CN108115925B - 压印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压印设备，其中两个压力辊被设置以按压主辊，并且在两个压力辊之间设置初步固化部件，以便以线束形式照射UV射线，使得各种尺寸或厚度的膜材料可以通过自动化过程进行压印处理，并且压印设备包括：主辊，具有被形成有预定图案的压模；在主辊的一侧处用于供应膜材料的膜供应辊；在主辊的另一侧处要被卷绕有膜材料的膜回收辊；第一压力辊和第二压力辊，以在第一压力辊和第二压力辊之间的间隔被设置在主辊下面，并且在主辊方向上按压从膜供应辊供应的膜材料；树脂注入部分，用于将UV可固化树脂注入到主辊的外周；初步固化部件，被设置在第一压力辊和第二压力辊之间，并且在膜材料方向上照射UV射线，以初步固化膜材料和主辊之间的UV可固化树脂；以及主固化部件，被设置在主辊和膜回收辊之间，并且对被形成在膜材料的顶表面上的图案照射UV射线，以完全固化图案。

Description

压印设备

技术领域

本发明涉及一种压印设备，并且更具体地，涉及一种压印设备，其中两个压力辊被设置以按压主辊，并且初步固化部件被设置在两个压力辊之间，以便以线束形式照射UV射线，使得各种尺寸或厚度的膜材料可以通过自动化过程进行压印处理。

背景技术

使用光刻处理的方法已被广泛用作在精密制造领域中，如在半导体或显示器制造领域中，在膜上或基底上形成精细图案的方法。然而，这种光刻处理需要非常昂贵的设备以及长的处理时间。

因此，引入并使用压印处理来代替光刻处理。

压印处理是在要被形成在基底或膜上的图案的相反形状被形成在主辊上的状态中，通过使用UV可固化树脂等，通过在基底或膜上按压主辊，来在基底或膜上形成特定图案的方法。

这种压印方法适合于以辊到辊方式制造膜材料的方法，并且因此具有扩大其使用范围并且可以大大减少其处理时间的优点。

对于压印设备，如韩国注册专利No.0755235中所公开的，至今已经开发了用于在像是基底的材料上形成图案的大多数技术，并且仍然需要用于以辊到辊方式制造膜材料的方法的技术开发。

具体地，通过使用UV可固化树脂来在膜材料上形成图案的过程中有效的高效地执行初步固化，以及高效地将这样固化的膜与主辊分离的技术开发是相对不足的。

发明内容

因此，本发明已经被做出以解决现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供压印设备，其中两个压力辊被设置以按压主辊，并且初步固化部件被设置在两个压力辊之间，以便以线束形式照射UV射线，使得各种尺寸或厚度的膜材料可以通过自动化过程进行压印处理。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种压印设备，包括：主辊，其具有压模，压模被形成有预定图案，并且被附接到主辊的外表面；膜供应辊，被设置在主辊的一侧处，并且供应膜材料，图案要被形成在膜材料上；膜回收辊，被设置在主辊的另一侧处，并且被卷绕有膜材料，图案已经被形成在膜材料上；第一压力辊，被设置在主辊下面的一侧处，并且在主辊方向上按压从膜供应辊供应的膜材料的底表面；第一压力感测单元，被设置到第一压力辊，以感测被施加到第一压力辊的压力；第一压力辊驱动装置，被设置到第一压力辊，并且使第一压力辊在主辊方向上来回移动；第二压力辊，被设置在主辊下面的另一侧处，以与第一压力辊隔开预定间隔，并且在主辊方向上按压膜材料的底表面；第二压力感测单元，被设置到第二压力辊，以感测被施加到第二压力辊的压力；第二压力辊驱动装置，被设置到第二压力辊，并且使第二压力辊在主辊方向上来回移动；树脂注入部件，被设置在主辊的上侧，并且将UV可固化树脂注入到主辊的外周；初步固化部件，被设置在第一压力辊和第二压力辊之间，并且在膜材料方向上照射UV射线，以初步固化膜材料和主辊之间的UV可固化树脂；主固化部件，被设置在主辊和膜回收辊之间，并且对形成在膜材料的上表面上的图案照射UV射线，使图案完全固化；分离角度扩大辊，被设置在比第二压力辊的位置高的位置处，并且当膜材料与主辊分离时，扩大在膜材料与主辊之间形成的分离角度；第三压力感测单元，在与主辊方向相反的方向上被设置到分离角度扩大辊，以感测被施加到分离角度扩大辊的压力；扩大辊驱动装置，被设置到分离角度扩大辊，并且使分离角度扩大辊在主辊方向上来回移动；以及控制单元，用于输入针对要由第一压力感测单元、第二压力感测单元和第三压力感测单元感测的压力值的可允许范围，并且当检测到在针对压力值设定的范围外部的压力值时，驱动第一压力辊驱动装置和第二压力辊驱动装置以及扩大辊驱动装置，以控制压力值返回到可允许范围。

