KR20110004996A - 인쇄 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 다층 박막 패턴을 형성할 수 있는 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 인쇄장치는 블랭킷 롤러와; 상기 블랭킷 롤러에 제1 인쇄 잉크를 토출하는 제1 토출구와; 상기 제1 인쇄 잉크의 점성이 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아진 상태에서 상기 제1 인쇄 잉크가 도포된 상기 블랭킷 롤러에 제2 인쇄 잉크를 토출하는 제2 토출구를 구비하며, 상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되거나 서로 다른 인쇄 노즐에 형성되는 것을 특징으로 한다.
다층, 인쇄 노즐, 토출구, 금속 나노 분말

Description

인쇄 장치{PRINTING APPARATUS}
본 발명은 기판 상에 다층 박막 패턴을 형성할 수 있는 인쇄 장치에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 표시 장치 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치는 증착(코팅) 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 마스크 공정에 의해 형성되는 다수의 박막으로 이루어진다. 그러나, 마스크 공정은 제조 공정이 복잡하여 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 블랭킷 롤러를 이용한 인쇄 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다.
이러한 인쇄 공정은 블랭킷 롤러의 블랭킷에 인쇄 잉크를 코팅한 후, 인쇄판을 이용하여 블랭킷 롤러에 패턴 형태의 인쇄 잉크를 형성한 다음, 그 패턴 형태의 인쇄 잉크를 기판 상에 전사함으로써 원하는 박막을 형성하는 공정이다.
여기서, 인쇄 잉크로 은(Ag) 분말이 분산된 잉크를 사용하여 은으로 형성된 금속막을 형성할 경우, 기판에 포함된 실리콘과 은의 접착력이 낮아 기판 상에서 은으로 형성된 금속막이 분리되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 인쇄 잉크로 은 분말과 기판과의 접착력이 좋은 금속 물질이 첨가된 잉크를 사용하여 금속막을 형성할 경우, 금속마다 다르게 쓰이는 분산 바인더간 반응에 의해 잉크 내 분산 안정성이 쉽게 깨지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 다층 박막 패턴을 형성할 수 있는 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄장치는 블랭킷 롤러와; 상기 블랭킷 롤러에 제1 인쇄 잉크를 토출하는 제1 토출구와; 상기 제1 인쇄 잉크의 점성이 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아진 상태에서 상기 제1 인쇄 잉크가 도포된 상기 블랭킷 롤러에 제2 인쇄 잉크를 토출하는 제2 토출구를 구비하며, 상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되거나 서로 다른 인쇄 노즐에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 인쇄 장치는 상기 블랭킷 롤러에 도포된 상기 제1 및 제2 인쇄 잉크를 일부 제거하여 상기 블랭킷 롤러 상에 도전 박막 패턴을 형성하는 인쇄판과; 상기 블랭킷 롤러 상의 상기 도전 박막 패턴이 전사되는 기판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 토출구는 제1 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제2 토출구는 제2 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제1 및 제2 인쇄 노즐 사이에는 상기 기판과 상기 인쇄판이 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 토출구는 제1 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제2 토출구는 제2 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제1 및 제2 인쇄 노즐은 상기 인쇄판과 인접하게 형성되며 상기 제1 및 제2 토출구는 서로 수직한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제1 및 제2 토출구의 선폭은 서로 다른 것을 특징으로 한다.
