WO2020013477A1 - 마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치 - Google Patents

마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a curved surface transfer method of a micro device and a curved surface transfer device of a micro device, and more particularly, to a surface transfer method of a micro device that can effectively transfer the micro device to the outer peripheral surface of the tube, and can increase the transfer efficiency and It relates to a curved surface transfer device of a micro device.
  • Catheters are flexible, thin tubes that are used in a variety of applications in the medical field, and are medical devices that are inserted into the human body when handling a bottle or performing surgery. Therefore, it is made of medical material and has a flexible and thin tube shape.
  • Electrode catheter a flexible electrode formed on the surface of the catheter
  • the electric current is generated by flowing an electric current to the electrode, using this to perform a medical procedure of human tissue.
  • the method of using a laser or ink among the above methods for forming a pattern on a curved surface has a problem that the productivity is not high.
  • An aspect of the present invention is to provide a curved surface transfer method and a curved surface transfer device of the micro-elements that can effectively transfer the micro element to the outer peripheral surface of the tube, and can increase the transfer efficiency.
  • Curved transfer method of the micro device the adhesive layer coating step of coating an adhesive layer on the outer peripheral surface of the tube;
  • the coating of the adhesive layer may include a preliminary curing step of precuring the adhesive layer so that the adhesive force with the micro device pattern to be transferred to the adhesive layer is adjusted.
  • the device pattern preparing step includes a sacrificial layer preparing step of providing a sacrificial layer on one surface of the disc, a patterning step of providing the micro device pattern on the sacrificial layer, and etching the sacrificial layer. It may include a step of reducing the adhesion to reduce the adhesion between the micro device pattern and the disc by weakening the preliminary transfer step, and the transfer step of transferring the micro device pattern to the substrate.
  • the curved surface transfer apparatus of the micro device according to the embodiment of the present invention, the first support portion for supporting the substrate on which the micro device pattern is provided; A tube coated with an adhesive layer on an outer circumferential surface thereof is rotated about an axial direction of the tube, and the outer circumferential surface of the tube is placed in contact with the substrate, and the tube is disposed so that the longitudinal direction of the device pattern and the radial direction of the tube cross each other. A second support for supporting the; And a driving unit to linearly move at least one of the first support portion and the second support portion so that the micro device pattern on the substrate is transferred to the outer circumferential surface of the rotating tube.
  • the first support part may be provided on both sides of the substrate in a direction crossing the axial direction of the tube, and may include a tension applying part for applying tension to the substrate.
  • a plurality of micro device patterns are provided on the substrate, and the second support part and the tube are provided with a plurality of second support parts and a plurality of tubes so as to correspond to the plurality of micro device patterns.
  • the plurality of second support parts and the plurality of tubes may be spaced apart from each other at intervals corresponding to the intervals of the plurality of micro device patterns in a direction crossing the axial direction of the tube.
  • the substrate is formed in a flat shape, and each of the plurality of micro device patterns is formed only within an area formed at a predetermined interval on the substrate along a direction crossing the axial direction of the plurality of tubes. Can be prepared.
  • the substrate is formed in the shape of a roller
  • the first support portion may support the roller-shaped substrate is rotated about the axial direction of the roller-shaped substrate.
  • the axial direction of the roller-shaped substrate and the axial direction of the plurality of tubes are disposed in parallel, each of the plurality of tubes each of the plurality of micro with an outer peripheral surface provided on the roller-shaped substrate It may be provided to be in close contact with each of the corresponding micro device pattern of the device pattern.
  • each of the plurality of micro device patterns may be provided only in a region formed in a predetermined angular range along the circumferential direction on the roller-shaped substrate.
  • the driving unit may independently move the first support part and the second support part, respectively.
  • the axial direction of each of the plurality of tubes is provided in parallel to each other, the axial direction of each of the plurality of tubes and the axial direction of the roller-shaped substrate may be arranged to cross.
  • the drive unit is driven such that the linear linear speed and the linear movement speed of the roller-shaped substrate is the same size, so that the linear linear speed and the linear movement speed of each of the plurality of tubes are the same size. Can be driven.
  • the micro device pattern may be transferred to the outer circumferential surface of the tube in a shape continuous at 360 ° or more along the longitudinal direction of the tube.
  • a plurality of micro device patterns may be provided on a substrate, and a plurality of tubes may be provided to correspond to each micro device pattern so that the micro device patterns may be transferred to each tube simultaneously.
  • the transfer efficiency can be increased.
  • a region in which a plurality of micro-element pattern is formed in a predetermined angle range along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the roller It can be provided without being bound to.
  • the number of micro device patterns provided on the roller can be increased, and through this, the transfer efficiency can be further increased.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a curved surface transfer method of a micro device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are exemplary views showing a process according to the curved surface transfer method of the micro device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing a curved surface transfer apparatus of a micro device according to a first embodiment of the present invention.
  • 5 to 8 are exemplary views showing the operation of the curved surface transfer device of the micro device according to the first embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are exemplary views showing an operation example of the curved surface transfer device of the micro device according to the second embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are exemplary views illustrating a curved surface transfer apparatus of a micro device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are illustrations showing a process according to the curved surface transfer method of a micro device according to a first embodiment of the present invention. It is also.
  • the curved surface transfer method of the micro device may include an adhesive layer coating step (S110), a device pattern preparing step (S120), a transferring step (S130), and a fixing step (S140).
  • Adhesive layer coating step (S110) may be a step of coating the adhesive layer 221 on the outer peripheral surface of the tube (210).
  • the tube 210 is not limited to a hollow form, but may include a hollow form. Furthermore, the tube 210 may be interpreted to include an object having a curved surface.
  • the adhesive layer 221 may be formed by coating an adhesive 220 on the surface of the tube 210.
  • a method of coating the adhesive layer 221 a method of coating by dipping, a method of using gravity to make the thickness of the adhesive layer uniform, a method of using a centrifugal force by rotating a tube, and the like may be used. See (a) and (b) of 2).
  • the adhesive layer coating step (S110) may include a preliminary curing step (S111) for precuring the adhesive layer 221 so that the adhesive force with the micro device pattern 240 to be transferred to the adhesive layer 221 is adjusted.
  • Preliminary curing step (S111) may be made using ultraviolet (UV), plasma, heat and the like, and through the preliminary curing step (S111), the adhesive force of the adhesive layer 221 coated on the surface of the tube 210 is transferable. Can be adjusted.
  • UV ultraviolet
  • plasma plasma
  • heat and the like the adhesive force of the adhesive layer 221 coated on the surface of the tube 210 is transferable. Can be adjusted.
  • the device pattern preparing step S120 may be a step of preparing the micro device pattern 240 on one surface of the substrate 250.
  • the device pattern preparing step S120 may include a sacrificial layer preparing step S121, a patterning step S122, an adhesive force reducing step S123, and a preliminary transfer step S124.
  • the sacrificial layer preparing step S121 may be a step of preparing the sacrificial layer 231 on one surface of the disc 230.
  • the patterning step S122 may be a step of preparing the micro device pattern 240 on the sacrificial layer 231.
  • the micro device pattern 240 may be an electric component in the form of a thin film or an electrode.
  • the micro device pattern 240 may include a coil, a capacitor, a resistor, or the like in an electric circuit, a magnetic core using ferrite or the like in a magnetic material, and a transistor, a diode, a thermistor, or the like in a semiconductor device.
