KR100975094B1 - Pattern printing device and patter printing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤링 가능하게 구성되는 롤러와, 상기 롤러에 잉크가 코팅될 수 있도록 상기 롤러에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와, 인쇄패턴에 대응되는 리세스 패턴과 상기 리세스 패턴을 한정하는 전사 영역을 구비하는 클리쉐와, 상기 클리쉐 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 전사 영역에 잉크를 오프(off)시키고, 기판 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 잉크를 상기 기판에 셋(set)시키는 롤러 구동부를 포함하고, 상기 잉크 공급부는 스핀 코팅에 의해 일정 두께의 잉크막을 형성시키는 스핀코팅유닛인 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치 및 이를 이용한 패턴인쇄방법에 관한 것으로서, 인쇄공정을 단순화함과 아울러 정밀한 미세 패턴의 인쇄를 가능케 하기 위한 것이다.The present invention provides a roller configured to be rollable, an ink supply unit for supplying ink to the roller so that ink can be coated on the roller, a recess pattern corresponding to a printing pattern, and a transfer area defining the recess pattern. And a roller driver for driving the roller on the cliché to turn off the ink in the transfer area, and driving the roller on the substrate to set the ink on the substrate. The ink supply unit relates to a pattern printing apparatus and a pattern printing method using the same, characterized in that the spin coating unit to form an ink film of a predetermined thickness by spin coating, to simplify the printing process and to enable precise fine pattern printing It is for.
Description
본 발명은 기판에 미세패턴을 인쇄하기 위한 패턴인쇄장치와 이를 이용한 패턴인쇄방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern printing apparatus for printing a fine pattern on a substrate and a pattern printing method using the same.
인쇄전자소자(Printed Electronics)는 인쇄공정기법으로 만들어진 전자소자를 말하며, 인쇄전자소자로는 무선인식태그(RFID), PCB 전극, 전자파 차폐 필름의 전도성 전극을 갖는 전자소자 등이 있다. 이러한 인쇄전자소자의 패턴형성 방법은 전도성 전극을 인쇄 방식으로 패너닝한 후 열을 이용하여 경화하여 생산하는 방법이 적용된다.Printed electronics refers to electronic devices made by a printing process technique. Examples of printed electronic devices include radio frequency identification tags (RFIDs), PCB electrodes, and electronic devices having conductive electrodes of electromagnetic wave shielding films. The pattern forming method of the printed electronic device is a method of producing by curing the conductive electrode by heat after panning the conductive electrode by a printing method.
최근 인쇄전자소자의 소형화, 고집적화 경향에 따라 미세 패턴을 인쇄하기 위한 다양한 인쇄방법들이 개발되고 있다. Recently, various printing methods for printing fine patterns have been developed according to the trend of miniaturization and high integration of printed electronic devices.
이러한 인쇄방법들 중의 하나로서 리버스 오프셋 인쇄방식(Reverse Off-set Printing)이 제안된 바 있다.As one of such printing methods, Reverse Off-set Printing has been proposed.
리버스 오프셋 인쇄방식은 슬릿코터(slit coater)를 이용하여 롤러에 잉크를 코팅하고, 클리쉐(Cliche)에 필요없는 부분을 전사하여 제거(Off)한 다음, 롤러에 남아있는 잉크를 기판에 전사(Set)하는 방식을 갖는다.The reverse offset printing method uses a slit coater to coat ink, transfers and removes unnecessary parts of the Cliche, and then transfers the ink remaining on the roller to the substrate. Have a way.
이러한 리버스 오프셋 인쇄방식은 잉크가 롤러에서 기판으로 직접 전사되는 방식을 가지고 있고, 낮은 전사 압력을 이용하는 바, 수 미크론 크기의 미세 패턴(fine pattern)의 구현이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 리버스 오프셋 인쇄방식은 슬릿코터를 이용한 코팅시에는 잉크의 점도가 매우 낮아야 하고 (5cp 이하), 클리쉐와 기판 위에서는 잉크의 점도가 매우 높아야 하므로(수천 cp 이상), 인쇄공정이 진행됨에 따라 점도가 변화되는 잉크를 사용해야 한다. 이러한 잉크는 휘발성이 높거나 낮은 솔벤트의 복합으로 이루어진 잉크로서, 개발이 매우 어려운 문제가 있으며, 최종 인쇄 두께를 조절하기에도 쉽지 않은 단점이 있다.The reverse offset printing method has a method in which ink is directly transferred from a roller to a substrate, and uses a low transfer pressure, so that a fine pattern of several microns can be realized. However, the reverse offset printing method requires the ink to have a very low viscosity (less than 5 cps) when coating with a slit coater, and a very high viscosity on the cliché and the substrate (at a few thousand cps). Inks with varying viscosity should be used. These inks are made of a combination of high or low volatility solvents, and are very difficult to develop, and have disadvantages that are difficult to control the final print thickness.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인쇄공정을 단순화함과 아울러 정밀한 미세 패턴의 인쇄가 가능한 패턴인쇄장치 및 패턴인쇄방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to solve the above problems, to simplify the printing process and to provide a pattern printing apparatus and a pattern printing method capable of printing fine fine patterns.
