KR20170023962A - 후속 처리 동안 정밀 정합을 달성하기 위한 다수의 잉크들의 인쇄 - Google Patents

후속 처리 동안 정밀 정합을 달성하기 위한 다수의 잉크들의 인쇄 Download PDF

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KR20170023962A
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앤 엠 길맨
다니엘 제이 타이스
매튜 에스 스태이
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

제1 및 제2 잉크들을 기준 마크들 및 주 패턴 마크들을 갖는 미리 결정된 패턴으로 침착시킴으로써 패터닝된 기재를 제조하기 위한 롤투롤 공정에서 정밀 정합을 달성하는 방법이 개시된다. 이들 잉크 중 하나는 기재 상으로 기준 마크들을 인쇄하는 반면, 다른 잉크는 미리 결정된 패턴이 기준 마크들의 패턴에 대하여 예측가능한 공간적 관계를 지니도록 동일 기재 상에 주 패턴 마크들을 인쇄한다. 결과적으로, 미리 결정된 패턴을 형성하는 잉크가 비가시성이거나, 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 잉크가 실질적으로 비가시성이 되거나, 또는 심지어 후속 처리 단계에서 용해 제거될지라도, 기준 마크들의 패턴을 참조함으로써 미리 결정된 패턴들이 있는 곳을 아는 것이 여전히 가능하다. 이 방법에 의해 제조된 패터닝된 기재를 포함하는 터치 스크린 디스플레이가 또한 개시된다.

Description

후속 처리 동안 정밀 정합을 달성하기 위한 다수의 잉크들의 인쇄{PRINTING OF MULTIPLE INKS TO ACHIEVE PRECISION REGISTRATION DURING SUBSEQUENT PROCESSING}
본 발명은 후속 처리 동안 정밀 정합을 달성하기 위한 다수의 잉크들의 인쇄에 관한 것이다.
가요성 전자 또는 광학 구성요소와 같은 물품의 제조는 기다란 기재(substrate) 또는 웨브(web) 상에 침착되거나 형성되는 재료의 층들의 적용을 수반할 수 있다. 특히, 재료의 패턴들이 다수의 침착 단계들을 통해 웨브와 같은 기다란 기재 상에 층들로 침착될 수 있다. 일부 물품들은 기재의 일면 또는 양면 상에 적용되는 특징부(feature)들의 정확한 정합(registration)을 필요로 한다.
층들 사이의 정확한 정합을 달성하기 위해, 기재가 다수의 제조 단계들을 통해 이동할 때, 측방향(웨브 횡단방향(cross web)) 위치설정과 길이방향(웨브 하류방향(down web)) 위치설정이 유지되어야 한다. 기재 상에 형성된 층들 사이의 정합을 유지시키는 것은 기재가 가요성이거나 신장가능한 때 더욱 복잡해진다. 일부 물품들은 재료들 또는 공정들이 기재에 순차적으로 적용되는 다수의 단계들로 제조되며, 이는 공정 단계들의 각각에 대한 정확한 위치 정합을 필요로 한다.
일 태양에서, 본 개시 내용은 기준 마크(fiducial mark)들 및 주 패턴 마크(main pattern mark)들 둘 모두를 포함하는 미리 결정된 패턴으로 기재 상으로 다수의 잉크들을 침착시킴으로써 롤투롤 공정(roll to roll process)에서 정밀 정합을 달성하는 방법을 설명한다. 이들 잉크 중 하나는 기재 상으로 기준 마크들을 생성하기 위해 사용되는 반면, 다른 잉크는 미리 결정된 패턴이 기준 마크들의 패턴에 대하여 예측가능한 공간적 관계를 지니도록 동일 기재 상에 주 패턴 마크들을 인쇄한다. 결과적으로, 주 패턴 마크들을 형성하는 잉크가 비가시성이거나, 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 잉크가 실질적으로 비가시성이 되거나, 또는 후속 처리 단계에서 용해 제거될지라도, 기준 마크들을 참조함으로써 주 패턴 마크들이 위치되는 곳을 아는 것이 여전히 가능하다. 일부 편리한 실시 형태들에서, 미리 결정된 패턴은 부차적인 작업들 후에 도전성 회로 트레이스들을 한정할 것이다. 일부 다른 편리한 실시 형태들에서, 미리 결정된 패턴은 부정 조작 방지 보안 마크(tamper-resistant security mark)의 적어도 일 태양을 한정할 것이다.
미리 결정된 패턴이 가용성 잉크로 인쇄되는 실시 형태들이 특히 관심대상이다. 예를 들어, 인쇄된 기재 상으로 도전성 재료의 층을 스퍼터링하고(sputter) 이어서 가용성 잉크를 제거하기 위해 기재를 헹굼(rinsing)하는 것이 가능하다. 이는 또한 가용성 잉크 위의 스퍼터링된 층을 제거한다. 기준 마크들이 용매에 가용성이 아니면, 패턴이 비가시성이거나 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 실질적으로 비가시성일지라도, 스퍼터링된 층 내의 패턴의 위치를 알 수 있다.
예시적인 일 실시 형태에서, 본 개시 내용은 기재를 패터닝(patterning)하는 방법으로서, 기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴을 상부에 갖는 인쇄 롤, 제1 잉크 분배기 및 프린터를 제공하는 단계;
제1 잉크 분배기를 이용하여, 선택된 용매에 가용성인 제1 잉크를 인쇄 롤 상으로 분배하는 단계; 기재를 인쇄 롤에 대해 전진시켜서, 미리 결정된 패턴의 역상(negative)을 제1 잉크로써 기재 상으로 인쇄하는 단계; 기재를 프린터를 지나 전진시키고, 선택된 용매에 불용성인 제2 잉크를 기준 마크들의 역상 위로만 적용하는 단계; 기재 상으로 미리 결정된 패턴에 걸쳐 기능성 재료의 층을 오버레잉(overlaying)하는 단계; 및 기재를 선택된 용매로 헹굼하여 가용성 잉크를 제거하여, 주 패턴 마크들의 패턴을 따르는 기능성 재료 및 기준 마크들의 패턴을 따르는 불용성 잉크를 기재 상에 남기는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법을 기술한다.
