KR102699435B1 - Roll-to-roll/inkjet printing system for forming bezel patterns - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재 필름을 공급하고 회수하는 언와인딩롤과 리와인딩롤, 및 상기 언와인딩롤로부터 공급되는 기재 필름을 구동하는 가이드롤과 상기 기재 필름에 긴장력을 부여하는 텐션롤을 포함하고,상기 가이드롤과 텐션롤의 사이에 배치되어, 이송 중인 기재 필름을 일시적으로 정지시키기 위한 워크 테이블(work place); 상기 언와인딩롤과 상기 가이드롤의 사이에 배치되어 기재 필름의 표면을 처리하기 위한 표면처리부; 상기 워크 테이블의 상부에 배치되어 정지된 기재필름 상에 잉크젯 프린팅을 수행하기 위한 인쇄부; 상기 가이드롤 및 텐션롤의 각각의 일측에 구비되어, 상기 워크 테이블의 전후에서 상기 기재필름이 정지 상태에서의 인쇄 후 재이송될 때 발생하는 응력을 분산시키기 위한 축적부(accumulation part); 및 상기 텐션롤의 일측에 구비된 축적부와 상기 리와인딩롤의 사이에 구비되어, 상기 기재 필름의 인쇄 후 인쇄된 표면에 보호필름을 코팅하기 위한 적층부(lamination part)를 포함하는, 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 시스템은 대면적의 기재 필름 상에 연속적인 다층 인쇄가 가능하면서도 높은 해상도를 구현할 수 있는 정밀 인쇄를 통해 베젤 패턴을 형성할 수 있다.The present invention comprises an unwinding roll and a rewinding roll for supplying and recovering a substrate film, a guide roll for driving the substrate film supplied from the unwinding roll, and a tension roll for applying tension to the substrate film, a work place arranged between the guide roll and the tension roll for temporarily stopping the substrate film being transported; a surface treatment unit arranged between the unwinding roll and the guide roll for treating the surface of the substrate film; a printing unit arranged above the work table for performing inkjet printing on the stopped substrate film; an accumulation part provided on each side of the guide roll and the tension roll for dispersing stress generated when the substrate film is re-transported after printing in a stopped state before and after the work table; The present invention provides a roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern, which includes a lamination part provided between an accumulation part provided on one side of the tension roll and the rewinding roll to coat a protective film on the printed surface after printing the base film.
The system according to the present invention can form a bezel pattern through precision printing capable of implementing high resolution while allowing continuous multilayer printing on a large-area substrate film.
Description
본 발명은 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 연속적인 다층 인쇄가 가능하면서도 정밀하게 베젤 패턴을 형성하기 위한 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern, and more specifically, to a roll-to-roll/inkjet printing system capable of forming a bezel pattern precisely while enabling continuous multilayer printing.
스마트폰이나 태블릿(tablet) PC와 같은 디스플레이의 커버 윈도우 상에는 비표시 영역인 베젤(bezel)이 존재하며, 이러한 베젤에는 심미감을 부여하기 위해 블랙 및 화이트 등의 다양한 색상의 패턴층이 형성된다.On the cover window of a display such as a smartphone or tablet PC, there is a bezel, which is a non-display area, and a pattern layer of various colors such as black and white is formed on this bezel to provide an aesthetic feel.
디스플레이의 베젤 패턴은 포토리소그래피(photolithography), 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(iInkjet printing), 그라비아(grvure) 코팅 및 리버스 오프셋(reverse offset) 코팅 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있는데, 이 중에서도 잉크젯 프린팅 공정은 자외선 경화 또는 열경화 방식으로 원하는 패턴을 비접촉 방식으로 단시간 내에 형성할 수 있으며, 잉크젯 드롭(drop)의 도트(dot) 간격을 조절하여 제품의 광학밀도(optical density) 달성이 가능하다는 장점이 있다.The bezel pattern of the display can be formed in various ways, such as photolithography, screen printing, inkjet printing, gravure coating, and reverse offset coating. Among these, the inkjet printing process has the advantage of being able to form a desired pattern in a short period of time in a non-contact manner using ultraviolet curing or heat curing, and of being able to achieve the optical density of the product by controlling the dot spacing of the inkjet drop.
대부분의 베젤 패턴은 강화유리 위에 인쇄되고 있으나 강화유리를 대체하기 위한 필름과 같은 기재에 베젤 패턴을 인쇄하기 위해서는 기존 강화유리에 사용되었던 고온의 열 경화방식은 적용하기 어렵다. 따라서, 최근에는 자외선 경화방식에 의한 잉크젯 프린팅 공정으로 베젤 패턴을 형성하는 기술이 사용되고 있다.Most bezel patterns are printed on tempered glass, but it is difficult to apply the high-temperature heat curing method used for existing tempered glass to print bezel patterns on substrates such as films to replace tempered glass. Therefore, a technology that forms bezel patterns using an inkjet printing process using ultraviolet curing is being used recently.
한편, 잉크젯 프린팅 공정에 있어서 대량 생산을 위해 연속 인쇄가 가능하도록 잉크젯 프린팅 공정에 롤투롤(roll-to-roll, R2R)을 방식을 적용하는 시도가 있었다. 상기 롤투롤 방식은 한쪽에서 기재를 언와인딩(unwinding)시키고 다른 한쪽에서는 기재를 리와인딩(rewinding)시키면서 그 사이에서 기재가 이송되는 동안 연속적으로 인쇄 작업을 진행하는 방식으로 생산성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, there has been an attempt to apply a roll-to-roll (R2R) method to the inkjet printing process to enable continuous printing for mass production in the inkjet printing process. The roll-to-roll method can improve productivity by continuously performing printing while the substrate is transported between unwinding the substrate on one side and rewinding the substrate on the other side.
도 1은 기존의 롤투롤 공정을 이용한 잉크젯 프린팅에 의한 패턴 형성 과정을 개략적으로 나타낸 것으로, 롤과 롤 사이로 이동하는 기재 필름 위에 잉크젯 헤드를 통해 패턴을 인쇄한 후 자외선 경화를 수행한다. 이 경우, 이동 중인 기재 필름 상에 패턴 인쇄를 수행하기 위해서는 텐션 롤(tension roll)로 필름의 팽팽함, 즉 긴장력을 유지시켜야 하는데, 텐션 롤에 의해 가해지는 힘에 의해 필름의 팽창이 일어날 수 있고 긴장력 조절에 의해서만은 필름의 떨림 제어가 쉽지 않아 정밀한 인쇄가 실질적으로 어렵다. 특히, 필름이 대면적화되고 두꺼운 경우 필름 자체의 무게로 인해 롤투롤 공정을 수행하기가 쉽지 않다. Figure 1 schematically illustrates a pattern formation process by inkjet printing using a conventional roll-to-roll process. A pattern is printed on a substrate film moving between rolls by an inkjet head, and then ultraviolet curing is performed. In this case, in order to perform pattern printing on the moving substrate film, the tension of the film, i.e., tension, must be maintained by a tension roll. However, the film may expand due to the force applied by the tension roll, and it is not easy to control film shaking only by adjusting the tension, so that precise printing is practically difficult. In particular, when the film has a large area and is thick, it is not easy to perform the roll-to-roll process due to the weight of the film itself.
