KR102068144B1 - Sintering unit for manufacturing an electrode pattern, a manufacturing system for the electrode pattern using the same, and a method for manufacturing the electrode pattern using the manufacturing system - Google Patents

Sintering unit for manufacturing an electrode pattern, a manufacturing system for the electrode pattern using the same, and a method for manufacturing the electrode pattern using the manufacturing system Download PDF

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Abstract

IPL 기반 롤투롤 전극 패턴 제작용 소결유닛, 상기 소결유닛을 이용한 전극패턴 제작 시스템 및 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 롤투롤 전극 패턴 제작 방법에서, 상기 전극 패턴 제작용 소결유닛은 광조사롤러 및 광조사유닛을 포함한다. 상기 광조사롤러는 상면에 마스크가 실장되며 전자잉크가 도포된 기판을 이송시킨다. 상기 광조사유닛은 상기 광조사롤러의 내부에 위치하여 상기 전자잉크로 광을 제공하여 상기 전자잉크를 선택적으로 소결시킨다. In the sintering unit for IPL-based roll-to-roll electrode pattern fabrication, the electrode pattern fabrication system using the sintering unit, and the roll-to-roll electrode pattern fabrication method using the electrode pattern fabrication system, the sintering unit for fabrication of the electrode pattern includes a light irradiation roller and light irradiation. It includes a unit. The light irradiation roller transports a substrate on which a mask is mounted on an upper surface and an electron ink is applied. The light irradiation unit is located inside the light irradiation roller to provide light to the electron ink to selectively sinter the electron ink.

Figure R1020170048916
Figure R1020170048916

Description

IPL 기반 롤투롤 전극 패턴 제작용 소결유닛, 상기 소결유닛을 이용한 전극패턴 제작 시스템 및 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 롤투롤 전극 패턴 제작 방법{SINTERING UNIT FOR MANUFACTURING AN ELECTRODE PATTERN, A MANUFACTURING SYSTEM FOR THE ELECTRODE PATTERN USING THE SAME, AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE ELECTRODE PATTERN USING THE MANUFACTURING SYSTEM}Sintering unit for IPL-based roll-to-roll electrode pattern fabrication, electrode pattern fabrication system using the sintering unit and roll-to-roll electrode pattern fabrication method using the electrode pattern fabrication system USING THE SAME, AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE ELECTRODE PATTERN USING THE MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 전극 패턴 제작용 소결유닛, 상기 소결유닛을 이용한 전극 패턴 제작 시스템 및 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 전극 패턴 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤투롤 연속 인쇄공정에서 IPL을 이용하여 유연 기판 상에 전극 패턴을 제작할 수 있는 IPL 기반 롤투롤 전극 패턴 제작용 소결유닛, 상기 소결유닛을 이용한 전극 패턴 제작 시스템 및 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 롤투롤 전극 패턴 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sintering unit for producing an electrode pattern, an electrode pattern manufacturing system using the sintering unit, and an electrode pattern manufacturing method using the electrode pattern manufacturing system, and more particularly, flexible using IPL in a roll-to-roll continuous printing process. The present invention relates to an IPL-based roll-to-roll electrode pattern production sintering unit capable of fabricating an electrode pattern on a substrate, an electrode pattern production system using the sintering unit, and a roll-to-roll electrode pattern production method using the electrode pattern production system.

유연성 기판 상에 소정의 전극 패턴을 형성하는 경우, 롤투롤(roll to roll) 연속 공정을 통해 연속적으로 전극 패턴을 형성함으로써 생산성을 향상시키는 공정이 다양하게 개발되고 있다. In the case of forming a predetermined electrode pattern on a flexible substrate, various processes for improving productivity by continuously forming electrode patterns through a roll to roll continuous process have been developed.

특히, 종래 전도성 잉크를 기판 상에 도포하여 광을 이용하여 상기 전도성 잉크를 소결시켜 소정의 전극 패턴을 형성하는 공정을, 상기 롤투롤 연속 공정과 결합하는 기술들도, 보다 정밀한 전극 패턴의 형성 및 생산성 향상 등을 구현하기 위해 다수 개발되고 있다. In particular, the techniques of applying a conductive ink onto a substrate and sintering the conductive ink using light to form a predetermined electrode pattern with the roll-to-roll continuous process also include more precise formation of electrode patterns and Many developments have been made to implement productivity improvements.

그러나, 상기 소결로 사용되는 광은 주로 레이저 광으로서, 레이저 광은 상대적으로 높은 광에너지를 기판에 인가하게 되므로, 상대적으로 열에 취약한 유연성 기판에 적용하는 것은 한계가 있다. However, the light used in the sintering is mainly laser light, and since the laser light applies relatively high light energy to the substrate, it is difficult to apply it to a flexible substrate that is relatively susceptible to heat.

이에 따라, 대한민국 등록 특허 제10-1704693호에서는, 상대적으로 낮은 광에너지를 인가하며 면광원으로 제공될 수 있어 공정성이나 생산성을 보다 향상시킬 수 있는 IPL(intense pulsed light)을 이용하여 상기 전도성 잉크를 소결시켜 패턴을 제작하는 공정을 개시하고 있다. Accordingly, the Republic of Korea Patent No. 10-1704693, applying a relatively low light energy and can be provided as a surface light source to the conductive ink using an IPL (intense pulsed light) that can further improve the fairness or productivity The process of sintering and producing a pattern is disclosed.

상기 특허문헌에 개시된 소결 공정은 코팅층이 형성된 기판의 상면에 평면 마스크를 위치시키고, 마스크 상면에 백색광을 조사하여 기판 상에 패턴을 형성시킨다. 그러나 평면 마스크를 활용한 소결 공정으로는 기판 상에 수 μm 내지 수십 μm의 정밀한 패턴 형성에는 한계가 있다. In the sintering process disclosed in the patent document, a planar mask is placed on the upper surface of the substrate on which the coating layer is formed, and white light is irradiated to the upper surface of the mask to form a pattern on the substrate. However, the sintering process using a planar mask has a limitation in forming a precise pattern of several micrometers to several tens of micrometers on a substrate.

특히 롤투롤 연속 공정에 적용하는 경우, 마스크는 고정되어 있고, 기판이 이송하게 되면 정확한 위치에 광이 조사되지 않고, 기판 이송 방향으로 광이 번지게 되어 패턴의 정밀도가 저하된다. 또한, 마스크와 기판 밀착은 미세 패턴성에 매우 중요함에도 불구하고, 평면 마스크를 이용하게 되면 기판과의 밀착에 어려움이 있고, 따라서 롤투롤 공정 적용에도 한계가 있다.In particular, when applied to a roll-to-roll continuous process, the mask is fixed, and when the substrate is transferred, the light is not irradiated at the correct position, but the light is spread in the substrate transfer direction, thereby degrading the accuracy of the pattern. In addition, although the close contact between the mask and the substrate is very important for fine patterning, when using a planar mask, there is a difficulty in close contact with the substrate, and thus there is a limit to the application of a roll-to-roll process.

대한민국 등록특허 제10-1704693호Republic of Korea Patent No. 10-1704693 대한민국 등록특허 제10-1658955호Republic of Korea Patent No. 10-1658955

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 롤투롤 연속공정에 적용성이 우수하고, 미세 패턴성을 향상시킬 수 있는 전극 패턴 제작용 소결유닛에 관한 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention has been conceived in this respect, the object of the present invention relates to a sintering unit for electrode pattern production that is excellent in applicability to the roll-to-roll continuous process, and can improve the fine pattern.