다른 예시적인 실시 형태에서, 본 개시 내용은 기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴으로 기재를 패터닝하는 방법으로서, 기재 상으로 각각 적어도 하나의 길이방향 레인(lane)으로 적어도 제1 가시성 잉크 및 제2 도전성 잉크를 코팅하는 단계; 제1 및 제2 잉크들 상으로 레지스트(resist) 재료를 이용하여 미리 결정된 패턴을 적용하는 단계로서, 미리 결정된 패턴은 제1 가시성 잉크로 코팅된 레인(들) 내의 기준 마크들 및 제2 도전성 잉크에 의해 코팅된 레인(들) 내의 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는, 단계; 레지스트 재료를 경질화하거나 경화시키는 단계; 패턴을 박리가능한(strippable) 중합체 층으로 오버코팅하는 단계; 및 기재로부터 박리가능한 중합체 층을 박리(peeling)하여, 레지스트에 의해 보호되지 않는 제1 및 제2 잉크들의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법을 기술한다.
예시적인 실시 형태들의 목록
A. 기재를 패터닝하는 방법으로서,
기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴을 상부에 갖는 인쇄 롤, 제1 잉크 분배기 및 프린터를 제공하는 단계;
제1 잉크 분배기를 이용하여, 선택된 용매에 가용성인 제1 잉크를 인쇄 롤 상으로 분배하는 단계;
기재를 인쇄 롤에 대해 전진시켜서,
미리 결정된 패턴의 역상을 제1 잉크로써 기재 상으로 인쇄하는 단계;
기재를 프린터를 지나 전진시키고,
선택된 용매에 불용성인 제2 잉크를 기준 마크들 상으로 적용하는 단계;
기재 상으로 미리 결정된 패턴에 걸쳐 기능성 재료의 층을 오버레잉하는 단계;
및
기재를 선택된 용매로 헹굼으로써, 가용성 잉크를 제거하여,
기능성 재료를 주 패턴 마크들의 미리 결정된 패턴으로 기재 상에 남기고 불용성 잉크를 기준 마크들의 미리 결정된 패턴으로 기재 상에 남기는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
B. 실시 형태 A에 있어서, 선택된 용매는 물인, 기재를 패터닝하는 방법.
C. 실시 형태 A 또는 B에 있어서, 제2 잉크는 UV 경화성이고,
상기 방법은 UV 복사선을 이용하여 제2 잉크를 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
D. 실시 형태 A, B 또는 C에 있어서, 인쇄 롤은
플렉소그래픽(flexographic) 롤, 그라비어(gravure) 롤, 이중 오프셋(dual offset) 롤 및 스크린 롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 롤인, 기재를 패터닝하는 방법.
E. 실시 형태 A, B, C 또는 D에 있어서, 미리 결정된 패턴은
크기가 20 미크론 미만의 치수를 갖는 특징부들을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
F. 실시 형태 A, B, C, D 또는 E에 있어서, 기준 마크들 및
미리 결정된 패턴은 20 미크론 미만의 치수 정확도로 정합되는, 기재를 패터닝하는 방법.
G. 실시 형태 A, B, C, D, E 또는 F에 있어서, 기능성
재료는 금속, 도전성 금속 산화물 및 도전성 잉크로 이루어진 군으로부터 선택되는 도전성 재료인, 기재를 패터닝하는 방법.
H. 실시 형태 A, B, C, D, E, F 또는 G의 방법에 의해 제조된 패터닝된 기재를 포함하는 터치 스크린 디스플레이.
I. 실시 형태 H에 있어서, 터치 스크린 디스플레이는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 컴퓨터 디스플레이 또는 텔레비전으로부터 선택되는 전자 장치의 구성요소인, 터치 스크린 디스플레이.
J. 기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴으로 기재를 패터닝하는 방법으로서,
기재 상으로 각각 적어도 하나의 길이방향 레인으로 적어도 제1 가시성 잉크 및 제2 잉크를 코팅하는 단계;
제1 및 제2 잉크들 상으로 레지스트 재료를 이용하여 미리 결정된 패턴을 적용하는 단계로서, 미리 결정된 패턴은 제1 가시성 잉크로 코팅된 레인(들) 내의 기준 마크들 및 제2 잉크에 의해 코팅된 레인(들) 내의 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는, 단계;
레지스트 재료를 경질화하거나 경화시키는 단계;
패턴을 박리가능한 중합체 층으로 오버코팅하는 단계; 및
기재로부터 박리가능한 중합체 층을 박리함으로써, 레지스트에 의해 보호되지 않는 제1 및 제2 잉크들의 부분들을 제거하는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
K. 실시 형태 J에 있어서, 제2 잉크는 나노와이어들을 포함하고 도전성인, 기재를 패터닝하는 방법.
L. 실시 형태 J 또는 K에 있어서, 패턴을 박리가능한 중합체 층으로 오버코팅하는 단계는 하나 이상의 제1 구역 및 하나 이상의 제2 구역을 박리가능한 중합체 층-형성 액체로 오버코팅하는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
M. 실시 형태 L에 있어서, 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 중합체 용액, 단량체, 단량체 용액 및 중합체 용융물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 기재를 패터닝하는 방법.
N. 실시 형태 M에 있어서, 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 중합체 용액을 포함하고, 오버코팅은 슬롯 코팅, 롤 코팅, 플러드(flood) 코팅, 노치 바아(notch bar) 코팅, 직접 그라비어, 오프셋 그라비어 또는 스프레잉을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
O. 실시 형태 M 또는 N에 있어서, 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 PVA를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
P. 실시 형태 J, K, L, M, N 또는 O에 있어서, 미리 결정된 패턴은 플렉소그래픽 롤, 그라비어 롤, 이중 오프셋 롤 및 스크린 롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 인쇄 롤에 의해 적용되는, 기재를 패터닝하는 방법.
Q. 실시 형태 J, K, L, M, N, O 또는 P에 있어서, 미리 결정된 패턴은 크기가 20 미크론 미만인 치수를 갖는 특징부들을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
R. 실시 형태 J, K, L, M, N, O, P 또는 Q에 있어서, 기준 마크들 및 제1 미리 결정된 패턴은 20 미크론 미만의 치수 정확도로 정합되는, 기재를 패터닝하는 방법.
S. 실시 형태 J, K, L, M, N, O, P, Q 또는 R의 방법에 의해 제조된 패터닝된 기재를 포함하는 터치 스크린 디스플레이.
T. 실시 형태 S에 있어서, 터치 스크린 디스플레이는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 컴퓨터 디스플레이 또는 텔레비전으로부터 선택되는 전자 장치의 구성요소인, 터치 스크린 디스플레이.
본 발명의 예시적인 실시 형태들의 다양한 태양들 및 이점들이 요약되었다. 상기 발명의 내용은 본 발명의 각각의 예시된 실시 형태 또는 이 예시적인 특정 실시 형태의 모든 구현예를 설명하기 위한 것은 아니다. 하기의 도면 및 상세한 설명은 본 명세서에 개시된 원리를 이용하는 소정의 바람직한 실시 형태를 보다 상세하게 예시한다.
