KR100837339B1 - Roll Contact Type Micro Contact Printing Device Using Elastomer Stamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성중합체 스탬프를 이용하여 기판에 특정 형상의 패턴을 형성할 수 있는 탄성중합체 스탬프를 이용한 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판에 형성시킬 패턴형상에 대응하여 탄성중합체 스탬프가 양각부분과 음각부분으로 각각 형성됨으로써, 기판에 미세 패턴을 패터닝한 후에 추가적으로 노광공정과 현상공정을 수행할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 탄성중합체 스탬프를 이용하여 대면적의 기판에 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 미세 패턴도 용이하게 형성할 수 있다.The present invention relates to a roll-print type microcontact printing apparatus, and more particularly, to roll-print type microcontact printing using an elastomeric stamp capable of forming a pattern of a specific shape on a substrate using an elastomeric stamp. Relates to a device. In particular, according to the present invention, an elastomeric stamp is formed into an embossed portion and an intaglio portion corresponding to a pattern shape to be formed on a substrate, thereby eliminating the need to additionally perform an exposure process and a developing process after patterning a fine pattern on the substrate. have. In addition, the present invention can easily form fine patterns of 10 μm or less or nano size on a large-area substrate using an elastomeric stamp.
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a roll-printing micro-contact printing apparatus having an elastomeric stamp according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 탄성중합체 스탬프의 진행방향을 따라 절단하여 나타낸 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치의 단면 구성도이다.FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of a micro-contact printing apparatus of a roll-print method cut along the traveling direction of the elastomeric stamp shown in FIG. 1.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 탄성중합체 스탬프의 제1 실시예로서 롤-프린트 회전체의 사시도이다.3 is a perspective view of a roll-printed rotating body as the first embodiment of the elastomeric stamp shown in FIGS. 1 and 2.
도 4는 도 3에 도시된 I-I 선을 따라 절단하여 나타낸 일자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the roll-printed rotating body with a straight elastomeric stamp cut along the line I-I shown in FIG.
도 5는 도 4에 도시된 일자형 탄성중합체 스탬프에 패터닝 인쇄조성물이 도포된 롤-프린트 회전체의 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a roll-printed rotating body in which a patterning print composition is applied to the straight elastomeric stamp shown in FIG. 4.
도 6은 도 3에 도시된 롤-프린트 회전체의 제조공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a manufacturing process of the roll-printed rotating body illustrated in FIG. 3.
도 7은 도 5에 도시된 일자형 탄성중합체 스탬프를 이용하여 패터닝된 기판을 나타낸 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating a substrate patterned using the straight elastomeric stamp shown in FIG. 5.
도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 탄성중합체 스탬프의 제2 실시예로서 일자형 탄성중합체 스탬프를 대신한 격자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view of a roll-printed rotary body having a lattice-like elastomer stamp in place of the straight elastomeric stamp as a second embodiment of the elastomeric stamp shown in FIGS. 1 and 2.
도 9는 도 8에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단하여 나타낸 격자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view of a roll-printed rotating body having a lattice-like elastomeric stamp cut along the line II-II shown in FIG. 8.
도 10은 도 9에 도시된 격자형 탄성중합체 스탬프에 패터닝 인쇄조성물이 도포된 롤-프린트 회전체의 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view of a roll-printed rotating body in which a patterning print composition is applied to the lattice elastomer stamp shown in FIG. 9.
도 11은 도 8에 도시된 롤-프린트 회전체의 제조공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a manufacturing process of the roll-printed rotating body illustrated in FIG. 8.
