KR101275222B1 - High aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치는 전기방사(electrospinning)를 통하여 방사용액을 연속적으로(continuously) 토출시키는 노즐부; 상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 적층되도록 상기 노즐부와 대향되게 배치되는 기판; 상기 노즐부에 전압을 인가하는 전압인가부; 상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 상기 기판 상에서 반복적으로 적층되도록 소정의 이송경로를 따라서 상기 기판 또는 상기 노즐부 중 어느 하나를 왕복 이송시키는 이송부;를 포함하며, 상기 기판은 상기 노즐부로부터 전기방사에 의하여 토출되는 방사용액의 직선제트(straight jet)흐름 구간 내에 배치되며, 연속적으로 분사되도록 상기 방사용액은 점도(viscosity)가 1000cP 이상인 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 전기방사를 이용하여 대면적의 기판상에 미세 선폭의 고종횡비의 패턴을 제작할 수 있는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치를 제공된다.The present invention relates to a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, and a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning according to the present invention comprises: a nozzle unit for continuously discharging a spinning solution through electrospinning; A substrate disposed to face the nozzle part such that the spinning solution discharged from the nozzle part is stacked; A voltage applying unit applying a voltage to the nozzle unit; And a transfer unit for reciprocally transferring either the substrate or the nozzle unit along a predetermined transfer path such that the spinning solution discharged from the nozzle unit is repeatedly stacked on the substrate, wherein the substrate is electrospun from the nozzle unit. The spinning solution is disposed in a straight jet flow section of the spinning solution discharged by the spinneret, and the spinning solution has a viscosity of 1000 cP or more so as to be continuously sprayed.
Thereby, the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning which can produce the high aspect ratio pattern of a fine line width on the board | substrate of a large area using electrospinning is provided.

Description

전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치{HIGH ASPECT RATIO PATTERN PRINTING APPARATUS USING ELECTROSPINNING}High aspect ratio pattern printing apparatus using electric spinning {HIGH ASPECT RATIO PATTERN PRINTING APPARATUS USING ELECTROSPINNING}

본 발명은 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기방사를 이용하여 미세한 선폭으로 다수가 적층되는 고종횡비 적층 패턴을 형성할 수 있는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, and more particularly, to a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning capable of forming a high aspect ratio layered pattern in which a plurality of fine lines are stacked by using electrospinning. It is about.

최근 산업부품이 소형화되는 추세에 따라 마이크로 또는 나노 크기의 구조물에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 요구에 부응하여 신뢰성 있는 나노 구조물을 경제적으로 생산하는 다양한 기술들이 연구되고 있다.Recently, with the trend of miniaturization of industrial parts, the demand for micro or nano sized structures is increasing. In response to these demands, various technologies for economically producing reliable nanostructures have been studied.

이러한 마이크로, 나노 구조물을 제작하기 위하여 전통적인 리소그래피 공정 등이 이용될 수 있으나, 마스킹 단계, 노광단계, 현상 단계의 복잡한 공정을 거침으로써 시간 및 비용적인 경제성이 떨어지며, 이러한 방법이 좁은 선폭을 높게 쌓아올리는 고종횡비(high aspect ratio) 구조물의 생산에 적합하지 않다는 점이 지적되고 있다.Conventional lithography processes may be used to fabricate such micro and nanostructures, but the complex process of masking, exposure, and development may reduce the time and cost of economics. It is pointed out that it is not suitable for the production of high aspect ratio structures.

마이크로 또는 나노 구조물 제작의 다른 방법으로는 나노 임프린트 리소그래피(Nanoimprint Lithography)기술이 있으며, 이러한 방법은 전자빔으로 마이크로 또는 나노 패턴을 가지는 몰드를 형성하고, 고분자 화합물 등을 기판 상에 코팅한 후 가열하여 유동성을 주는 형태로 구조물을 제작한다.Another method of micro or nano structure fabrication is nanoimprint lithography, which forms a mold having a micro or nano pattern with an electron beam, coats a polymer compound, etc. onto a substrate, and heats it to provide fluidity. Manufacture the structure in the form of giving.

상술한 방법에 의하면, 강도가 큰 몰드를 사용함으로써 수 십 나노 크기의 작은 구조물을 제작할 수 있는 장점이 있으나, 고분자 화합물 가압시에 높은 압력이 필요하므로 넓은 면적의 기판 상에 패턴을 형성하는 것이 어렵고, 이방법에 의하여도 고종횡비(high aspect ratio)의 구조물을 생산하기가 어렵다는 문제가 있었다.According to the above-described method, there is an advantage that a small structure of tens of nanoscales can be manufactured by using a mold having a high strength, but it is difficult to form a pattern on a large-area substrate because high pressure is required when the polymer compound is pressed. However, this method also has a problem in that it is difficult to produce a structure having a high aspect ratio.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기방사를 이용하여 대면적의 기판상에 미세 선폭의 고종횡비의 패턴을 제작할 수 있는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, using a high aspect ratio pattern printing apparatus using an electrospinning that can produce a high aspect ratio pattern of fine line width on a large-area substrate using electrospinning In providing.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전기방사(electrospinning)를 통하여 방사용액을 연속적으로(continuously) 토출시키는 노즐부; 상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 적층되도록 상기 노즐부와 대향되게 배치되는 기판; 상기 노즐부에 전압을 인가하는 전압인가부; 상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 상기 기판 상에서 반복적으로 적층되도록 소정의 이송경로를 따라서 상기 기판 또는 상기 노즐부 중 어느 하나를 왕복 이송시키는 이송부;를 포함하며, 상기 기판은 상기 노즐부로부터 전기방사에 의하여 토출되는 방사용액의 직선제트(straight jet)흐름 구간 내에 배치되며, 연속적으로 분사되도록 상기 방사용액은 점도(viscosity)가 1000cP 이상인 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided a nozzle unit for continuously discharging a spinning solution through electrospinning; A substrate disposed to face the nozzle part such that the spinning solution discharged from the nozzle part is stacked; A voltage applying unit applying a voltage to the nozzle unit; And a transfer unit for reciprocally transferring either the substrate or the nozzle unit along a predetermined transfer path such that the spinning solution discharged from the nozzle unit is repeatedly stacked on the substrate, wherein the substrate is electrospun from the nozzle unit. The spinning solution is disposed in a straight jet flow section of the spinning solution discharged by the spinneret, and the spinning solution is continuously achieved by the high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, wherein the spinning solution has a viscosity of 1000 cP or more. do.

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또한, 상기 기판을 일정 전하로 대전시키는 대전부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a charging unit configured to charge the substrate with a predetermined charge.