또한, 본 발명은 고른 두께의 인쇄 패턴을 구현하고, 패턴의 두께 조절이 쉬우며, 박막의 인쇄가 가능한 패턴인쇄장치 및 패턴인쇄방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide a pattern printing apparatus and a pattern printing method for implementing a printing pattern of a uniform thickness, easy to control the thickness of the pattern, printing the thin film.
또한, 본 발명은 사용되는 잉크의 개발이 용이한 패턴인쇄장치 및 패턴 인쇄방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a pattern printing apparatus and a pattern printing method that is easy to develop the ink used.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 롤링 가능하게 구성되는 롤러와, 상기 롤러에 잉크가 코팅될 수 있도록 상기 롤러에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와, 인쇄패턴에 대응되는 리세스 패턴과 상기 리세스 패턴을 한정하는 전사 영역을 구비하는 클리쉐, 및 상기 클리쉐 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 전사 영역에 잉크를 오프(off)시키고 기판 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 잉크를 상기 기판에 셋(set)시키는 롤러 구동부를 포함하고, 상기 잉크 공급부는 스핀 코팅에 의해 일정 두께의 잉크막을 형성시키는 스핀코팅유닛인 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치를 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a roller configured to be rollable, an ink supply unit for supplying ink to the roller so that the ink can be coated on the roller, a recess pattern corresponding to a printing pattern, and the recess. A cliché having a transfer region defining a pattern, and a roller that drives the roller on the cliché to turn ink off the transfer region and drive the roller on a substrate to set the ink on the substrate Disclosed is a pattern printing apparatus comprising a drive unit, wherein the ink supply unit is a spin coating unit for forming an ink film having a predetermined thickness by spin coating.
상기 롤러 구동부는 상기 잉크막 상에서 상기 롤러를 롤링시켜 상기 롤러에 잉크를 코팅시키도록 구성되며, 상기 인쇄 패턴의 두께는 상기 스핀 코팅의 회전수 및 회전시간 중 적어도 하나의 조절을 통해 조절될 수 있다.The roller driving unit is configured to roll the roller on the ink film to coat ink on the roller, and the thickness of the printing pattern may be adjusted by adjusting at least one of the rotation speed and the rotation time of the spin coating. .
상기 스핀코팅유닛과 클리쉐를 지지하는 테이블이 더 구비되며, 상기 스핀코팅유닛, 클리쉐, 및 기판은 상기 테이블 상에 순차적으로 위치할 수 있다.A table for supporting the spin coating unit and the cliché is further provided, and the spin coating unit, the cliché, and the substrate may be sequentially disposed on the table.
한편, 본 발명은 스핀코팅에 의해 일정 두께의 잉크막을 형성시키는 단계와, 롤러를 상기 잉크막에서 롤링시켜 상기 롤러에 잉크를 코팅시키는 단계와, 상기 롤러를 클리쉐 상에서 롤링시켜 상기 잉크를 상기 클리쉐에 오프 시키는 단계, 및 상기 롤러를 기판 상에서 롤링시켜 상기 잉크를 상기 기판에 셋 시켜 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 패턴인쇄방법을 개시한다.On the other hand, the present invention comprises the steps of forming an ink film having a predetermined thickness by spin coating, rolling a roller in the ink film to coat the ink on the roller, and rolling the roller on a cliché to transfer the ink to the cliché. And turning off the roller on a substrate to set the ink on the substrate to form a print pattern.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 인쇄공정이 진행됨에 따라 잉크의 점도를 변화시킬 필요가 없어 잉크의 선택이 용이하며, 리버스 오프셋 인쇄의 원리를 이용하므로 미세 패턴의 구현이 가능한 장점이 있다.According to the present invention having the above configuration, it is not necessary to change the viscosity of the ink as the printing process proceeds, it is easy to select the ink, there is an advantage that the fine pattern can be implemented because the principle of reverse offset printing.