此外，根据本发明，优选地，初步固化部件包括用于以线束形式照射UV射线的LED。

此外，根据本发明，优选地，压印设备还包括树脂溢出防止部件，树脂溢出防止部件被设置在主辊和第一压力辊的两侧部分，并且防止被供应在主辊和第一压力辊之间的树脂溢出到外部。

此外，根据本发明，优选地，树脂溢出防止部件包括：阻塞体，用于在阻塞体两侧处阻塞主辊和第一压力辊之间的空间；以及气体注入部件，被形成在阻塞体中，并且以高压将气体注入到微小间隙中，该间隙被形成在主辊和第一压力辊上。

根据本发明的压印设备利用由第一压力感测单元、第二压力感测单元和第三压力实时感测到的压力值，来精细地调节第一压力辊和第二压力辊以及分离角度扩大辊之间的适当间隔，以及被施加到膜材料的适当张力，从而实现非常精密的图案形成工作以及针对其的控制操作。

此外，通过精确控制可以实现高速图案形成工作，从而提高生产率。

附图说明

图1是用于图示根据本发明的实施例的压印设备的配置的视图。

图2是用于图示根据本发明的实施例的膜材料被分离角度扩大辊分离的状态的视图。

图3是用于图示根据本发明的主辊的实施例的用于制造主辊的处理的视图。

图4是用于图示根据本发明的实施例的阻塞体的视图。

附图中的基本附图标记的说明

1：膜材料 2：UV可固化树脂

100：根据本发明的实施例的压印设备

110：主辊 120：膜供应辊

130：膜回收辊 140：第一压力辊

150：第二压力辊

160：树脂注入部件

170：初步固化部件

180：主固化部件

190：分离角度扩大辊

101：清洗部件

210：第一压力感测单元

220：第二压力感测单元

230：第三压力感测单元

240：第一压力辊驱动装置

250：第二压力辊驱动装置

260：扩大滚动驱动装置

具体实施方式

在下文中，参照附图详细描述本发明的优选实施例。

根据本发明的压印设备100可以包括主辊110、膜供应辊120、膜回收辊130、第一压力辊140、第二压力辊150、树脂注入部件160、初步固化部件170、主固化部件180、第一压力感测单元210、第二压力感测单元220、第三压力感测单元230、第一压力辊驱动装置240、第二压力辊驱动装置250、扩大辊驱动装置260和控制单元(未示出)，如图1所示。

首先，主辊110包括辊112和压模114，压模114被附接到辊112的外表面，并且具有与要被形成在膜材料1上的图案相反的预定形状。主辊110在旋转时将被形成在压模114上的整个图案依次转移到膜材料的表面。

至于用于相对于主辊110安装压模114的方法，如图3所示，预先形成的压模114通过卷绕方法被附接到主辊112的外表面上。这样安装的压模114被连续使用预定次数。当图案的一部分被损坏，使得不能再形成精确的图案时，则移除压模114，并且使用新的压模替换。因此，在替换压模114时可以重复进行大量处理。