  • the patterning step S122 may be performed by forming a thin film on a flat substrate using a method of laminating copper foils formed by deposition, plating, and rolling, and then using conventional techniques such as lithography.
  • the micro device pattern 240 in the form of an electrode may be formed.
  • the patterning step S122 may generate the micro device pattern 240 in the form of an electric component by utilizing a technique for generating a device in the related art (FIG. See (a) of 3).
  • the adhesive force reduction step S123 may be a step of reducing the adhesive force between the plurality of micro device patterns 240 and the disc 230 by weakening the sacrificial layer 231 by etching. After the adhesive force reduction step S123, the sacrificial layer 231 is weakened by etching and is changed to the weakened sacrificial layer 232, thereby greatly reducing the adhesive force between the micro device pattern 240 and the disc 230. (See FIG. 3B).
  • the preliminary transfer step S124 may be a step of transferring the micro device pattern 240 to the substrate 250.
  • the substrate 250 may be formed in a flat shape, and may include, for example, a rigid plate shape and a flexible film shape.
  • the substrate may be formed in the form of a roller (see FIG. 7, etc.).
  • the micro device pattern 240 having weakened adhesion to the disc 230 may be easily transferred to the substrate 250 (see FIG. 3C).
  • the device pattern preparing step (S120) is to provide a whole material layer for the device pattern using a thin film deposition or thin film foil lamination on the substrate with low adhesion, and directly to the device pattern using a mask and lithography process You can also arrange.
  • the outer peripheral surface of the tube 210 is positioned in contact with the substrate 250, the longitudinal direction of the device pattern 240 and the radial direction of the tube 210 is positioned so as to cross, the tube 210 To rotate the micro-element pattern 240 on the substrate 250 to the adhesive layer 221 by rotating the at least one of the tube 210 and the substrate 250 at the same time as the rotation of the tube 210 relative to the axial direction.
  • the radial direction of the tube 210 means a direction parallel to a plane perpendicular to the axial direction of the tube 210
  • the longitudinal direction of the device pattern 240 extends the device pattern 240 provided on the substrate 250. It means the direction.
  • the linear movement refers to a translational movement in which all the points of the configuration are paralleled by the same displacement.
  • the tube 210 rotates about the axial direction of the tube 210. Can be. At the same time, the tube 210 can be moved in one direction. Alternatively, while the tube 210 is rotated about the axial direction, the substrate 250 may be moved in the opposite direction to the one direction. In any case, the contact between the outer circumferential surface of the tube 210 and the substrate 250 on which the micro element pattern 240 is formed is controlled so that the micro element pattern 240 of the substrate 250 is transferred to the outer circumferential surface of the tube 210. You can do that.
  • the micro device pattern 240 may be formed obliquely in the axial direction of the tube 210, in this case, the micro device pattern 240 is 360 ° along the longitudinal direction of the tube 210 on the outer circumferential surface of the tube 210. It can be transferred to the above-mentioned continuous shape (for example, spiral shape) (refer FIG. 2 (e) and (f)). As illustrated, the micro device pattern 240 may be provided in plural rather than in single form.
  • the micro device pattern 241 may be formed parallel to the axial direction of the tube 210, in this case the micro device pattern 241
  • the outer peripheral surface of the tube 210 may be transferred in a shape extending in the longitudinal direction of the tube 210.
  • the fixing step S140 may be a step of fixing the transferred micro device pattern 240 to the adhesive layer 221 by completely curing the adhesive layer 221.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing a curved surface transfer device of a micro device according to a first embodiment of the present invention
  • Figures 5 to 8 show an operation example of the curved surface transfer device of a micro device according to a first embodiment of the present invention It is an illustration.
  • the curved surface transfer apparatus of the micro device may include a first support part 310, a second support part 320, and a driver 330.
  • the first support part 310 may support the substrate 250 having the micro device pattern 240 disposed on one surface thereof.
  • the first support part 310 may be provided at both sides of the substrate 250.
  • the substrate 210 may be provided at both sides of the substrate 250 in a direction crossing the axial direction (the Y-axis direction) of the tube 210 (the X-axis direction).
  • the first support part 310 may be coupled to both ends of the X-axis direction of the substrate 250.
  • the first support part 310 may include a tension applying part 311, and the tension applying part 311 may apply tension to the substrate 250.
  • the second support part 320 may support the tube 210 coated with the adhesive layer 221 on the outer circumferential surface thereof so as to be rotated about an axial direction of the tube 210.
  • the second support part 320 may support the tube 210 such that the outer circumferential surface of the tube 210 contacts one surface of the substrate 250 on which the micro device pattern 240 is provided.
  • the second support part 320 may be positioned in the tube 210 such that the radial direction of the tube 210 intersects the longitudinal direction of the device pattern 240.
  • the driver 330 may linearly move at least one of the first support part 310 and the second support part 320 so that the micro device pattern 240 on the substrate 250 is transferred to the outer circumferential surface of the tube 210 that rotates. . Through this, the tube 210 and the substrate 250 may be moved relatively.
  • the driver 330 may drive the first support 310 to allow the substrate 250 to move in the X-axis direction. Then, as the substrate 250 moves, the tube 210 closely attached to one surface of the substrate 250 is rotated by the frictional force, and the micro device pattern 240 provided on one surface of the substrate 250 is the tube 210. Can be transferred to the surface.
  • the driving unit 330 may drive the second support 320 to cause the tube 210 to rotate at a rotational linear speed of the same size as that of the substrate 250.
  • the driving unit 330 may move the second support part 320 in the X-axis direction to move the tube 210 in the X-axis direction.
  • the tube 210 in close contact with the one surface of the substrate 250 is rotated by the friction force, the micro device pattern 240 provided on one surface of the substrate 250 may be transferred to the surface of the tube 210.
  • the driving unit 330 may also drive the second support 320 to cause the tube 210 to rotate at a rotational linear speed of the same size as the feed speed of the tube 210.
  • the driving unit 330 calculates a moving speed of the substrate 250, a moving speed of the tube 210, and a linear linear speed thereof, and controls the operation of the first support 310 and the second support 320 accordingly. Not shown).
  • a plurality of micro device patterns may be provided on the substrate 250.
  • the transfer of the micro device pattern 240 to the tube 210 coupled to the second support 320 may be completed, the transfer of the completed tube 210 may be separated from the second support 320. have.
  • the new tube may be newly coupled to the second support 320, and then another micro device pattern 242 may be transferred to the new tube.
  • the first support part 310 may be coupled to both ends of the substrate 250 to fix the substrate 250.
  • the tension applying unit 311 presses both ends of the substrate 250 in the downward direction (the direction in which the tube is located), so that the substrate 250 is bent based on the contact portion with the tube 210.
  • Tension may be provided to 250. (See Figure 6)
  • the substrate 250 When the substrate 250 is bent to provide tension, the substrate 250 may pressurize the tube 210 to increase the adhesion between the tube 210 and the micro device pattern 240.
  • the device pattern 240 may be better transferred to the surface of the tube 210.
  • the tension applying unit 311 may add or subtract the bending degree of the substrate 250 according to the strength of the adhesive force of the adhesive layer 221 coated on the surface of the tube 210. For example, when the adhesive force of the adhesive layer 221 is weak, the bending degree of the substrate 250 may be increased to increase the pressure so that the micro device pattern 240 may be transferred to the adhesive layer 221 well.
