KR101445065B1 - Printing apparatus being available to compensate synchronization error - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 전자 인쇄에 있어서 롤의 인압에 의한 변형 등에 따라 발생되는 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차를 보정할 수 있도록 하는, 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치를 제공함에 있다.The present invention relates to a printing apparatus for correcting a synchronization error, and an object of the present invention is to provide a printing apparatus for correcting a synchronization error, which is capable of correcting a synchronization error between a roll and a substrate support caused by deformation, And a printing device for correcting the image.

Description

동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치 {Printing apparatus being available to compensate synchronization error}[0001] The present invention relates to a printing apparatus for correcting a synchronization error,

본 발명은 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a printing apparatus for correcting a synchronization error.

기존의 전자 소자 제작 기술에서는 리소그래피(lithography) 기술이 널리 사용되어 왔다. 그런데 리소그래피 기술을 사용하여 실제 공정을 구성하자면, 진공 증착, 노광, 현상, 도금 또는 에칭 등 다양하고 복잡한 세부 공정들이 필요하여, 공정 설계 및 장치 구성이 복잡해지는 등의 문제가 있었다. 더불어 다양한 분야에서의 미세 기술의 발전으로 인하여, 굳이 포토 리소그래피가 아니고서도 다른 방식으로 집적 회로를 만들 수 있는 방법이 모색되어 왔다.Lithography techniques have been widely used in conventional electronic device fabrication techniques. However, in order to constitute an actual process using the lithography technique, various complicated processes such as vacuum deposition, exposure, development, plating or etching are required, and the process design and device configuration are complicated. In addition, due to the development of micro-technologies in various fields, a method has been sought for making an integrated circuit differently from photolithography.

전자 인쇄는 간단히 인쇄(printing) 공정을 수행함으로써 전자 소자를 제작하는 방식의 기술이다. 전자 인쇄는 앞서 설명한 포토 리소그래피 공정을 대체함으로써 포토 리소그래피 공정에 내재되어 있는 공정 복잡성을 근본적으로 제거해 줄 수 있기 때문에, 최근 다양한 분야로 적용 범위가 확대되는 등 그에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근 활용되고 있는 인쇄 기술로, 비접촉식 인쇄 기술로는 잉크젯, 스프레이, 슬롯다이 코팅 등이 있으며, 접촉식 인쇄 기술로는 그라비아, 그라비아 옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄를 대표적으로 들 수 있다.Electronic printing is a technique of manufacturing an electronic device by simply performing a printing process. Since electronic printing can fundamentally eliminate the process complexity inherent in the photolithography process by replacing the photolithography process described above, researches have been actively conducted in recent years, such that the application range is expanded to various fields. Non-contact printing technologies include inkjet, spray, and slot die coating. Contact-type printing technologies include gravure, gravure offset, reverse offset, and screen printing.

한편, 최근 반도체 제작 기술에 있어서 단단한 재질의 기판이 아닌 유연한 재질의 필름 형태의 기판이 사용되는 경우가 증가하고 있다. 이러한 필름 형태의 기판을 사용할 경우 공정 속도가 증대되어 대량 양산이 가능해지는 장점이 있다. 이 때 여기에 상술한 바와 같은 전자 인쇄 기술이 결합되면 더욱 생산 효율이 증가할 수 있다는 점에서, 이러한 롤투롤(roll-to-roll) 생산 방식과 전자 인쇄 기술의 결합에 대한 연구가 매우 활발히 이루어지고 있다.On the other hand, in recent semiconductor manufacturing technology, a flexible substrate made of film rather than a rigid substrate has been used. When such a film type substrate is used, the process speed is increased and mass production is possible. The combination of the roll-to-roll production method and the electronic printing technology is very active in that the production efficiency can be further increased by combining the electronic printing technology as described above ought.

비접촉식 인쇄 기법의 경우 넓은 면적을 고르게 코팅하는 식의 인쇄를 수행하기에 적합한 반면, 미세한 패턴을 형성하기 위해서는 그라비아, 리버스 옵셋 등과 같은 접촉식 인쇄 기법이 주로 사용된다. 이러한 접촉식 인쇄 기법에서는 연속적 공정을 위해 일반적으로 롤이 많이 사용된다. 즉 롤 상에 인쇄할 패턴이 형성되고, 이 롤 상의 패턴이 기판으로 전사되어 인쇄가 이루어지도록 하는 것이다. 이러한 접촉식 인쇄 기법은 단단한 재질의 기판 또는 유연한 재질의 기판 모두에 적용할 수 있는데, 단단한 재질의 기판의 경우 롤과 스테이지 상에 놓인 기판이 접촉하게 되며, 유연한 재질의 기판의 경우 롤과 다른 롤 또는 다른 평판형 지지부에 의해 지지되는 유연 기판이 접촉하게 된다. 기판을 제외하면 전자의 경우에는 롤과 스테이지가 접촉하는 셈이 되며, 후자의 경우에는 롤과 롤 또는 롤과 평판형 지지부가 접촉하는 셈이 된다.
In the non-contact type printing method, it is suitable to perform printing in which a large area is uniformly coated, whereas in the case of forming a fine pattern, contact type printing techniques such as gravure and reverse offset are mainly used. In this contact printing technique, rolls are generally used for continuous processing. That is, a pattern to be printed is formed on the roll, and the pattern on the roll is transferred to the substrate to perform printing. Such a contact printing technique can be applied to both rigid substrates and flexible substrates. In the case of a rigid substrate, the roll and the substrate placed on the stage come in contact. In the case of a flexible substrate, Or a flexible substrate supported by another plate-like support is brought into contact. In the former case, the roll and the stage contact each other. In the latter case, the roll, the roll or the roll and the plate-like support come into contact.

이러한 롤을 이용한 접촉식 전자 인쇄에 있어서, 롤이 회전하는 속도와 기판을 지지하는 기판 지지부가 이동하는 속도가 잘 동기화되어야 함은 당연하다. 이 동기화가 제대로 이루어지지 않을 경우 롤이 미끄러지는 등의 문제가 발생하여 기판 상에 패턴이 올바르게 인쇄되지 못하는 것이다.In the contact type electronic printing using such a roll, it is natural that the speed at which the roll is rotated and the speed at which the substrate support for supporting the substrate moves must be well synchronized. If the synchronization is not properly performed, the rolls may slip and the pattern may not be printed correctly on the substrate.

롤의 회전 속도와 기판 지지부의 이동 속도를 동기화하기 위해서는 롤의 반경 및 롤의 회전 각속도의 곱과 기판 지지부의 선형 이동 속도가 동일하게 만들어 주기만 하면 된다. 그런데, 실제로는 롤의 표면이 고무 등과 같은 유연한 재질로 되어 있으며, 롤이 기판 상에 인압되면서 인쇄 작업이 수행되기 때문에 즉 인쇄 위치에서 롤이 눌려져서 반경이 변화하게 된다. 이에 따라 단순히 변형이 일어나지 않은상태의 롤의 반경 및 롤의 회전 각속도의 곱과 기판 지지부의 선형 이동 속도를 동일하게 맞추어 준다고 해도, 실제 인쇄 작업 시에는 롤 반경의 변화로 인하여 롤과 기판 간 동기화 오차가 발생하게 된다.In order to synchronize the rotation speed of the roll with the movement speed of the substrate supporting portion, the product of the radius of the roll and the rotational angular speed of the roll and the linear movement speed of the substrate supporting portion need only be made equal. However, in reality, the surface of the roll is made of a flexible material such as rubber or the like, and the printing operation is carried out while the roll is pressurized on the substrate, that is, the roll is pressed at the printing position to change the radius. Even if the product of the radius of the roll and the rotational angular velocity of the roll are not equal to each other and the linear movement speed of the substrate support is made equal to each other, .