接下来，膜供应辊120被安装在主辊110的一侧处，并且供应膜材料1，图像要被形成在膜材料1上，如图1所示。也就是说，膜供应辊120被卷绕有膜材料1，关于膜材料1要进行压印处理，其中膜材料1通过膜供应辊120的旋转在主辊110方向上被连续地供应到膜供应辊120。

接下来，膜回收辊130被安装在主辊110的另一侧处，也就是说，在膜供应辊120的位置的相对侧处，并且被卷绕有膜材料1，图像已经被形成在膜材料1上，如图1所示。也就是说，在其上形成并固化预定图案以通过主辊110要被完成的膜材料1被膜回收辊130回收并被卷绕在膜回收辊130上。

这里，与膜供应辊120的膜材料供应速度和主辊110的膜材料排出速度相关联地控制膜回收辊130的膜材料卷绕速度，使得相对于膜材料1维持均匀的张力。

接下来，第一压力辊140被安装在主辊110的下部下面的一侧处，并且在主辊110方向上按压从膜供应辊120供应的膜材料的底表面，如图1所示。

为了在膜材料1上形成预定的图案，膜材料1必须与被附接到主辊112的压模114的表面完全接触。然后，被供应在膜材料1和主辊110之间的UV可固化树脂2被初步固化并转移到膜材料1。因此，第一压力辊140被安装以在主辊110方向上均匀地按压膜材料1的整个表面。

根据如上所述的优选实施例，优选地，第一压力辊140被安装在主辊110下面的左侧处，如图1所示。

这里，优选地，第一压力辊140还被设置有第一压力感测单元210。为了精确处理，必须非常精细地控制第一压力辊140和主辊110之间的间隔。然而，在膜材料1被插入在第一压力辊140和主辊110之间并移动时，非常难以实时测量第一压力辊140和主辊110之间的间隔。因此，根据本发明，采用实时测量被施加到第一压力辊140的压力并且相对地测量和控制第一压力辊140和主辊110之间的间隔的方法。因此，第一压力感测单元210实时感测被施加到第一压力辊140的压力，并且将数据传送到控制单元，这将在下文中进行描述。

此外，根据本发明，第一压力辊驱动装置240还被设置以在与主辊110方向相反的方向上被安装在第一压力辊140上，如图1所示，其中第一压力辊驱动装置240通过在主辊110方向上使第一压力辊140来回移动，来控制第一压力辊140和主辊110之间的间隔。具体地，第一压力辊驱动装置240可以具有非常多样的配置，并且可以包括伺服电动机等，以使第一压力辊240以非常快的反应速率非常精确地来回移动。

接下来，第二压力辊150被安装在主辊110下面的右侧处，以与第一压力辊140隔开预定间隔，如图1所示，并且在主辊110方向上按压膜材料1的底表面。也就是说，第二压力辊150以与第一压力辊110相同的方式在主辊110方向上按压膜材料1用于平滑图案形成。如果膜材料1在主辊110方向上被第一和第二压力辊140、150在预定部分按压，则图案形成更可靠。

此外，初步固化部件170被设置到第一和第二压力辊140、150之间的空间，如图1所示，以便进行简单的初步固化工作。

此外，还优选地，以与第一压力辊140相同的方式，第二压力辊150还被设置有第二压力感测单元220和第二压力辊驱动装置250，其中由于第二压力感测单元220和第二压力辊驱动装置250的实质结构和操作与第一压力感测单元220和第一压力辊驱动装置240的相同，因此将省略其详细说明。

接下来，树脂注入部件160被安装在主辊110的上侧处，并且将UV可固化树脂注入到主辊110的外周表面，如图1所示。根据本实施例，树脂注入部件160可以具有各种分配器结构，并且将具有一定程度的黏度的UV可固化树脂2注入到主辊110的外表面，使得UV可固化树脂2流过主辊110，并且被连续地供应到膜材料1和压模114之间的空间。

