KR102561765B1 - 롤러에 대한 가압장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치 - Google Patents

Abstract

롤러에 대한 가압장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에서, 상기 가압장치는 패턴 롤러에 인접하도록 배치되어, 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 가압한다. 이 경우, 상기 가압장치는 상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되어 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 가압하는 가압유닛, 및 상기 가압유닛의 외부에 배치되어, 상기 가압유닛이 상기 특정 영역으로만 팽창되도록 가이드하는 가이드부를 포함한다.

Description

롤러에 대한 가압장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치{PRESSURIZING APPARATUS FOR ROLLER AND PATTERNING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 가압장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 롤러에 대하여 균일한 가압을 수행하고, 이러한 균일한 가압 상태를 바탕으로 UV 경화 또는 열 경화를 통한 패턴 형성을 보다 균일하게 수행할 수 있는 롤러에 대한 가압장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 관한 것이다.

실시간 연속 공정을 통해 기판 상에 소정의 패턴을 형성하기 위해 패턴롤러를 이용한 패터닝 공정이 다수 적용되고 있다.

이러한 패턴롤러를 이용한 패터닝 공정의 경우, 외주면을 따라 소정의 패턴들이 형성된 상기 패턴롤러에 기판을 제공하며, 상기 외주면에 형성되는 패턴들이 상기 기판으로 전사되어 상기 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 것으로 패턴롤러를 이용한 임프린트(imprint) 공정이 대표적이다.

다만, 이러한 패턴롤러를 이용한 패터닝 공정에서는, 상기 패턴롤러의 외주면과 상기 기판 사이의 가압력이 일정하게 유지되어야 하며, 이를 통해 상기 기판 상에 보다 균일한 패턴이 전사될 수 있다.

그리하여, 상기 패턴롤러의 외주면과 상기 기판 사이의 가압력을 일정하게 유지하기 위해, 상기 패턴롤러로 가압력을 제공하는 가압롤러를 별도로 구비하여, 상기 패턴롤러에 대한 가압을 수행하는 기술의 필요성이 대두되고 있다.

이에, 대한민국 등록특허 제10-1790367호에서와 같이, 기판을 가압하는 가압롤러가 팽창이 가능하도록 구성함으로써, 보다 높은 가압력을 기판으로 제공하는 기술이 개시되고 있다.

다만 이러한 평면으로 연장되는 기판 상에서 팽창 가능한 가압롤러의 구조를 회전하는 패턴롤러에 그대로 적용하는 것은 한계가 있으며, 회전하는 패턴롤러 및 이에 의해 패턴이 형성되는 기판의 구동상의 특징 및 구조적 특징을 고려한 가압롤러의 최적 설계가 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-1790367호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 롤러에 대하여 균일한 가압을 수행할 수 있는 롤러에 대한 가압장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 가압장치를 통한 균일한 가압 상태를 바탕으로 UV 경화 또는 열 경화를 통해 보다 균일한 패턴 형성이 가능한 상기 가압장치를 포함하는 패터닝 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 가압장치는 패턴 롤러에 인접하도록 배치되어, 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 가압한다. 이 경우, 상기 가압장치는 상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되어 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 가압하는 가압유닛, 및 상기 가압유닛의 외부에 배치되어, 상기 가압유닛이 상기 특정 영역으로만 팽창되도록 가이드하는 가이드부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 가이드부는, 서로 인접하게 배치되는 복수의 가이드롤러들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가이드롤러들은, 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 향하는 부분에는 배치되지 않아, 상기 가압유닛이 상기 특정 영역을 향해서만 팽창될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가이드롤러들은, 상기 가압유닛이 회전함에 따라, 각각이 회전할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가이드부는, 상기 가압유닛의 외주면을 따라 배치되며, 상기 가압유닛이 팽창되는 경우 상기 가압유닛의 외주면에 접하는 가이드 블록일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가이드 블록은, 상기 패턴 롤러의 특정 영역을 향하는 부분에는 형성되지 않으며, 상기 팽창된 가압유닛은 상기 가이드 블록 상에서 슬라이딩되며 회전할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압유닛은, 상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되는 가압롤러, 및 상기 가압롤러의 외주면에 커버되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되는 팽윤부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 팽윤부는, 탄성을 가지는 투명재료를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압유닛은, 상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 스스로 팽창되는 팽윤롤러일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 패터닝 장치는 패턴롤러, 기판부 및 가압장치를 포함한다. 상기 패턴롤러는 패턴이 형성되는 패턴면을 포함한다. 상기 기판부는 상기 패턴롤러의 패턴면에 접촉하며, 상기 패턴롤러의 회전에 따라 이송된다. 상기 가압장치는 상기 패턴롤러에 인접하도록 배치되어, 상기 패턴롤러의 특정 영역을 가압하여, 상기 패턴면의 패턴을 상기 기판부로 전사시킨다. 이 경우, 상기 가압장치는, 상기 패턴롤러에 인접하도록 배치되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되어 상기 패턴롤러의 특정 영역을 가압하는 가압유닛, 및 상기 가압유닛의 외부에 배치되어, 상기 가압유닛이 상기 특정 영역으로만 팽창되도록 가이드하는 가이드부를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 가이드부는, 상기 패턴롤러의 특정 영역과 상기 가압유닛의 사이에는 배치되지 않아, 상기 가압유닛이 상기 특정 영역을 향해서만 팽창될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압유닛의 내부에 배치되어, 상기 특정영역을 향해 광 또는 열을 제공하는 경화유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압유닛은, 상기 광 또는 열이 통과하는 투명재료를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압유닛의 외부에 상기 가압유닛과 인접하도록 배치되어, 상기 특정영역을 향해 광 또는 열을 제공하는 경화유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가압장치에 의해 가압되는 압력을 측정하는 측정부, 및 상기 측정되는 압력을 바탕으로 상기 가압장치의 팽창, 또는 상기 가압장치와 상기 패턴롤러 사이의 간격을 제어하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 가압유닛이 팽창하되, 가이드부에 의해 패턴 롤러에서 패터닝이 수행되는 특정 영역으로만 국부적으로 팽창되도록 유도함으로써, 해당 특정 영역에서의 패터닝시의 가압력을 집중적으로 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 가이드부는 가압유닛의 회전과 함께 회전할 수 있는 가이드롤러들을 포함하며, 상기 특정 영역에만 배치가 생략됨으로써, 전반적인 롤러를 통한 연속공정 상태를 유지하면서도 특정 영역으로의 집중적인 팽창을 유도할 수 있다.

