KR20090127657A - 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의인쇄장치 및 그 인쇄방법 - Google Patents

롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의인쇄장치 및 그 인쇄방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유연 전자소자의 패턴을 인쇄하는 롤 인쇄 공정을 통하여 인쇄할 때 정확하게 미세박막 패턴을 인쇄할 수 있는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법에 관한 것이다. 이를 달성하기 위한 수단으로, 인쇄용 플렉시블 기판이 권취된 리와인딩롤과; 리와인딩롤에서 풀려진 플렉시블 기판에 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 회전되는 패턴롤과 가압롤로 구성된 패턴형성수단과; 패턴형성수단에 의해 미세박막 패턴이 인쇄된 플렉시블 기판이 감겨지는 와인딩롤과; 리와인딩롤과 와인딩롤 사이에 설치되어 플렉시블 기판을 가이드하는 가이드롤과 지지롤로 구성된 가이드수단; 및 패턴롤에 설치되어 플렉시블 기판의 폭방향으로 패턴롤을 이동시켜 플렉시블 기판과 패턴롤 사이의 정렬오차를 보정하기 위한 수평 보정수단;을 포함하여 형성된 것이 특징이다. 인쇄 롤의 미세한 위치도 조정이 가능하여 롤투롤(Roll-to-Roll)방식의 인쇄 공정을 통해 유·무기 소자, 유기태양전지, 유기트랜지스터 등과 같은 정밀하고 유연한 전자소자를 대량으로 생산할 수 있고, 값싼 인쇄장치를 이용하여 핵심기술인 초미세 박막 및 미세 패턴을 인쇄할 수 있어 유연 전자소자를 제조하는데 매우 경제적이다.
Figure P1020080053746
롤인쇄, 플렉시블 기판, 유연전자소자, 인쇄장치, 정렬오차보정

Description

롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치 및 그 인쇄방법{Printing apparatus of flexible electronics available for alignment error compensation on roll and board and printing method thereof}
본 발명은 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유연 전자소자의 패턴을 인쇄하는 롤 인쇄 공정을 통하여 인쇄할 때 정확하게 미세박막 패턴을 인쇄할 수 있는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법에 관한 것이다.
현대의 정보화 사회에서는 영상 산업에 있어 대형화, 평면화 그리고 여러가지 기능을 포함하는 디스플레이를 요구하고 있다. 또한 언제든지 자유로이 정보를 기록, 교환하는 것이 요구되어 휴대하기 편리하고 가벼운 디스플레이를 요구하고 있다.
일반적으로 디스플레이, 태양전지, 트랜지스터를 제작하는 공정은 반도체공정 중 포토리소그라피(Photo-lithography), 에칭(Etching), 증착(Evaporation)과 같은 핵심공정을 통해 극미세 박막패턴을 형성할 수 있다. 그러나 위와 같은 반도 체 제작공정은 매우 우수한 패턴 및 박막을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 고가의 장비가 요구되고 많은 환경유해물질을 배출할 뿐만 아니라 효율 저하로 대면적의 대량생산이 매우 어렵다는 여러 단점을 지니고 있다.
한편 최근 디스플레이, 반도체, 태양전지 등의 많은 분야에서 구부러짐이 가능한 유연한 전자소자의 필요성이 증가하고 있다. 그 이유로는 최근 IT기술의 발전에 따라 모바일 특성을 요구하는 제품인 핸드폰, PDA, 네비게이션 등의 제품들이 많아졌기 때문이다. 따라서 이러한 유연성을 갖는 디스플레이, 반도체 태양전지 등은 가볍고 깨지지 않으며 휘어지는 특성을 갖고 있는 플렉시블 기판(Flexible Substrate)을 사용하므로 롤 형태로 말 수 있어 휴대성이 좋다는 장점을 지닌다. 따라서 이러한 유연성을 갖는 기판으로 초경량이면서 휴대하기 편리한 유연한 플렉서블 표시장치에 대한 기술 개발이 진행되고 있다.
