KR20090121027A - 인쇄전자소자 인쇄방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제판으로부터 기능성 잉크를 피인쇄체로 전이하기 위하여 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자(Printed Electronics) 인쇄방법에 있어서, 기능성 잉크의 피인쇄체로의 전이성을 높일 수 있는 인쇄전자소자 인쇄방법에 관한 것이다.
본 발명은 제판으로부터 기능성 잉크를 피인쇄체로 전이하기 위하여 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자(Printed Electronics) 인쇄방법에 관한 것으로서, (a) 중간전이체에 도포물질을 도포하는 단계; (b) (a)단계를 거친 도포물질이 도포된 중간전이체에 제판으로부터 기능성 잉크를 전이하는 단계; 및 (c) (b)단계를 거친 기능성 잉크가 전이된 중간전이체를 피인쇄체에 전이하는 단계를 포함한다.
인쇄전자소자, 중간전이체, 기능성 잉크, 전이성, 도포물질

Description

인쇄전자소자 인쇄방법{Printing Method of Printed Electronics}
본 발명은 인쇄전자소자 인쇄방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자 인쇄방법에 있어서, 전도성, 절연성 또는 반도체성의 기능성 잉크의 피인쇄체로의 전이성을 향상시킬 수 있는 인쇄전자소자 인쇄방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄전자소자(Printed Electronics)는 프린팅 공정기법으로 만들어진 전자 소자 또는 전자 제품을 말하며, 상기한 인쇄전자소자로는 무선인식 태그(RFID tag;Radio Frequency Identification tag), PCB(printed curcuit board) 전극, EMI(electromagnetic interference) 차폐 필름 등의 전도성 전극의 형성이 필요한 전자 부품 등이 있으며, 이러한 인쇄전자소자의 인쇄방법은, 전도성 전극의 형성이 필요한 전자 부품을 인쇄 방식으로 패턴을 구현한 다음, 금속의 용융점 미만에서 경화하여 생산하는 방법이 주로 적용된다.
이에 무선인식 태그의 안테나 제조방법을 예로 하여 인쇄전자소자의 인쇄방 법을 개략적으로 살펴보면, 먼저 전도성을 가지고 있는 기능성 잉크를 종이, 필름 등의 절연체에 스크린, 그라비아, 잉크젯, 플렉소 등의 다양한 인쇄방식으로 인쇄하고, 그런 다음 적정한 열을 가하거나 자외선, 초음파 등의 에너지를 공급하여 인쇄된 기능성 잉크를 건조, 고체화하여 전도성을 지니게 한다.
이때 상기 인쇄전자소자 인쇄방법에 있어서 칩을 인쇄하는 방법의 경우에는 전도성, 반도체성, 절연성을 가지는 기능성 잉크를 적절히 중첩 인쇄하여 구현함에 있어, 그라비아 인쇄방법과 같이 단단한 금속 재질의 제판과 피인쇄체가 만나게 된다.
그런데 이러한 경우에는, 피인쇄체에 기능성 잉크를 인쇄하기 위하여 고압의 인쇄압이 필요한데, 이렇게 고압의 인쇄압으로 인쇄를 하게 되면 기 인쇄된 패턴을 망가뜨려 정밀도와 전기적 성능을 저하할 수 있으므로, 제판과 피인쇄체 사이에 전이압을 낮출 수 있는 고무 등의 중간전이체인 롤러를 사용하여 인쇄한다.
덧붙여, 상기 중간전이체를 사용하는 경우로 다른 예는, 피인쇄체가 곡면을 가지는 핸드폰용 안테나와 같은 경우에도 피인쇄체가 곡면이므로 패드재질의 중간전이체가 사용될 수 있으며, 또한 전극을 배선하는 기술이 연구되고 있는 PDP나 LCD 등의 디스플레이 장치의 유리 기판의 경우에도 피인쇄체가 변형이 없고 고압에 약하므로 고무 등의 신축성 있는 중간 전이체를 사용한다.
그런데, 상기한 중간전이체를 사용하는 인쇄방법에 있어서, 전도성, 절연성 또는 반도체성을 가지는 기능성 잉크는 일반 인쇄용 잉크와는 달리 전이성이 떨어지기 때문에, 인쇄 후 기능성 잉크를 수용하는 중간전이체에 기능성 잉크가 남아 있게 되어, 연속 인쇄를 실시하면 인쇄물의 두께가 낮아지거나, 균일하지 못하여 단선이 발생하는 문제점이 발생하였다.