또한, 스핀코팅을 사용하므로 회전수 및 회전시간의 조절을 통해 인쇄패턴의 두께 조절이 용이하다. 또한, 스핀코팅의 특징상 고른 인쇄 두께와 박막의 인쇄 두께를 얻을 수 있는 이점이 있다.In addition, since the spin coating is used, it is easy to adjust the thickness of the printing pattern by adjusting the rotation speed and rotation time. In addition, the spin coating has an advantage of obtaining an even printing thickness and a thin film printing thickness.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴인쇄장치를 보인 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴인쇄장치를 보인 평면도.
도 3 내지 6은 도 1 및 2의 패턴인쇄장치를 이용한 패턴인쇄방법을 나타내는 도면들.1 is a front view showing a pattern printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view showing a pattern printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are views showing a pattern printing method using the pattern printing apparatus of FIGS.
이하, 본 발명과 관련된 패턴인쇄장치 및 패턴인쇄방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a pattern printing apparatus and a pattern printing method according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴인쇄장치를 보인 정면도와 평면도이다. 1 and 2 are a front view and a plan view showing a pattern printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 2를 참조하면, 패턴인쇄장치는 롤러(110), 스핀코팅유닛(120), 클리쉐(130, Cliche), 및 롤러 구동부(미도시)를 포함한다.1 and 2, the pattern printing apparatus includes a
롤러(110)는 스핀코팅유닛(120)과 클리쉐(130) 상에서 롤링 가능하게 구성된다. 롤러(110)에는 롤러 구동부가 연결되며, 롤러 구동부의 동작에 따라 롤러(110)는 수평 방향 또는 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되며, 스핀코팅유닛(120) 및 클리쉐(130) 상에서 접촉하고 롤링하게 된다. The
롤러(110)는 롤링 가능한 구조로서, 회전 가능한 롤 프레임(111)과, 롤 프레임(111) 상을 감싸며 롤 프레임(111)의 회전에 따라 잉크의 코팅면을 제공하는 블랭킷(112)을 포함한다. 롤 프레임(111)은 금속 재질을 가질 수 있으며, 블랭킷(112)은 실리콘, 고무 등 신축 가능한 재질로 형성 가능하다.The
스핀코팅유닛(120)는 롤러(110)에 잉크가 코팅될 수 있도록 롤러(110)에 잉크를 공급하는 기능을 하며, 이러한 점에서 '잉크 공급부'로 지칭될 수 있다. 스핀코팅유닛(120)은 스핀 코팅에 의해 일정 두께의 잉크막을 형성시키기 위한 구조이다.The
클리쉐(130)는 잉크가 코팅된 롤러(110)가 롤링됨에 따라 롤러(110)에 코팅된 잉크 중 불필요한 부분을 클리쉐(130) 쪽으로 오프(Off)시키는 기능을 한다.As the
패턴인쇄장치는 스핀코팅유닛(120)과 클리쉐(130)를 지지하는 테이블을 추가로 구비할 수 있으며, 스핀코팅유닛(120), 클리쉐(130)는 테이블 상에 인쇄공정의 순서에 따라 순차적으로 설치된다. 도 1 및 2는 인쇄공정이 도면의 좌측에서 우측으로 진행되는 것을 예시하고 있으며, 클리쉐(130)의 후방(도면의 오른쪽)에는 인쇄할 대상인 기판(140)이 놓여지게 된다.The pattern printing apparatus may further include a table for supporting the
롤러 구동부는 롤러(110)가 스핀코팅유닛(120), 클리쉐(130), 및 기판(140) 상에서 롤링되도록 롤러(110)를 구동시키며, 상세한 작동방식에 대해서는 추후 상세히 설명하기로 한다.The roller driving unit drives the
한편, 본 발명의 패턴인쇄장치에는 기판(140)을 롤투롤 방식으로 방식으로 공급해주는 장치가 추가적으로 장착될 수 있다. 아울러, 기판(140)에 인쇄가 진행될 때마다 클리쉐(130)를 자동으로 교환하는 장치가 추가적으로 구비될 수 있다. 이는 복수의 기판(140)에 대한 인쇄 공정이 자동으로 수행될 수 있도록 하기 위함이다.On the other hand, the pattern printing apparatus of the present invention may be additionally equipped with a device for supplying the
도 3 내지 6은 도 1 및 2의 패턴인쇄장치를 이용한 패턴인쇄방법을 나타내는 도면들이다.3 to 6 are views illustrating a pattern printing method using the pattern printing apparatus of FIGS. 1 and 2.