종래에 접촉식 인쇄에 있어서의 오차 보정을 위한 여러 기술이 개시된 바 있다. 한국특허등록 제0981278호("롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법", 2010.09.03), 일본특허공개 제2011-173393호("인쇄용 롤과 판, 인쇄 대상의 경사 보정 장치", 2011.09.08), 일본특허공개 제2011-037239호("인쇄 위치 오차 보정 방법 및 장치 ", 2011.02.24) 등에서는 인쇄 위치의 정렬을 위한 다양한 오차의 보정 기술이 개시되는데, 이들은 원천적으로 상술한 바와 같은 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차를 전혀 보정할 수 없다. 일본특허공개 제2004-058536호("동기 보상 장치", 2004.02.26)에는 롤과 기판 간의 미끄러짐에 의해 발생되는 오차를 보정하기 위한 기술이 개시되기는 하나, 이는 단지 윤전 인쇄기에서 주행지가 올바르게 이송되고 있는지를 선단 검출기로 검출하여 홀더 등의 회전을 제어하는 것으로서, 롤의 반경이 변화하는 경우에 대한 전제가 전혀 없어 상술한 바와 같은 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차 문제에 대한 해결 방안이 전혀 없다.Conventionally, various techniques for error correction in contact printing have been disclosed. Korean Patent Registration No. 0981278 ("Flexible electronic device printing apparatus and its printing method capable of correcting misalignment between rolls and substrates ", Sep. 30, 2010), Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2011-173393 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-037239 ("Printing Position Error Correction Method and Apparatus ", Feb. 24, 2011) discloses a technique of correcting various errors for aligning printing positions. , Which in principle can not compensate for the synchronization error between the roll and the substrate support as described above at all. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-058536 ("Synchronous Compensating Device ", Feb. 26, 2004) discloses a technique for correcting an error caused by slippage between a roll and a substrate. However, And the rotation of the holder or the like is detected by detecting with the tip detector, there is no assumption that the radius of the roll changes, and there is no solution to the problem of the synchronization error between the roll and the substrate support as described above.

이처럼 종래에는, 전자 인쇄에 있어서 롤의 인압에 의한 변형 등에 따라 발생되는 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차를 보정할 수 있는 방안이 전혀 없어, 인쇄 정밀도 향상에 큰 제한이 발생하는 문제가 있었다.
Thus, conventionally, there is no method for correcting the synchronization error between the roll and the substrate supporting portion, which is caused by the deformation of the roll due to the pressure of the roll in the electronic printing, and there is a problem that the printing precision is greatly improved.

1. 한국특허등록 제0981278호("롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법", 2010.09.03)1. Korean Patent No. 0981278 ("Flexible electronic device printing apparatus and its printing method capable of correcting misalignment between rolls and substrates ", 2010.09.03) 2. 일본특허공개 제2011-173393호("인쇄용 롤과 판, 인쇄 대상의 경사 보정 장치", 2011.09.08)2. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-173393 ("Tilt correcting device for printing rolls and plates and printing objects ", 2011.09.08) 3. 일본특허공개 제2011-037239호("인쇄 위치 오차 보정 방법 및 장치 ", 2011.02.24)3. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-037239 ("Printing Position Error Correction Method and Apparatus ", Feb. 24, 2011) 4. 일본특허공개 제2004-058536호("동기 보상 장치", 2004.02.26)4. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-058536 ("Synchronous Compensating Device ", Feb. 26, 2004)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전자 인쇄에 있어서 롤의 인압에 의한 변형 등에 따라 발생되는 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차를 보정할 수 있도록 하는, 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of correcting a synchronization error between a roll and a substrate support, The present invention also provides a printing apparatus for correcting a synchronization error.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치(100)는, 표면이 유연 재질로 형성되는 롤(111)과, 상기 롤(111)을 회전시키는 모터(112)를 포함하여 이루어지는 회전부(110); 상부에 기판(500)이 배치되어 상기 기판(500)을 지지하며, 상기 회전부(110)와 상기 롤(111)의 접선 방향과 나란한 방향으로 상대 이동 가능하게 형성되는 지지부(120); 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 간격을 변화시켜 상기 롤(111)을 상기 기판(500)에 밀착 및 인압 가능하도록 형성되는 인압부(130); 상기 기판(500)이 그 위에 배치되도록 상기 지지부(120)에 연결되어 구비되며, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 이동만을 허용하도록 형성되는 플렉셔(flexure) 구조로 이루어지는 보정부(140); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a printing apparatus 100 for correcting a synchronization error of the present invention includes a roll 111 having a surface formed of a flexible material, and a motor 112 for rotating the roll 111 A rotation unit 110 including the rotation unit 110; A supporting part 120 supporting the substrate 500 with a substrate 500 disposed thereon and being relatively movable in a direction parallel to the tangential direction of the rotating part 110 and the roll 111; A pressing unit 130 configured to change the interval between the rotation unit 110 and the support unit 120 so that the roll 111 can be pressed against the substrate 500; The flexure is connected to the support part 120 so that the substrate 500 is disposed thereon and is formed to allow movement only in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation part 110 and the support part 120. [ a correction unit 140 having a flexure structure; And a control unit.

이 때 상기 보정부(140)는, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 탄성 계수를 k1이라 하고, 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)의 접촉 위치에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 변위(x) 및 마찰력(F)이 탄성 변형 특성을 가지는 구간에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 가상 탄성 계수를 k2라 할 때, k2는 k1의 10 내지 1000배 범위 내의 크기를 가지는 것이 바람직하다.The modulus of elasticity of the correction unit 140 in the direction parallel to the relative movement direction between the rotation unit 110 and the support unit 120 is k 1 , The virtual elastic modulus between the roll 111 and the substrate 500 is k 2 (k) between the roll 111 and the substrate 500 at the contact position in the section where the displacement x and the frictional force F have the elastic deformation characteristics, , It is preferable that k 2 has a size within a range of 10 to 1000 times of k 1 .

이 때 상기 보정부(140)는, 플렉셔(flexure) 구조 또는 롤링 베어링 구조로 이루어질 수 있다.In this case, the correcting unit 140 may have a flexure structure or a rolling bearing structure.

이 때 상기 보정부(140A)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140A1)와, 상기 배치부(140A1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140A1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140A2)와, 상기 링크부(140A2)가 상기 배치부(140A1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 회전하도록 형성되는 힌지부(140A3)를 포함하여 이루어질 수 있다.The correcting unit 140A includes a positioning unit 140A1 disposed on the substrate 500 and a positioning unit 140A1 disposed on the lower end of the positioning unit 140A1, And the link portion 140A2 is provided at a position where the link portion 140A2 is connected to the arrangement portion 140A1 or the support portion 120 and the relative movement between the rotation portion 110 and the support portion 120 And a hinge portion 140A3 formed to rotate in a direction parallel to the direction of the hinge portion 140A2.

또는 상기 보정부(140B)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140B1)와, 상기 배치부(140B1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140B1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140B2)와, 상기 링크부(140B2)가 상기 배치부(140B1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 함몰 형성되는 노치부(140B3)를 포함하여 이루어질 수 있다.Alternatively, the correcting unit 140B may include a positioning unit 140B1 disposed on the substrate 500 and a positioning unit 140B2 disposed on a lower end of the positioning unit 140B1 to align the positioning unit 140B1 with the supporting unit 120 And the link part 140B2 is provided at a position where the link part 140B2 is connected to the arrangement part 140B1 or the support part 120 and the relative movement direction between the rotation part 110 and the support part 120 And a notch 140B3 that is recessed in a side-by-side direction.

또는 상기 보정부(140C)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140C1)와, 상기 지지부(120) 상에 고정 구비되는 복수 개의 연결부(142C2)와, 상기 배치부(140C1)가 상기 연결부(142C2)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 인장 또는 수축되도록 형성되는 판스프링부(140C3)를 포함하여 이루어질 수 있다.Alternatively, the correcting unit 140C may include a placement unit 140C1 on which the substrate 500 is placed, a plurality of connection units 142C2 fixedly mounted on the support unit 120, And a plate spring portion 140C3 provided at a position where the connection portion 142C2 is connected to the connection portion 142C2 and formed to be stretched or contracted in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation portion 110 and the support portion 120 .

또는 상기 보정부(140D)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140D1)와, 상기 지지부(120) 및 상기 배치부(140D1) 사이에 구비되는 롤링 베어링(140D2)을 포함하여 이루어질 수 있다.Or the correcting part 140D may include a positioning part 140D1 on which the substrate 500 is disposed and a rolling bearing 140D2 provided between the supporting part 120 and the positioning part 140D1 Lt; / RTI >

또한 상기 지지부(120)는, 평판형 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태로 형성되거나, 유연 기판을 지지하는 롤 형태로 형성되거나, 유연 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태로 형성될 수 있다.
The supporting portion 120 may be formed in the form of a flat plate supporting the flat substrate, a roll supporting the flexible substrate, or a flat plate supporting the flexible substrate.