这里，为了防止被供应到主辊110和第一压力辊140之间的树脂溢出到外部，优选地，根据本发明的压印设备100还被设置有树脂溢出防止部件161，如图1所示。

具体地，树脂溢出防止部件161可以包括：阻塞体163，其用于在阻塞体163两侧处阻塞主辊110和第一压力辊140之间的空间；以及气体注入部164，其被形成在阻塞体中，并且以高压将气体注入到形成在主辊110和第一压力辊140上的微小间隙，以防止树脂的甚至微小溢出。

因此，优选地，阻塞体163具有与被形成在主辊110和第一压力辊140之间的空间的形状对应的形状，并且气体注入部件164具有被形成在阻塞体163的窄末端的气体注入孔，如图4所示。

UV可固化树脂2填充膜材料1和压模114之间的空的空间，并且通过初步固化部件170被初步固化，使得图案3附接到膜材料1。

接下来，初步固化部件170被安装在第一压力辊140和第二压力辊150之间，并且在膜材料1方向上照射UV射线，以初步固化被填充在膜材料1和主辊110之间的UV可固化树脂2，如图1所示。因此，UV可固化树脂2通过初步固化部件170被首先固化，使得UV可固化树脂2的形状不变形。因此，即使在从主辊110分离的过程中初步固化的图案3也不变形，并且在维持形状的同时被转移到膜材料1。

在本实施例中，优选地，初步固化部件170由用于以线束形式照射UV射线的LED形成。如果初步固化部件170由LED形成，则增强照射的射线的直线传播，并且可以照射UV射线，同时确保关于膜材料1的所有表面的均匀照明。

接下来，主固化部件180被安装在主辊110和膜回收辊130之间，并且通过对被形成在膜材料1的上表面上的图案照射UV射线，使该图案完全固化，如图1所示。因此，主固化部件180由能够照射UV射线的UV射线照射设备形成，该UV射线能够供应用于完全固化图案的能量，该图案被形成在膜材料1的表面上并且通过初步固化部件170被初步固化。

同时，优选地，根据本发明的压印设备100还被设置有分离角度扩大辊190，如图1所示。在本实施例中，术语“分离角度”指示在预定图案被形成在其上的膜材料1与主辊110分离的位置处，由膜材料1的表面和主辊110的外周表面之间的切线形成的角度θ，如图2所示，其中分离角度扩大辊190是用于控制膜材料1使得分离角度θ被扩大的元件。

因此，分离角度扩大辊190被安装在比第二压力辊150的位置高的位置处，以控制膜材料1，使得膜材料1在膜回收辊130方向上非常陡地弯曲，如图1所示。如果膜材料1的分离角度θ被如上述所述的扩大辊190扩大，则在分离处理中被形成在膜材料1上的图案3的角落部分处的损伤或变形可以被最小化。

同时，在本实施例中，优选地，分离角度扩大辊190还被设置有第三压力感测单元230，第三压力感测单元230在与主辊110方向相反的方向上被安装，并且感测被施加到分离角度扩大辊190的压力，以间接测量膜材料1的张力，如图1和图2所示。

分离角度扩大辊190在主辊110方向上按压膜材料1，以扩大膜材料1的分离角度。然而，在该处理中可能施加过大的压力，并且因此膜材料1的张力可能异常地增加，导致膜材料1的异常涂布。因此，分离角度扩大辊190还被设置有用于实时测量压力的第三压力感测单元230，如图1所示，其中测量的数据被传送到控制单元，这将在下文中进行解释。此外，分离角度扩大辊190还可以被设置有用于使分离角度扩大辊190在主辊110方向上来回移动的驱动装置260。

接下来，控制单元输入要由第一压力感测部件、第二压力感测部件和第三压力感测部件感测的针对压力值的可允许范围，并且当检测到针对压力值设定的范围外部的压力值时，驱动第一压力辊驱动装置和第二压力辊驱动装置以及扩大辊驱动装置，以控制压力值返回到可允许范围。具体地，控制单元整体上控制根据本发明的压印设备100。但是，在预先设定了针对要由第一、第二和第三压力感测单元210、220、230感测的压力值的可允许范围之后，当从第一、第二和第三压力感测单元210、220、230实时传送的压力值在可允许范围之外时，控制单元在恢复压力值的方向上驱动第一和第二压力辊驱动装置240、250以及扩大辊驱动装置260，使得被施加到第一、第二压力辊140、150以及分离角度增大辊190的压力不超过其可允许范围。