  • the first support portion 310 may be implemented in the form of a roller coupled to both ends of the film.
  • the tension applying unit 311 may move the roller to the lower side and at the same time pull the substrate 250 to both sides to generate tension in the substrate 250, thereby making the transfer better. can do.
  • a plurality of micro device patterns may be provided on the substrate 250.
  • the transfer of the completed tube 210 may include a second support part ( At 320, another micro device pattern 242 can then be transferred to a new tube.
  • the substrate 251 may be formed in a roller shape.
  • the axial direction of the roller substrate 251 and the axial direction of the tube 210 may be parallel.
  • a plurality of micro device patterns may be provided on the substrate 251 in the form of a roller. Then, when any one of the micro device pattern 240 is transferred to the tube 210 coupled to the second support portion 320, the transfer of the tube 210 is completed can be separated from the second support portion 320. Then, a new tube is newly joined to the second support 320, and then the roller is rotated so that another micro device pattern 242 can be transferred to the new tube.
  • the plurality of micro device patterns 240a, 240b, and 240c are formed in the regions A1, A2, and A3 formed in the roller-shaped substrate 251 in a predetermined angular range along the circumferential direction. Only can be arranged.
  • the surface of the substrate 251 in the form of a roller is laid out in a plan view for convenience of understanding.
  • regions A1, A2, and A3 may be formed in a roller-shaped substrate 251 at an angle range of 120 degrees along the circumferential direction, respectively.
  • the 240a, 240b and 240c may be provided only in the corresponding areas A1, A2 and A3.
  • the micro device pattern 240a provided in the first region A1 may be transferred to the tube.
  • the roller-shaped substrate 251 is rotated at an angle between 120 and 240 degrees.
  • the micro device pattern 240b provided in the second area A2 may be transferred to a new tube (see FIG. 8B).
  • the roller-shaped substrate 251 rotates at an angle between 240 and 360 degrees while the tube on which the micro device pattern 240b provided in the second area A2 is transferred is separated and another new tube is prepared.
  • the micro device pattern 240c provided in the third region A3 may be transferred to another new tube (see FIG. 8C).
  • each of the micro device patterns 240a, 240b, and 240c may be provided in the corresponding areas A1, A2, and A3, the plurality of micro device patterns may be prevented from being transferred to one tube.
  • a plurality of micro device patterns may be formed on the substrate described in FIG. 5, that is, the substrate in the form of a rigid plate or the substrate in the form of a flexible film. It may be divided into separate areas.
  • regions may be formed at predetermined intervals on the substrate 250 along a direction crossing the axial direction of the tube 210.
  • a micro device pattern may be formed in each area, and each micro device pattern provided in the corresponding area may be transferred for each tube while being prevented from being transferred together in one tube.
  • FIG. 9 is an exemplary view showing an example of the operation of the curved surface transfer apparatus of the micro device according to the second embodiment of the present invention.
  • a plurality of micro device patterns are provided on one substrate, and a plurality of tubes are provided to simultaneously transfer the respective tubes, and the other configuration is the same as that of the first embodiment described above. Is omitted if possible.
  • the substrate 250 may be in the form of a plate or a film.
  • a plurality of micro device patterns 240 may be provided on the substrate 250.
  • the second support part 320 and the tube 210 may also be provided in plurality so as to correspond to the plurality of micro device patterns 240.
  • the second support part 320 and the tube 210 may be spaced apart from each other at intervals corresponding to the intervals of the micro device pattern 240 in a direction crossing the axial direction of the tube 210.
  • each micro device pattern 240 provided on the substrate 250 may be simultaneously transferred to the corresponding tube 210, thereby increasing the transfer efficiency.
  • regions may be formed in the substrate 250 at predetermined intervals along the direction crossing the axial direction of the tube 210, and each micro device pattern may be provided only in the region. Can be. As a result, each micro device pattern provided in the corresponding area may be transferred for each tube while being prevented from being transferred together to any one tube.
  • the substrate 251 may be formed in a roller shape, and a plurality of micro device patterns 240 may be provided on the substrate 251 in a roller shape.
  • the second support part 320 and the tube 210 may also be provided in plurality so as to correspond to the plurality of micro device patterns 240.
  • the axial direction of the roller-shaped substrate 251 and the axial direction of the plurality of tubes 210 may be disposed in parallel, and each of the tubes 210 may have an adhesive layer 221 provided on the roller-shaped substrate 251.
  • the micro device pattern may be provided to be in close contact with each of the corresponding micro device patterns. Through this, each micro device pattern 240 provided on the roller-shaped substrate 251 can be simultaneously transferred to the corresponding tube 210, through which the transfer efficiency can be increased.
  • the roller-shaped substrate 251 may be formed with a predetermined angle range along the circumferential direction, and each micro device pattern may be provided only in the corresponding area. As a result, each micro device pattern provided in the corresponding area may be transferred for each tube while being prevented from being transferred together to any one tube.
  • FIG. 11 and 12 are exemplary views illustrating a curved surface transfer apparatus of a micro device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a curved transfer device of a micro device
  • FIG. 12 is a plan view of FIG. 10.
  • the roller substrate in the form of a roller
  • the tube can be provided so as to cross each other, the other configuration is the same as the above-described embodiment, so repeated content is omitted as possible.
  • the first support part 310 has a roller 1251 on which a plurality of micro device patterns 240 are disposed on an outer circumferential surface thereof and rotates about an axial direction of the roller 1251. Support as possible.
  • the second support part 320 may support the plurality of tubes 210 coated with the adhesive layer 221 on the outer circumferential surface thereof so as to rotate around the axial direction of the tube 210, respectively.
  • the second support part 320 may support each tube 210 such that the outer circumferential surface of each tube 210 is in contact with the outer circumferential surface of the roller 1251.
  • the second support part 320 may support the tube 210 so that the radial direction of each tube 210 and the length direction of the element pattern 240 intersect, and the second support part 320 may be each tube 210. It may be provided in plurality to correspond to.
  • each tube 210 may be disposed in parallel to each other, and the axial direction of each tube 210 and the axial direction of the roller 1251 may be arranged to intersect.
  • the axial direction of the roller 1251 may be disposed in the X-axis direction, and the axial direction of the tube 210 may be disposed in the Y-axis direction.
  • the driver 330 independently of the first support part 310 and the second support part 320 such that each of the plurality of micro device patterns 240 on the outer circumferential surface of the roller 1251 is transferred to the outer circumferential surface of each of the rotating tubes 210. Can be moved relative to
  • the driver 330 may allow the rotational linear speed RS1 and the moving speed V1 of the roller 1251 to be the same size.
  • the linear linear speed RS1 of the roller 1251 may be RW, which is a movement of the roller 1251. It may be the same as the speed (V1).
  • the driving unit 330 may drive the rotational linear speed (RS2) and the moving speed (V2) of each tube 210 to the same size.
  • the linear linear velocity RS2 of the tube 210 may be rw, which is the movement of the tube 210. It may be equal to the speed (V2).
  • the moving speed V1 of the roller 1125 and the moving speed V2 of the tube 210 are an angle between the rotational central axis Ax1 of the tube 210 and the micro device pattern 240, that is, the micro device pattern ( It may be determined according to the angle ⁇ with the virtual axis Ax2 in the longitudinal direction of the 240.
