KR101545502B1 - 메탈 메시 제조용 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

메탈 메시 제조용 인쇄장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치는 기판 상의 레지스트에 형성되는 요홈 형태의 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 전극물질 충진 유닛; 및 전극물질 충진 유닛의 공정 후방에 배치되어 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정하는 잔막 세정 유닛을 포함하며, 전극물질 충진 유닛에는 기판이 잔막 세정 유닛에 도달되기 전에 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

메탈 메시 제조용 인쇄장치{Printer for metal mesh}

본 발명은, 메탈 메시 제조용 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있는 메탈 메시 제조용 인쇄장치에 관한 것이다.

최근, 디스플레이나 반도체 산업을 중심으로 저가의 제품을 구현하기 위해 기존 리소그래피(lithography) 공정을 기반으로 하는 기술을 대체할 수 있는 인쇄법, 즉 임프린트(imprint) 인쇄법이 이슈가 되고 있다.

임프린트 인쇄법은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 디스플레이나 반도체 등의 제품 제조에 사용되는 가압성형에 의한 패턴 형성기법이다.

이러한 임프린트 인쇄법을 이용할 경우, 전자 회로, 센서, 태양 전지(solar cell), 플렉서블 디스플레이(flexible display), RFID 등의 다양한 전자 소자들을 쉽게 제작할 수 있다.

뿐만 아니라 임프린트 인쇄법은 기존의 리소그래피 공정과 비교하여 공정을 간소화시킬 수 있으며, 제품 제조 시간 및 생산 원가를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 또한 낮은 제조비용으로도 제품을 대량 생산할 수 있다.

그리고 임프린트 인쇄법을 이용할 경우, 유리(glass)로 된 기판에서부터 플라스틱, 섬유, 종이 등 다양한 소재들을 기판으로 사용할 수 있어 그 활용 범위가 매우 넓어진다.

이와 같은 임프린트 인쇄법은 구현하고자 하는 패턴이 역상으로 형성된 평면형상의 몰드를 임프린트용 레진이 도포된 기판에 가압하여 기판에 패턴을 형성하는 방식이다.

이처럼 평면 몰드를 이용한 임프린트 공정은, 몰드 제작 및 장비구성이 용이하나, 임프린트(imprint) 시 몰드와 기판 사이에 유입된 버블에 의해 기판에 형성된 패턴에 보이드(void)가 생성될 수 있으며, 몰드와 기판을 박리하기 위한 별도의 박리수단이 필요한 문제점이 있다.

이와 같은 평면 몰드를 이용한 임프린트 공정의 문제점을 해결하기 위하여, 임프린트 시 가압롤러를 이용한 롤 임프린트 방법이 제시되고 있으며, 현재 이와 같은 방법을 적용한 임프린트 인쇄법이 연구 개발 중에 있다.

한편, 근래에 들어 차세대 터치패널로 꼽히는 메탈 메시(Metal Mesh)가 디스플레이의 중대형 제품 시장에서 속속 개발, 채택되면서 시장을 창출해 나가고 있다.

앞으로, 중대형 패널 부문에서는 메탈 메시가 인듐산화전극(ITO) 방식의 ITO 필름보다 더 경쟁력을 가질 수 있을 것이란 기대가 강하다.

메탈 메시는 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 전극물질을 필름에 미세하게 입혀 전극을 구성하는 방식의 제품으로서, 공급부족과 원료광물인 인듐 고갈 등의 문제점을 지닌 ITO 방식의 대체제로 주목받고 있다.

이러한 메탈 메시는 ITO 필름 대비 낮은 가격과 강한 내구성, 얇은 베젤 구현, 낮은 저항값 등은 장점으로 평가되고 있기 때문에 이와 같은 메탈 메시의 제조를 위한연구개발이 진행 중에 있다.

메탈 메시를 제조하는 방식으로서, 직접 인쇄하는 방식, 메시 패턴 레지스트를 인쇄한 후에 에칭을 진행하는 방식, 그리고 전술한 임프린트 인쇄법을 진행한 후에 전극물질을 충진시키는 방식 등의 여러 방식을 예상해볼 수 있다.

전술한 방식들 중에서 앞선 두 가지 방식 모두 나름대로의 장점을 가진 것으로 예상되고 있지만 후자의 임프린트 인쇄법을 진행한 후에 전극물질을 충진시키는 방식이 면저항에 탁월한 효과를 나타낼 수 있다는 점으로 미루어 볼 때, 이러한 방식으로 메탈 메시를 제조하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 필요성이 대두된다.