根据本实施例，可以通过精确地控制被施加到第一和第二压辊140、150以及分离角度扩大辊190的压力值来间接地控制膜材料1相对于主辊110和分离角度扩大辊190的接触状态和分离状态。

此外，控制单元根据被施加到分离角度扩大辊190的压力来改变和控制膜回收辊130的旋转速度，以维持均匀的涂布条件。

Claims (4)

1.一种压印设备，包括：

主辊，具有被附接到所述主辊的外表面的、被形成有预定图案的压模；

膜供应辊，被设置在所述主辊的一侧处，并且供应膜材料，图案要被形成在所述膜材料上；

膜回收辊，被设置在所述主辊的另一侧处，并且被卷绕有所述膜材料，图案已经被形成在所述膜材料上；

第一压力辊，被设置在所述主辊下面的一侧处，并且在朝向所述主辊的方向上按压从所述膜供应辊供应的所述膜材料的底表面；

第一压力感测单元，被设置到所述第一压力辊，以便感测被施加到所述第一压力辊的压力；

第一压力辊驱动装置，被设置到所述第一压力辊，并且使所述第一压力辊在朝向所述主辊的方向上来回移动；

第二压力辊，被设置在所述主辊下面的另一侧处，以便与所述第一压力辊隔开预定间隔，并且在朝向所述主辊的方向上按压所述膜材料的所述底表面；

第二压力感测单元，被设置到所述第二压力辊，以便感测被施加到所述第二压力辊的压力；

第二压力辊驱动装置，被设置到所述第二压力辊，并且使所述第二压力辊在朝向所述主辊的方向上来回移动；

树脂注入部件，被设置在所述主辊的上侧处，并且将UV可固化树脂注入到所述主辊的外周；

初步固化部件，被设置在所述第一压力辊与所述第二压力辊之间，并且在朝向所述膜材料的方向上照射UV射线，以便初步固化所述膜材料与所述主辊之间的所述UV可固化树脂；

主固化部件，被设置在所述主辊与所述膜回收辊之间，并且对被形成在所述膜材料的上表面上的所述图案照射UV射线，以使所述图案完全固化；

分离角度扩大辊，被设置在比所述第二压力辊的位置高的位置处，并且当所述膜材料与所述主辊分离时，扩大在所述膜材料与所述主辊之间形成的分离角度；

第三压力感测单元，在与朝向所述主辊的方向相反的方向上被设置到所述分离角度扩大辊，以便感测被施加到所述分离角度扩大辊的压力；

扩大辊驱动装置，被设置到所述分离角度扩大辊，并且使所述分离角度扩大辊在朝向所述主辊的方向上来回移动；以及

控制单元，用于输入针对要由所述第一压力感测单元、所述第二压力感测单元和所述第三压力感测单元感测的压力值的可允许范围，并且当检测到在针对压力值设定的范围以外的压力值时，驱动所述第一压力辊驱动装置和所述第二压力辊驱动装置以及所述扩大辊驱动装置，以便控制所述压力值返回到所述可允许范围。

2.根据权利要求1所述的压印设备，其中所述初步固化部件包括用于以线束形式照射所述UV射线的LED。

3.根据权利要求1所述的压印设备，还包括树脂溢出防止部件，被设置到所述主辊和所述第一压力辊的两侧部分，并且防止在所述主辊与所述第一压力辊之间供应的树脂溢出到外部。

4.根据权利要求3所述的压印设备，其中所述树脂溢出防止部件包括：

阻塞体，用于在所述阻塞体的两侧处阻塞所述主辊与所述第一压力辊之间的空间；以及

气体注入部件，被形成在所述阻塞体中，并且将气体注入到微小间隙中，所述间隙被形成在所述主辊和所述第一压力辊上。

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