  • rollers 1251 and the tube 210 may be maintained in contact without slipping at the contact portion 252, and the micro device pattern 240 of the roller 1251 may be stably applied to each tube 210. Can be transferred.
  • the plurality of micro device patterns 240 may be provided on the outer circumferential surface of the roller 1251 without being constrained to a region formed in a predetermined angular range along the circumferential direction. Therefore, the number of micro device patterns provided on the roller can be increased than in the above-described first and second embodiments, whereby the transfer efficiency can be further increased.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법은, 튜브의 외주면에 접착층을 코팅하는 단계와, 기판의 일면에 마이크로 소자 패턴을 마련하는 단계와, 기판이 튜브의 외주면에 접하도록 위치시키고, 기판 및 튜브 중 하나 이상이 교차하도록 상대 이동시켜서 기판 상의 마이크로 소자 패턴을 접착층에 전사시키는 단계와, 접착층을 경화시켜서 전사된 마이크로 소자 패턴을 접착층에 고정시키는 단계를 포함한다.

Description

마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치
본 발명은 마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브의 외주면에 마이크로 소자를 효과적으로 전사할 수 있고, 전사효율을 높일 수 있는 마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치에 관한 것이다.
카테터(Catheter)는 의학 분야에서 다양한 용도로 사용되는 유연하고 얇은 관으로, 병을 다루거나 수술을 할 때에 인체에 삽입하는 의료용 기구이다. 따라서 의료용 소재로 제작되며, 유연하고 가는 관 형태를 지닌다.
한편, 카테터 표면에 유연한 전극이 형성된 것을 전극 카테터(Electrode catheter)라고 하며 이 전극에 전류를 흘려주어 전기장을 발생시키고, 이를 이용하여 인체 조직의 의학적인 시술을 행하고 있다.
따라서, 의료용 카테터와 같이 유연한 튜브의 표면에 전극 패턴을 형성하기 위해서는 튜브 형상의 곡면에 전극을 패터닝 하는 기술이 필요하다.
그런데, 반도체 공정에 사용되는 것과 같이 기존의 전극 패터닝 기술은 평면 기판 위에 평면 마스크를 이용하여 패터닝하는 것이 일반적이다.
물론, 곡면의 기판 위에 패터닝을 하는 방법으로 레이저를 이용하여 곡면에 패턴을 형성하는 방법, 액체 상태의 잉크를 표면에 인쇄하여 패턴을 형성하는 방법 등도 있다.
그러나, 곡면에 패턴을 형성하는 위의 방법 중에서 레이저 또는 잉크를 이용하는 방법은 생산성이 높지 않은 문제점이 있다.
그리고, 원기둥 형상의 곡면에 불연속적인 패턴을 전사하는 방법이 개발되어 있으나, 원기둥의 축을 중심으로 360° 미만의 회전에 해당되는 영역에만 전사가 가능하기 때문에, 원기둥의 표면에 360° 이상의 연속 패턴을 전사하고자 하는 경우에는 적용할 수가 없는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은, 튜브의 외주면에 마이크로 소자를 효과적으로 전사할 수 있고, 전사효율을 높일 수 있는 마이크로 소자의 곡면 전사방법 및 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법은, 튜브의 외주면에 접착층을 코팅하는 접착층 코팅단계; 기판의 일면에 마이크로 소자 패턴을 마련하는 소자 패턴 마련단계; 상기 튜브의 외주면이 상기 기판에 접하도록 위치시키되, 상기 소자 패턴의 길이방향과 상기 튜브의 반경방향이 교차되도록 위치시키고, 상기 튜브를 상기 튜브의 축방향을 기준으로 회전시킴과 동시에 상기 튜브 및 상기 기판 중 적어도 하나를 직선 이동시켜서 상기 기판 상의 마이크로 소자 패턴을 상기 접착층에 전사시키는 전사단계; 그리고 상기 접착층을 경화시켜서 전사된 상기 마이크로 소자 패턴을 상기 접착층에 고정시키는 고정단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접착층 코팅단계는 상기 접착층에 전사될 마이크로 소자 패턴과의 접착력이 조정되도록, 상기 접착층을 예비경화시키는 예비경화단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 소자 패턴 마련단계는 원판의 일면에 희생층을 마련하는 희생층 마련단계와, 상기 희생층 상에 상기 마이크로 소자 패턴을 마련하는 패터닝 단계와, 에칭으로 상기 희생층을 약화시켜 상기 마이크로 소자 패턴과 상기 원판 사이의 접착력을 감소시키는 접착력 감소단계와, 상기 마이크로 소자 패턴을 상기 기판으로 전사시키는 예비전사단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치는, 마이크로 소자 패턴이 마련되는 기판을 지지하는 제1지지부; 외주면에 접착층이 코팅된 튜브가 상기 튜브의 축방향을 중심으로 회전되도록 하고, 상기 튜브의 외주면이 상기 기판에 접하도록 위치시키되, 상기 소자 패턴의 길이방향과 상기 튜브의 반경방향이 교차되도록 상기 튜브를 지지하는 제2지지부; 그리고 상기 제1지지부 및 상기 제2지지부 중 적어도 하나를 직선 이동시켜 상기 기판 상의 상기 마이크로 소자 패턴이 회전하는 상기 튜브의 외주면에 전사되도록 하는 구동부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1지지부는 상기 튜브의 축방향과 교차하는 방향으로 상기 기판의 양측에 구비되고, 상기 기판에 장력을 인가하는 장력인가부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판 상에 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련되며, 상기 제2지지부 및 상기 튜브는 상기 복수의 마이크로 소자 패턴에 대응되도록 복수의 제2지지부 및 복수의 튜브로 구비되되, 상기 복수의 제2지지부 및 상기 복수의 튜브는 상기 튜브의 축방향과 교차하는 방향을 따라 상기 복수의 마이크로 소자 패턴의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판은 편평한 형태로 형성되고, 상기 복수의 마이크로 소자 패턴 각각은 상기 복수의 튜브의 축방향과 교차하는 방향을 따라 상기 기판에 미리 정해진 간격으로 형성되는 영역 내에만 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판은 롤러 형태로 형성되고, 상기 제1지지부는 상기 롤러 형태의 기판이 상기 롤러 형태의 기판의 축방향을 중심으로 회전되도록 지지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 롤러 형태의 기판의 축방향과 상기 복수의 튜브의 축방향은 평행하게 배치되며, 상기 복수의 튜브 각각은 외주면이 상기 롤러 형태의 기판에 마련되는 상기 복수의 마이크로 소자 패턴 중 대응되는 마이크로 소자 패턴 각각에 밀착되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수의 마이크로 소자 패턴 각각은 상기 롤러 형태의 기판에 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 형성되는 영역 내에만 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동부는 상기 제1지지부 및 상기 제2지지부를 각각 독립적으로 상대 직선 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수의 튜브 각각의 축방향은 서로 평행하게 구비되고, 상기 복수의 튜브 각각의 축방향과 상기 롤러 형태의 기판의 축방향은 교차하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동부는 상기 롤러 형태의 기판의 회전 선속도와 직선 이동속도가 동일한 크기가 되도록 구동시키고, 상기 복수의 튜브 각각의 회전 선속도와 직선 이동속도가 동일한 크기가 되도록 구동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로 소자 패턴이 튜브의 외주면에 튜브의 길이방향을 따라 360° 이상으로 연속되는 형상으로 전사될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 복수의 마이크로 소자 패턴을 마련하고, 각각의 마이크로 소자 패턴에 대응되도록 복수의 튜브를 마련하여 각각의 튜브에 동시에 마이크로 소자 패턴이 각각 전사되도록 할 수 있어 전사효율이 높아질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 롤러의 축방향과 복수의 튜브의 축방향이 서로 교차되도록 배치함으로써, 복수의 마이크로 소자 패턴이 롤러의 외주면에 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 형성되는 영역에 구속되지 않고 마련되도록 할 수 있다. 이를 통해 롤러에 마련되는 마이크로 소자 패턴의 개수를 늘릴 수 있으며, 이를 통해, 전사효율이 더욱 높아질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법에 따른 공정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 나타낸 예시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “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 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사방법에 따른 공정을 나타낸 예시도이다.