본 발명의 다른 목적은 상기 소결유닛을 이용한 전극 패턴 제작 시스템에 관한 것이다. Another object of the present invention relates to an electrode pattern production system using the sintering unit.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 전극 패턴 제작방법에 관한 것이다. Another object of the present invention relates to an electrode pattern manufacturing method using the electrode pattern manufacturing system.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전극 패턴 제작용 소결유닛은 광조사롤러 및 광조사유닛을 포함한다. 상기 광조사롤러는 상면에 마스크가 실장되며 전자잉크가 도포된 기판을 이송시킨다. 상기 광조사유닛은 상기 광조사롤러의 내부에 위치하여 상기 전자잉크로 광을 제공하여 상기 전자잉크를 선택적으로 소결시킨다. The sintering unit for manufacturing an electrode pattern according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a light irradiation roller and a light irradiation unit. The light irradiation roller transports a substrate on which a mask is mounted on an upper surface and an electron ink is applied. The light irradiation unit is located inside the light irradiation roller to provide light to the electron ink to selectively sinter the electron ink.

일 실시예에서, 상기 마스크는 상기 광조사롤러의 상면에 고정된 상태에서, 상기 광조사롤러의 회전에 따라 회전할 수 있다. In one embodiment, the mask may be rotated in accordance with the rotation of the light irradiation roller in a state fixed to the upper surface of the light irradiation roller.

일 실시예에서, 상기 전자잉크는 상기 기판의 제1 면에 도포되며, 상기 기판은 상기 제1 면 상기 마스크와 마주한 상태에서 상기 광조사롤러의 회전에 따라 이송될 수 있다. In one embodiment, the electron ink is applied to the first surface of the substrate, the substrate may be transferred in accordance with the rotation of the light irradiation roller in the state facing the first surface the mask.

일 실시예에서, 상기 광조사유닛은 상기 광조사롤러의 원주면의 일부에 면광원을 제공할 수 있다. In one embodiment, the light irradiation unit may provide a surface light source to a portion of the circumferential surface of the light irradiation roller.

일 실시예에서, 상기 광조사유닛은, 상기 기판이, 상기 면광원이 제공되는 상기 원주면의 원호의 길이 이상으로 상기 광조사롤러에 의해 이송된 후, 재조사될 수 있다. In one embodiment, the light irradiation unit may be irradiated after the substrate is transported by the light irradiation roller more than the length of the arc of the circumferential surface provided with the surface light source.

일 실시예에서, 상기 면광원은 IPL(intense pulsed light)일 수 있다. In one embodiment, the surface light source may be an intense pulsed light (IPL).

일 실시예에서, 상기 광조사유닛의 외면의 일부에는 광차단부가 형성될 수 있다. In one embodiment, a light blocking portion may be formed on a part of the outer surface of the light irradiation unit.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전극 패턴 제작 시스템은 코팅유닛, 소결유닛, 세정유닛 및 건조유닛을 포함한다. 상기 코팅유닛은 기판 상에 전자잉크를 도포한다. 상기 소결유닛은 상면에 마스크가 실장되며 상기 전자잉크가 도포된 기판을 이송시키는 광조사롤러, 및 상기 광조사롤러의 내부에 위치하여 상기 전자잉크로 광을 제공하여 상기 전자잉크를 선택적으로 소결시키는 광조사유닛을 포함한다. 상기 세정유닛은 상기 소결유닛의 후단에서 상기 소결되지 않은 전자잉크를 상기 기판으로부터 제거한다. 상기 건조유닛은 상기 세정유닛의 후단에서 상기 소결된 전자잉크 및 상기 기판을 건조한다. Electrode pattern production system according to an embodiment for realizing another object of the present invention includes a coating unit, a sintering unit, a cleaning unit and a drying unit. The coating unit coats the electronic ink on the substrate. The sintering unit has a mask mounted on an upper surface of the light irradiation roller for transporting the substrate on which the electron ink is applied, and is disposed inside the light irradiation roller to provide light to the electron ink to selectively sinter the electron ink. It includes a light irradiation unit. The cleaning unit removes the unsintered electron ink from the substrate at the rear end of the sintering unit. The drying unit dries the sintered electron ink and the substrate at the rear end of the cleaning unit.

일 실시예에서, 상기 전자잉크는 반도체 잉크 또는 전도성 잉크일 수 있다. In one embodiment, the electronic ink may be a semiconductor ink or a conductive ink.

일 실시예에서, 상기 전도성 잉크는, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag) 및 백금(Pt) 중 어느 하나의 금속의 분말을 포함하거나, 상기 금속의 분말에 탄소(carbon), 그래핀(graphene) 및 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함하는 복합재료를 추가될 수 있다. In one embodiment, the conductive ink comprises a powder of any one metal of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag) and platinum (Pt), A composite material including any one of carbon, graphene, and graphite may be added to the metal powder.

일 실시예에서, 상기 기판은 연속으로 공급되는 유연(flexible) 기판일 수 있다. In one embodiment, the substrate may be a flexible substrate that is continuously supplied.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전극 패턴 제작방법에서 기판 상에 전자잉크를 도포한다. 상기 전자잉크가 도포된 기판을 마스크가 상면에 실장된 광조사롤러에 의해 이송시키며, 상기 광조사롤러의 내부에 위치한 광조사유닛으로부터 제공되는 광을 통해 상기 전자잉크를 선택적으로 소결한다. 상기 소결되지 않은 전자잉크를 상기 기판으로부터 제거한다. 상기 소결된 전자잉크 및 상기 기판을 건조한다. In the electrode pattern manufacturing method according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above to apply the electronic ink on the substrate. The substrate to which the electron ink is applied is transferred by a light irradiation roller having a mask mounted on an upper surface thereof, and the electronic ink is selectively sintered through light provided from a light irradiation unit located inside the light irradiation roller. The unsintered electron ink is removed from the substrate. The sintered electron ink and the substrate are dried.

일 실시예에서, 상기 전자잉크를 선택적으로 소결하는 단계에서, 상기 전자잉크가 도포된 기판은 상기 광조사롤러에 의해 연속적으로 이송되며, 상기 광조사유닛은 상기 전자잉크가 도포된 기판을 향해 단속적으로 면광원을 제공할 수 있다. In an embodiment, in the step of selectively sintering the electron ink, the substrate on which the electron ink is applied is continuously transferred by the light irradiation roller, and the light irradiation unit is intermittently directed toward the substrate on which the electron ink is applied. Can provide a surface light source.

본 발명의 실시예들에 의하면, 마스크가 광조사롤러에 실장된 상태에서, 기판이 상기 마스크 상에서 상기 광조사롤러의 회전에 따라 이송되고, 상기 기판의 이송과 함께 상기 기판 상의 전자잉크를 소결하여 전극 패턴을 형성할 수 있으므로, 롤투롤 연속 인쇄 공정을 적용할 수 있어, 전극 패턴 형성의 공정성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, in a state in which a mask is mounted on a light irradiation roller, a substrate is transferred on the mask according to the rotation of the light irradiation roller, and the electron ink on the substrate is sintered together with the transfer of the substrate. Since an electrode pattern can be formed, a roll-to-roll continuous printing process can be applied and the processability and productivity of electrode pattern formation can be improved.

또한, 상기 마스크가 실장된 광조사 롤러를 이용할 경우, 평면 마스크를 사용한 경우보다 기판과의 밀착 측면에 유리하고, 이는 특히 롤투롤 연속 공정에서도 밀착이 용이하여 유연성 기판에 미세 전극 패턴을 상대적으로 용이하고 우수한 생산성으로 제작할 수 있다. In addition, in the case of using the light irradiation roller mounted with the mask, it is advantageous to the close contact with the substrate than the case of using a flat mask, which is particularly easy to adhere even in the roll-to-roll continuous process, it is relatively easy to fine electrode pattern on the flexible substrate It can be produced with excellent productivity.

이 경우, 상기 전자잉크의 소결에 있어, 광이 마스크를 통해 패턴 일부에만 순간적으로 조사되기 때문에 열변형 등의 발생이 쉬운 유연성 기판에서 정밀한 전극 패턴을 높은 생산성으로 형성할 수 있다. In this case, in the sintering of the electronic ink, since the light is irradiated to only a part of the pattern instantaneously through the mask, it is possible to form a precise electrode pattern with high productivity on a flexible substrate that is easy to generate heat deformation.