또한, 기존의 롤투롤/잉크젯 장치는 반복 인쇄가 필요한 경우 1도 인쇄 후 롤을 풀어서 다시 인쇄하는 과정을 거쳐하고, 롤에 의해 운행되는 기재 위에 인쇄가 이루어짐에 따라 기재의 미세한 움직임, 잉크젯 헤드의 진동 등에 의해 동일한 위치에서 2도 인쇄를 정밀하게 수행하는 것이 거의 불가능하다.In addition, when repeat printing is required, existing roll-to-roll/inkjet devices go through a process of unrolling the roll after one-color printing and printing again, and since printing is done on a substrate moved by a roll, it is almost impossible to precisely perform two-color printing at the same location due to minute movements of the substrate, vibrations of the inkjet head, etc.
따라서, 정밀 인쇄(100㎛ 미만의 해상도)를 요하는 디스플레이 업계에서는 연속적인 다층 인쇄를 보다 정밀하게 수행할 수 있는 장치 또는 시스템의 개발이 필요하다.Therefore, in the display industry, which requires precision printing (resolution of less than 100㎛), there is a need for the development of a device or system that can perform continuous multilayer printing more precisely.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 기존의 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 이용한 잉크젯 프린팅 기술을 개선하여, 대면적의 기재 필름 상에 연속적인 다층 인쇄가 가능하면서도 높은 해상도를 구현할 수 있는 정밀 인쇄를 통해 베젤 패턴을 형성할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a system capable of forming a bezel pattern through precision printing capable of implementing high resolution while performing continuous multilayer printing on a large-area base film by improving the inkjet printing technology using the existing roll-to-roll process.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기재 필름을 공급하고 회수하는 언와인딩롤과 리와인딩롤, 및 상기 언와인딩롤로부터 공급되는 기재 필름을 구동하는 가이드롤과 상기 기재 필름에 긴장력을 부여하는 텐션롤을 포함하고,According to one aspect of the present invention, there is provided an unwinding roll and a rewinding roll for supplying and recovering a substrate film, a guide roll for driving a substrate film supplied from the unwinding roll, and a tension roll for applying tension to the substrate film.
상기 가이드롤과 텐션롤의 사이에 배치되어, 이송 중인 기재 필름을 일시적으로 정지시키기 위한 워크 테이블(work place); 상기 언와인딩롤과 상기 가이드롤의 사이에 배치되어 기재 필름의 표면을 처리하기 위한 표면처리부; 상기 워크 테이블의 상부에 배치되어 정지된 기재필름 상에 잉크젯 프린팅을 수행하기 위한 인쇄부; 상기 가이드롤 및 텐션롤의 각각의 일측에 구비되어, 상기 워크 테이블의 전후에서 상기 기재필름이 정지 상태에서의 인쇄 후 재이송될 때 발생하는 응력을 분산시키기 위한 축적부(accumulation part); 및 상기 텐션롤의 일측에 구비된 축적부와 상기 리와인딩롤의 사이에 구비되어, 상기 기재 필름의 인쇄 후 인쇄된 표면에 보호필름을 코팅하기 위한 적층부(lamination part)를 포함하는, 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템이 제공된다.A roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern is provided, comprising: a work place arranged between the guide roll and the tension roll to temporarily stop the substrate film being transported; a surface treatment unit arranged between the unwinding roll and the guide roll to treat the surface of the substrate film; a printing unit arranged above the work table to perform inkjet printing on the stopped substrate film; an accumulation unit provided on each of one side of the guide roll and the tension roll to disperse stress generated when the substrate film is re-transported after printing in a stopped state before and after the work table; and a lamination unit provided between the accumulation unit provided on one side of the tension roll and the rewinding roll to coat the printed surface of the substrate film with a protective film after printing.
상기 기재 필름의 폭은 750 내지 1250 mm일 수 있다.The width of the above-described film can be 750 to 1250 mm.
상기 워크 테이블은 기재 필름을 진공 흡착하여 정지 상태를 유지하기 위한 다수의 진공홀을 포함할 수 있다.The above work table may include a plurality of vacuum holes for maintaining the substrate film in a stationary state by vacuum suction.
상기 워크 테이블 상에서 기재 필름의 정지 상태는 5 내지 10초, 상세하게는 6 내지 8초 동안 유지될 수 있다.The stationary state of the substrate film on the above work table can be maintained for 5 to 10 seconds, specifically 6 to 8 seconds.
상기 표면처리부는 코로나 처리를 위한 방전전극을 포함할 수 있다.The above surface treatment unit may include a discharge electrode for corona treatment.
상기 인쇄부는 잉크젯 헤드 및 경화장치를 포함할 수 있다.The above printing unit may include an inkjet head and a curing device.
상기 축적부는 롤 형태의 복수의 축적기(accumulator)를 포함하고, 상기 복수의 축적기가 80 내지 150 cm의 간격(Lx)으로 배치되어 서로 연결되는 구조를 가질 수 있으며, 상기 축적부에 구비된 복수의 축적기는 공압 펌프를 이용한 공압의 차이에 따라 좌/우 및 상/하로 작동될 수 있다.The above-described accumulator may include a plurality of accumulators in a roll shape, and may have a structure in which the plurality of accumulators are arranged at intervals (L x ) of 80 to 150 cm and connected to each other, and the plurality of accumulators provided in the accumulator may be operated left/right and up/down according to the difference in air pressure using an air pump.
상기 가이드롤의 일측에 구비되는 축적부는 상기 텐션롤의 일측에 구비되는 축적부에 비해 더 많은 수의 축적기를 가질 수 있다.The accumulation unit provided on one side of the above guide roll may have a greater number of accumulators than the accumulation unit provided on one side of the above tension roll.
상기 시스템은 상기 적층부 및 리와인딩롤 사이에 추가의 축적부를 포함될 수 있다.The above system may include an additional accumulation member between the laminating member and the rewinding roll.
상기 시스템은 상기 텐션 롤과 상기 축적부의 사이에 기재 필름의 좌/우 변위 제어를 위한 에지 위치 제어장치(edge position control, EPC), 및 상기 워크 테이블의 양측에 기재 필름의 상/하 변위 제어를 위한 에어 플로팅 키트(air floating kit)를 추가로 포함할 수 있다. The above system may additionally include an edge position control (EPC) for controlling left/right displacement of the substrate film between the tension roll and the accumulation unit, and an air floating kit for controlling up/down displacement of the substrate film on both sides of the work table.
상기 에어 플로팅 키트(air floating kit)는 상기 워크 테이블 상에 정지된 기재 필름에 1.0 내지 5.0 kPa 세기의 에어를 공급할 수 있다.The above air floating kit can supply air at a pressure of 1.0 to 5.0 kPa to the substrate film suspended on the work table.
상기 시스템은 상기 기재 필름 상에 인쇄된 패턴의 해상도 및 오류를 검사하는 검사부를 추가로 포함할 수 있다.The above system may additionally include an inspection unit for inspecting the resolution and errors of a pattern printed on the substrate film.
본 발명에 따른 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템은 롤투롤 사이에 워크 테이블을 포함하여, 롤투롤로 이송되는 기재 필름을 상기 워크 테이블 위에서 일시적으로 정지시킨 상태에서 패턴 인쇄 및 인쇄된 패턴의 자외선 경화를 수회 반복적으로 수행함으로써 2도 이상의 다층 인쇄를 연속적으로 정밀하게 수행할 수 있으며, 이로부터 높은 해상도를 갖는 베젤 패턴을 형성할 수 있다.The roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern according to the present invention includes a work table between the rolls, and by repeatedly performing pattern printing and ultraviolet curing of the printed pattern several times while temporarily stopping a substrate film transported by the roll-to-roll on the work table, multilayer printing of two or more colors can be continuously and precisely performed, thereby forming a bezel pattern having a high resolution.