먼저 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 마이크로 소자의 곡면 전사방법은 접착층 코팅단계(S110), 소자 패턴 마련단계(S120), 전사단계(S130) 그리고 고정단계(S140)를 포함할 수 있다.
접착층 코팅단계(S110)는 튜브(210)의 외주면에 접착층(221)을 코팅하는 단계일 수 있다.
여기서, 튜브(210)는 속이 빈 형태로 한정되는 것은 아니며, 속이 찬 형태를 포함할 수 있다. 나아가, 튜브(210)는 곡면의 표면을 가지는 물체를 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
접착층(221)은 튜브(210)의 표면에 접착제(220)가 코팅되어 형성될 수 있다. 접착층(221)을 코팅하는 방법으로는, 디핑(Dipping)을 이용하여 코팅하는 방법, 접착층의 두께를 균일하게 하기 위해 중력을 이용하는 방법, 튜브를 회전시켜 원심력을 이용하는 방법 등이 사용될 수 있다(도 2의 (a) 및 (b) 참조).
접착층 코팅단계(S110)는 접착층(221)에 전사될 마이크로 소자 패턴(240)과의 접착력이 조정되도록, 접착층(221)을 예비경화시키는 예비경화단계(S111)를 포함할 수 있다.
예비경화단계(S111)는 자외선(UV), 플라즈마, 열 등을 이용하여 이루어질 수 있으며, 예비경화단계(S111)를 거치면 튜브(210) 표면에 코팅되는 접착층(221)의 접착력이 전사 가능한 수준으로 조정될 수 있다.
소자 패턴 마련단계(S120)는 기판(250)의 일면에 마이크로 소자 패턴(240)을 마련하는 단계일 수 있다.
소자 패턴 마련단계(S120)는 희생층 마련단계(S121), 패터닝 단계(S122), 접착력 감소단계(S123) 및 예비전사단계(S124)를 포함할 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 희생층 마련단계(S121)는 원판(230)의 일면에 희생층(231)을 마련하는 단계일 수 있다.
패터닝 단계(S122)는 희생층(231) 상에 마이크로 소자 패턴(240)을 마련하는 단계일 수 있다.
여기서, 마이크로 소자 패턴(240)은 박막 형태의 전기부품이거나, 또는 전극일 수 있다. 예를 들어 마이크로 소자 패턴(240)은 전기 회로에서의 코일, 콘덴서, 저항체 등과, 자성 재료에서는 페라이트 등을 사용하는 자심과, 반도체 장치에서는 트랜지스터, 다이오드, 서미스터 등을 포함할 수 있다.
마이크로 소자 패턴(240)이 전극인 경우, 패터닝 단계(S122)는 증착, 도금, 압연으로 형성된 동박을 합지하는 방법 등을 활용하여 평면 기판 위에 박막을 형성한 후에 리소그래피 등의 종래 기술을 활용함으로써 원하는 전극 형태의 마이크로 소자 패턴(240)을 형성할 수 있다.
그리고, 마이크로 소자 패턴(240)이 전기부품의 형태인 경우, 패터닝 단계(S122)는 종래에 소자를 생성하는 기술 등을 활용함으로써 전기부품 형태의 마이크로 소자 패턴(240)을 생성할 수 있다(도 3의 (a) 참조).
접착력 감소단계(S123)는 에칭으로 희생층(231)을 약화시켜 복수의 마이크로 소자 패턴(240)과 원판(230) 사이의 접착력을 감소시키는 단계일 수 있다. 접착력 감소단계(S123)를 거치면 희생층(231)이 에칭에 의해 약화되어 약화된 희생층(232)으로 변화되고, 이에 따라 마이크로 소자 패턴(240)과 원판(230) 사이의 접착력이 크게 감소될 수 있다(도 3의 (b) 참조).
예비전사단계(S124)는 마이크로 소자 패턴(240)을 기판(250)으로 전사시키는 단계일 수 있다.
여기서, 기판(250)은 편평한 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어 리지드(Rigid)한 플레이트 형태 및 유연한(Flexible) 필름 형태를 모두 포함할 수 있다. 다른 예로써, 기판은 롤러 형태로 형성될 수도 있다 (도 7 등 참조).
원판(230)과의 접착력이 약화된 마이크로 소자 패턴(240)은 기판(250)에 쉽게 전사될 수 있다(도 3의 (c) 참조).
한편, 다른 실시예로, 소자 패턴 마련단계(S120)는 접착력이 낮은 기판에 박막 증착 또는 박막 포일 라미네이션을 이용하여 소자 패턴용 소재층을 전체적으로 마련하고, 마스크 및 리소그래피 공정을 이용하여 소자 패턴을 직접 마련할 수도 있다.
전사단계(S130)는, 튜브(210)의 외주면이 기판(250)에 접하도록 위치시키되, 소자 패턴(240)의 길이방향과 튜브(210)의 반경방향이 교차되도록 위치시키고, 튜브(210)를 튜브(210)의 축방향을 기준으로 회전시킴과 동시에 튜브(210) 및 기판(250) 중 적어도 하나를 직선 이동시켜 기판(250) 상의 마이크로 소자 패턴(240)을 접착층(221)에 전사시키는 단계일 수 있다. 여기서 튜브(210)의 반경방향은 튜브(210)의 축방향에 수직한 평면과 나란한 방향을 의미하고, 소자 패턴(240)의 길이방향은 기판(250)에 마련된 소자 패턴(240)이 연장되는 방향을 의미한다. 또한, 직선 이동은 해당 구성의 모든 질점이 똑같은 변위만큼 평행 이동을 하는 병진(竝進) 이동을 의미한다.전사단계(S130)에서 튜브(210)는 튜브(210)의 축방향을 중심으로 회전될 수 있다. 동시에 튜브(210)는 일방향으로 이동될 수 있다. 또는 튜브(210)가 축방향을 중심으로 회전됨과 동시에 기판(250)이 상기 일방향의 반대방향으로 이동될 수도 있다. 어느 경우에서도, 튜브(210)의 외주면과 마이크로 소자 패턴(240)이 형성되는 기판(250) 사이의 접촉을 제어하여 기판(250)의 마이크로 소자 패턴(240)이 튜브(210)의 외주면에 전사되도록 할 수 있다.