또한, 상기 기능성 잉크가 금속함량이 높은 전도성잉크의 경우에는 인쇄작업을 실시함에 따라, 전도성 잉크가 중간전이체에 경화되면서 지속적으로 막을 형성하기 때문에, 인쇄 후 균일한 품질과 전도성을 달성하기 어려웠다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자 인쇄방법에 있어서, 중간전이체에 기능성 잉크를 전이하기 전에, 중간전이체와 기능성 잉크의 직접접촉을 방지하도록 중간전이체에 도포물질을 도포함으로써, 인쇄한 후 기능성 잉크가 중간전이체에 남아있지 않게하여 기능성 잉크의 피인쇄체로의 전이성을 향상시킬 수 있는 인쇄전자소자 인쇄방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법은, 제판으로부터 기능성 잉크를 피인쇄체로 전이하기 위하여 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자(Printed Electronics) 인쇄방법에 관한 것으로, (a) 상기 중간전이체에 도포물질을 도포하는 단계; (b) 상기 (a)단계를 거친 도포물질이 도포된 상기 중간 전이체에 상기 제판으로부터 기능성 잉크를 전이하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계를 거친 상기 기능성 잉크가 전이된 중간전이체를 상기 피인쇄체에 전이하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 (a)단계를 거친 상기 중간전이체의 도포물질을 열풍, UV 또는 IR 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 건조하는 단계는 상기 도포물질을 40% 내지 80%의 건조율로 건조하는 것이 좋다.
여기서, 상기 도포물질은, 상기 기능성 잉크가 극성인 경우에는 극성인 것을 적용하고, 상기 기능성 잉크가 비극성인 경우에는 비극성인 것을 적용하는 것이 좋다.
나아가, 상기 기능성 잉크와 상기 도포물질이 극성인 경우 표면에너지 차이는 10mN/m 이상이며, 상기 기능성 잉크와 상기 도포물질이 비극성인 경우 표면에너지 차이는 2mN/m이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 (a)단계의 상기 중간전이체에 상기 도포물질을 도포하는 방법은 코팅 또는 인쇄로 할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서의 도포물질은 폴리머계열의 재질을 함유하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법은, 중간전이체에 기능성 잉크가 직접 접촉하는 것을 방지하도록 중간전이체에 기능성 잉크를 전이하기 전에 도포물질을 도포함으로써, 인쇄한 후에도 기능성 잉크가 중간전이체에 남아있지 않아 피인쇄체로의 기능성 잉크의 전이성을 향상시켜 인쇄 품질의 향상 및 균일성을 확보할 수 있으며, 또한 중간전이체의 수명을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법을 나타내는 공정흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법은, 중간전이체에 도포물질을 도포하는 단계와(S10), 중간전이체에 도포물질을 도포한 후 건조하는 단계와(S20), 도포물질이 도포되고 건조된 중간전이체에 제판으로부터 기능성 잉크를 전이시키는 단계와(S30), 기능성 잉크가 전이된 중간전이체를 피인쇄체에 인쇄하여 기능성 잉크를 피인쇄체에 전이시키는 단계(S40)를 포함한다.
먼저, 상기 중간전이체에 도포물질을 도포하는 단계(S10)에서, 중간전이체에 도포물질을 도포하는 방법으로는 코팅 또는 인쇄하는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 도포물질은 액상이 바람직하며, 기능성 잉크와, 제판, 중간전이체, 피인쇄체의 조건에 따라 다양하게 적용가능하다.
상기 도포물질의 선택에 있어서 상세하게 살펴보면, 도포물질은 기능성 잉크의 특성에 대하여 큰 영향을 받는데, 바람직하게는 전이되는 기능성 잉크가 극성의 특성을 갖는 경우에는 극성의 도포물질을 적용하는게 좋으며, 반면 전이되는 기능성 잉크가 비극성인 경우에는 비극성의 도포물질을 적용하는 것이 좋다.