또한, 본 발명의 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템은 인쇄가 일어나는 워크 테이블의 전후 위치에 축적부(accumulation part)을 배치시켜 작동함으로써, 기재 필름에 잔류하는 응력을 분산시키고 이로부터 기재 필름의 떨림을 효과적으로 제어하여 다층 연속 인쇄의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the roll-to-roll/inkjet printing system of the present invention operates by arranging an accumulation part at the front and rear positions of the work table where printing takes place, thereby dispersing the stress remaining in the substrate film and effectively controlling shaking of the substrate film thereby improving the accuracy of multilayer continuous printing.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 기존의 롤투롤 공정을 이용한 잉크젯 프린팅으로 베젤 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 베젤 패턴의 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 이용히여 기재 필름의 정지 상태에서 인쇄부의 상하 움직임을 통해 베젤 패턴을 형성하는 과정을 예시적으로 보여주는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 적용되는 축적부의 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 에지 위치 제어장치(edge position control, EPC) 및 에어 플로팅 키트(air floating kit)를 추가로 구비된 형태를 예시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 형성된 베젤 패턴을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 에어 플로팅 키트를 추가로 구비하였을 때 기재 필름의 떨림 제어 정도를 나타낸 그래프이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and, together with the contents of the invention described above, serve to further understand the technical idea of the present invention; therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
Figure 1 schematically illustrates the process of forming a bezel pattern using inkjet printing using a conventional roll-to-roll process.
FIG. 2 schematically illustrates a roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary diagram showing a process of forming a bezel pattern through up-and-down movement of a printing section in a stationary state of a substrate film using a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary diagram showing the structure of an accumulation unit applied to a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an example of a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention, in which an edge position control (EPC) device and an air floating kit are additionally provided.
FIG. 6 is a photograph showing a bezel pattern formed according to Example 1 of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the degree of shake control of a substrate film when an air floating kit is additionally provided to a roll-to-roll/inkjet printing system according to Example 2 of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be interpreted as limited to their usual or dictionary meanings, but should be interpreted as having meanings and concepts that conform to the technical idea of the present invention, based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her own invention in the best manner.
본 발명의 일 실시형태는 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 관한 것으로, 이하에서는 상기 시스템을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.One embodiment of the present invention relates to a roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern, and the system will be specifically described below with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 베젤 패턴의 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 베젤 패턴의 형성용 시스템(100)은 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 위한 언와인딩롤(11)과 리와인딩롤(12), 및 가이드롤(13)과 텐션롤(14)을 포함하고, 이들 부재 사이에 워크 테이블(work place)(10), 표면처리부(20), 인쇄부(30), 축적부(accumulation part)(40) 및 적층부(lamination part)(50)가 추가로 구비될 수 있다.FIG. 2 schematically illustrates a roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a system (100) for forming a bezel pattern according to one embodiment of the present invention includes an unwinding roll (11) and a rewinding roll (12) for a roll-to-roll process, and a guide roll (13) and a tension roll (14), and a work place (10), a surface treatment part (20), a printing part (30), an accumulation part (40), and a lamination part (50) may be additionally provided between these parts.
상기 언와인딩롤(11)과 리와인딩롤(12)은 기재 필름을 한쪽에서 언와인딩(unwinding)시키고 다른 한쪽에서는 리와인딩(rewinding)시키면서 롤투롤로 이송시킨다. 또한, 상기 가이드롤(13)은 언와인딩롤(11)로부터 공급되는 기재 필름을 구동하는 역할을 하며, 상기 텐션롤(14)은 가이드롤(13)을 통해 구동되는 기재 필름에 긴장력을 부여한다. The above unwinding roll (11) and rewinding roll (12) transport the base film roll-to-roll while unwinding it on one side and rewinding it on the other side. In addition, the guide roll (13) drives the base film supplied from the unwinding roll (11), and the tension roll (14) provides tension to the base film driven by the guide roll (13).
본 발명에서 적용가능한 기재 필름은 잉크젯 프린팅이 가능한 재질이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리이미드(PI), 폴리스틸렌(PS), 이축연신된 폴리스티렌(biaxially oriented PS) 등의 필름이 사용될 수 있다. 또한, 상기 기재 필름의 크기는 인쇄하고자 하는 베젤 패턴의 크기 및 수에 따라 달라질 수 있으며, 특히 폭의 치수가 750 내지 1250 mm, 예컨대 700 내지 900 mm로 대면적을 갖는 기재 필름도 본 발명에서 적합하게 사용될 수 있다.The substrate film applicable to the present invention may be used without limitation as long as it is a material that allows inkjet printing, and for example, films such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), cyclic olefin polymer (COC), triacetyl cellulose (TAC), polyvinyl alcohol (PVA), polyimide (PI), polystyrene (PS), and biaxially oriented polystyrene (biaxially oriented PS) may be used. In addition, the size of the substrate film may vary depending on the size and number of bezel patterns to be printed, and in particular, a substrate film having a large area with a width dimension of 750 to 1,250 mm, for example, 700 to 900 mm, can also be suitably used in the present invention.
상기 표면처리부(20)는 상기 언와인딩롤(11)과 상기 가이드롤(13)의 사이에 배치되어 기재 필름의 표면을 처리하기 위한 것으로, 상기 표면처리부(20)은 코로나 처리를 위한 방전전극을 포함할 수 있다. The surface treatment unit (20) is arranged between the unwinding roll (11) and the guide roll (13) to treat the surface of the substrate film, and the surface treatment unit (20) may include a discharge electrode for corona treatment.
코로나 처리는 코로나 처리기로부터 발생된 고주파에 의해 방전전극과 롤투롤로 이송중인 기재 필름 사이에 있는 공기를 이온화하여 전하를 띤 입자를 발생시키고, 이러한 입자들이 기재 필름의 표면에 충돌함으로써 필름 표면에서 산화를 일으킬 수 있다. 이러한 표면산화에 의해 생성된 극성 작용기(C=O, C-O-H, COOH, COOR, COR등)들로 인해 기재 필름의 표면에너지가 증가되어 인쇄 잉크와의 친화력 향상으로 인쇄성을 개선할 수 있다. 또한, 이러한 코로나 처리는 이후의 인쇄된 면의 적층 과정에서는 다른 기재 필름과의 접착성을 향상시킬 수 있다.Corona treatment ionizes the air between a discharge electrode and a substrate film being transported in a roll-to-roll manner by high frequency generated from a corona treatment device, thereby generating charged particles, and these particles can cause oxidation on the film surface by colliding with the surface of the substrate film. The surface energy of the substrate film increases due to the polar functional groups (C=O, C-O-H, COOH, COOR, COR, etc.) generated by such surface oxidation, which can improve printability by enhancing affinity with printing ink. In addition, such corona treatment can improve adhesion with other substrate films in the subsequent lamination process of the printed surface.
상기 표면처리부(20)은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 코로나 방전처리기가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대 진공관방식, 트랜지스터 방식, 다이리스터 인버터 방식 등에 의한 코로나 방전처리기가 사용될 수 있다.The surface treatment unit (20) described above can be used without limitation as a corona discharge treatment device commonly used in the relevant field, and for example, a corona discharge treatment device using a vacuum tube method, a transistor method, a thyristor inverter method, etc. can be used.