본 발명에 의하면, 전자 인쇄에 있어서 롤의 인압에 의한 변형 등에 따라 발생되는 롤과 기판 지지부 간의 동기화 오차를 보정할 수 있도록 하는 큰 효과가 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 전자 인쇄에 사용되는 롤은 표면이 고무 등과 같이 유연하고 탄성을 가지는 재질로 이루어지며, 롤 상에 전자 인쇄용 잉크로 형성되어 있는 패턴을 기판 상에 인압하여 전사함으로써 기판 상에 패턴의 인쇄가 이루어지게 되는데, 이 과정에서 롤의 반경이 변화하게 됨으로써 변형 이전의 원래 롤 반경 및 회전 각속도로 계산한 인쇄 위치에서의 접선 속도와 기판 지지부의 선형 이동 속도 간에 동기화가 이루어지지 못하여 동기화 오차가 발생하게 된다. 종래에는 이러한 동기화 오차를 보정할 수 있는 방법이 전혀 없었으며 따라서 인쇄 정밀도의 향상에 큰 제한이 있었다.According to the present invention, there is a great effect of correcting the synchronization error between the roll and the substrate supporting portion, which is generated due to deformation due to the pressure of the roll in the electronic printing. More specifically, the roll used for electronic printing is made of a flexible and elastic material such as rubber or the like, and a pattern formed by an ink for electronic printing on a roll is transferred onto a substrate by pressure, In this process, since the radius of the roll changes, the synchronization between the tangential velocity at the printing position calculated by the original roll radius and the rotational angular velocity before the deformation and the linear moving velocity of the substrate supporting unit can not be synchronized An error will occur. Conventionally, there has been no method for correcting such a synchronization error, and therefore, there has been a great limitation in improving the printing precision.

본 발명에 의하면, 동기화 오차 발생 시 인쇄 위치에서의 접선 방향의 마찰력이 발생되는 현상을 이용하여, 기판을 받치고 있는 지지부에 플렉셔 구조가 형성되도록 함으로써, 마찰력이 발생되면 플렉셔 구조가 자연히 이동하여 동기화 오차가 자연히 보정되도록 하는 수동적인 보정을 통해, 이러한 동기화 오차를 보정할 수 있게 해 주는 큰 효과가 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 이러한 동기화 오차를 보정해 줌으로써 인쇄 정밀도를 종래에 비해 비약적으로 향상시키는 효과를 얻을 수 있게 된다. 뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 보정을 위한 별도의 제어 장치 등을 필요로 하지 않고 단지 플렉셔 구조를 도입함으로써 보정이 이루어질 수 있도록 함으로써, 보정을 할 수 있음에도 불구하고 장치 구성에 드는 비용이 거의 늘지 않도록 하는 경제적인 효과 또한 있다.
According to the present invention, a flexure structure is formed at a supporting portion supporting a substrate by using a phenomenon that a frictional force in a tangential direction at a printing position is generated at the time of occurrence of a synchronization error, so that when a frictional force is generated, the flexure structure naturally moves There is a large effect that allows this synchronization error to be corrected, with passive correction that allows the synchronization error to be corrected naturally. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an effect of dramatically improving the printing precision compared with the conventional one by correcting such synchronization error. In addition, according to the present invention, correction can be performed by introducing only a flexure structure without requiring a separate control device for correction, so that the cost for the device configuration is hardly increased There is also an economic effect.

도 1은 종래의 일반적인 롤을 사용하는 접촉식 인쇄 장비의 구조.
도 2는 롤의 회전 및 기판의 상대 이동 및 동기화 오차 발생 원리.
도 3은 본 발명의 인쇄 장치의 한 실시예.
도 4는 본 발명의 인쇄 장치의 한 실시예의 일부 상세도.
도 5는 접촉 위치의 미세 형상 및 모델링 예시.
도 6은 마찰력과 상대 변위 / 마찰력과 상대 속도 간 관계 그래프.
도 7은 본 발명의 인쇄 장치의 한 실시예에서의 모델링 예시.
도 8은 본 발명의 보정부의 여러 실시예.
도 9는 지지부 형태의 여러 예시.FIG. 1 shows the structure of a conventional contact type printing apparatus using a roll.
2 shows the principle of rotation of the roll and relative movement of the substrate and generation of synchronization errors.
3 is an embodiment of the printing apparatus of the present invention.
4 is a partial detail view of one embodiment of the printing apparatus of the present invention.
Figure 5 is an illustration of a fine shape and modeling of the contact location.
FIG. 6 is a graph of the relationship between the frictional force, the relative displacement / frictional force, and the relative speed.
7 is an illustration of modeling in an embodiment of the printing apparatus of the present invention.
8 shows several embodiments of the corrector of the present invention.
9 shows several examples in the form of supports.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a printing apparatus for correcting a synchronization error according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 전자 인쇄에서 발생되는 동기화 오차에 대하여 보다 구체적으로 상세히 설명한다.First, synchronization errors generated in electronic printing will be described in more detail.

도 1은 종래의 일반적인 롤을 사용하는 접촉식 인쇄 장비의 구조를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 일반적으로 롤을 사용하는 접촉식 인쇄 장비는, 롤(111') 및 모터(112')로 이루어지는 회전부(110'), 기판(500')을 지지하는 지지부(120'), 상기 회전부(110')를 상하 이동 가능하도록 이루어져 상기 지지부(120') 상에 배치된 상기 기판(500')상에 상기 롤(111')을 인압시키는 인압부(130')를 포함하여 이루어진다. 도면 상에서는 상기 지지부(120')가 스테이지 형태로 되어 있는 예시를 도시하고 있으며 이러한 경우에는 상기 기판(500')이 단단한 재질로 되는데, 물론 상기 기판(500')이 유연한 재질로 되는 경우라면 상기 지지부(120')는 롤 형태로 될 수 있는 등 상기 지지부(120')의 형태가 반드시 스테이지 형태인 것으로 한정되지는 않는다. 간략하게 인쇄 원리를 설명하자면, 상기 롤(111') 상에 전자 인쇄용 잉크로 패턴이 형성되어 있는 상태에서, 상기 롤(111')이 상기 인압부(130')의 하강에 의해 상기 기판(500')을 누르게 된다. 이 상태로 상기 롤(111')이 회전하고, 또한 이와 동기화된 속도로 상기 지지부(120')가 상대 이동함으로써, 상기 롤(111') 상의 패턴이 상기 기판(500') 상으로 전사됨으로써 상기 기판(500') 상에 패턴 인쇄가 이루어지게 된다. 이 때, 도 1 상의 예시에 나타난 바와 같이 상기 롤(111')이 회전함과 동시에 선형 이동을 함으로써 상기 회전부(110') 및 상기 지지부(120') 간 상대 이동이 이루어질 수도 있으나 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 또는 상기 회전부(110')는 상기 롤(111')을 회전시키기만 하고 상기 지지부(120')가 직접 이동을 함으로써 상기 회전부(110') 및 상기 지지부(120') 간 상대 이동이 이루어질 수도 있는 등, 상기 회전부(110') 및 상기 지지부(120') 간 상대 이동이 이루어지기만 한다면 어느 쪽이 이동하도록 형성되든 무방하다.FIG. 1 shows the structure of a conventional contact type printing apparatus using a roll. As shown in the figure, a contact type printing apparatus using a roll generally includes a rotation unit 110 'comprising a roll 111' and a motor 112 ', a support 120' supporting the substrate 500 ' And a pressing part 130 'which is movable up and down by the rotation part 110' and presses the roll 111 'on the substrate 500' disposed on the supporting part 120 '. In the figure, the supporting part 120 'is in the form of a stage. In this case, the substrate 500' is made of a rigid material. Of course, if the substrate 500 'is made of a flexible material, The support 120 'may be in the form of a roll, and the shape of the support 120' is not necessarily limited to a stage. A description will be briefly made of a printing principle in which the roll 111 'is rotated by the descent of the pressure applying portion 130' while the pattern of the electronic printing ink is formed on the roll 111 ' '). The pattern on the roll 111 'is transferred onto the substrate 500' by the rotation of the roll 111 'in this state and the supporting portion 120' Pattern printing is performed on the substrate 500 '. In this case, as shown in the example of FIG. 1, the relative movement between the rotation unit 110 'and the support unit 120' may be performed by linearly moving the roll 111 ' Or the relative rotation between the rotation part 110 'and the support part 120' is performed by rotating the roll 111 'while the support part 120' Or may be formed so as to move either of the rotation unit 110 'and the support unit 120' as long as the relative movement is performed between the rotation unit 110 'and the support unit 120'.

