KR20090120136A - 임프린트 장치 - Google Patents

Abstract

임프린트 장치가 개시된다. 절연재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치로서, 일면에 양각 패턴이 형성되고, 가요성(可撓性)을 지닌 스탬프, 스탬프를 절연재 방향으로 가압하며 회동하는 제1 성형 롤러, 제1 성형 롤러를 통과한 스탬프를 절연재에 밀착시키며 회동하는 고정 롤러, 고정 롤러를 통과한 스탬프와 접하여 회동하는 이형 롤러, 스탬프에 의해 압착되는 절연재를 가열하는 히터, 가열된 절연재가 냉각된 후 상기 이형 롤러를 통과한 상기 스탬퍼와 분리될 수 있도록, 상기 절연재를 냉각시키는 냉각기를 포함하는 임프린트 장치는, 임프린트 공정에서 발생할 수 있는 패턴의 손상을 방지하고, 제품의 품질 및 생산성을 높일 수 있다.

임프린트, 패턴, 스탬프

Description

임프린트 장치 {Device for Imprinting}

본 발명은 임프린트 장치에 관한 것이다.

평판형 디스플레이 장치 또는 인쇄회로기판 등에 사용되는 절연성 수지에 규칙이고 반복적인 패턴을 형성하는 방법으로 임프린트 방식이 사용되어 왔다. 절연성 수지에 임프린트 방식으로 패턴을 형성하는 방법은 원통형의 롤 타입 스탬프(Roll Type Stamp)가 사용되었다.

종래 기술에 따르면 도 1에 도시된 바와 같이 외주면에 양각 패턴이 형성된 스탬프가 회전하고, 회전하는 원통형 스탬프(6)에 의해 절연재(2)에 패턴이 성형되었다. 절연재는 롤러에 의해 스탬프를 통과하도록 이송된다. 이 때 열경화성 수지인 절연재는 약 90~110℃ 의 온도 상태에서 패턴이 형성된다. 그리고 곧 회전하는 스탬프의 양각 패턴은 절연재와 분리된다. 절연재가 스탬프가 분리된 후, 약 170~180℃의 열을 가하여 절연재를 경화시킴으로써 패턴의 형상을 완성한다.

종래 기술에 따르면 열경화성 수지을 특성을 지닌 절연재가 경화되기 전에 스탬프가 분리된다. 따라서 경화가 진행되지 않은 절연재에 의해 스탬프가 오염되는 문제가 발생한다. 또한 스탬프가 이형된 후, 공정 상의 여러 요인에 의해 패턴이 무너지는 문제도 발생한다. 즉 패턴이 스탬프로부터 분리되고, 경화되기 전에 패턴이 손상될 우려가 있다.

본 발명은 스탬프와 절연재 사이의 이형성을 높여 스탬프의 오염 및 패턴의 손상을 방지할 수 있는 임프린트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 절연재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치로서, 일면에 양각 패턴이 형성되고, 가요성(可撓性)을 지닌 스탬프, 스탬프를 절연재 방향으로 가압하며 회동하는 제1 성형 롤러, 제1 성형 롤러를 통과한 스탬프를 절연재에 밀착시키며 회동하는 고정 롤러, 고정 롤러를 통과한 스탬프와 접하여 회동하는 이형 롤러, 스탬프에 의해 압착되는 절연재를 가열하는 히터, 가열된 절연재가 냉각된 후 상기 이형 롤러를 통과한 상기 스탬퍼와 분리될 수 있도록, 상기 절연재를 냉각시키는 냉각기를 포함하는 임프린트 장치가 제공된다.

그리고 전술한 임프린트 장치는 스탬프가 권취되며, 제1 성형 롤러와 이격되어 스탬프를 제1 성형 롤러 방향으로 이송시키는 제1 이송 롤러, 이형 롤러를 통과한 스탬프가 권취되는 제2 이송 롤러를 더 포함할 수 있다. 이때, 스탬프는 무한궤 도를 형성하는 벨트 형상일 수 있다.