제1 인쇄 잉크는 은을 포함하는 금속 나노 분말, 저비점 솔벤트 및 고비점 솔벤트를 포함하며, 상기 저비점 솔벤트는 상기 제2 인쇄 잉크가 상기 블랭킷 롤러에 도포되기 전에 증발되어 상기 제1 인쇄 잉크의 점성은 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 인쇄 잉크는 상기 제1 인쇄 잉크보다 기판과 접착력이 좋은 재질인 SnO2를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 블랭킷 롤러와; 상기 블랭킷 롤러에 은을 포함하는 금속 나노 분말, 저비점 솔벤트 및 고 비점 솔벤트를 포함하는 제1 인쇄 잉크를 토출하는 제1 토출구와; 상기 제1 인쇄 잉크의 점성이 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아진 상태에서 상기 제1 인쇄 잉크가 도포된 상기 블랭킷 롤러에 제2 인쇄 잉크를 토출하는 제2 토출구를 구비하며, 상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되거나 서로 다른 인쇄 노즐에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 저비점 솔벤트는 상기 제2 인쇄 잉크가 상기 블랭킷 롤러에 도포되기 전에 증발되어 상기 제1 인쇄 잉크의 점성은 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 인쇄 잉크는 상기 제1 인쇄 잉크보다 기판과 접착력이 좋은 재질인 SnO2를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인쇄 장치는 블랭킷 롤러 상에 적어도 2층의 인쇄 잉크를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 한 번의 인쇄 공정을 통해 기판 상에 다층의 박막을 형성할 수 있으므로 공정을 단순화함과 아울러 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 저비점 솔벤트가 증발된 반건조 상태의 제1 인쇄 잉크 상에 제2 인쇄 잉크가 도포되므로 제1 및 제2 인쇄 잉크 간의 접착력이 높아진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 금속 박막 패턴을 포토리소그래피 공정없이 형성할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 박막 패턴 형성용 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 인쇄 장치는 역 오프셋 롤 인쇄(Reverse off-set roll printing) 방법에 적용되며, 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104)과, 블랭킷 롤러(120)와, 인쇄판(130)과, 롤러 정렬부(118), 노즐 정렬부(116)를 포함한다.
제1 인쇄 노즐(102)은 기판(111)과 인접하게 형성되며, 이 제1 인쇄 노즐(102)의 제1 토출구(112)는 기판(111)의 두께 방향 또는 길이 방향과 나란한 방향으로 형성된다. 이러한 제1 인쇄 노즐(102)은 제1 인쇄 잉크(106)를 저장하며, 그 저장된 제1 인쇄 잉크(106)를 제1 토출구(112)를 통해 블랭킷 롤러(120)에 공급한다.
제1 인쇄 잉크(106)는 고전도율 금속으로 이루어진 제1 금속 나노 분말, 저비점 솔벤트 및 고비점 솔벤트를 포함한다.
제1 금속 나노 분말은 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등으로 이루어진 금속으로 형성되며, 바람직하게는 전도도가 우수하며 가격면에서도 유리한 은(Ag)을 사용한다. 이 제1 금속 나노 분말은 입자 형태로 형성되므로 이형성 특성이 뛰어나 패턴성이 우수하다.
저비점 솔벤트는 제1 금속 나노 분말을 독립된 상태로 분사시키는 역할을 한다. 이 저비점 솔벤트는 제1 금속 나노 분말 도포 후 제2 금속 나노 분말이 도포되기 전에 증발하게 되므로 제1 인쇄 잉크(106)의 점성은 블랭킷 롤러(120)에서 토 출되는 초기 상태보다 높아진다.
고비점 솔벤트는 열에 의한 저비점 솔벤트의 증발시 블랭킷 롤러(120)에 도포된 제1 금속 나노 분말이 서로 독립된 상태를 유지하고 고점도를 가지게 하는 역할을 한다.
제2 인쇄 노즐(104)은 제1 인쇄 노즐(102)과 이격되도록 인쇄판(130)과 인접되게 형성된다. 구체적으로, 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104) 사이에는 기판(111)과 인쇄판(130)이 위치하게 된다.
이 때, 제2 인쇄 노즐(104)은 블랭킷 롤러(102)가 이동하여 블랭킷 롤러(102)에 도포된 제1 인쇄 잉크(106)의 저비점 솔벤트가 증발될 정도의 시간을 확보할 수 있을 정도의 거리로 제1 인쇄 노즐(102)과 이격되게 형성된다. 이 제2 인쇄 노즐(104)의 제2 토출구(114)는 제1 인쇄 노즐(102)의 제1 토출구(112)와 수직하거나 나란하도록 기판(111)의 길이 방향 또는 두께 방향과 나란한 방향으로 형성된다.
이러한 제2 인쇄 노즐(104)은 제2 인쇄 잉크(108)를 저장하며, 그 저장된 제2 인쇄 잉크(108)를 제2 토출구(114)를 통해 블랭킷 롤러(120)에 공급한다.
제2 인쇄 잉크(108)는 제1 인쇄 잉크(106)보다 두꺼운 두께로 형성되도록 제2 인쇄 노즐(104)의 제2 토출구(114)는 제1 인쇄 노즐(102)의 제1 토출구(112)보다 선폭이 넓게 형성되거나 제2 인쇄 잉크(108)의 도포 공정을 다수번 실행한다.