플렉시블 기판을 이용한 유연 전자소자의 인쇄방법으로는 롤투롤(Roll-to-Roll) 인쇄방법이 많이 사용되고 있다. 종래의 롤투롤 인쇄방식은 플렉시블 기판을 제어하는 기구로써 웹가이드롤(Web guide roll)이 사용되어 기판이 정렬되어 인쇄가 가능하도록 한다.
그런데 이러한 플렉시블 기판은 기존 표시장치의 하드한 형상의 유리기판과 다른 특성인 유연성때문에 플렉시블 기판상에 정확하게 미세박막 패턴(적층 구조를 갖는 박막 트랜지스터, 다수의 라인 등)을 형성하는데 어려움이 있었다. 또한 패턴롤이 고정되어 있고 웹가이드롤은 미세한 정밀도로 패턴롤과 기판 사이의 정렬오차를 보정하기가 어렵다. 즉, 웹가이드롤은 50 ㎛이하의 미세한 정밀도를 갖기가 어 렵다. 그러나 트랜지스터 및 발광소자를 제작하기 위해서는 5 ㎛이하의 미세한 정밀도와 신속한 정렬오차 보정이 요구되어진다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 패턴을 인쇄하는 롤과 기판을 미세하게 조정하여 롤과 플렉시블 기판 사이의 정렬오차를 보정하여 정밀한 유연 전자소자를 인쇄하는 유연 전자소자의 인쇄 장치 및 그 인쇄 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로,
인쇄용 플렉시블 기판이 권취된 리와인딩롤; 리와인딩롤에서 풀려진 플렉시블 기판에 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 회전되는 패턴롤과 가압롤로 구성된 패턴형성수단; 패턴형성수단에 의해 미세박막 패턴이 인쇄된 플렉시블 기판이 감겨지는 와인딩롤; 리와인딩롤과 와인딩롤 사이에 설치되어 플렉시블 기판을 가이드하는 가이드롤과 지지롤로 구성된 가이드수단; 및 패턴롤에 설치되어 플렉시블 기판의 폭방향으로 패턴롤을 이동시켜 플렉시블 기판과 패턴롤 사이의 정렬오차를 보정하기 위한 수평 보정수단;을 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 수평 보정수단은 PZT 구동기와; PZT 구동기와 패턴롤축 사이에 설치되는 볼;을 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 수평 보정수단은 웜기어 또는 스크류 잭과; 웜기어 또는 스크류 잭과 패턴롤축 사이에 설치되는 볼;을 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 가이드수단은 PZT 구동기와 볼을 포함하는 수평 보정수단이 설치되어 제 1가이드롤을 이동시키는 제 1가이드수단; 및 웜기어 또는 스크류 잭과 볼을 포함하는 수평 보정수단이 설치되어 제 2가이드롤을 이동시키는 제 2가이드수단;을 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 패턴롤에는 모터축과 연결되어 회전과 동시에 직선운동이 가능한 간섭방지수단이 더 설치된 것이 특징이다.
또한 가이드롤에는 회전과 동시에 직선운동이 가능한 간섭방지수단이 더 설치된 것이 특징이다.
또한 간섭방지수단은 패턴롤축 또는 가이드롤 축과 패턴롤 또는 가이드롤을 회전시키는 모터축의 각단이 중심축 선상에서 좌우 요동가능하도록 형성된 실린더형 몸체; 및 실린더형 몸체 내부에 설치되어 패턴롤 또는 가이드롤의 이동에 따른 패턴롤축 또는 가이드롤축의 이동이 가능하도록 설치되는 탄성부재;를 포함하여 형성된 것이 특징이다.
또한 탄성부재는 코일스프링 또는 판스프링인 것이 특징이다.
또한 플렉시블 기판의 수직으로 패턴롤을 이동시켜 플렉시블 기판과 패턴롤 사이의 정렬오차를 보정하기 위한 수직 보정수단이 더 설치되는 것이 특징이다.
또한 플렉시블 기판의 수직으로 가이드롤을 이동시키기 위한 수직 보정수단이 더 설치되는 것이 특징이다.