또한 전술한 임프린트 장치는 제1 성형 롤러와 대향하여 위치하며, 절연재를 지지하며 회동하는 제2 성형 롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 임프린트 공정에서 발생할 수 있는 패턴의 손상을 방지하고, 제품의 품질 및 생산성을 높일 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 임프린트 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 절연재(2), 가요성 기판(4), 스탬프(10), 제1 성형 롤러(20), 제2 성형 롤러(22), 고정 롤러(30), 이형 롤러(40), 제1 이송 롤러(50), 제2 이송 롤러(60), 롤러(70), 히터(80), 냉각기(90)가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 절연재(2)에 패턴을 형성하는 임프린트 장치가 개시된다.

본 실시예에 따른 임프린트 장치는 일면에 양각 패턴이 형성되어 있는 스탬프(10)를 구비한다. 스탬프는 가요성을 지니며, 도 2와 같이 제1 이송 롤러(50), 제2 이송 롤러(60), 제1 성형 롤러(20), 고정 롤러(30) 및 이형 롤러(40)의 회동에 의해 무한궤도를 형성하며 움직이는 벨트 형상일 수 있다. 벨트(belt)형 스탬프의 외면에는 반복적이고 규칙적인 양각 패턴이 형성되어 있다. 양각 패턴이 형성된 스탬프의 일면이 절연재(2)에 가압됨으로써 절연재에 패턴이 형성된다.

가요성을 구비한 스탬프(10)는 금속 재질의 시트(Sheet) 또는 폴리머(polymer) 필름 등이 될 수 있다. 금속 재질의 스탬프는 음각 패턴이 형성된 실리콘 마스크에 도금을 수행한 후, 실리콘 마스크를 제거하여 형성할 수 있다. 한편 폴리머 재질의 스탬프는 고분자 잉크를 음각 패턴이 형성된 실리콘 마스크에 도포한 후, 실리콘 마스크를 제거하여 형성할 수 있다.

본 실시예에서 스탬프는 제1 이송 롤러(50) 및 제2 이송 롤러(60)에 권취된다. 제1 이송 롤러(50)와 제2 이송 롤러(60)는 벨트형의 스탬프(10)가 텐션(Tension)을 유지하며 움직일 수 있도록 소정 거리 이격되어 회동한다. 그리고 제1 이송 롤러(50)와 제2 이송 롤러(60)의 회동축은 평행하게 형성되어 있다.

또한 제1 이송 롤러(50)와 제2 이송 롤러(60) 중 적어도 어느 하나에는 구동부가 결합되어, 스탬프(10)가 이송되는 구동력을 제공될 수 있다. 따라서 스탬프(10)는 제1 이송 롤러(50)와 제2 이송 롤러(60)에 권취되어 무한궤도를 형성하며 움직일 수 있다.

그리고 제1 이송 롤러(50)와 이격되어 제1 성형 롤러(20)가 위치하며, 제1 성형 롤러와 인접하는 위치에 제2 성형 롤러(22)가 위치한다. 제1 성형 롤러와 제2 성형 롤러는, 한 쌍의 롤러 사이에 삽입되는 개재물을 누르는 압연 롤러와 상응하는 구조로 배치된다. 즉 본 실시예에 따르면 제2 성형 롤러(22)는 제1 성형 롤러(20)와 대향하여 위치한다.

한편, 제1 이송 롤러(50)가 회동함에 따라 스탬프(10)는 제1 성형 롤러(20) 방향으로 이송된다. 제1 성형 롤러(20) 방향으로 움직이는 스탬프는 절연재(2)와 함께 제1 성형 롤러 및 제2 성형 롤러(22) 사이를 통과한다.

본 실시예에서 절연재는 가요성 기판(4) 위에 형성되어 제1 성형 롤러(20)와 제2 성형 롤러(22) 방향으로 이송될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 가요성 기판(4)에 형성된 절연재는 롤러(70)에 권취되며, 제1 성형 롤러(20) 및 제2 성형 롤러를 통과하도록 움직인다.