본 발명은 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 첨부 도면과 관련하여 고찰함으로써 더 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 일부분을 수행하는 인쇄 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 인쇄 장치에 의해 적용되는 미리 결정된 패턴을 갖는 기재의 하나의 에지(edge)의 부분 평면도.
도 3은 제2 잉크를 적용하기 위한 프린터를 지나서 전진되는, 도 2의 기재의 사시도.
도 4는 제2 잉크가 도 3의 장치에 의해 제 위치에 적용된, 도 2의 기재의 하나의 에지의 부분 평면도.
도 5는 기능성 재료의 층의 적용 후의, 도 4의 기재의 에지의 부분 평면도.
도 6은 선택된 용매로 기재를 헹굼하여 기능성 재료의 주 패턴 마크들 및 제2 잉크의 기준 마크들을 남긴 후의, 도 5의 기재의 에지의 부분 평면도.
도 7은 방법의 제2 실시 형태와 관련하여 코팅된 기재의 평면도.
도 8은 도 7의 단면 선 8-8을 따라 취해진 코팅된 기재의 단면도.
도 9는 레지스트 재료로 코팅된, 도 7의 기재의 평면도.
도 10은 도 9의 단면 선 10-10을 따라 취해진, 레지스트로 코팅된 기재의 단면도.
도 11은 레지스트 재료가 경질화되거나 경화되고 기재가 박리가능한 중합체로 오버코팅된, 도 9의 기재의 평면도.
도 12는 도 11의 단면 선 12-12를 따라 취해진 코팅된 기재의 단면도.
도 13은 라이너가 박리가능한 중합체에 적층된, 도 11의 기재의 평면도.
도 14는 도 13의 단면 선 14-14를 따라 취해진, 적층된 기재의 단면도.
도 15는 라이너 및 박리가능한 층이 박리된, 도 13의 기재의 평면도.
도 16은 도 15의 단면 선 16-16을 따라 취해진, 적층된 기재의 단면도.
도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다. 축척에 맞게 작성되지 않을 수 있는 전술된 도면이 본 발명의 다양한 실시 형태들을 개시하고 있지만, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 언급된 바와 같이, 다른 실시 형태들이 또한 고려된다. 모든 경우에, 본 개시 내용은 현재 개시되는 발명을 명백한 제한으로서가 아니라 예시적인 실시 형태들의 표현으로서 기술한다. 당업자라면 본 발명의 범주 및 사상 내에 속하는 많은 다른 변형들 및 실시 형태들을 고안할 수 있음을 이해하여야 한다.
동시 계류 중인 PCT 출원 US2013/074231호는 인쇄 롤 상으로 다수의 잉크들을 동시에 침착시킴으로써 롤투롤 공정 내에서 정밀 정합을 달성하는 방법을 개시한다. 이들 잉크 중 하나는 기재 상으로 기준 마크들의 패턴을 인쇄하는 반면, 다른 잉크는 미리 결정된 패턴이 기준 마크들의 패턴에 대해 예측가능한 공간적 관계를 지니도록 동일 기재 상에 미리 결정된 패턴을 인쇄한다. 결과적으로, 미리 결정된 패턴을 형성하는 잉크가 비가시성이거나, 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 잉크가 실질적으로 비가시성이 되거나, 또는 심지어 후속 처리 단계에서 용해 제거될지라도, 기준 마크들의 패턴을 참조함으로써 미리 결정된 패턴들이 있는 곳을 아는 것이 여전히 가능하다. 그러나, 이들 방법은 미리 결정된 패턴과 기준 마크들 사이에 상당히 넓은 최소 간격을 요구한다. 이는, 특히 미리 결정된 패턴과 그들의 관련 기준 마크들이 투-업 배치(two-up arrangement)로 놓여질 때, 낭비되는 재료를 초래한다.
정의된 용어에 대한 하기의 용어 설명의 경우, 청구범위 또는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에서 상이한 정의가 제공되지 않는 한, 이러한 정의가 전체 출원에 적용되어야 한다.
용어 설명
대부분은 잘 알려져 있지만 어떤 설명을 필요로 할 수도 있는 소정의 용어가 본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐 사용된다. 하기를 이해하여야 한다:
본 출원에서, "콘트라스트"는 규정된 수학식에 의해 계산되는 수로서 표현되는, 2개의 영역들의 휘도와 같은 측정된 양의 비유사성(dissimilarity)의 정도를 의미한다. 이러한 정의는 ASTM 표준 E284인 "외양의 표준 용어(Standard Terminology of Appearance)"로부터 나온다. 가장 넓은 의미로, "저 콘트라스트 잉크"는, 기재와 불충분하게 광학적으로 구별되어, 기재 상에서의 부차적인 작용이 미리 결정된 패턴에 직접 나타내어지게 하는 임의의 잉크이다. 보다 공식적인 정의가 하기의 실시예 3에서 논의되는 광학 시험과 관련되어 제시된다.
본 출원에서, "미리 결정된 패턴"은 예로서 선, 반복하는 선, 트레이스(trace), 심볼, 문자, 도형, 그래픽, 숫자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 패턴으로서, 인쇄와 같은 적합한 복제 방법에 의해 기재 상에 배치되도록 미리 결정되거나 선택된 패턴을 의미한다. 미리 결정된 패턴은 크기가 20, 10, 또는 5 미크론 미만의 치수를 갖는 특징부들을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "기준 마크"들은 웨브 변위, 웨브 속도, 또는 웨브 위치에 관한 정보를 얻기 위한 기준점으로서 이미지화 시스템에 의해 사용되도록 기재 상에 배치되는 심볼, 선, 점, 또는 다른 형상의 패턴을 의미한다.
본 출원에서, 용어 "중합체" 또는 "중합체들"은 단일중합체 및 공중합체뿐만 아니라, 예컨대 공압출(coextrusion)에 의해 또는 예컨대 에스테르 교환 반응을 포함한 반응에 의해 혼화성 블렌드(miscible blend)로 형성될 수 있는 단일중합체 또는 공중합체를 포함한다. 용어 "공중합체"는 랜덤, 블록 및 별형(star)(예를 들어, 수지상(dendritic)) 공중합체를 포함한다.
본 출원에서, 특정 층과 관련하여 용어 "서로 접한(adjoining)"은, 2개의 층이 서로의 옆에서 (즉, 서로 인접해서) 직접 접촉해 있거나 또는 서로 근접(contiguous)하지만 직접 접촉해 있지는 않은 (즉, 층들 사이에 개재하는 하나 이상의 추가적 층이 있는) 위치에서, 다른 층과 연결되거나 또는 다른 층에 부착된 것을 의미한다.