또한 수직 보정수단은 리니어가이드, 유압실린더 또는 공압실린더인 것이 특징이다.
또한 가이드롤은 외주면에 마찰부재가 설치되는 것이 특징이다.
또한 마찰부재는 고무, 실리콘 또는 합성수지재인 것이 특징이다.
또한 플렉시블 기판과 패턴롤의 정렬오차를 측정하기 위해 적어도 하나의 오차측정수단이 더 설치되는 것이 특징이다.
또한 오차측정수단은 비전카메라 또는 갭 센서인 것이 특징이다.
또한 리와인딩롤에 권취된 플렉시블 기판을 이용하여 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 준비하는 단계; 이송되는 플렉시블 기판의 틀어짐 또는 정렬오차 중 적어도 하나를 오차측정수단으로 측정하는 단계; 측정된 플렉시블 기판의 정렬오차만큼 보정거리를 보정시킬 대상을 선택하는 단계; 선택된 대상으로 측정된 정렬오차만큼 보정하는 단계;로 이루어진 것이 특징이다.
또한 보정 단계에서 측정된 정렬오차만큼 보정할 플렉시블 기판의 보정거리가 100 ㎛미만이면 PZT 구동기가 설치된 패턴롤의 보정수단을 동작시키는 단계를 수행하는 것이 특징이다.
또한 보정 단계는 측정된 정렬오차만큼 보정할 플렉시블 기판의 보정거리가 100 ㎛이상이면 가이드수단의 보정수단을 동작시키는 단계; 및 가이드수단의 보정수단을 동작시키는 단계를 수행한 후 패턴롤의 보정수단을 동작시키는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
아울러 가이드수단의 보정수단 동작 단계에서는 제 2가이드수단의 보정수단을 작동시키는 단계; 또는 제 2가이드수단의 보정수단을 작동시키는 단계를 수행한 후 제 1가이드수단의 보정수단을 작동시키는 단계; 중 어느 하나를 선택하여 수행하는 것이 특징이다.
본 발명에 의하면 인쇄 롤의 미세한 위치도 조정이 가능하여 롤투롤(Roll-to-Roll)방식의 인쇄 공정을 통해 유·무기 소자, 유기태양전지, 유기트랜지스터 등과 같은 정밀하고 유연한 전자소자를 대량으로 생산할 수 있다.
또한 유연 전자소자를 제조하는데 있어서 값싼 인쇄장치를 이용하여 핵심기술인 초미세 박막 및 미세 패턴을 인쇄할 수 있어 유연 전자소자를 제조하는데 매우 경제적이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄장치의 구성을 간략하게 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄장치(1)는 미세박막 패턴을 인쇄할 인쇄용 플렉시블 기판(7)이 권취된 리와인딩롤(3)과 플렉시블 기판(7)에 패턴을 인쇄하는 패턴형성수단(10)과 플렉시블 기판(7)을 가이드하는 가이드수단(50) 및 인쇄된 플렉시블 기판(7)이 감겨지는 와인딩롤(5)을 포함하여 형성된다.
본 발명에서는 가이드수단(50)은 제 1가이드수단(50a)과 제 2가이드수 단(50b)으로 구성된다. 제 1, 2가이드수단(52, 54)은 유연성을 갖는 플렉시블 기판(7)을 이동시켜 인쇄된 플렉시블 기판(7)이 와인딩롤(5)에 감겨질 수 있도록 하는 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)과 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)의 하부에 위치하여 플렉시블 기판(7)을 지지하기 위한 제1, 2지지롤(54a, 54b)로 각각 구성된다. 즉, 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)과 제 1, 2지지롤(54a, 54b) 각각의 사이에 플렉시블 기판(7)이 설치되어 이동하게 된다. 가이드수단(50)은 이하에서 설명될 패턴형성수단(10)과 동일한 구조로 이루어져 있으므로 본 발명에서는 가이드수단(50)의 상세한 구성은 패턴형성수단(10)의 도면 구성을 참조한다.