상기 워크 테이블(10)은 기재 필름을 구동하는 가이드 롤(13) 및 기재 필름에 긴장력을 제공하는 텐션 롤(14)의 사이에 배치되어 있으며, 다수의 진공홀을 구비함에 따라 이를 통한 진공 흡착에 의해 이송중인 기재 필름을 일시적으로 정지시켜 시트 형태가 되게 한다. 즉, 상기 워크 테이블은 롤투롤로 이송되는 대면적의 기재 필름에 정지상을 부여하여 잉크젯 프린팅 공정시에 정밀도를 높일 수 있다. The above work table (10) is arranged between a guide roll (13) that drives a substrate film and a tension roll (14) that provides tension to the substrate film, and is provided with a number of vacuum holes so that the substrate film being transported is temporarily stopped by vacuum suction through the holes to form a sheet. That is, the work table can provide a stationary image to a large-area substrate film transported in a roll-to-roll manner, thereby increasing precision during an inkjet printing process.
이러한 워크 테이블의 크기는 기재 필름의 폭에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 기재 필름의 폭이 750mm인 경우, 기재 필름을 견고하게 고정할 수 있도록 워크 테이블의 크기를 750mm×750mm 이상으로, 즉 기재의 폭보다 크게 설계하는 것이 유리하다.The size of the work table may vary depending on the width of the substrate film. For example, if the width of the substrate film is 750 mm, it is advantageous to design the size of the work table to be 750 mm x 750 mm or more, that is, larger than the width of the substrate, so that the substrate film can be firmly fixed.
상기 인쇄부(30)는 워크 테이블(10)의 상부에 배치되어 정지된 기재필름 상에 잉크젯 프린팅을 수행하기 위한 것으로, 상기 인쇄부(30)는 잉크젯 헤드 및 경화장치를 포함하도록 구성될 수 있다.The above printing unit (30) is arranged on the upper part of the work table (10) to perform inkjet printing on a stationary substrate film, and the printing unit (30) may be configured to include an inkjet head and a curing device.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 이용히여 기재 필름의 정지 상태에서 인쇄부의 상하 움직임을 통해 베젤 패턴을 형성하는 과정을 예시적으로 보여주는 것이다. 구체적으로, 워크 테이블 위에서 정지되어 시트 형태를 유지하고 있는 기재 필름을 향해 인쇄부가 인쇄방향으로 움직이게 되면, 잉크젯 헤드를 통해 베젤 패턴이 인쇄되고, 인쇄된 패턴은 경화장치를 통해 바로 경화가 일어날 수 있다. 상기 인쇄부가 상하로 한번 움직일 때 1도 인쇄가 진행되며, 1도 인쇄시 기재 필름의 정지 상태는 5 내지 10초, 예컨대 6 내지 8초 동안 유지될 수 있다.FIG. 3 is a diagram exemplarily showing a process of forming a bezel pattern through up-and-down movement of a printing unit in a stationary state of a substrate film using a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention. Specifically, when the printing unit moves in a printing direction toward a substrate film that is stationary on a worktable and maintains a sheet shape, a bezel pattern is printed through an inkjet head, and the printed pattern can be immediately cured through a curing device. When the printing unit moves up and down once, one-color printing is performed, and the stationary state of the substrate film during one-color printing can be maintained for 5 to 10 seconds, for example, 6 to 8 seconds.
만약, 도 1에 나타낸 바와 같이 롤에 의해 기재가 운행되는 상태에서 인쇄 및 경화가 이루어진다면, 기재 필름의 미세한 움직임, 잉크젯 헤드의 진동 등에 정밀 인쇄가 어려울 수 있다.If printing and curing are performed while the substrate is moved by a roll as shown in Fig. 1, precise printing may be difficult due to minute movements of the substrate film, vibrations of the inkjet head, etc.
상기 기재 필름을 정지시킨 상태에서 1도 인쇄를 수행한 후, 바로 상기 인쇄 모듈을 상하로 다시 움직이게 하는 과정을 반복하여 2도 이상의 다층 인쇄를 수행할 수 있다. 이때, 2도 이상의 다층 인쇄시 기재 필름의 정지 시간은 길어지게 된다. 예컨대, 1도 인쇄의 경우 기재 필름의 정지상태가 8초 동안 유지되었다면, 2도 인쇄의 경우에는 정지상태가 16초 동안 유지될 수 있다. After performing 1-color printing while the substrate film is stopped, the process of moving the printing module up and down again is repeated to perform 2-color or more multilayer printing. At this time, the stopping time of the substrate film becomes longer when performing 2-color or more multilayer printing. For example, if the stopping state of the substrate film is maintained for 8 seconds in the case of 1-color printing, the stopping state can be maintained for 16 seconds in the case of 2-color printing.
한편, 2도 이상의 다층 인쇄시 형성하고자 하는 베젤 패턴의 해상도를 높이기 위해서 얼라인 카메라(align camera)를 이용하여 기재 필름 상의 인쇄 위치를 확인할 수 있다.Meanwhile, in order to increase the resolution of the bezel pattern to be formed during multi-layer printing of two or more degrees, the printing position on the substrate film can be confirmed using an align camera.
필요에 따라, 상기 정지된 기재 필름 상에 반복적인 잉크젯 프린팅을 통해 다층 인쇄된 패턴을 형성한 후 텐션롤로 이송되기 전에, 상기 패턴의 해상도 및 오류를 검사하는 단계가 수행될 수 있다.If necessary, a step of inspecting the resolution and errors of the pattern may be performed before forming a multilayer printed pattern through repetitive inkjet printing on the stationary substrate film and then transporting it to a tension roll.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 인쇄부에 구비된 잉크젯 헤드는 잉크를 액적 형태로 분사하는 1개 이상의 분사 노즐을 포함함으로써 여러 패턴을 한번에 인쇄할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the inkjet head provided in the printing unit includes one or more spray nozzles that spray ink in the form of droplets, thereby enabling multiple patterns to be printed at once.
상기 잉크는 베젤 패턴의 형성에 통상적으로 사용되는 블랙 잉크, 컬러 잉크, 또는 화이트 잉크로서, 예컨대 안료, 분산제, 에폭시 수지, 비닐에테르 화합물, 옥세탄 수지, 광중합 개시제, 부착력 증진제, 광 증감제 및 계면활성제 등을 포함하는 양이온 중합형 자외선 경화성 잉크 조성물, 또는 안료, 분산제, 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 모노머, 광중합 개시제, 부착력 증진제 및 계면활성제 등을 포함하는 라디칼 중합형 자외선 경화성 잉크 조성물일 수 있다.The ink may be a black ink, a color ink, or a white ink commonly used in forming a bezel pattern, and may be, for example, a cationic polymerization type ultraviolet-curable ink composition containing a pigment, a dispersant, an epoxy resin, a vinyl ether compound, an oxetane resin, a photopolymerization initiator, an adhesion promoter, a photosensitizer, and a surfactant, or a radical polymerization type ultraviolet-curable ink composition containing a pigment, a dispersant, an acrylate oligomer, an acrylate monomer, a photopolymerization initiator, an adhesion promoter, a surfactant, and the like.
또한, 상기 잉크의 경화 도즈량은 20 내지 20,000 mJ/cm2, 바람직하게는 50 내지 3000 mJ/cm2이고 일 수 있고, 250 내지 410 nm 파장 범위의 자외선을 흡수하여 경화될 수 있으며, 점도는 25 ℃에서 1 내지 50 cp일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. In addition, the curing dose of the ink may be 20 to 20,000 mJ/cm 2 , preferably 50 to 3000 mJ/cm 2 , and may be cured by absorbing ultraviolet light in a wavelength range of 250 to 410 nm, and the viscosity may be 1 to 50 cp at 25° C., but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 인쇄부에 구비된 자외선 경화기는 250 내지 410 ㎚ 파장의 자외선을 발산하는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, UV 램프, 수은 증기 아크(arc), 탄소 아크, Xe 아크 및 LED 경화기 등이 사용가능하다.In one embodiment of the present invention, the ultraviolet curing device provided in the printing section can be used without any special limitation as long as it emits ultraviolet rays with a wavelength of 250 to 410 nm, and a UV lamp, a mercury vapor arc, a carbon arc, a Xe arc, and an LED curing device can be used.
