto the substrate by contacting the substrate with a printing plate or a printing roll on which the pattern is formed of the substrate as a light shielding material.
  • the forming of the light shielding mask pattern may be patterning the light shielding material ink on a substrate.
  • the thickness of the shading mask pattern is not particularly limited as long as it can block the irradiated light, but for example, the average thickness of the shading mask pattern may be 20 nm or more and 500 nm or less.
  • the material of the light shielding mask pattern is not particularly limited as long as it can block the irradiated light.
  • the material of the light shielding mask pattern may be a metal pattern, and specifically, the metal pattern may be copper (Cu) or chromium (Cr). ), Aluminum (Al), molybdenum (Mo), nickel (Ni), gold (Au) and silver (Ag).
  • the line width of the light shielding mask pattern is not particularly limited.
  • the line width of the light shielding mask pattern may be 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the line width of at least some areas of the light shielding mask pattern provided on the substrate may be different from the line widths of the remaining areas.
  • the light shielding mask pattern may include two or more types of light shielding mask patterns having different line widths.
  • the line width difference between two or more light blocking mask patterns having different line widths may be 10 ⁇ m or more.
  • At least two light shielding mask patterns having a difference in line width of 10 ⁇ m or more may be connected to each other.
  • the shape of the light shielding mask pattern may be a pattern shape of a field requiring a metal pattern or a photoresist pattern.
  • the shape of the light shielding mask pattern may be a shape of a metal pattern of the touch panel, and the same pattern may be repeated or two or more different patterns may be spaced apart or connected to each other.
  • the shape of the shading mask pattern may include a grid-shaped active pattern, a router pattern connected to the screen pattern and connected to an external printed circuit board, and the screen pattern and the wiring part. It may be at least one of the junction (Junction) pattern to lower the resistance when the pattern is connected.
  • a line width of the connection pattern is used to reduce resistance when the screen pattern and the wiring pattern are connected.
  • the line width may increase from the screen portion pattern to the wiring portion pattern.
  • the line width of the connecting portion pattern connecting the screen portion pattern and the wiring portion pattern increases from the screen portion pattern to the wiring portion pattern, wherein the average line width of the connecting portion pattern is the minimum line width in the connecting portion pattern.
  • At least three or more linewidth values having a medium line width and a maximum line width were measured and their average values were described as average line widths.
  • the shading mask pattern may further include a ground pattern of a circuit of an external printed circuit board, and the ground pattern may be spaced apart from the screen pattern, the wiring pattern, and the connection pattern. Can be.
  • the manufacturing method of the cliché for offset printing may include forming a negative photoresist layer on a substrate having a light shielding mask pattern.
  • the negative photoresist layer may include a polymer having a change in resistance to a developer by exposure to light.
  • the negative photoresist layer may include a polymer in which light is not blocked by the light shielding mask pattern on the substrate and a portion exposed to the light is not developed by the developer so that a pattern opposite to the light shielding mask pattern is formed.
  • the average thickness of the negative photoresist layer may be 3 ⁇ m or more.
  • a groove depth of 3 ⁇ m or more may be secured regardless of the line width of the groove pattern, thereby preventing the bottom contact phenomenon due to the lack of the groove depth and the disconnection of the connection portion due to the change in the groove depth.
  • the average thickness of the negative photoresist layer may be 3 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and more specifically, the average thickness of the negative photoresist layer may be 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the forming of the negative photoresist layer may include preparing a composition of negative photoresist; Forming a film by applying a composition of negative photoresist on the substrate having the light shielding mask pattern; And drying the film formed of the composition of the negative photoresist to form a negative photoresist layer.
  • the negative photoresist composition may include a photosensitive resin, and may further include at least one of a crosslinking agent, an adhesion promoter, a surfactant, and a solvent.
  • the type of the photosensitive resin, the crosslinking agent, the adhesion promoter, the surfactant, and the solvent is not particularly limited, and a material generally used in the art may be selected.
  • the method of manufacturing an offset printing cliché may include exposing light to a substrate side (hereinafter, an exposure step).
  • the exposing step light is irradiated to the substrate side to expose the light. Specifically, light is irradiated to the opposite side of the substrate on which the light shielding mask pattern and the negative photoresist layer are provided to selectively light the light by the light shielding mask pattern on the substrate. It can be exposed to a photoresist layer.
  • the exposing step light is irradiated to opposite sides of the surface of the substrate, where the light shielding mask pattern and the negative photoresist layer are provided, and light is transmitted only to a region where the light shielding mask pattern is not formed. Some of the formed negative photoresist layers may be exposed to transmitted light.
  • a part of the negative photoresist layer exposed to light by the exposure step may change to a property that is not developed by the developer.
  • the manufacturing method of the cliché for offset printing may include developing the exposed negative photoresist layer (hereinafter, referred to as a developing step).
  • the developing step may be a step of developing an exposed negative photoresist layer to form a negative photoresist pattern layer having a protruding relief and a groove pattern developed by a developer.
  • the protruding relief portion is a portion exposed to light in the exposing step
  • the portion developed by the developing solution is a portion which is not exposed to light in the exposing step or is not irradiated with sufficient light to cause resistance by the developing solution.
  • the individual line width of the groove pattern of the negative photoresist pattern layer may be 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the line width of the groove part pattern may be determined according to the line width of the light shielding mask pattern and the light property of the light source.
  • the line width of the groove pattern may be proportional to the line width of the shading mask pattern.
  • the line width of the groove pattern may be the same as or similar to the line width of the shading mask pattern.
  • the line width of at least some areas of the groove pattern may be different from the line width of the remaining areas.
  • the negative photoresist pattern layer may have at least two groove portion patterns having different line widths.
  • a line width difference between the at least two groove patterns may be 10 ⁇ m or more.
  • At least two groove patterns having a difference in line width of 10 ⁇ m or more may be connected to each other.
  • the groove pattern may be a pattern shape of a field in which a metal pattern or a photoresist pattern is required.