다만, 이와 같은 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 개발 시 기판 상의 레지스트에 형성되는 요홈 형태의 패턴홈에 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 전극물질을 충진하여 닥터 블레이드(Dr. Blade)의 나이프로 표면을 긁어낸 다음, 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정하는 구조가 적용되어야 할 것인데, 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되어서는 아니 되기 때문에 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 하는 구조의 개발이 선행되어야 할 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0019298호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있는 메탈 메시 제조용 인쇄장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상의 레지스트에 형성되는 요홈 형태의 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 전극물질 충진 유닛; 및 상기 전극물질 충진 유닛의 공정 후방에 배치되어 상기 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정하는 잔막 세정 유닛을 포함하며, 상기 전극물질 충진 유닛에는 상기 기판이 상기 잔막 세정 유닛에 도달되기 전에 상기 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부가 마련되는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치가 제공될 수 있다.

상기 잔막 세정 유닛은, 상기 잔막에 직접 접촉되어 상기 잔막을 세정하는 접촉식 세정 모듈을 포함할 수 있다.

상기 잔막 세정 유닛은, 상기 접촉식 세정 모듈에 이웃하게 배치되며, 상기 잔막 영역으로 에어(Air)를 분사하여 상기 잔막을 세정하는 에어 분사식 세정 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 잔막 세정 유닛은, 상기 에어 분사식 세정 모듈의 공정 후방에 배치되며, 상기 에어 분사식 세정 모듈을 지난 기판을 가경화시키는 세정 유닛용 가경화부를 더 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진 유닛은, 상기 전극물질이 수용되는 전극물질 수용부; 일측이 상기 전극물질 수용부에 접하는 아닐록스 롤(anilox Roll); 및 상기 아닐록스 롤과 외접되며, 상기 레지스트의 표면에서 회전되면서 상기 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 트랜스 롤(Trans Roll)을 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진 유닛은, 상기 아닐록스 롤을 사이에 두고 타측에서 상기 아닐록스 롤과 외접되며, 상기 아닐록스 롤의 표면에 묻는 전극물질을 균일하게 펴주는 닥터 롤(Doctor Roll)을 더 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진 유닛은, 상기 기판의 연속 이동을 안내하되 상기 기판을 사이에 두고 상기 트랜스 롤과 외접되어 상기 패턴홈에 전극물질을 충진되는 장소를 형성하는 전극물질 충진용 작업 롤을 더 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진용 작업 롤을 기준으로 상기 트랜스 롤의 반대편에 배치되며, 상기 트랜스 롤에 의해 상기 전극물질이 충진될 때, 상기 전극물질이 상기 패턴홈에 충진되도록 상기 레지스트의 표면을 긁어내는 나이프(knife)를 구비하는 닥터 블레이드(Dr. Blade)를 더 포함할 수 있다.

상기 닥터 블레이드는, 본체부; 상기 본체부 상에서 수평 이동 가능하게 결합되는 수평 이동체; 상기 나이프가 착탈 가능하게 결합되는 나이프 홀더; 및 상기 수평 이동체에 결합되며, 상기 나이프 홀더를 회전시키는 홀더 회전부를 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진 유닛은, 상기 닥터 블레이드의 공정 후방에 배치되며, 상기 닥터 블레이드를 지난 기판에 대하여 상기 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부를 더 포함할 수 있다.

상기 전극물질 충진 유닛은 상기 기판이 공급되고 회수되는 공정라인 상에서 이웃되게 다수 개 배치될 수 있다.

다수 개 배치되는 상기 전극물질 충진 유닛의 구조는 모두 동일할 수 있다.

상기 기판이 공급되고 회수되는 공정라인 상에서 상기 전극물질 충진 유닛의 공정 전방에 배치되며, 상기 레지스트에 상기 패턴홈을 형성시키는 임프린트 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 임프린트 유닛은, 상기 레지스트에 상기 패턴홈을 형성시키는 패턴 롤(Pattern Roll)을 더 포함할 수 있다.

상기 패턴 롤의 외면에 형성되는 요철 패턴은 상기 패턴 롤의 외면에 직접 가공될 수 있다.

상기 패턴 롤의 외면에 형성되는 요철 패턴은 상기 패턴 롤의 외면에 부착되는 시트(sheet)에 의해 형성될 수 있다.

상기 임프린트 유닛은, 상기 패턴 롤에 이웃하게 배치되어 상기 패턴 롤 쪽으로 가압되는 적어도 하나의 가압 롤을 더 포함할 수 있다.

상기 임프린트 유닛은, 상기 패턴 롤에 인접 배치되며, 상기 패턴 롤을 지나는 기판을 가경화시키는 패턴 롤용 가경화부를 더 포함할 수 있다.