도 12는 도 10에 도시된 격자형 탄성중합체 스탬프를 이용하여 패터닝된 기판을 나타낸 단면도이다.FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a substrate patterned using the lattice elastomeric stamp shown in FIG. 10.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 프레임 20, 30 : 드럼부재10:
25 : 구동부재 40 : 평판 테이블25
70 : 인쇄조성물 공급유닛 100 : 미세접촉 인쇄장치70: printing composition supply unit 100: fine contact printing apparatus
200, 300 : 롤-프린트 회전체 220, 320 : 금속 박막200, 300: roll-printed rotating
230, 330 : 탄성중합체 스탬프 240, 340 : 인쇄조성물230, 330:
본 발명은 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세 하게는 일자형 또는 격자형과 같이 음각부분과 양각부분의 패터닝면을 갖는 탄성중합체 스탬프를 이용하여 기판에 특정 형상의 패턴을 형성할 수 있는 탄성중합체 스탬프를 이용한 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치에 관한 것이다.The present invention relates to a roll-print type microcontact printing apparatus, and more particularly, to form a pattern of a specific shape on a substrate by using an elastomeric stamp having a patterned surface of an intaglio and an intaglio, such as a straight or lattice The present invention relates to a roll-printing microcontact printing apparatus using an elastomeric stamp.
일반적으로, 반도체 공정에서 프린팅 패턴의 소형화와 고집적화는 시간, 비용 및 시료의 크기를 감소시키고, 새로운 기능을 향상시키기 위한 중요한 요소이다.In general, miniaturization and high integration of printing patterns in semiconductor processes are an important factor for reducing time, cost and sample size, and improving new functions.
그러나 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 해상도를 얻기 위해서 반도체 공정 방법들을 사용하자면 초기자본 및 유지비 등의 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 소스(source)가 방사능의 누출을 유발할 수 있기 때문에 환경 친화적이지 않고, 기존의 제조기술로는 불가능한 소프트한 물질과 평평하지 않은 표면이나 특이한 물질 혹은 넓은 면적에 대한 패터닝에는 쉽게 사용할 수 없다는 한계로 인하여 새로운 방법이 모색되고 있다.However, the use of semiconductor process methods to obtain a resolution of 10 μm or less is not only costly in terms of initial capital and maintenance costs, but also is not environmentally friendly because the source can cause radiation leakage. New methods are being sought due to the limitations of soft materials that are impossible with its manufacturing techniques and the difficulty of patterning on uneven surfaces, unusual surfaces or large areas.
이를 위해 리소그래피나 복제기술의 대안으로 개발된 대표적인 것이 미세접촉 인쇄(microcontact printing) 방식으로서, 이 미세접촉 인쇄 방식은 단단한 무기질의 재료 보다는 유연한 유기질 재료인 탄성중합체 스탬프로 미세 패턴을 만들어 기판으로 전이하는 방식을 의미한다.For this purpose, a representative method developed as an alternative to lithography or replication technology is a microcontact printing method. The microcontact printing method forms a micro pattern with an elastomeric stamp, which is a flexible organic material, rather than a rigid inorganic material, and transfers it to a substrate. Means the way.
이러한 미세접촉 인쇄는 단순성과 편리성 외에도 많은 수의 패턴을 복제할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 탄성중합체 스탬프와 기판 표면 사이의 정합 접촉이 패턴 전이의 핵심기술이다. 더욱이, 미쇄접촉 인쇄는 2차원의 형상을 만드는데 가장 적합하지만, 금속 박막 도금과 같은 다른 공정과 결합되면 3차원 형상을 만드는데 이용할 수도 있다.In addition to simplicity and convenience, such microcontact printing has the advantage of replicating a large number of patterns, and mating contact between the elastomeric stamp and the substrate surface is a key technology of pattern transfer. Moreover, microcontact printing is best suited to creating two-dimensional shapes, but may also be used to create three-dimensional shapes when combined with other processes such as metal thin film plating.
구체적으로, 미세접촉 인쇄 방식은 가공된 마스터(master)로부터 탄성중합체 스탬프에 패턴을 복제하고, 이 탄성중합체 스탬프의 패턴 형성면으로 전도성 잉크나 금,은 페이스트를 도포한 다음, 탄성중합체 스탬프로부터 기판의 표면에 미세 패턴을 전이한다. 이렇게 인쇄된 미세 패턴은 자외선(UV)를 조사하거나 열에 의한 방법으로 패터닝된 전극을 경화하여 고정시키게 된다.Specifically, the microcontact printing method duplicates a pattern from a processed master to an elastomeric stamp, applies conductive ink, gold or silver paste to the pattern forming surface of the elastomeric stamp, and then substrates from the elastomeric stamp. Transition fine pattern on the surface of the. The printed fine pattern is fixed by curing an electrode patterned by ultraviolet (UV) radiation or heat.