  • the groove pattern may be a shape of a metal pattern of the touch panel, and the same pattern may be repeated or two or more different patterns may be spaced apart or connected to each other.
  • the shape of the shading mask pattern may include a grid-shaped screen pattern, a wiring pattern connected to the screen pattern and connected to an external flexible printed circuit board, and a resistance when the screen pattern and the wiring pattern are connected. It may be at least one of the connection pattern to lower the.
  • the shape of the light shielding mask pattern may further include a ground pattern of a circuit of an external printed circuit board.
  • An average depth of the groove pattern may be 3 ⁇ m or more. In this case, it is possible to prevent the bottom contact phenomenon due to the lack of the depth of the groove and the disconnection of the connection part due to the change of the depth of the groove.
  • the average depth of the groove pattern may be 3 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and more specifically, the average depth of the groove pattern may be 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average depth of the groove pattern may be determined by the average thickness of the negative photoresist layer.
  • the depth of the groove pattern may be affected by the flatness and the degree of development of the negative photoresist layer, but in theory, the average depth of the groove pattern may be the same.
  • the average depth of the groove pattern may be the same.
  • the manufacturing method of the cliché for offset printing may further include curing the negative photoresist pattern layer after the developing step.
  • the curing conditions may be adjusted according to the negative photoresist, it is not particularly limited.
  • the method of manufacturing an offset printing cliché may further include depositing a metal oxide on a substrate on which a negative photoresist pattern layer is formed after the developing step.
  • the method of depositing the metal oxide is not particularly limited, and a method generally used in the art may be adopted.
  • the type of metal oxide is ITO, SiO 2 And Al 2 O 3 .
  • the average thickness of the deposited metal oxide may be 200 nm or less. Specifically, the average thickness of the deposited metal oxide may be 20 nm or more and 100 nm or less.
  • the metal or metal oxide is deposited on the substrate 1 to be manufactured by the cliché, the resist pattern 3 having various widths is formed on the metal or metal oxide, and the metal or metal oxide is etched.
  • the etching pattern 2 was formed.
  • the substrate on which the etching pattern 2 is not formed may be etched to form a pattern on the cliché.
  • a printing roll contacting the cliché may contact the bottom of the groove pattern of the cliché.
  • the ink of the portion of the cliché groove pattern is removed so that a pattern different from the shape of the groove pattern of the cliché remains on the printing roll.
  • a groove portion pattern having a deeper depth may be formed in the cliché 10.
  • the depth according to the line width must be calculated, and at least two or more layers of etching patterns must be formed to form the calculated depth, and two or more etching processes must be performed.
  • the substrate when the etching pattern is formed once as shown in FIG. 1 and the substrate is etched by the etching pattern, the substrate can be deeply patterned at a time so that there is no bottom contact of the printing roll, but the depth of the groove pattern is increased.
  • the etching time not only the depth of the groove pattern but also the overetching increases the width of the groove pattern, and the shape of the groove pattern formed in the cliché differs from the shape of the desired groove pattern.
  • the average depth of the cliché groove pattern may be adjusted by adjusting the average thickness of the negative photoresist pattern, thereby easily solving the problem of bottom contact due to the increase in the line width of the pattern.
  • offset printing cliché description that may overlap with the manufacturing method of the offset printing cliché is omitted, and the configuration of the offset printing cliché may refer to the description of the manufacturing method of the offset printing cliché.
  • the material of the substrate is not particularly limited, but may be, for example, a glass substrate, a thick plastic substrate, or a thin plastic film.
  • the material of the plastic substrate or the plastic film is not particularly limited, but for example, polyacrylate, polypropylene (PP, polypropylene), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene ether phthalate ), Polyethylene phthalate, polybutylene phthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polystyrene, polyether imide , Polyether sulfone, polydimethyl siloxane (PDMS; polydimethyl siloxane), polyether ether ketone (PEEK; Polyetheretherketone) and polyimide (PI) may include any one or more.
  • the substrate may be a substrate having high transparency, and the light transmittance of the substrate may be 50% or more.
  • the average thickness of the substrate may be 15 ⁇ m or more and 2 mm or less, but is not limited thereto.
  • the negative photoresist pattern layer may have an embossed portion and a groove portion pattern.
  • An average depth of the groove pattern of the negative photoresist may be 3 ⁇ m or more.
  • a groove depth of 3 ⁇ m or more may be secured regardless of the width of the groove, thereby preventing floor contact due to insufficient depth of the groove and connection disconnection due to a change in the depth of the groove.
  • the average depth of the groove pattern may be 3 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and more specifically, the average depth of the groove pattern may be 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the line width of at least some areas of the groove pattern may be different from the line width of the remaining areas.
  • the negative photoresist pattern layer may have at least two groove pattern patterns having different line widths.
  • a line width difference between the at least two groove patterns may be 10 ⁇ m or more.
  • At least two groove pattern having a difference in line width of 10 ⁇ m or more may be connected to each other.
  • the groove pattern may be a pattern shape of a field in which a metal pattern or a photoresist pattern is required.
  • the groove pattern may be a shape of a metal pattern of the touch panel, and the same pattern may be repeated or two or more different patterns may be spaced apart or connected to each other.
  • the shape of the shading mask pattern may include a grid-shaped screen pattern, a wiring pattern connected to the screen pattern and connected to an external flexible printed circuit board, and a resistance when the screen pattern and the wiring pattern are connected. It may be at least one of the connection pattern to lower the.
  • the shape of the light shielding mask pattern may further include a ground pattern of a circuit of an external printed circuit board.
  • the light shielding mask pattern may be provided at the bottom of the groove pattern of the negative photoresist pattern layer.
  • the method may further include a metal oxide film provided on the substrate provided with the photoresist pattern layer.
  • the average thickness of the metal oxide film may be 200 nm or less. Specifically, the average thickness of the metal oxide film may be 20 nm or more and 100 nm or less.
  • the metal oxide film increases the cliché surface energy to increase the transfer pattern of the resist pattern during the printing process, and can prevent the cliché pattern layer from being damaged by the repeated printing process.