상기 임프린트 유닛은, 상기 기판이 상기 패턴 롤로 공급되기 전에 상기 기판 상의 보호필름을 제거하는 보호필름 제거부를 더 포함할 수 있다.

상기 임프린트 유닛은, 상기 패턴 롤의 공정 후방에 배치되며, 상기 패턴 롤을 지난 기판을 가경화시키는 임프린트 유닛용 가경화부를 더 포함할 수 있다.

상기 임프린트 유닛 측으로 상기 기판을 연속 공급하는 기판 공급 유닛; 상기 잔막 세정 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 잔막 세정 유닛을 지난 기판을 완전 경화시키는 본경화 유닛; 및 상기 본경화 유닛의 공정 후방에 배치되며, 완전 경화까지 완료된 기판에 대하여 보호필름을 붙여 회수하는 기판 회수 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 개략적인 공정 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 구조도이다.
도 8은 임프린트 유닛 영역의 확대도이다.
도 9는 전극물질 충진 유닛 영역의 확대도이다.
도 10은 잔막 세정 유닛 영역의 확대도이다.
도 11은 기판 회수 유닛 영역의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 구조도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 실시예의 도면에서 연속적으로 공급되는 기판, 예컨대 웹(web)은 두께에 비하여 소재의 폭이 크고 길이방향으로 연속성을 가지는 기판으로서, PC(poly carbonate), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalene), PI(polyimde) 등의 고분자 필름, 얇은 유리(thin glass), 금속 등으로 적용될 수 있다.

기판의 표면에는 SiOx, SiNx 등의 박막이 증착되거나 임프린트 공정 등에 필요한 표면 처리가 되어 있을 수 있으며, 보호필름이 배치될 수 있다.

그리고 본 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치에 의해 제조되는 메탈 메시는 디스플레이의 터치패널 용도로 사용될 수 있는데, 이 외에도 다양한 산업분야에 적용될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 개략적인 공정 순서도이다.

이 도면을 참조하여 메탈 메시의 제조 공정을 간략하게 알아본다.

먼저, 도 1과 같은 기판 상에 도 2처럼 레지스트를 도포한다. 이때는 기판의 일면에만 레지스트를 도포한다.

다음, 도 3처럼 패턴 롤(111, Pattern Roll)을 이용하여 임프린트(imprint) 인쇄법을 진행한다. 즉 구현하고자 하는 기판의 레지스트 상에 형성되는 패턴홈에 역상의 패턴, 즉 요철 패턴이 표면에 마련되는 패턴 롤(111)이 기판 상의 레지스트에 회전되면서 가압되도록 함으로써 기판 상의 레지스트에 원하는 패턴홈이 형성도록 한다.

그런 다음, 도 4처럼 패턴홈이 형성되는 레지스트의 표면에 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 전극물질을 도포하여 도 5처럼 나이프(126c)로 긁어내면서 패턴홈에 전극물질이 충진되도록 한다.

그리고는 세정하여 잔막을 제거하고 완전 건조시킴으로써 도 6과 같은 형태의 메탈 메시를 제조할 수 있다. 후술하겠지만 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 해야 하며, 그래야만 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있다.

특히, 이와 같은 공정은 인라인(In-Line)화된 공정라인 상에서 자동으로 진행될 수 있기 때문에 기판에 대한 연속공정이 가능하며, 이에 따라 택트 타임(tact time) 감소에 따른 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 6의 공정을 실질적으로 구현하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치에 대해 도 7 내지 도 11을 참조하여 자세히 알아보도록 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 구조도, 도 8은 임프린트 유닛 영역의 확대도, 도 9는 전극물질 충진 유닛 영역의 확대도, 도 10은 잔막 세정 유닛 영역의 확대도, 그리고 도 11은 기판 회수 유닛 영역의 확대도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치는 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있도록 한 것으로서, 전극물질 충진 유닛(120a,120b)과, 잔막 세정 유닛(130)을 포함한다.

이 외에도 본 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치는 기판 공급 유닛(101), 임프린트 유닛(110), 본경화 유닛(140), 그리고 기판 회수 유닛(102)을 더 포함하고 있으며, 이들의 유기적인 동작에 의해 도 1 내지 도 5의 단계적인 공정을 거쳐 도 6과 같은 메탈 메시가 제조되도록 하는 역할을 한다.

이하, 공정라인의 순서에 따른 설명의 편의를 위해 기판 공급 유닛(101), 임프린트 유닛(110), 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b), 잔막 세정 유닛(130), 본경화 유닛(140), 그리고 기판 회수 유닛(102)의 구조를 순차적으로 설명한다.