본 출원에서, 개시된 코팅된 물품에서 다양한 요소들의 위치에 대해 "상부에(atop)", "상에(on)", "위에(over)", "덮는(covering)", "최상부에(uppermost)", "아래에 놓인(underlying)" 등과 같은 배향 용어를 사용함으로써, 수평으로 배치되고 위쪽으로 향해 있는 기재에 대한 요소의 상대적 위치를 지칭한다. 그러나, 달리 지시되지 않는 한, 기재 또는 물품이 제조 동안에 또는 제조 후에 공간 내에서 임의의 특정 배향을 가져야만 하는 것으로 의도되지 않는다.
본 출원에서, 본 발명의 물품의 기재 또는 다른 요소와 관련하여 층의 위치를 설명하는 데에 용어 "오버코팅된"을 사용함으로써, 기재 또는 다른 요소의 위에 있지만 그러한 기재 또는 다른 요소에 반드시 근접해 있지는 않은 층을 지칭한다.
본 출원에서, 수치값 또는 형상과 관련하여 용어 "약" 또는 "대략"은 수치값 또는 성질 또는 특성의 +/- 5%를 의미하지만, 정확한 수치값을 명확히 포함한다. 예를 들어, "약" 1 Pa-sec의 점도는 0.95 내지 1.05 Pa-sec의 점도를 말하지만, 정확하게 1 Pa-sec의 점도를 또한 명확히 포함한다. 유사하게, "실질적으로 정사각형"인 주연부는, 각각의 측면 에지가 임의의 다른 측면 에지의 길이의 95% 내지 105%인 길이를 갖는 4개의 측면 에지를 갖는 기하학적 형상을 설명하려는 것이지만, 각각의 측면 에지가 정확하게 동일한 길이를 갖는 기하학적 형상을 또한 포함한다.
본 출원에서, 특성 또는 특징과 관련하여 용어 "실질적으로"는 특성 또는 특징이, 그러한 특성 또는 특징과 정반대의 것이 나타나는 것보다 더 큰 정도로 나타난다는 것을 의미한다. 예를 들어, "실질적으로" 투명한 기재는 투과시키지 못하는 (예를 들어, 흡수하고 반사하는) 것보다 더 많은 복사선(예를 들어, 가시광)을 투과시키는 기재를 말한다. 따라서, 그의 표면 상에 입사하는 가시 광선의 50% 초과를 투과하는 기재는 실질적으로 투명하지만, 그의 표면 상에 입사하는 가시 광선의 50% 이하를 투과하는 기재는 실질적으로 투명하지 않다.
본 출원에서, 단수 형태는 당해 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수형 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "화합물"을 함유하는 미세 섬유에 대한 언급은 2종 이상의 화합물의 혼합물을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 실시 형태에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는다면 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 출원에 사용되는 바와 같이, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4 및 5를 포함한다).
달리 지시되지 않는다면, 본 명세서 및 실시 형태에 사용되는, 양 또는 성분, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는다면, 본 명세서 및 더욱 구체적으로 예시적인 실시 형태의 목록 및 청구범위에서 설명된 수치 파라미터는 본 개시 내용의 교시를 이용하는 당업자가 얻으려고 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있다. 최소한으로, 그리고 청구된 실시 형태들의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 숫자의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 형태들이 하기에 기술된 예시적인 실시 형태들로 한정되지 않고 청구범위 및 그의 임의의 등가물에 기재된 제한에 의해 규제되어야 한다는 것을 이해해야 한다.
따라서, 예시적인 일 실시 형태에서, 본 발명은 기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 포함하는 미리 결정된 패턴으로 기재 상으로 다수의 잉크들을 침착시킴으로써 롤투롤 공정에서 정밀 정합을 달성하는 방법을 제공한다. 이들 잉크 중 하나는 기재 상으로 기준 마크들을 생성하기 위해 사용되는 반면, 다른 잉크는 미리 결정된 패턴이 기준 마크들의 패턴에 대하여 예측가능한 공간적 관계를 지니도록 동일 기재 상에 주 패턴 마크들을 인쇄한다. 결과적으로, 주 패턴 마크들을 형성하는 잉크가 비가시성이거나, 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 잉크가 실질적으로 비가시성이 되거나, 또는 후속 처리 단계에서 용해 제거될지라도, 기준 마크들을 참조함으로써 주 패턴 마크들이 위치되는 곳을 아는 것이 여전히 가능하다. 일부 편리한 실시 형태들에서, 미리 결정된 패턴은 부차적인 작업들 후에 도전성 회로 트레이스들 한정할 것이다. 일부 다른 편리한 실시 형태들에서, 미리 결정된 패턴은 부정 조작 방지 보안 마크의 적어도 일 태양을 한정할 것이다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예들이 이제 특히 도면을 참조하여 기술될 것이다. 이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 형태의 일부분을 수행하기에 적합한 인쇄 장치(20)의 사시도가 도시되어 있다. 인쇄 장치(20)는 인쇄 롤(22) 및 백업 롤(24)을 포함한다. 기재(30), 도시된 실시 형태에서, 무한 길이 재료의 웨브는 인쇄 롤(22)과 백업 롤(24) 사이에 물리고 방향 "D"로 전진된다. 인쇄 롤(22)은 예컨대 아닐록스 롤(anilox roll)(32) 및 잉크 분배기(34)에 의해서 제1 잉크(26)로 편리하게 잉크도포된다(inked). 인쇄 롤(22)은 편리하게는 플레이트 롤(plate roll) 또는 마이크로플렉소 롤(microflexo roll)이지만, 본 발명의 실시 형태는 예컨대 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 및 이중 오프셋 인쇄를 위한 장비와 함께 작동가능하다. 제1 잉크는 선택된 용매에 가용성인데, 많은 편리한 실시 형태들에서, 선택된 용매는 물이다. 인쇄 장치(20)의 하류에서, 미리 결정된 패턴(40)이 기재 상으로 인쇄되어 있는 것이 보일 것이다. 미리 결정된 패턴(40)은 주 패턴 마크(42)들 및 기준 마크(44)들을 포함한다.
