KR101458074B1 - Microcontact printing process using vacuum pumping - Google Patents

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Abstract

본 기재의 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법은, 임의의 인쇄 패턴이 형성된 인쇄부와 상기 인쇄부의 외곽을 따라 형성되며 상기 인쇄부보다 더 높게 돌출된 외곽부를 포함하는 가요성 스탬프를 준비하는 단계와, 상기 인쇄 패턴이 상기 기판과 대향하도록 상기 가요성 스탬프를 위치시키고, 상기 인쇄부는 상기 기판으로부터 이격되고 상기 외곽부는 상기 기판에 접촉하도록 안착시키는 단계와, 상기 가요성 스탬프의 일측으로부터 상기 인쇄부 내부의 공기를 배출시켜 상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계를 포함한다.The micro-contact printing method using the vacuum exhaust of the present invention comprises the steps of preparing a flexible stamp including a printing portion on which an arbitrary printing pattern is formed and an outer portion formed along an outer periphery of the printing portion and protruding higher than the printing portion Placing the flexible stamp so that the print pattern is opposed to the substrate, wherein the printing portion is spaced apart from the substrate and the outer frame is brought into contact with the substrate; And allowing the printing unit to contact the substrate.

Description

진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법{MICROCONTACT PRINTING PROCESS USING VACUUM PUMPING}Technical Field [0001] The present invention relates to a micro-contact printing method using vacuum exhaust,

본 발명은 미세접촉 인쇄방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 얼라인먼트를 이용하여 복수 개의 스탬프를 하나의 기판에 찍을 수 있는 미세접촉 인쇄방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro contact printing method, and more particularly, to a micro contact printing method in which a plurality of stamps can be printed on one substrate using alignment.

소프트 리소그래피 공정의 가장 대표적인 방법인　미세접촉인쇄는 단순성과 편리성 외에도 많은 수의 패턴을 복제할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 탄성중합체 스탬프와 기판 표면 사이의 정합접촉이 패턴 전이의 핵심기술이다. 미세접촉인쇄는 2차원의 형상을 만드는데 가장 적합하지만, 금속 박막도금과 같은 다른 공정과 결합되면 3차원 형상을 만드는데 이용할 수 있다.Micro-contact printing, the most representative method of soft lithography processes, has the advantage of being able to replicate a large number of patterns in addition to simplicity and convenience, and the matching contact between the elastomer stamp and the substrate surface is a key technique for pattern transfer. Fine contact printing is best used to create two-dimensional shapes, but can be used to create three-dimensional shapes when combined with other processes such as metal thin-film plating.

미세접촉인쇄는 가공된 마스터(master)로부터 탄성중합체(PDMS) 스탬프에 패턴을 복제하고, 단층형성잉크(monolayer-forming ink)를 ?잉킹(wet inking) 이나 컨택잉킹(contact inking) 방식으로 자기조립 단층막을 형성한다. 이와 같이 기능성 잉크가 적셔진 스탬프로 기판에 미세패턴을 전이한다. 인쇄된 미세패턴은 식각(etching) 공정 또는 증착(deposition) 공정을 통해 마스터에 따른 패턴을 제작할 수 있게 된다.Micro-contact printing can be accomplished by duplicating the pattern from the processed master to an elastomeric (PDMS) stamp and by forming a monolayer-forming ink by self-assembling by wet inking or contact inking To form a monolayer film. As described above, the fine pattern is transferred to the substrate with the stamped functional ink. The printed fine pattern can be patterned according to the master through an etching process or a deposition process.

복수 개의 스탬프를 이용하여 하나의 기판에 인쇄하는 경우 서로 다른 스탬프 간에 얼라인먼트(alignment)를 시키면서 인쇄함으로써 정밀한 인쇄 결과물을 얻을 수 있다. 얼라인먼트를 위해서 스탬프와 기판에 서로 대응되는 얼라인먼트 마크를 형성하고 이를 광학 얼라인먼트 시스템을 이용하여 확인하고 정렬한다.When printing is performed on a single substrate using a plurality of stamps, precise printing results can be obtained by printing while aligning the different stamps. For alignment, alignment marks corresponding to each other on the stamp and the substrate are formed and confirmed and aligned using an optical alignment system.