이 제2 인쇄 잉크(108)는 제1 금속 나노 분말과 다른 제2 금속 나노 분말 및 솔벤트를 포함한다.
제2 금속 나노 분말은 제1 금속보다 융점이 높아 기판과의 접착력이 좋은 SnO2 등과 같은 제2 금속을 이용한다. 이러한 제2 금속에 의해 고온 처리시 발생되는 증발 현상을 방지하여 도전 박막 패턴의 열적 안정성을 높임과 아울러 고온 처리에 의해 기판(111)과의 부착력이 향상된다.
블랭킷 롤러(120)는 인쇄판(130) 및 기판(111)과 순차적으로 접촉되도록 이동하여 그들(111,130) 상에서 회전하게 된다.
인쇄판(130)은 블랭킷 롤러(120) 상에 도포된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 원하는 영역에만 형성되도록 블랭킷 롤러(120)와 접촉한다. 이를 위해, 인쇄판(130)은 홈 형태로 형성된 오목 패턴(134)과, 돌출되게 형성된 볼록 패턴(132)을 포함한다. 볼록 패턴(132)은 블랭킷 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷 롤러(120)에 도포된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)와 접촉하는 영역이다. 이에 따라, 볼록 패턴(132) 상에는 블랭킷 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷 롤러(120)의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 전사된다. 오목 패턴(134)은 블랭킷 롤러(120)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷 롤러(120)에 도포된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)와 접촉하지 않는 영역이다. 이에 따라, 오목 패턴(134)과 대응하는 블랭킷 롤러(120)의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)에 남아 도전 금속 패턴으로 형성된다.
롤러 정렬부(118)는 블랭킷 롤러(120)와 연결되어 제1 및 제2 인쇄 노 즐(102,104) 각각의 일측에 위치하는 블랭킷 롤러(120)의 위치를 조정한다.
노즐 정렬부(116)는 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104) 각각과 연결되어 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104) 각각의 위치를 조정한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 블랭킷 롤러(120) 상에 적어도 2층의 인쇄 잉크를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 한 번의 인쇄 공정을 통해 기판(111) 상에 다층의 박막을 형성할 수 있으므로 공정을 단순화함과 아울러 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 저비점 솔벤트가 증발된 반건조 상태의 제1 인쇄 잉크(106) 상에 제2 인쇄 잉크(108)가 도포되므로 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108) 간의 접착력이 높아진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 금속 박막 패턴을 포토리소그래피 공정없이 형성할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄 장치를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 블랭킷 롤러(120) 및 제1 인쇄 노즐(102) 중 적어도 어느 하나는 롤러 정렬부(118) 및 노즐 정렬부(116) 중 적어도 어느 하나를 통해 이동함으로써 블랭킷 롤러(120)와 제1 인쇄 노즐(102)의 위치는 정렬된다(S11단계). 이 때, 블랭킷 롤러(102)는 제1 인쇄 노즐(102)과 인접되게 위치한다.
제1 인쇄 노즐(102)과 정렬된 블랭킷 롤러(120)에는 도 3b에 도시된 바와 같 이 제1 인쇄 노즐(102)을 통해 토출되는 제1 인쇄 잉크(106)가 도포된다(S12단계).
제1 인쇄 잉크(106)가 도포된 블랭킷 롤러(120) 및 제2 인쇄 노즐(104) 중 적어도 어느 하나는 도 3c에 도시된 바와 같이 이동하여 제2 인쇄 노즐(104)과 정렬된다(S13단계). 이 때, 블랭킷 롤러(102)는 제2 인쇄 노즐(104)과 인접되게 위치한다.
제2 인쇄 노즐(104)과 정렬된 블랭킷 롤러(120)에는 도 3d에 도시된 바와 같이 제2 인쇄 노즐(104)을 통해 토출되는 제2 인쇄 잉크(108)가 반건조 상태의 제1 인쇄 잉크(106) 상에 도포된다(S14단계). 이 때, 제2 인쇄 잉크(108)는 제1 인쇄 잉크(106)가 도포된 후 약 5분 이내에 블랭킷 롤러(120) 상에 도포된다. 제1 인쇄 잉크(106)가 도포된 후 5분을 초과하면, 제1 인쇄 잉크(106)가 완전히 건조되어 제2 인쇄 잉크(108)와의 접착력이 저하된다.