또한, 상기 전압인가부는 상기 노즐부에 인가되는 전압의 극성을 반복적으로 변환할 수 있다.The voltage applying unit may repeatedly convert the polarity of the voltage applied to the nozzle unit.

또한, 상기 전압인가부는 상기 이송부의 이송방향에 따라 상기 노즐부에 인가되는 전원의 극성을 변환할 수 있다.The voltage applying unit may convert the polarity of the power applied to the nozzle unit according to the conveying direction of the conveying unit.

또한, 상기 기판 상에 적층되는 방사용액을 건조시키는 드라이부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a dry part for drying the spinning solution laminated on the substrate.

또한, 상기 드라이부는 상기 기판상에 적층된 방사용액에 적외선을 조사하거나, 열풍을 불어넣거나, 레이저를 조사하는 것 중 어느 하나에 의할 수 있다.The dry unit may be any one of irradiating infrared rays, blowing hot air, or irradiating a laser onto the radiation solution stacked on the substrate.

또한, 상기 노즐부는 복수개가 마련될 수 있다.In addition, a plurality of nozzles may be provided.

또한, 상기 복수개의 노즐부 중 최외곽에 배치되는 노즐부와 이웃하게 마련되되, 방사용액이 공급되지 않는 더미부를 더 포함하고, 상기 전압인가부는 상기 더미부에 전압을 인가할 수 있다.The apparatus may further include a dummy part provided adjacent to the nozzle part disposed at the outermost part of the plurality of nozzle parts, to which a spinning solution is not supplied, wherein the voltage applying part may apply a voltage to the dummy part.

또한, 상기 방사용액이 토출되는 상기 토출부의 단부에 공기를 분사함으로써 고화(固化)된 방사용액을 제거하는 클리닝부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a cleaning unit which removes the solidified spinning solution by injecting air to an end portion of the discharge part through which the spinning solution is discharged.

본 발명에 따르면, 전기방사를 이용하여 고종횡비의 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, which can easily form a high aspect ratio pattern using electrospinning.

또한, 대전부를 통하여 기판을 최초 적층되는 방사용액이 갖는 극성과 반대 극성의 전하로 하전함으로써 방사용액이 쉽게 적층될 수 있다.In addition, the radiation solution can be easily laminated by charging the substrate with a charge having a polarity opposite to that of the spinning solution initially stacked through the charging unit.

또한, 방사용액의 극성을 반복적으로 변환하며 적층함으로써, 이웃하는 층이 서로 다른 극성을 갖게되므로 오차없이 정확한 위치에 적층될 수 있다.In addition, by repeatedly changing the polarity of the spinning solution and laminating, neighboring layers may have different polarities, and thus may be laminated at an accurate position without error.

또한, 적층된 방사용액을 건조하여 선폭이 넓어진 것을 방지한 후에 다음단계의 방사용액을 적층하게 되므로 선폭의 정밀도를 높이고, 고품질의 패턴을 형성할 수 있다.In addition, after the laminated spinning solution is dried to prevent the line width from being widened, the next step of the spinning solution is laminated, thereby increasing the accuracy of the line width and forming a high quality pattern.

또한, 노즐부를 복수개로 구성하여 한번의 공정을 통하여 대면적의 기판에 복수개의 고종횡비 패턴을 형성할 수 있다.In addition, a plurality of nozzles may be configured to form a plurality of high aspect ratio patterns on a large-area substrate through a single process.

또한, 중앙에 배치되는 노즐부와 동일한 전기장이 최외곽의 노즐부에 형성되도록 함으로써, 모든 노즐부에서 안정되고 균일한 토출이 가능하다.In addition, since the same electric field as the nozzle unit disposed at the center is formed in the outermost nozzle unit, stable and uniform discharge is possible at all nozzle units.

또한, 클리닝부를 이용하여 방사용액이 톨출되는 노즐부의 단부에 공기를 분사함으로써, 고화된 방사용액을 제거하고 원활한 토출이 될 수 있다.In addition, by injecting air to the end of the nozzle portion to which the spinning solution is ejected by using the cleaning unit, the solidified spinning solution can be removed and smoothly discharged.

도 1은 전기방사를 이용한 일반적인 미세섬유제작장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이고,
도 3은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 단면도이고,
도 4는 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 기판이 일방향으로 이송되는 경우의 동작을 도시한 것이고,
도 5는 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 드라이부의 동작을 도시한 것이고,
도 6은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 기판이 타방향으로 이송되는 경우의 동작을 도시한 것이고,
도 7은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 의하여 형성되는 고종횡비 패턴을 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이고,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 단면도이고,
도 11(a)는 더미부를 구비하지 않는 경우에 각 노즐부에 형성되는 액면을 촬영한 것이고, 도 11(b)는 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치에서 더미부를 구비한 경우의 노즐부에 형성되는 액면을 촬영한 것이다.Figure 1 schematically shows a general microfiber production apparatus using electrospinning,
2 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning according to a first embodiment of the present invention;
3 is a schematic cross-sectional view of a high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG.
4 is a view illustrating an operation when the substrate of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2 is transferred in one direction,
FIG. 5 illustrates an operation of a dry unit of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2,
FIG. 6 illustrates an operation when the substrate of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2 is transferred in another direction,
FIG. 7 illustrates a high aspect ratio pattern formed by the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG.
8 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
9 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a third embodiment of the present invention;
10 is a schematic cross-sectional view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 11 (a) is a photograph of the liquid level formed in each nozzle unit when the dummy unit is not provided, and FIG. 11 (b) includes the dummy unit in the high aspect ratio pattern printing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The liquid level formed in the nozzle part in this case is image | photographed.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a high aspect ratio pattern printing apparatus 100 using electrospinning according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 전기방사를 이용한 일반적인 미세섬유제작장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 단면도이다.FIG. 1 schematically shows a general microfiber fabrication apparatus using electrospinning, FIG. 2 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(100)는 좁은 선폭의 패턴을 두껍게 적층함으로써 고종횡비(High aspect ratio)의 패턴을 형성하기 위한 장치로서, 기판(110)과 노즐부(120)와 전극부(130)와 전압인가부(140)와 이송부(150)와 드라이부(미도시)를 포함한다.2 and 3, the high aspect ratio pattern printing apparatus 100 using the electrospinning according to the first embodiment of the present invention forms a high aspect ratio pattern by thickly stacking a narrow line width pattern. The apparatus includes a substrate 110, a nozzle unit 120, an electrode unit 130, a voltage applying unit 140, a transfer unit 150, and a dry unit (not shown).

상기 기판(110)은 본 실시예에 의하여 소정의 고종횡비 패턴이 적층되는 대상에 해당한다.The substrate 110 corresponds to an object on which a predetermined high aspect ratio pattern is stacked according to the present embodiment.