이와 달리, 상기 가이드부가 자켓(jacket) 형태로 특정 영역만 노출시키도록 가압유닛의 외부를 커버함으로써, 상기 특정 영역으로만의 팽창을 보다 균일하게 유지하여 가압력을 보다 균일하게 제공할 수도 있다.

한편, 상기 가압유닛은, 가압롤러의 외주면에 형성되는 팽윤부만 팽창되거나, 또는 가압롤러 전체가 팽창되도록 형성됨으로써, 다양한 설계의 유연성을 제공할 수 있고, 특히, 팽윤부만 팽창하는 경우, 가압롤러는 안정적으로 회전을 유지하고 팽윤부에 의해 가압만 수행되므로, 안정적인 연속 공정의 수행과 효과적인 가압을 모두 구현할 수 있다.

나아가, 가압유닛은 투명하게 형성되어 내부에서 열이나 광을 이용한 경화를 수행하는 경화유닛이 내부에 구비될 수 있으므로, 전체적인 패터닝 장치에서의 공간 효율성과 패터닝 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 패터닝 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 패터닝 장치가 포함하는 가압장치에서, 가이드롤러를 생략한 사시도이다.
도 3a는 도 2의 가압장치에서, 팽윤부가 팽창하기 전 상태를 도시한 모식도이고, 도 3b는 도 2의 가압장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤롤러가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 패터닝 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 패터닝 장치가 포함하는 가압장치에서, 가이드롤러를 생략한 사시도이다. 도 3a는 도 2의 가압장치에서, 팽윤부가 팽창하기 전 상태를 도시한 모식도이고, 도 3b는 도 2의 가압장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(10)는 패턴롤러(100), 제1 회전롤(110), 제2 회전롤(120), 기판부(150), 가압장치(200) 및 경화유닛(300)을 포함한다.

상기 패턴롤러(100)는 실린더 형상을 가지며 일 방향으로 연장되는 롤러(roller)인 것으로, 도시하지는 않았으나, 외부로부터 제공되는 회전 구동력에 의해 중심축을 기준으로 회전한다.

상기 패턴롤러(100)의 경우, 외주면이 패턴면(101)인 것으로, 상기 패턴면(101) 상에는 소정의 패턴이 직접 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 패턴면(101)은 상기 패턴롤러(100)의 외주면 상에 별도의 층으로 추가로 형성될 수도 있으며, 이는 제한되지 않는다.