도 2는 동기화 오차 발생 원리를 도시한 것이다. 도 2(A')는 이상적인 경우를 도시하고 있다. 상기 롤(111')이 강체로서 반경이 R로 고정되어 변화하지 않고, 또한 상기 모터(112')가 상기 롤(111')를 회전시키는 회전 속도가 ω로 일정하게 유지되고, 상기 지지부(120')의 상기 롤(111')과의 상대 이동 속도가 V로 일정하게 유지된다고 할 경우, Rω = V가 되도록 해 주기만 하면 이상적으로 동기화가 이루어지게 된다.Figure 2 shows the principle of synchronization error generation. 2 (A ') shows an ideal case. The rotation speed at which the roll 111 'is rotated by the motor 112' is kept constant at?, And the support portion 120 ' ') Is maintained at a constant V with respect to the roll 111', ideally synchronization will be achieved only if Rω = V is satisfied.

그런데 실제로는, 앞서 설명하고 도 2(B')에 도시되어 있는 바와도 같이, 상기 롤(111')은 표면이 고무 등과 같은 유연한 재질로 되어 있으며, 상기 인압부(130')가 상기 회전부(110')를 상기 기판(500') 상에 눌러 주는 과정에서 인쇄 위치에서 상기 롤(111')의 형상에 변형이 일어나게 된다. 즉 상기 롤(111')의 반경은 R + ΔR이 되며, 상기 모터(112')의 회전이나 상기 지지부(120') 이동 역시 실제로는 항상 이상적으로 일정하게 유지되지 못하므로, 회전 속도도 ω + Δω가 되고, 이동 속도도 V + ΔV가 된다. 이에 따라 (R + ΔR)(ω + Δω) - (V + ΔV) 만큼의 동기화 오차가 필연적으로 발생하게 되는 것이다.2 (B '), the surface of the roll 111' is made of a flexible material such as rubber, and the pressure-receiving portion 130 ' 110 'is pressed onto the substrate 500', the shape of the roll 111 'is deformed at the printing position. That is, the radius of the roll 111 'is R + ΔR, and the rotation of the motor 112' and the movement of the support 120 'are also not always ideally kept constant, Δω, and the moving speed becomes V + ΔV. Accordingly, a synchronization error of (R +? R) (? + ??) - (V +? V) necessarily occurs.

이 중에서도 특히 상기 롤(111') 반경의 변화는 동기화에 치명적인 오차를 발생시킨다. 종래에도 인쇄 품질 향상을 위해 다양한 관점에서의 연구가 이루어져 왔으나, 이러한 회전부(110')와 지지부(120') 간 상대 운동의 차이로 발생되는 동기화 오차의 해결에 대한 연구는 현재 전무한 실정이다. 그러나 이러한 동기화 오차가 인쇄 품질에 끼치는 영향은 무시할 수 없을 정도로 크다. 실제로 일반적으로 사용되는 전자 인쇄 장비에서, 롤이 눌려진 상태에서 롤이 눌리지 않았다고 가정하고 제어할 경우 오차가 얼마나 나오는지를 시뮬레이션하였을 때 10㎛ 정도의 오차가 나올 수 있다는 점이 밝혀졌는데, 미세 패턴 인쇄 공정에서 이 정도의 오차는 패턴 인쇄가 불가능할 정도의 큰 오차이다. 예를 들어 1㎛ 짜리 선폭의 패턴을 인쇄하려고 하는 경우, 인쇄 장비에서 발생되는 오차가 아무리 크다 해도 1㎛보다는 작아야만 함이 당연한데, 이처럼 10㎛ 정도의 오차가 나올 수 있는 인쇄 장비로 인쇄를 한다면 원하는 품질의 인쇄를 수행하는 것이 거의 불가능하게 된다. 바로 이러한 문제 때문에, 전자 인쇄에서의 인쇄 정밀도에 큰 한계가 발생하는 문제가 종래에 꾸준히 있어 왔던 것이다.
In particular, a change in the radius of the roll 111 'causes a fatal error in synchronization. Conventionally, various studies have been made to improve print quality. However, there is no research on resolving the synchronization error caused by the difference in relative motion between the rotation unit 110 'and the support unit 120'. However, the effect of this synchronization error on the print quality is negligible. In practice, it has been found that an error of about 10 mu m can be generated when simulating the error in the case where the roll is not pressed in the state where the roll is not pressed in the generally used electronic printing equipment. In the fine pattern printing process This error is a large error that the pattern printing is impossible. For example, in the case of printing a pattern having a line width of 1 탆, it is natural that the error generated in the printing apparatus should be smaller than 1 탆. However, if printing is performed with a printing apparatus having an error of about 10 탆 It becomes almost impossible to perform printing with a desired quality. Due to such a problem, there has been a problem that the printing precision in electronic printing is greatly limited.

본 발명에서는 바로 이러한 동기화 오차 문제를 해소하기 위하여, 다음과 같은 동기화 오차 보정 인쇄 장치를 제시한다.In order to solve the synchronization error problem, the present invention proposes a synchronization error correction printing apparatus as follows.

도 3은 본 발명의 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치를 도시한 것이다. 본 발명의 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치(100)는, 회전부(110), 지지부(120), 인압부(130) 및 보정부(140)를 포함하여 이루어진다. 부연하자면, 상기 회전부(110), 상기 지지부(120), 상기 인압부(130)는 종래의 전자 인쇄 장비에서의 각부와 동일한 것으로, 즉 본 발명의 인쇄 장치(100)는 동기화 오차를 계측하고 보정하면서 궁극적으로는 전자 인쇄를 수행하는 장치이다. 이하 각부에 대하여 설명한다.Fig. 3 shows a printing apparatus for correcting the synchronization error of the present invention. The printing apparatus 100 for correcting the synchronization error of the present invention includes a rotation unit 110, a support unit 120, a pressure application unit 130, and a correction unit 140. The rotation unit 110, the support unit 120 and the pressure application unit 130 are the same as those in the conventional electronic printing equipment. That is, the printing apparatus 100 of the present invention measures the synchronization error, And ultimately performs electronic printing. Hereinafter, each part will be described.

상기 회전부(110)는, 표면이 유연 재질로 형성되는 롤(111)과, 상기 롤(111)을 회전시키는 모터(112)를 포함하여 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이, 전자 인쇄에서 접촉식 인쇄 기법을 사용하는 경우, 상기 롤(111) 표면에 전자 인쇄용 잉크로 패턴이 형성된 후, 이를 상기 기판(500) 상에 꾹 눌러 찍어 줌으로써 인쇄가 이루어지게 된다. 따라서 상기 롤(111)은 그 표면이 일반적으로 고무, PDMS 등과 같은 유연 재질로 이루어진다는 점이 잘 알려져 있다.The rotation unit 110 includes a roll 111 whose surface is formed of a flexible material and a motor 112 that rotates the roll 111. As described above, in the case of using the contact printing technique in electronic printing, a pattern is formed on the surface of the roll 111 with an electronic printing ink, and then the printing is performed by pressing it on the substrate 500 . Therefore, it is well known that the surface of the roll 111 is generally made of a flexible material such as rubber, PDMS, or the like.

상기 지지부(120)는, 상부에 기판(500)이 배치되어 상기 기판(500)을 지지하며, 상기 회전부(110)와 상기 롤(111)의 접선 방향과 나란한 방향으로 상대 이동 가능하게 형성된다. 상기 지지부(120)가 이와 같이 상기 롤(111)의 접선 방향과 나란한 방향으로 상대 이동됨으로써, 상기 롤(111)의 회전에 따라 상기 기판(500)이 이동되어 상기 롤(111) 상의 패턴이 상기 기판(500) 상에 원활하게 전사되어 인쇄될 수 있게 된다.The support part 120 is formed on the upper part of the substrate 500 to support the substrate 500 and is relatively movable in a direction parallel to the tangential direction of the rotation part 110 and the roll 111. The support portion 120 is relatively moved in a direction parallel to the tangential direction of the roll 111 so that the substrate 500 is moved in accordance with the rotation of the roll 111, And can be smoothly transferred onto the substrate 500 to be printed.