그러나 미세접촉 인쇄공정의 정렬 과정에서 기판 상에 먼저 인쇄된 물질들을 다른 스탬프가 눌러서 손상시키는 드래깅 문제가 발생하거나, 스탬프를 누르는 가압장치(pressurized unit)가 시야를 방해하여 정렬과정이 어려워지는 문제점이 있었다.However, in the alignment process of the micro-contact printing process, a dragging problem in which the other stamps press the materials printed on the substrate first may cause a problem, or the pressurized unit that presses the stamp may interfere with the visual field, there was.

상기한 바와 같은 배경기술을 바탕으로, 본 발명은 인쇄부와 외곽부 격벽의 높이를 다르게 형성한 가요성 스탬프를 이용하고, 이러한 가요성 스탬프의 인쇄부 내부에 음압을 형성함으로써 인쇄부가 기판과 접촉하도록 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법을 제공하고자 한다.Based on the background as described above, the present invention uses a flexible stamp having different heights of the printing part and the outer frame partitions, and by forming a negative pressure inside the printing part of the flexible stamp, To provide a micro contact printing method using vacuum exhaust.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법은, 임의의 인쇄 패턴이 형성된 인쇄부와 상기 인쇄부의 외곽을 따라 형성되며 상기 인쇄부보다 더 높게 돌출된 외곽부를 포함하는 가요성 스탬프를 준비하는 단계와, 상기 인쇄 패턴이 상기 기판과 대향하도록 상기 가요성 스탬프를 위치시키고, 상기 인쇄부는 상기 기판으로부터 이격되고 상기 외곽부는 상기 기판에 접촉하도록 안착시키는 단계와, 상기 가요성 스탬프의 일측으로부터 상기 인쇄부 내부의 공기를 배출시켜 상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계를 포함한다.A micro-contact printing method using a vacuum exhaust according to an embodiment of the present invention is a micro-contact printing method using a vacuum exhaust, comprising: a printing unit having a printing pattern on which an arbitrary printing pattern is formed and a flexible stamper formed on an outer periphery of the printing unit, Placing the flexible stamp so that the print pattern is opposed to the substrate, wherein the printing portion is spaced apart from the substrate and the outer frame is brought into contact with the substrate; and one side of the flexible stamp And discharging air from the printing unit to bring the printing unit into contact with the substrate.

상기 인쇄부는 오목부와 볼록부를 포함하고, 상기 외곽부는 상기 인쇄부의 볼록부보다 더 높게 돌출된다.The printing portion includes a concave portion and a convex portion, and the outer frame portion protrudes higher than the convex portion of the printing portion.

상기 가요성 스탬프는 탄성중합체로 이루어질 수 있다.The flexible stamp may be made of an elastomer.

상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계는, 상기 가요성 스탬프의 일측에 상기 인쇄부와 연통되는 배기구를 형성하고, 상기 배기구에 주사기를 연결하여 상기 인쇄부 내부의 공기를 배출시킨다.The step of bringing the printing unit into contact with the substrate may include forming an exhaust port communicating with the printing unit on one side of the flexible stamp and discharging air inside the printing unit by connecting a syringe to the exhaust port.

상기 가요성 스탬프의 배기구는 마이크로 튜브를 통하여 상기 주사기와 연결된다.The outlet of the flexible stamp is connected to the syringe through a microtube.

상기 주사기는 주사기 부피 컨트롤러에 연결되어 상기 인쇄부의 압력을 조절할 수 있다.The syringe may be connected to a syringe volume controller to adjust the pressure of the printing unit.