이와 같이, 상기 패턴롤러(100)의 상기 패턴면(101) 상에 형성된 패턴은, 상기 기판부(150)로 전사되는 것으로, 예를 들어, 상기 패턴면(101)과 상기 기판부(150) 사이의 가압에 의한 임프린트(imprint) 등의 공정을 통해 상기 기판부(150)로 전사될 수 있다.

즉, 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)의 상기 패턴면(101) 상에 접촉하며 상기 패턴롤러(100)의 일부에 권취되며 이송된다. 이 경우, 상기 기판부(150) 중, 상기 패턴면(101)과 마주하며 접촉되는 면에는, 상기 가압에 의한 임프린트 등의 공정에 의해 소정의 패턴층(152)이 형성된다.

이 경우, 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)를 따라 이송되기 위해, 유연성 또는 신축성 기판일 수 있으며, 이러한 유연성 또는 신축성 기판의 이송에 따라, 상기 기판부(150) 상에는 연속적으로 상기 패턴층(152)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 기판부(150)가 상기 패턴롤러(100)를 따라 권취되며 연속적으로 이송되기 위해, 상기 패턴롤러(100)의 전단 및 후단에는 상기 제1 회전롤(110) 및 상기 제2 회전롤(120)이 각각 배치될 수 있다.

즉, 상기 제1 회전롤(110)에 의해 상기 기판부(150)를 상기 패턴롤러(100)를 향하여 밀착 제공할 수 있으며, 상기 제2 회전롤(120)에 의해 상기 패턴층(152)이 형성된 기판부(150)를 상기 패턴롤러(100)로부터 외부로 제공하게 된다.

이 경우, 상기 패턴롤러(100)가 도시된 바와 같이, 반시계방향으로 회전한다면, 상기 제1 회전롤(110) 및 상기 제2 회전롤(120)은 모두 시계방향으로 회전하여야 한다.

상기 가압장치(200)는 상기 패턴롤러(100)의 패턴면(101) 상에 상기 기판부(150)를 가압하여, 상기 패턴면(101) 상에 형성된 패턴이 상기 기판부(150) 상으로 보다 효과적이고 균일하게 전사되도록 한다.

즉, 상기 패턴롤러(100)의 패턴이 임프린트 등과 같이 상기 기판부(150) 상으로 전사되기 위해서는, 상기 패턴롤러(100)와 상기 기판부(150) 사이의 전사 영역에서 소정의 가압력이 인각되어야 한다.

이에, 본 실시예에서는, 상기 가압장치(200)가 상기 패턴롤러(100)에 인접하도록 배치되어, 상기 기판부(150)를 상기 패턴롤러(100)로 가압시킴으로써, 이러한 전사를 위한 가압력을 인가하게 된다.

다만, 상기 가압장치(200)가 항상 상기 기판부(150)를 상기 패턴롤러(100) 상으로 가압시킨 상태를 유지한다면, 전사가 필요하지 않은 상황에서도 불필요한 가압력이 인가되는 문제가 있으며, 장시간 동안 가압력이 인가되는 경우 상기 가압장치(200)와 상기 패턴롤러(100)의 사이에서의 재정렬이 필요할 수 있으며, 나아가 전반적인 공정효율이 저하될 수 있다.

이에, 본 실시예에서는 상기 가압장치(200)가 가압이 필요한 경우에만 선택적으로, 국부적인 위치에서 상기 기판부(150)와 상기 패턴롤러(100) 사이를 가압함으로써, 전반적인 공정효율을 보다 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 가압장치(200)는, 가압유닛(210), 가이드부(220), 고정 플레이트(230), 인출입유닛(240), 측정부(250) 및 구동부(260)를 포함한다.

상기 가압유닛(210)은 상기 기판부(150)를 상기 패턴롤러(100)를 향하는 방향으로 가압하는 것으로, 가압롤러(211) 및 팽윤부(215)를 포함한다.

상기 가압롤러(211)는 상기 패턴롤러(100)와 인접하도록 배치되며, 상기 가압롤러(211)와 상기 패턴롤러(100) 사이에는 상기 기판부(150)가 위치하며 이동하게 된다.

이 경우, 상기 기판부(150)와 상기 가압롤러(211) 사이에는 도 3a에 도시된 바와 같이, 개구부(205)가 형성되며, 상기 개구부(205)가 형성되는 상기 패턴롤러(100)의 특정 영역이, 후술되는 상기 기판부(150)와 상기 패턴롤러(100) 사이가 가압되는 영역에 해당된다.

즉, 상기 개구부(205)가 형성되는 영역에서, 상기 가압유닛(210)에 의해 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)를 향하여 가압이 수행된다.