우선, 기판 공급 유닛(101)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 임프린트 유닛(110) 측으로 기판을 연속 공급하는 역할을 한다.

이때의 기판은 앞서 기술한 것처럼 필름을 포함하는 웹(web) 상의 연속 기판으로서 공급 롤(101a)에 권취되어 있을 수 있으며, 공급 롤 구동기(101b)가 공급 롤(101a)을 회전시킴으로써 공급 롤(101a) 상에서 기판이 풀려 공정라인의 임프린트 유닛(110) 측으로 공급되도록 한다.

참고로, 기판 공급 유닛(101), 임프린트 유닛(110), 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b), 잔막 세정 유닛, 본경화 유닛(140), 그리고 기판 회수 유닛(102) 등에는 연속 기판의 처짐을 저지하는 한편 연속 기판에 일정한 텐션을 부여하는 수단으로서, 곳곳에 텐션 롤러(R)들이 마련되는데, 이들 롤러에 대해서는 편의상 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 임프린트 유닛(110)은 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 기판이 공급되고 회수되는 공정라인 상에서 전극물질 충진 유닛(120a,120b)의 공정 전방에 배치되며, 도 3처럼 레지스트에 패턴홈을 형성시키는 역할을 한다.

본 실시예에서 임프린트 유닛(110)은 레지스트에 패턴홈을 형성시키는 패턴 롤(111, Pattern Roll)을 포함하며, 패턴 롤(111)의 작용으로 기판 상의 레지스트에 패턴홈이 형성되도록 한다.

이때, 패턴 롤(111)의 외면에 형성되는 요철 패턴은 패턴 롤(111)의 외면에 직접 가공될 수도 있다.

다만, 이러한 경우, 패턴 롤(111)의 가공이 어렵고 또한 추후 유지보수가 어려워질 수도 있는데, 이러한 점을 고려한다면 패턴 롤(111)의 외면에 부착되는 시트(sheet)를 이용하여 패턴 롤(111)의 외면에 형성되는 요철 패턴을 대체할 수도 있다. 이럴 경우, 유지보수 시 시트만 교체하면 되는 이점이 있을 것인데, 본 실시예의 경우, 위의 2가지 방식 중 어떤 것이 적용되어도 무방하다.

패턴 롤(111)의 외면에는 패턴 롤(111)에 이웃하게 배치되어 패턴 롤(111) 쪽으로 가압되는 가압 롤(113)이 마련된다.

가압 롤(113)은 패턴 롤(111)을 사이에 두고 패턴 롤(111)의 양측에 마련되어 그 사이를 지나는 기판 상의 레지스트에 패턴홈이 잘 형성될 수 있도록 한다.

일측의 가압 롤(113)과 패턴 롤(111) 사이에는 디스펜서(116)가 마련되어 레지스트를 기판으로 공급하며, 레지스트가 공급 완료되면 타측의 가압 롤(113)과 패턴 롤(111) 사이를 지나는 기판 상의 레지스트에 패턴홈이 형성되도록 임프린트 가공된다.

패턴 롤(111)의 주변에는 패턴 롤(111)에 인접 배치되며, 패턴 롤(111)을 지나는 기판을 가경화시키는 패턴 롤용 가경화부(112)가 마련된다. 패턴 롤용 가경화부(112)는 용어 그대로 가경화시키는 단계이기 때문에 패턴 롤(111)에 의해 형성된 패턴홈이 뭉개지는 현상 등을 저지할 수 있다.

한편, 기판은 보호필름이 부착된 상태로 공정으로 공급되기 때문에 패턴 롤(111)을 이용한 임프린트 공정이 진행되기 전에 보호필름을 제거해야 한다. 따라서 임프린트 유닛(110)에는 기판이 패턴 롤(111)로 공급되기 전에 기판 상의 보호필름을 제거하는 보호필름 제거부(114)가 마련된다. 제거되는 보호필름 역시 롤 형상의 필름수거대(114a)에 의해 수거될 수 있다.

패턴 롤(111)의 공정 후방에는 패턴 롤(111)을 지난 기판을 가경화시키는 임프린트 유닛용 가경화부(115)가 마련된다. 임프린트 유닛용 가경화부(115)는 앞서 기술한 패턴 롤용 가경화부(112)와 마찬가지로 패턴 롤(111)에 의해 형성된 패턴홈이 뭉개지는 현상 등을 저지시키는 역할을 한다.

다음으로, 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)은 도 4, 도 5, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 기판 상의 레지스트에 형성되는 요홈 형태의 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 역할을 한다. 이때의 전극물질은 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 금속 전극물질일 수 있다.