상기 기판 상에 마이크로 또는 나노 구조물의 돌출부를 형성하고, 상기 인쇄부는 평탄면으로 이루어지며, 상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계는, 상기 인쇄부를 상기 돌출부에 접촉시키는 것을 포함할 수 있다.The protrusion of the micro or nano structure is formed on the substrate, and the printing unit is made of a flat surface, and the step of contacting the printing unit on the substrate may include contacting the printing unit with the protrusion.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법에 의하면, 인쇄부와 외곽부 격벽의 높이를 다르게 형성한 가요성 스탬프를 이용하고, 이러한 가요성 스탬프의 인쇄부 내부에 음압을 형성함으로써 인쇄부가 기판과 접촉하도록 하여 용이하게 정렬 및 가압력 조절을 할 수 있다.According to the fine contact printing method using vacuum exhaust according to an embodiment of the present invention, a flexible stamp having different height of the printing part and the outer frame partitions is used, and negative pressure is formed inside the printing part of the flexible stamp So that the printing unit can be brought into contact with the substrate and alignment and pressing force adjustment can be easily performed.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프와 배기장치를 도시한 사시도이고, (b)는 스탬프의 일부를 절단하여 확대 도시한 미세접촉 인쇄 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프와 배기장치를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프의 인쇄부와 외곽부를 개략적으로 도시한 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프와 기판을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 주사기를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에서 주사기로 흡입해 낸 부피와 인쇄 압력 사이의 관계를 나타낸 그래프로서, 스탬프 내부 부피가 80㎣으로 고정되어 있을 때 주사기의 지름에 따라 주사기 피스톤을 잡아당긴 길이에 따른 인쇄 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에서 주사기로 흡입해 낸 부피와 인쇄 압력 사이의 관계를 나타낸 그래프로서, 지름이 5mm인 주사기를 사용했을 때 스탬프 내부 부피가 변화함에 따라 주사기 피스톤을 잡아당긴 길이에 따른 인쇄 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 기판 상에 나노 와이어를 성장시키는 과정을 도시한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 기판 상에 나노 와이어를 패터닝 한 후 다른 패턴의 스탬프를 이용하여 다른 나노/기능성 물질을 패터닝하는 과정을 도시한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 마이크로/나노 구조물이 형성된 기판 상에 평평한 인쇄부를 갖는 스탬프를 이용하여 인쇄하는 과정을 도시한 모식도이다.FIG. 1 (a) is a perspective view showing a flexible stamp and an exhaust device applied to a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (b) It is a process chart.
2 is a photograph showing a flexible stamp and an exhaust device applied to the micro contact printing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom view schematically illustrating a printing portion and an outer frame portion of a flexible stamp applied to the micro contact printing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram schematically showing a flexible stamp and a substrate applied to the micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a syringe applied to a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a volume sucked into a syringe and a printing pressure in a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention. When the inner volume of the stamp is fixed at 80 psi, FIG. 3 is a graph showing a change in printing pressure according to a pulled length of the piston. FIG.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a volume sucked by a syringe and a printing pressure in a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention. When a syringe having a diameter of 5 mm is used, FIG. 3 is a graph showing a change in printing pressure according to a pulled length of the piston. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a process of growing nanowires on a substrate using a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view illustrating a process of patterning nanowires on a substrate using a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention, and then patterning other nanofibers / functional materials using stamps of different patterns.
10 is a schematic view showing a process of printing a stamp using a flat printing unit on a substrate on which a micro / nano structure is formed using a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성(flexible) 스탬프와 배기장치를 도시한 사시도이고, (b)는 스탬프의 일부를 절단하여 확대 도시한 미세접촉 인쇄 공정도이다.Fig. 1 (a) is a perspective view showing a flexible stamp and an exhaust device applied to a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention, Fig. 1 (b) Fig.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프(20)는 임의의 인쇄 패턴이 형성된 인쇄부(21)와 상기 인쇄부(21)의 외곽을 따라 형성된 외곽부(27)를 구비하고 있으며, 상기 외곽부(27)는 상기 인쇄부(21)보다 더 높게 돌출되어 형성된다.Referring to FIG. 1A, the flexible stamp 20 applied to the micro-contact printing method according to the present embodiment includes a printing unit 21 on which an arbitrary printing pattern is formed, And the outer frame 27 is formed so as to protrude higher than the printing unit 21.

상기 가요성 스탬프(20)의 일측에는 상기 인쇄부(21)와 연통되는 배기구(29)를 형성하고, 상기 배기구(29)에 배기장치가 연결된다. 배기장치로서 주사기(30)가 마이크로 튜브(32)를 통하여 상기 배기구(29)에 연결되어 상기 인쇄부(21)의 내부 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.An exhaust port (29) communicating with the printing unit (21) is formed on one side of the flexible stamp (20), and an exhaust device is connected to the exhaust port (29). The syringe 30 may be connected to the exhaust port 29 through the microtubes 32 to discharge the air inside the printing unit 21 to the outside.

도 1의 (a) 및 (b)를 참조하여 본 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 (a) and 1 (b), the micro contact printing method according to this embodiment will be described step by step.