도 2a는 도 1에 도시된 패턴형성수단의 구성을 상세하게 나타낸 정면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 패턴형성수단이 가이드레일에 설치된 상태를 나타낸 측면도이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바를 참조하여 인쇄장치(1)의 패턴형성수단(10)의 구성을 설명한다.
패턴형성수단(10)은 모터(45)에 연결된 모터축(45a)이 회전되면서 플렉시블 기판(7)에 패턴을 인쇄하는 패턴롤(12)과 패턴롤(12) 하부에 위치하여 모터(45)에 의해 회전되면서 플렉시블 기판(7)을 가압하여 패턴 인쇄가 이루어지도록 하는 가압롤(14)로 구성된다. 즉, 패턴롤(12)과 가압롤(14) 사이에 플렉시블 기판(7)이 설치되어 패턴 인쇄가 이루어진다.
패턴형성수단(10)은 양측에 각각 한 쌍씩 베이스(9)에 수직으로 설치된 가이드레일(30)에 설치된다. 이때 한 쌍의 가이드레일(30) 사이에는 상부패널(32)과 하부패널(34)이 설치되어 양측의 상부패널(32) 사이에는 패턴롤(12)이 설치되고, 양 측의 하부패널(34) 사이에는 가압롤(14)이 설치된다. 즉, 양측의 상부패널(32)에는 패턴롤(12)의 패턴롤축(12a)과 모터축(45a)이 각각 베어링(36)으로 설치되고, 하부패널(34)에는 가압롤(14)의 가압롤축(14a)과 모터축(45a)이 각각 베어링(36)으로 설치된다. 이때 하부패널(34)은 베이스(9)에 고정되어 이동되지 않고, 상부패널(32)은 수직 보정수단(26)에 의해 가이드레일(30)을 따라 상하로 이동된다. 수직 보정수단(26)에 대한 설명은 하단에서 상세히 설명한다.
이러한 인쇄장치(1)의 패턴롤(12)에는 패턴롤(12)을 이동시키기 위한 수평 보정수단(22)이 설치된다. 즉, 설치된 수평 보정수단(22)에 의해 패턴롤(12)이 플렉시블 기판(7)의 폭방향으로 이동되게 되어 플렉시블 기판(7)과 패턴롤(12) 사이의 정렬오차를 보정할 수 있게 된다.
인쇄장치(1)에는 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7) 사이의 정렬오차를 측정하기 위해 적어도 하나의 오차측정수단을 설치한다. 즉, 오차측정수단으로 비전카메라 또는 갭 센서를 설치하여 플렉시블 기판(7)과 패턴롤(12)의 정렬오차를 측정하고, 이를 바탕으로 보정거리를 계산하여 보정하게 된다. 비전카메라를 이용하면 플렉시블 기판(7) 또는 패턴롤(12)의 위치를 확인할 수 있고, 갭 센서는 일명 간격 탐지기로써 물체와 물체 사이의 간격을 측정할 수 있다.
본 발명에서는 오차측정수단으로 비전카메라 또는 갭 센서를 사용하였으나, 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7)의 정렬오차를 확인할 수 있는 장치를 사용하면 무방하다.
또한 제 1, 2가이드롤(52a, 54a)에도 패턴롤(12)에 설치된 수평 보정수 단(22)과 동일한 구조의 보정수단을 설치하여 정렬오차를 보정하게 된다. 수평 보정수단(22)으로는 PZT 구동기(22a), 웜기어 또는 스크류 잭을 사용한다. 이러한 수평 보정수단(22)은 상기에서 설명된 PZT 구동기(22a), 웜기어 또는 스크류 잭에 한정되는 것이 아니라, 패턴롤(12)을 수평하게 이동시킬 수 있는 이동수단이 사용되면 된다. 본 발명에서는 가장 이상적인 수평 보정수단(22)으로써 PZT 구동기(22a)를 설치하여 설명한다.
PZT 구동기(22a)는 미세위치를 제어하는 피에조 장치로써 압전소재에 인가되는 구동 전압에 따라 액츄에이터의 변위가 결정되므로, 손쉽게 제어를 할 수 있는 장점이 있다. 특히 그 변위량을 수십 나노미터급으로 제어가 가능하므로, 초미세 액츄에이터의 구성이 가능하다. 또한 적층형 PZT 구동기는 큰 하중을 견디는데 적합하다.