도 3에서는, 상기 지지부(120)는 단단한 재질의 평판형 기판에의 인쇄가 가능하도록 평판형 스테이지 형태로 되어 있으며, 상기 지지부(120)가 고정되어 있고 상기 회전부(110)가 상기 지지부(120) 상에서 이동 가능하게 형성되는 예시가 도시되어 있다. 그러나 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 전혀 아니며, 상기 회전부(110)는 고정되어 있되 상기 지지부(120)에 별도의 액추에이터 등이 구비됨으로써 상기 기판(500)을 이동시키도록 형성될 수도 있고, 또는 상기 회전부(110)와 상기 지지부(120) 둘 다 이동 가능하게 형성될 수도 있다. 또한, 도 3에서는 상기 지지부(120)가 평판형 스테이지 형태인 예시가 도시되어 있으나, 유연 기판에 인쇄를 수행하고자 하는 경우 상기 지지부(120)가 롤 형태로 되어 있을 수도 있고, 또는 유연 기판을 지지하되 유연 기판의 인쇄 위치 양측에 롤이 구비되도록 하고 인쇄 위치 부분에서는 유연 기판을 평판형 스테이지로 지지하는 형태로 형성되어도 되는 등, 적용 가능한 기판 지지 구조 중 어떤 것을 상기 지지부(120)로서 채용하여도 무방하다.3, the supporting part 120 is in the form of a flat plate so that printing can be performed on a flat substrate of a rigid material, and the supporting part 120 is fixed and the rotating part 110 is fixed to the supporting part 120, As shown in Fig. However, the present invention is not limited thereto. Of course, the present invention is not limited at all, and the rotation unit 110 may be fixed, and the support unit 120 may be provided with a separate actuator to move the substrate 500, Both the rotation part 110 and the support part 120 may be formed to be movable. 3, the supporting part 120 is in the form of a flat plate. However, when printing is to be performed on the flexible substrate, the supporting part 120 may be in the form of a roll, A roll may be provided on both sides of the printing position of the flexible substrate, and the flexible substrate may be supported by the flat plate stage at the printing position. However, even if any of the applicable substrate supporting structures is employed as the supporting portion 120 It is acceptable.

상기 인압부(130)는, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 간격을 변화시켜 상기 롤(111)을 상기 기판(500)에 밀착 및 인압 가능하도록 형성된다. 즉 상기 인압부(130)가 상기 롤(111)을 하강시켜 상기 기판(500) 상에 눌러 주고, 이 상태에서 상기 롤(111)이 회전함으로써 상기 기판(500) 상에 인쇄가 이루어지게 되는 것이다. 상기 인압부(130)는 또한, 인쇄 작업이 이루어지지 않을 때, 예를 들어 상기 지지부(120) 상에 인쇄 작업이 이루어질 빈 기판(500)이 놓여지는 시점 등의 경우에는 상기 롤(111)을 상승시켜 충분한 작업 공간이 확보되도록 한다.The pressing portion 130 is formed to change the distance between the rotating portion 110 and the supporting portion 120 so that the roll 111 can be pressed against the substrate 500. That is, the pressing unit 130 moves down the roll 111 to press on the substrate 500, and in this state, the roll 111 is rotated and printing is performed on the substrate 500 . The pressure applying unit 130 may also be configured to apply pressure to the roll 111 when the printing operation is not being performed, for example, when the empty substrate 500 on which the printing operation is to be performed is placed, So that sufficient working space can be secured.

상기 보정부(140)가 바로 본 발명의 가장 핵심적인 구성으로, 상기 보정부(140)에 의해 동기화 오차를 보정하게 된다. 상기 보정부(140)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되도록 상기 지지부(120)에 연결되어 구비되며, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 이동만을 허용하도록 형성되는 플렉셔(flexure) 구조로 이루어진다. 도 4는 상기 보정부(140)의 배치 구조를 보다 상세히 도시한 단면도이다. 도 4를 통해 상기 보정부(140)가 플렉셔 구조로 되는 것으로 어떻게 보정이 이루어질 수 있는지에 대하여 보다 상세히 설명한다.The correcting unit 140 is a core configuration of the present invention, and the correcting unit 140 corrects the synchronization error. The correction unit 140 is connected to the support unit 120 so that the substrate 500 is disposed thereon and moves in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation unit 110 and the support unit 120. [ And a flexure structure formed to allow only the flexure structure. 4 is a sectional view showing the arrangement of the correcting unit 140 in more detail. 4, a description will be given in more detail as to how the correction can be made such that the correction unit 140 has a flexure structure.

앞서 설명한 바와 같이, 동기화 오차가 발생되면 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)의 접촉 위치에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 사이에 작용하는 힘이 발생된다. 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 사이에 작용하는 힘 중 상기 롤(111)의 접선 방향으로 작용하는 힘은 마찰력이다. 만일 상기 회전부(110)와 상기 이동부(120) 간의 동기화 오차가 전혀 없다면, 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 사이에는 마찰력이 발생되지 않을 것이다. 그러나 동기화 오차가 발생할 경우에는, 상기 롤(111)이 밀리거나 상기 기판(500)이 밀리는 현상이 발생하게 되며, 이 때 마찰력이 발생하게 되는 것이다. 보다 구체적으로 설명하자면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 롤(111)은 상기 기판(500)을 눌러 인쇄를 수행하는 과정에서 그 표면이 유연한 재질로 되어 있기 때문에 반경이 변화하게 된다(R + ΔR). 또한 상기 모터(112)의 회전 속도(ω)나 상기 회전부(110)와 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 속도(V)도, 외란(disturbance)에 의하여 실제 인가한 회전 속도(ω)나 이동 속도(V)와 비교하여 오차가 발생할 수 있다(ω + Δω / V + ΔV). 이에 따라 인쇄 위치에서 상기 롤(111)과 상기 기판(500) 간에 (R + ΔR)(ω + Δω) - (V + ΔV)의 동기화 오차가 발생하게 되며, 이 동기화 오차에 의하여 상기 롤(111)이나 상기 기판(500)이 밀림으로써 마찰력(F)이 발생된다.
As described above, when a synchronization error occurs, a force acting between the roll 111 and the substrate 500 at the contact position of the roll 111 and the substrate 500 is generated. The force acting between the roll 111 and the substrate 500 in the tangential direction of the roll 111 is frictional force. If there is no synchronization error between the rotating part 110 and the moving part 120, no frictional force will be generated between the roll 111 and the substrate 500. However, when a synchronization error occurs, the roll 111 is pushed or the substrate 500 is pushed. In this case, a frictional force is generated. More specifically, as shown in FIG. 4, the radius of the roll 111 changes because the surface of the roll 111 is made of a flexible material during printing by pressing the substrate 500 (R + ΔR). The rotation speed omega of the motor 112 and the relative movement speed V between the rotation unit 110 and the support unit 120 may also be determined based on the rotation speed? (? + ?? / V +? V). Accordingly, a synchronization error of (R + ΔR) (ω + Δω) - (V + ΔV) occurs between the roll 111 and the substrate 500 at the printing position, And the frictional force F is generated by pushing the substrate 500.

한편, 도 5는 접촉 위치의 미세 형상 및 모델링 예시를 도시하고 있다. 상기 롤(111)과 상기 기판(500)의 접촉 위치를 미시적으로 보자면, 도 5(A) 우측의 확대도와 같은 형태로 나타나게 된다. 즉 미시적으로 볼 때 양 표면은 실제로 완전히 평탄한 것이 아니라 도 5(A) 우측의 확대도와 같이 미세한 굴곡이 형성되어 있으며, 실제로 접촉된 지점(접촉점)과 그렇지 않은 부분들이 존재하게 되는 것이다. 이 때 동기화 오차가 발생하여 전단력(shear force)이 작용하면, 접촉점 위치에서 양 표면이 서로 접촉해 있는 채로 양쪽으로 밀리면서 변형이 일어나게 된다. 변위가 크지 않은 범위에서는 이 변형은 탄성(elastic) 변형이 되고, 한계점을 넘어가게 되면 소성(plastic) 변형이 일어나게 된다. 도 6은 마찰력(F)과 상기 회전부(110)와 상기 지지부(120) 간의 상대 변위(x) 간의 관계 그래프(도 6(A)) 및 마찰력(F)과 상기 회전부(110)와 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 속도(V) 간의 관계 그래프(도 6(B))이다. 도 6(A)에서 변위(x)가 0 근처인 부분에서는 변위(x)와 마찰력(F) 간 관계가 거의 정비례하는 형태로 나타나게 됨을 확인할 수 있다.On the other hand, Fig. 5 shows a fine shape and modeling example of the contact position. Microscopically, the contact position between the roll 111 and the substrate 500 appears as the enlargement of the right side of FIG. 5 (A). In other words, microscopically, both surfaces are not actually completely flat but microscopic bends are formed as in the enlargement on the right side of FIG. 5 (A), and there are actually contact points (contact points) and non-contact points. At this time, when a shear force occurs due to the occurrence of synchronization error, deformation occurs while the both surfaces are in contact with each other at both points of contact at the contact point position. In the range where the displacement is not large, the deformation becomes an elastic deformation, and when the deformation exceeds a limit, a plastic deformation occurs. 6 is a graph showing the relationship between the frictional force F and the relative displacement x between the rotary part 110 and the supporting part 120 (Fig. 6 (A)) and the frictional force F and the relative rotation between the rotary part 110 and the supporting part 120 (Fig. 6 (B)). It can be confirmed that the relationship between the displacement x and the frictional force F appears almost directly proportional to the portion where the displacement x is near 0 in Fig. 6 (A).