마이크로 소자 패턴(240)은 튜브(210)의 축방향에 비스듬하게 형성될 수 있으며, 이 경우, 마이크로 소자 패턴(240)은 튜브(210)의 외주면에 튜브(210)의 길이방향을 따라 360° 이상으로 연속되는 형상(예를 들면, 나선 형상)으로 전사될 수 있다(도 2의 (e) 및 (f) 참조). 마이크로 소자 패턴(240)은 도시된 바와 같이 단일개가 아니라 복수개가 마련될 수도 있다.
한편, 도 2의 (e’) 및 (f’)에서 보는 바와 같이, 마이크로 소자 패턴(241)은 튜브(210)의 축방향과 나란하게 형성될 수 있으며, 이 경우 마이크로 소자 패턴(241)은 튜브(210)의 외주면에 튜브(210)의 길이방향으로 연장되는 형상으로 전사될 수 있다.
고정단계(S140)는 접착층(221)을 완전 경화시켜 전사된 마이크로 소자 패턴(240)을 접착층(221)에 고정시키는 단계일 수 있다.
이하에서는, 마이크로 소자의 곡면 전사를 구현하기 위한 마이크로 소자의 곡면 전사장치에 대해서 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 나타낸 예시도이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치의 작동예를 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 마이크로 소자의 곡면 전사장치는 제1지지부(310), 제2지지부(320) 그리고 구동부(330)를 포함할 수 있다.
제1지지부(310)는 일면에 마이크로 소자 패턴(240)이 마련되는 기판(250)을 지지할 수 있다.
제1지지부(310)는 기판(250)의 양측에 구비될 수 있다. 도 4를 참조하면, 튜브(210)의 축방향(Y축 방향)과 교차하는 방향(X축 방향)으로 기판(250)의 양측에 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1지지부(310)는 기판(250)의 X축 방향의 양단부에 결합될 수 있다.
제1지지부(310)는 장력인가부(311)를 포함할 수 있으며, 장력인가부(311)는 기판(250)에 장력을 인가할 수 있다.
제2지지부(320)는 외주면에 접착층(221)이 코팅된 튜브(210)가 튜브(210)의 축방향을 중심으로 회전되도록 지지할 수 있다. 또한, 제2지지부(320)는 튜브(210)의 외주면이 마이크로 소자 패턴(240)이 마련된 기판(250)의 일면에 접하도록 튜브(210)를 지지할 수 있다. 그리고 제2지지부(320)는 튜브(210)의 반경방향이 소자 패턴(240)의 길이방향과 교차되도록 튜브(210)를 위치될 수 있다.
구동부(330)는 기판(250) 상의 마이크로 소자 패턴(240)이 회전하는 튜브(210)의 외주면에 전사되도록 제1지지부(310) 및 제2지지부(320) 중 적어도 하나를 직선 이동시킬 수 있다. 이를 통해, 튜브(210) 및 기판(250)은 상대 이동될 수 있다.
예를 들면, 구동부(330)는 제1지지부(310)를 구동시켜 기판(250)이 X축 방향으로 이동되도록 할 수 있다. 그러면, 기판(250)이 이동함에 따라서 기판(250)의 일면에 밀착된 튜브(210)가 마찰력에 의해 회전하게 되고, 기판(250)의 일면에 마련된 마이크로 소자 패턴(240)은 튜브(210)의 표면에 전사될 수 있다.
구동부(330)는 제2지지부(320)를 구동시켜 튜브(210)가 기판(250)의 이송속도와 동일한 크기의 회전 선속도로 회전되도록 할 수도 있다.
또는, 구동부(330)는 제2지지부(320)를 X축 방향으로 이동시켜 튜브(210)가 X축 방향으로 이동되도록 할 수 있다. 이때, 기판(250)의 일면에 밀착된 튜브(210)는 마찰력에 의해 회전하게 되고, 기판(250)의 일면에 마련된 마이크로 소자 패턴(240)은 튜브(210)의 표면에 전사될 수 있다.
여기서도, 구동부(330)는 제2지지부(320)를 구동시켜 튜브(210)가 튜브(210)의 이송속도와 동일한 크기의 회전 선속도로 회전되도록 할 수도 있다.
구동부(330)는 기판(250)의 이동속도, 튜브(210)의 이동속도 및 회전 선속도를 계산하고 이에 따라 제1지지부(310) 및 제2지지부(320)의 작동을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 기판(250)에는 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련될 수도 있다. 이 경우, 어느 하나의 마이크로 소자 패턴(240)이 제2지지부(320)에 결합된 튜브(210)에 전사가 완료되면, 전사가 완료된 튜브(210)는 제2지지부(320)에서 분리될 수 있다. 그리고 새로운 튜브가 제2지지부(320)에 새로 결합되고 이후 다른 마이크로 소자 패턴(242)이 새로운 튜브에 전사되도록 할 수 있다.
기판(250)이 리지드한 플레이트 형태인 경우, 제1지지부(310)는 기판(250)의 양단부에 결합되어 기판(250)을 고정시킬 수 있다. 그리고, 이 경우 장력인가부(311)는 기판(250)의 양단부를 하측방향(튜브가 위치된 방향)으로 가압하여, 기판(250)이 튜브(210)와의 접촉부위를 기준으로 벤딩되도록 함으로써 기판(250)에 장력을 제공할 수 있다. (도 6 참조)
기판(250)이 벤딩되어 장력이 제공되면 기판(250)이 튜브(210)를 가압하여 튜브(210)와 마이크로 소자 패턴(240) 간의 밀착력이 증가될 수 있으며, 이를 통해 기판(250) 상의 마이크로 소자 패턴(240)은 튜브(210)의 표면에 더욱 잘 전사될 수 있다. 장력인가부(311)는 튜브(210)의 표면에 코팅된 접착층(221)의 접착력의 세기에 따라서 기판(250)의 벤딩 정도를 가감할 수 있다. 예를 들어, 접착층(221)의 접착력이 약한 경우에는 기판(250)의 벤딩 정도를 크게 하여 압력을 높여 마이크로 소자 패턴(240)이 접착층(221)에 잘 전사되도록 할 수 있다.
한편, 기판(250)이 유연한 필름 형태인 경우, 제1지지부(310)는 필름의 양단부가 결합되는 롤러 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 이 경우 장력인가부(311)는 롤러를 하측으로 이동시킴과 동시에 기판(250)을 양측으로 잡아당겨 기판(250)에 장력이 발생하도록 할 수 있으며, 이를 통해, 전사가 더욱 잘 이루어지도록 할 수 있다.
이 경우에도, 기판(250)에는 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련될 수도 있으며, 어느 하나의 마이크로 소자 패턴(240)이 튜브(210)에 전사되면, 전사가 완료된 튜브(210)는 제2지지부(320)에서 분리되고, 이후 다른 마이크로 소자 패턴(242)이 새로운 튜브에 전사되도록 할 수 있다.
한편, 도 7에서 보는 바와 같이, 기판(251)은 롤러 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 롤러 형태의 기판(251)의 축방향과 튜브(210)의 축방향은 평행할 수 있다.
여기서도, 롤러 형태의 기판(251)에는 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련될 수도 있다. 그러면, 어느 하나의 마이크로 소자 패턴(240)이 제2지지부(320)에 결합된 튜브(210)에 전사되면, 전사가 완료된 튜브(210)는 제2지지부(320)에서 분리될 수 있다. 그리고 새로운 튜브가 제2지지부(320)에 새로 결합되고 이후 롤러가 회전하여 다른 마이크로 소자 패턴(242)이 새로운 튜브에 전사될 수 있다.