웜기어 또는 스크류 잭은 모터에 의해 동작되어 큰 하중을 기어비로서 극복할 수 있고 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 장치이다.
도 3a는 본 발명에 따른 간섭방지수단의 구성을 상세하게 나타낸 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 간섭방지수단이 이동되어 탄성부재가 눌려진 상태를 나타낸 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 수평 보정수단(22)은 패턴롤(12)의 패턴롤축(12a)의 단부에 설치되는데, 수평 보정수단(22)과 패턴롤축(12a) 사이에는 볼(22b)이 설치되어 패턴롤축(12a)의 회전운동과 수평 보정수단(22)의 직선운동이 동시에 일어날 수 있도록 한다. 이때 패턴롤(12)의 모터축(45a)과 연결되어 회전과 동시에 직선운동이 가능하도록 간섭방지수단(40)이 설 치되어 패턴롤(12)이 회전되면서도 수평 보정수단(22)에 의한 직선운동이 가능하도록 한다.
간섭방지수단(40)은 패턴롤축(12a)과 모터축(45a)의 각단이 중심축 선상에서 좌우 요동가능하도록 형성된 실린더형 몸체(42)와 실린더형 몸체(42) 내부에 설치되어 패턴롤(12)의 이동에 따라 패턴롤축(12a)이 이동가능하도록 탄성지지되어 미리 하중이 부여된 탄성부재(42a)를 포함하여 형성된다. 즉, 수평 보정수단(22)에 의해 플렉시블 기판(7)의 폭방향으로 패턴롤(12)이 이동되면 간섭방지수단(40)의 탄성부재(42a)의 탄성력으로 인하여 패턴롤(12)은 회전과 동시에 수평이동이 가능하게 된다. 고강성 탄성부재(42a)는 인쇄 및 정렬 시 PZT 구동기에 큰 예압을 주어 기구적 강성을 부여하게 된다. 탄성부재(42a)로는 코일스프링 또는 판스프링과 같이 탄성력을 갖는 탄성체를 사용하는 바, 본 발명에서는 탄성부재(42a)로 코일스프링을 선택하여 사용하였다.
또한 인쇄장치(1)에는 플렉시블 기판(7)의 수직으로 패턴롤(12)을 이동시키기 위한 수직 보정수단(26)이 설치된다. 수직 보정수단(26)은 일측이 가이드레일(30)에 고정되고, 타측이 패턴롤(12)의 양측이 설치된 상부패널(32)의 상단에 설치되어 수직 보정수단(26)의 작동하면 상부패널(32)이 가이드레일(30)을 따라 상하로 이동되면서 패턴롤(12)이 상하로 이동될 수 있도록 한다. 즉, 패턴롤(12)을 상하로 이동하여 유연성을 갖는 플렉시블 기판(7)과의 정렬이 정확하게 이루어질 수 있도록 보정할 수 있게 된다. 수직 보정수단(26)으로는 상부패널(32)을 상하로 이동시킬 수 있는 리니어가이드, 고정밀 유압실린더 또는 공압실린더를 사용한다.
상기에 설명된 수평 보정수단(22)과 수직 보정수단(26)은 가이드수단(50)에도 설치되어 가이드수단(50)을 이용한 보정이 가능하도록 한다.
즉, 제 1, 2가이드수단(50a, 50b)의 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)에 각각 수평 보정수단(22)이 설치되어 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)을 이동시킨 후 패턴롤(12)을 이동시킴으로써 완전하게 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7)과의 정렬오차를 보정할 수 있게 된다. 이때의 수평 보정수단(22)으로도 PZT 구동기, 웜기어 또는 스크류 잭이 이용된다.
또한 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)에는 패턴롤(12)과 마찬가지로 간섭방지수단(40)이 설치되어 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)의 이동이 탄력적으로 조절될 수 있다.