특히, 상기 IPL 광을 제공하는 광조사유닛은 면광원으로서, 상기 광조사롤러의 원주면의 일부에 면광원을 제공하여 상기 기판의 일정 면적에 대하여 일시에 전극 패턴을 형성하므로, 전극 패턴 형성의 생산성이 향상된다. 또한, 상기 광조사유닛은 기판의 이송에 따라 필요한 순간에 단속적으로 광을 제공하면 충분하므로 상기 기판에 제공되는 열에너지가 상대적으로 낮게 유지되어 기판의 변형을 최소화할 수 있다. Particularly, the light irradiation unit for providing the IPL light is a surface light source, which provides a surface light source to a part of the circumferential surface of the light irradiation roller to form an electrode pattern at a time with respect to a predetermined area of the substrate. Productivity is improved. In addition, since the light irradiation unit is sufficient to provide light intermittently at the moment required according to the transfer of the substrate, the thermal energy provided to the substrate can be kept relatively low to minimize deformation of the substrate.

이 경우, 상기 광조사유닛의 외면에는 광차단부가 형성되어, 상기 기판으로 제공되는 광의 범위를 제한할 수 있어 불필요한 영역에서 상기 전자잉크가 소결되는 것을 방지하고 전극 패턴을 균일하게 형성할 수 있다. In this case, a light blocking portion may be formed on an outer surface of the light irradiation unit to limit the range of light provided to the substrate, thereby preventing the electron ink from sintering in an unnecessary area and uniformly forming an electrode pattern.

한편, 상기 전자잉크가 금속분말에 복합재료를 포함하면, 면광원에 대한 광흡수율을 향상시켜 상대적으로 적은 에너지로 소결 공정을 효과적으로 수행할 수 있다. On the other hand, if the electron ink includes a composite material in the metal powder, it is possible to effectively perform the sintering process with a relatively low energy by improving the light absorption of the surface light source.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 롤투롤 전극 패턴 제작 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 소결유닛을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 'A'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 'B'부분을 확대하여 도시한 확대 측면도 및 확대 평면도이다.
도 5는 도 2의 'C'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 1의 'D'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 7은 도 1의 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 전극 패턴 제작 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a schematic diagram showing a roll-to-roll electrode pattern production system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view illustrating an enlarged view of the sintering unit of FIG. 1.
3 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'A' of FIG. 2.
4A and 4B are enlarged side views and enlarged plan views showing an enlarged portion 'B' of FIG. 2.
5 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'C' of FIG. 2.
6 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'D' of FIG. 1.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an electrode pattern manufacturing method using the electrode pattern manufacturing system of FIG. 1.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, the embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 롤투롤 전극 패턴 제작 시스템을 도시한 모식도이다. 도 2는 도 1의 소결유닛을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 3은 도 2의 'A'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 4a 및 도 4b는 도 2의 'B'부분을 확대하여 도시한 확대 측면도 및 확대 평면도이다. 도 5는 도 2의 'C'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 6은 도 1의 'D'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 1 is a schematic diagram showing a roll-to-roll electrode pattern production system according to an embodiment of the present invention. 2 is an enlarged view illustrating an enlarged view of the sintering unit of FIG. 1. 3 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'A' of FIG. 2. 4A and 4B are enlarged side views and enlarged plan views showing an enlarged portion 'B' of FIG. 2. 5 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'C' of FIG. 2. 6 is an enlarged view illustrating an enlarged portion 'D' of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 롤투롤 전극 패턴 제작 시스템(10)은 코팅유닛(100), 소결유닛(600), 세정유닛(300) 및 건조유닛(400)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the roll-to-roll electrode pattern production system 10 according to the present invention includes a coating unit 100, a sintering unit 600, a cleaning unit 300, and a drying unit 400.

상기 코팅유닛(100)은 기판(500) 상에 전자잉크를 코팅하는 것으로, 상기 코팅유닛(100)을 통해 코팅되는 방법은 다양하게 선택될 수 있다. The coating unit 100 is to coat the electronic ink on the substrate 500, the method of coating through the coating unit 100 may be variously selected.

예를 들어, 상기 코팅유닛(100)을 통해 상기 기판(500)에 스핀(spin) 코팅, 바(bar) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 그라비아(gravure) 코팅, 스프레이(spay) 코팅, 및 딥(dip) 코팅 중 어느 하나의 코팅 방법이 사용될 수 있다. For example, spin coating, bar coating, slot die coating, gravure coating, spray coating on the substrate 500 through the coating unit 100, And dip coating can be used.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 코팅유닛(100)은 상기 기판(500)의 제1 면(501) 상에 상기 전자잉크(510)를 코팅하며, 설명의 편의를 위해 상기 코팅유닛(100)에 의해 상기 전자잉크(510)가 코팅되는 상기 제1 면(501)이 하부를 향하도록 도시하였다. 1, 2 and 3, the coating unit 100 coats the electronic ink 510 on the first surface 501 of the substrate 500, the coating for convenience of description The first surface 501 on which the electronic ink 510 is coated by the unit 100 is shown to face downward.

그러나, 상기 제1 면(501)은 후술되는 상기 광조사롤러(610)의 중심을 향하도록 공급된다면, 상기 제1 면(501)은 상부를 향하여 위치한 상태에서 상기 코팅유닛(100)에 의해 상기 전자잉크(510)가 코팅될 수 있다. 다만, 이 경우, 방향 회전을 위한 별도의 이송 롤러들(미도시)이 추가로 구비될 수 있다. However, if the first surface 501 is supplied to face the center of the light irradiation roller 610 to be described later, the first surface 501 by the coating unit 100 in the state located upward Electronic ink 510 may be coated. However, in this case, separate conveying rollers (not shown) for directional rotation may be further provided.

상기 기판(500)은 유연(flexible) 기판으로서, 도시하지는 않았으나, 공급롤과 회수롤 사이에서 연속적으로 공급되는 기판이다. 이에 따라, 상기 전극 패턴 제작 시스템(10)을 통해 형성되는 전극 패턴은 연속적으로 공급되는 유연 기판 상에 연속으로 형성될 수 있다. Although not shown, the substrate 500 is a flexible substrate, which is continuously supplied between the supply roll and the recovery roll. Accordingly, the electrode pattern formed through the electrode pattern manufacturing system 10 may be continuously formed on the flexible substrate continuously supplied.

상기 전자잉크(510)는 반도체 잉크 또는 전도성 잉크일 수 있으며, 광에 의해 소결되는 다양한 재료의 잉크일 수 있다. The electronic ink 510 may be a semiconductor ink or a conductive ink, and may be ink of various materials sintered by light.

상기 전자잉크(510)가 반도체 잉크인 경우, 상기 반도체 잉크는 산화물 기반의 반도체 잉크 또는 유기 반도체 잉크 등일 수 있다. When the electronic ink 510 is a semiconductor ink, the semiconductor ink may be an oxide-based semiconductor ink or an organic semiconductor ink.

예를 들어, 상기 반도체 잉크는, 도시하지는 않았으나, 반도체 분말을 포함할 수 있으며, 반도체 분말로서 갈륨-인(GaP), 산화지르코늄(ZrO2), 실리콘(Si), 황화카드뮴(CdS), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화텅스텐(WO2) 또는 산화주석(SnO2) 등일 수 있다. For example, although not shown, the semiconductor ink may include a semiconductor powder, and as a semiconductor powder, gallium-phosphorus (GaP), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon (Si), cadmium sulfide (CdS), and dioxide Titanium (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), iron oxide (Fe 2 O 3 ), tungsten oxide (WO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), or the like.