상기 노즐부(120)는 방사용액(50)을 전기방사(electrospinning)함으로써, 단부에 형성되는 토출구를 통하여 기판 측으로 방사용액(50)이 토출되도록 하기 위한 것으로서, 기판(110)로부터 상측으로 소정간격 이격되어 배치된다. The nozzle unit 120 is for electrospinning the spinning solution 50 so that the spinning solution 50 is discharged to the substrate side through a discharge hole formed at an end thereof, and a predetermined interval upward from the substrate 110. Spaced apart.

도 1에서와 같이 일반적인 전기방사를 이용한 미세섬유제작장치(10)에 의하면, 전원부(13)로부터 전압이 인가되는 노즐(11)로과 컬렉터(12)가 이격되어, 노즐(11)로부터 배출되는 방사액의 이동은 크게 직선제트(straight jet)흐름구간(l1)과 스피닝제트(spinning jet)흐름구간(l2)으로 나눌수 있다. 즉, 방사액이 직선의 형태로 이동하는 직선제트흐름구간(l1)을 벗어나서, 스피닝제트흐름구간(l2)에 도달하면 나선 또는 콘(cone) 형상으로 이동하면서 컬렉터(12)에 착탄되게 된다.According to the microfiber manufacturing apparatus 10 using general electrospinning as shown in FIG. 1, the collector 12 is spaced apart from the power supply 13 to the nozzle 11 to which a voltage is applied, and the radiation is discharged from the nozzle 11. Liquid movement can be divided into straight jet flow section (l 1 ) and spinning jet flow section (l 2 ). In other words, when the spinning liquid moves out of the straight jet flow section l 1 moving in the form of a straight line and reaches the spinning jet flow section l 2 , the spinning liquid arrives at the collector 12 while moving in a spiral or cone shape. do.

한편, 본 실시예에서는 전기방사에 의하여 토출되는 방사용액(50)의 형태가 스피닝제트흐름구간에 도달하기 전, 즉, 방사용액(50)이 직선의 형태로 이동하는 직선제트흐름구간에서 기판(110)에 도달할 수 있을 정도로만 노즐부(120)와 기판(110)간의 이격거리(d)를 조절한다. 본 실시예에서의 노즐부(120) 단부로부터 기판(110)의 이격거리(d)는 30cm 로 설정되나, 이에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, in this embodiment, before the form of the spinning solution 50 discharged by electrospinning reaches the spinning jet flow section, that is, the substrate (in the straight jet flow section in which the spinning solution 50 moves in a straight line) The distance d between the nozzle unit 120 and the substrate 110 is adjusted only to reach 110. The distance d of the substrate 110 from the end of the nozzle unit 120 in this embodiment is set to 30 cm, but is not limited thereto.

한편, 방사용액(50)은 액적(droplet)과 같이 단속구간을 포함하여 토출되는 형태가 아니라 연속적인(continuously)으로 토출될 수 있도록 높은 점도(viscosity)의 용액이 이용되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서의 방사용액(50)은 점도가 1000 cP 이상의 고점도 용액이 이용된다.On the other hand, the spinning solution 50 is preferably a solution having a high viscosity (viscosity) so that it can be discharged continuously (not a form including an intermittent section, such as droplets), the present embodiment The spinning solution 50 in the example uses a high viscosity solution having a viscosity of 1000 cP or more.

상기 전극부(130)는 접액전극(131)과 대향전극(132)을 포함한다. The electrode unit 130 includes a liquid contact electrode 131 and a counter electrode 132.

상기 접액전극(131)은 노즐부(120) 내에 방사용액(50)과 접하도록 배치되는 전극으로서, 후술하는 전압인가부(140)와 전기적으로 연결된다.The contact electrode 131 is an electrode disposed in contact with the radiation solution 50 in the nozzle unit 120 and is electrically connected to a voltage applying unit 140 to be described later.

상기 대향전극(132)은 평판의 형태로서 기판(110)의 하면에 배치되며, 전압인가부(140)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 상술한 바에 의하면, 대향전극(132)과 노즐부(120)의 사이에 기판(110)이 배치되는 구조를 갖는다.The counter electrode 132 is disposed on the bottom surface of the substrate 110 in the form of a flat plate and is electrically connected to the voltage applying unit 140. Therefore, as described above, the substrate 110 is disposed between the counter electrode 132 and the nozzle unit 120.

상기 전압인가부(140)는 접액전극(131)과 대향전극(132)에 각각 전기적으로 연결되며, 노즐부 내에 배치되는 접액전극(131)과 기판(110)의 하면에 마련되는 대향전극(132)에 상호 반대되는 극성의 전압을 각각 인가하도록 구성된다. 다만, 본 실시예에서는 대향전극(132)이 전압인가부(140)로부터 전압을 인가받도록 설정되나, 다른 실시예에서의 대향전극은 전압의 인가 없이 접지된 상태로 유지될 수도 있다.The voltage applying unit 140 is electrically connected to the contact electrode 131 and the counter electrode 132, respectively, and the counter electrode 132 provided on the bottom surface of the contact electrode 131 and the substrate 110 disposed in the nozzle unit. Are respectively applied to voltages of opposite polarities. However, in the present exemplary embodiment, the counter electrode 132 is set to receive a voltage from the voltage applying unit 140, but in another embodiment, the counter electrode may be maintained in a grounded state without applying the voltage.

한편, 전압인가부(140)에 의하여 접액전극(131) 및 대향전극(132)을 포함하는 전극부(130)에 인가되는 전압의 극성은 후술하는 이송부(150)에 의한 기판(110)의 이송방향에 대응하여 변환되도록 설정된다.On the other hand, the polarity of the voltage applied to the electrode unit 130 including the contact electrode 131 and the counter electrode 132 by the voltage applying unit 140 is transferred to the substrate 110 by the transfer unit 150 to be described later It is set to be converted corresponding to the direction.

상기 이송부(150)는 대향전극(132) 및 기판(110)을 소정의 이송경로를 따라서 왕복 이송시킴으로써 노즐부(120)에 의하여 토출되는 방사용액(50)이 기판(110) 상에서 소정의 경로를 따라서 적층되도록 한다.The transfer unit 150 reciprocally transfers the counter electrode 132 and the substrate 110 along a predetermined transfer path so that the spinning solution 50 discharged by the nozzle unit 120 passes a predetermined path on the substrate 110. Therefore, to be stacked.