상기 축적부(accumulation part)(40)는 상기 가이드롤(13) 및 텐션롤(14)의 각각의 일측, 구체적으로 워크 테이블(10)의 전후(즉, 인쇄부의 앞과 뒤에 상응하는 위치)에 구비됨으로써, 본 발명에 따른 공정에 있어서 기재 필름의 전반적인 장력을 제어할 수 있다. The above accumulation part (40) is provided on one side of each of the guide roll (13) and the tension roll (14), specifically, at the front and rear of the work table (10) (i.e., at positions corresponding to the front and rear of the printing section), thereby enabling the overall tension of the base film to be controlled in the process according to the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 적용되는 축적부(40)의 구조를 예시적으로 나타낸 것이다. 도 4를 참조할 때, 상기 축적부(40)는 롤 형태의 복수의 축적기(accumulator)가 80 내지 150 cm의 간격(Lx)으로 배치되어 서로 연결되는 구조를 가지며, 공압 펌프(pneumatic pump)를 이용해 서로 연결된 복수의 축적기를 작동될 수 있다. 이때, 전체적인 롤투롤 공정은 진행되어 기재 필름은 이송되면서, 공압의 차이에 따라 롤 형태의 복수 축적기들이 좌/우 및 상/하로 움직이면서 상기 인쇄부(30)의 잉크제 헤드가 멈춤으로 인해 기재 필름에 발생하는 잔류 응력을 골고루 분배시킴으로써 기재 필름의 장력을 제어할 수 있다. FIG. 4 is a diagram exemplarily showing the structure of an accumulator (40) applied to a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the accumulator (40) has a structure in which a plurality of roll-shaped accumulators are arranged at intervals (L x ) of 80 to 150 cm and connected to each other, and the plurality of accumulators connected to each other can be operated using a pneumatic pump. At this time, the entire roll-to-roll process is performed, and the substrate film is transported, and the plurality of roll-shaped accumulators move left/right and up/down according to the difference in pneumatic pressure, thereby evenly distributing the residual stress generated in the substrate film due to the ink head of the printing unit (30) stopping, thereby controlling the tension of the substrate film.
만약, 복수의 축적기들이 공압 펌프가 아닌 경우, 예컨대 전기식 모터(motor)를 이용하여 작동되는 경우에는 일정속도 이상으로 공정속도가 빨라질 수 있고, 이로부터 지면 모터에 걸리는 응력이 커져 부하(load)가 크게 걸리고 모터의 스크류(screw) 등이 벌어지거나 백래쉬(backlash)의 틈이 벌어지는 현상들이 나타남에 따라 정밀한 대응이 어려울 수 있다. 또한, 공정시 기재 필름에 의해 발생되는 정전기에 의한 스파클링(sparkling)이 전기식 모터에 전사되되는 경우 모터가 과열(overheating)될 수 도 있다. 이러한 현상으로 인해, 모터의 스크류나 베어링(bearing) 등에 문제가 생김에 따라, 롤-투-롤 공정의 지속적인 관리(maintanence) 및 에너지의 정확한 유지가 어려울 수 있다.If multiple accumulators are not pneumatic pumps, but rather are operated using electric motors, the process speed may increase beyond a certain speed, which may increase the stress on the ground motor, causing a large load and causing the screw of the motor to separate or a backlash gap to occur, making precise response difficult. In addition, if sparkling caused by static electricity generated by the substrate film during the process is transferred to the electric motor, the motor may overheat. Due to these phenomena, problems may occur in the screw or bearing of the motor, making continuous maintenance of the roll-to-roll process and accurate energy maintenance difficult.
상기한 바와 같은 문제점들을 고려하여, 본 발명에서는 공압 펌프를 이용하여 작동시킨 것이다.Considering the problems described above, the present invention operates using a pneumatic pump.
본 발명의 일 실시형태에서, 가이드롤(13) 및 텐션롤(14)의 일측에 구비되는 축적부(40)는 각각 10 내지 20개의 축적기(accumulator)를 포함할 수 있는데, 이때 가이드롤(13)의 일측에 구비되는 축적부가 텐션롤(14)의 일측에 구비되는 축적부에 비해 더 많을 수 있다. 예컨대, 가이드롤(13) 쪽 축적부의 축적기 수가 1.5 내지 2배 더 많을 수 있다. 그 이유는 텐션롤(14) 쪽의 경우 롤투롤 후반부의 적층부(50) 및 리와인딩 롤(12)에 의해서도 장력 제어가 가능하기 때문이다. In one embodiment of the present invention, the accumulators (40) provided on one side of the guide roll (13) and the tension roll (14) may each include 10 to 20 accumulators. At this time, the number of accumulators provided on one side of the guide roll (13) may be greater than the number of accumulators provided on one side of the tension roll (14). For example, the number of accumulators in the accumulator on the guide roll (13) side may be 1.5 to 2 times greater. This is because, in the case of the tension roll (14) side, tension control is also possible by the lamination part (50) of the latter half of the roll-to-roll and the rewinding roll (12).
필요한 경우, 롤투롤 후반부의 적층부(50) 및 리와인딩 롤(12)의 사이에 축적부(40')가 추가로 구비될 수 있다.If necessary, an accumulation section (40') may be additionally provided between the lamination section (50) of the latter half of the roll-to-roll and the rewinding roll (12).
이와 같이, 본 발명에서는 인쇄가 일어나는 워크 테이블의 전후 위치에 상기한 바와 같은 축적부을 배치시켜 작동함으로써, 기재 필름에 잔류하는 응력을 분산시키고 이로부터 기재 필름의 떨림을 효과적으로 제어하여 다층 연속 인쇄의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다. In this way, the present invention operates by arranging the above-described accumulation portions at the front and rear positions of the work table where printing takes place, thereby dispersing the stress remaining in the substrate film and effectively controlling the shaking of the substrate film thereby improving the accuracy of multilayer continuous printing.
상기 적층부(lamination part)(50)는 상기 텐션롤(14)의 일측에 구비된 축적부와 상기 리와인딩롤(12)의 사이에 구비되며, 상기 패턴 형성된 기재 필름이 시트 형태에서 롤 형태로 재이송되는 과정에서 인쇄면 상에 보호필름을 부착시킬 수 있는 구조로 구성될 수 있다. 필요에 따라, 상기 보호필름의 부착을 위해 점착제가 추가로 사용될 수 있다.The lamination part (50) is provided between the accumulation part provided on one side of the tension roll (14) and the rewinding roll (12), and may be configured with a structure capable of attaching a protective film on the printing surface during the process of retransporting the patterned substrate film from a sheet form to a roll form. If necessary, an adhesive may be additionally used to attach the protective film.
상기 보호필름은 기재 필름의 인쇄된 표면을 보호할 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 등의 재질일 수 있다.The above protective film may be made of a material such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), or polymethyl methacrylate (PMMA) that can protect the printed surface of the base film.