본 실시예의 메탈 메시 제조용 인쇄장치에는 기판이 공급되고 회수되는 공정라인을 따라 2개의 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)이 이웃되게 배치된다.

즉 제1 전극물질 충진 유닛(120a)에 의해 1차로 전극물질이 충진된 후에, 다시 제2 전극물질 충진 유닛(120b)에 의해 2차로 전극물질이 한 번 더 충진되도록 하여 전극물질이 적게 충진되지 않도록 한다.

물론, 본 실시예와 달리 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b) 중 하나만 공정에 적용하여도 좋고, 혹은 3개 이상을 공정에 적용하여도 좋다. 이 역시, 패턴홈의 깊이 혹은 폭이나 제품에 따라 적절하게 선택 적용될 수 있다. 따라서 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)의 구조는 모두 동일하다.

제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b) 모두는, 전극물질이 수용되는 전극물질 수용부(121)와, 일측이 전극물질 수용부(121)에 접하는 아닐록스 롤(122, anilox Roll)과, 아닐록스 롤(122)과 외접되며, 레지스트의 표면에서 회전되면서 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 트랜스 롤(123, Trans Roll)을 포함한다.

전극물질 수용부(121)는 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 금속 전극물질이 액상으로 수용되는 장소를 이룬다.

아닐록스 롤(122)은 전극물질 수용부(121) 내의 전극물질을 트랜스 롤(123)로 전달한다. 따라서 아닐록스 롤(122)과 트랜스 롤(123)은 서로 외접된다.

이때, 아닐록스 롤(122)의 외면에 과도한 양의 전극물질이 묻어 트랜스 롤(123)로 전달되면 곤란하기 때문에 전극물질 충진 유닛(120a,120b)에는 닥터 롤(124, Doctor Roll)이 더 마련된다.

닥터 롤(124)은 아닐록스 롤(122)을 사이에 두고 타측에서 아닐록스 롤(122)과 외접되며, 아닐록스 롤(122)의 표면에 묻는 전극물질을 균일하게 펴주는 역할을 한다.

한편, 트랜스 롤(123)은 아닐록스 롤(122)과 외접되며, 레지스트의 표면에서 회전되면서 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 역할을 한다.

참고로, 디스펜서 등으로 패턴홈에 전극물질을 넣어 나이프로 긁어 충진시키는 방법을 고려해볼 수도 있으나 패턴홈의 깊이와 폭이 좁을수록 실질적으로 전극물질의 충진 효율이 많이 떨어진다는 점을 감안하여 본 실시예에서는 롤 방식을 적용하고 있는 것이다. 즉 본 실시예처럼 트랜스 롤(123)이 아닐록스 롤(122)로부터 전극물질을 전해 받아 회전되면서 패턴홈에 전극물질을 충진시킬 경우, 설사 패턴홈이 좁더라도 전극물질의 충진 효율이 대단히 높아질 수 있으며, 실제 이러한 현상을 실험을 통해 확인한 바 있다.

트랜스 롤(123)의 주변에는 기판의 연속 이동을 안내하되 기판을 사이에 두고 트랜스 롤(123)과 외접되어 패턴홈에 전극물질을 충진되는 장소를 형성하는 전극물질 충진용 작업 롤(125)이 마련된다. 전극물질 충진용 작업 롤(125)은 이웃된 롤들보다 그 사이즈가 클 수 있다.

제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)에는 전극물질 충진용 작업 롤(125)을 기준으로 트랜스 롤(123)의 반대편에 배치되며, 트랜스 롤(123)에 의해 전극물질이 충진될 때, 전극물질이 패턴홈에 충진되도록 레지스트의 표면을 긁어내는 나이프(126c, knife)를 구비하는 닥터 블레이드(126, Dr. Blade)가 마련된다.

트랜스 롤(123)이 아닐록스 롤(122)로부터 전극물질을 전해 받아 회전되면서 패턴홈에 전극물질을 바르고 이어 나이프(126c)가 표면을 긁어냄으로써 비로소 패턴홈에 전극물질이 잘 충진될 수 있는 것이다. 이러한 동작을 위해서 나이프(126c)는 작업위치로 접근 또는 이격되어야 하는데, 이를 위해 닥터 블레이드(126)는 다음의 구조를 갖는다.