또한 본 발명에서는 플렉시블 기판(7)으로 PET, PES, PT,Pl 등의 휘어짐이 가능한 플라스틱 필름을 사용한다.
이하에서는 본 발명에 따른 인쇄장치(1)를 이용하여 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7) 사이의 정렬오차를 보정하여 미세박막 패턴을 인쇄하는 방법을 설명한다. 본 발명에서는 패턴형성수단(10)과 가이드수단(50)에 수평 보정수단(22)과 수직 보정수단(26)이 모두 설치된 인쇄장치(1)를 이용하여 패턴을 인쇄하는 것을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 인쇄장치를 이용하여 플렉시블 기판에 미세박막 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 리와인딩 롤(3)에 권취된 플렉시블 기판(7)을 이용하여 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 인쇄장치(1)를 준비한다.(S100)
준비된 인쇄장치(1)를 동작시켜 리와인딩롤(3)에 권취된 플렉시블 기판(7)을 이송시킨다. 이때 이송된 플렉시블 기판(7)은 유연한 성질을 갖고 있기 때문에 이송되면서 약간의 정렬오차가 발생될 수 있다. 인쇄장치(1)에 설치된 오차측정수단을 이용하여 플렉시블 기판(7)의 틀어짐 또는 정렬오차 중 적어도 하나를 측정하게 된다. 이러한 오차측정수단으로는 비전카메라 또는 갭 센서가 이용되어 플렉시블 기판(7)의 정렬오차를 측정하게 된다. (S200)
측정된 정렬오차만큼의 보정거리를 이동시켜 정렬오차를 보정할 대상을 선택한다.(S300)
즉, 측정된 정렬오차를 패턴롤(12)을 이용하여 바로 보정할 것인지 선택한다. 보정할 대상을 패턴롤(12)로 정하게 되면 패턴롤(12)을 이용하여 정렬오차만큼 보정하게 되고(S420), 패턴롤(12)을 이용하지 않으면 먼저 가이드수단(50)을 이용하여 정렬오차를 보정한 다음(S410) 정밀한 보정은 패턴롤(12)을 이용하여 보정하게 된다(S420). 선택된 대상으로 측정된 정렬오차만큼 보정이 이루어진다. 플렉시블 기판(7)은 직선 틀어짐(Tx) 및 각도 틀어짐(θz)이 존재하여 가이드수단(50)을 이용하여 정렬오차의 보정이 가능하다.
플렉시블 기판(7)에 대해 측정된 정렬오차가 100 ㎛미만일 때 PZT 구동기가 포함된 수평 보정수단(22)으로 패턴롤(12)을 보정거리만큼 이동한다. 또한 수직 보 정수단(26)을 이용하여 패턴롤(12)을 상하로 이동시킬 수도 있어 신속하게 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7) 사이의 정렬오차만큼 보정이 가능하게 된다. 즉, 정렬오차가 100 ㎛미만이면 패턴롤(12)의 정밀한 이동으로 정렬오차의 보정이 가능하게 된다. 또한 패턴롤(12)은 간섭방지수단(40)으로 인하여 탄성지지되어 자유로운 이동이 가능하게 된다.(S420)
또한 측정된 정렬오차가 100 ㎛이상이면 정밀한 이동만으로는 정렬오차를 보정하기 힘들기 때문에 큰 이동이 가능한 웜기어 또는 스크류 잭이 설치된 제 2가이드수단(50b)의 수평 보정수단(22) 또는 수직 보정수단(26)을 작동한다. 즉, 정렬오차가 100 ㎛이상이기 때문에 제 2가이드수단(50b)의 수평, 수직 보정수단(22, 26)을 이용하여 플렉시블 기판(7)을 이동시킨다. (S411)
플렉시블 기판(7)을 이동시킨 후 정밀한 이동이 가능한 PZT 구동기가 설치된 제 1가이드수단(50a)의 수평 보정수단(22)과 수직 보정수단(26)을 이용하여 다시 정밀하게 플렉시블 기판(7)을 이동시키게 된다.(S412)
플렉시블 기판(7)을 이동시킨 후 패턴롤(12)의 보정수단을 작동하여 패턴롤(12)과 플렉시블 기판(7) 사이의 정렬오차를 정밀하게 보정하여 유연성을 갖는 플렉시블 기판(7)에 정확하고 빠르게 원하는 패턴을 인쇄할 수 있게 된다.