또한, 본 발명의 베젤 패턴의 형성용 시스템(100)은 상기 텐션 롤과 상기 축적부의 사이에 기재 필름의 좌/우 변위 제어를 위한 에지 위치 제어장치(edge position control, EPC), 및 상기 워크 테이블의 양측에 기재 필름의 상/하 변위 제어를 위한 에어 플로팅 키트(air floating kit)를 추가로 구비할 수 있다.In addition, the system (100) for forming a bezel pattern of the present invention may additionally be equipped with an edge position control (EPC) for controlling left/right displacement of the substrate film between the tension roll and the accumulation unit, and an air floating kit for controlling up/down displacement of the substrate film on both sides of the work table.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에 에지 위치 제어장치(edge position control, EPC) 및 에어 플로팅 키트(air floating kit)를 추가로 구비된 형태를 예시한 것이다.FIG. 5 is an example of a roll-to-roll/inkjet printing system according to one embodiment of the present invention, in which an edge position control (EPC) device and an air floating kit are additionally provided.
도 5를 참조할 때, 상기 텐션 롤과 상기 축적부의 사이에 EPC를 장착하고 상기 워크 테이블의 양측에 에어 플로팅 키트를 작동시킨 상태에서 잉크젯 프린팅을 수행하는 경우, 기재 필름이 워크 테이블 상에서 정지상의 시트 상태를 유지할 때 발생할 수 있는 좌/우 및 상/하 떨림 현상을 최소화할 수 있다.When referring to Fig. 5, when performing inkjet printing while mounting the EPC between the tension roll and the accumulation section and operating the air floating kit on both sides of the work table, the left/right and up/down shaking phenomenon that may occur when the base film maintains a stationary sheet state on the work table can be minimized.
특히, 상기 에어 플로팅 키트는 정지된 기재 필름에 에어를 공급함으로써 필름의 상/하 변위를 제어함으로써, 정지된 상태에서의 정밀 인쇄효율을 더욱 증진시킬 수 있다. 상기 에어 플로팅 키트는 롤투롤에서 기재 필름에 대해 세로 방향으로 배치될 수 있으며, 스테인리스 스틸 재질로서 길쭉한 바(bar)의 형상으로서 중간 부분에서 건조 에어(dry air)를 배출함으로써 기재 필름의 긴장력(tension)을 보다 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 기재 필름이 시트 상태를 유지할 때 발생할 수 있는 떨림 현상을 방지하여 필름의 상/하 변위를 최소화할 수 있다. In particular, the air floating kit can further enhance precision printing efficiency in a stationary state by controlling the up/down displacement of the film by supplying air to the stationary substrate film. The air floating kit can be arranged vertically with respect to the substrate film in a roll-to-roll, and is made of stainless steel and has a long bar shape, and discharges dry air from the middle portion to more effectively control the tension of the substrate film. Accordingly, a shaking phenomenon that may occur when the substrate film maintains a sheet state can be prevented, thereby minimizing the up/down displacement of the film.
이러한 에어 플로팅 키트의 크기는 기재의 폭에 따라 가변적으로 조절가능하며, 예컨대 40cm(L)×10cm(W) 내외일 수 있다. 또한, 워크테이블의 크기에 따라 여러 개의 에어 플로팅 키트를 연결하여 사용할 수 있다. 예컨대, 워크테이블의 크기가 750mm×750mm인 경우, 2개의 에어 플로팅 키트를 각각의 한쪽 끝단에 구비된 연결고리를 통해 세로 방향으로 서로 연결하여 사용할 수 있다(도 5 참조). 이와 같이 연결된 에어 플로팅 키트의 세트 수는 가이드롤과 텐션롤의 거리에 따라서 가변적으로 증가될 수도 있다.The size of the air floating kit can be variably adjusted depending on the width of the substrate, and can be, for example, approximately 40 cm (L) x 10 cm (W). In addition, multiple air floating kits can be connected and used depending on the size of the worktable. For example, when the size of the worktable is 750 mm x 750 mm, two air floating kits can be used by vertically connecting them to each other through a connecting ring provided at each end (see Fig. 5). The number of sets of air floating kits connected in this way can be variably increased depending on the distance between the guide roll and the tension roll.
상기 에어 플로팅 키트를 통해 공급되는 에어의 세기는 기재 필름의 두께와 종류에 따라 달라질 수 있으나, 디스플레이 분야에서 통상적으로 사용되는 광학필름의 두께가 100㎛ 이하인 점을 고려하여 1.0 내지 5.0 kPa, 예컨대 2.0 내지 5.0 kPa 또는 3.0 내지 5.0 kPa의 범위로 제어되는 것이 유리하다. The strength of the air supplied through the above air floating kit may vary depending on the thickness and type of the base film, but considering that the thickness of the optical film typically used in the display field is 100 ㎛ or less, it is advantageous to control it within a range of 1.0 to 5.0 kPa, for example, 2.0 to 5.0 kPa or 3.0 to 5.0 kPa.
또한, 본 발명의 베젤 패턴의 형성용 시스템(100)은 상기 기재 필름 상에 인쇄된 패턴의 해상도 및 오류를 검사하는 검사부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the system (100) for forming a bezel pattern of the present invention may additionally include an inspection unit for inspecting the resolution and errors of a pattern printed on the substrate film.
상기한 바와 같은 본 발명의 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템은 롤투롤로 운행하는 기재 필름을 워크 테이블 위에 견고하게 잡아주어 시트 형태로 정지상을 유지하고, 워크 테이블 및 인쇄부의 전후로 배치된 축적부(accumulation part)가 기재 필름에 잔류하는 응력을 분산시키고 이로부터 기재 필름의 떨림을 효과적으로 제어함으로써 다층 연속 인쇄의 정확도를 보다 향상시킬 수 있으며, 추가로 EPC 및 에어 플로팅 키트를 통해 상기 필름의 떨림을 제어한 상태에서 인쇄 모듈을 반복하여 작동시켜 2도 이상의 다층 인쇄를 수행할 수 있다. As described above, the roll-to-roll/inkjet printing system of the present invention firmly holds a base film running in a roll-to-roll manner on a worktable to maintain a stationary state in the form of a sheet, and an accumulation part arranged in front and behind the worktable and the printing part disperses the stress remaining in the base film, thereby effectively controlling shaking of the base film, thereby further improving the accuracy of multilayer continuous printing, and additionally, by repeatedly operating the printing module in a state where shaking of the film is controlled through the EPC and the air floating kit, multilayer printing of two degrees or more can be performed.
이로써, 롤투롤 공정에서 기재 필름의 미세한 움직임, 잉크젯 헤드의 진동 등에 의해 동일한 위치에서 2도 인쇄를 수행하기 어려웠던 기존 공정을 개선할 수 있으며, 정밀 인쇄(100㎛ 미만의 해상도)를 요하는 디스플레이 업계의 요구를 충족시킬 수 있다.This makes it possible to improve the existing process in which it was difficult to perform two-color printing at the same location due to minute movements of the substrate film and vibrations of the inkjet head in the roll-to-roll process, and to meet the needs of the display industry that require precision printing (resolution of less than 100 ㎛).
따라서, 본 발명에 따른 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 형성된 베젤 패턴은 100㎛ 미만, 예컨대 10 내지 90 ㎛, 또는 10 내지 50 ㎛의 선폭을 나타내 높은 해상도를 구현할 수 있다.Therefore, the bezel pattern formed using the roll-to-roll/inkjet printing system according to the present invention can exhibit a line width of less than 100 ㎛, for example, 10 to 90 ㎛, or 10 to 50 ㎛, thereby implementing high resolution.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, in order to help understand the present invention, examples will be given and described in detail. However, the examples according to the present invention may be modified in various different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. The examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to a person having average knowledge in the art.