나아가, 상기 기능성 잉크가 제판으로부터 중간전이체에 전이가 쉽게 이루어지기 위하여, 상기 기능성 잉크와 도포물질이 극성인 경우에는 기능성 잉크와 도포물질의 표면에너지 차이는 10mN/m 이상인 것이 좋으며, 기능성 잉크와 도포물질이 비극성인 경우에는 기능성 잉크와 도포물질의 표면에너지 차이는 2mN/m이하로 하는 것이 좋다.
그 예로, 크롬 코팅된 높은 표면에너지를 지니는 제판에 비극성의 기능성 잉크가 채워지고 비극성의 특성을 지니는 실리콘 계열의 고무로 형성된 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자 인쇄방법의 경우, 비극성의 기능성 잉크가 제판으로부터 중간전이체에 전이가 쉽게 이루어지기 위해서는, 기능성 잉크의 표면에너지와 중간전이체의 표면에너지가 근사해야 하므로 표면에너지 차이가 2mN/m이하인 것이 좋으며, 만약 기능성 잉크와 중간전이체의 표면에너지 차이가 클 경우에는 기능성 잉크가 쉽게 전이되게 하기 위하여, 기능성 잉크의 표면에너지와 근사한 표면에너 지(<2mN/m)를 가지는 도포물질을 중간전이체에 도포하는 것이 좋다.
한편, 상기 중간전이체에 도포물질을 도포한 후에는 중간전이체의 도포물질을 건조하는 것이 바람직하다.
그 이유는, 도포물질이 도포된 중간전이체의 표면을 건조하여, 액상의 도포물질이 흘러내리는 성질을 감소시켜, 표면을 중심으로 패턴의 형상유지를 용이하게 하기 위함이며, 또한 건조를 함으로써 도포물질 전체가 하나의 덩어리로 응고되어 하나의 막처럼 형성됨으로써 전이시 피인쇄체에 도포물질 전체가 쉽게 전이되기 때문이다.
따라서, 상기 도포물질을 중간전이체에 도포한 후 건조함으로써, 기능성 잉크의 전이성을 높일 수 있음은 물론, 피인쇄체에 기능성 잉크를 전이할 때 도포물질의 전이성도 높아져 이에 따라 기능성 잉크의 전이성도 동반 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 건조단계에서 도포물질의 건조율은 기능성 잉크의 증발온도, 증발성 등에 따라 차등적용되지만, 도포물질이 40% 내지 80%의 건조율로 건조되게 하는 것이 좋다.
상기 중간전이체에 도포물질을 도포한 후 중간전이체의 도포물질을 건조하는 방법은, 열풍, UV 또는 IR 중 선택된 어느 하나의 방법으로 하는 것이 좋다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법에서 중간전이체에 도포물질이 도포된 상태에서 제판으로부터 기능성 잉크를 전이하는 과정을 나타내는 개략적인 공정단면도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 중간전이체에 기능성 잉크를 전이한 상태에서 피인쇄체로 기능성 잉크를 전이하는 과정을 나타내는 개략적인 공정단면도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법은, 중간전이체(20)에 도포물질(30)을 도포시키고, 그런 다음 도시된 바와 같이 제판(10)으로부터 기능성 잉크(15)를 전이하여 상기 중간전이체(20)와 기능성 잉크(15)는 도포물질(30)에 의해 서로 직접 접촉하지 않도록 한다.
여기서, 상기 중간전이체(20)는 고무 등의 폴리머계열의 재질을 함유할 수 있으며, 곡면을 형성하고 고무 등의 신축성 높은 재질로 할 수 있다.
상기한 방법에 의해, 도포물질(30)이 도포된 중간전이체(20)에 제판(10)으로부터 기능성 잉크(15)를 전이한 후에는 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이, 인쇄하고자 하는 피인쇄체(40)에 중간전이체(20)에 기능성 잉크(15)를 전이한다.
도 3a는 피인쇄체(40)에 도포물질(30)과 기능성 잉크(15)가 모두 전이된 경우를 나타낸 도면으로, 도포물질(30)이 연결된 하나의 막처럼 통채로 벗겨지면서 피인쇄체(40)에 기능성 잉크(15)와 도포물질(30)이 같이 전이되고, 이에 따라 기능성 잉크(15)가 피인쇄체(40)로 모두 전이되면서 피인쇄체(40)로의 기능성 잉크(15)의 높은 전이효과를 얻을 수 있다. 이때, 상기 도포물질(30)은 폴리머계열의 재질을 함유할 수 있다.