이 때 탄성 변형이 일어나는 구간에서는, 상기 접촉점 위치에서 두 물체가 도 5(B)에 도시되어 있는 바와 같이 가상의 스프링으로 연결되어 있는 것으로 간주할 수 있다. 이러한 탄성 변형이 일어나는 구간은, 접촉하고 있는 두 물체가 예를 들어 금속 등과 같은 재질일 경우에는 매우 짧지만, 두 물체 중 적어도 하나가 고무, PDMS 등과 같은 유연한 재질일 경우에는 상당히 길다는 점이 잘 알려져 있다. 본 발명에서 고려하고 있는 롤(111)과 기판(500) 간의 접촉은, 롤(111) 표면이 유연 재질로 되어 있기 때문에 바로 후자(탄성 변형이 일어나는 구간이 긴 경우)에 해당하는 것이다.
At this time, in the section where the elastic deformation occurs, it can be considered that the two objects are connected to each other by a virtual spring as shown in Fig. 5 (B) at the contact point position. The region where such elastic deformation occurs is very short when two objects in contact are made of a material such as metal, but it is well known that at least one of the two objects is quite long when it is a flexible material such as rubber, PDMS or the like have. The contact between the roll 111 and the substrate 500 considered in the present invention corresponds to the latter (when the section where the elastic deformation occurs is long) because the surface of the roll 111 is made of a flexible material.

도 7은 본 발명의 인쇄 장치의 한 실시예에서의 모델링의 예시를 도시하고 있다. 먼저 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 탄성 계수를 k1이라 한다. 또한 도 5 및 도 6으로 설명한 바와 같은 관점에서, 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)의 접촉 위치에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)이 가상의 스프링으로 연결되어 있다고 하고 그 가상 탄성 계수를 k2라 한다. 만일 k2가 k1보다 작거나 비슷하다면 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)에서 마찰력이 발생한다 하더라도 그대로 밀려서 미끄러져 버리게 되어 동기화 오차 발생을 막을 수 없게 된다. 그러나 k2가 k1보다 훨씬 클 경우에는, 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 마찰력 발생 시 미끄러지는 대신 상기 기판(500)이 마찰력이 발생하는 정도에 따라 움직여 버리게 되어, 동기화 오차가 자연히 발생하지 않게 된다.Fig. 7 shows an example of modeling in an embodiment of the printing apparatus of the present invention. First, the elastic modulus in the direction parallel to the relative movement direction between the rotation part 110 and the support part 120 is referred to as k 1 . 5 and 6, it is assumed that the roll 111 and the substrate 500 are connected by a virtual spring at the contact position of the roll 111 and the substrate 500, The modulus of elasticity is denoted by k 2 . If k 2 is smaller than or equal to k 1, even if a frictional force is generated in the roll 111 and the substrate 500, the slip is skipped and the synchronization error can not be prevented. However, when k 2 is much larger than k 1 , the substrate 500 does not slide when a frictional force is generated between the roll 111 and the substrate 500, but moves according to the degree of frictional force, It does not occur naturally.

보다 쉬운 예시로 설명하자면 다음과 같다. 어떤 두 물체가 상하로 적층 배치되어 있다고 가정한다. k2가 k1보다 작거나 비슷하다는 것은, 하측 물체가 단단히 고정되어 있는 상태에서 상측 물체를 미는 경우라고 볼 수 있다. 이 경우 하측 물체는 단단히 고정되어 있으므로 상측 물체가 밀림에 따라 상하 간의 상대 변위가 발생하게 된다. (이 상하 간의 상대 변위가 바로 동기화 오차에 해당한다.) 반면 k2가 k1보다 훨씬 크다는 것은, 상측 물체가 밀리는 방향으로 하측 물체가 쉽게 이동 가능하게 형성되는 경우라고 볼 수 있다. 이 경우 상측 물체를 밀어 주면, 하측 물체는 상측 물체와 붙은 채로 함께 움직이게 되어, 상하 간의 상대 변위가 발생하지 않게 된다. 다시 말해, 하측 물체를 상측 물체와 전단력에 의해 떼어내려는 힘(k2에 비례함)이 하측 물체를 이동시킬 수 있는 힘(k1에 비례함)보다 훨씬 크다면, 상하 물체가 적층되어 있는 상태에서 상측 물체만 밀어도 하측 물체가 같이 밀려 움직이므로, (동기화 오차에 해당하는) 상하 간 상대 변위가 발생하지 않게 되는 것이다.A simpler example is as follows. It is assumed that two objects are stacked one above the other. k 2 is smaller than or equal to k 1 means that the upper object is pushed in a state in which the lower object is firmly fixed. In this case, since the lower object is firmly fixed, the relative displacement between the upper and lower sides occurs due to the upward movement of the upper object. (The relative displacement between the top and bottom corresponds to the synchronization error.) On the other hand, when k 2 is much larger than k 1, it can be considered that the lower object is easily movable in the direction in which the upper object is pushed. In this case, when the upper object is pushed, the lower object moves together with the upper object, so that the relative displacement between the upper and lower sides does not occur. In other words, if the force (in proportion to k 2 ) that separates the lower object with the upper object by the shearing force is much larger than the force (proportional to k 1 ) that can move the lower object, The upper and lower relative displacements (corresponding to the synchronization error) do not occur because the lower object moves together even if the upper object is pushed.

플렉셔 구조로 된 상기 보정부(140)가 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간 동기화 오차를 보정하는 원리가 바로 이것이다. 즉 도 7의 모델링 예시에서 나타나 있는 바와 같이, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 탄성 계수를 k1이라 하고, 상기 롤(111) 및 상기 기판(500)의 접촉 위치에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 변위(x) 및 마찰력(F)이 탄성 변형 특성을 가지는 구간에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 가상 탄성 계수를 k2라 할 때, k2가 k1보다 충분히 크게 설정되도록 상기 플렉셔 구조를 설계해 주기만 한다면, 앞서 설명한 바와 같은 원리로 동기화 오차가 자연히 보정될 수 있게 되는 것이다.This is the principle that the correcting unit 140 having a flexure structure corrects the synchronization error between the rotation unit 110 and the support unit 120. That is, as shown in the modeling example of FIG. 7, the elastic modulus in the direction parallel to the relative movement direction between the rotation unit 110 and the support unit 120 is k 1 , and the roll 111 and the substrate 500 The virtual elastic modulus between the roll 111 and the substrate 500 at the contact position of the roll 111 and the substrate 500 in the region where the displacement x and the frictional force F between the roll 111 and the substrate 500 have elastic deformation characteristics k 2 , if the flexure structure is designed so that k 2 is set to be sufficiently larger than k 1 , the synchronization error can be corrected naturally by the principle as described above.