  • the line width of the wiring portion was 30.2 ⁇ m
  • the line width of the connection portion was 3.7 ⁇ m-29.7 ⁇ m
  • the screen width was 3.2 ⁇ m. Formed a pattern.
  • the resist pattern was removed with the resist stripper to form an aluminum pattern as a light shielding mask pattern as shown in FIG.
  • the average line width of the wiring aluminum pattern 30 ⁇ m
  • the line width of the connecting aluminum pattern 3.5 to 29.5 ⁇ m
  • the average line width of the connecting aluminum pattern 16.87 ⁇ m
  • the screen aluminum pattern 3.0 ⁇ m.
  • a negative photoresist layer having an average thickness of 3.5 ⁇ m was formed using SU-8 2005 negative photoresist.
  • the negative photoresist layer was PEB (Post Exposure Bake) on a 95 ° C. hot plate for 3 minutes.
  • a SiO 2 layer was formed to a thickness of 100 nm by using a sputter on the entire surface provided with the negative photoresist pattern layer.
  • FIG. 7 An image taken of the prepared cliché with a scanning electron microscope is shown in FIG. 7.
  • a negative photoresist layer having an average thickness of 6.0 ⁇ m was formed on the glass substrate having the aluminum pattern manufactured in Example 1 by using SU-8 2005 negative photoresist.
  • the negative photoresist layer was PEB (Post Exposure Bake) on a 95 ° C. hot plate for 3 minutes.
  • a cliché was prepared by washing with isopropyl alcohol (IPA, Isopropyl Alcohol).
  • IPA isopropyl alcohol
  • the average line width of the wiring part groove pattern in the negative photoresist pattern layer after development is 30 ⁇ m
  • the line width of the connection part groove pattern is 3.5 ⁇ m-29.5 ⁇ m (average line width: 16.87 ⁇ m)
  • the average line width of the screen part groove pattern is 3 micrometers.
  • a SiO 2 layer was formed to a thickness of 100 nm by using a sputter on the entire surface provided with the negative photoresist pattern layer.
  • a negative photoresist layer having an average thickness of 7.0 ⁇ m was formed using SU-8 2005 negative photoresist.
  • the negative photoresist layer was PEB (Post Exposure Bake) on a 95 ° C. hot plate for 3 minutes.
  • a cliché was prepared by washing with isopropyl alcohol (IPA, Isopropyl Alcohol).
  • IPA isopropyl alcohol
  • the line width of the groove part pattern of the wiring part in the negative photoresist pattern layer after development is 30 ⁇ m
  • the line width of the connection part groove pattern is 3.5 ⁇ m-29.5 ⁇ m (average line width: 16.87 ⁇ m)
  • the line width of the screen part groove pattern is 3 ⁇ m. It was.
  • a SiO 2 layer was formed to a thickness of 100 nm by using a sputter on the entire surface provided with the negative photoresist pattern layer.
  • FIG. 8 An image taken of the prepared cliché with a scanning electron microscope is shown in FIG. 8.
  • the exposed glass surface was further etched to 250 nm depth using a hydrofluoric acid etchant.
  • the chromium layer on the upper surface of the laminate was removed with a chromium etchant to complete a double etch cliché.
  • the line width of the screen portion of the double-etched cliché manufactured through the above process was 3 ⁇ m
  • the depth of the screen portion groove was 250 nm
  • the line width of the wiring portion was 30 ⁇ m
  • the depth of the wiring portion groove was 5.25 ⁇ m.
  • FIG. 10 An image taken of the prepared cliché with a scanning electron microscope is shown in FIG. 10.
  • a blanket roll coated with a resist ink of 3 mu m thickness was brought into rotational contact with the cliché prepared through Examples 1-3 and Comparative Examples. After the unnecessary resist pattern was transferred from the blanket roll to the upper part of the cliché, the blanket pattern with the resist pattern was rotated in contact with the printed substrate to transfer the resist pattern onto the printed substrate.
  • the phosphorus pressure means a pressure that is pressed in the Z axis when the blanket roll contacts the cliché.
  • the actual numerical value representing the phosphorus pressure is not expressed by the pressure, but the contact point at which the blanket and the cliché contact with the Z-axis that can represent the pressure is represented by the moving distance d in the Z-axis.
  • the pressure margin means the maximum value of the moving distance d on the Z axis in which the pattern can be printed without bottom contact.
  • Example 13 shows a resist pattern printed on the substrate to be printed using the blanket roll and the cliché prepared in Example 1 and Comparative Example under the condition that the pressure was 100 ⁇ m.
  • the cliché of the first embodiment may recognize that the screen portion pattern and the connection portion pattern are seamlessly printed.
  • the cliché of the comparative example it can be seen that the screen pattern and the connection part pattern printed on the substrate to be printed are broken because the resist which the blanket roll touches the bottom of the cliché groove pattern is removed.

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Abstract

오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법, 및 상기 방법으로 제조된 오프셋 인쇄용 클리쉐가 제공된다. 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 단계, 상기 차광 마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계, 기판 측에 광을 조사하여 노광하는 단계 및 노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하여, 도출된 양각부와 현상된 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상이며, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 가지며, 상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상이고, 상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결된다.

Description

오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법 및 오프셋 인쇄용 클리쉐
본 발명은 2015년 08월 26일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2015-0120159 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법 및 오프셋 인쇄용 클리쉐에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치, 반도체 소자 등의 전자 소자는 기판 상에 수많은 층들의 패턴이 형성되어 제작된다. 이러한 패턴을 형성하기 위해서 지금까지는 포토리소그래피 공정이 주로 많이 사용되어 왔다. 그러나, 포토리소그래피 공정은 소정의 패턴 마스크를 제작해야 하고, 화학적 에칭, 스트립핑 과정을 반복해야 하므로 제작공정이 복잡하고, 환경에 유해한 화학 폐기물을 다량 발생시키는 문제점이 있다. 이는 곧 제작비용의 상승으로 연결되어 제품의 경쟁력을 떨어뜨린다. 이러한 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴 형성방법으로서 인쇄롤을 이용한 롤 프린팅 방법이 제안되었다.