인쇄 롤(22)이 마이크로플렉소 인쇄 롤일 때, US2012/044317호 "마이크로-접촉 인쇄를 위한 스탬프를 제조, 잉크도포 및 장착하기 위한 방법(Method for Making, Inking, and Mounting Stamps for Micro-contact Printing)"에 개시된 제조 방법들이 유리하게 사용될 수 있다. 거기서 언급되는 바와 같이, 예컨대 전기 회로의 미리 결정된 패턴들을 인쇄하기 위한 마이크로-접촉 인쇄 스탬프는 20, 10 또는 심지어 5 미크론 미만의 인쇄된 트레이스들을 초래할 수 있다. 또한, 기준 마크들 및 미리 결정된 패턴은 20, 10 또는 심지어 5 미크론 미만의 치수 정확도로 정합되어 놓일 수 있다. 인쇄 롤(22)에 마이크로플렉소 스탬프를 장착하는 것은 US2012/055352호 "스탬핑 롤에 마이크로-접촉 인쇄를 위한 스탬프를 적용하기 위한 방법 및 장치(Method and Apparatus for Applying a Stamp for Micro-contact Printing to a Stamping Roll)"에 개시된 기술들을 사용하여 유리하게 달성될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1의 인쇄 장치(20)에 의해 적용된 미리 결정된 패턴(40)을 갖는 기판(30)의 하나의 에지의 부분 확대 평면도가 도시되어 있다. 이 도면에서, 기준 마크(44)들이 주 패턴 마크들에 대하여 고정된 공간적 관계를 지니는 것이 이해될 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이는 후속 처리 단계에서 주 패턴 마크들이 비가시성이거나 또는 기재와 낮은 콘트라스트를 가져 실질적으로 비가시성인 재료로 만들어지는 경우에도, 기준 마크들을 참조함으로써 주 패턴 마크들이 아주 정확히 위치되게 할 것이다.
이제 도 3을 참조하면, 제2 잉크(51)를 적용하기 위하여 프린터(50)를 지나서 전진되고 있는 도 2의 기재의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 프린터(50)는 인쇄 롤(52) 및 백업 롤(54)을 포함하지만, 플렉소 프린터 및 잉크젯 프린터와 같은 다른 프린터가 사용될 수 있다. 도 1의 인쇄 장치(20)에 의해 미리 결정된 패턴(40)이 인쇄된 기재(30)가 이제 인쇄 롤(52)과 백업 롤(54) 사이에 물리고 방향 "D"로 전진된다. 인쇄 롤(52)은 예컨대 아닐록스 롤(62) 및 잉크 분배기(64)에 의해서 제2 잉크(56)로 편리하게 잉크도포된다. 인쇄 롤(52)은 편리하게는 플레이트 롤 또는 마이크로플렉소 롤이지만, 본 발명의 실시 형태는 예컨대 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 및 이중 오프셋 인쇄를 위한 장비와 함께 작동가능하다. 일부 편리한 실시 형태들에서, 프린터(50)는 하나 이상의 잉크젯을 포함하고, 제2 잉크(56)는, 이 도면에 도시된 바와 같이 연속적인 레인(lane)으로서 라기보다는, 기준 마크(44)들(이 도면에서 제2 잉크(56)에 의해서 숨겨짐) 위에만 개별적 패치(patch)들로 적용된다. 제2 잉크(56)는 선택된 용매에 가용성이 아니다. 일부 실시 형태들에서, 제2 잉크는 UV 경화성 잉크이다. 일부 다른 실시 형태들에서, 제2 잉크는 수계(water based) 잉크이고, 증발 또는 열경화에 의해 지워지지 않게 된다.
이제 도 4를 참조하면, 제2 잉크(56)가 도 3의 장치에 의해 제 위치에 적용된, 도 2의 기재의 하나의 에지의 부분 상세 평면도가 도시되어 있다. 이러한 2회-잉크도포된 기재는 이제, 제1 잉크(26)의 노출된 영역들 및 제2 잉크(56) 둘 모두를 오버코팅하는 기능성 재료의 층을 위해 준비된다. 기능성 층이 정확히 무엇으로 구성되는지는 기재의 의도된 최종 용도에 따라 상이하지만, 많은 편리한 실시 형태들에서, 기능성 재료는 투명하거나 낮은 콘트라스트를 갖는다. 이들 및 다른 실시 형태들 중 많은 것에서, 기능성 층은 또한 도전성이다. 기능성 층의 하나의 중요한 유형은 투명하고 도전성 둘 모두인데, 즉 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 도전성 금속 산화물이다. ITO의 기능성 층은 편리하게는 종래의 유형의 스퍼터 증착 장치, 예컨대 미국 특허 제5,440,446호(쇼(Shaw) 등) 및 제7,018,713호(파디야스(Padiyath) 등)에 기재된 시스템과 유사한 롤투롤 진공 챔버에 의해 기재 상으로 오버코팅된다. 다른 기능성 층들이 그들의 특성에 적합한 다양한 방법들에 의해 적용된다. 도 5는 기능성 재료(70)의 층의 적용 후의, 도 4의 기재의 에지의 부분 평면도이다.
일단 기능성 재료(70)의 층이 기재(30)에 적용되면, 선택된 용매에서 헹굼되어, 제1 잉크(26)가 용해 제거되게 한다. 이는 제1 잉크(26) 또는 덮이지 않은(bare) 기재(30)의 상부에 있지 않는 기능성 재료(70)의 부분을 제거한다. 이제 도 6을 참조하면, 이러한 처리를 받은 기재(30)의 하나의 에지의 부분 상세 평면도가 도시되어 있다. 기준 마크(44)들은 제2 잉크(56)로 만들어지는 반면에, 주 패턴 마크(42)들은 기능성 층(70)으로 만들어진다.
이 방식으로 형성된 미리 결정된 패턴들은 20 mil(0.5 mm) 미만의 치수를 갖는 특징부들(기준 마크들 및/또는 주 패턴 마크들)을 가질 수 있다. 다양한 실시 태양들에서, 기준 마크들 및 주 패턴 마크들은 20, 10, 또는 심지어 5 미크론 미만의 치수 정확도로 정합한다. 미리 결정된 패턴의 위치의 결정을 허용하는 기준 마크들의 임의의 패턴이 실행가능하지만, 일부 가능성이 분명한 이점들을 제공한다. 특히, 이동하는 웨브의 웨브 하류방향 및/또는 웨브 횡단방향 위치를 결정하는 데 유용한 기준 마크들 및 이들 패턴과 관련된 방법들을 동시 계류 중이고 공동 양도된 미국 출원 공개 제2010/0196607호 "변위 눈금을 제조하기 위한 시스템 및 방법(Systems and methods for fabricating displacement scales)", 제2010/0188668호 "내부 전반사 변위 눈금(Total internal reflection displacement scale)", 및 제2011/0247511호 "기재 상에 기점을 제조하기 위한 장치 및 방법(Apparatus and Method for Making Fiducials on a Substrate)"에서 찾아볼 수 있다. 특히, 도 4에서 도면 부호 208로 예시된 기준 마크들은 미국 특허 공개 제2012/514199호 "웨브 기점을 사용한 위상-고정된 웨브 위치 신호(Phase-locked Web Position Signal Using Web Fiducials)"에 개시되어 있다.