실시예 1: 2도의 다층 인쇄를 통한 베젤 패턴의 형성Example 1: Formation of a bezel pattern through two-layer printing
도 2에 나타낸 바와 같이, 언와인딩롤과 리와인딩롤, 및 가이드롤과 텐션롤을 포함하고, 코로나 방전전극을 포함하는 표면처리부, 가이드롤과 텐션롤 사이에 다수의 진공홀을 갖는 워크 테이블(900mm×900mm), 상기 워크 테이블의 상부에 인쇄부, 상기 가이드롤 및 텐션롤의 각각의 일측에 축적부(accumulation part), 및 상기 텐션롤의 일측의 축적부와 상기 리와인딩롤의 사이에 적층부(lamination part)가 구비된 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템을 이용하여 베젤 패턴을 형성하였다. As shown in Fig. 2, a roll-to-roll/inkjet printing system including an unwinding roll, a rewinding roll, a guide roll, and a tension roll, and a surface treatment part including a corona discharge electrode, a work table (900 mm x 900 mm) having a plurality of vacuum holes between the guide roll and the tension roll, a printing part on the upper portion of the work table, an accumulation part on each of one side of the guide roll and the tension roll, and a lamination part between the accumulation part on one side of the tension roll and the rewinding roll was used to form a bezel pattern.
상기 인쇄부는 4열의 분사 노즐을 포함하는 잉크젯 헤드 및 UV LED(365/395nm)를 구비하도록 구성하였다. 이때, 상기 분사 노즐에는 평가 잉크로서 옥세탄 42 중량부, 지환식 에폭시 15 중량부, 카본블랙 20 중량부, 아크릴계 분산제 5 중량부, 용매로서 디에틸숙시네이트 10 중량부, 광중합 개시제 5 중량부, 계면활성제 3 중량부를 포함하는 블랙 잉크 조성물을 사용하였다.The above printing section was configured to have an inkjet head including four rows of spray nozzles and a UV LED (365/395 nm). At this time, a black ink composition including 42 parts by weight of oxetane as evaluation ink, 15 parts by weight of alicyclic epoxy, 20 parts by weight of carbon black, 5 parts by weight of an acrylic dispersant, 10 parts by weight of diethylsuccinate as a solvent, 5 parts by weight of a photopolymerization initiator, and 3 parts by weight of a surfactant was used for the spray nozzle.
먼저, 기재 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(폭: 750mm)을 준비하여 상기 시스템의 한쪽에서 언와인딩시키고 다른 한쪽에서는 리와인딩시키면서 이송시켰다.First, a polyethylene terephthalate (PET) film (width: 750 mm) was prepared as a substrate film and transported while being unwound on one side of the system and rewound on the other side.
상기 기재 필름을 먼저 코로나 방전처리를 수행한 후, 가이드롤과 텐션 롤 사이에 워크 테이블 위에서 정지시켜 시트 형태로 유지시킨 상태에서, 상기 인쇄부를 기재 필름에 대해서 상하로 작동시켜, 인쇄할 부위의 표면처리, 패턴 인쇄 및 자외선 경화를 수행하였다(1도 인쇄). 이때, 상기 기재 필름의 정지 상태는 8초 동안 유지시켰다. 상기 1도 인쇄를 수행한 후, 바로 상기 인쇄 모듈을 다시 상하로 작동시켜 2도 인쇄를 수행하였다. 2도 인쇄를 수행하는 동안 상기 기재 필름은 총 16초 동안 정지상태를 유지하였다. The above substrate film was first subjected to corona discharge treatment, and then was kept in a sheet form by being stopped on a worktable between a guide roll and a tension roll. The printing unit was then moved up and down with respect to the substrate film to perform surface treatment, pattern printing, and ultraviolet curing of the area to be printed (1-color printing). At this time, the stationary state of the substrate film was maintained for 8 seconds. After the 1-color printing was performed, the printing module was immediately moved up and down again to perform 2-color printing. During the 2-color printing, the substrate film was kept stationary for a total of 16 seconds.
2도 인쇄를 마친 후, 정지된 기재 필름이 재이송할 때, 상기 가이드롤의 일측에 구비되는 축적부는 롤 형태인 20개의 축적기(accumulator)를, 텐션롤의 일측에 구비되는 축적부는 롤 형태인 10개의 축적기를 100 cm의 간격(Lx)으로 서로 연결시킨 상태에서 공압 펌프(pneumatic pump)를 이용해 작동시켰다. 이로부터, 기재 필름에 발생하는 잔류 응력을 골고루 분배시킴으로써 기재 필름의 장력을 제어하였다.After the second printing, when the stopped base film was re-transported, the accumulator provided on one side of the guide roll was composed of 20 roll-shaped accumulators, and the accumulator provided on one side of the tension roll was composed of 10 roll-shaped accumulators, which were connected to each other at intervals of 100 cm (L x ) and operated using a pneumatic pump. From this, the tension of the base film was controlled by evenly distributing the residual stress generated in the base film.
이어서, 장력 제어된 기재 필름을 롤 형태로 재이송하면서, 상기 적층부를 통해 PET 재질의 보호필름을 상기 패턴 형성된 기재 필름의 표면 상에 적층하였다.Next, while the tension-controlled substrate film was retransported in a roll form, a protective film made of PET material was laminated on the surface of the patterned substrate film through the lamination section.
실시예 2: 2도의 다층 인쇄를 통한 베젤 패턴의 형성Example 2: Formation of a bezel pattern through two-layer printing
도 5에 나타낸 바와 같이, 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템에서 텐션롤의 일측에 EPC 및 워크 테이블의 양측에 2개의 에어 플로팅 키트(스테인리스 스틸, 40cm(L)×10cm(W))가 세로 방향으로 연결된 세트를 추가로 배치시켜 기재 필름의 인쇄면과 반대쪽으로 에어를 공급하는 것을 제외하고는, 실시예 1와 동일한 과정으로 베젤 패턴을 형성하였다. 이때, 상기 에어 플로팅 키트로부터 공급되는 에어의 세기를 1.0kPa에서 5.0kPa로 변화시키면서 필름 떨림의 제어 정도를 확인하였다.As shown in Fig. 5, a bezel pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that an EPC was additionally placed on one side of a tension roll in a roll-to-roll/inkjet printing system, and two air floating kits (stainless steel, 40 cm (L) × 10 cm (W)) were vertically connected on both sides of a worktable to supply air to the side opposite to the printing surface of the substrate film. At this time, the degree of control of film shake was confirmed while changing the strength of the air supplied from the air floating kit from 1.0 kPa to 5.0 kPa.
상기로부터 형성된 베젤 패턴의 결과를 도 6 내지 7에 나타내었다.The results of the bezel pattern formed from the above are shown in Figures 6 and 7.
도 6은 실시예 1로부터 형성된 베젤 패턴의 형상으로서, 2도 인쇄된 베젤 패턴 형상에 있어서 ①의 위치에서는 90㎛의 선폭, 그리고 ②의 위치에서는 50㎛의 선폭을 나타냄을 확인하였으며, 이는 정밀 인쇄(100㎛ 미만의 해상도)를 요하는 디스플레이 업계의 요구를 충족시키는 것이다.FIG. 6 is a shape of a bezel pattern formed from Example 1. It was confirmed that in the shape of a bezel pattern printed twice, a line width of 90 μm was shown at position ①, and a line width of 50 μm was shown at position ②, which satisfies the needs of the display industry that requires precision printing (resolution of less than 100 μm).