먼저, 상기한 바와 같은 인쇄부(21)와 외곽부(27)를 포함하는 가요성 스탬프(20)를 준비한다. 상기 가요성 스탬프(20)는 MEMS (Microelectromechanical Systems) 기법을 이용하고 노광(photolithography)하여 제작할 수 있다. 가요성 스탬프(20)는 탄성 중합체로 이루어질 수 있으며, 일례로 PDMS (Polydimethylsiloxane)로 만들어질 수 있다.First, the flexible stamp 20 including the printing unit 21 and the outer frame 27 as described above is prepared. The flexible stamp 20 can be manufactured by using a MEMS (Microelectromechanical Systems) technique and photolithography. The flexible stamp 20 may be made of an elastomer, for example, PDMS (Polydimethylsiloxane).

상기 가요성 스탬프(20)의 표면을 소수처리하여 인쇄하고 싶은 물질에 담가 둔다. 그리고 생리식염수(phosphate buffered saline, PBS)와 에탄올을 이용하여 상기 가요성 스탬프(20) 표면을 헹구어 준 후, 질소 기체를 이용하여 말린다.The surface of the flexible stamp 20 is treated with a small amount of water and immersed in a material to be printed. Then, the surface of the flexible stamp 20 is rinsed with phosphate buffered saline (PBS) and ethanol, and dried using nitrogen gas.

다음으로, 상기 상기 인쇄부(21)의 인쇄 패턴이 상기 기판(10)과 대향하도록 상기 가요성 스탬프(20)를 위치시켜, 상기 인쇄부(21)는 상기 기판(10)으로부터 이격되고 상기 외곽부(24)는 상기 기판(10)에 접촉하도록 안착시킨다.Next, the flexible stamp 20 is positioned such that the printing pattern of the printing unit 21 faces the substrate 10, and the printing unit 21 is spaced apart from the substrate 10, The part (24) is seated to be in contact with the substrate (10).

이 때, 광학 얼라인먼트 시스템(optical alignment system)을 이용하여 얼라인먼트를 진행한다. 상기 가요성 스탬프에 미리 새겨놓은 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 이용하여 정렬할 수 있으며, 상기 가요성 스탬프(20)가 투명할 뿐만 아니라 별도의 가압장치가 상기 스탬프(20)를 가압하는 방식이 아니므로 스탬프(20) 위에 아무런 장애물이 없어 광학 얼라인먼트 시스템으로 무리 없이 정렬할 수 있다.At this time, alignment is performed using an optical alignment system. The alignment mark can be aligned using an alignment mark preliminarily embossed on the flexible stamp. Since the flexible stamp 20 is transparent and a separate pressing device does not press the stamp 20, There is no obstacle on the stamp 20 so that it can be aligned without difficulty in the optical alignment system.

다음으로, 상기 가요성 스탬프(20)의 일측으로부터 상기 인쇄부(21) 내부의 공기를 배출시켜 상기 인쇄부(21)를 상기 기판(10) 상에 접촉시킨다.Next, air inside the printing unit 21 is discharged from one side of the flexible stamp 20, and the printing unit 21 is brought into contact with the substrate 10.

인쇄부(21) 내부의 공기 배출을 위해 상기 가요성 스탬프(20)의 일측에 형성한 배기구(29)로 마이크로 튜브(32)를 끼우고 주사기(30)와 연결한 다음, 주사기(30)의 피스톤을 잡아당기면 스탬프(20) 내부에 음압이 잡히면서 인쇄를 위한 압력이 가해지게 된다. 압력이 가해짐에 따라 가요성 스탬프(20)가 변형되면서 인쇄부(21)의 인쇄 패턴이 기판(10) 면에 접촉하여 인쇄공정이 수행된다.The microtubes 32 are inserted into the exhaust ports 29 formed at one side of the flexible stamp 20 to discharge the air inside the printing unit 21 and are connected to the syringe 30, When the piston is pulled, a negative pressure is applied to the inside of the stamp 20, and a pressure for printing is applied. As the pressure is applied, the flexible stamp 20 is deformed and the printing pattern of the printing unit 21 comes into contact with the surface of the substrate 10, so that the printing process is performed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프와 배기장치를 나타낸 사진이다.2 is a photograph showing a flexible stamp and an exhaust device applied to the micro contact printing method according to an embodiment of the present invention.