롤 프린팅 방법은 다양한 방법이 있지만, 크게 그라비아 인쇄 및 리버스 오프셋 인쇄방법의 2가지로 대별될 수 있다.
그라비아 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 다양한 분야의 인쇄에 적합한 방법으로서 알려져 있으며, 표시 소자에 적용되는 능동 소자나 회로 패턴의 제작에 상기 그라비아 인쇄방법을 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 그라비아 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시 소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써, 대면적의 표시 소자의 경우에도, 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 인쇄는 기판상에 레지스트용인 잉크 패턴을 형성할 뿐만 아니라, 표시 소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정 표시 소자의 경우, TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트 라인 및 데이터 라인, 화소 전극, 캐패시너용 금속 패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.
그러나, 통상 그라비아 인쇄에 사용하는 블랭킷은 딱딱한 마스터 몰드에 실리콘계 수지를 캐스팅하여 제조되었는바, 이렇게 제조된 블랭킷은 균일한 두께를 가지도록 제조하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 파일럿 스케일로 양산하는 데도 어려움이 있다. 이에, 정밀한 미세 패턴 형성을 위해서는 주로 리버스 오프셋 인쇄방식이 채용된다.
본 명세서는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법 및 오프셋 인쇄용 클리쉐를 제공하고자 한다.
본 명세서는 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 단계; 상기 차광마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계; 기판 측에 광을 조사하여 노광하는 단계; 및 노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하여, 돌출된 양각부와 현상된 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상이며, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 가지며, 상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상이고, 상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결된 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 기판; 상기 기판 상에 구비되고, 양각부와 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층; 및 상기 홈부패턴의 바닥부에 구비된 차광마스크패턴을 포함하며, 상기 네가티브 포토레지스트의 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상이고, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 포함하며, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층의 홈부 패턴의 평균 깊이는 동일하고, 상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상이며, 상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결된 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐를 제공한다.
본 명세서에 따른 클리쉐의 제조방법은 클리쉐 제작 시 고비용의 레이저 직접 노광 공정이 필요하지 않아 비용이 절감되는 장점이 있다.
본 명세서에 따른 클리쉐의 제조방법은 후막을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴을 쉽게 제조할 수 있다.
본 명세서에 따른 클리쉐의 제조방법은 클리쉐의 네가티브 포토레지스트 패턴의 두께를 조절하여 패턴의 선폭 증가에 따른 바닥닿음 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의해 선폭이 상이한 홈부패턴을 갖는 클리쉐의 제조방법을 나타낸다.
도 2는 종래기술에 의해 상이한 선폭에 따라 깊이를 조절한 홈부패턴을 갖는 클리쉐의 제조방법을 나타낸다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 클리쉐의 제조방법을 나타낸다.
도 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 클리쉐의 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 다른 실시상태에 따른 클리쉐의 단면도이다.
도 6은 실시예 1의 유리기판 상에 형성된 알루미늄패턴의 광학현미경 이미지이다.
도 7은 실시예 1에서 제조된 클리쉐의 주사전자현미경 이미지이다.
도 8은 실시예 3에서 제조된 클리쉐의 주사전자현미경 이미지이다.
도 9는 비교예의 클리쉐 제조순서를 나타낸 것이다.
도 10은 비교예에서 제조된 클리쉐의 주사전자현미경 이미지이다.
도 11은 연결부(Junction) 패턴의 선폭이 점진적으로 변경됨을 보여주는 광학현미경 이미지이며, 이때 연결부 패턴의 평균 선폭을 계산하기 위한 선폭 측정을 나타낸다.
도 12는 인압실험에 대한 이미지이다.
도 13은 인압 100㎛일 때, 실시예 1의 클리쉐와 비교예의 클리쉐를 사용하여 인쇄된 패턴의 광학현미경 이미지이다.
<부호의 설명>
1: 기판 또는 클리쉐
2: 에칭패턴
3: 레지스트패턴
10: 클리쉐
100: 기판
200: 차광마스크패턴
300: 네가티브 포토레지스트층
310: 네가티브 포토레지스트 패턴층
320: 경화된 네가티브 포토레지스트 패턴층
330: 홈부패턴
340: 양각부
400: 금속 산화막
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 단계; 상기 차광마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계; 기판 측에 광을 조사하여 노광하는 단계; 및 노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하여, 돌출된 양각부와 현상된 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법을 제공한다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으나, 당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 방법은 롤프린팅, 잉크젯인쇄법, 스크린인쇄법 증착법, 포토리소그래피법, 식각법 등일 수 있다.
상기 차광마스크패턴을 형성하는 단계는 기판 상에 차광재료를 이용하여 차광막을 형성하는 단계 및 상기 차광막을 에칭하여 차광마스크패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차광마스크패턴을 형성하는 단계는 기판을 차광재료로 패턴이 형성된 인쇄판 또는 인쇄롤과 기판을 접촉하여 기판 상에 차광마스크패턴을 전사하는 단계일 수 있다.
상기 차광마스크패턴을 형성하는 단계는 기판 상에 차광재료 잉크로 패터닝을 하는 단계일 수 있다.
상기 차광마스크패턴의 두께는 조사되는 빛을 차단할 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 상기 차광마스크패턴의 평균 두께는 20nm 이상 500nm 이하일 수 있다.
상기 차광마스크패턴의 재질은 조사되는 빛을 차단할 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 상기 차광마스크패턴의 재질은 금속패턴일 수 있으며, 구체적으로 상기 금속패턴은 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 금(Au) 및 은(Ag) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 차광마스크패턴의 선폭은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 상기 차광마스크패턴의 선폭은 2㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 기판 상에 구비된 차광마스크패턴의 적어도 일부 영역의 선폭은 나머지 영역의 선폭과 상이할 수 있다. 다시 말하면, 상기 차광마스크패턴은 선폭이 서로 상이한 2 종 이상의 차광마스크패턴을 포함할 수 있다.