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 순차적으로 도포된 블랭킷 롤러(120)는 도 3e에 도시된 바와 같이 오목 패턴(134) 및 볼록 패턴(132)을 가지는 인쇄판(130) 상에서 회전한다(S15단계). 볼록 패턴(132)과 접촉하는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 볼록 패턴(132) 상에 전사되며, 오목 패턴(134)과 접촉하지 않는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)의 표면에 남게 된다.
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 잔존하는 블랭킷 롤러(120)는 도 3f에 도시된 바와 같이 기판(111) 상에서 회전하게 된다(S16단계). 이에 따라, 기판(111) 상에는 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 전사된 후 건조 및 경화됨으로써 도전 금속 패턴(110)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막 패턴 형성용 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 인쇄 장치는 도 1에 도시된 인쇄 장치와 대비하여 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 인쇄 장치는 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104)과, 블랭킷 롤러(120)와, 인쇄판(130)을 포함한다.
제1 인쇄 노즐(102)은 인쇄판(130)과 인접하게 형성되며, 이 제1 인쇄 노즐(102)의 제1 토출구(112)는 기판(111)의 길이 방향과 나란한 방향으로 형성된다. 이러한 제1 인쇄 노즐(102)은 제1 인쇄 잉크(106)를 저장하며, 그 저장된 제1 인쇄 잉크(106)를 제1 토출구(112)를 통해 블랭킷 롤러(120)에 공급한다.
제2 인쇄 노즐(104)은 제1 인쇄 노즐(102)과 인접되게 형성된다. 이 제2 인쇄 노즐(104)의 제2 토출구(114)는 제1 인쇄 노즐(102)의 제1 토출구(112)와 수직하도록 기판(111)의 두께 방향과 나란한 방향으로 형성된다.
이러한 제2 인쇄 노즐(104)은 제2 인쇄 잉크(108)를 저장하며, 그 저장된 제2 인쇄 잉크(108)를 제2 토출구(114)를 통해 블랭킷 롤러(120)에 공급한다.
블랭킷 롤러(120)는 인쇄판(130) 및 기판(111)과 순차적으로 접촉되도록 이동하여 그들(111,130) 상에서 회전하게 된다.
인쇄판(130)은 블랭킷 롤러(120) 상에 도포된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 원하는 영역에만 형성되도록 블랭킷 롤러(120)와 접촉한다. 이에 따라, 오목 패턴(134)과 대응하는 블랭킷 롤러(120)의 제1 및 제2 인쇄 잉 크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)에 남아 도전 금속 패턴으로 형성된다.
도 5는 도 4에 도시된 인쇄 장치를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6a 내지 도 6e는 도 5에 도시된 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 5 및 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104)과 블랭킷 롤러(120) 중 적어도 어느 하나는 롤러 정렬부(118) 및 노즐 정렬부(116) 중 적어도 어느 하나를 통해 이동함으로써 블랭킷 롤러(120)와 제1 및 제2 인쇄 노즐(102,104)의 위치는 정렬된다(S21단계). 이 때, 블랭킷 롤러(120)는 제1 인쇄 노즐(102)과 인접되게 위치한다.
제1 인쇄 노즐(102)과 정렬된 블랭킷 롤러(120)에는 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 인쇄 노즐(102)을 통해 토출되는 제1 인쇄 잉크(106)가 도포된다(S22단계).
제1 인쇄 잉크(106)가 도포된 블랭킷 롤러(120)에는 도 6c에 도시된 바와 같이 제2 인쇄 노즐(104)을 통해 토출되는 제2 인쇄 잉크(108)가 제1 인쇄 잉크(106) 상에 도포된다(S23단계).
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 순차적으로 도포된 블랭킷 롤러(120)는 도 6d에 도시된 바와 같이 오목 패턴(134) 및 볼록 패턴(132)을 가지는 인쇄판(130) 상에서 회전한다(S24단계). 볼록 패턴(132)과 접촉하는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 볼록 패턴(132) 상에 전사되며, 오목 패턴(134)과 접촉하지 않는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)의 표면에 남게 된다.