주사기(30)는 주사기 부피 컨트롤러(35)에 연결되어 상기 인쇄부(21)의 압력을 조절할 수 있으며, 이를 이용하여 인쇄가 진행되는 동안 스탬프(20)에 일정한 압력을 가할 수 있다.The syringe 30 may be connected to the syringe volume controller 35 to adjust the pressure of the printing unit 21 and may apply a constant pressure to the stamp 20 during printing.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프의 인쇄부와 외곽부를 개략적으로 도시한 저면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 가요성 스탬프와 기판을 개략적으로 도시한 모식도이다.FIG. 3 is a bottom view schematically showing a printing unit and an outer frame of a flexible stamp applied to the micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross- Fig. 2 is a schematic view schematically showing a flexible stamp and a substrate applied to the substrate.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스탬프(20)의 외곽부(27)는 인쇄부(21)의 외곽을 따라 형성되며, 스탬프(20)의 가장자리를 따라 이어지도록 형성됨으로써 상기 스탬프(21)가 기판(10)에 접촉하게 되었을 때 인쇄부(21)와 외부의 공기 유출입을 차단시킬 수 있다. 3 and 4, the outer frame portion 27 of the stamp 20 is formed along the outer periphery of the printing portion 21 and is formed to extend along the edge of the stamp 20, It is possible to block the airflow of the outside of the printing unit 21 when it comes into contact with the substrate 10.

인쇄부(21)는 오목부와 볼록부를 포함하고, 볼록부는 인쇄 시 기판(10) 상에 접촉하는 패턴 영역(Ap)이고 오목부는 상기 패턴 영역(Ap) 이외의 비패턴 영역(Av)으로 볼록부 사이의 간격을 유지한다. 상기 외곽부(27)의 높이(hw)는 인쇄부(21)의 볼록부(21a) 높이(hp)보다 더 높게 돌출되어 형성된다.The printing portion 21 includes a concave portion and a convex portion and the convex portion is a pattern region A p that is in contact with the substrate 10 during printing and the concave portion is a non-pattern region A v other than the pattern region A p ) To maintain the spacing between the convex portions. The height h w of the outer frame 27 is formed to protrude higher than the height h p of the convex portion 21 a of the printing unit 21.

기판(10) 상에 스탬프(20) 안착 시 외곽부(27)는 상기 기판(10)에 접촉하게 되고, 인쇄부(21)는 기판(10) 면으로부터 거리를 두고 이격되어 위치하게 된다. 상기 스탬프(20)는 가요성의 탄성 중합체로 이루어지므로 인쇄부(21) 내에 음압이 걸리는 경우, 즉 외곽부(27)에 의해 둘러싸인 스탬프(20) 내부의 압력이 대기압보다 낮아지는 경우 스탬프(20)를 찍기 위한 압력이 가해지면서 변형되어 인쇄공정이 이루어진다.The outer frame portion 27 comes into contact with the substrate 10 when the stamp 20 is seated on the substrate 10 and the printing portion 21 is spaced apart from the surface of the substrate 10. Since the stamp 20 is made of a flexible elastomer, when the negative pressure is applied to the printing portion 21, that is, when the pressure inside the stamp 20 enclosed by the outer frame portion 27 becomes lower than the atmospheric pressure, The printing process is performed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에 적용되는 주사기를 개략적으로 도시한 모식도이다.FIG. 5 is a schematic view showing a syringe applied to a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 주사기(30)의 토출구(30a)는 마이크로 튜브(32)를 통해 스탬프(20)의 배기구(29)에 연결되고, 피스톤(30b)은 주사기 부피 컨트롤러(35)에 연결된다. 주사기 부피 컨트롤러(35)는 모터에 의해 구동되면서 정밀한 제어가 가능하도록 할 수 있다. 주사기(30)를 이용하여 흡입하는 부피는 주사기(30)의 직경과 피스톤(30b)의 이동 거리에 의해 결정될 수 있으며, 흡입하는 부피와 스탬프(20) 내부 부피에 따라서 인쇄 압력이 달라질 수 있다.5, the discharge port 30a of the syringe 30 is connected to the exhaust port 29 of the stamp 20 through the microtubes 32 and the piston 30b is connected to the syringe volume controller 35 . The syringe volume controller 35 can be driven by the motor to enable precise control. The volume to be sucked by the syringe 30 can be determined by the diameter of the syringe 30 and the moving distance of the piston 30b and the printing pressure can be varied depending on the volume to be sucked and the inner volume of the stamp 20. [