이때 제1 성형 롤러(20)는 스탬프(10)를 절연재(2)방향으로 가압하며 회동하고, 제2 성형 롤러(22)는 절연재를 지지하며 회동한다. 이에 따라 스탬프와 절연재는 제1 성형 롤러(20)와 제2 성형 롤러(22) 사이에 개재된 상태에서 각각 압력이 가해진다. 본 실시예에 따르면 제1 성형 롤러와 제2 성형 롤러에 의해 스탬프와 절연재에는 약 1.5kgf/㎠의 압력이 가해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 스탬프에 의해 가압되어 패턴이 형성되는 절연재는 열경화성 수지일 수 있다. 이하 열경화성 수지의 특성에 따라 성형 및 경화되는 절연재에 패턴이 형성되는 과정을 설명한다. 본 설명에서는 열경화성 수지의 특성을 가진 절연재를 중심으로 설명하였으나, 가열 및 냉각에 의해 성형과 경화가 이루어지는 절연재는 본 설명에서 설명하는 절연재의 범위에 속한다.

제1 성형 롤러(20)와 제2 성형 롤러(22) 사이에 개재되어 스탬프에 의해 가압되는 절연재는, 히터(80)에 의해 절연재(2)가 성형될 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 도 2의 A 구간은 스탬프에 의해 패턴이 절연재에 형성되는 구간이다. 따라서 A 구간에서 절연재는 절연재에 패턴이 용이하게 형성될 수 있는 성형 온도인 약 100℃ 로 가열된다.

본 실시예에 따르면 제1 성형 롤러(20)와 제2 성형 롤러(22)의 압력에 의해 절연재(2)에 패턴이 형성된다. 절연재에 패턴이 형성된 후, 제1 성형 롤러와 제2 성형 롤러가 상호 회동함에 따라 가압된 스탬프(10)와 절연재는 고정 롤러(30) 방향으로 함께 움직인다.

도 2와 같이 제1 성형 롤러(20)와 제2 성형 롤러(22)를 통과한 스탬프(10)와 절연재(2)는 고정 롤러(30)에 의해 지속적으로 상호 밀착된다. 도 2에 도시된 B 구간에서 고정 롤러는 스탬프(10)에 소정의 압력을 가하며 회동한다. 따라서 고정 롤러를 통과하는 B 구간에서 스탬퍼는 절연재와 이형되지 않고 지속적으로 상호 밀착된다.

스탬프와 밀착되는 절연재, 즉 B 구간에 위치하는 절연재는, 히터(80)에 의해 절연재(2)가 일정 비율 이상 경화될 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 도 2의 B 구간은 절연재가 스탬프로부터 이형될 때, 패턴이 무너지는 것을 방지하기 위하여 절연재를 일정 비율 이상 가경화시키는 구간이다. 따라서 B 구간에서 절연재는 히터(80)에 의해 약 170℃로 가열될 수 있다.

그리고 고정 롤러(30)를 통과한 스탬프(10) 및 절연재(2)는 이형 롤러(40) 방향으로 이송되고, 이형 롤러는 스탬프와 접하여 회동한다. 그리고 밀착된 상태로 움직이는 스탬프(10)와 절연재는 이형 롤러를 통과하며 상호 분리된다. 도 2와 같이 스탬프는 이형 롤러를 통과하면서 일정 경사각을 유지하며 절연재로부터 분리된 다.

이형 롤러(40)를 통과한 스탬프(10)는 제2 이송 롤러(60)에 권취되는데, 이형 롤러(40) 및 제2 이송 롤러(60)의 높이를 변경함으로써 스탬프가 절연재(2)로부터 분리되는 각도(a)를 조절할 수 있다. 스탬프와 절연재가 분리되는 각도(a)가 작을수록 절연재(2)에 형성된 패턴이 보호될 수 있다. 즉 그 각도(a)가 작을수록 스탬프와 절연재는 부드럽게 이형될 수 있다. 본 실시예에 따른 임프린트 장치는 스탬프와 절연재의 특성 및 패턴 형상에 따라 양자가 분리되는 각도를 조절할 수 있는 장점이 있다.