이러한 동기화 오차의 보정이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위해서, k2는 k1의 10 내지 1000배 범위 내의 크기를 가지도록 할 수 있다. 본 출원인은 앞서 설명한 바와 같은 원리에 의한 보정 현상이 충분히 발생할 수 있으려면 최소한 k2는 k1의 10배 이상이 되어야 함을 실험적으로 확인하였으며, k2가 k1의 1000배 이상이 되도록 설계하려고 할 경우 일반적인 롤 및 기판 접촉 시에서의 k1의 크기를 고려할 때 상기 플렉셔 구조의 강성이 지나치게 약해질 수 있기 때문에, k2는 k1의 10 내지 1000배 범위 내의 크기를 가지도록 하는 것이 바람직한 것이다.
In order to smoothly correct the synchronization error, k 2 may have a size within a range of 10 to 1000 times k 1 . Applicant has empirically confirmed that at least k 2 should be at least 10 times as large as k 1 in order to sufficiently generate a correction phenomenon based on the principle as described above and to design k 2 to be 1000 times or more of k 1 , It is preferable that k 2 has a size within a range of 10 to 1000 times of k 1 because the stiffness of the flexure structure can be excessively weak in consideration of the size of k 1 in a general roll and substrate contact will be.

이와 같이 본 발명의 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치에 의하면, 전자 인쇄 시 (특히 롤의 변형에 의하여) 롤 및 기판 간에 발생하는 동기화 오차를 보정하여 줌으로써, 롤 및 기판 간 미끄러짐에 의해 발생되는 오차를 크게 줄일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 종래에는 이와 같은 동기화 오차를 보정하려는 시도가 전혀 없었기 때문에, 이러한 동기화 오차에 의해 발생되는 인쇄 정밀도 저하 문제를 해결할 수 있는 방안이 없었으나, 본 발명에 의하면 동기화 오차를 보정하여 이러한 문제를 원천적으로 해결하기 때문에, 궁극적으로는 인쇄 정밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있게 되는 큰 효과가 있는 것이다.
As described above, according to the printing apparatus for correcting the synchronization error of the present invention, by correcting the synchronization error occurring between the roll and the substrate during electronic printing (particularly by deformation of the roll), the error caused by the slip between the roll and the substrate Can be greatly reduced. As described above, since there has been no attempt to correct such a synchronization error in the past, there has been no way to solve the printing precision problem caused by the synchronization error. However, according to the present invention, So that the printing precision can be dramatically improved ultimately.

도 8은 본 발명의 보정부의 여러 실시예를 도시하고 있다.FIG. 8 shows various embodiments of the correction unit of the present invention.

도 8(A)는 제1실시예의 보정부(140A)의 구체적인 구조를 도시한다. 제1실시예에서 상기 보정부(140A)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140A1)와, 상기 배치부(140A1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140A1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140A2)와, 상기 링크부(140A2)가 상기 배치부(140A1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 회전하도록 형성되는 힌지부(140A3)를 포함하여 이루어진다. 즉 상기 힌지부(140A3)의 회전 방향이 한 방향으로 고정되어 있기 때문에, 상기 배치부(140A1)는 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로만 이동 가능하고, 나머지 방향으로의 이동은 불가능하도록 이루어지는 것이다.FIG. 8A shows a concrete structure of the correcting unit 140A of the first embodiment. In the first embodiment, the correcting unit 140A includes a positioning unit 140A1 on which the substrate 500 is disposed, a positioning unit 140A1 provided on a lower end of the positioning unit 140A1, The link unit 140A2 is connected to the support unit 120 and the link unit 140A2 is connected to the support unit 140A1 or the support unit 120, And a hinge portion 140A3 formed to rotate in a direction parallel to the relative movement direction of the hinge portion 140A3. That is, since the rotation direction of the hinge unit 140A3 is fixed in one direction, the arrangement unit 140A1 can move only in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation unit 110 and the support unit 120, It is impossible to move in the remaining directions.

도 8(B)는 제2실시예의 보정부(140B)의 구체적인 구조를 도시한다. 제2실시예에서 상기 보정부(140B)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140B1)와, 상기 배치부(140B1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140B1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140B2)와, 상기 링크부(140B2)가 상기 배치부(140B1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 함몰 형성되는 노치부(140B3)를 포함하여 이루어진다. 상기 노치부(140B3)에 의하여, 상기 링크부(140B2)의 상하 양단은 외부 힘에 의해 쉽게 휨 방향의 탄성 변형이 일어날 수 있게 되며, 앞서 설명한 바와 같은 상기 보정부(140)의 운동 조건을 만족하는 운동을 실현할 수 있다.FIG. 8B shows a specific structure of the correction section 140B of the second embodiment. In the second embodiment, the correcting unit 140B includes a positioning unit 140B1 on which the substrate 500 is disposed, and a positioning unit 140B1 disposed on the lower end of the positioning unit 140B1, And a link unit 140B2 connecting the link unit 140B2 and the support unit 120. The link unit 140B2 is disposed at a position where the link unit 140B2 is connected to the arrangement unit 140B1 or the support unit 120, And a notch 140B3 which is recessed in a direction parallel to the direction of relative movement between the notches 140B3. The upper and lower ends of the link portion 140B2 can be easily deformed in the bending direction by the external force by the notch 140B3 and satisfying the motion condition of the corrector 140 as described above Can be realized.

도 8(C)는 제3실시예의 보정부(140C)의 구체적인 구조를 도시한다. 제3실시예에서 상기 보정부(140C)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140C1)와, 상기 지지부(120) 상에 고정 구비되는 복수 개의 연결부(142C2)와, 상기 배치부(140C1)가 상기 연결부(142C2)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 인장 또는 수축되도록 형성되는 판스프링부(140C3)를 포함하여 이루어진다. 상기 판스프링부(140C3) 자체의 구조적 특성에 의하여, 제3실시예의 보정부(140C) 역시 앞서 설명한 바와 같은 상기 보정부(140)의 운동 조건을 만족하는 운동을 실현할 수 있다.FIG. 8 (C) shows a specific structure of the correction section 140C of the third embodiment. In the third embodiment, the correcting unit 140C includes a placement unit 140C1 on which the substrate 500 is placed, a plurality of connection units 142C2 fixedly mounted on the support unit 120, And a plate spring portion 140C3 provided at a position where the portion 140C1 is connected to the connection portion 142C2 and formed to be stretched or contracted in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation portion 110 and the support portion 120 . Due to the structural characteristics of the leaf spring portion 140C3 itself, the correcting portion 140C of the third embodiment can also realize the motion satisfying the motion condition of the correcting portion 140 as described above.

도 8(D)는 제4실시예의 보정부(140D)의 구체적인 구조를 도시한 것이다. 제4실시예는 앞서 설명한 바와 같이 보정부가 롤링 베어링 구조로 되어 있는 예시로서, 제4실시예에서 상기 보정부(140D)는, 상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140D1)와, 상기 지지부(120) 및 상기 배치부(140D1) 사이에 구비되는 롤링 베어링(140D2)을 포함하여 이루어진다. 상기 롤링 베어링(140D2) 역시 마찰력 방향으로의 이동만 허용하도록 이루어지므로, 역시 앞서 설명한 바와 같은 상기 보정부(140)의 운동 조건을 만족하는 운동을 실현할 수 있다.
FIG. 8D shows a specific structure of the correction section 140D of the fourth embodiment. The fourth embodiment is an example in which the correction part has a rolling bearing structure as described above. In the fourth embodiment, the correcting part 140D includes a positioning part 140D1 on which the substrate 500 is disposed, And a rolling bearing 140D2 provided between the supporting part 120 and the arranging part 140D1. Since the rolling bearing 140D2 is also allowed to move only in the direction of the frictional force, it is also possible to realize the motion satisfying the motion condition of the correcting unit 140 as described above.