도 3은 스핀코팅유닛(120)을 이용한 스핀코팅공정을 나타내고 있다. 스핀코팅유닛(120)은 모터 등의 스핀 구동부의 구동에 의해 스핀 회전하는 베이스(121)와, 베이스(121)에 잉크를 공급하는 잉크공급노즐(122)을 포함하는 구조를 갖는다. 스핀 회전하는 베이스(121)에 잉크가 공급됨에 따라 베이스(121) 상에 일정 두께의 잉크막(160)이 형성된다. 여기서, 스핀 코팅 공정의 회전수 및 회전시간 중 적어도 하나를 조절함으로써 잉크막(160)의 두께를 조절할 수 있다.3 illustrates a spin coating process using the
스핀코팅유닛(120)의 일측에는 베이스(121)를 자동으로 교환하는 장치가 추가적으로 장착될 수 있다. One side of the
다음으로, 도 4와 같이 롤러(110)를 잉크막에서 롤링시켜 롤러(110)에 잉크를 코팅시킨다. 롤러 구동부는 롤러(110)를 스핀코팅유닛(120)의 위치까지 이동시킨 후, 롤러(110)가 잉크막(160)에서 롤링되도록 한다. 롤러(110)가 잉크막(160)에서 롤링함에 따라 롤러(110)의 외주면에는 잉크막(160)이 형성된다. Next, as shown in FIG. 4, the
본 실시예는 스핀코팅유닛(120) 상에서 롤러(110)가 롤링되는 것을 예시하고 있지만, 별도로 구비된 스핀코팅유닛(120) 상에서 스핀코팅 공정을 완료한 후, 잉크막(160)이 형성된 베이스(121)를 패턴형성장치로 가져와서 롤링 공정을 수행하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 롤링 공간은 본 도면의 스핀코팅유닛(120)이 놓여지는 자리에 마련되게 될 것이다.Although the present embodiment illustrates that the
다음으로, 도 5와 같이 잉크막(160)이 형성된 롤러(110)를 클리쉐(130) 상에서 롤링시켜 잉크의 일부를 클리쉐(130)에 오프(Off)시킨다. 클리쉐(130)는 인쇄하고자 하는 인쇄패턴에 대응되는 리세스 패턴(recessed pattern, 131)과, 리세스 패턴(131)을 한정하는 전사 영역(132)을 구비한다. 전사 영역(132)은 리세스 패턴(131)을 제외한 나머지 부분을 말하며, 전사 영역(132)은 리세스 패턴(131)으로부터 일정 두께만큼 돌출 형성된다. 리세스 패턴(131)과 전사 영역(132)은 '음극'과 '양각'으로 달리 불릴 수도 있다.Next, as shown in FIG. 5, the
롤러 구동부는 잉크막(160)이 형성된 롤러(110)를 클리쉐(130)까지 이동시킨 후, 클리쉐(130) 상에서 롤링시킨다. 이에 따라, 클리쉐(130)의 전사 영역(132)에 잉크가 전사되게 되며, 롤러(110)에는 리세스 패턴(131)에 대응되는 부분만 남게 되어 전사 패턴(161)을 형성하게 된다.The roller driver moves the
다음으로, 도 6과 같이 롤러(110)를 기판(140)에 롤링시켜 잉크를 기판에 셋(Set) 시킨다. 롤러 구동부는 전사 패턴(161)만 남은 롤러(110)를 기판(140)까지 이동시킨 후, 롤러(100)를 기판(140)에 롤링시킨다. 이에 따라, 전사 패턴(161)이 기판(140)으로 전사되게 되어 기판(140)에 인쇄 패턴(162)이 형성되게 된다.Next, as shown in FIG. 6, the
이와 같은 인쇄 패턴(162)의 두께는 스핀코팅유닛(120)의 잉크막(160)의 두께를 조절함으로써 가능하다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 스핀코팅공정의 회전수, 회전 시간 등의 조절을 통해 가능하다. 이와 같이, 스핀코팅의 공정을 제어함으로써 인쇄패턴의 두께를 조절하는 것이 용이하며, 스핀코팅의 특징상 고른 인쇄 두께와, 박막의 인쇄 두께를 얻을 수 있다.The thickness of the
이상과 같은 패턴인쇄장치 및 인쇄방법에 따르면, 스핀 코팅에 의해 형성된 잉크막에서 롤링 공정에 의해 롤러(110)에 잉크를 코팅시키는 바, 슬릿 코터를 사용하는 경우와 같이 낮은 점도의 잉크를 사용할 필요가 없다. 따라서 인쇄공정의 진행에 따라 잉크의 점도를 변화시킬 필요가 없는 바, 잉크의 선택이 용이한 이점이 있다. 아울러, 패턴 인쇄시 리버스 오프셋 인쇄의 원리를 이용하므로 미세 패턴의 구현이 가능한 장점이 있다.According to the pattern printing apparatus and the printing method as described above, in the ink film formed by spin coating, the ink is coated on the
이상에서는 본 발명에 따른 패턴인쇄장치 및 패턴인쇄방법에 대해 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.In the above described with reference to the accompanying drawings for the pattern printing apparatus and the pattern printing method according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the scope of the technical idea of the present invention Various modifications can be made by those skilled in the art.