상기 가압롤러(211)의 경우, 팽창 또는 축소되지 않고 그 형상이 전체적으로 유지되는 상대적으로 단단한 구조물인 것으로, 상기 패턴롤러(100)보다 그 직경은 작으나, 전체적으로 상기 패턴롤러(100)가 연장되는 길이와 동일하거나 큰 길이로 형성되어야 한다.

또한, 상기 가압롤러(211)는 실린더 형상을 가지며, 도시하지는 않았으나, 외부로부터 제공되는 회전 구동력에 의해 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.

상기 팽윤부(215)는 상기 가압롤러(211)의 외주면에 커버되며, 상기 팽윤부(215)의 두께는 다양하게 형성될 수 있으나, 상기 팽윤부(215)의 두께는 상기 가압롤러(211)의 반경보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 팽윤부(215)는, 상기 인출입유닛(240)을 통해 외부로부터 제공되는 압력, 예를 들어 공압 또는 유압에 의해 팽창될 수 있으며, 상기 제공된 압력이 다시 외부로 인출된다면 팽창된 상기 팽윤부(215)는 다시 수축할 수 있다.

즉, 상기 팽윤부(215)는 상기 압력에 의해 팽창되었다, 상기 압력이 제거되면 다시 수축하는 것으로, 도 3a는 상기 팽윤부(215)가 수축한 상태를 도시한 것이며, 도 3b는 상기 팽윤부(215)가 팽창한 상태를 도시한 것이다.

이 경우, 상기 인출입유닛(240)은 상기 가압롤러(211)의 측부에 형성될 수 있으며, 상세히 도시하지는 않았으나, 상기 인출입유닛(240)은 상기 팽윤부(215)의 내측과 개방되도록 연결되어, 외부로부터 제공되는 공압 또는 유압과 같은 압력은 상기 팽윤부(215)의 내부로 제공될 수 있다.

상기 팽윤부(215)의 경우, 압력의 제공에 따라 팽창되기 위해, 탄성 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어, PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있다.

한편, 상기 팽윤부(215)는 상기 가압롤러(211)와 함께 회전되는 것으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 패턴롤러(100)가 반시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 팽윤부(215)와 상기 가압롤러(211)는 시계방향으로 회전할 수 있다.

상기 가이드부(220)는 상기 팽윤부(215)의 외부에 구비되어, 상기 팽윤부(215)가 팽창하는 영역을 가이드한다.

구체적으로, 상기 가이드부(220)는 도시된 바와 같이, 서로 인접하도록 배치되는 복수의 가이드 롤러들(220)일 수 있다.

이 경우, 상기 가이드 롤러들(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 각각은 실린더 형상을 가지며 상기 가압롤러(211)의 길이와 실질적으로 동일한 길이로 연장될 수 있으며, 상기 가이드 롤러들(220) 각각의 반경은 상기 가압롤러(211)의 반경보다 상대적으로 매우 작게 형성된다.

또한, 상기 가이드 롤러들(220) 각각의 양 끝단은, 상기 가압롤러(211)의 양 끝단에 위치하는 한 쌍의 상기 고정 플레이트(230)에 의해 고정될 수 있다.

그리하여, 상기 가이드 롤러들(220)은 도시된 바와 같이, 상기 가압롤러(211) 및 상기 팽윤부(215)의 외주면을 따라 복수개가 서로 인접하도록 배열된다.

이 경우, 서로 인접하여 배열되는 상기 가이드 롤러들(220)은 사이의 공간이 최소가 되도록 배열되며, 각각의 가이드 롤러들(220)은 독립적으로 회전될 수 있어야 한다. 즉, 상기 가이드 롤러들(220) 사이의 공간은 상기 가이드 롤러들(220) 각각이 독립적으로 회전되는 것을 방해하지 않도록 최소로 형성되면 충분하다.

특히, 본 실시예에서는, 상기 팽윤부(215)가 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되는데, 이러한 팽창되는 팽윤부(215)가 상기 가이드 롤러들(220) 사이의 공간으로 팽창되지 않도록, 상기 가이드 롤러들(220) 사이의 공간은 최소로 유지되어야 한다.

한편, 상기 가이드 롤러들(220)은 상기 기판부(150)를 향하는 공간인, 상기 개구부(205) 상에는 배치되지 않는다. 그리하여, 상기 개구부(205)에서는, 상기 팽윤부(215)가 상기 기판부(150) 및 상기 패턴롤러(100)와 직접 마주하며 배치하게 된다.