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에서 주사기로 흡입해 낸 부피와 인쇄 압력 사이의 관계를 나타낸 그래프로서, 스탬프 내부 부피가 80㎣으로 고정되어 있을 때 주사기의 지름에 따라 주사기 피스톤을 잡아당긴 길이에 따른 인쇄 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a relationship between a volume sucked into a syringe and a printing pressure in a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention. When the inner volume of the stamp is fixed at 80 psi, FIG. 3 is a graph showing a change in printing pressure according to a pulled length of the piston. FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법에서 주사기로 흡입해 낸 부피와 인쇄 압력 사이의 관계를 나타낸 그래프로서, 지름이 5mm인 주사기를 사용했을 때 스탬프 내부 부피가 변화함에 따라 주사기 피스톤을 잡아당긴 길이에 따른 인쇄 압력의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a relationship between a volume sucked by a syringe and a printing pressure in a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention. When a syringe having a diameter of 5 mm is used, FIG. 3 is a graph showing a change in printing pressure according to a pulled length of the piston. FIG.

도 6과 도 7을 참조하면, 피스톤(30b)의 이동거리가 커짐에 따라서 기본적으로 인쇄 압력도 커지는 것을 볼 수 있으며, 주사기의 지름과 스탬프 내부 부피에 따라서 상관관계의 정도가 다른 것을 알 수 있다.6 and 7, it can be seen that as the moving distance of the piston 30b increases, the printing pressure basically increases, and the degree of correlation varies depending on the diameter of the syringe and the volume of the stamp .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 기판 상에 나노 와이어를 성장시키는 과정을 도시한 모식도이다.FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a process of growing nanowires on a substrate using a micro-contact printing method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저, 인쇄부(121)와 외곽부(127)를 갖는 제1 가요성 스탬프(120)의 인쇄부(121)에 인쇄대상물질을 도포한 다음, 상기 제1 가요성 스탬프(120)를 기판(10) 상에 안착시킨다.8, first, a printing material is applied to the printing portion 121 of the first flexible stamp 120 having the printing portion 121 and the outer frame portion 127, and then the first flexible stamp 120 (120) is placed on the substrate (10).

다음으로, 제1 가요성 스탬프(120)의 일측에 형성된 배기구(129)를 통해서 인쇄부(121) 내의 공기를 배출시켜 음압을 걸어주면, 상기 제1 가요성 스탬프(120)가 변형되면서 인쇄부(121)의 인쇄 패턴에 따라 인쇄대상물질을 기판(10) 상에 인쇄하게 된다.Next, when the air in the printing unit 121 is discharged through the air outlet 129 formed on one side of the first flexible stamp 120 to apply negative pressure, the first flexible stamp 120 is deformed, The printing material is printed on the substrate 10 in accordance with the printing pattern of the substrate 121.

다음으로, 나노와이어 성장 기법, 일례로 열합성법(hydrothermal method)에 의해 상기 인쇄된 물질을 성장시킬 수 있다. Next, the printed material can be grown by a nanowire growth technique, for example, a hydrothermal method.

즉, 상기 인쇄대상물질이 ZnO인 경우, ZnO 용액을 가요성 스탬프(120)의 인쇄부(121)에 도포하여 상기 기판(10) 상에 패턴 인쇄한 다음, 열합성 성장(hydrothermal growth) 시키면, 기판(10) 상에 ZnO 나노와이어 패턴을 형성할 수 있다.That is, when the printing target material is ZnO, the ZnO solution is applied to the printing portion 121 of the flexible stamp 120, pattern printed on the substrate 10, and thermally grown, A ZnO nanowire pattern can be formed on the substrate 10.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 기판 상에 나노 와이어를 패터닝 한 후 다른 패턴의 스탬프를 이용하여 다른 나노/기능성 물질을 패터닝하는 과정을 도시한 모식도이다.FIG. 9 is a schematic view illustrating a process of patterning nanowires on a substrate using a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention, and then patterning other nanofibers / functional materials using stamps of different patterns.