본 실시예에서 닥터 블레이드(126)는 본체부(126a)와, 본체부(126a) 상에서 수평 이동 가능하게 결합되는 수평 이동체(126b)와, 나이프(126c)가 착탈 가능하게 결합되는 나이프 홀더(126d)와, 수평 이동체(126b)에 결합되며, 나이프 홀더(126d)를 회전시키는 홀더 회전부(126e)를 포함할 수 있다. 수평 이동체(126b)와 홀더 회전부(126e)의 동작에 의해 나이프 홀더(126d)가 이동 또는 회전됨에 따라 나이프(126c)는 패턴홈의 외부 표면에 접촉되어 필요 없는 레지스트를 긁어낼 수 있다.

본 실시예의 전극물질 충진 유닛(120a,120b)에는 닥터 블레이드(126)의 공정 후방에 배치되며, 닥터 블레이드(126)를 지난 기판에 대하여 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부(127)가 더 갖춰진다.

충진 유닛용 가경화부(127)가 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키기 때문에, 즉 기판이 잔막 세정 유닛(130)에 도달되기 전에 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킬 수 있기 때문에 잔막 세정 유닛(130)을 통해 도 5처럼 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정할 때, 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.

다음으로, 잔막 세정 유닛(130)은 도 5, 도 6, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 전극물질 충진 유닛(120b)의 공정 후방에 배치되며, 도 5처럼 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정하는 역할을 한다.

앞서 기술한 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)에는 기판이 잔막 세정 유닛(130)에 도달되기 전에 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부(127)가 마련되기 때문에 잔막 세정 유닛(130)을 통해 도 5처럼 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정할 때, 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.

본 실시예에서 잔막 세정 유닛(130)은 공정라인 상에서 차례로 배치되는 접촉식 세정 모듈(131)과 에어 분사식 세정 모듈(132)을 포함한다.

물론, 접촉식 세정 모듈(131)과 에어 분사식 세정 모듈(132) 중 하나만이 적용될 수도 있으나 이들이 모두 적용될 경우, 잔막 제거의 효율이 높아질 수 있다.

접촉식 세정 모듈(131)은 잔막에 직접 접촉되어 잔막을 세정하는 역할을 하고, 에어 분사식 세정 모듈(132)은 잔막 영역으로 에어(Air), 예컨대 이산화탄소 등의 가스를 분사하여 잔막을 세정하는 역할을 한다.

접촉식 세정 모듈(131)의 경우, 예컨대 외면에 약간의 점성이 있는 접촉롤러를 잔막에 직접 접촉시켜 접촉롤러의 점성으로 잔막이 떨어질 수 있도록 할 수 있으며, 에어 분사식 세정 모듈(132)은 에어 건을 통해 이산화탄소 등의 가스를 잔막 쪽으로 분사시킬 수 있다.

에어 분사식 세정 모듈(132)의 공정 후방에는 에어 분사식 세정 모듈(132)을 지난 기판을 가경화시키는 세정 유닛용 가경화부(133)가 마련된다.

최종적으로 세정 유닛용 가경화부(133)를 지나 후술할 본경화 유닛(140)에 도달되도록 함으로써 본경화 유닛(140)에서의 본경화 시간을 단축시킬 수 있는 이점도 겸할 수 있다.

다음으로, 본경화 유닛(140)은 도 7에 도시된 바와 같이, 잔막 세정 유닛(130)의 공정 후방, 즉 잔막 세정 유닛(130)과 기판 회수 유닛(102) 사이에 배치되며, 잔막 세정 유닛(130)을 지난 기판을 완전 경화시키는 역할을 한다.

기판이 본경화 유닛(140)을 거치게 됨으로써 기판 상의 레지스트 또는 전극물질이 이탈되지 않고 잘 달라붙은 상태를 유지할 수 있다.

기판이 본경화 유닛(140) 상을 1회 통과할 수도 있으나 본경화 유닛(140) 상에서 수차례 반복 왕복될 수도 있는데, 이는 공정 상황에 따라 적절하게 선택 적용될 수 있다.

마지막으로, 기판 회수 유닛(102)은 도 7 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본경화 유닛(140)의 공정 후방에 배치되며, 완전 경화까지 완료된 기판, 즉 메탈 메시에 대하여 보호필름을 붙여 회수하는 역할을 한다.

완전 경화까지 완료된 기판은 연속 기판이기 때문에 이 역시 회수 롤(102a)에 권취되면서 회수될 수 있다.

완전 경화까지 완료된 기판이 회수 롤(102a)에 잘 감기면서 회수될 수 있도록 회수 롤 구동기(102b)가 회수 롤(102a)을 회전시킨다.

이때, 완전 경화까지 완료된 기판이 회수 롤(102a)에 감겨 회전되기 전에 메탈면을 보호해야 하기 때문에 깨끗한 보호필름을 부착시키는 과정이 선행되는데, 이를 위해 기판 회수 유닛(102)에는 보호필름 부착기(102c)가 더 구비될 수 있다.