한편, 본 실시예에서 이송부(150)는 기판(110)을 이송시키는 것이나, 이송부(150)는 기판(110)과 노즐부(120) 사이에서 상대속도가 발생되도록 하는 것이므로, 다른 변형례에서는 기판(110)이 아닌 노즐부(120)를 이송함으로써 상기와 동일한 효과를 낼 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the transfer unit 150 transfers the substrate 110, but the transfer unit 150 causes the relative speed to be generated between the substrate 110 and the nozzle unit 120. By transferring the nozzle unit 120 instead of 110, the same effect as described above may be achieved.

상기 드라이부(미도시)는 기판(110) 상에 적층되는 방사용액(50)이 건조되기 전에 다른 방사용액(50) 적층되어 흘러 측방으로 퍼져나감으로써, 적층되는 패턴의 선폭이 넓어지는 것을 방지하도록 적층되는 방사용액(50)을 건조하기 위한 부재이다.The dry part (not shown) is prevented from spreading the line width of the stacked pattern by spreading and spreading the other spinning solution 50 is stacked before the spinning solution 50 stacked on the substrate 110 is dried. It is a member for drying the spinning solution 50 laminated so as to.

드라이부는 방사용액(50)의 물성에 따라서 적외선을 조사하거나, 열풍을 불어 넣거나, 레이저를 조사하는 등의 방식에 의하여 방사용액을 건조할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
The dry part may dry the radiation solution by irradiating infrared rays, blowing hot air, or irradiating a laser, depending on the properties of the spinning solution 50, but is not limited thereto.

지금부터는 상술한 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(100)의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the high aspect ratio pattern printing apparatus 100 using the above-described electrospinning will now be described.

도 4는 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 기판이 일방향으로 이송되는 경우의 동작을 도시한 것이고, 도 5는 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 드라이부의 동작을 도시한 것이고, 도 6은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치의 기판이 타방향으로 이송되는 경우의 동작을 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates an operation in which the substrate of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2 is transferred in one direction, and FIG. 5 illustrates an operation of the dry unit of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 6 is a view illustrating an operation when the substrate of the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2 is transferred in the other direction.

먼저, 도 4(a)를 참조하면, 소정의 공급원으로부터 노즐부(120) 내에 1000 cP 이상 고점도의 방사용액(50)이 공급되면, 전압인가부(140)에 의하여 접액전극(131)과 대향전극(132)에 서로 다른 극성의 전압이 인가된다. 최초로 전압인가부(140)에 의하여 접액전극(131)에 인가되는 전압이 양극(+)이라고 가정하면, 대향전극(132)에는 음극(-) 전압이 인가된다.First, referring to FIG. 4A, when the spinning solution 50 having a high viscosity of 1000 cP or more is supplied into the nozzle unit 120 from a predetermined source, the voltage applying unit 140 faces the contact electrode 131. Voltages of different polarities are applied to the electrodes 132. First, assuming that the voltage applied to the contact electrode 131 by the voltage applying unit 140 is a positive electrode (+), a negative voltage (−) is applied to the counter electrode 132.

전압인가부(140)에 의하여 전극부(130)에 전압이 인가되면 접액전극(131)과 대향전극(132) 사이의 전압차로 인하여 방사용액(50)은 노즐부(120)의 개방된 단부를 빠져나오게 되고, 방사용액(50)은 표면장력에 의하여 노즐부(120)의 단부에서 액면을 형성하게 된다. 계속되는 전압인가에 의하여, 방사용액(50)은 노즐부(120)의 단부에 테일러 콘(taylor's cone)을 형성하다 일정 순간에 기판 측으로 토출되게 된다.When a voltage is applied to the electrode unit 130 by the voltage applying unit 140, due to the voltage difference between the contact electrode 131 and the counter electrode 132, the spinning solution 50 opens the open end of the nozzle unit 120. The liquid is discharged, and the spinning solution 50 forms a liquid level at the end of the nozzle unit 120 by the surface tension. As a result of the continuous voltage application, the spinning solution 50 forms a taylor's cone at the end of the nozzle unit 120 and is discharged to the substrate at a certain moment.

본 실시예에서 사용되는 방사용액(50)은 1000 cP 이상의 고점도를 갖는 것으로서, 토출시 액적(droplet)의 형태로 토출되지 않고, 단속구간 없이 연속된(continous) 선형태로 토출되어 기판(110)에 착탄된다. 또한, 노즐부와 기판의 거리를 조절하여 방사용액(50)이 토출 후에 직선형태로 이동하다 나선형태로 변형되기 위한 거리가 확보되지 않도록 하였으므로, 방사용액(50)은 직선의 형태로 이동하며 기판(110)에 최종 도달하게 된다.The spinning solution 50 used in the present embodiment has a high viscosity of 1000 cP or more, and is not discharged in the form of droplets at the time of discharge, but is discharged in a continuous line shape without an intermittent section and thus the substrate 110. Is impacted on. In addition, since the distance between the nozzle portion and the substrate is adjusted so that the spinning solution 50 moves in a straight line after discharging so that a distance for transformation into a spiral shape is not secured, the spinning solution 50 moves in a straight line and the substrate Finally, 110 is reached.

한편, 도 4(b)를 참조하면, 전압인가부(140)를 통하여 전극부(130)에 전압인가를 함과 동시에 이송부(150)를 작동시켜 기판(110)을 이송시킨다. 이때, 이송부(150)는 소정의 이송경로를 따라서 기판(110)을 이송하게 되고, 기판(110)이 이송됨에 따라 연속된 형태로 토출되는 방사용액이 기판(110) 상에서 좁은 폭의 선형태의 패턴으로 적층된다.Meanwhile, referring to FIG. 4B, the substrate 110 is transferred by applying a voltage to the electrode unit 130 through the voltage applying unit 140 and operating the transfer unit 150. At this time, the transfer unit 150 transfers the substrate 110 along a predetermined transfer path, and the spinning solution discharged in a continuous form as the substrate 110 is transported has a narrow line shape on the substrate 110. Are stacked in a pattern.

도 4(c)를 참조하면, 기판(110)이 이송경로의 종점(終點)에 도달하게 되면, 이송부(150)는 기판(110)의 이송을 중단하고, 이송중단된 기판(110)의 상면에는 방사용액(50)의 적층에 의하여 선형의 패턴이 형성된다. 이와 동시에, 도 5를 참조하면, 드라이부가 작동하여 열(H)을 인가함으로써 기판(110)에 적층된 방사용액을 건조시킨다.Referring to FIG. 4C, when the substrate 110 reaches the end point of the transfer path, the transfer unit 150 stops the transfer of the substrate 110 and the upper surface of the substrate 110 that has been stopped. The linear pattern is formed by lamination of the spinning solution 50. At the same time, referring to FIG. 5, the dry unit operates to apply heat (H) to dry the spinning solution stacked on the substrate 110.