그리고, 도 8에서 보는 바와 같이, 복수의 마이크로 소자 패턴(240a, 240b, 240c)은 롤러 형태의 기판(251)에 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 형성되는 영역(A1, A2, A3) 내에만 마련될 수 있다. 도 8에서는 이해의 편의를 위해 롤러 형태의 기판(251)의 표면을 평면으로 펼쳐서 도시하였다.
즉, 도 8의 (a)를 참조하면, 롤러 형태의 기판(251)에는 원주방향을 따라 120도 각도범위로 각각 영역(A1, A2, A3)이 형성될 수 있으며, 각각의 마이크로 소자 패턴(240a, 240b, 240c)은 해당 영역(A1, A2, A3) 내에만 마련될 수 있다.
이 상태에서, 롤러 형태의 기판(251)이 0도에서 120도 사이의 각도로 회전하는 동안에는 제1영역(A1)에 마련되는 마이크로 소자 패턴(240a)이 튜브에 전사될 수 있다.
그리고, 제1영역(A1)에 마련되는 마이크로 소자 패턴(240a)이 전사된 튜브가 분리되고 새로운 튜브가 준비된 상태에서 롤러 형태의 기판(251)이 120도에서 240도 사이의 각도로 회전하는 동안에는 제2영역(A2)에 마련되는 마이크로 소자 패턴(240b)이 새로운 튜브에 전사될 수 있다(도 8의 (b) 참조).
마찬가지로, 제2영역(A2)에 마련되는 마이크로 소자 패턴(240b)이 전사된 튜브가 분리되고 또 다른 새로운 튜브가 준비된 상태에서 롤러 형태의 기판(251)이 240도에서 360도 사이의 각도로 회전하는 동안에는 제3영역(A3)에 마련되는 마이크로 소자 패턴(240c)이 또 다른 새로운 튜브에 전사될 수 있다(도 8의 (c) 참조).
이처럼, 각각의 마이크로 소자 패턴(240a, 240b, 240c)이 해당 영역(A1, A2, A3) 내에서 마련되도록 함으로써, 하나의 튜브에 복수의 마이크로 소자 패턴이 전사되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 도 8에서는 롤러 형태의 기판(251)을 예로 설명하였지만, 도 5를 참조하여 설명한 형태, 즉, 리지드한 플레이트 형태의 기판이나, 유연한 필름 형태의 기판에도 복수의 마이크로 소자 패턴 각각이 기판의 분리된 영역에 나뉘어 마련될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같은 플레이트 형태 또는 필름 형태의 기판(250)에는 튜브(210)의 축방향과 교차하는 방향을 따라 기판(250)에 미리 정해진 간격으로 영역이 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 영역에는 마이크로 소자 패턴이 형성될 수 있으며, 해당 영역 내에 마련되는 각각의 마이크로 소자 패턴은 하나의 튜브에 함께 전사되는 것이 방지되면서 각각의 튜브별로 전사될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치의 작동예를 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 하나의 기판에 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련되고, 복수의 튜브가 마련되어 각각의 튜브에 대해 동시에 전사가 이루어질 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.
도 9에서 보는 바와 같이, 기판(250)은 플레이트 또는 필름 형태일 수 있다. 그리고, 기판(250) 상에 복수의 마이크로 소자 패턴(240)이 마련될 수 있다.
또한, 제2지지부(320) 및 튜브(210)도 복수의 마이크로 소자 패턴(240)에 대응되도록 복수로 구비될 수 있다. 제2지지부(320) 및 튜브(210)는 튜브(210)의 축방향과 교차하는 방향을 따라 마이크로 소자 패턴(240)의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 기판(250)에 마련되는 각각의 마이크로 소자 패턴(240)이 대응되는 튜브(210)에 동시에 전사될 수 있으며, 이를 통해, 전사효율이 높아질 수 있다.
본 실시예에서도, 기판(250)에는 튜브(210)의 축방향과 교차하는 방향을 따라 기판(250)에 미리 정해진 간격으로 영역이 형성될 수 있고, 각각의 마이크로 소자 패턴은 해당 영역 내에만 마련될 수 있다. 이를 통해, 해당 영역 내에 마련되는 각각의 마이크로 소자 패턴은 어느 하나의 튜브에 함께 전사되는 것이 방지되면서 각각의 튜브별로 전사될 수 있다.
그리고, 도 10에서 보는 바와 같이, 기판(251)은 롤러 형태로 형성되고, 롤러 형태의 기판(251) 상에 복수의 마이크로 소자 패턴(240)이 마련될 수 있다.
또한, 제2지지부(320) 및 튜브(210)도 복수의 마이크로 소자 패턴(240)에 대응되도록 복수로 구비될 수 있다. 롤러 형태의 기판(251)의 축방향과 복수의 튜브(210)의 축방향은 평행하게 배치될 수 있으며, 각각의 튜브(210)는 접착층(221)이 롤러 형태의 기판(251)에 마련되는 마이크로 소자 패턴 중 대응되는 마이크로 소자 패턴 각각에 밀착되도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 롤러 형태의 기판(251)에 마련되는 각각의 마이크로 소자 패턴(240)은 대응되는 튜브(210)에 동시에 전사될 수 있으며, 이를 통해, 전사효율이 높아질 수 있다.
본 실시예에서도, 롤러 형태의 기판(251)에는 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 영역이 형성될 수 있고, 각각의 마이크로 소자 패턴은 해당 영역 내에만 마련될 수 있다. 이를 통해, 해당 영역 내에 마련되는 각각의 마이크로 소자 패턴은 어느 하나의 튜브에 함께 전사되는 것이 방지되면서 각각의 튜브별로 전사될 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 나타낸 예시도이다. 도 11은 마이크로 소자의 곡면 전사장치를 사시도로 나타낸 것이고, 도 12는 도 10을 평면상에 나타낸 것이다. 본 실시예에서는 롤러(롤러 형태의 기판)와 튜브의 축방향이 서로 교차하도록 마련될 수 있으며, 다른 구성은 전술한 실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 생략한다.
도 9에서 보는 바와 같이, 마이크로 소자의 곡면 전사장치는 제1지지부(310)는 외주면에 복수의 마이크로 소자 패턴(240)이 마련되는 롤러(1251)가 롤러(1251)의 축방향을 중심으로 회전되도록 지지할 수 있다.
제2지지부(320)는 외주면에 접착층(221)이 코팅된 복수의 튜브(210)가 각각 튜브(210)의 축방향을 중심으로 회전되도록 지지할 수 있다. 그리고, 제2지지부(320)는 각각의 튜브(210)의 외주면이 롤러(1251)의 외주면에 접하도록 각각의 튜브(210)를 지지할 수 있다. 제2지지부(320)는 각각의 튜브(210)의 반경방향과 소자 패턴(240)의 길이방향이 교차되도록 튜브(210)를 지지할 수 있으며, 제2지지부(320)는 각각의 튜브(210)에 대응되도록 복수로 구비될 수 있다.
그리고, 각각의 튜브(210)의 축방향은 서로 평행하게 배치되고, 각각의 튜브(210)의 축방향과 롤러(1251)의 축방향은 교차하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 롤러(1251)의 축방향은 X축 방향으로 배치되고, 튜브(210)의 축방향은 Y축 방향으로 배치될 수 있다.