그런데, 상기에서와 같이 탄성중합체 스탬프를 이용한 미세접촉 인쇄는 탄성중합체 스탬프와 기판이 평판 대 평판의 가압 인쇄 방식으로서 탄성중합체 스탬프로부터 기판으로 미세 패턴을 전이하는 방식이기 때문에 인쇄압력, 인쇄시간, 접촉속도 등의 불균일에 의해 탄성중합체 스탬프의 패턴 형태가 변형 또는 파괴되는 현상이 있었다. 또한 대면적의 인쇄에 있어서 평탄도가 유지되거나 균일하고 결함 없는 미세 구조물을 제작하는 데에도 어려움이 있었으며, 정합접촉 및 정렬오차, SAM(자기조립 단층막: Self-Assembled Monolayer)의 균일한 전이 및 확산(diffusion) 현상의 발생에 의해 패턴이 변형되는 문제점도 있었다. 또한, 상기에서와 같은 평판 대 평판의 가압 인쇄 방식은 장치의 크기가 커지게 되는 문제점도 있다.However, as described above, the microcontact printing using the elastomeric stamp is a pressure-sensitive printing method of the elastomeric stamp and the substrate as a method of transferring the micropattern from the elastomeric stamp to the substrate as the printing method of the flat plate to the flat plate. There was a phenomenon in which the pattern form of the elastomeric stamp was deformed or destroyed by nonuniformity such as speed. In addition, there was a difficulty in producing flat structures or uniform and defect-free microstructures in large-area printing, uniform contact and alignment errors, uniform transition of self-assembled monolayer (SAM), and There was also a problem in that the pattern was deformed by the occurrence of a diffusion phenomenon. In addition, the pressure-to-plate printing method as described above also has a problem that the size of the device becomes large.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 일자형 또는 격자형과 같이 음각부분과 양각부분의 패터닝면을 갖는 탄성중합체 스탬프를 이용한 롤-프린트 방식을 적용함으로써, 선 접촉에 의한 균일한 압력 분포 및 일정한 속도에 의한 탄성중합체 스탬프의 패턴 변형을 최소화 함은 물론, 대면적의 기판에 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 탄성중합체 스탬프를 이용한 롤-프린트 방식의 미세패턴 인쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, by applying a roll-print method using an elastomeric stamp having a patterned surface of the intaglio and embossed portions, such as straight or lattice, Minimized pattern deformation of the elastomeric stamp due to the uniform pressure distribution and the constant velocity, as well as a roll using the elastomeric stamp that can easily form fine patterns of 10 μm or less or nano size on a large-area substrate It is an object of the present invention to provide a micropattern printing apparatus of a printing method.
본 발명은 프레임, 상기 프레임에 회전 가능하게 설치되는 드럼부재, 기판을 지지하면서 상기 프레임에 주행 가능하게 설치되는 평판 테이블, 상기 기판과 상호 밀착하면서 패턴을 전이시키는 제1면과 상기 제1면의 반대면에 해당하면서 상기 드럼부재의 외주면에 배치되는 제2면을 각각 구비하는 탄성중합체 스탬프, 및 상기 프레임에 설치되어 패턴 인쇄조성물을 상기 제1면으로 공급하는 인쇄조성물 공급유닛을 포함한다. 그리고, 상기 탄성중합체 스탬프는 상기 기판에 형성시킬 패턴형상에 대응하여 다수 개가 설정된 간격으로 이격된다. 상기 드럼부재의 외주에는 상기 탄성중합체 스탬프에 의해 볼록하게 돌출되어 상기 패턴 인쇄조성물이 도포되는 제1영역과, 상기 제1영역과 인접하는 다른 제1영역 사이에 위치하여 오목하게 형성되는 제2영역이 구비된다. The present invention provides a frame, a drum member rotatably installed on the frame, a flat plate installed on the frame while supporting a substrate, and a first surface and a first surface transferring a pattern while closely contacting the substrate. An elastomeric stamp having a second surface corresponding to an opposite surface and having a second surface disposed on an outer circumferential surface of the drum member, and a printing composition supply unit installed on the frame to supply a patterned print composition to the first surface. In addition, a plurality of the elastomeric stamps are spaced at a predetermined interval corresponding to a pattern shape to be formed on the substrate. A second region which is convexly protruded by the elastomeric stamp on the outer circumference of the drum member and is formed between the first region to which the pattern printing composition is applied, and the second region to be concave and positioned between the first region adjacent to the first region. Is provided.