이상과 같이, 상기 팽윤부(215)의 외측에서, 상기 개구부(205)를 제외한 모든 위치에서 상기 가이드 롤러들(220)이 배치됨에 따라, 상기 팽윤부(215)는 외부로부터 제공되는 압력에 의해, 상기 개구부(205)를 향하여만 팽창될 수 있다.

즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 팽윤부(215)가 팽창되는 경우, 상기 개구부(205) 외의 다른 방향으로는 상기 가이드 롤러들(220)에 의해 팽창 정도가 제한되며, 이에 따라 상기 개구부(205)를 향하여만 돌출되도록 팽창된다. 그리하여, 상기 팽창으로 돌출된 상기 팽윤부(215)는 상기 기판부(150)의 외부면(151)에 접촉하며, 상기 기판부(150)를 가압하게 된다.

이와 같이, 상기 팽윤부(215)가 상기 개구부(205)를 향하여만 돌출하여 팽창됨으로써, 상기 개구부(205)에 위치하는 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)를 향하여 가압될 수 있으며, 결국 상기 개구부(205)가 가압부(217)를 형성하게 된다.

즉, 상기 가압부(217)에서, 상기 팽윤부(215)의 팽창에 따른 가압력이 상기 기판부(150)로 제공됨에 따라, 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)의 패턴면(101)과 보다 높은 압력으로 밀착될 수 있으며, 이에 따라 상기 패턴면(101)에 형성되는 패턴은 상기 기판부(150)로 전사되게 된다.

나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 패턴롤러(100)가 반시계 방향으로 회전함에 따라, 상기 가압롤러(211) 및 상기 팽윤부(215)는 시계방향으로 회전하게 되는데, 상기 팽윤부(215)가 시계방향으로 회전하는 경우에도, 상기 개구부(205)에 위치하는 팽윤부(215)의 부분만이 상기 기판부(150)를 가압하게 되며, 다른 영역에서는 상기 팽윤부(215)의 팽창은 상기 가이드 롤러들(220)에 의해 제한된다.

또한, 상기 가이드 롤러들(220)도 서로 독립적으로 회전이 가능하므로, 상기 팽윤부(215)가 상기 가이드 롤러들(220)에 접촉한 상태에서 시계방향으로 회전하는 경우, 상기 가이드 롤러들(220) 각각은 화살표로 도시된 바와 같이, 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

이상과 같이, 전체적으로 상기 패턴롤러(100)의 회전과 연계되어 상기 가압유닛(210) 및 가이드 롤러들(220)이 회전하므로, 전체적인 연속 공정이 방해되지 않고 패터닝이 수행될 수 있으며, 가압이 필요한 특정 영역에 해당되는 부분에서만 상기 팽윤부(215)가 팽창하므로, 상기 특정 영역에서만 가압되어 패터닝 공정이 국부적으로 그리고 효과적으로 수행될 수 있다.

한편, 상기 측정부(250)는 상기 고정 플레이트(230)의 외측에 구비되며, 상기 가압유닛(210)을 통해 상기 기판부(150)를 가압하는 경우, 상기 가압력을 측정할 수 있다.

즉, 상기 측정부(250)는 예를 들어, 로드셀(load cell)일 수 있으며, 상기 가압력을 측정하여, 상기 가압력이 기 설정된 소정 범위 이내로 유지되는가의 여부를 측정할 수 있다.

또한, 상기 구동부(260)는 상기 측정부(250)와 유사하게, 상기 고정 플레이트(230)의 외측에 구비될 수 있으며, 상기 가압유닛(210)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다.

즉, 상기 인출입유닛(240)의 개폐를 제어하여, 외부로부터 상기 팽윤부(215)의 내부로 압력이 제공되도록 하거나, 상기 팽윤부(215) 내부의 압력을 외부로 유출할 수도 있다.

또한, 상기 측정부(250)에서 측정되는 상기 가압력을 바탕으로, 상기 가압력을 증가 또는 감소시키기 위한 구동도 구현할 수 있다.

즉, 상기 가압력이 추가로 필요하다면, 상기 인출입유닛(240)의 개방 정도를 증가시켜 상기 공급되는 압력을 보다 증가시켜 상기 팽윤부(215)의 팽창을 더 크게 유도할 수 있다.

또한, 상기 가압력이 추가로 필요하다면, 상기 가압유닛(210)을 전체적으로 상기 패턴롤러(100)를 향하는 방향으로 이동시킴으로써, 가압력을 증가시킬 수도 있다.