한편, 상기 전자잉크(510)가 전도성 잉크인 경우, 상기 전도성 잉크는, 도시하지는 않았으나, 금속나노분말을 포함할 수 있으며, 나아가 복합재료를 더 포함할 수 있다. On the other hand, when the electronic ink 510 is a conductive ink, although not shown, the conductive ink may include a metal nano powder, and may further include a composite material.

이 경우, 상기 금속나노분말은 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 등과 같은 금속의 분말 형태인 것으로, 분말 형태는 입자 형태를 의미하는 것으로, 구(sphere) 형상일 수 있으며, 이와 달리 와이어(wire) 형상 또는 막대(rod) 형상 등일 수도 있다. In this case, the metal nano powder is, for example, in the form of a powder of a metal such as copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), etc. The powder form refers to a particle form, and may be a sphere shape, alternatively, may be a wire shape or a rod shape.

또한, 상기 복합재료는 광흡수율이 상대적으로 높은 검은색 계열의 재료일 수 있으며, 예를 들어, 탄소(carbon), 그래핀(graphene), 흑연(graphite) 등일 수 있다. In addition, the composite material may be a black-based material having a relatively high light absorption, and may be, for example, carbon, graphene, graphite, or the like.

이 경우, 상기 복합재료는 나노 튜브 형상을 가지는 것으로 나노 와이어 형상으로 연장되어 상기 금속나노분말 사이에 분포될 수 있다. 즉, 상기 복합재료는 탄소나노튜브(CNT), 그래핀 나노튜브 또는 흑연 나노튜브일 수 있다. In this case, the composite material may have a nanotube shape and extend in a nanowire shape to be distributed between the metal nanopowders. That is, the composite material may be carbon nanotubes (CNT), graphene nanotubes or graphite nanotubes.

이상과 같이, 상기 전자잉크(510)는 다양한 종류의 잉크로서 광의 제공에 따라 소결될 수 있는 잉크이면 충분하다. As described above, the electronic ink 510 may be any ink that can be sintered according to the provision of light as various kinds of inks.

그리하여, 상기 전자잉크(510)는 광을 제공받음에 따라 소결되어 전도성을 가지는 전극 패턴으로 형성된다. 특히, 나노튜브 형상의 복합재료가 포함되는 경우, 광흡수율이 상대적으로 증가하게 되므로 상대적으로 적은 광 에너지를 제공받더라도 용이하게 소결되며 전극 패턴으로 형성될 수 있다. Thus, the electron ink 510 is sintered as light is provided to form an electrode pattern having conductivity. In particular, when the nanotube-shaped composite material is included, since the light absorption rate is relatively increased, even if a relatively low light energy is provided, it can be easily sintered and formed into an electrode pattern.

상기 소결유닛(600)은 상기 코팅유닛(100)의 후단에 위치하여, 상기 전자잉크(510)를 선택적으로 소결한다. The sintering unit 600 is located at the rear end of the coating unit 100 to selectively sinter the electron ink 510.

보다 구체적으로, 도 2, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 소결유닛(600)은 광조사롤러(610), 광조사유닛(620) 및 마스크(630)를 포함한다. More specifically, referring to FIGS. 2, 4A and 4B, the sintering unit 600 includes a light irradiation roller 610, a light irradiation unit 620, and a mask 630.

상기 광조사롤러(610)는 원통형 형상의 롤러로서 상기 기판(500)은 상기 광조사롤러(610)의 상면에 실장되며 상기 광조사롤러(610)의 회전에 따라 상기 기판(500)은 이송된다. The light irradiation roller 610 is a cylindrical roller, the substrate 500 is mounted on the upper surface of the light irradiation roller 610 and the substrate 500 is transported according to the rotation of the light irradiation roller 610. .

도 2에서는 상기 광조사롤러(610)가 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 기판(500)은 상측으로부터 하측으로 이송된다. In FIG. 2, as the light irradiation roller 610 rotates counterclockwise, the substrate 500 is transferred from the upper side to the lower side.

이 경우, 상기 마스크(630)는 상기 광조사롤러(610)의 상면, 즉 외주면을 따라 실장되며, 고정된다. In this case, the mask 630 is mounted along the upper surface of the light irradiation roller 610, that is, the outer peripheral surface, and fixed.

이에 따라, 상기 마스크(630)는 상기 광조사롤러(610)가 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 마스크(630)도 상기 광조사롤러(610)에 고정된 상태에서 반시계방향으로 회전하게 된다. Accordingly, the mask 630 is rotated in the counterclockwise direction while the mask 630 is fixed to the light irradiation roller 610 as the light irradiation roller 610 is rotated in the counterclockwise direction.

상기 마스크(630)는 상기 광조사유닛(620)으로부터 발생되는 광을 차단하여 상기 전자잉크(510)가 소결되지 않도록 하는 것으로, 최종적으로 상기 기판(500) 상에 형성되는 전극 패턴(540)의 형상 및 배열 등을 고려하여 미리 제작된다. The mask 630 blocks light generated from the light irradiation unit 620 so that the electron ink 510 is not sintered, and finally, the electrode pattern 540 formed on the substrate 500. It is manufactured in advance in consideration of shape and arrangement.

또한, 상기 마스크(630)는 상기 광조사롤러(610)의 외주면을 따라 부착되어 고정되므로, 상세한 내용은 후술하겠으나, 상기 전극 패턴(540)의 면적을 고려하여 반복적인 패턴으로 형성되어 상기 광조사롤러(610)의 외주면에 고정될 수 있다. 상기 광조사유닛(620)은 상기 광조사롤러(610)의 내부에 위치하여 상기 기판(500)을 향해 광(621)을 제공한다. In addition, since the mask 630 is attached and fixed along the outer circumferential surface of the light irradiation roller 610, details will be described later. However, the mask 630 is formed in a repetitive pattern in consideration of the area of the electrode pattern 540. It may be fixed to the outer peripheral surface of the roller 610. The light irradiation unit 620 is located inside the light irradiation roller 610 to provide the light 621 toward the substrate 500.

이 경우, 상기 광조사유닛(620)으로부터 제공되는 광은 IPL(intense pulsed light)이며, 면(面)광원으로 상기 기판(500)을 향해 제공된다. In this case, the light provided from the light irradiation unit 620 is IPL (intense pulsed light), and is provided toward the substrate 500 as a surface light source.

한편, 본 실시예에서는 상기 기판(500)의 제1 면(501)이 상기 마스크(630)와 마주하도록 배치되며, 상기 제1 면(501) 상에 상기 전자잉크(510)가 도포되므로, 상기 광조사유닛(620)으로부터 제공되는 광(621)은, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 마스크(630)에 의해 가려지는 부분을 제외하고는 상기 전자잉크(510)를 향해 직접 제공된다. Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the first surface 501 of the substrate 500 is disposed to face the mask 630, and the electronic ink 510 is coated on the first surface 501. The light 621 provided from the light irradiation unit 620 is provided directly toward the electron ink 510 except for the portion covered by the mask 630 as shown in FIGS. 4A and 4B. .

이를 위해, 상기 광조사롤러(610)의 내부는 투명하거나 빈 상태로 형성되며, 상기 광조사롤러(610)의 외주면도 투명하게 형성되어야 한다. To this end, the inside of the light irradiation roller 610 is formed in a transparent or empty state, the outer peripheral surface of the light irradiation roller 610 should also be formed transparent.

또한, 상기 광조사유닛(620)은 상기 광조사롤러(610)의 중앙에 위치하여 고정되며, 도시하지는 않았으나, 별도의 제어부를 통해 상기 광조사유닛(620)의 조사 간격, 조사 시간, 광 조사량 등이 제어될 수 있다. In addition, the light irradiation unit 620 is fixed in the center of the light irradiation roller 610, although not shown, the irradiation interval, the irradiation time, the light irradiation amount of the light irradiation unit 620 through a separate control unit And the like can be controlled.