도 9를 참조하면, 상기 도 8에 나타낸 공정에 따라 기판(10) 상에 나노와이어 패턴을 형성한 후, 상기 나노와이어 패턴과 중첩되지 않는 다른 형태의 인쇄 패턴을 구비한 제2 가요성 스탬프(220)를 이용하여 다중 인쇄(multiple patterning)를 수행할 수 있다.9, after a nanowire pattern is formed on the substrate 10 according to the process shown in FIG. 8, a second flexible stamp (not shown) having another type of print pattern that does not overlap with the nanowire pattern 220 may be used to perform multiple patterning.

즉, 상기 도 8의 공정에 따라 형성된 나노와이어 패턴을 덮도록 제2 가요성 스탬프(220)를 상기 기판(10) 상에 안착시키고, 상기 나노와이어 패턴과 상기 제2 가요성 스탬프(220)의 인쇄부(221) 인쇄 패턴을 정렬한 다음, 배기구(229)를 통해 내부 공기를 배출시켜 음압을 걸어주면, 상기 제2 가요성 스탬프(220)가 변형되면서 인쇄부(221)의 인쇄 패턴에 따라 인쇄대상물질을 기판(10) 상에 인쇄하게 된다.That is, a second flexible stamp 220 is placed on the substrate 10 to cover the nanowire pattern formed according to the process of FIG. 8, and the nanowire pattern and the second flexible stamp 220 If the second flexible stamp 220 is deformed and the printed pattern of the printing unit 221 is printed according to the printing pattern by aligning the printing pattern of the printing unit 221 and discharging the internal air through the air outlet 229, And prints the substance to be printed on the substrate 10.

제2 가요성 스탬프(220)의 인쇄부(221) 인쇄 패턴과 상기 기판(10) 상에 인쇄된 패턴 사이의 정렬을 바꾸어 가면서 인쇄공정을 반복하면 하나의 스탬프를 이용하여 다양한 형태의 패턴을 기판(10) 상에 인쇄할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 및 제2 가요성 스탬프(220)와 다른 인쇄 패턴을 갖는 가요성 스탬프를 도입하여 정렬과 인쇄를 반복하면서 인쇄 공정을 수행하는 것도 가능하다.If the printing process is repeated while changing the alignment between the printed pattern 221 of the second flexible stamp 220 and the pattern printed on the substrate 10, (10). In addition, it is also possible to carry out the printing process while repeating the alignment and printing by introducing the flexible stamp having the print pattern different from that of the first and second flexible stamps 220.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세접촉 인쇄방법을 이용하여 마이크로/나노 구조물이 형성된 기판 상에 평평한 인쇄부를 갖는 스탬프를 이용하여 인쇄하는 과정을 도시한 모식도이다.10 is a schematic view showing a process of printing a stamp using a flat printing unit on a substrate on which a micro / nano structure is formed using a micro contact printing method according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 평평한 인쇄부를 갖는 제3 가요성 스탬프(320)를 이용하여 마이크로/나노 구조물이 형성된 기판(110)의 패턴된 볼록부에 인쇄대상 물질을 인쇄할 수 있다.Referring to FIG. 10, the third flexible stamp 320 having a flat printing portion can be used to print the printing target material on the patterned convex portions of the substrate 110 on which the micro / nano structure is formed.

즉, 평평한 인쇄부와 이보다 높게 돌출된 외곽부를 갖는 제3 가요성 스탬프(320)를 마이크로/나노 구조물이 형성된 기판(110) 상에 안착시킨 다음, 배기구(329)를 통해 내부 공기를 배출시켜 음압을 걸어주면, 상기 제3 가요성 스탬프(320)가 변형되면서 인쇄부(321)에 도포된 인쇄대상물질을 상기 마이크로/나노 구조물의 볼록부(113)에 인쇄하게 된다.That is, the third flexible stamp 320 having a flat printed portion and a protruded outer portion is placed on the substrate 110 on which the micro / nano structure is formed, and then the air is discharged through the discharge port 329, The third flexible stamp 320 is deformed and the printing material applied to the printing unit 321 is printed on the protrusion 113 of the micro / nano structure.