이와 달리, 상기 가압력을 감소시킬 필요가 있다면, 상기 인출입유닛(240)의 개방 정도를 감소시켜 상기 공급되는 압력을 보다 감소시켜 상기 팽윤부(215)의 팽창을 감소시킬 수 있으며, 상기 가압유닛(210)을 전체적으로 상기 패턴롤러(100)의 반대방향으로 이동시킴으로써, 가압력을 감소시킬 수도 있다.

상기 경화유닛(300)은 상기 가압롤러(211)의 내부에 구비되는 것으로, 상기 개구부(205)를 향하여 광(301) 또는 열을 제공한다.

상기 경화유닛(300)이 상기 개구부(205)를 향하여 광 또는 열을 제공함에 따라, 상기 개구부(205)에 위치하는, 즉 상기 팽윤부(215)에 의해 가압되는 가압부(217) 상에 위치하는, 상기 패턴롤러(100)의 패턴이 상기 기판부(150)로 전사되면서, 광 경화 또는 열 경화가 수행될 수 있다.

이 경우, 상기 제공되는 광은 자외선(UV)일 수 있다.

그리하여, 상기 기판부(150)로 전사되는 패턴은, 상기 경화를 통해 보다 안정적으로 상기 패턴층(152)으로 상기 기판부(150) 상에 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 경화유닛(300)으로부터 발생되는 광 또는 열은 상기 기판부(150)로 제공되어야 하므로, 상기 팽윤부(215)는 투명한 재질로 형성되어야 한다.

나아가, 상기 경화유닛(300)이 도시된 바와 같이, 상기 가압롤러(211)의 외주면 상에 위치하지 않고, 상기 가압롤러(211)의 내측으로 위치한다면, 상기 광 또는 열이 효과적으로 전달되기 위해 상기 가압롤러(211) 역시 투명하게 형성되어야 한다.

한편, 상기 가압롤러(211) 및 상기 팽윤부(215)는 회전되지만, 상기 경화유닛(300)은 일정하게 상기 가압부(217)를 향하여 광 또는 열을 제공하여야 하므로, 상기 경화유닛(300)의 위치는 고정되어야 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤롤러가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(11)는, 가압유닛(201)이 팽윤롤러(212)로만 구성되는 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 패터닝 장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

즉, 도 4를 참조하면, 본 실시예에서의 상기 패터닝 장치(11)에서는, 상기 가압유닛(201)이 가압롤러 및 팽윤부를 각각 구별하여 구비하지 않고, 하나의 팽윤롤러(212)로 구성된다.

즉, 상기 가압유닛(201)은 하나의 팽윤롤러(212)로 구성되며, 상기 팽윤롤러(212)는 상기 인출입유닛(240)을 통해 외부로부터 압력을 제공받으면 스스로 팽창하며, 외부로 압력이 제거되면 스스로 수축한다.

이 경우, 도시된 바와 같이, 상기 팽윤롤러(212) 역시, 압력의 제공에 따라 팽창하는 경우에도, 상기 가압부(217)를 향해서만 돌출되도록 팽창될 뿐, 다른 부분으로는 일정 부분 이상의 팽창이 상기 가이드 롤러들(220)에 의해 제한된다.

그리하여, 상기 가압부에서만 돌출되며 팽창되는 상기 팽윤롤러(212)에 의해, 상기 기판부(150)는 상기 패턴롤러(100)를 향하여 가압된다.

나아가, 상기 팽윤롤러(212)의 내부에는 앞선 실시예에서와 같이, 상기 경화유닛(300)이 구비될 수 있으며, 상기 경화유닛(300)에 의해 상기 가압부(217)를 향하여 광(301) 또는 열이 제공될 수 있다.

따라서, 상기 팽윤롤러(212)는, 팽창이나 수축이 가능한 탄성 재질을 포함할 수 있으며, 투명한 재질로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(12)는, 가이드부가 가이드 블록(270)으로 형성되는 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 패터닝 장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

즉, 도 5를 참조하면, 본 실시예에서의 상기 패터닝 장치(12)에서는, 상기 팽윤부(215)의 팽창을 가이드하는 가이드부가, 하나의 가이드 블록(270)으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 가이드 블록(270)은 일체로 하나로 형성되어, 상기 팽윤부(215)의 외부를 둘러싸도록 형성된다. 이 경우, 상기 가이드 블록(270) 역시, 상기 가압부(217) 상에는 형성되지 않아, 상기 팽윤부(215)와 상기 기판부(150) 사이에는 개구부(205)가 형성되는 것은 앞서 설명한 바와 같다.