상기 광조사유닛(620)은 도 2에 도시된 바와 같이, 외면에 광차단부(621)가 위치하여, 상기 광조사유닛(620)에서 발생되는 광의 조사 범위를 제어할 수 있다. As illustrated in FIG. 2, the light irradiation unit 620 may include a light blocking unit 621 located at an outer surface thereof to control an irradiation range of light generated by the light irradiation unit 620.

상기 기판(500)은 연속적으로 이송되며, 상기 기판(500) 상에는 전극 패턴(540)이 반복적으로 형성되는데, 상기 기판(500) 상에 반복적으로 형성되는 전극 패턴(540) 중 어느 하나가 차지하는 면적을 고려하여 상기 광조사유닛(620)의 조사 범위가 결정될 수 있다. The substrate 500 is continuously transferred, and the electrode pattern 540 is repeatedly formed on the substrate 500, and the area occupied by any one of the electrode patterns 540 repeatedly formed on the substrate 500. In consideration of this, the irradiation range of the light irradiation unit 620 may be determined.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하나의 전극 패턴(540)의 상기 기판(500)의 이송 방향을 따른 길이가 S1(제1 위치)~S2(제2 위치)라고 가정하면, 상기 광조사유닛(620)으로부터 조사되는 광의 인가 영역(X)도 상기 S1~S2 사이의 영역, 즉 상기 광조사롤러(610)의 원호의 길이(L)에 해당되는 영역으로 설정되는 것이 필요하다. For example, as shown in FIG. 2, assuming that the length of the one electrode pattern 540 along the transfer direction of the substrate 500 is S1 (first position) to S2 (second position), The application area X of the light irradiated from the light irradiation unit 620 is also required to be set to the area between the S1 to S2, that is, the area corresponding to the length L of the arc of the light irradiation roller 610. .

이를 위해, 상기 광차단부(621)는 상기 하나의 전극 패턴(540)의 길이에 관한 정보를 미리 획득하여, 상기 광조사유닛(620)으로부터 제공되는 광의 인가 영역(X)을 설정할 수 있다. To this end, the light blocking unit 621 may acquire information regarding the length of the one electrode pattern 540 in advance, and set the application area X of the light provided from the light irradiation unit 620.

한편, 상기 마스크(630)에 형성되는 마스크 패턴 역시, 상기 하나의 전극 패턴(540)의 길이에 관한 정보를 미리 획득하여, 상기 광조사롤러(610)의 원호의 길이(L)에 해당되는 영역, 즉 상기 광조사유닛(620)이 한번 조사되는 경우 광의 인가 영역(X)에만 하나의 마스크 패턴이 형성되는 것이 필요하다. On the other hand, the mask pattern formed on the mask 630 is also obtained by obtaining information on the length of the one electrode pattern 540 in advance, the area corresponding to the length (L) of the arc of the light irradiation roller 610 That is, when the light irradiation unit 620 is irradiated once, it is necessary to form one mask pattern only in the application region X of the light.

이 경우, 상기 광조사롤러(610)는 연속적으로 회전하며 상기 기판(500)을 이송시키므로, 상기 광조사유닛(620)이 광을 조사하는 때에 상기 광조사롤러(610)가 회전하며 상기 기판(500)을 이송시킨다면, 상기 광조사유닛(620)은 상기 광의 인가 영역(X)이 상기 기판(500)의 이송에 따라 회전되도록 상기 광차단부(621)에 의한 광 차단 영역의 범위가 제어될 수 있다. In this case, since the light irradiation roller 610 is continuously rotated to transfer the substrate 500, when the light irradiation unit 620 is irradiated with light, the light irradiation roller 610 is rotated and the substrate ( When the light source 500 is transferred, the light irradiation unit 620 may control the range of the light blocking area by the light blocking unit 621 such that the light applying area X is rotated according to the transfer of the substrate 500. Can be.

이와 달리, 상기 광조사롤러(610)는 상기 광조사유닛(620)에 의해 광이 조사되는 때에는 회전을 중단하여 상기 기판(500)의 이송을 중단하도록 제어될 수도 있다. Alternatively, the light irradiation roller 610 may be controlled to stop the transfer of the substrate 500 by stopping the rotation when light is irradiated by the light irradiation unit 620.

또한, 상기 광조사유닛(620)은 광조사를 통해 상기 하나의 전극 패턴(540)이 형성된 후, 다음 전극 패턴의 형성을 위해서는, 상기 광조사롤러(610)의 회전에 의해 상기 기판(500)이 소정 영역 이상 이송된 후, 광을 재조사하여야 한다. In addition, the light irradiation unit 620 after the one electrode pattern 540 is formed through light irradiation, in order to form the next electrode pattern, the substrate 500 by the rotation of the light irradiation roller 610 After more than this predetermined area, the light must be irradiated again.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광조사유닛(620)의 광조사시 상기 광조사롤러(610)가 정지한 상태라면, 상기 광조사유닛(620)에 의해 광이 조사되어 상기 전자잉크(510)의 소결이 종료된 후, 상기 기판(500)의 상기 제1 위치(S1)가 적어도 상기 제2 위치(S2) 이상으로 이송된 이후 상기 광조사유닛(620)은 광을 재조사하여야 한다. For example, as shown in FIG. 2, if the light irradiation roller 610 is stopped when the light irradiation unit 620 is irradiated with light, the light is irradiated by the light irradiation unit 620 so that the light is irradiated. After the sintering of the electron ink 510 is completed, the light irradiation unit 620 re-irradiates light after the first position S1 of the substrate 500 is transferred to at least the second position S2. shall.

즉, 상기 광조사유닛(620)은 상기 기판(500)에 최종적으로 형성되는 전극 패턴(540)의 길이 이상으로 상기 기판(500)이 이송된 후, 재조사되는 것이 필요하다. That is, the light irradiation unit 620 needs to be irradiated after the substrate 500 is transferred to a length greater than or equal to the length of the electrode pattern 540 finally formed on the substrate 500.

또한, 이러한 상기 광조사유닛(620)의 재조사 간격을 고려하여, 상기 광조사롤러(610) 상에 형성되는 상기 마스크(630)의 패턴도 동일하게 반복적으로 형성되는 것이 필요하다. In addition, in consideration of the re-irradiation interval of the light irradiation unit 620, the pattern of the mask 630 formed on the light irradiation roller 610 is also required to be formed in the same iteratively.

즉, 하나의 전극 패턴의 상기 기판(500)의 이송방향으로의 길이가 상기 광조사롤러(610)의 원호의 길이보다 작다면, 상기 마스크(630)도 동일한 패턴이 반복적으로 형성되며 상기 광조사롤러(610) 상에 고정되어야 한다. That is, if the length of one electrode pattern in the transport direction of the substrate 500 is smaller than the length of the arc of the light irradiation roller 610, the same pattern is repeatedly formed in the mask 630 and the light irradiation. It must be fixed on the roller 610.

이상과 같이, 상기 광조사유닛(620)에 의해 인가되는 광조사 영역(X) 및 이에 따른 상기 광차단부(621)의 광 차단 면적, 상기 마스크(630)에 형성되는 하나의 마스크 패턴의 면적 등은 상기 기판(500) 상에 형성되는 하나의 전극 패턴(540)의 면적을 고려하여 미리 설정될 수 있다. As described above, the light irradiation area X applied by the light irradiation unit 620, the light blocking area of the light blocking unit 621, and the area of one mask pattern formed on the mask 630. The back may be preset in consideration of the area of one electrode pattern 540 formed on the substrate 500.

또한, 상기 광조사유닛(620)에 의해 인가되는 광 조사 간격 및 광 조사 시간은 상기 기판(500)의 이송 속도, 즉 상기 광조사롤러(610)의 회전 속도와 동기화되어 제어되어야 한다. In addition, the light irradiation interval and the light irradiation time applied by the light irradiation unit 620 should be controlled in synchronization with the feed rate of the substrate 500, that is, the rotation speed of the light irradiation roller 610.