더불어, 앞서의 도면들에서는 상기 지지부(120)가 평판형 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태를 가진 것으로 예시되어 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 물론 아니다. 도 9는 지지부 형태의 여러 예시를 도시하는 것으로서, 도 9(A)는 상기 지지부(120)가 평판형 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태인 경우를, 도 9(B)는 상기 지지부(120)가 유연 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태인 경우를, 도 9(C)는 상기 지지부(120)가 유연 기판을 지지하는 롤 형태인 경우를 각각 도시하고 있다. 이와 같이 상기 지지부(120)는 기판의 종류에 따라 적절하게 선택적으로 사용될 수 있으며, 물론 이에 따라 상기 보정부(140)의 형태 역시 이에 맞게 적절히 설계 변경될 수 있다. 앞서의 예시들에서 상기 보정부(140)의 다양한 실시예들은 실질적으로 도 9(A)에 도시된 바와 같은 평판형 기판을 지지하는 평판형 스테이지에 적절한 형태였으나, 이러한 실시예들은 도 9(B)에 도시된 바와 같은 유연 기판을 지지하는 평판형 스테이지에도 모두 그대로 적용 가능하다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들만으로도, 평판형 기판이나 유연 기판 모두에 본 발명의 기술이 적용 가능함이 당연하다.
In addition, although the support portions 120 are illustrated as having a planar stage type supporting the planar substrate, the present invention is not limited thereto. 9 (A) shows a case where the support portion 120 is in the form of a flat plate type supporting a flat substrate, FIG. 9 (B) shows a case where the support portion 120 is in the form of a flat plate, And FIG. 9 (C) shows a case in which the supporting portion 120 is in the form of a roll supporting a flexible substrate, respectively. As such, the support 120 may be selectively used according to the type of the substrate, and accordingly, the shape of the corrector 140 may be appropriately changed in accordance with the shape. In the foregoing examples, the various embodiments of the corrector 140 were in a form suitable for a planar stage substantially supporting a planar substrate as shown in Fig. 9 (A) The present invention can be applied to a flat plate stage supporting a flexible substrate as shown in Fig. Therefore, it is natural that the technique of the present invention is applicable to both the planar substrate and the flexible substrate only by the embodiments disclosed in the present invention.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

100: (본 발명의) 인쇄 장치 110: 회전부
111: 롤 112: 모터
120: 지지부 130: 인압부
140: 보정부
140A: 보정부 제1실시예
140A1: (보정부 제1실시예의) 배치부
140A2: (보정부 제1실시예의) 링크부
140A3: (보정부 제1실시예의) 힌지부
140B: 보정부 제2실시예
140B1: (보정부 제2실시예의) 배치부
140B2: (보정부 제2실시예의) 링크부
140B3: (보정부 제2실시예의) 노치부
140C: 보정부 제3실시예
140C1: (보정부 제3실시예의) 배치부
140C2: (보정부 제3실시예의) 연결부
140C3: (보정부 제3실시예의) 판스프링부
140D: 보정부 제4실시예
140D1: (보정부 제4실시예의) 배치부
140D2: (보정부 제4실시예의) 롤링 베어링100: Printing apparatus (of the present invention) 110:
111: roll 112: motor
120: support part 130:
140:
140A: Correction unit [0064] First embodiment
140A1: (arrangement of the first embodiment of the correction section)
140A2: (in the first embodiment of the present invention)
140A3: (in the first embodiment of the present invention)
140B: second embodiment of the correction unit
140B1: (arrangement of the second embodiment of the correction section)
140B2: (in the second embodiment of the correction section)
140B3: (in the second embodiment of the present invention)
140C: Correction part [0071] Third embodiment
140C1: (arrangement of the third embodiment of the correction section)
140C2: (of the third embodiment of the present invention)
140C3: (in the third embodiment of the present invention)
140D: Correction part Fourth embodiment
140D1: (arrangement of the fourth embodiment of the correction section)
140D2: rolling bearing (of the fourth embodiment of the present invention)

Claims (8)

표면이 유연 재질로 형성되는 롤(111)과, 상기 롤(111)을 회전시키는 모터(112)를 포함하여 이루어지는 회전부(110);
상부에 기판(500)이 배치되어 상기 기판(500)을 지지하며, 상기 회전부(110)와 상기 롤(111)의 접선 방향과 나란한 방향으로 상대 이동 가능하게 형성되는 지지부(120);
상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 간격을 변화시켜 상기 롤(111)을 상기 기판(500)에 밀착 및 인압 가능하도록 형성되는 인압부(130);
상기 기판(500)이 그 위에 배치되도록 상기 지지부(120)에 연결되어 구비되며, 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 이동만을 허용하도록 형성되는 구조로 이루어지는 보정부(140);
를 포함하여 이루어지며,
상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로의 탄성 계수를 k1이라 하고,
상기 롤(111) 및 상기 기판(500)의 접촉 위치에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 변위(x) 및 마찰력(F)이 탄성 변형 특성을 가지는 구간에서 상기 롤(111) 및 상기 기판(500) 간 가상 탄성 계수를 k2라 할 때,
k2는 k1의 10 내지 1000배 범위 내의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
(110) comprising a roll (111) whose surface is formed of a flexible material and a motor (112) for rotating the roll (111);
A supporting part 120 supporting the substrate 500 with a substrate 500 disposed thereon and being relatively movable in a direction parallel to the tangential direction of the rotating part 110 and the roll 111;
A pressing unit 130 configured to change the interval between the rotation unit 110 and the support unit 120 so that the roll 111 can be pressed against the substrate 500;
The substrate 500 is connected to the support 120 so as to be disposed thereon and is formed to allow movement only in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation unit 110 and the support unit 120 A correction unit 140;
And,
The elastic modulus in the direction parallel to the relative movement direction between the rotation part 110 and the support part 120 is k 1 ,
In the section where the displacement (x) and the frictional force (F) between the roll 111 and the substrate 500 at the contact position of the roll 111 and the substrate 500 have elastic deformation characteristics, When a virtual elastic modulus between the substrates 500 is k 2 ,
and k 2 has a size within a range of 10 to 1000 times of k 1 .
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 보정부(140)는
플렉셔(flexure) 구조 또는 롤링 베어링 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the corrector (140)
Wherein the print head is made of a flexure structure or a rolling bearing structure.
제 3항에 있어서, 상기 보정부(140)는
상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140A1)와, 상기 배치부(140A1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140A1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140A2)와, 상기 링크부(140A2)가 상기 배치부(140A1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 회전하도록 형성되는 힌지부(140A3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the corrector (140)
A link unit 140A2 provided at a lower end of the arrangement unit 140A1 and connecting the arrangement unit 140A1 to the support unit 120; The link portion 140A2 is provided at a position where the link portion 140A2 is connected to the arrangement portion 140A1 or the support portion 120 and is formed to rotate in a direction parallel to the relative movement direction between the rotation portion 110 and the support portion 120, And a printing unit (140A3).
제 3항에 있어서, 상기 보정부(140)는
상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140B1)와, 상기 배치부(140B1)의 하단에 구비되어 상기 배치부(140B1)를 상기 지지부(120)와 연결하는 링크부(140B2)와, 상기 링크부(140B2)가 상기 배치부(140B1) 또는 상기 지지부(120)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 함몰 형성되는 노치부(140B3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the corrector (140)
A link unit 140B2 provided at a lower end of the arrangement unit 140B1 and connecting the arrangement unit 140B1 to the support unit 120; The link portion 140B2 is provided at a position where the link portion 140B2 is connected to the arrangement portion 140B1 or the support portion 120 and is formed in a recessed shape in a direction parallel to a relative movement direction between the rotation portion 110 and the support portion 120. [ (140B3) for correcting the synchronization error.
제 3항에 있어서, 상기 보정부(140)는
상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140C1)와, 상기 지지부(120) 상에 고정 구비되는 복수 개의 연결부(142C2)와, 상기 배치부(140C1)가 상기 연결부(142C2)와 연결되는 지점에 구비되며 상기 회전부(110) 및 상기 지지부(120) 간의 상대 이동 방향과 나란한 방향으로 인장 또는 수축되도록 형성되는 판스프링부(140C3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the corrector (140)
A plurality of connection portions 142C2 fixed on the support portion 120 and a connection portion 142C2 connecting the connection portion 142C2 with the connection portion 142C2, And a plate spring part (140C3) which is provided at a point and is formed so as to be stretched or contracted in a direction parallel to a relative movement direction between the rotation part (110) and the support part (120) .
제 3항에 있어서, 상기 보정부(140)는
상기 기판(500)이 그 위에 배치되는 배치부(140D1)와, 상기 지지부(120) 및 상기 배치부(140D1) 사이에 구비되는 롤링 베어링(140D2)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the corrector (140)
And a rolling bearing (140D2) provided between the support part (120) and the positioning part (140D1). The apparatus according to claim 1, wherein the positioning part (140D1) Lt; / RTI >
제 1항에 있어서, 상기 지지부(120)는
평판형 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태, 유연 기판을 지지하는 롤 형태, 유연 기판을 지지하는 평판형 스테이지 형태 중 선택되는 적어도 한 가지 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동기화 오차를 보정하는 인쇄 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the support (120)
Wherein the substrate is formed in at least one form selected from the group consisting of a flat plate type supporting a flat plate type substrate, a roll type supporting a flexible substrate, and a plate type stage supporting a flexible substrate.
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