구동부(330)는 롤러(1251)의 외주면 상의 복수의 마이크로 소자 패턴(240) 각각이 회전하는 튜브(210) 각각의 외주면에 전사되도록, 제1지지부(310) 및 제2지지부(320)를 독립적으로 상대 이동시킬 수 있다.
구동부(330)는 롤러(1251)의 회전 선속도(RS1)와 이동속도(V1)가 동일한 크기가 되도록 할 수 있다. 다시 말해서, 롤러(1251)의 반지름을 R이라 하고, 롤러(1251)의 회전 각속도를 W라 하면, 롤러(1251)의 회전 선속도(RS1)는 RW일 수 있고, 이는 롤러(1251)의 이동속도(V1)와 동일할 수 있다.
또한, 구동부(330)는 각각의 튜브(210)의 회전 선속도(RS2)와 이동속도(V2)가 동일한 크기가 되도록 구동시킬 수 있다. 다시 말해서, 튜브(210)의 반지름을 r이라 하고, 튜브(210)의 회전 각속도를 w라 하면, 튜브(210)의 회전 선속도(RS2)는 rw일 수 있고, 이는 튜브(210)의 이동속도(V2)와 동일할 수 있다.
롤러(1251)의 이동속도(V1) 및 튜브(210)의 이동속도(V2)는 튜브(210)의 회전 중심축(Ax1)과 마이크로 소자 패턴(240)의 각도, 다시 말하면, 마이크로 소자 패턴(240)의 길이방향의 가상의 축(Ax2)과의 각도(θ)에 따라 결정될 수 있다.
즉, (이동속도(V2)/이동속도(V1)) = tanθ일 수 있다.
이를 통해, 롤러(1251)와 튜브(210)는 접촉부위(252)에서 미끌림이 없이 접촉이 유지될 수 있으며, 롤러(1251)의 마이크로 소자 패턴(240)은 각각의 튜브(210)에 안정적으로 전사될 수 있다.
본 실시예에서는, 복수의 마이크로 소자 패턴(240)은 롤러(1251)의 외주면에 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 형성되는 영역에 구속되지 않고 마련될 수 있다. 따라서, 전술한 제1실시예 및 제2실시예에서보다 롤러에 마련되는 마이크로 소자 패턴의 개수를 늘릴 수 있으며, 이를 통해, 전사효율이 더욱 높아질 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
- 부호의 설명 -
210: 튜브
221: 접착층
231: 희생층
240, 240a, 240b, 240c, 241, 242: 마이크로 소자 패턴
250, 251: 기판
310: 제1지지부
311: 장력인가부
320: 제2지지부
330: 구동부
1251: 롤러

Claims (13)

  1. 튜브의 외주면에 접착층을 코팅하는 접착층 코팅단계;
    기판의 일면에 마이크로 소자 패턴을 마련하는 소자 패턴 마련단계;
    상기 튜브의 외주면이 상기 기판에 접하도록 위치시키되, 상기 소자 패턴의 길이방향과 상기 튜브의 반경방향이 교차되도록 위치시키고, 상기 튜브를 상기 튜브의 축방향을 기준으로 회전시킴과 동시에 상기 튜브 및 상기 기판 중 적어도 하나를 직선 이동시켜서 상기 기판 상의 마이크로 소자 패턴을 상기 접착층에 전사시키는 전사단계; 그리고
    상기 접착층을 경화시켜서 전사된 상기 마이크로 소자 패턴을 상기 접착층에 고정시키는 고정단계;
    를 포함하는, 마이크로 소자의 곡면 전사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층 코팅단계는
    상기 접착층에 전사될 마이크로 소자 패턴과의 접착력이 조정되도록, 상기 접착층을 예비경화시키는 예비경화단계를 포함하는, 마이크로 소자의 곡면 전사방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소자 패턴 마련단계는
    원판의 일면에 희생층을 마련하는 희생층 마련단계와,
    상기 희생층 상에 상기 마이크로 소자 패턴을 마련하는 패터닝 단계와,
    에칭으로 상기 희생층을 약화시켜 상기 마이크로 소자 패턴과 상기 원판 사이의 접착력을 감소시키는 접착력 감소단계와,
    상기 마이크로 소자 패턴을 상기 기판으로 전사시키는 예비전사단계를 포함하는, 마이크로 소자의 곡면 전사방법.
  4. 마이크로 소자 패턴이 마련되는 기판을 지지하는 제1지지부;
    외주면에 접착층이 코팅된 튜브가 상기 튜브의 축방향을 중심으로 회전되도록 하고, 상기 튜브의 외주면이 상기 기판에 접하도록 위치시키되, 상기 소자 패턴의 길이방향과 상기 튜브의 반경방향이 교차되도록 상기 튜브를 지지하는 제2지지부; 그리고
    상기 제1지지부 및 상기 제2지지부 중 적어도 하나를 직선 이동시켜 상기 기판 상의 상기 마이크로 소자 패턴이 회전하는 상기 튜브의 외주면에 전사되도록 하는 구동부;
    를 포함하는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1지지부는
    상기 튜브의 축방향과 교차하는 방향으로 상기 기판의 양측에 구비되고,
    상기 기판에 장력을 인가하는 장력인가부를 포함하는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판 상에 복수의 마이크로 소자 패턴이 마련되며,
    상기 제2지지부 및 상기 튜브는 상기 복수의 마이크로 소자 패턴에 대응되도록 복수의 제2지지부 및 복수의 튜브로 구비되되,
    상기 복수의 제2지지부 및 상기 복수의 튜브는 상기 복수의 튜브의 축방향과 교차하는 방향을 따라 상기 복수의 마이크로 소자 패턴의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 구비되는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 편평한 형태로 형성되고,
    상기 복수의 마이크로 소자 패턴 각각은 상기 복수의 튜브의 축방향과 교차하는 방향을 따라 상기 기판에 미리 정해진 간격으로 형성되는 영역 내에만 마련되는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 롤러 형태로 형성되고,
    상기 제1지지부는 상기 롤러 형태의 기판이 상기 롤러 형태의 기판의 축방향을 중심으로 회전되도록 지지하는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 롤러 형태의 기판의 축방향과 상기 복수의 튜브의 축방향은 평행하게 배치되며,
    상기 복수의 튜브 각각은 외주면이 상기 롤러 형태의 기판에 마련되는 상기 복수의 마이크로 소자 패턴 중 대응되는 마이크로 소자 패턴 각각에 밀착되도록 구비되는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 소자 패턴 각각은 상기 롤러 형태의 기판에 원주방향을 따라 미리 정해진 각도범위로 형성되는 영역 내에만 마련되는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 제1지지부 및 상기 제2지지부를 각각 독립적으로 상대 직선 이동시키는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 튜브 각각의 축방향은 서로 평행하게 구비되고,
    상기 복수의 튜브 각각의 축방향과 상기 롤러 형태의 기판의 축방향은 교차하도록 배치되는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 롤러 형태의 기판의 회전 선속도와 직선 이동속도가 동일한 크기가 되도록 구동시키고, 상기 복수의 튜브 각각의 회전 선속도와 직선 이동속도가 동일한 크기가 되도록 구동시키는, 마이크로 소자의 곡면 전사장치.
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