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 잔존하는 블랭킷 롤러(120)는 도 6e에 도 시된 바와 같이 기판(111) 상에서 회전하게 된다(S25단계). 이에 따라, 기판(111) 상에는 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 전사된 후 건조 및 경화됨으로써 도전 금속 패턴(110)이 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 블랭킷 롤러(120) 상에 적어도 2층의 인쇄 잉크를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 한 번의 인쇄 공정을 통해 기판(111) 상에 다층의 박막을 형성할 수 있으므로 공정을 단순화함과 아울러 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 저비점 솔벤트가 증발된 반건조 상태의 제1 인쇄 잉크(106) 상에 제2 인쇄 잉크(108)가 도포되므로 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108) 간의 접착력이 높아진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 금속 박막 패턴을 포토리소그래피 공정없이 형성할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 박막 패턴 형성용 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 인쇄 장치는 도 1에 도시된 인쇄 장치와 대비하여 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 인쇄 장치는 인쇄 노즐(102)과, 블랭킷 롤러(120)와, 인쇄판(130)과, 롤러 정렬부(118) 및 노즐 정렬부(116)를 포함한다.
인쇄 노즐(102)은 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)를 저장한다. 그 저장된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106)는 도 8에 도시된 제1 및 제2 토출구(112,114)를 통해 블랭킷 롤러(120)에 공급한다. 인쇄 노즐(102)의 제1 및 제2 토출구(112,114)는 기판(111)의 길이 방향 또는 폭 방향과 나란한 방향으로 형성된다.
여기서, 제2 토출구(114)의 선폭(W2)은 제1 토출구(112)의 선폭(W1)보다 넓게 형성되므로 제2 인쇄 잉크(108)는 제1 인쇄 잉크(106)보다 두꺼운 두께로 블랭킷 롤러(120) 상에 형성된다.
블랭킷 롤러(120)는 인쇄판(130) 및 기판(111)과 순차적으로 접촉되도록 이동하여 그들(111,130) 상에서 회전하게 된다.
인쇄판(130)은 블랭킷 롤러(120) 상에 도포된 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 원하는 영역에만 형성되도록 블랭킷 롤러(120)와 접촉한다. 이에 따라, 오목 패턴(134)과 대응하는 블랭킷 롤러(120)의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)에 남아 도전 금속 패턴으로 형성된다.
도 9는 도 7에 도시된 인쇄 장치를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 10a 내지 도 10d는 도 9에 도시된 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 9 및 도 10a에 도시된 바와 같이 인쇄 노즐(102)과 블랭킷 롤러(120)는 롤러 정렬부(118) 및 노즐 정렬부(116)를 통해 이동함으로써 블랭킷 롤러(120)와 인쇄 노즐(102,104)의 위치는 정렬된다(S31단계).
인쇄 노즐(102)과 정렬된 블랭킷 롤러(120)에는 도 10b에 도시된 바와 같이 제1 토출구(112)을 통해 토출되는 제1 인쇄 잉크(106)가 도포됨과 아울러 제2 토출구(114)를 통해 토출되는 제2 인쇄 잉크가 도포된다(S32단계).
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 도포된 블랭킷 롤러(120)는 도 10c에 도시 된 바와 같이 오목 패턴(134) 및 볼록 패턴(132)을 가지는 인쇄판(130) 상에서 회전한다(S33단계). 볼록 패턴(132)과 접촉하는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 볼록 패턴(132) 상에 전사되며, 오목 패턴(134)과 접촉하지 않는 영역의 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)는 블랭킷 롤러(120)의 표면에 남게 된다.
제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 잔존하는 블랭킷 롤러(120)는 도 10d에 도시된 바와 같이 기판(111) 상에서 회전하게 된다(S34단계). 이에 따라, 기판(111) 상에는 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108)가 전사된 후 건조 및 경화됨으로써 도전 금속 패턴(110)이 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 블랭킷 롤러(120) 상에 적어도 2층의 인쇄 잉크를 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 한 번의 인쇄 공정을 통해 기판(111) 상에 다층의 박막을 형성할 수 있으므로 공정을 단순화함과 아울러 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 저비점 솔벤트가 증발된 반건조 상태의 제1 인쇄 잉크(106) 상에 제2 인쇄 잉크(108)가 도포되므로 제1 및 제2 인쇄 잉크(106,108) 간의 접착력이 높아진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 금속 박막 패턴을 포토리소그래피 공정없이 형성할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인쇄 장치로는 도 11에 도시된 액정 표시 패널 뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 발광 표시 패널 및 전계 방출 소자 등의 평판 표시 소자의 박막 또는 후막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 11에 도시된 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정층(160) 을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(150) 및 칼라 필터 기판(140)을 구비한다.