한편, 제 2가이드수단(50b)의 보정수단을 작동하여 정렬오차를 보정한 후 제 1가이드수단(50a)의 보정수단을 작동하지 않고, 패턴롤(12)에 설치된 보정수단으로 정렬오차를 보정할 수도 있다.
또한 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)의 외주면에 고무, 실리콘 또는 합성수지재 로 형성된 마찰부재를 설치하여 제 1, 2가이드롤(52a, 52b)과 플렉시블 기판(7) 사이의 마찰력을 증가시켜 플렉시블 기판(7)의 이송이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 또한 제 1, 2지지롤(54a, 54b)의 외주면에는 플렉시블 기판(7)과의 마찰력을 감소시키기 위해 표면을 매끄럽게 제작하거나 윤활 오일을 발라 사용하는 것이 좋다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄장치의 구성을 간략하게 나타낸 구성도.
도 2a는 도 1에 도시된 패턴형성수단의 구성을 상세하게 나타낸 정면도.
도 2b는 본 발명에 따른 패턴형성수단이 가이드레일에 설치된 상태를 나타낸 측면도.
도 3a는 본 발명에 따른 간섭방지수단의 구성을 상세하게 나타낸 단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 간섭방지수단이 이동되어 탄성부재가 눌려진 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 인쇄장치를 이용하여 플렉시블 기판에 미세박막 패턴을 인쇄하는 방법을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 인쇄장치 3 : 리와인딩롤
5 : 와인딩롤 7 : 플렉시블 기판
9 : 베이스 10 : 패턴형성수단
12 : 패턴롤 12a : 패턴롤축
14 : 가압롤 14a : 가압롤축
22 : 수평 보정수단 22a : PZT 구동기
22b : 볼 26 : 수직 보정수단
30 : 가이드레일 32 : 상부패널
34 : 하부패널 36 : 베어링
40 : 간섭방지수단 42 : 실린더형 몸체
42a : 탄성부재 45 : 모터
45a : 모터축 50 : 가이드수단
50a : 제 1가이드수단 50b : 제 2가이드수단
52a : 제 1가이드롤 52b : 제 2가이드롤
54a : 제 1지지롤 54b : 제 2지지롤

Claims (20)

  1. 인쇄용 플렉시블 기판(7)이 권취된 리와인딩롤(3);
    상기 리와인딩롤(3)에서 풀려진 상기 플렉시블 기판(7)에 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 회전되는 패턴롤(12)과 가압롤(14)로 구성된 패턴형성수단(10);
    상기 패턴형성수단(10)에 의해 미세박막 패턴이 인쇄된 상기 플렉시블 기판(10)이 감겨지는 와인딩롤(5);
    상기 리와인딩롤(3)과 상기 와인딩롤(5) 사이에 설치되어 상기 플렉시블 기판(7)을 가이드하는 가이드롤(52)과 지지롤(54)로 구성된 가이드수단(50); 및
    상기 패턴롤(12)에 설치되어 상기 플렉시블 기판(7)의 폭방향으로 상기 패턴롤(12)을 이동시켜 상기 플렉시블 기판(7)과 상기 패턴롤(12) 사이의 정렬오차를 보정하기 위한 수평 보정수단(22);을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 보정수단(22)은 PZT 구동기(22a)와; 상기 PZT 구동기(22a)와 패턴롤축(12a) 사이에 설치되는 볼(22b);을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 보정수단(22)은 웜기어 또는 스크류 잭과; 상기 웜기어 또는 상기 스크류 잭과 상기 패턴롤축(12a) 사이에 설치되는 볼(22b);을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드수단(50)은
    상기 PZT 구동기(22a)와 상기 볼(22b)을 포함하는 상기 수평 보정수단(22)이 설치되어 제 1가이드롤(52a)을 이동시키는 제 1가이드수단(50a); 및
    상기 웜기어 또는 스크류 잭과 상기 볼(22b)을 포함하는 상기 수평 보정수단(22)이 설치되어 제 2가이드롤(52b)을 이동시키는 제 2가이드수단(50b);을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴롤(12)에는 모터축(45a)과 연결되어 회전과 동시에 직선운동이 가능한 간섭방지수단(40)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드롤(52)에는 더 모터축(45a)과 연결되어 회전과 동시에 직선운동 이 가능한 간섭방지수단(40)이 설치된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 간섭방지수단(40)은