이와 같이 상기 도포물질(30)과 기능성 잉크(15)가 모두 전이된 피인쇄체(40)는, 이후 공정인 기능성 잉크(15)를 건조하는 과정에 의하여 도포물질(30)이 경화되어 보호막 또는 절연의 역할을 할 수 있고, 또한 이와 다르게 도포물질(30)이 증발하여 기능성 잉크(15)에 의한 패턴만 남을 수 있다.
한편, 도 3b는 도 3a와는 달리, 기능성 잉크(15)를 피인쇄체(40)에 최종전이하였을 때 중간전이체(20)에 도포물질(30)이 일부 잔류한 경우를 나타낸 도면으로, 이러한 경우에는 중간전이체(20)에 비록 도포물질(30)이 잔류되어 있다고 하나 중간전이체(20)에 기능성 잉크(15)는 남아있지 않고 피인쇄체(40)에 기능성 잉크(15)가 모두 전이되므로, 본 발명이 최종적으로 이루고자 하는 중간전이체(20)에는 기능성 잉크(15)를 남기지 않고 피인쇄체(40)에 기능성 잉크(15)를 모두 전이시키는 목적은 달성할 수 있다.
여기에서, 상기 도 3a 및 도 3b의 각각의 경우와 같이, 최종인쇄한 후 피인쇄체(40)에 기능성 잉크(15)와 도포물질(30)이 함께 전이되거나, 중간전이체(20)에 도포물질(30)이 잔류되는 것은 인쇄하는 피인쇄체(40)의 용도에 따라 선택적으로 할 수 있는데, 도포물질(30)의 경화, 증발 온도에 따라 조절할 수 있다.
한편, 본 발명은 패트인쇄, 그라비아 옵셋인쇄, 플렉소 등의 중간전이체(20) 를 사용하는 인쇄에 모두 적용가능하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법은, 중간전이체(20)에 기능성 잉크(15)를 전이하기 전에 중간전이체(20)와 기능성 잉크(15)가 서로 직접적으로 접촉하지 않도록 도포물질(30)을 도포함으로써, 피인쇄체(40)로 기능성 잉크(15)를 최종 전이하고 난 후에도 중간전이체(20)에 기능성 잉크(15)를 남기지 않고 피인쇄체(40)에 전부 전이하여 피인쇄체(40)로의 기능성 잉크(15)의 전이성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인쇄품질의 향상 및 균일성을 확보하고 중간전이체(20)의 수명을 길게 할 수 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법을 나타내는 공정흐름도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄전자소자 인쇄방법에서 중간전이체에 도포물질이 도포된 상태에서 제판으로부터 기능성 잉크를 전이하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정단면도,
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 중간전이체에 기능성 잉크를 전이한 상태에서 피인쇄체로 기능성 잉크를 전이하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10... 제판 15... 기능성 잉크
20... 중간전이체 30... 도포물질
40... 피인쇄체

Claims (7)

  1. 제판으로부터 기능성 잉크를 피인쇄체로 전이하기 위하여 중간전이체를 사용하는 인쇄전자소자(Printed Electronics) 인쇄방법에 있어서,
    (a) 상기 중간전이체에 도포물질을 도포하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계를 거친 도포물질이 도포된 상기 중간전이체에 상기 제판으로부터 기능성 잉크를 전이하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계를 거친 상기 중간전이체의 기능성 잉크를 상기 피인쇄체에 전이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계를 거친 상기 중간전이체의 도포물질을 열풍, UV 또는 IR 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 건조하는 단계는 상기 도포물질을 40% 내지 80%의 건조율로 건조하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도포물질은,
    상기 기능성 잉크가 극성인 경우에는 극성인 것을 적용하고, 상기 기능성 잉크가 비극성인 경우에는 비극성인 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기능성 잉크와 상기 도포물질이 극성인 경우 표면에너지 차이는 10mN/m 이상이며, 상기 기능성 잉크와 상기 도포물질이 비극성인 경우 표면에너지 차이는 2mN/m이하인 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (a)단계의 상기 중간전이체에 상기 도포물질을 도포하는 방법은 코팅 또는 인쇄로 하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서의 도포물질은 폴리머계열의 재질을 함유하는 것을 특징으로 하는 인쇄전자소자 인쇄방법.
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