칼라 필터 기판(140)은 상부기판(142) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(144), 칼라필터(146), 공통 전극(148), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.
박막 트랜지스터 기판(150)은 하부 기판(152) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(156) 및 데이터 라인(154)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(158)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(170)을 구비한다.
이러한 액정 표시 패널의 컬러필터(146) 및 블랙 매트릭스(144)와, 유기 전계 발광 소자의 발광층을 포함하는 유기박막층 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명은 제1 금속 나노 분말과 제2 금속 나노 분말로 이루어진 2층 구조의 도전 금속 패턴을 예로 들어 설명하였으나 3층 이상의 다층 구조의 도전 금속 패턴에도 적용가능하다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 인쇄 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 인쇄 노즐을 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 인쇄 장치를 이용하여 형성된 박막 패턴을 가지는 액정 표시 패널을 나타내는 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102,104 : 인쇄 노즐 106,108 : 인쇄 잉크
110 : 도전 금속 패턴 111 : 기판
112,114 : 토출구 116 : 노즐 정렬부
118 : 롤러 정렬부 120 : 블랭킷 롤러
130 : 인쇄판 132 : 오목 패턴
134 : 볼록 패턴 140 : 컬러필터 기판
144 : 블랙매트릭스 146 : 컬러 필터
148 : 공통 전극 150 : 박막트랜지스터 기판
154 : 데이터 라인 156 : 게이트 라인
158 : 박막트랜지스터 160 : 액정
170 : 화소전극

Claims (10)

  1. 블랭킷 롤러와;
    상기 블랭킷 롤러에 제1 인쇄 잉크를 토출하는 제1 토출구와;
    상기 제1 인쇄 잉크의 점성이 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아진 상태에서 상기 제1 인쇄 잉크가 도포된 상기 블랭킷 롤러에 제2 인쇄 잉크를 토출하는 제2 토출구를 구비하며,
    상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되거나 서로 다른 인쇄 노즐에 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랭킷 롤러에 도포된 상기 제1 및 제2 인쇄 잉크를 일부 제거하여 상기 블랭킷 롤러 상에 도전 박막 패턴을 형성하는 인쇄판과;
    상기 블랭킷 롤러 상의 상기 도전 박막 패턴이 전사되는 기판을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 토출구는 제1 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제2 토출구는 제2 인쇄 노즐에 형성되며,
    상기 제1 및 제2 인쇄 노즐 사이에는 상기 기판과 상기 인쇄판이 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 토출구는 제1 인쇄 노즐에 형성되며, 상기 제2 토출구는 제2 인쇄 노즐에 형성되며,
    상기 제1 및 제2 인쇄 노즐은 상기 인쇄판과 인접하게 형성되며 상기 제1 및 제2 토출구는 서로 수직한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되며,
    상기 제1 및 제2 토출구의 선폭은 서로 다른 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제1 인쇄 잉크는 은을 포함하는 금속 나노 분말, 저비점 솔벤트 및 고비점 솔벤트를 포함하며,
    상기 저비점 솔벤트는 상기 제2 인쇄 잉크가 상기 블랭킷 롤러에 도포되기 전에 증발되어 상기 제1 인쇄 잉크의 점성은 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아지는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 인쇄 잉크는 상기 제1 인쇄 잉크보다 기판과 접착력이 좋은 재질인 SnO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  8. 블랭킷 롤러와;
    상기 블랭킷 롤러에 은을 포함하는 금속 나노 분말, 저비점 솔벤트 및 고비점 솔벤트를 포함하는 제1 인쇄 잉크를 토출하는 제1 토출구와;
    상기 제1 인쇄 잉크의 점성이 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아진 상태에서 상기 제1 인쇄 잉크가 도포된 상기 블랭킷 롤러에 제2 인쇄 잉크를 토출하는 제2 토출구를 구비하며,
    상기 제1 및 제2 토출구는 동일한 하나의 인쇄 노즐에 형성되거나 서로 다른 인쇄 노즐에 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 저비점 솔벤트는 상기 제2 인쇄 잉크가 상기 블랭킷 롤러에 도포되기 전에 증발되어 상기 제1 인쇄 잉크의 점성은 상기 블랭킷 롤러에서 토출될 때보다 높아지는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 인쇄 잉크는 상기 제1 인쇄 잉크보다 기판과 접착력이 좋은 재질인 SnO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
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