선폭이 서로 상이한 2 종 이상의 차광마스크패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상일 수 있다.
상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2 종의 차광마스크패턴은 서로 연결되어 형성된 것일 수 있다.
상기 차광마스크패턴의 형상은 금속패턴 또는 포토레지스트 패턴이 필요한 분야의 패턴형상일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴의 형상은 터치패널의 금속패턴의 형상일 수 있으며, 동일한 패턴이 반복된 형상이거나 서로 상이한 2 이상의 패턴이 이격 또는 연결된 형상일 수 있다. 예를 들면, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 격자모양의 화면부(Active) 패턴, 상기 화면부패턴과 연결되고 외부의 인쇄회로기판과 연결되는 배선부(Router) 패턴 및 상기 화면부 패턴과 배선부 패턴의 연결시 저항을 낮춰주는 연결부(Junction) 패턴 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴이 화면부(Active) 패턴, 배선부(Router) 패턴 및 연결부(Junction) 패턴을 모두 포함하는 경우, 화면부 패턴과 배선부 패턴의 연결시 저항을 낮추기 위해, 상기 연결부 패턴의 선폭은 화면부 패턴으로부터 배선부 패턴으로 갈수록 선폭이 증가할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 화면부 패턴과 배선부 패턴을 연결하는 연결부 패턴은 화면부 패턴으로부터 배선부 패턴으로 갈수록 선폭이 증가하며, 이때 상기 연결부 패턴의 평균 선폭은 연결부 패턴 내에서 최소 선폭, 중간 선폭 및 최대 선폭을 갖는 적어도 3개 이상의 선폭값을 측정하여 이들의 평균값을 평균 선폭으로 기재했다.
또한, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 외부의 인쇄회로기판의 회로의 접지(Ground) 패턴을 더 포함할 수 있으며, 상기 접지 패턴은 화면부 패턴, 배선부 패턴 및 연결부 패턴과 연결되지 않고 이격되어 형성될 수 있다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 차광마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트층은 빛에 노출됨으로써 현상액에 대한 내성이 변화하는 고분자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 네가티브 포토레지스트층은 기판 상의 차광마스크패턴에 의해 빛이 차단되지 못하고 빛에 노출된 부분이 현상액에 의해 현상되지 않아 차광마스크패턴과 반대의 패턴이 형성되는 고분자를 포함할 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상일 수 있다. 이 경우 홈부 패턴의 선폭과 무관하게 3㎛ 이상의 홈부 깊이가 확보되어 홈부 깊이 부족에 따른 바닥닿음 현상 및 홈부 깊이 변화에 따른 연결부 단선 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상 15㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계는 네가티브 포토레지스트의 조성물을 준비하는 단계; 상기 차광마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트의 조성물을 도포하여 막을 형성하는 단계; 및 상기 네가티브 포토레지스트의 조성물로 형성된 막을 건조하여 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트의 조성물은 감광성 수지를 포함할 수 있으며, 가교제, 밀착력 증진제, 계면활성제 및 용매 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지, 가교제, 밀착력 증진제, 계면활성제 및 용매의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재질을 선택할 수 있다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 기판 측에 광을 조사하여 노광하는 단계(이하, 노광단계)를 포함할 수 있다.
상기 노광단계는 기판 측에 광을 조사하여 노광하며, 구체적으로, 기판의 차광마스크패턴 및 네가티브 포토레지스트층이 구비된 면의 반대측에 광을 조사하여 기판 상의 차광마스크패턴에 의해 빛이 선택적으로 네가티브 포토레지스트층에 노광될 수 있다.
상기 노광단계는 기판의 차광마스크패턴 및 네가티브 포토레지스트층이 구비된 면의 반대측에 광을 조사하여, 상기 차광마스크패턴이 형성되지 않은 영역에만 빛이 투과하여 상기 차광마스크패턴이 형성되지 않은 영역에 형성된 네가티브 포토레지스트층 중 일부가 투과된 빛에 노출될 수 있다.
상기 노광단계에 의해 빛에 노출된 네가티브 포토레지스트층의 일부는 현상액에 의해 현상되지 않는 성질로 변화할 수 있다.
상기 노광조건은 도포된 네가티브 포토레지스트의 성질에 따라 조절될 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하는 단계(이하, 현상단계)를 포함할 수 있다.
상기 현상단계는 노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하여, 돌출된 양각부와 현상액에 의해 현상된 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계일 수 있다. 이때, 돌출된 양각부는 상기 노광단계에서 빛에 노출된 부분이고, 현상액에 의해 현상된 부분은 상기 노광단계에서 빛에 노출되지 못하거나 현상액에 의해 내성이 생길만큼 충분한 빛을 조사받지 못한 부분이다.
상기 네가티브 포토레지스트 패턴층의 홈부패턴의 평균 선폭은 2㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트 패턴층의 홈부패턴의 개별 선폭은 2㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 홈부패턴은 차광마스크패턴에 의해 빛이 차단됨으로써 빛에 노출되지 못해 현상액에 의해 현상되어 형성되므로, 상기 홈부패턴의 선폭은 차광마스크패턴의 선폭과 광원의 빛의 성질에 따라 결정될 수 있다. 상기 홈부패턴의 선폭은 차광마스크패턴의 선폭과 비례할 수 있으며, 구체적으로, 상기 홈부패턴의 선폭은 차광마스크패턴의 선폭과 동일하거나 유사할 수 있다.
상기 홈부패턴의 적어도 일부 영역의 선폭은 나머지 영역의 선폭과 상이할 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 가질 수 있다.
상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상일 수 있다.
상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결되어 형성된 것일 수 있다.
상기 홈부패턴의 형상은 금속패턴 또는 포토레지스트 패턴이 필요한 분야의 패턴형상일 수 있다.