일례로, 마이크로/나노 구조물의 볼록부(113)에 ZnO 용액을 인쇄하여 나노와이어를 성장시킬 수도 있고, 상기 도 9에 나타낸 공정에 따라 제2 가요성 스탬프(220)를 활용하여 정렬과 인쇄를 반복함으로써 마이크로/나노 구조물의 볼록부 뿐만 아니라 오목부에도 인쇄할 수 있기 때문에 3차원 인쇄를 용이하게 수행할 수 있다.For example, the ZnO solution may be printed on the protrusions 113 of the micro / nano structure to grow the nanowires. Alternatively, the second flexible stamp 220 may be used to align and print according to the process shown in FIG. 9 Repeatedly, the three-dimensional printing can be easily performed because the convex portion of the micro / nano structure as well as the concave portion can be printed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10: 기판 20, 120, 220, 320: 가요성 스탬프
21, 121, 221, 321: 인쇄부 27: 외곽부
29, 129, 229, 329: 배기구 30: 주사기
32: 마이크로 튜브 35: 주사기 부피 컨트롤러10: Substrate 20, 120, 220, 320: Flexible stamp
21, 121, 221, 321: printing unit 27:
29, 129, 229, 329: Exhaust port 30: Syringe
32: microtube 35: syringe volume controller

Claims (7)

임의의 인쇄 패턴이 형성된 인쇄부와 상기 인쇄부의 외곽을 따라 형성되며 상기 인쇄부보다 더 높게 돌출된 외곽부를 포함하는 가요성 스탬프를 준비하는 단계;
상기 인쇄 패턴이 기판과 대향하도록 상기 가요성 스탬프를 위치시키고, 상기 인쇄부는 상기 기판으로부터 이격되고 상기 외곽부는 상기 기판에 접촉하도록 안착시키는 단계;
상기 가요성 스탬프의 일측으로부터 상기 인쇄부 내부의 공기를 배출시켜 상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계;
를 포함하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.Preparing a flexible stamp including a printing portion on which an arbitrary printing pattern is formed and an outer portion formed along an outer periphery of the printing portion and protruding higher than the printing portion;
Positioning the flexible stamp so that the print pattern is opposed to the substrate, the print portion being spaced apart from the substrate and the outer frame contacting the substrate;
Discharging air inside the printing unit from one side of the flexible stamp to bring the printing unit on the substrate;
Wherein the micro-contact printing method uses a vacuum exhaust. 제 1 항에 있어서,
상기 인쇄부는 오목부와 볼록부를 포함하고,
상기 외곽부는 상기 인쇄부의 볼록부보다 더 높게 돌출된 것을 특징으로 하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.The method according to claim 1,
Wherein the printing unit includes a concave portion and a convex portion,
Wherein the outer frame part is protruded higher than the convex part of the printing part. 제 1 항에 있어서,
상기 가요성 스탬프는 탄성중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.The method according to claim 1,
Wherein the flexible stamp is made of an elastic polymer. 제 1 항에 있어서,
상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계는,
상기 가요성 스탬프의 일측에 상기 인쇄부와 연통되는 배기구를 형성하고, 상기 배기구에 주사기를 연결하여 상기 인쇄부 내부의 공기를 배출시키는 것을 특징으로 하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of contacting the printing unit on the substrate comprises:
Wherein the flexible stamp has an exhaust port communicating with the printing unit on one side of the flexible stamp, and a syringe is connected to the exhaust port to discharge air inside the printing unit. 제 4 항에 있어서,
상기 가요성 스탬프의 배기구는 마이크로 튜브를 통하여 상기 주사기와 연결되는 것을 특징으로 하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.5. The method of claim 4,
And the outlet of the flexible stamp is connected to the syringe through a microtube. 제 4 항에 있어서,
상기 주사기는 주사기 부피 컨트롤러에 연결되어 상기 인쇄부의 압력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.5. The method of claim 4,
Wherein the syringe is connected to a syringe volume controller to adjust a pressure of the printing unit. 제 1 항에 있어서,
상기 기판 상에 마이크로 또는 나노 구조물의 돌출부를 형성하고, 상기 인쇄부는 평탄면으로 이루어지며,
상기 인쇄부를 상기 기판 상에 접촉시키는 단계는,
상기 인쇄부를 상기 돌출부에 접촉시키는 것을 포함하는 진공배기를 이용한 미세접촉 인쇄방법.The method according to claim 1,
A protrusion of a micro or nano structure is formed on the substrate, the printing unit is made of a flat surface,
Wherein the step of contacting the printing unit on the substrate comprises:
And contacting the printed portion with the projecting portion.
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