상기 탄성중합체 스탬프와 상기 드럼부재 사이에 위치하면서, 상기 탄성중합체 스탬프의 제2면이 부착되고, 상기 드럼부재의 외주면에 접착되는 금속 박막을 더 포함한다. Located between the elastomeric stamp and the drum member, the second surface of the elastomeric stamp is attached, and further comprises a metal thin film adhered to the outer peripheral surface of the drum member.
상기 제1영역과 상기 제2영역은 상기 금속 박막에서 상기 드럼부재의 외주를 따라 각각 직선되게 형성되고, 상기 드럼부재의 축선에 대해 직각되게 교차하는 방 향을 따라 형성된다.The first region and the second region are formed in a straight line along the outer circumference of the drum member in the metal thin film, and are formed along the direction crossing at right angles to the axis of the drum member.
상기 제1영역은 상기 금속 박막에 다수 개가 분포되면서 상호 이격되게 설정되고, 상기 제2영역은 상기 제1영역들 사이에서 상호 연결되면서 격자 형태를 이룬다.The first region is set to be spaced apart from each other while a plurality of the metal thin film is distributed, and the second region is connected to each other between the first regions to form a lattice shape.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 탄성중합체 스탬프의 진행방향을 따라 절단하여 나타낸 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄장치의 단면 구성도이다.1 is a perspective view showing a roll-printing microcontact printing apparatus having an elastomeric stamp according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is cut along the advancing direction of the elastomeric stamp shown in FIG. It is a cross-sectional block diagram of the micro-contact printing apparatus of the roll-print system shown.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 미세접촉 인쇄장치(100)는 탄성중합체 스탬프를 이용한 롤-프린트(roll-print) 방식으로서 대면적의 LCD 유리 기판 또는 플라스틱 기판의 표면에 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 미세 패턴을 인쇄할 수 있는 구조로서 이루어진다.1 and 2, the
여기서, 롤-프린트 방식이라 함은 소정 회전체의 표면에 패턴을 형성하고, 이 회전체의 표면에 SAM(자기조립 단층막) 용액, 전도성 잉크 또는 금,은 페이스트와 같은 인쇄조성물을 도포한 후, 이 회전체를 회전시키면서 기판의 표면으로 전극과 같은 미세 패턴을 전이하는 방식을 일컫는다.Here, the roll-printing method is a pattern formed on the surface of a predetermined rotating body, and after applying a printing composition such as SAM (self-assembled monolayer film) solution, conductive ink or gold and silver paste on the surface of the rotating body And a method of transferring a fine pattern such as an electrode to the surface of the substrate while rotating the rotating body.