이상과 같이, 상기 광조사유닛(620)에 의해 인가되는 광에 의해 상기 광조사롤러(610) 상에서 이송되며 상기 전자잉크(510)는 소결된다. As described above, the light is transferred from the light irradiation roller 610 by the light applied by the light irradiation unit 620 and the electron ink 510 is sintered.

즉, 본 실시예에서는, 상기 광조사롤러(610) 상 마스크가 실장된 상태에서 상기 마스크(630)의 외면을 따라 상기 기판(500)이 이송되므로, 종래 평면 마스크를 사용하여 기판이 평면상에서 이송되는 경우와 비교하여, 상기 기판(500)의 밀착성이 향상되며, 이에 따라 유연성 기판에 미세 전극 패턴을 상대적으로 용이하고 우수한 생산성으로 제작할 수 있다. That is, in this embodiment, since the substrate 500 is transferred along the outer surface of the mask 630 in a state where the mask on the light irradiation roller 610 is mounted, the substrate is transferred on a plane using a conventional planar mask. Compared to the case, the adhesion of the substrate 500 is improved, and thus, the fine electrode pattern can be produced on the flexible substrate with relatively easy and excellent productivity.

특히, 상기 기판(500)은 상기 마스크(630)와 함께 이송되며 광을 제공받아 소결되므로, 종래 평면 상에서 수행되는 광소결 공정과 대비하여, 광 지연이 발생하지 않고, 이에 따라 보다 정확하고 정밀하게 미세 전극 패턴을 형성할 수 있다. In particular, since the substrate 500 is transported together with the mask 630 and receives light, the substrate 500 is sintered, so that light delay does not occur as compared with the light sintering process performed on a conventional plane, and thus more accurately and precisely. A fine electrode pattern can be formed.

나아가, 본 실시예에서는 상기 전자잉크(510)는 앞서 설명한 금속분말 외에 나노튜브 형상의 복합재료를 더 포함할 수 있으며, 나노튜브 형상의 복합재료를 더 포함하는 경우, 열 흡수력이 향상되어 상대적으로 적은 열 에너지에 의해서도 효과적인 소결이 발생되며, 특히 상기 전자잉크(510)와 상기 기판(500) 사이에서 융화(fusion) 현상이 발생하여 상기 전자잉크(510)의 소결을 통해 상기 기판(500)과의 결합력이 보다 향상된다. Furthermore, in the present embodiment, the electron ink 510 may further include a nanotube-shaped composite material in addition to the metal powder described above, and when the nanoink-shaped composite material is further included, the heat absorption power is relatively improved. Efficient sintering occurs even with low thermal energy, and in particular, a fusion phenomenon occurs between the electron ink 510 and the substrate 500, and thus, the sintering of the electron ink 510 is performed. The bonding force of is further improved.

즉, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 기판(500)이 상기 광조사롤러(610)를 통과하면, 상기 기판(500) 상에는 상기 광을 인가받아 소결된 소결영역(520)과 상기 광이 차단되어 소결되지 않은 미소결영역(530)이 형성된다. That is, referring to FIGS. 2 and 5, when the substrate 500 passes through the light irradiation roller 610, the sintered region 520 and the light sintered by the light applied to the substrate 500 are separated from each other. Blocked, unsintered fine grain regions 530 are formed.

상기 세정유닛(300)은 상기 소결유닛(600)의 후단에서, 상기 소결되지 않은 미소결영역(530)의 전자잉크(510)를 상기 기판(500)으로부터 제거한다. At the rear end of the sintering unit 600, the cleaning unit 300 removes the electron ink 510 of the unsintered microcrystalline region 530 from the substrate 500.

보다 구체적으로, 상기 세정유닛(300)은 세정천 공급롤(310), 세정액 제공부(320), 세정롤(330) 및 압축롤(340)을 포함한다. More specifically, the cleaning unit 300 includes a cleaning cloth supply roll 310, the cleaning liquid supply unit 320, the cleaning roll 330 and the compression roll 340.

상기 세정천 공급롤(310)은 세정천(311)을 상기 세정롤(330)을 향해 공급하며, 상기 세정액 제공부(320)는 상기 세정천 공급롤(310)과 상기 세정롤(330)의 사이에 위치하여 상기 세정천(311)에 세정액을 제공한다. The cleaning cloth supply roll 310 supplies the cleaning cloth 311 toward the cleaning roll 330, and the cleaning solution supply unit 320 is provided with the cleaning cloth supply roll 310 and the cleaning roll 330. Located between the cleaning cloth is provided to the cleaning cloth (311).

상기 세정롤(330)은 상기 기판(500)을 이송시키며, 상기 기판(500)에 대한 세정을 수행한다. The cleaning roll 330 transfers the substrate 500 and performs cleaning on the substrate 500.

즉, 상기 세정천(311)이 상기 기판(500)과 상기 세정롤(330)의 외주면 사이로 통과되며 상기 세정천(311)의 세정액이 상기 기판(500) 상의 미소결영역(530)에 위치한 상기 전자잉크(510)를 제거한다. That is, the cleaning cloth 311 passes between the substrate 500 and the outer circumferential surface of the cleaning roll 330, and the cleaning liquid of the cleaning cloth 311 is located in the green grain region 530 on the substrate 500. The electronic ink 510 is removed.

이 경우, 상기 압축롤(340)은 상기 세정롤(330)의 전방 및 후방에서 상기 세정롤(330)로 이송되거나 상기 세정롤(330)로부터 토출되는 상기 기판(500)에 압력을 인가하여 상기 기판(500)과 상기 세정천(311)의 접촉력을 향상시킨다. In this case, the compression roll 340 is applied to the substrate 500 is transferred to the cleaning roll 330 in the front and rear of the cleaning roll 330 or discharged from the cleaning roll 330 to the The contact force between the substrate 500 and the cleaning cloth 311 is improved.

그리하여, 상기 세정천(311)에 의한 상기 미소결영역(530)의 전자잉크(510)의 제거효율을 향상시킨다. Thus, the removal efficiency of the electron ink 510 of the green grain region 530 by the cleaning cloth 311 is improved.

상기 건조유닛(400)은 상기 세정유닛(300)의 후단에 위치하여, 상기 세정 공정에서 상기 기판(500)에 잔류한 세정액을 건조한다. The drying unit 400 is located at a rear end of the cleaning unit 300 to dry the cleaning liquid remaining on the substrate 500 in the cleaning process.

그리하여, 도 6을 참조하면, 상기 기판(500) 상에는 상기 전극 패턴(540)만 잔류하게 되어, 상기 전극 패턴의 제작이 완성된다. Thus, referring to FIG. 6, only the electrode pattern 540 remains on the substrate 500, so that the production of the electrode pattern is completed.

도 7은 도 1의 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 전극 패턴 제작 방법을 도시한 순서도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating an electrode pattern manufacturing method using the electrode pattern manufacturing system of FIG. 1.

도 1 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 전극 패턴 제작 방법에서는, 우선, 상기 기판(500)의 제1 면(501) 상에 상기 코팅유닛(100)을 이용하여 상기 전자잉크(510)를 도포한다(단계 S10). 1 and 7, in the electrode pattern manufacturing method according to the present embodiment, first, the electronic ink 510 on the first surface 501 of the substrate 500 using the coating unit 100. ) Is applied (step S10).

이렇게 상기 전자잉크(510)가 도포된 상기 기판(500)은 상기 소결유닛(600)으로 제공되며, 상기 소결유닛(600)에서는, 상기 기판(500)의 제1 면(501)이 상기 광조사롤러(610)의 외주면을 향한 상태에서 상기 기판(500)을 이송시킨다. The substrate 500 coated with the electron ink 510 is provided to the sintering unit 600. In the sintering unit 600, the first surface 501 of the substrate 500 is irradiated with the light. The substrate 500 is transferred while facing the outer circumferential surface of the roller 610.