상기 홈부패턴의 형상은 터치패널의 금속패턴의 형상일 수 있으며, 동일한 패턴이 반복된 형상이거나 서로 상이한 2 이상의 패턴이 이격 또는 연결된 형상일 수 있다. 예를 들면, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 격자모양의 화면부 패턴, 상기 화면부 패턴과 연결되고 외부의 연성인쇄회로기판과 연결되는 배선부 패턴 및 상기 화면부 패턴과 배선부 패턴의 연결시 저항을 낮춰주는 연결부 패턴 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 외부의 인쇄회로기판의 회로의 접지(Ground) 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 홈부패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상일 수 있다. 이 경우, 홈부 깊이 부족에 따른 바닥닿음 현상 및 홈부 깊이 변화에 따른 연결부 단선 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상 15㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 홈부패턴의 평균 깊이는 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께에 의해 결정될 수 있다. 상기 홈부패턴의 깊이는 네가티브 포토레지스트층의 평탄도, 현상정도에 따라 영향을 받을 수 있나, 이론적으로 상기 홈부패턴의 평균 깊이는 동일할 수 있다.
상기 홈부패턴이 서로 선폭이 상이한 2 종 이상의 패턴을 포함하는 경우에도, 상기 홈부패턴의 평균 깊이는 동일할 수 있다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 상기 현상단계 후에, 네가티브 포토레지스트 패턴층을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 경화조건은 네가티브 포토레지스트에 따라 조절될 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법은 상기 현상단계 후에, 네가티브 포토레지스트 패턴층이 형성된 기판 상에 금속 산화물을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물을 증착하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 방법을 채용할 수 있다.
상기 금속 산화물의 종류는 ITO, SiO2 및 Al2O3 중 적어도 하나일 수 있다.
증착된 금속 산화물의 평균 두께는 200nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 증착된 금속 산화물의 평균 두께는 20nm 이상 100nm 이하일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 클리쉐로 제조될 기판(1) 상에 금속 또는 금속산화물을 증착하고, 금속 또는 금속산화물 상에 폭이 다양한 레지스트패턴(3)을 형성한 후 금속 또는 금속산화물을 식각하여 에칭패턴(2)을 형성했다. 상기 에칭패턴(2)이 형성되지 않은 기판을 식각하여 클리쉐에 패턴을 형성할 수 있다.
도 1과 같이 폭이 다양한 클리쉐를 오프셋 인쇄에 사용하는 경우, 클리쉐의 홈부패턴의 폭이 넓어지면 클리쉐와 접촉하는 인쇄롤이 클리쉐의 홈부패턴의 바닥과 닿을 수 있다. 인쇄롤이 클리쉐의 홈부패턴의 바닥과 닿으면, 클리쉐의 홈부패턴의 바닥과 닿은 부분의 잉크가 제거되어 클리쉐의 홈부패턴의 형상과 상이한 패턴이 인쇄롤에 남게 된다.
인쇄롤의 바닥닿음을 없애기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 홈부패턴의 선폭이 넓어짐에 따라 깊이를 더 깊은 홈부패턴을 클리쉐(10)에 형성할 수 있다. 이 경우, 선폭에 따른 깊이를 계산해야 하며, 계산된 깊이를 형성하기 위해 적어도 2층 이상의 에칭패턴을 형성해야 하고, 2회 이상의 식각공정을 거쳐야하므로, 공정이 복잡해지는 단점이 있다.
이를 단순하게 하기 위해, 도 1과 같이 1회의 에칭패턴을 형성하고 에칭패턴으로 기판을 식각할 때, 인쇄롤의 바닥닿음이 없도록 기판을 한번에 깊게 패턴을 형성할 수 있으나, 홈부패턴의 깊이를 증가하기 위해 식각하는 시간을 증가시키는 경우, 홈부패턴의 깊이뿐 아니라 오버에칭되어 홈부패턴의 폭도 증가하게 되어, 클리쉐에 형성된 홈부패턴의 형태가 원하는 홈부패턴의 형태와 상이해진다.
본 명세서에 따른 클리쉐의 제조방법은 네가티브 포토레지스트 패턴의 평균 두께를 조절하여 클리쉐 홈부패턴의 평균 깊이를 조절할 수 있으므로, 쉽게 패턴의 선폭 증가에 따른 바닥닿음 문제를 해결할 수 있다.
본 명세서는 기판; 상기 기판 상에 구비되고, 양각부와 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층; 및 상기 홈부패턴의 바닥부에 구비된 차광마스크패턴을 포함하는 오프셋 인쇄용 클리쉐를 제공한다.
상기 오프셋 인쇄용 클리쉐에 있어서, 상술한 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법과 중복될 수 있는 설명은 생략하며, 오프셋 인쇄용 클리쉐의 구성은 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법에 대한 설명을 인용할 수 있다.
상기 기판의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 유리 기판, 후막의 플라스틱 기판 또는 박막의 플라스틱 필름일 수 있다.
상기 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(PI; polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 기판은 투명도가 높은 기판을 사용할 수 있으며, 상기 기판의 광투과도는 50 % 이상일 수 있다.
상기 기판의 평균 두께는 15㎛ 이상 2mm 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 양각부와 홈부패턴을 가질 수 있다.
상기 네가티브 포토레지스트의 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상일 수 있다. 이 경우, 홈부 선폭에 무관하게 3㎛ 이상의 홈부 깊이가 확보되어 홈부 깊이 부족에 따른 바닥닿음 현상 및 홈부 깊이 변화에 따른 연결부 단선 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상 15㎛ 이하일 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 홈부패턴의 적어도 일부 영역의 선폭은 나머지 영역의 선폭과 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 가질 수 있다.
상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상일 수 있다.
상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결될 수 있다.
상기 홈부패턴의 형상은 금속패턴 또는 포토레지스트 패턴이 필요한 분야의 패턴형상일 수 있다.