그리고 보호필름 부착기(102c)와 회수 롤(102a) 사이에는 기판이 잘 펴진 상태로 회수 롤(102a)로 공급될 수 있도록 기판 펼침 모듈(102d)이 더 갖춰질 수 있다.

이하, 메탈 메시의 제조 공정을 간략하게 알아본다.

우선, 기판 공급 유닛(101)이 공정라인으로 기판을 공급한다. 공급된 기판이 임프린트 유닛(110)에 도달되면 임프린트 유닛(110) 상의 디스펜서(114)가 도 1과 같은 기판 상에 도 2처럼 레지스트를 도포한다. 이때는 기판의 일면에만 레지스트를 도포한다.

다음, 임프린트 유닛(110)에 마련되는 패턴 롤(111, Pattern Roll)을 이용하여 도 3처럼 임프린트(imprint) 인쇄법을 진행한다. 즉 구현하고자 하는 기판의 레지스트 상에 형성되는 패턴홈에 역상의 패턴, 즉 요철 패턴이 표면에 마련되는 패턴 롤(111)이 기판 상의 레지스트에 회전되면서 가압되도록 함으로써 기판 상의 레지스트에 원하는 패턴홈이 형성도록 한다. 패턴홈이 형성된 후에는 가경화가 진행된다.

그런 다음, 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)을 통해 도 4처럼 패턴홈이 형성되는 레지스트의 표면에 구리(Cu)나 은(Ag) 등의 전극물질을 도포하여 도 5처럼 나이프(126c)로 긁어내면서 패턴홈에 전극물질이 충진되도록 한다.

이때는 제1 및 제2 전극물질 충진 유닛(120a,120b)에 의해 2차로 전극물질을 패턴홈에 충진할 수 있다.

충진이 완료되면 충진 유닛용 가경화부(127)가 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키기 때문에, 즉 기판이 잔막 세정 유닛(130)에 도달되기 전에 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킬 수 있기 때문에 잔막 세정 유닛(130)을 통해 도 5처럼 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정할 때, 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.

그런 다음, 잔막 세정 유닛(130)을 통해 세정하고 본경화 유닛(140)을 통해 완전 건조시킴으로써 도 6과 같은 형태의 메탈 메시를 제조할 수 있다. 메탈 메시는 기판 회수 유닛(102)에 의해 롤 형태로 회수된 후에 후공정으로 투입될 수 있다.

이와 같은 구조와 공정을 갖는 본 실시예에 따르면, 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메탈 메시 제조용 인쇄장치의 구조도이다.

전술한 실시예의 경우, 임프린트 유닛(110)이 제1 전극물질 충진 유닛(120a)과 연결되어 있어서 기판에 대한 연속 공정을 진행하였다.

하지만, 도 12처럼 임프린트 유닛(210)만큼은 후공정들로부터 분리해서 별도로 진행할 수 있다. 이럴 경우, 임프린트 유닛(210)에는 기판을 공급하고 회수하는 기판 공급부(211)와 기판 회수부(212)가 별도로 구비되어야 할 것이며, 제1 전극물질 충진 유닛(120a)의 공정 앞단에도 기판 회수부(212)로부터의 기판을 제1 전극물질 충진 유닛(120a) 쪽으로 재공급하기 위한 기판 재공급부(213)가 구비되어야 할 것인데, 이러한 구조를 제외하고 나머지 구조들은 전술한 실시예와 모두 동일하다.

본 실시예의 구조가 적용되더라도 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시킴으로써 잔막의 세정 작업 시 패턴홈에 충진된 전극물질이 함께 세정되지 않도록 하여 메탈 메시의 품질 향상을 도모할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

101 : 기판 공급 유닛 102 : 기판 회수 유닛
110 : 임프린트 유닛 111 : 패턴 롤
112 : 패턴 롤용 가경화부 113 : 가압 롤
114 : 보호필름 제거부 115 : 임프린트 유닛용 가경화부
116 : 디스펜서 120a,120b : 전극물질 충진 유닛
121 : 전극물질 수용부 122 : 아닐록스 롤
123 : 트랜스 롤 124 : 닥터 롤
125 : 전극물질 충진용 작업 롤 126 : 닥터 블레이드
126a : 본체부 126b : 수평 이동체
126c : 나이프 126d : 나이프 홀더
126e : 홀더 회전부 127 : 충진 유닛용 가경화부
130 : 잔막 세정 유닛 131 : 접촉식 세정 모듈
132 : 에어 분사식 세정 모듈 133 : 세정 유닛용 가경화부
140 : 본경화 유닛