미세접촉 인쇄장치(100)는 이하에서 설명하는 각종 구성요소들로서 구성되는 바, 이 구성요소들은 하나의 프레임(10)에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 프레임(10)에 결합된 형태일 수도 있다.The
프레임(10)은 지면에 대해 미세접촉 인쇄장치(100)를 지지할 수 있도록 구성되고, 미세접촉 인쇄장치(100)를 구동하기 위한 각종 모터들과, 센서, 에어 시스템, 유압 시스템, 진공 시스템, 파워 플랜트, 전자 제어 계측 시스템 등이 구비된다.The
이하에서 설명하는 미세접촉 인쇄장치(100)의 구성요소들은 모두 프레임(10)에 설치되는 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 각각의 구성요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 프레임(10)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.The components of the
구체적으로, 본 실시예에 의한 미세접촉 인쇄장치(100)는 프레임(10)에 설치되는 롤-프린트 회전체(200), 기판(1)을 지지하는 평판 테이블(40), 인쇄조성물을 롤-프린트 회전체(200)에 공급하는 인쇄조성물 공급유닛(70), 및 롤-프린트 회전체(200)로 공급되는 인쇄조성물을 스퀴징하는 블레이드부재(80)를 포함한다.Specifically, the
여기서, 프레임(10)은 평판 테이블(40)을 지지하는 베이스 프레임(11)과, 이 베이스 프레임(11)의 상호 대향하는 양쪽 가장자리 부분에 직립되게 설치되는 한 쌍의 수직 프레임(12)으로 구성된다. 한 쌍의 수직 프레임(12)은 드럼부재(20), 인쇄조성물 공급유닛(70), 및 블레이드부재(80)를 지지하며, 도면에서 베이스 프레임(11)의 X축 방향에 상응하는 양쪽 가장자리 부분에 각각 설치된다.Here, the
드럼부재(20)는 유리 또는 메탈 소재의 실린더 형태로서 이루어지며, 한 쌍의 수직 프레임(12)에 회전 가능하게 지지된다. 드럼부재(20)는 도면에서와 같이 베이스 프레임(11)에 대해 Y축 방향으로 길게 배치되며, 평판 테이블(40)의 상면과 일정 간격 이격되게 배치된다. 그리고, 드럼부재(20)는 이의 일측 단부에 연결되게 설치되는 구동부재(25), 바람직하게는 모터의 구동에 의해 회전될 수 있다.The
평판 테이블(40)은 유리 또는 플라스틱 기판(1)을 안정되게 지지하는 평판형 플레이트로서, 베이스 프레임(11)에 지지되면서 한 쌍의 수직 프레임(12) 사이에 배치되고, 드럼부재(20)의 외주면과 일정 간격 이격되게 설치된다.The flat table 40 is a flat plate that stably supports the glass or
이러한 평판 테이블(40)은 한 쌍의 수직 프레임(12) 사이에서 베이스 프레임(11)에 대해 주행 가능하게 설치되는 바, 엘엠(Linear Motion: LM) 가이드(41)에 의해 베이스 프레임(11)의 X축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다.The flat table 40 is installed to be capable of traveling with respect to the
여기서, 엘엠 가이드(41)는 평판 테이블(40)의 하면에 형성되는 가이드 홈(도면에 도시되지 않음), 및 베이스 프레임(11)의 상면에 형성되어 가이드 홈과 결합하는 가이드 돌기(도시되지 않음)일 수 있고, 평판 테이블(40)의 하면에 형성되는 가이드 돌기, 및 베이스 프레임(11)의 상면에 형성되어 가이드 돌기와 결합하는 가이드 홈일 수도 있다.Here, the
인쇄조성물 공급유닛(70)은 인쇄조성물을 탄성중합체 스탬프(230)의 패턴 형성면으로 도포하기 위한 것으로서, 한 쌍의 수직 프레임(12)에 고정되게 설치된다.The print
이러한 인쇄조성물 공급유닛(70)은 인쇄조성물을 수용하는 탱크(도면에 도시되지 않음)를 가지면서 이 탱크로부터 제공되는 인쇄조성물을 탄성중합체 스탬 프(230)의 패턴 형성면으로 분사시키는 노즐부재(71)를 구비한다.The printing
노즐부재(71)는 한 쌍의 수직 프레임(12)에 지지되면서 탄성중합체 스탬프(230)의 패턴 형성면으로부터 일정 간격 이격되게 배치되며, 드럼부재(20)의 길이 방향에 평행하게 배치된다. The
블레이드부재(80)는 노즐부재(71)에 의해 탄성중합체 스탬프(230)의 패턴 형성면에 분사된 인쇄조성물을 설정하는 두께로 스퀴징하기 위한 것으로서, 수직 프레임(12)에 설치된다. 이런 블레이드부재(80)는 플렉서블한 고무 재질 또는 플라스틱 재질이다. 블레이드부재(80)는 중력방향을 향하는 선을 가상의 기준선으로 정할 때 이런 기준선에 대해 대략 45도 경사지게 배치되어, 스퀴징된 인쇄조성물이 블레이드부재(80)를 타고 흘러내릴 때 중력의 영향을 최대한 많이 받게 한다. The