또한, 상기 기판(500)의 전자잉크(510)와 상기 광조사롤러(610)의 외주면에 위치한 마스크(630)가 서로 접촉한 상태에서, 상기 광조사유닛(620)에 의해 광을 상기 전자잉크(510)로 제공하여, 상기 전자잉크(510)를 선택적으로 소결한다(단계 S20). In addition, the electron ink 510 of the substrate 500 and the mask 630 disposed on the outer circumferential surface of the light irradiation roller 610 are in contact with each other, and the light is emitted by the light irradiation unit 620. 510 to selectively sinter the electronic ink 510 (step S20).

즉, 상기 기판(500)에 도포된 상기 전자잉크(510) 중, 상기 마스크(630)에 의해 차단된 부분은 소결되지 않으며, 상기 마스크(630)에 의해 차단되지 않은 부분은 소결된다. That is, the portion blocked by the mask 630 of the electron ink 510 applied to the substrate 500 is not sintered, and the portion not blocked by the mask 630 is sintered.

이와 같이, 상기 전자잉크(510)가 상기 소결유닛(600)에 의해 선택적으로 소결된 후, 상기 세정유닛(300)은 상기 소결되지 않은 기판 상의 전자잉크를 상기 기판(500)으로부터 제거한다(단계 S30). As such, after the electron ink 510 is selectively sintered by the sintering unit 600, the cleaning unit 300 removes the electron ink on the unsintered substrate from the substrate 500 (step S30).

이 경우, 상기 세정유닛(300)은 도 1에 도시된 와이핑(wiping) 방법 외의 다양한 방법으로 상기 소결되지 않은 전자잉크를 제거할 수 있으며, 예를 들어, 상기 전자잉크를 점착성 테이프를 이용하여 제거하거나, 상기 전자잉크를 선택적으로 제거하는 용매를 이용하여 와싱(washing)하여 제거하거나, 상기 용매가 저장된 수조에 침지시켜 상기 전자잉크를 용해시키며 제거할 수도 있다. In this case, the cleaning unit 300 may remove the unsintered electronic ink by various methods other than the wiping method shown in FIG. 1, for example, by using an adhesive tape as the electronic ink. It may be removed or washed by using a solvent for selectively removing the electronic ink, or the electronic ink may be dissolved and removed by immersing the solvent in a water tank.

이 후, 상기 건조유닛(400)은 상기 세정유닛(300)을 통한 세정 공정에서 상기 소결된 전자잉크(510) 또는 상기 기판(500) 상에 잔류한 세정액 등을 건조시킨다(단계 S40). Thereafter, the drying unit 400 dries the sintered electronic ink 510 or the cleaning liquid remaining on the substrate 500 in the cleaning process through the cleaning unit 300 (step S40).

그리하여, 상기 기판(500) 상에는 전극 패턴(540)이 잔류하며 형성된다. Thus, an electrode pattern 540 remains on the substrate 500.

본 발명의 실시예들에 의하면, 마스크가 광조사롤러에 실장된 상태에서, 기판이 상기 마스크 상에서 상기 광조사롤러의 회전에 따라 이송되고, 상기 기판의 이송과 함께 상기 기판 상의 전자잉크를 소결하여 전극 패턴을 형성할 수 있으므로, 롤투롤 연속 인쇄 공정을 적용할 수 있어, 전극 패턴 형성의 공정성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, in a state in which a mask is mounted on a light irradiation roller, a substrate is transferred on the mask according to the rotation of the light irradiation roller, and the electron ink on the substrate is sintered together with the transfer of the substrate. Since an electrode pattern can be formed, a roll-to-roll continuous printing process can be applied and the processability and productivity of electrode pattern formation can be improved.

또한, 상기 마스크가 실장된 광조사 롤러를 이용할 경우, 평면 마스크를 사용한 경우보다 기판과의 밀착 측면에 유리하고, 이는 특히 롤투롤 연속 공정에서도 밀착이 용이하여 유연성 기판에 미세 전극 패턴을 상대적으로 용이하고 우수한 생산성으로 제작할 수 있다. In addition, in the case of using the light irradiation roller mounted with the mask, it is advantageous to the close contact with the substrate than the case of using a flat mask, which is particularly easy to adhere even in the roll-to-roll continuous process, it is relatively easy to fine electrode pattern on the flexible substrate It can be produced with excellent productivity.

이 경우, 상기 전자잉크의 소결에 있어, 광이 마스크를 통해 패턴 일부에만 순간적으로 조사되기 때문에 열변형 등의 발생이 쉬운 유연성 기판에서 정밀한 전극 패턴을 높은 생산성으로 형성할 수 있다. In this case, in the sintering of the electronic ink, since the light is irradiated to only a part of the pattern instantaneously through the mask, it is possible to form a precise electrode pattern with high productivity on a flexible substrate that is easy to generate heat deformation.

특히, 상기 IPL 광을 제공하는 광조사유닛은 면광원으로서, 상기 광조사롤러의 원주면의 일부에 면광원을 제공하여 상기 기판의 일정 면적에 대하여 일시에 전극 패턴을 형성하므로, 전극 패턴 형성의 생산성이 향상된다. 또한, 상기 광조사유닛은 기판의 이송에 따라 필요한 순간에 단속적으로 광을 제공하면 충분하므로 상기 기판에 제공되는 열에너지가 상대적으로 낮게 유지되어 기판의 변형을 최소화할 수 있다. Particularly, the light irradiation unit for providing the IPL light is a surface light source, which provides a surface light source to a part of the circumferential surface of the light irradiation roller to form an electrode pattern at a time with respect to a predetermined area of the substrate. Productivity is improved. In addition, since the light irradiation unit is sufficient to provide light intermittently at the moment required according to the transfer of the substrate, the thermal energy provided to the substrate can be kept relatively low to minimize deformation of the substrate.

이 경우, 상기 광조사유닛의 외면에는 광차단부가 형성되어, 상기 기판으로 제공되는 광의 범위를 제한할 수 있어 불필요한 영역에서 상기 전자잉크가 소결되는 것을 방지하고 전극 패턴을 균일하게 형성할 수 있다. In this case, a light blocking portion may be formed on an outer surface of the light irradiation unit to limit the range of light provided to the substrate, thereby preventing the electron ink from sintering in an unnecessary area and uniformly forming an electrode pattern.

한편, 상기 전자잉크가 금속분말에 복합재료를 포함하면, 면광원에 대한 광흡수율을 향상시켜 상대적으로 적은 에너지로 소결 공정을 효과적으로 수행할 수 있다. On the other hand, if the electron ink includes a composite material in the metal powder, it is possible to effectively perform the sintering process with a relatively low energy by improving the light absorption for the surface light source.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

본 발명에 따른 전극 패턴 제작용 소결유닛, 상기 소결유닛을 이용한 전극패턴 제작 시스템 및 상기 전극 패턴 제작 시스템을 이용한 롤투롤 전극 패턴 제작 방법은 고유연성을 갖는 소자나 웨어러블 디바이스 등의 제작에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The sintering unit for producing an electrode pattern according to the present invention, the electrode pattern manufacturing system using the sintering unit and the roll-to-roll electrode pattern manufacturing method using the electrode pattern manufacturing system can be used in the production of devices or wearable devices having high flexibility Has industrial applicability.