이제 도 7을 참조하면, 방법의 제2 실시 형태와 관련하여 코팅된 기재(130)의 평면도가 도시되어 있다. 이 실시 형태에서, 기재(130)는 기재(130) 상으로 각각 적어도 하나의 길이방향 레인으로 적어도 제1 가시성 잉크(156) 및 제2 도전성 잉크(126)로 코팅되어 있다. 도 7의 도시된 실시 형태에서, 제1 가시성 잉크(156)는 제1 레인(158) 및 제2 레인(158')으로 적용된 반면에, 제2 도전성 잉크(126)는 단일 레인(128)으로 놓여 있다. 이제 도 8을 참조하면, 도 7의 단면 선 8-8을 따라 취해진, 코팅된 기재(130)의 단면도가 도시되어 있다.
이제 도 9를 참조하면, 제1 가시성 잉크(156) 및 제2 도전성 잉크(126) 상으로 레지스트 재료(160)가 미리 결정된 패턴(140)으로 적용된 도 7의 기재(130)의 평면도가 도시되어 있는데, 미리 결정된 패턴(140)은 제1 가시성 잉크(156)로 코팅된 레인(들)(158, 158') 내의 기준 마크(144)들 및 제2 도전성 잉크(126)에 의해 코팅된 레인(들) 내의 주 패턴 마크(142)들 둘 모두를 갖는다. 이제 도 10을 참조하면, 도 9의 단면 선 10-10을 따라 취해진, 코팅된 기재(130)의 단면도가 도시되어 있다.
이제 도 11을 참조하면, 레지스트 재료(160)가 경질화되거나 경화되고 기재(130)가 박리가능한 중합체 층(170)으로 오버코팅된, 도 9의 기재(130)의 평면도가 도시되어 있다. 이제 도 12를 참조하면, 도 11의 단면 선 12-12를 따라 취해진, 코팅된 기재(130)의 단면도가 도시되어 있다.
이제 도 13을 참조하면, 라이너(180)가 박리가능한 중합체 층(170)에 적층된 도 11의 기재(130)의 평면도가 도시되어 있다. 이 단계는, 다음의 단락에서 논의되는 박리가능한 중합체 층(170)을 제거하는 것에 도움이 요구되는 경우에만 필요한, 방법의 제2 실시 형태에 대하여 선택적인 것으로 고려된다. 이제 도 14를 참조하면, 도 13의 단면 선 14-14를 따라 취해진, 코팅된 기재(130)의 단면도가 도시되어 있다.
이제 도 15를 참조하면, 라이너(180) 및 박리가능한 중합체 층(170)이 기재(130)로부터 박리되어, 레지스트 재료(160)에 의해 보호되지 않는 제1 잉크(156) 및 제2 잉크(126)의 부분들을 제거한 도 13의 기재(130)의 평면도가 도시되어 있다. 이제 도 16을 참조하면, 도 14의 단면 선 16-16을 따라 취해진, 코팅된 기재(130)의 단면도가 도시되어 있다. 레지스트 재료(160)에 의해 보호되지 않는 영역들이 기재(130)로부터 떼어져, 제1 잉크(156)로 만들어진 기준 마크(144)들 및 제2 잉크(126)로 만들어진 주 패턴 마크(142)들을 남긴다.
본 발명의 실시가 이하의 상세한 실시예들과 관련하여 추가로 설명될 것이다. 이들 실시예는 다양한 특정한 그리고 바람직한 실시 형태 및 기술을 추가로 예시하기 위해 제공된다. 그러나, 본 발명의 범주 내에 있으면서 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시예
이 실시예들은 단지 예시를 위한 것이며 첨부된 청구범위의 범주를 과도하게 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 넓은 범주를 기재하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 구체적인 실시예들에 기재된 수치값은 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치값은 그 개개의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필수적으로 생기는 특정 오차를 본질적으로 포함한다. 최소한으로, 그리고 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.
재료의 요약
달리 기재되지 않는다면, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다. 사용된 용매 및 다른 시약은 달리 언급되지 않는 한 시그마-알드리치 케미칼 컴퍼니(Sigma-Aldrich Chemical Company)(미국 위스콘신주 밀워키 소재)로부터 입수될 수 있다.
실시예 1
대체로 도 1에 도시된 바와 같은 인쇄 장치를 구성하였다. 인쇄 롤은 직경이 12 cm였다. 인쇄 롤은 연결된 다이아몬드들의 주 패턴 마크들 및 인쇄 롤의 에지들 근처에 배치된 기준 마크들을 포함하는 미리 결정된 패턴을 가졌다. 미국 특허 제4,895,631호에 개시된 바와 같은 수용성 잉크가 아닐록스 롤 상으로 잉크 분배기에 의해 그리고 이에 의해 인쇄 롤 상으로 분배되었다. 롤이 잉크도포되게 하는 휴지(pause) 후에, 1.52 m/분의 라인 속도로 그리고 1.5 파운드/선형 인치(2.625 N/cm)의 장력으로 운반되는 종래의 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET) 필름의 기재 상에 인쇄를 시작하였다. 인쇄된 기재는 이어서 프린터를 지나서 전진되었고, 비수용성 가시성 잉크가 프린터에 의해 기준 마크들 상으로 적용되었지만 주 패턴 마크들 상으로는 적용되지 않았다. 구체적으로, 프린터는 미국 뉴저지주 세다 그로브 소재의 디지털 디자인 인크.(Digital Design Inc.)로부터 유니버설 에볼루션 1(UNIVERSAL EVOLUTION 1)로 구매가능한 잉크젯 시스템이었다. 이 프린터에는, 또한 디지털 디자인 인크.로부터 입수가능한 흑색 비다공성 잉크(black non-porous ink)를 분배하는 4700BK 잉크 카트리지가 제공되었다.
실시예 2
실시예 1의 필름을 종래의 유형의 스퍼터 증착 장치, 예컨대 미국 특허 제5,440,446호(쇼 등)와 제7,018,713호(파디야스 등)에 기술된 시스템과 유사한 롤투롤 진공 챔버를 통해 통과시켰다. 인듐 주석 산화물(ITO)의 40 nm 두께의 층이 제1 잉크 및 제2 잉크 둘 모두에 걸쳐 기재 상에 증착되었다. 기재는 이어서 물로 헹굼되어, 수용성 잉크 위의 스퍼터링된 층의 부분을 지니고서 수용성 잉크가 용해 제거되게 하였다. 흑색 불용성 잉크로 인쇄된 기준 마크들은 기재 상에 남아서, 이제 거의 비가시성인 ITO로 만들어진 주 패턴 마크들의 위치 확인을 위한 안내를 제공하였다.