도 6(a)를 참조하면, 방사용액(50)이 건조되고 난 후에, 이송부(150)는 종전 이송경로의 종점(終點)을 시점(始點)으로 하여 이송경로의 역방향을 따라서 기판(110)의 이송을 재시작한다. Referring to FIG. 6A, after the spinning solution 50 is dried, the transfer unit 150 moves the substrate 110 along the reverse direction of the transfer path, with the end point of the previous transfer path as the starting point. Restart the feed).

이송부(150)의 작동과 동시에, 전압인가부(140)는 전극부(130)에 인가되는 전압의 극성을 변경한다. 접액전극(131)에는 최초로 인가되던 전압의 극성(+)과 반대 극성(-)의 전압을 인가하고, 대향전극(132)에는 최초로 인가되던 전압의 극성(-)과 반대 극성(+)의 전압을 인가하게 된다.Simultaneously with the operation of the transfer unit 150, the voltage applying unit 140 changes the polarity of the voltage applied to the electrode unit 130. A voltage of a polarity (+) and a polarity (-) of the first voltage applied to the contact electrode 131 is applied, and a voltage of a polarity (-) and a polarity (+) of the voltage initially applied to the counter electrode 132 is applied. Will be applied.

전압인가부(140)의 전압인가 및 기판(110)의 재이송에 의하여 방사용액(50)은 이미 적층 및 건조된 선형태의 방사용액(50) 상에 재적층된다. 한편, 최초 적층된 방사용액(50)과 다음으로 적층되는 방사용액(50)은 전압인가부(140)의 인가전압 변경에 의하여 서로 반대의 극성을 가지게 되므로 상호 인력이 작용함으로써 더욱 정밀한 적층이 가능해진다.By applying the voltage of the voltage applying unit 140 and re-transfer of the substrate 110, the spinning solution 50 is re-laminated on the already formed and dried linear spinning solution 50. On the other hand, the first spin spinning solution 50 and the next spin spinning solution 50 has a polarity opposite to each other by changing the applied voltage of the voltage applying unit 140, so that the mutual attraction force can be more precise stacking Become.

도 6(b)를 참조하면, 이송경로의 역방향을 따라서 기판(110)의 이송이 완료되면 동일한 과정에 의하여 이송부(150)는 작동을 중단하고, 드라이부가 작동하여 적층된 방사용액(50)을 건조시키고, 상술한 공정이 반복적으로 수행되게 된다.Referring to FIG. 6 (b), when the transfer of the substrate 110 is completed along the reverse direction of the transfer path, the transfer unit 150 stops by the same process, and the dry unit operates to stack the spinning solution 50. Drying, and the above-described process is repeatedly performed.

도 7은 도 2의 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치에 의하여 형성되는 고종횡비 패턴을 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a high aspect ratio pattern formed by the high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning of FIG. 2.

도 7을 참조하면, 상술한 이송부(150)를 통한 기판(110)의 왕복 이송 및 드라이부에 의한 방사용액(50)의 건조공정이 반복적으로 수행되면, 기판(110) 상에는 방사용액(50)이 반복적으로 적층되고, 기판(110)에는 이송경로에 대응되는 경로 상에 고종횡비의 패턴(60)이 형성된다.
Referring to FIG. 7, when the above-described reciprocating transfer of the substrate 110 through the transfer unit 150 and the drying process of the spinning solution 50 by the dry unit are repeatedly performed, the spinning solution 50 is formed on the substrate 110. The layers are repeatedly stacked, and a pattern 60 having a high aspect ratio is formed on a path corresponding to a transfer path on the substrate 110.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(200)에 대하여 설명한다.Next, a high aspect ratio pattern printing apparatus 200 using electrospinning according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이다.8 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(200)는 좁은 선폭의 패턴을 두껍게 적층하는 고종횡비의 패턴을 형성하기 위한 장치로서, 기판(110)과 노즐부(120)와 전극부(130)와 전압인가부(140)와 이송부(150)와 대전부(260)를 드라이부(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the high aspect ratio pattern printing apparatus 200 using the electrospinning according to the second embodiment of the present invention is an apparatus for forming a high aspect ratio pattern for thickly stacking a narrow line width pattern. ), A nozzle unit 120, an electrode unit 130, a voltage applying unit 140, a transfer unit 150, and a charging unit 260 include a dry unit (not shown).

본 실시예에서의 상기 기판(110)과 노즐부(120)와 전극부(130)와 전압인가부(140)와 이송부(150)와 드라이부(미도시)는 제1실시예의 구성과 동일하므로 중복설명은 생략한다.Since the substrate 110, the nozzle unit 120, the electrode unit 130, the voltage applying unit 140, the transfer unit 150, and the dry unit (not shown) in the present embodiment are the same as those of the first embodiment, Duplicate explanations are omitted.

상기 대전부(260)는 전하를 기판(110)의 전면에 도포함으로써 기판(110)을 하전하기 위한 부재이다.The charging unit 260 is a member for charging the substrate 110 by applying electric charges to the entire surface of the substrate 110.

대전부(260)는 최초 기판(110)의 이송에 의하여 적층되는 방사용액(50)의 극성과 반대의 극성으로 기판(110)을 하전시킴으로써, 작용하는 인력에 의하여 방사용액(50)이 정해진 적층경로에 정밀하게 적층될 수 있도록 한다.The charging unit 260 charges the substrate 110 with a polarity opposite to that of the spinning solution 50 stacked by the transfer of the first substrate 110, thereby stacking the spinning solution 50 by the attractive force. Allows precise stacking of paths.

즉, 전압인가부(140)에 의하여 접액전극에 (+) 극성의 전압이 인가되어, 토출되는 방사용액(50)이 동일한 (+) 극성을 갖도록 설정된 경우라면, 대전부(260)를 통하여 기판(110) 전면을 (-) 극성의 전하를 도포하여 하전시킴으로써, 방사용액(50) 더욱 쉽게 착탄될 수 있게 되는 것이다.
That is, when the voltage of the positive polarity is applied to the contact electrode by the voltage applying unit 140 so that the discharged spinning solution 50 has the same positive polarity, the substrate is charged through the charging unit 260. By charging the front of the (110) by applying a negative polarity, the spinning solution 50 can be more easily impacted.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(300)에 대하여 설명한다.Next, a high aspect ratio pattern printing apparatus 300 using electrospinning according to a third embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치의 개략적인 단면도이다.9 is a schematic perspective view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a high aspect ratio pattern printing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(300)는 좁은 선폭의 패턴을 두껍게 적층하는 고종횡비의 패턴을 대면적 상에 형성하기 위한 장치로서, 기판(110)과 노즐부(320)와 더미부(370)와 전극부(330)와 전압인가부(340)와 이송부(150)와 드라이부(미도시)와 클리닝부(380)를 포함한다.9 and 10, the high aspect ratio pattern printing apparatus 300 using the electrospinning according to the third embodiment of the present invention to form a pattern of a high aspect ratio for laminating a pattern of narrow line width on a large area As the apparatus for the substrate 110, the nozzle unit 320, the dummy unit 370, the electrode unit 330, the voltage applying unit 340, the transfer unit 150, the dry unit (not shown), and the cleaning unit 380. ).