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 탄성중합체 스탬프의 제1 실시예로서 롤-프린트 회전체의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I 선을 따라 절단하여 나타낸 일자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 일자형 탄성중합체 스탬프에 패터닝 인쇄조성물이 도포된 롤-프린트 회전체의 단면도이다.FIG. 3 is a perspective view of a roll-printed rotating body as the first embodiment of the elastomeric stamp shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 has a straight elastomeric stamp cut along the line II shown in FIG. 3. 5 is a cross-sectional view of one roll-printed rotating body, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a rolled-printed rotating body in which a patterning print composition is applied to the straight elastomeric stamp shown in FIG.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 롤-프린트 회전체(200)는 인쇄조성물을 공급받아서 기판(1)에 패턴을 형성시키도록 회전 가능하게 설치된다. 롤-프린트 회전체(200)는 상기 설명한 드럼부재(20), 드럼부재(20)의 외주면에 접착되는 금속 박막(220), 및 금속 박막(220)에 부착되어 드럼부재(20)의 외주면을 감싸도록 배치되는 탄성중합체 스탬프(230)와 같은 구성요소들을 총칭한 다. 3 to 5, the roll-printed
드럼부재(20)와 탄성중합체 스탬프(230) 사이에 배치되는 금속 박막(220)은 드럼부재(20)의 외주면에 일면이 접착되고, 그 반대면에 탄성중합체 스탬프(230)가 접착된다. 탄성중합체 스탬프(230)는 유연성이 있는 폴리머(polymer) 계열 소재로 제작되어, 소재의 고유한 특성상 기판(1)의 표면에 밀착될 때 기설정된 치수 이상으로 변형될 수 있다. 그래서, 본 실시예는 금속 박막(220)이 드럼부재(20)와 탄성중합체 스탬프(230) 사이에 개재됨으로써, 탄성중합체 스탬프(230)가 견고하게 지지되면서 기설정된 치수 이상으로 변형되지 않는다. The metal
탄성중합체 스탬프(230)는 패턴이 형성되는 제1면(231)에 인쇄조성물(240)이 공급되고, 제1면(231)의 반대면에 해당하는 제2면(232)이 금속 박막(220)에 부착된다. 이때 탄성중합체 스탬프(230)는 기판(1)에 형성시킬 패턴형상에 대응하여 다수 개가 설정된 간격으로 이격된다. 그러면, 본 실시예는 드럼부재(20)의 외주에 탄성중합체 스탬프(230)에 의해 볼록하게 돌출되는 양각부분(A1 ; 이하, 제1영역이라 함)과, 제1영역(A1)과 인접하는 다른 제1영역(A1) 사이에 위치하여 오목하게 형성되는 음각부분(A2 ; 이하, 제2영역이라 함)이 마련된다. The
즉, 롤-프린트 방식은 기판(1) 전체를 패터닝한 후에 노광공정과 현상공정을 거쳐서 패턴형상 이외의 영역을 제거함으로써 불필요한 재료의 손실이 유발될 수 있다. 하지만, 본 실시예는 기판(1)에 패턴을 전이시키는 제1영역(A1)과, 패턴을 형성시키지 않는 제2영역(A2)을 구비함으로써, 노광공정과 현상공정이 없는 보다 단순화된 공정으로 대면적의 기판(1)에 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.That is, in the roll-printing method, unnecessary material loss may be caused by removing regions other than the pattern shape through the exposure process and the development process after patterning the
제1 실시예의 탄성중합체 스탬프(230)에서 제1영역(A1)과 제2영역(A2)은 드럼부재(20)의 외주를 따라 각각 직선되게 형성되는데, 드럼부재(20)의 중심 축선에 직각되게 교차하는 방향으로 형성되어 하나의 띠형상을 이룬다.In the
이와 같이 구성된 롤-프린트 방식의 미세접촉 인쇄방법은 인쇄조성물 공급유닛(70)으로부터 탄성중합체 스탬프(230)의 제1영역(A1)에 전도성 잉크 또는 은 페이스트(Ag paste), 감광액(photoresist)과 같은 인쇄조성물을 공급한다. 그 다음 단계로 스퀴지(squeegee) 또는 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여 탄성중합체 스탬프(230)에 도포된 인쇄조성물의 도포 두께를 조절한다. 그 다음 단계로는 롤-프린트 회전체(200)를 회전시켜 탄성중합체 스탬프(230)를 기판(1)에 밀착시킨다. 그러면, 본 실시예는 탄성중합체 스탬프(230)에 도포된 인쇄조성물의 패턴형상을 기판(1)에 전이함으로써, 도 7에 도시된 바와 같은 일자형 패턴을 형성할 수 있다. 그 다음 단계로는 자외선(UV) 또는 열을 조사하여 기판(1)에 패터닝된 인쇄조성물을 경화시킨다. 그리고, 본 실시예에 사용되는 기판이 디스플레이(LCD, PDP)용 기판인 경우에 인쇄조성물을 마스크로하고, 전극재료 식각 또는 격벽재료 식각을 하여 기판을 제작한다.In the roll-print type microcontact printing method configured as described above, a conductive ink or silver paste or photoresist is formed from the printing
