롤임프린트장비 보유기관 주요발명자 한국기계연구원 조정대 / 유종수 / 윤성만 권리사항 등록 출원번호 10-2010-0032810 출원일 2010 년 04 월 09 일 현재상태 등록 공개 ( 심사중 ) 미공개 기술완성도 기초연구단계 실험단계 시작품단계 제품화단계 적용가능분야및목표시장 입력임프린트장비, 차세대디스플레이, 바이오센서- OLED, TF T, Touch panel용대면적박막전극그리드메쉬기판으로활용가능 - PDP, EL, FPD등디스플레이멤브레인기판으로활용가능- Medical sensing Kit, Microfluidics, Lap-on-a-chip, flexi ble sensor등의바이오분야에활용가능-printed electronics용 Roll-to-Roll 프린터 ( 그라비어, 옵셋, 프렉소 ) 의기능성제판및하이브리드장비화에활용가능 기술개요 마이크로혹은나노스케일의스템프를열형 - 롤장비에장착하여하부롤과의압력및열적변형을이용해 유연성기판에미세패턴을형성하는방법및이를이용한소자제작방법 기술개념도 [ 그림 ] 인쇄장치구성도
기술내용및동향 [ 상세기술내용 ] 본발명은열형롤임프린팅과패턴된제판을이용하는인쇄장치및이를이용한인쇄방법에관한것으로서, 보다상세하게는패턴용필름에패턴을각인한후, 패턴된제판의패턴을이용하여최종적으로인쇄하는열형롤임프린팅과패턴된제판을이용하는인쇄장치및이를이용한인쇄방법에관한것임. 기술의특징은패턴용필름을연속적으로공급하는제1 공급롤` 상기제1 공급롤에서공급되는상기패턴용필름을양면에서가압하여상기패턴용필름에제1 패턴을각인하여패턴된제판을형성하는히팅롤과제1 서브롤` 상기패턴용필름에각인할원본패턴을구비하여상기히팅롤의표면에장착되는임프린팅마스크` 상기패턴된제판을회수하는제1 회수롤` 상기패턴된제판에각인된상기제 1 패턴에잉크를묻히는잉킹회전롤` 상기패턴된제판에서잉크를상기제1 패턴의오목부분에잉킹하거나볼록부분의잔여잉크를제거하여제2 패턴을형성하는닥터블레이드` 상기잉킹회전롤반대측에서상기패턴된제판을가압하여상기패턴된제판으로부터잉크를전이받아제3 패턴을형성하는블랭킷롤` 및상기블랭킷롤반대측에서공급되는인쇄용필름을가압하여상기블랭킷롤의제3 패턴을상기인쇄용필름에인쇄하여제4 패턴을형성하는제2 서브롤을포함하는열형롤임프린팅과패턴된제판을이용하는인쇄장치임. [ 기술의특장점 ] 기존의각인및핫엠보싱공정기술은플라스틱기판에직접각인방법인아닌포토레지스터또는레진에각인하고 2차, 3차적인공정기술을통하여소자를제작해야하고, 많은공정장비, 공정비용및공정단계를필요로하며, 롤형태로공정기술을적용하는데어려움이있는데반해본발명은롤-투-롤방식으로미세패턴을유연성기판에직접각인이가능하고, 하나의장비에서유연성기판에각인된패턴및코팅공정으로소자제작이가능하다는장점을가짐 또한마이크로 / 나노패턴프린팅기술에적용가능하고, 롤 - 투 - 롤방식으로미세패턴을유연성기판에 직접각인으로공정단계가획기적으로감소하며, 유연성금속스템프를이용하여마이크로및나노크기 의패턴을자유롭게각인가능하고, 열및압력가압롤을사용하여높은각인율이가능함 [ 기술동향 ] - 국내에서는디스플레이분야를중심으로나노임프린트기술개발에주력 - 국내나노임프린트장비업체인 NDD사는국내디스플레이업체와공동으로나노임프린트상용화를위한테스트를진행하였고, 테크노세미켐사의자회사인미뉴타텍사는니노임프린트용몰딩소재등을개발, OLED와유기태양전지분야, 차세대소형저장매체등에대한응용연구도활발히이루어지고있음 - 특히 LCD와 PDP, OLED 등디스플레이분야와태양전지, 터치패널, 센서등에인쇄전자공법을적용해기존공정을대체하려는움직임이활발함 [ 경쟁사제품현황 ]
기업 제품및기술 - RtoR대응열압인 (imprint) 장비판매 : RtoR 필름의나노패턴성형이가능한고속열압인 (imprint) 을제작판매함도레이 RtoR장필름(300 mm폭 ) 을연속성형엔지니어링 나노패턴을고정밀도로성형 고속성형이가능 ( 압출성형프로세스의 2배이상 ) 한국기계연구원 나노메카트로닉스기술개발사업단에서나노임프린트리소그래피장비개발 ( 주 )LG필립스 대면적나노임프린트리소그래피장비 ( 주 ) 삼성전자 대면적나노임프린트리소그래피장비 ( 주 ) 디엠에스 대면적나노임프린트리소그래피장비 ( 주 ) 코닉시스템 대면적나노임프린트리소그래피장비 관련기술 출원번호 201080045871.5 1 출원번호 2010-11003566 2 출원번호 2012108468 3 출원번호 2010-394182 4 5 6 7 출원번호 201080048087.X 롤임프린트장치 출원번호 2010-1004165 롤임프린트장치 출원번호 2010-499837 롤임프린트장치 출원번호 11766198.3 8 열형롤임프린팅과블레이드코팅을이용하는필름제품제조방법, 이를이용한보안필름및필름일체형