본 실시예에서 기판(110)과 이송부(150)와 드라이부(미도시)는 상술한 제1실시예의 구성과 동일하므로 중복설명은 생략한다.In this embodiment, since the substrate 110, the transfer unit 150, and the dry unit (not shown) are the same as those of the above-described first embodiment, redundant description thereof will be omitted.

본 실시예에서 상기 노즐부(320)는 복수개가 나란히 마련됨으로써 방사용액(50)이 복수개의 노즐부(120)로부터 연속적으로 토출된다. 한편, 노즐부(320)는 최외곽 노즐부(320b)와 최외곽 노즐부(320b)를 제외한 중앙 노즐부(320a)로 구분될 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면 일회의 작동에 의하여도 복수개의 고종횡비 선형 패턴이 형성될 수 있다.In the present embodiment, a plurality of nozzles 320 are provided side by side, so that the spinning solution 50 is continuously discharged from the plurality of nozzles 120. The nozzle unit 320 may be divided into a center nozzle unit 320a except for the outermost nozzle unit 320b and the outermost nozzle unit 320b. That is, according to the present embodiment, a plurality of high aspect ratio linear patterns may be formed even by one operation.

상기 더미부(370)는 상술한 노즐부(320)와 동일한 형상으로 구성되어, 복수개의 노즐부(320) 중 최외곽 노즐부(320b)와 이웃하는 위치에 총 한 쌍이 구비된다. 즉, 상술한 구조에 의하면, 최외곽에 더미부(370)가 하나씩 마련되고, 더미부(370)의 사이에 복수개의 노즐부(320)가 나란하게 일렬로 배치된다.The dummy part 370 is configured in the same shape as the nozzle part 320 described above, and a pair is provided at a position adjacent to the outermost nozzle part 320b among the plurality of nozzle parts 320. That is, according to the above-described structure, the dummy parts 370 are provided one by one at the outermost side, and the plurality of nozzle parts 320 are arranged in a line between the dummy parts 370.

한편, 더미부(370)는 노즐부(320)와 동일한 형상이나, 전압이 인가되어 주위에 전기장이 형성되도록 함으로써, 최외곽 노즐부(320b)가 중앙 노즐부(320a)와 동일한 전기장 환경에서 방사용액을 토출할 수 있도록 도와주는 역할의 부재에 해당한다.On the other hand, the dummy part 370 is the same shape as the nozzle part 320, but by applying a voltage to form an electric field around the outermost nozzle part 320b in the same electric field environment as the central nozzle part 320a Corresponds to the absence of a role that helps to discharge the used liquid.

더미부(370)는 작동시 내부에 방사용액이 공급되지는 않으므로 방사용액의 토출이 일어나지 않는 일종의 모조 노즐부에 해당한다.The dummy part 370 corresponds to a kind of dummy nozzle part in which the spinning solution is not discharged because the spinning solution is not supplied therein during operation.

상기 전극부(330)는 전압인가부(340)에 의하여 전압이 인가되는 부재로서, 접액전극(331)과 대향전극(332)과 내부전극(333)을 포함한다.The electrode unit 330 is a member to which voltage is applied by the voltage applying unit 340, and includes a liquid contact electrode 331, a counter electrode 332, and an internal electrode 333.

상기 접액전극(331)은 제1실시예에서와 동일한 형태로 복수개의 노즐부(320) 내에 각각 마련되는 것이고, 상기 대향전극(332) 역시 제1실시예와 마찬가지로 노즐부와 대향되게 배치되는 판형의 전극이다.The liquid contact electrode 331 is provided in each of the plurality of nozzle portions 320 in the same form as in the first embodiment, and the counter electrode 332 is also disposed to face the nozzle portion like the first embodiment. Electrode.

상기 내부전극(333)은 더미부(370)의 내에 장착되며, 전기적으로 연결되는 전압인가부(340)로부터 접액전극(331)에 인가되는 전압과 동일한 극성, 형태의 전압을 인가받아 소정의 전기장이 형성되도록 하는 부재이다.The internal electrode 333 is mounted in the dummy part 370, and receives a voltage having the same polarity and shape as that applied to the liquid contact electrode 331 from a voltage applying part 340 electrically connected thereto. It is a member to be formed.

도 9(b)는 도 9(a)에서의 A - A' 의 절단선을 따라 절단한 단면을 도시한 것인데, 도 9(b)를 참조하면, 상기 클리닝부(380)는 노즐부(320)의 단부에서 토출되지 못한 방사용액(50)이 자연건조 및 고화(固化)됨으로써, 방사용액(50) 토출을 방해하는 현상을 방지하기 위한 것으로서, 노즐부(320)의 단부 측으로 강한 공기를 분사함으로써 고화(固化)된 방사용액을 제거한다.
FIG. 9B is a cross-sectional view taken along a cutting line AA ′ of FIG. 9A. Referring to FIG. 9B, the cleaning unit 380 may include a nozzle unit 320. This is to prevent the phenomenon that the spinning solution 50 which is not discharged at the end of the nozzle is spontaneously dried and solidified, thereby preventing the spinning solution 50 from being discharged, and blowing strong air toward the end of the nozzle unit 320. This removes the solidified spinning solution.

지금부터는 상술한 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치(300)의 제3실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the third embodiment of the high aspect ratio pattern printing apparatus 300 using the above-mentioned electrospinning will now be described.

먼저, 전압인가부(340)는 접액전극(331), 대향전극(332) 및 내부전극(333)에 전압을 인가한다. 이때, 접액전극(331) 및 내부전극(333)에는 동일한 극성의 전압을 인가하고, 대향전극(332)에는 반대 극성의 전압을 인가한다. First, the voltage applying unit 340 applies a voltage to the contact electrode 331, the counter electrode 332 and the internal electrode 333. In this case, voltages of the same polarity are applied to the contact electrode 331 and the internal electrode 333, and voltages of opposite polarities are applied to the counter electrode 332.