도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 탄성중합체 스탬프의 제2 실시예로서 일자형 탄성중합체 스탬프를 대신한 격자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단하여 나타낸 격자형 탄성중합체 스탬프를 구비한 롤-프린트 회전체의 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 격자형 탄성중합체 스탬프에 패터닝 인쇄조성물이 도포된 롤-프린트 회전체의 단면도이다.FIG. 8 is a perspective view of a roll-printed rotating body having a lattice-like elastomer stamp in place of a straight elastomeric stamp as a second embodiment of the elastomeric stamp shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 10 is a cross-sectional view of a roll-printed rotating body having a lattice-like elastomer stamp cut along the line II-II shown, and FIG. 10 is a roll coated with a patterning print composition on the lattice-like elastomer stamp shown in FIG. It is sectional drawing of the print rotating body.
도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 롤-프린트 회전체(300)는 상기 제1 실시예와 동일하게 드럼부재(30), 드럼부재(30)의 외주면에 접착되는 금속 박막(320), 및 금속 박막(320)에 부착되어 드럼부재(30)의 외주면을 감싸도록 배치되는 탄성중합체 스탬프(330)와 같은 구성요소들을 각각 구비한다.8 and 10, the roll-printed
다만, 제1 실시예의 탄성중합체 스탬프(230)가 일자형 패턴형상을 구현한다면, 제2 실시예의 탄성중합체 스탬프(330)는 격자형 패턴형상을 구현하도록 형성된다. 즉, 제1영역(A1)은 금속 박막(320)에 다수 개가 분포되면서 상호 이격되게 설정되고, 제2영역(A2)은 제1영역(A1)들 사이에서 상호 연결되면서 격자 형태를 이룬다. 그러면, 본 실시예는 탄성중합체 스탬프(330)에 도포된 인쇄조성물(340)의 패턴형상을 기판(1)에 전이함으로써, 도 12에 도시된 바와 같은 격자형 패턴을 기판(1)에 형성시킬 수 있다.However, if the
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속 하는 것이 당연하다.That is, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 미세접촉 인쇄장치는 기판에 형성시킬 패턴형상에 대응하여 탄성중합체 스탬프가 양각부분과 음각부분으로 각각 형성됨으로써, 기판에 미세 패턴을 패터닝한 후에 추가적으로 노광공정과 현상공정을 추가적으로 수행할 필요가 없는 장점이 있다.As described in detail above, in the microcontact printing apparatus of the present invention, an elastomeric stamp is formed in each of an embossed portion and an intaglio portion corresponding to a pattern shape to be formed on a substrate, thereby further exposing and developing the micropattern on the substrate. There is an advantage that there is no need to perform additional processes.
또한, 본 발명은 탄성중합체 스탬프를 이용하여 대면적의 기판에 10㎛ 이하 또는 나노 크기의 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that can easily form a fine pattern of 10㎛ or less or nano-size on a large area substrate using an elastomeric stamp.
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