    상기 패턴롤축(12a) 또는 가이드롤축과, 상기 패턴롤(12) 또는 상기 가이드롤(52)을 회전시키는 모터축(45a)의 각단이 중심축 선상에서 좌우 요동가능하도록 형성된 실린더형 몸체(42); 및
    상기 실린더형 몸체(42) 내부에 설치되어 상기 패턴롤(12) 또는 상기 가이드롤(52)의 이동에 따른 상기 패턴롤축(12a) 또는 상기 가이드롤축의 이동이 가능하도록 설치되는 탄성부재(42a);를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 탄성부재(42a)는 코일스프링 또는 판스프링인 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 플렉시블 기판(7)의 수직으로 상기 패턴롤(12)을 이동시켜 상기 플렉시블 기판(7)과 상기 패턴롤(12) 사이의 정렬오차를 보정하기 위한 수직 보정수 단(26)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 플렉시블 기판(7)의 수직으로 상기 가이드롤(52)을 이동시키기 위한 수직 보정수단(26)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 수직 보정수단(26)은 리니어가이드, 유압실린더 또는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 수직 보정수단(26)은 리니어가이드, 유압실린더 또는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 가이드롤(52)은 외주면에 마찰부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 마찰부재는 고무, 실리콘 또는 합성수지재인 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 플렉시블 기판(7)과 상기 패턴롤(12)의 정렬오차를 측정하기 위한 적어도 하나의 오차측정수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 오차측정수단은 비전카메라 또는 갭 센서인 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄장치.
  17. 리와인딩롤(3)에 권취된 플렉시블 기판(7)을 이용하여 미세박막 패턴을 인쇄하기 위해 준비하는 단계(S100);
    이송되는 상기 플렉시블 기판(7)의 틀어짐 또는 정렬오차 중 적어도 하나를 오차측정수단으로 측정하는 단계(S200);
    상기 측정된 플렉시블 기판(7)의 정렬오차만큼 보정거리를 보정시킬 대상을 선택하는 단계(S300); 및
    상기 선택된 대상으로 상기 측정된 정렬오차만큼 보정하는 단계(S400);로 이 루어진 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 보정 단계(S400)에서 상기 측정된 정렬오차만큼 보정할 상기 플렉시블 기판(7)의 보정거리가 100 ㎛미만이면 PZT 구동기(22a)가 설치된 패턴롤(12)의 보정수단을 동작시키는 단계(S420);를 수행하는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 보정 단계(S400)는 상기 측정된 정렬오차만큼 보정할 상기 플렉시블 기판(7)의 보정거리가 100 ㎛이상이면 가이드수단(50)의 보정수단을 동작시키는 단계(S410); 및
    상기 가이드수단의 보정수단을 동작시키는 단계(S410)를 수행한 후 패턴롤(12)의 보정수단을 동작시키는 단계(S420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 가이드수단의 보정수단 동작 단계(S410)는
    제 2가이드수단(50b)의 보정수단을 작동시키는 단계(S411); 또는
    상기 제 2가이드수단(50b)의 보정수단을 작동시키는 단계(S411)와 상기 제 2가이드수단의 보정수단을 작동시키는 단계(S411)를 수행한 후 제 1가이드수단(50a)의 보정수단을 작동시키는 단계(S412); 중 어느 하나를 선택하여 수행하는 것을 특징으로 하는 롤과 기판의 정렬오차 보정이 가능한 유연 전자소자의 인쇄방법.
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