접액전극(331)에 전압이 인가되면, 제1실시예에서 설명한 바와 같이 인가된 전압과 동일 극성의 방사용액(50)이 복수개의 노즐부(320)를 통하여 토출된다. When a voltage is applied to the contact electrode 331, as described in the first embodiment, the radiation solution 50 having the same polarity as that of the applied voltage is discharged through the plurality of nozzle portions 320.

이때, 최외곽 노즐부(320b)에 인접하게 장착되는 모조 노즐부인 더미부(370)에는 더미부(370) 내에는 방사용액(50)이 공급되지 않으므로 용액이 직접적으로 토출되지는 않으나, 내부전극(333)을 통하여 노즐부(320)에 인가되는 전압과 동일한 형태의 전압이 인가되며, 인가되는 전압에 의하여 더미부(370)를 중심으로는 노즐부(320)에 형성되는 전기장과 동일한 형태의 전기장이 형성된다. At this time, since the spinning solution 50 is not supplied into the dummy part 370 to the dummy part 370 which is a dummy nozzle part mounted adjacent to the outermost nozzle part 320b, the solution is not directly discharged. A voltage having the same shape as that applied to the nozzle unit 320 is applied through the 333, and the same shape as that of the electric field formed at the nozzle unit 320 around the dummy part 370 by the applied voltage. An electric field is formed.

더미부(370)를 중심으로 형성되는 전기장은 이웃하는 노즐부(320)에 의하여 형성되는 전기장에 의하여 중앙 노즐부(320a)에 형성되는 환경과 동일한 환경의 전기장이 최외곽 노즐부(320b)에 형성되는 효과를 발생시킨다.The electric field formed around the dummy part 370 has the same electric field as the environment formed in the central nozzle part 320a by the electric field formed by the neighboring nozzle part 320 to the outermost nozzle part 320b. Produces the effect that is formed.

즉, 최외곽 노즐부(320b)의 이웃하는 위치에는 노즐부(320)가 장착되는 것은 않으나, 더미부(370)에 의하여 중앙 노즐부(320a)가 받는 전기장 환경과 동일한 환경의 전기장이 보강되며, 최외곽 노즐부(320b)를 포함하는 모든 노즐부(320가) 동일한 전기장의 영향 내에서 동일한 세기 및 선폭으로 방사용액(50)을 토출할 수 있게 된다.That is, although the nozzle unit 320 is not mounted at a position adjacent to the outermost nozzle unit 320b, the electric field in the same environment as the electric field environment received by the central nozzle unit 320a is reinforced by the dummy unit 370. In addition, all the nozzle parts 320 including the outermost nozzle part 320b can discharge the spinning solution 50 at the same intensity and line width within the influence of the same electric field.

도 11(a)는 더미부를 구비하지 않는 경우에 각 노즐부에 형성되는 액면을 촬영한 것이고, 도 11(b)는 본 발명의 제3실시예에 따른 고종횡비 패턴 인쇄장치에서 더미부를 구비한 경우의 노즐부에 형성되는 액면을 촬영한 것이다.FIG. 11 (a) is a photograph of the liquid level formed in each nozzle unit when the dummy unit is not provided, and FIG. 11 (b) includes the dummy unit in the high aspect ratio pattern printing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The liquid level formed in the nozzle part in this case is image | photographed.

도 11(a)에서와 같이 더미부가 없는 경우에, 중앙 노즐부(32a)에서는 정상적인 액면이 형성되고 있으나, 최외곽 노즐부(32b)에서는 액면이 한쪽으로 치우지고 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 11(b)에서와 같이 더미부(370)를 구비한 경우에는, 더미부(370)에서 전기장이 형성되므로, 중앙 노즐부(320a) 및 최외곽 노즐부(320b)에서 동일한 전기장의 영향을 받아 어느 한 방향으로 치우치는 현상없이 액면이 형성되게 된다.In the case where there is no dummy portion as shown in FIG. 11A, a normal liquid level is formed in the center nozzle portion 32a, but it can be seen that the liquid level is set to one side in the outermost nozzle portion 32b. However, when the dummy part 370 is provided as shown in FIG. 11B, the electric field is formed at the dummy part 370, and thus the same electric field is formed at the central nozzle part 320a and the outermost nozzle part 320b. Under the influence, the liquid level is formed without any bias in either direction.

상기의 전압인가와 동시에, 이송부(150)는 소정의 이송경로를 따라서 기판(110)을 이송하게 되고, 기판(110)이 이송됨에 따라 연속된 형태로 토출되는 방사용액(50)이 기판(110) 상에서 좁은 폭의 선형태의 패턴을 형성하게 된다.At the same time as the above voltage is applied, the transfer unit 150 transfers the substrate 110 along a predetermined transfer path, and the spinning solution 50 discharged in a continuous form as the substrate 110 is transferred is the substrate 110. ) To form a narrow line pattern.

기판(110)이 이송경로의 종점(終點)에 도달하게 되면 이송부(150)는 기판(110)의 이송을 중지하게 되고, 이송중지된 기판(110)의 상면에는 방사용액(50)의 적층에 의하여 선형의 패턴이 형성된다. 이와 동시에, 드라이부가 작동하여 기판(110)에 적층된 방사용액(50)을 건조시킨다.When the substrate 110 reaches the end point of the transfer path, the transfer unit 150 stops the transfer of the substrate 110, and the stacking of the spinning solution 50 is formed on the upper surface of the stopped substrate 110. As a result, a linear pattern is formed. At the same time, the dry unit operates to dry the spinning solution 50 stacked on the substrate 110.

방사용액(50)이 건조되면, 이송부(150)는 종전 이송경로의 종점(終點)을 시점(始點)으로 하여 역방향을 따라서 기판(110)의 이송을 재개한다.When the spinning solution 50 is dried, the transfer unit 150 resumes the transfer of the substrate 110 along the reverse direction with the end point of the previous transfer path as the starting point.

이송부(150)의 동작과 동시에, 전압인가부(340)는 전극부(330)에 인가되는 전압의 극성을 변경한다. 접액전극(331), 대향전극(332) 및 내부전극(333)에는 최초로 인가되던 전압의 극성과 반대 극성의 전압을 인가한다.Simultaneously with the operation of the transfer unit 150, the voltage applying unit 340 changes the polarity of the voltage applied to the electrode unit 330. The contact electrode 331, the counter electrode 332, and the internal electrode 333 are applied with a voltage having a polarity opposite to that of the first voltage.