또한, 상기 가이드 블록(270)은 고정된 상태로 위치하지만, 상기 팽윤부(215)가 내부에서 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 팽윤부(215)는 도시된 바와 같은 화살표 방향으로 상기 가이드 블록(270)의 내부에서 회전할 수 있으며, 이러한 회전이 가능하도록 상기 팽윤부(215)와 상기 가이드 블록(270)이 서로 접촉될 수 있다.

이에, 도시하지는 않았으나, 상기 가이드 블록(270)의 내주면을 따라서는 소정의 슬라이딩 가이드가 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 팽윤부(215)는 상기 슬라이딩 가이드를 따라 상기 가이드 블록(270)의 내주면에 접하면서 회전될 수 있다.

이상과 같이, 상기 가이드 블록(270)에 의해 상기 팽윤부(215)의 외주면이 커버됨에 따라, 상기 팽윤부(215)는 상기 개구부(205)를 제외한 영역에서 상기 가이드 블록(270)에 의해 보다 견고하게 그 팽창이 제한될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 패터닝 장치에서, 팽윤부가 팽창한 상태를 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(13)는, 경화유닛(310)이 배치되는 위치를 제외하고는, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 패터닝 장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

즉, 도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(13)에서는, 상기 경화유닛(310)은 상기 가압롤러(211)의 내부에 위치하지 않으며, 상기 가압장치(200)의 외측에 별도로 위치하게 된다.

따라서, 도 1에서 설명한 상기 패터닝 장치(10)에서와 달리, 상기 가압롤러(211)는 물론 상기 팽윤부(215) 역시 투명한 재질로 형성될 필요는 없다.

본 실시예의 경우, 상기 팽윤부(215)의 팽창에 따라 상기 가압부(217)에서 상기 기판부(150)가 가압되어, 상기 패턴롤러(100)의 패턴이 상기 기판부(150)에 1차적으로 전사된다.

이 후, 상기 기판부(150)가 상기 패턴롤러(100) 상에서 추가로 이송되면, 상기 경화유닛(310)에 의해 상기 기판부(150)로 전사된 패턴에 대한 광(311) 또는 열이 제공되며, 이렇게 제공되는 광 또는 열에 의해 상기 기판부(150)에 전사된 패턴은 경화되어 최종적으로 패턴층(152)으로 형성될 수 있다.

이상과 같이, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 상기 패터닝 장치(10)에서는, 전사와 함께 경화 공정이 상기 가압부(217)에서 동시에 수행되는 것을 설명하였으나, 본 실시예에 의한 상기 패터닝 장치(13)에서는, 기판부로의 전사 공정이 우선 수행된 후 광 또는 열에 의한 경화 공정이 수행된다.

이와 같이, 상기 경화유닛(310)이 가압유닛(210)의 외측에 별도로 구비됨에 따라, 공간 활용성은 저하될 수 있으나, 상기 가압유닛(210)을 불투명한 재료로 제작할 수 있어 다양한 재료로 제작이 가능하다. 또한, 회전하는 가압롤러(211)의 내부에 고정된 경화유닛을 구비하여야 함에 따른 복잡한 설계 구조를 개선하여 가압유닛을 보다 간단한 구조로 설계 및 제작할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 가압유닛이 팽창하되, 가이드부에 의해 패턴 롤러에서 패터닝이 수행되는 특정 영역으로만 국부적으로 팽창되도록 유도함으로써, 해당 특정 영역에서의 패터닝시의 가압력을 집중적으로 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 가이드부는 가압유닛의 회전과 함께 회전할 수 있는 가이드롤러들을 포함하며, 상기 특정 영역에만 배치가 생략됨으로써, 전반적인 롤러를 통한 연속공정 상태를 유지하면서도 특정 영역으로의 집중적인 팽창을 유도할 수 있다.

이와 달리, 상기 가이드부가 자켓(jacket) 형태로 특정 영역만 노출시키도록 가압유닛의 외부를 커버함으로써, 상기 특정 영역으로만의 팽창을 보다 균일하게 유지하여 가압력을 보다 균일하게 제공할 수도 있다.

한편, 상기 가압유닛은, 가압롤러의 외주면에 형성되는 팽윤부만 팽창되거나, 또는 가압롤러 전체가 팽창되도록 형성됨으로써, 다양한 설계의 유연성을 제공할 수 있고, 특히, 팽윤부만 팽창하는 경우, 가압롤러는 안정적으로 회전을 유지하고 팽윤부에 의해 가압만 수행되므로, 안정적인 연속 공정의 수행과 효과적인 가압을 모두 구현할 수 있다.