상기 홈부패턴의 형상은 터치패널의 금속패턴의 형상일 수 있으며, 동일한 패턴이 반복된 형상이거나 서로 상이한 2 이상의 패턴이 이격 또는 연결된 형상일 수 있다. 예를 들면, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 격자모양의 화면부 패턴, 상기 화면부 패턴과 연결되고 외부의 연성인쇄회로기판과 연결되는 배선부 패턴 및 상기 화면부 패턴과 배선부 패턴의 연결시 저항을 낮춰주는 연결부 패턴 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 차광마스크 패턴의 형상은 외부의 인쇄회로기판의 회로의 접지(Ground) 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 차광마스크패턴은 네가티브 포토레지스트 패턴층의 홈부패턴의 바닥부에 구비될 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴층이 구비된 기판 상에 구비된 금속 산화막을 더 포함할 수 있다.
상기 금속 산화막의 평균 두께는 200nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 산화막의 평균 두께는 20nm 이상 100nm 이하일 수 있다.
상기 금속 산화막은 클리쉐 표면 에너지를 상승하여 인쇄공정 중 레지스트 패턴의 전사특성이 증가하고, 반복적인 인쇄 공정에 따른 클리쉐의 패턴층의 손상을 방지할 수 있다.
본 명세서에서, 클리쉐는 홈부패턴이 형성된 요판이며, 상기 클리쉐는 요판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 홈부패턴에 남아있는 잉크를 피인쇄체에 전사하기 위해 사용되거나, 전면에 잉크가 코팅된 인쇄판 또는 인쇄롤과 요판이 접촉하여 요판의 돌출부와 접촉된 잉크는 인쇄판 또는 인쇄롤으로부터 제거되고 인쇄판 또는 인쇄롤에는 요판의 홈부패턴과 대응되는 잉크패턴이 형성되어 형성된 잉크패턴을 피인쇄체에 전사하기 위해 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
[실시예 1]
유리기판 상에 알루미늄을 120nm 증착한 후, 상기 알루미늄증착층 상에 리버스 오프셋 인쇄공정을 이용하여 배선부 선폭이 30.2㎛이고, 연결부 선폭이 3.7㎛-29.7㎛이고, 화면부 선폭이 3.2㎛인 레지스트 패턴을 형성했다. 알루미늄 식각액으로 레지스트 패턴이 형성되지 않은 알루미늄을 제거한 후 레지스트 박리액으로 레지스트 패턴을 제거하여 차광마스크패턴으로서 알루미늄패턴을 도 6과 같이 형성했다. (이때, 배선부 알루미늄패턴의 평균 선폭: 30㎛, 연결부 알루미늄패턴의 선폭: 3.5~29.5㎛, 연결부 알루미늄패턴의 평균선폭: 16.87㎛, 화면부 알루미늄패턴의 평균 선폭: 3.0㎛)
상기 알루미늄패턴이 형성된 유리기판 상에 SU-8 2005 네가티브 포토레지스트를 이용하여 평균 두께가 3.5㎛인 네가티브 포토레지스트층을 형성했다.
알루미늄패턴이 형성되지 않은 유리기판의 면에 Karl Suss Mask Aligner를 사용하여 배면 노광한 후 95℃ 핫플레이트에서 3분간 네가티브 포토레지스트층을 PEB(Post Exposure Bake)했다.
SU-8 현상액을 이용하여 10분간 현상한 후 이소프로필 알코올(IPA, Isopropyl Alcohol)로 세정하여 클리쉐를 제조했다. 이때, 현상 후 네가티브 포토레지스트 패턴층에서 배선부 홈부패턴의 평균 선폭은 30㎛이고, 연결부 홈부패턴의 선폭은 3.5㎛~29.5㎛(평균선폭: 16.87㎛)이고, 화면부 홈부패턴의 평균 선폭은 3㎛이었다.
상기 네거티브 포토레지스트 패턴층이 구비된 전면에 스퍼터를 이용하여 SiO2층을 100nm 두께로 형성하였다.
제조된 클리쉐를 주사전자현미경으로 촬영한 이미지를 도 7에 도시했다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제조된 알루미늄패턴이 형성된 유리기판 상에 SU-8 2005 네가티브 포토레지스트를 이용하여 평균 두께가 6.0㎛인 네가티브 포토레지스트층을 형성했다.
알루미늄패턴이 형성되지 않은 유리기판의 면에 Karl Suss Mask Aligner를 사용하여 배면 노광한 후 95℃ 핫플레이트에서 3분간 네가티브 포토레지스트층을 PEB(Post Exposure Bake)했다.
SU-8 현상액을 이용하여 10분간 현상한 후 이소프로필 알코올(IPA, Isopropyl Alcohol)로 세정하여 클리쉐를 제조했다. 이때, 현상 후 네가티브 포토레지스트 패턴층에서 배선부 홈부패턴의 평균 선폭은 30㎛이고, 연결부 홈부패턴의 선폭은 3.5㎛-29.5㎛(평균선폭: 16.87㎛)이고, 화면부 홈부패턴의 평균 선폭은 3㎛이었다.
상기 네거티브 포토레지스트 패턴층이 구비된 전면에 스퍼터를 이용하여 SiO2층을 100nm 두께로 형성하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 제조된 알루미늄패턴이 형성된 유리기판 상에 SU-8 2005 네가티브 포토레지스트를 이용하여 평균 두께가 7.0㎛인 네가티브 포토레지스트층을 형성했다.
알루미늄패턴이 형성되지 않은 유리기판의 면에 Karl Suss Mask Aligner를 사용하여 배면 노광한 후 95℃ 핫플레이트에서 3분간 네가티브 포토레지스트층을 PEB(Post Exposure Bake)했다.
SU-8 현상액을 이용하여 10분간 현상한 후 이소프로필 알코올(IPA, Isopropyl Alcohol)로 세정하여 클리쉐를 제조했다. 이때, 현상 후 네가티브 포토레지스트 패턴층에서 배선부 홈부패턴의 선폭은 30㎛이고, 연결부 홈부패턴의 선폭은 3.5㎛-29.5㎛(평균선폭: 16.87㎛)이고, 화면부 홈부패턴의 선폭은 3㎛이었다.