전압인가부(340)의 전압인가 및 기판(110)의 이송 재개에 의하여 방사용액(50)은 이미 적층 및 건조된 선형태의 방사용액 상에 다시 재적층된다. 한편, 최초 적층된 방사용액(50)과 다음으로 적층되는 방사용액이 서로 반대의 극성을 가지게 되므로 인력에 의하여 더욱 세밀한 선폭으로 용이한 적층이 가능해진다.By applying the voltage of the voltage applying unit 340 and resuming the transfer of the substrate 110, the spinning solution 50 is re-laminated on the already stacked and dried linear spinning solution. On the other hand, since the spinning solution 50 initially stacked and the spinning solution stacked next have polarities opposite to each other, the stacking process can be easily carried out with a finer line width by the attraction force.

이송경로의 역방향을 따라서 기판(110)의 이송이 완료되면 동일한 과정에 의하여 이송부(150)는 작동을 중지하고, 드라이부가 작동하여 적층된 방사용액(50)을 건조한다.When the transfer of the substrate 110 is completed along the reverse direction of the transfer path, the transfer unit 150 stops the operation by the same process, and the dry unit operates to dry the stacked spinning solution 50.

상술한 이송부(150)를 통한 기판(110)의 왕복 이송 및 드라이부에 의한 방사용액(50)의 건조공정이 반복적으로 수행되면, 기판(110) 상에는 선형의 방사용액(50)이 반복적으로 적층되고, 이송경로에 대응되는 적층경로 상에 방사용액(50)은 고종횡비의 패턴을 형성하게 된다.When the reciprocating transfer of the substrate 110 through the transfer unit 150 and the drying process of the spinning solution 50 by the dry unit are repeatedly performed, linear spinning solution 50 is repeatedly stacked on the substrate 110. The spinning solution 50 forms a pattern having a high aspect ratio on the stacking path corresponding to the transport path.

한편, 노즐부(320) 단부에 미처 토출되지 못한 방사용액이 자연건조 후 고화됨으로써 방사용액(50)의 토출을 방해하는 경우에, 전압인가부(340)를 통한 전극부(330)로의 전압인가를 중지하고, 클리닝부(380)가 각 노즐부(320) 단부에 고압의 공기를 분사함으로써 고화된 방사용액(50)을 제거한 후에 상술한 공정이 재개되도록 할 수 있다.
On the other hand, when the spinning solution that has not been discharged to the end of the nozzle unit 320 is solidified after natural drying to prevent the discharge of the spinning solution 50, the voltage is applied to the electrode unit 330 through the voltage applying unit 340. After the cleaning unit 380 removes the solidified spinning solution 50 by spraying high pressure air to the end of each nozzle unit 320, the above-described process may be resumed.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

100 : 본 발명의 제1실시예에 따른 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치
50 : 방사용액 130 : 전극부
110 : 기판 140 : 전압인가부
120 : 노즐부 150 : 이송부100: high aspect ratio pattern printing apparatus using the electrospinning according to the first embodiment of the present invention
50: spinning solution 130: electrode
110: substrate 140: voltage application
120: nozzle unit 150: transfer unit

Claims (11)

전기방사(electrospinning)를 통하여 방사용액을 연속적으로(continuously) 토출시키는 노즐부;
상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 적층되도록 상기 노즐부와 대향되게 배치되는 기판;
상기 노즐부에 전압을 인가하는 전압인가부;
상기 노즐부로부터 토출되는 방사용액이 상기 기판 상에서 반복적으로 적층되도록 소정의 이송경로를 따라서 상기 기판 또는 상기 노즐부 중 어느 하나를 왕복 이송시키는 이송부;를 포함하며,
상기 기판은 상기 노즐부로부터 전기방사에 의하여 토출되는 방사용액의 직선제트(straight jet)흐름 구간 내에 배치되며,
연속적으로 분사되도록 상기 방사용액은 점도(viscosity)가 1000cP 이상인 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.A nozzle unit for continuously discharging the spinning solution through electrospinning;
A substrate disposed to face the nozzle part such that the spinning solution discharged from the nozzle part is stacked;
A voltage applying unit applying a voltage to the nozzle unit;
And a transfer unit configured to reciprocally transfer either the substrate or the nozzle unit along a predetermined transfer path such that the spinning solution discharged from the nozzle unit is repeatedly stacked on the substrate.
The substrate is disposed in a straight jet flow section of the spinning solution discharged by the electrospinning from the nozzle unit,
The high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, wherein the spinning solution has a viscosity of 1000 cP or more so as to be continuously sprayed. 제1항에 있어서,
상기 기판을 일정 전하로 대전시키는 대전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.The method of claim 1,
A high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, further comprising a charging unit configured to charge the substrate with a constant charge. 제2항에 있어서,
상기 전압인가부는 상기 노즐부에 인가되는 전압의 극성을 반복적으로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.The method of claim 2,
And the voltage applying unit repeatedly converts the polarity of the voltage applied to the nozzle unit. 제3항에 있어서,
상기 전압인가부는 상기 이송부의 이송방향에 따라 상기 노즐부에 인가되는 전원의 극성을 변환하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.The method of claim 3,
And the voltage applying unit converts the polarity of the power applied to the nozzle unit according to the conveying direction of the conveying unit. 제4항에 있어서,
상기 기판 상에 적층되는 방사용액을 건조시키는 드라이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.5. The method of claim 4,
High aspect ratio pattern printing apparatus using an electrospinning, characterized in that it further comprises a dry unit for drying the spinning solution laminated on the substrate. 제5항에 있어서,
상기 드라이부는 상기 기판상에 적층된 방사용액에 적외선을 조사하거나, 열풍을 불어넣거나, 레이저를 조사하는 것 중 어느 하나에 의한 것을 특징으로 하는 전기 방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.The method of claim 5,
The dry unit high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, characterized in that any one of irradiating infrared radiation, blowing hot air, or laser irradiation to the radiation solution stacked on the substrate. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐부는 복수개가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
A high aspect ratio pattern printing apparatus using electrospinning, characterized in that a plurality of nozzles are provided. 제7항에 있어서,
상기 복수개의 노즐부 중 최외곽에 배치되는 노즐부와 이웃하게 마련되되, 방사용액이 공급되지 않는 더미부를 더 포함하고,
상기 전압인가부는 상기 더미부에 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.The method of claim 7, wherein
It is provided adjacent to the nozzle portion disposed in the outermost of the plurality of nozzle portion, further comprising a dummy portion is not supplied with the spinning solution,
And the voltage applying unit applies a voltage to the dummy unit. 제8항에 있어서,
상기 방사용액이 토출되는 상기 노즐부의 단부에 공기를 분사함으로써 고화(固化)된 방사용액을 제거하는 클리닝부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기방사를 이용한 고종횡비 패턴 인쇄장치.9. The method of claim 8,
And a cleaning unit which removes the solidified spinning solution by injecting air to an end portion of the nozzle unit through which the spinning solution is discharged. 삭제delete 삭제delete
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