9 10 11 12 13 출원번호 2011-582530 열형롤임프린팅과블레이드코팅을이용하는필름제품제조방법, 이를이용한보안필름및필름일체형전기소자 출원번호 10-2013-0062970 롤임프린팅장치및그방법 출원번호 10-2009-0084182 열형롤임프린팅과패턴된제팜을이용하는인쇄장치, 이를이용한마이크로마이크로유체소자및센서용 출원번호 10-2009-0102910 롤임프린트장치 출원번호 10-2010-0032810 열형롤임프린팅과블레이드코팅을이용하는필름제품제조방법, 이를이용한보안필름및필름일체형전기소자 시장동향 [ 시장정의및시장규모 ] 국내시장인쇄전자산업시장은올해약 30억달러 (3조 6000억원 ) 에서 2013년에는약 300억달러 (36조원) 으로 10배이상증가할것으로전망되며, 수년전만해도국내에서는대기업과연구소에서만관련기술을개발했지만최근장비, 재료기업을필두로중견전문기업들도시장진출을서두르고있음 - 삼성ᆞLG 필두로국내기업들속속적용 : 삼성전자와 LG전자는 LCD부품인배향막 ( 폴리이미드 ) 을잉크젯을통한인쇄전자공정으로양산하고있는데, 컬러필터의경우일본샤프가이미잉크젯공정으로생산을시작했고, 삼성과 LG도내년초에양산적용을검토중이다. 트랜지스터분야는현재옵셋공정과프린팅공정으로개발하고있으며, BLU( 백라이트유닛 ) 업계도신화인터텍, 미래나노텍등이롤투롤패턴공정적용을시작함 - 삼성전자는 SFA 와 2005 년부터컬러필터용잉크젯프린터개발국가과제를수행중에있으며, 지난 2006 년컬러필터공정에적용할잉크젯프린터를개발해양산시험중이며, 최종목표는 7 세대급 이상의잉크젯프린터개발임 - 삼성전기도인쇄전자설비의핵심부품인잉크젯헤드를개발, 샘젯으로명명하고상용화를서두르고 있으며, 이회사는기존의도금, 에칭공정을포함한방식으로 PCB 를양산하고있지만잉크젯프린팅 공법으로 PCB 의일부제작공정에적용을시작함
해외시장 - 나노기술을기반으로한임프린팅기술은디스플레이, 바이오센서, 반도체시장에서활발하게응용되고있으며, 나노임프린트장비시장은 2006년 5,500만달러에서매년 40% 씩성장해 2018년에는 22억달러에달할것으로전망 ( 출처 : BCC Inc, 2005. 자료 ) - 차세대디스플레이는 2009 년 68 억달러에서연평균 20% 의성장률로 2014 년 169 억달러에이를 것으로전망됨 (Marke tsandmarkets, 2009) [ 주요기업동향및경쟁현황 ] - LG 디스플레이는 14인치 LCD용컬러필터를구현한바있으며, 전도성메탈라인의잉크젯공정과롤그라비아, 옵셋방식배선인쇄등의기술개발이진행중이며, 부품소재기술개발사업을통해인플레인프린팅장비개발을마무리하고현재파일럿라인에서양산성평가가이루어지고있음 - LG 화학과동우화인캠은잉크젯프린터용컬러필터잉크를개발중이며, ABC 나노테크, 석경에이티는 건식 ᆞ 습식공정을적용해은 (Ag) 전도성잉크개발에성공함 - 중소부품소재기업들의참여도활발히이뤄지고있는데, 잉크테크는잉크젯뿐만아니라다양한인쇄방식에적용가능한투명나노실버잉크개발에성공했고, DGI는실사프린터양산에서얻은기술을바탕으로현재디스플레이에응용가능한 2세대급잉크젯장비를개발했으며, 이회사는이기술을바탕으로 TFT 배선형성을위한장비요소기술개발에주력하고있음 - 유니젯은자체잉크젯헤드의노즐을제어할수있는소프트웨어개발에성공, 미국옵토맥과협력해 에어로졸증착장비사업을추진하고있음 - 그외에도 ADP 엔지니어링은나노메카트로닉스사업단과 2 세대급나노임프린트장비개발을연구 중이며, 아바코는순천대학교와플렉서블기판용롤투롤공정개발을진행할계획중이며, 나래나노텍도 최근회로인쇄용옵셋프린터와잉크젯프린터개발에성공신뢰성검증이진행중임 문의처 소속 기술마케팅팀 담당자 오정민 연락처 042-868-7532, ojm@kimm.re.kr