실시예 3
실시예 2의 인쇄된 웨브는, 미리 결정된 패턴에 대한 특정 최종 용도를 위해 호의적이도록 의도된 이차 패턴을 갖는 종래의 인쇄 롤에 대해 이송되었다. 사실상 비가시성이지만, 주 패턴 마크들의 위치는 가시성 기준 마크들과의 그들의 위치 관계를 통해 식별가능하였다. 이어서 이차 패턴이 예컨대 인쇄 또는 라미네이팅을 통해 웨브에 적용된다. 웨브는 예컨대 미국 특허 공개 제2012/068376호 "이동하는 웨브를 안내하기 위한 장치(Apparatus for Guiding a Moving Web)"의 기술을 사용하여 제1 미리 결정된 패턴과 이차 패턴 사이의 적절한 정합 상태로 편리하게 조종된다.
실시예 4
미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰(Dupont)으로부터 멜리넥스(MELINEX) ST-504 필름으로서 구매가능한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 5 mil(0.13 mm) 두께의 기재가 2개의 길이방향 레인들로 코팅되었다. 하나의 레인은 78.75 중량%의 맥더미드 프린트 앤드 필(MacDermid PRINT AND PEEL)(미국 콜로라도주 덴버 소재의 맥더미드 인크.(MacDermid, Inc.)로부터 입수가능함), 20.0 중량%의 탈이온수, 및 1.0 중량%의 카본 램프블랙(미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 피셔 사이언티픽(Fischer Scientific)으로부터 입수가능함), 및 0.25% 터지톨(Tergitol) 15-S-7(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)로부터 입수가능함)을 포함하는 제1 잉크로 코팅된다. 제1 잉크는 #5 메이어 로드(#5 Meyer Rod)(미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알디에스(RDS)로부터 입수가능함)로 침착되고, 만질 수 있도록 건조될 때까지 2분 동안 오븐 내에서 100℃로 건조되었다.
제2 길이방향 레인은 95 중량%의 클리어옴(CLEAROHM) 잉크-N G4-02(미국 캘리포니아주 서니베일 소재의 캠브리오스 테크놀로지즈 코포레이션(Cambrios Technologies Corporation)으로부터 구매가능함) 및 1 리터 투명 병 내에서 교반에 의해 혼합되는 5 중량%의 아이소프로필 알코올(시그마 알드리치로부터 입수가능함)로 구성된 제2 잉크로 6 인치(15.2 cm) 폭으로 코팅된다.
제2 잉크는, 기재 상에 은 나노와이어 층을 형성하도록 10 ft/분(3.05 m/분)의 웨브 속도로 대략 15.0 μm의 미리 측정되어진 습윤된 필름 두께를 목표로, 슬롯 다이를 사용하여 기재 상으로 6 인치(15.25 cm) 폭으로 코팅된다. 나노와이어 층을 이어서 공기 충돌 오븐(air impingement oven) 내에서 대략 2분 동안 105℃의 온도로 가열하며, 이는 코팅되고 건조된 투명한 전기 도전성 나노와이어 층을 생성한다.
3 mm 정사각형들의 어레이로 구성된 패턴이 서던 그래픽스 시스템(Southern Graphics Systems)(SGS)(미국 미네소타주 미니애폴리스 소재)에 의해 제조된 플렉소그래픽 스탬프를 이용하여 둘 모두의 길이방향 레인들 위에 레지스트 재료로 플렉소그래픽 방식으로 인쇄된다. 레지스트 재료는 UZS00061-408 잉크(미국 일리노이주 바타비아 소재의 플린트 그룹 미디어, 노스 아메리카(Flint Group Media, North America))로서 입수가능한 투명한 UV-경화성 수지이다. 패턴은 아닐록스 롤로 4 bcm/sq.로 인쇄되었고, 236 Watt/㎠ 퓨전 H 벌브(Fusion H bulb)(미국 메릴랜드주 게이더스버그 소재의 퓨전 UV 시스템즈, 인크.(Fusion UV Systems, Inc.)로부터 입수가능함)로 질소-퍼지된 분위기 내에서 고강도 UV 광으로 조사되었다.
이어서 박리가능한 중합체 층이 레지스트 재료 위에 적용되었다. 이러한 박리가능한 중합체 층은 제1 및 제2 길이방향 레인들 둘 모두 위를 오버코팅하는 레지스트 재료 상으로 79.75 중량%의 맥더미드 프린트 앤드 필(미국 콜로라도주 덴버 소재의 맥더미드, 인크.), 20%의 탈이온수, 및 0.25%의 터지톨 15-S-7(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마 알드리치)로 구성된 혼합물을 코팅함으로써 생성된다. 이어서 오버코팅을 오븐에서 100℃에서 2분 동안 건조시켜, 박리가능한 중합체 층을 형성한다. 이어서 박리가능한 중합체 층은 기재로부터 박리되어, 레지스트 재료에 의해 덮이지 않은 모든 구역들에서 기재로부터 나노와이어들 및 흑색 잉크를 제거한다. 박리 후의 기재 상의 결과적인 패턴은 제2 길이방향 레인 내의 제2 잉크의 3 mm 정사각형들 및 제1 길이방향 레인 내의 제1 잉크의 3 mm 정사각형들의 어레이를 포함한다. 이제 흑색 정사각형들은 투명한 은 나노와이어 패턴에 제2 인쇄물을 정합시키기 위한 기준 마크들로서 사용될 수 있었다.
실시예 5
실시예 4의 인쇄된 웨브는, 미리 결정된 패턴에 대한 특정 최종 용도를 위해 호의적이도록 의도된 이차 패턴을 갖는 종래의 인쇄 롤에 대해 이송된다. 사실상 비가시성이지만, 제2의 은 나노와이어 잉크로 형성된 주 패턴 마크들의 위치는 레지스트 재료 아래의 가시성 기준 마크들에 대한 그들의 위치 관계에 의해 식별가능하다. 이어서 이차 패턴이 예컨대 인쇄 또는 라미네이팅을 통해 웨브에 적용된다. 웨브는 예컨대 미국 특허 공개 제2012/068376호 "이동하는 웨브를 안내하기 위한 장치"의 기술을 사용하여 제1 미리 결정된 패턴과 이차 패턴 사이의 적절한 정합 상태로 편리하게 조종된다.