10 : 롤투롤 전극 패턴 제작 시스템
100 : 코팅유닛 600 : 소결유닛
300 : 세정유닛 310 : 세정천 공급롤
320 : 세정액 제공부 330 : 세정롤
340 : 압축롤 400 : 건조유닛
500 : 기판 510 : 전자잉크
520 : 소결영역 530 : 미소결영역
610 : 광조사롤러 620 : 광조사유닛
630 : 마스크10: roll to roll electrode pattern production system
100: coating unit 600: sintering unit
300: cleaning unit 310: cleaning cloth supply roll
320: cleaning liquid supply unit 330: cleaning roll
340: compression roll 400: drying unit
500: substrate 510: electronic ink
520: sintered area 530: micro grain area
610: light irradiation roller 620: light irradiation unit
630: mask

Claims (13)

상면에 마스크가 실장되며 기판을 이송시키는 광조사롤러; 및
상기 광조사롤러의 내부에 위치하여 전자잉크로 광을 제공하여 상기 전자잉크를 선택적으로 소결시키는 광조사유닛을 포함하고,
상기 전자잉크는 상기 기판의 제1 면에 도포되고,
상기 기판은 상기 제1 면이 상기 마스크와 마주하고, 상기 전자잉크는 상기 마스크와 서로 접촉한 상태에서 상기 마스크와 함께 상기 광조사롤러의 회전에 따라 회전하며,
상기 마스크는, 상기 전자잉크의 형상을 변화시키지 않은 상태에서, 상기 광을 차단하여 상기 전자잉크가 소결되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작용 소결유닛. A light irradiation roller which mounts a mask on the upper surface and transfers the substrate; And
A light irradiation unit positioned in the light irradiation roller to provide light to the electron ink to selectively sinter the electron ink,
The electron ink is applied to the first surface of the substrate,
The substrate is rotated in accordance with the rotation of the light irradiation roller with the mask in the state in which the first surface is facing the mask, the electron ink is in contact with the mask,
The mask is a sintering unit for producing an electrode pattern, characterized in that to prevent the electron ink from being sintered by blocking the light without changing the shape of the electron ink. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 광조사유닛은,
상기 광조사롤러의 원주면의 일부에 면광원을 제공하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작용 소결유닛. The method of claim 1, wherein the light irradiation unit,
Sintering unit for producing an electrode pattern, characterized in that to provide a surface light source on a portion of the circumferential surface of the light irradiation roller. 제4항에 있어서, 상기 광조사유닛은,
상기 기판이, 상기 면광원이 제공되는 상기 원주면의 원호의 길이 이상으로 상기 광조사롤러에 의해 이송된 후, 재조사되는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작용 소결유닛. The method of claim 4, wherein the light irradiation unit,
And the substrate is transported by the light irradiation roller more than the length of the arc of the circumferential surface on which the surface light source is provided, and then irradiated again. 제4항에 있어서, 상기 면광원은,
IPL(intense pulsed light)인 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작용 소결유닛. The method of claim 4, wherein the surface light source,
Sintering unit for producing an electrode pattern, characterized in that the IPL (intense pulsed light). 제4항에 있어서,
상기 광조사유닛의 외면의 일부에는 광차단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작용 소결유닛. The method of claim 4,
Sintering unit for producing an electrode pattern, characterized in that the light blocking portion is formed on a portion of the outer surface of the light irradiation unit. 기판의 제1 면 상에 전자잉크를 도포하는 코팅유닛;
상면에 마스크가 실장되며 상기 전자잉크가 도포된 기판을 이송시키는 광조사롤러, 및 상기 광조사롤러의 내부에 위치하여 상기 전자잉크로 광을 제공하여 상기 전자잉크를 선택적으로 소결시키는 광조사유닛을 포함하는 소결유닛;
상기 소결유닛의 후단에서 상기 소결되지 않은 전자잉크를 상기 기판으로부터 제거하는 세정유닛; 및
상기 세정유닛의 후단에서 상기 소결된 전자잉크 및 상기 기판을 건조하는 건조유닛을 포함하고,
상기 기판은 상기 제1 면이 상기 마스크와 마주하고, 상기 전자잉크는 상기 마스크와 서로 접촉한 상태에서 상기 마스크와 함께 상기 광조사롤러의 회전에 따라 회전하며,
상기 마스크는, 상기 전자잉크의 형상을 변화시키지 않은 상태에서, 상기 광을 차단하여 상기 전자잉크가 소결되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작시스템. A coating unit for coating the electronic ink on the first surface of the substrate;
A light irradiation roller which mounts a mask on an upper surface of the substrate and transfers the substrate on which the electron ink is applied, and a light irradiation unit which is disposed inside the light irradiation roller to provide light to the electron ink to selectively sinter the electron ink. Sintering unit comprising;
A cleaning unit for removing the unsintered electron ink from the substrate at a rear end of the sintering unit; And
A drying unit for drying the sintered electron ink and the substrate at a rear end of the cleaning unit,
The substrate is rotated in accordance with the rotation of the light irradiation roller with the mask in the state in which the first surface is facing the mask, the electron ink is in contact with the mask,
The mask is an electrode pattern manufacturing system, characterized in that the electronic ink is not sintered by blocking the light, without changing the shape of the electronic ink. 제8항에 있어서, 상기 전자잉크는,
반도체 잉크 또는 전도성 잉크인 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작시스템. The method of claim 8, wherein the electronic ink,
Electrode pattern production system, characterized in that the semiconductor ink or conductive ink. 제9항에 있어서, 상기 전자잉크는,
구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag) 및 백금(Pt) 중 어느 하나의 금속의 분말을 포함하거나, 상기 금속의 분말에 탄소(carbon), 그래핀(graphene) 및 흑연(graphite) 중 어느 하나를 포함하는 복합재료가 추가된 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작시스템.The method of claim 9, wherein the electronic ink,
Powder of any one metal of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag) and platinum (Pt), or carbon (carbon), Electrode pattern production system characterized in that the composite material containing any one of graphene (graphene) and graphite is added. 제8항에 있어서,
상기 기판은 연속으로 공급되는 유연(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작시스템. The method of claim 8,
The substrate is an electrode pattern manufacturing system, characterized in that the flexible (flexible) substrate is supplied continuously. 기판의 제1 면 상에 전자잉크를 도포하는 단계;
상기 전자잉크가 도포된 기판을 마스크가 상면에 실장된 광조사롤러에 의해 이송시키며, 상기 광조사롤러의 내부에 위치한 광조사유닛으로부터 제공되는 광을 통해 상기 전자잉크를 선택적으로 소결하는 단계;
상기 소결되지 않은 전자잉크를 상기 기판으로부터 제거하는 단계; 및
상기 소결된 전자잉크 및 상기 기판을 건조하는 단계를 포함하고,
상기 기판은 상기 제1 면이 상기 마스크와 마주하고, 상기 전자잉크는 상기 마스크와 서로 접촉한 상태에서 상기 마스크와 함께 상기 광조사롤러의 회전에 따라 회전하며,
상기 마스크는, 상기 전자잉크의 형상을 변화시키지 않은 상태에서, 상기 광을 차단하여 상기 전자잉크가 소결되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작방법. Applying an electron ink on the first side of the substrate;
Transferring the substrate on which the electron ink is applied by a light irradiation roller having a mask mounted on the upper surface thereof, and selectively sintering the electron ink through light provided from a light irradiation unit located inside the light irradiation roller;
Removing the unsintered electron ink from the substrate; And
Drying the sintered electron ink and the substrate;
The substrate is rotated in accordance with the rotation of the light irradiation roller with the mask in the state in which the first surface is facing the mask, the electron ink is in contact with the mask,
The mask is a method of producing an electrode pattern, characterized in that to prevent the electron ink from sintering by blocking the light in a state that does not change the shape of the electron ink. 제12항에 있어서, 상기 전자잉크를 선택적으로 소결하는 단계에서,
상기 전자잉크가 도포된 기판은 상기 광조사롤러에 의해 연속적으로 이송되며,
상기 광조사유닛은 상기 전자잉크가 도포된 기판을 향해 단속적으로 면광원을 제공하는 것을 특징으로 하는 전극 패턴 제작방법.The method of claim 12, wherein in the step of selectively sintering the electronic ink,
The substrate on which the electron ink is applied is continuously transferred by the light irradiation roller,
The light irradiation unit is an electrode pattern manufacturing method, characterized in that to provide an intermittent surface light source toward the substrate on which the electron ink is applied.
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