상기 네거티브 포토레지스트 패턴층이 구비된 전면에 스퍼터를 이용하여 SiO2층을 100nm 두께로 형성하였다.
제조된 클리쉐를 주사전자현미경으로 촬영한 이미지를 도 8에 도시했다.
[비교예]
크롬이 100nm 두께로 증착된 유리 기판 상에 포토레지스트(PR)를 도포한 후 레이저 노광 및 크롬 식각 공정을 통하여 크롬 마스크패턴을 형성했다. 크롬 마스크패턴이 구비된 전면에 몰리브덴을 100nm 두께로 증착했다. 상기 적층체 상에 포토레지스트(PR)을 도포한 후 레이저 노광 및 몰리브덴 식각 공정을 통하여 배선부에 대응하는 영역의 몰리브덴층을 선택적으로 제거했다. 불산 식각액을 이용하여 상기 적층체의 노출된 유리면(배선부에 해당)을 5㎛ 깊이로 식각했다. 상기 적층체 상면의 몰리브덴 층을 몰리브덴 식각액을 활용하여 제거한 후 불산 식각액을 이용하여 노출된 유리면을 250nm 깊이로 추가 식각했다. 상기 적층체 상면의 크롬 층을 크롬 식각액으로 제거하여 이중 식각 클리쉐를 완성했다. 상기 공정을 통해 제조된 이중 식각 클리쉐의 화면부 선폭은 3㎛, 화면부 홈부 깊이는 250nm이며 배선부의 선폭은 30㎛, 배선부 홈부 깊이는 5.25㎛이었다.
비교예의 클리쉐 제조 공정도를 도 9에 도시했다.
제조된 클리쉐를 주사전자현미경으로 촬영한 이미지를 도 10에 도시했다.
[실험예 1]
박리액 내구성 실험
상기 실시예1-3 및 비교예를 통해 제조된 클리쉐를 레지스트 박리액(LG화학 제품, 품명: LGS-202)에 24시간 동안 침지한 후 홈부 깊이의 변화 및 패턴의 탈막 여부를 관찰하여 그 결과를 하기 표 1에 표시했다.
이때, 홈부 깊이가 감소하거나 패턴의 탈막 현상이 관찰될 경우 Ⅹ, 변화가 관찰되지 않을 경우 ○로 판정하였다.
[실험예 2]
인압마진 관련 실험
레지스트 잉크가 3㎛ 두께로 도포된 블랭킷 롤을 상기 실시예 1-3 및 비교예를 통해 제조된 클리쉐에 회전 접촉했다. 불필요한 레지스트 패턴이 블랭킷 롤로부터 상기 클리쉐 상부에 전사된 후, 레지스트 패턴이 구비되어 있는 블랭킷 롤을 피인쇄기재와 회전 접촉하여 피인쇄기재 상에 레지스트 패턴을 전사했다.
블랭킷 롤과 클리쉐를 접촉할 때 패턴이 정상적으로 구현되는 인압 마진은 하기 표 1과 같다.
이때, 인압은 블랭킷 롤이 클리쉐와 접촉할 때 Z축으로 누르는 압력을 의미한다. 상기 인압을 나타내는 실제 수치는 압력으로 표시하지 않고, 상기 압력을 대변할 수 있는 Z축으로 누르는 압력에 의해 블랭킷과 클리쉐가 접촉하는 접점이 Z축으로 이동 거리(d)로 표시했다.
상기 인압 마진은 해당 패턴이 바닥닿음없이 인쇄될 수 있는 Z축으로 이동 거리(d)의 최대치를 의미한다.
[표 1]
Figure PCTKR2016009529-appb-I000001
인압이 100㎛인 조건에서, 상기 블랭킷 롤과 실시예 1과 비교예를 통해 제조된 클리쉐를 이용하여 피인쇄기재 상에 인쇄된 레지스트 패턴을 도 13에 나타냈다.
도 13에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 클리쉐로는 화면부 패턴과 연결부 패턴이 끊김없이 인쇄되었음을 알 수 있다. 반면, 비교예의 클리쉐로는 블랭킷 롤이 클리쉐 홈부패턴의 바닥에 닿아 제거되지 않아야 하는 레지스트가 제거되어 피인쇄기재에 인쇄된 화면부 패턴과 연결부 패턴이 끊겨 있는 것을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판 상에 차광마스크패턴을 형성하는 단계;
    상기 차광마스크패턴이 구비된 기판 상에 네가티브 포토레지스트층을 형성하는 단계;
    기판 측에 광을 조사하여 노광하는 단계; 및
    노광된 네가티브 포토레지스트층을 현상하여, 돌출된 양각부와 현상된 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 네가티브 포토레지스트층의 평균 두께는 3㎛ 이상이며,
    상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 가지며, 상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상이고,
    상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결된 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 현상단계 후에, 네가티브 포토레지스트 패턴층이 형성된 기판 상에 금속 산화물을 증착하는 단계를 더 포함하는 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐의 제조방법.
  3. 기판; 상기 기판 상에 구비되고, 양각부와 홈부패턴을 갖는 네가티브 포토레지스트 패턴층; 및 상기 홈부패턴의 바닥부에 구비된 차광마스크패턴을 포함하며,
    상기 네가티브 포토레지스트의 홈부 패턴의 평균 깊이는 3㎛ 이상이고,
    상기 네가티브 포토레지스트 패턴층은 선폭이 상이한 적어도 2종의 홈부패턴을 포함하며, 상기 네가티브 포토레지스트 패턴층의 홈부 패턴의 평균 깊이는 동일하고,
    상기 적어도 2종의 홈부패턴 간의 선폭차이는 10㎛ 이상이며, 상기 선폭의 차이가 10㎛ 이상인 적어도 2종의 홈부패턴은 서로 연결된 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴층이 구비된 기판 상에 구비된 금속 산화막을 더 포함하는 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 금속 산화막의 평균 두께는 200nm 이하인 것인 오프셋 인쇄용 클리쉐.
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