나아가, 가압유닛은 투명하게 형성되어 내부에서 열이나 광을 이용한 경화를 수행하는 경화유닛이 내부에 구비될 수 있으므로, 전체적인 패터닝 장치에서의 공간 효율성과 패터닝 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10, 11, 12, 13 : 패터닝 장치 100 : 패턴롤러
101 : 패턴면 150 : 기판부
151 : 외부면 152 : 패턴층
200, 201, 202 : 가압장치 205 : 개구부
210 : 가압유닛 211 : 가압롤러
212 : 팽윤롤러 215 : 팽윤부
217 : 가압부 220 : 가이드롤러
230 : 고정 플레이트 270 : 가이드 블록
300, 310 : 경화유닛

Claims (15)

1. 패턴 롤러에 인접하도록 배치되어, 상기 패턴 롤러를 가압하는 가압장치에서,
   상기 패턴 롤러와의 사이에서 기판부가 이동하도록 상기 패턴 롤러의 회전과 함께 회전하며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되어 상기 패턴 롤러와의 사이에서 이동하는 기판부를 가압하는 가압유닛; 및
   상기 기판부와 상기 가압유닛의 사이의 개구부를 제외한 상기 가압유닛의 외주면을 따라 배치되는 복수의 가이드 롤러들을 포함하여, 상기 가압유닛이 상기 개구부로만 팽창되도록 가이드하는 가이드부를 포함하고,
   상기 가이드 롤러들의 반경은 상기 가압유닛의 반경보다 작게 형성되고,
   상기 가이드 롤러들 각각은 상기 가압유닛의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되,
   서로 인접하는 가이드 롤러들 사이의 공간은 상기 가압유닛이 상기 가이드 롤러들 사이로 팽창하지 않고, 상기 가이드 롤러들 각각이 독립적으로 회전하는 것을 방해하지 않도록 최소로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 가압유닛은,
   상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되는 가압롤러; 및
   상기 가압롤러의 외주면에 커버되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되는 팽윤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 팽윤부는,
   탄성을 가지는 투명재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 가압유닛은,
   상기 패턴 롤러에 인접하도록 배치되며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 스스로 팽창되는 팽윤롤러인 것을 특징으로 하는 가압장치.
10. 패턴이 형성되는 패턴면을 포함하는 패턴롤러;
    상기 패턴롤러의 패턴면에 접촉하며, 상기 패턴롤러의 회전에 따라 이송되는 기판부; 및
    상기 패턴롤러에 인접하도록 배치되어, 상기 패턴롤러를 가압하여, 상기 패턴면의 패턴을 상기 기판부로 전사시키는 가압장치를 포함하며,
    상기 가압장치는,
    상기 패턴 롤러와의 사이에서 기판부가 이동하도록 상기 패턴 롤러의 회전과 함께 회전하며, 외부로부터 제공되는 압력에 의해 팽창되어 상기 패턴 롤러와의 사이에서 이동하는 기판부를 가압하는 가압유닛; 및
    상기 기판부와 상기 가압유닛의 사이의 개구부를 제외한 상기 가압유닛의 외주면을 따라 배치되는 복수의 가이드 롤러들을 포함하여, 상기 가압유닛이 상기 개구부로만 팽창되도록 가이드하는 가이드부를 포함하고,
    상기 가이드 롤러들의 반경은 상기 가압유닛의 반경보다 작게 형성되고,
    상기 가이드 롤러들 각각은 상기 가압유닛의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하되,
    서로 인접하는 가이드 롤러들 사이의 공간은 상기 가압유닛이 상기 가이드 롤러들 사이로 팽창하지 않고, 상기 가이드 롤러들 각각이 독립적으로 회전하는 것을 방해하지 않도록 최소로 형성되는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 가압유닛의 내부에 배치되어, 상기 개구부를 향해 광 또는 열을 제공하는 경화유닛을 더 포함하는 패터닝 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 가압유닛은,
    상기 광 또는 열이 통과하는 투명재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
14. 제10항에 있어서,
    상기 가압유닛의 외부에 상기 가압유닛과 인접하도록 배치되어, 상기 개구부를 향해 광 또는 열을 제공하는 경화유닛을 더 포함하는 패터닝 장치.
15. 제10항 및 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압장치에 의해 가압되는 압력을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정되는 압력을 바탕으로 상기 가압장치의 팽창, 또는 상기 가압장치와 상기 패턴롤러 사이의 간격을 제어하는 구동부를 더 포함하는 패터닝 장치.

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