도 7은 실시예 2에 따라 베젤 패턴 형성시 에어 플로팅 키트를 작동시켰을 때 기재 필름의 떨림 제어 정도를 나타낸 그래프이다. 도 7의 그래프 수치에서 볼 수 있는 바와 같이, 에어 플로팅 키트를 작동시키는 경우 비작동시에 비해 필름의 떨림에 의한 변위가 매우 작고, 작동시와 비작동시의 변위값 차이가 100㎛ 이상임을 확인할 수 있다.Fig. 7 is a graph showing the degree of control of shake of a base film when an air floating kit is operated in forming a bezel pattern according to Example 2. As can be seen from the graph figures of Fig. 7, when the air floating kit is operated, the displacement due to shake of the film is much smaller than when not operated, and it can be confirmed that the difference in displacement value between when operated and when not operated is 100㎛ or more.
이로부터, 기재 필름이 정지된 상태에서 잉크젯 프린팅을 수행할 때 정지된 기재 필름에 에어를 공급하는 경우 필름의 긴장력(tension)을 보다 효과적으로 제어하여 상/하 변위를 최소화함으로써, 정지된 상태에서의 정밀 인쇄효율을 더욱 증진시킬 수 있다.From this, when performing inkjet printing in a stationary state of a substrate film, by supplying air to the stationary substrate film, the tension of the film can be more effectively controlled to minimize up/down displacement, thereby further improving the precision printing efficiency in a stationary state.
100: 베젤 패턴 형성 시스템 10: 워크 테이블
11: 언와인딩롤 12: 리와인딩롤
13: 가이드롤 14: 텐션롤
20: 표면처리부 30: 인쇄부
40: 축적부 50: 적층부100: Bezel pattern forming system 10: Work table
11: Unwinding roll 12: Rewinding roll
13: Guide roll 14: Tension roll
20: Surface treatment section 30: Printing section
40: Accumulation part 50: Stacking part
Claims (15)
상기 가이드롤과 텐션롤의 사이에 배치되어, 이송 중인 기재 필름을 일시적으로 정지시키기 위한 워크 테이블(work place);
상기 언와인딩롤과 상기 가이드롤의 사이에 배치되어 기재 필름의 표면을 처리하기 위한 표면처리부;
상기 워크 테이블의 상부에 배치되어 정지된 기재필름 상에 잉크젯 프린팅을 수행하기 위한 인쇄부;
상기 가이드롤 및 텐션롤의 각각의 일측에 구비되어, 상기 워크 테이블의 전후에서 상기 기재필름이 정지 상태에서의 인쇄 후 재이송될 때 발생하는 응력을 분산시키기 위한 축적부(accumulation part); 및
상기 텐션롤의 일측에 구비된 축적부와 상기 리와인딩롤의 사이에 구비되어, 상기 기재 필름의 인쇄 후 인쇄된 표면에 보호필름을 코팅하기 위한 적층부(lamination part)를 포함하고,
상기 기재 필름의 폭은 750 내지 1250 mm이고,
상기 워크 테이블 상에서 기재 필름의 정지 상태는 각 1도 인쇄시마다 5 내지 10초 동안 유지되고,
상기 축적부는 롤 형태의 복수의 축적기(accumulator)를 포함하고, 상기 복수의 축적기가 80 내지 150 cm의 간격(Lx)으로 배치되어 서로 연결되는 구조를 갖고,
상기 축적부에 구비된 복수의 축적기는 공압 펌프를 이용한 공압의 차이에 따라 좌/우 및 상/하로 작동되고,
상기 가이드롤의 일측에 구비되는 축적부가 상기 텐션롤의 일측에 구비되는 축적부에 비해 더 많은 수의 축적기를 갖는 것인, 베젤 패턴 형성용 롤투롤/잉크젯 프린팅 시스템.It includes an unwinding roll and a rewinding roll for supplying and recovering a substrate film, a guide roll for driving the substrate film supplied from the unwinding roll, and a tension roll for applying tension to the substrate film.
A work table (work place) arranged between the guide roll and the tension roll to temporarily stop the substrate film being transported;
A surface treatment unit arranged between the unwinding roll and the guide roll for treating the surface of the substrate film;
A printing unit for performing inkjet printing on a stationary substrate film placed on the upper part of the work table;
An accumulation part provided on each side of the guide roll and tension roll to disperse stress generated when the substrate film is retransported after printing in a stationary state before and after the work table; and
It includes a lamination part provided between the accumulation part provided on one side of the tension roll and the rewinding roll, for coating a protective film on the printed surface after printing the base film.
The width of the above-mentioned film is 750 to 1250 mm,
The stationary state of the substrate film on the above work table is maintained for 5 to 10 seconds for each 1-color printing,
The above-mentioned accumulator comprises a plurality of accumulators in a roll shape, and has a structure in which the plurality of accumulators are arranged at intervals (L x ) of 80 to 150 cm and connected to each other.
The multiple accumulators provided in the above-mentioned accumulator are operated left/right and up/down according to the difference in air pressure using an air pump.
A roll-to-roll/inkjet printing system for forming a bezel pattern, wherein the accumulation unit provided on one side of the guide roll has a greater number of accumulation units than the accumulation unit provided on one side of the tension roll.
상기 워크 테이블은 기재 필름을 진공 흡착하여 정지 상태를 유지하기 위한 다수의 진공홀을 포함하는 시스템.In the first paragraph,
The above work table is a system including a plurality of vacuum holes for maintaining a stationary state by vacuum suction of a substrate film.
상기 워크 테이블 상에서 기재 필름의 정지 상태는 각 1도 인쇄시마다 6 내지 8초 동안 유지되는 시스템.In the first paragraph,
A system in which the stationary state of the substrate film on the above work table is maintained for 6 to 8 seconds for each 1-color printing.
상기 표면처리부는 코로나 처리를 위한 방전전극을 포함하는 시스템.In the first paragraph,
The above surface treatment unit is a system including a discharge electrode for corona treatment.
상기 인쇄부는 잉크젯 헤드 및 경화장치를 포함하는 시스템.In the first paragraph,
The above printing unit is a system including an inkjet head and a curing device.
상기 적층부 및 리와인딩롤 사이에 추가의 축적부가 포함하는 시스템.In the first paragraph,
A system comprising an additional accumulation member between the above-described lamination member and the rewinding roll.
상기 텐션 롤과 상기 축적부의 사이에 기재 필름의 좌/우 변위 제어를 위한 에지 위치 제어장치(edge position control, EPC)를 추가로 포함하는 시스템.In the first paragraph,
A system further comprising an edge position control (EPC) device for controlling left/right displacement of the substrate film between the tension roll and the accumulation unit.
상기 워크 테이블의 양측에 기재 필름의 상/하 변위 제어를 위한 에어 플로팅 키트(air floating kit)를 추가로 포함하는 시스템. In the first paragraph,
A system further comprising an air floating kit for controlling the upper/lower displacement of the substrate film on both sides of the work table.
상기 에어 플로팅 키트(air floating kit)는 상기 워크 테이블 상에 정지된 기재 필름에 1.0 내지 5.0 kPa 세기의 에어를 공급하는 시스템.In Article 13,
The above air floating kit is a system that supplies air at a pressure of 1.0 to 5.0 kPa to a substrate film suspended on the work table.
상기 기재 필름 상에 인쇄된 패턴의 해상도 및 오류를 검사하는 검사부를 추가로 포함하는 시스템.In the first paragraph,
A system further comprising an inspection unit for inspecting the resolution and errors of a pattern printed on the above-mentioned substrate film.
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