Claims (21)

1. 기판 상의 레지스트에 형성되는 요홈 형태의 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 전극물질 충진 유닛;
   상기 전극물질 충진 유닛의 공정 후방에 배치되어 상기 패턴홈 이외의 부분에 묻어 잔존되는 잔막을 세정하는 잔막 세정 유닛; 및
   상기 전극물질이 상기 패턴홈에 충진되도록 상기 레지스트의 표면을 긁어내는 나이프(knife)를 구비하는 닥터 블레이드(Dr. Blade)를 포함하며,
   상기 전극물질 충진 유닛에는 상기 기판이 상기 잔막 세정 유닛에 도달되기 전에 상기 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부가 마련되며,
   상기 닥터 블레이드는,
   본체부;
   상기 본체부 상에서 수평 이동 가능하게 결합되는 수평 이동체;
   상기 나이프가 착탈 가능하게 결합되는 나이프 홀더; 및
   상기 수평 이동체에 결합되며, 상기 나이프 홀더를 회전시키는 홀더 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 잔막 세정 유닛은,
   상기 잔막에 직접 접촉되어 상기 잔막을 세정하는 접촉식 세정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치
3. 제2항에 있어서,
   상기 잔막 세정 유닛은,
   상기 접촉식 세정 모듈에 이웃하게 배치되며, 상기 잔막 영역으로 에어(Air)를 분사하여 상기 잔막을 세정하는 에어 분사식 세정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치
4. 제3항에 있어서,
   상기 잔막 세정 유닛은,
   상기 에어 분사식 세정 모듈의 공정 후방에 배치되며, 상기 에어 분사식 세정 모듈을 지난 기판을 가경화시키는 세정 유닛용 가경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전극물질 충진 유닛은,
   상기 전극물질이 수용되는 전극물질 수용부;
   일측이 상기 전극물질 수용부에 접하는 아닐록스 롤(anilox Roll); 및
   상기 아닐록스 롤과 외접되며, 상기 레지스트의 표면에서 회전되면서 상기 패턴홈에 전극물질을 충진시키는 트랜스 롤(Trans Roll)을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전극물질 충진 유닛은,
   상기 아닐록스 롤을 사이에 두고 타측에서 상기 아닐록스 롤과 외접되며, 상기 아닐록스 롤의 표면에 묻는 전극물질을 균일하게 펴주는 닥터 롤(Doctor Roll)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 전극물질 충진 유닛은,
   상기 기판의 연속 이동을 안내하되 상기 기판을 사이에 두고 상기 트랜스 롤과 외접되어 상기 패턴홈에 전극물질을 충진되는 장소를 형성하는 전극물질 충진용 작업 롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 전극물질 충진 유닛은,
    상기 닥터 블레이드의 공정 후방에 배치되며, 상기 닥터 블레이드를 지난 기판에 대하여 상기 패턴홈에 충진된 전극물질을 가경화시키는 충진 유닛용 가경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 공급되고 회수되는 공정라인 상에서 상기 전극물질 충진 유닛의 공정 전방에 배치되며, 상기 레지스트에 상기 패턴홈을 형성시키는 임프린트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛은,
    상기 레지스트에 상기 패턴홈을 형성시키는 패턴 롤(Pattern Roll)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
15. 삭제
16. 삭제
17. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛은,
    상기 패턴 롤에 이웃하게 배치되어 상기 패턴 롤 쪽으로 가압되는 적어도 하나의 가압 롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
18. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛은,
    상기 패턴 롤에 인접 배치되며, 상기 패턴 롤을 지나는 기판을 가경화시키는 패턴 롤용 가경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
19. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛은,
    상기 기판이 상기 패턴 롤로 공급되기 전에 상기 기판 상의 보호필름을 제거하는 보호필름 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
20. 제14항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛은,
    상기 패턴 롤의 공정 후방에 배치되며, 상기 패턴 롤을 지난 기판을 가경화시키는 임프린트 유닛용 가경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.
21. 제13항에 있어서,
    상기 임프린트 유닛 측으로 상기 기판을 연속 공급하는 기판 공급 유닛;
    상기 잔막 세정 유닛의 공정 후방에 배치되며, 상기 잔막 세정 유닛을 지난 기판을 완전 경화시키는 본경화 유닛; 및
    상기 본경화 유닛의 공정 후방에 배치되며, 완전 경화까지 완료된 기판에 대하여 보호필름을 붙여 회수하는 기판 회수 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메시 제조용 인쇄장치.

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