본 명세서의 전체에 걸쳐 "일 실시 형태", "소정 실시 형태", "하나 이상의 실시 형태" 또는 "실시 형태"에 대한 언급은, 용어 "실시 형태"에 선행하는 용어 "예시적인"을 포함하든 포함하지 않든 간에, 그 실시 형태와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태들 중 적어도 하나의 실시 형태에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳에서의 "하나 이상의 실시 형태에서", "소정 실시 형태에서", "일 실시 형태에서" 또는 "실시 형태에서"와 같은 어구의 표현은 반드시 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태들 중 동일한 실시 형태를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 물질 또는 특성은 하나 이상의 실시 형태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
본 명세서가 소정의 예시적인 실시 형태들을 상세히 기술하였지만, 당업자가, 전술한 것을 이해할 때, 이들 실시 형태에 대한 변경, 변형, 및 등가물을 쉽게 안출할 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명이 상기에 기재된 예시적인 실시 형태들로 부당하게 제한되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다. 특히, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 수치 범위를 종점으로 나타내는 것은 그 범위 내에 포함된 모든 수를 포함하고자 한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 및 5를 포함함). 또한, 본 명세서에 사용된 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 가정된다.
또한, 본 명세서에서 참조된 모든 간행물 및 특허는 각각의 개별 간행물 또는 특허가 참고로 포함되는 것으로 구체적이고 개별적으로 명시된 것과 동일한 정도로 전체적으로 참고로 포함된다. 다양한 예시적인 실시 형태가 기재되어 있다. 이들 및 다른 실시 형태가 하기 청구범위의 범주 내에 속한다.

Claims (20)

  1. 기재(substrate)를 패터닝(patterning)하는 방법으로서,
    기준 마크(fiducial mark)들 및 주 패턴 마크(main pattern mark)들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴을 상부에 갖는 인쇄 롤, 제1 잉크 분배기 및 프린터를 제공하는 단계;
    상기 제1 잉크 분배기를 이용하여, 선택된 용매에 가용성인 제1 잉크를 상기 인쇄 롤 상으로 분배하는 단계;
    상기 기재를 상기 인쇄 롤에 대해 전진시켜서, 상기 미리 결정된 패턴의 역상(negative)을 상기 제1 잉크로써 상기 기재 상으로 인쇄하는 단계;
    상기 기재를 상기 프린터를 지나 전진시키고, 상기 선택된 용매에 불용성인 제2 잉크를 상기 기준 마크들 상으로 적용하는 단계;
    상기 기재 상으로 상기 미리 결정된 패턴에 걸쳐 기능성 재료의 층을 오버레잉(overlaying)하는 단계; 및
    상기 기재를 상기 선택된 용매로 헹굼(rinsing)으로써, 상기 가용성 잉크를 제거하여, 상기 기능성 재료를 상기 주 패턴 마크들의 미리 결정된 패턴으로 상기 기재 상에 남기고 상기 불용성 잉크를 상기 기준 마크들의 미리 결정된 패턴으로 상기 기재 상에 남기는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택된 용매는 물인, 기재를 패터닝하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 잉크는 UV 경화성이고, 상기 방법은 UV 복사선을 이용하여 상기 제2 잉크를 경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인쇄 롤은 플렉소그래픽(flexographic) 롤, 그라비어(gravure) 롤, 이중 오프셋(dual offset) 롤 및 스크린 롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 롤인, 기재를 패터닝하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴은 크기가 20 미크론 미만의 치수를 갖는 특징부(feature)들을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기준 마크들 및 상기 미리 결정된 패턴은 20 미크론 미만의 치수 정확도로 정합되는, 기재를 패터닝하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기능성 재료는 금속, 도전성 금속 산화물 및 도전성 잉크로 이루어진 군으로부터 선택되는 도전성 재료인, 기재를 패터닝하는 방법.
  8. 제1항에 의해 제조된 패터닝된 기재를 포함하는 터치 스크린 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 터치 스크린 디스플레이는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 컴퓨터 디스플레이 또는 텔레비전으로부터 선택되는 전자 장치의 구성요소인, 터치 스크린 디스플레이.
  10. 기준 마크들 및 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는 미리 결정된 패턴으로 기재를 패터닝하는 방법으로서,
    상기 기재 상으로 각각 적어도 하나의 길이방향 레인(lane)으로 적어도 제1 가시성 잉크 및 제2 잉크를 코팅하는 단계;
    상기 제1 및 제2 잉크들 상으로 레지스트(resist) 재료를 이용하여 미리 결정된 패턴을 적용하는 단계로서, 상기 미리 결정된 패턴은 상기 제1 가시성 잉크로 코팅된 상기 레인(들) 내의 기준 마크들 및 상기 제2 잉크에 의해 코팅된 상기 레인(들) 내의 주 패턴 마크들 둘 모두를 갖는, 단계;
    상기 레지스트 재료를 경질화하거나 경화시키는 단계;
    상기 패턴을 박리가능한(strippable) 중합체 층으로 오버코팅하는 단계; 및
    상기 기재로부터 상기 박리가능한 중합체 층을 박리(peeling)함으로써, 상기 레지스트에 의해 보호되지 않는 상기 제1 및 제2 잉크들의 부분들을 제거하는 단계
    를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 잉크는 나노와이어들을 포함하고 도전성인, 기재를 패터닝하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 패턴을 상기 박리가능한 중합체 층으로 오버코팅하는 단계는 하나 이상의 제1 구역 및 하나 이상의 제2 구역을 박리가능한 중합체 층-형성 액체로 오버코팅하는 단계를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 중합체 용액, 단량체, 단량체 용액 및 중합체 용융물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 기재를 패터닝하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 중합체 용액을 포함하고, 오버코팅은 슬롯 코팅, 롤 코팅, 플러드(flood) 코팅, 노치 바아(notch bar) 코팅, 직접 그라비어, 오프셋 그라비어 또는 스프레잉을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 박리가능한 중합체 층-형성 액체는 PVA를 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴은 플렉소그래픽 롤, 그라비어 롤, 이중 오프셋 롤 및 스크린 롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 인쇄 롤에 의해 적용되는, 기재를 패터닝하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴은 크기가 20 미크론 미만인 치수를 갖는 특징부들을 포함하는, 기재를 패터닝하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 기준 마크들 및 상기 제1 미리 결정된 패턴은 20 미크론 미만의 치수 정확도로 정합되는, 기재를 패터닝하는 방법.
  19. 제10항에 의해 제조된 패터닝된 기재를 포함하는 터치 스크린 디스플레이.
  20. 제19항에 있어서, 상기 터치 스크린 디스플레이는 휴대폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 컴퓨터 디스플레이 또는 텔레비전으로부터 선택되는 전자 장치의 구성요소인, 터치 스크린 디스플레이.
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