그리고 이형 롤러를 통과하는 절연재는 냉각된 상태에서 스탬프와 분리된다. 도 2의 C 구간은 절연재가 스탬프로부터 이형되는 구간이다. 따라서 패턴의 경화가 일정 비율 이상 완료된 상태에서 스탬프를 분리할 수 있도록, C 구간에서 절연재는 냉각기(90)에 의해 약 30℃ 로 냉각된다.

스탬프와 절연재가 압착된 A와 B 구간에서 절연재는 히터(80)에 의해 성형 온도 및 경화 온도로 가열된다. 그리고 스탬프가 절연재와 이형되는 C 구간에서 절연재는 냉각기(90)에 의해 다시 냉각된다. 따라서 절연재는 냉각된 상태에서 스탬프와 분리된다.

본 실시예에 따르면 절연재(2)에 형성된 패턴은 경화와 냉각 과정을 거친 후 스탬프(10)와 이형되기 때문에, 스탬프가 이형된 후 패턴이 무너지는 문제점을 해결할 수 있다. 즉 스탬프가 이형되는 과정 또는 이형된 후의 공정에서 절연재의 패턴은 쉽게 손상되지 않는다. 또한 본 실시예에서 절연재는 일정 비율 이상 경화된 상태에서 스탬프와 분리되므로 스탬프(10)에 묻어나지 않는다. 따라서 스탬프가 오염되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 절연재(2)가 스탬프(10)로부터 분리된 후, 패턴이 형성된 절연재는 약 180℃에서 다시 한번 경화될 수 있다. B 구간에서 가경화된 절연재는 약 180℃에서 완전 경화되어 패턴 형성이 완료될 수 있다.

상기에서 설명한 절연재의 성형, 경화 및 냉각 온도는 사용되는 절연재의 특성에 따라 조절된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 종래 기술에 따른 임프린트 장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 절연재 4: 가요성 기판

6: 롤 타입 스탬프 8: 롤러

10: 스탬프 20: 제1 성형 롤러

22: 제2 성형 롤러 30: 고정 롤러

40: 이형 롤러 50: 제1 이송 롤러

60: 제2 이송 롤러 70: 롤러

80: 히터 90: 냉각기

Claims (4)

1. 절연재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치로서,

   일면에 양각 패턴이 형성되고, 가요성(可撓性)을 지닌 스탬프;

   상기 스탬프를 상기 절연재 방향으로 가압하며 회동하는 제1 성형 롤러;

   상기 제1 성형 롤러를 통과한 상기 스탬프를 상기 절연재에 밀착시키며 회동하는 고정 롤러;

   상기 고정 롤러를 통과한 상기 스탬프와 접하여 회동하는 이형 롤러;

   상기 스탬프에 의해 압착되는 상기 절연재를 가열하는 히터; 및

   가열된 상기 절연재가 냉각된 후 상기 이형 롤러를 통과한 상기 스탬퍼와 분리될 수 있도록, 상기 절연재를 냉각시키는 냉각기를 포함하는 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스탬프가 권취되며, 상기 제1 성형 롤러와 이격되어 상기 스탬프를 상기 제1 성형 롤러 방향으로 이송시키는 제1 이송 롤러;

   상기 이형 롤러를 통과한 상기 스탬프가 권취되는 제2 이송 롤러를 더 포함하는 임프린트 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스탬프는 무한궤도를 형성하는 벨트 형상인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 성형 롤러와 대향하여 위치하며, 상기 절연재를 지지하며 회동하는 제2 성형 롤러를 더 포함하는 임프린트 장치.

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