Claims (8)
상기 롤러에 잉크가 코팅될 수 있도록 상기 롤러에 잉크를 공급하는 잉크 공급부;
인쇄패턴에 대응되는 리세스 패턴과, 상기 리세스 패턴을 한정하는 전사 영역을 구비하는 클리쉐; 및
상기 클리쉐 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 전사 영역에 잉크를 오프(off)시키고, 기판 상에서 상기 롤러를 구동시켜 상기 잉크를 상기 기판에 셋(set)시키는 롤러 구동부를 포함하고,
상기 잉크 공급부는 스핀 코팅에 의해 일정 두께의 잉크막을 형성시키는 스핀코팅유닛인 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치.A roller configured to be rollable;
An ink supply unit supplying ink to the roller so that the ink can be coated on the roller;
A cliché having a recess pattern corresponding to the printing pattern and a transfer region defining the recess pattern; And
Driving a roller on the cliché to turn off the ink in the transfer area, and driving the roller on a substrate to set the ink on the substrate;
And the ink supply unit is a spin coating unit for forming an ink film having a predetermined thickness by spin coating.
상기 롤러 구동부는 상기 잉크막 상에서 상기 롤러를 롤링시켜 상기 롤러에 잉크를 코팅시키는 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치.The method of claim 1,
And the roller driving part rolls the roller on the ink film to coat ink on the roller.
상기 인쇄 패턴의 두께는 상기 스핀 코팅의 회전수 및 회전시간 중 적어도 하나의 조절을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치.The method of claim 1,
The thickness of the printing pattern is a pattern printing apparatus, characterized in that by adjusting at least one of the number of revolutions and the rotation time of the spin coating.
상기 스핀코팅유닛과 클리쉐를 지지하는 테이블을 더 포함하고,
상기 스핀코팅유닛, 클리쉐, 및 기판은 상기 테이블 상에 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 패턴인쇄장치.The method of claim 1,
Further comprising a table for supporting the spin coating unit and the cliché,
And the spin coating unit, the cliché, and the substrate are sequentially disposed on the table.
롤러를 상기 잉크막에서 롤링시켜 상기 롤러에 잉크를 코팅시키는 단계;
상기 롤러를 클리쉐 상에서 롤링시켜 상기 잉크를 상기 클리쉐에 오프 시키는 단계; 및
상기 롤러를 기판 상에서 롤링시켜 상기 잉크를 상기 기판에 셋 시켜 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 패턴인쇄방법.Forming an ink film having a predetermined thickness by spin coating;
Rolling a roller in the ink film to coat ink on the roller;
Rolling the roller on a cliché to turn off the ink in the cliché; And
Rolling the roller onto a substrate to set the ink on the substrate to form a print pattern.
상기 클리쉐는 상기 인쇄패턴에 대응되는 리세스 패턴과, 상기 리세스 패턴을 한정하는 전사 영역을 구비하고,
상기 오프 단계는 상기 전사 영역에 상기 잉크를 전사시키는 단계인 것을 특징으로 하는 패턴인쇄방법.The method of claim 5,
The cliché includes a recess pattern corresponding to the print pattern, and a transfer area defining the recess pattern.
And said off step is a step of transferring said ink to said transfer region.
상기 셋 단계는 상기 오프 단계에서 전사되지 않은 잉크를 상기 기판에 전사시키는 단계인 것을 특징으로 하는 패턴인쇄방법.The method of claim 6,
And said set step is a step of transferring the ink not transferred in said off step onto said substrate.
상기 인쇄 패턴의 두께는 상기 스핀 코팅의 회전수 및 회전시간 중 적어도 하나의 조절을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 패턴인쇄방법.The method of claim 5,
The thickness of the printing pattern is a pattern printing method, characterized in that by adjusting at least one of the number of revolutions and the rotation time of the spin coating.
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