웹 이송제어 기반의 롤투롤 시스템을 위한 ESD 프린팅 시스템 개발

최경현(Kyung-hyun Choi),양봉수(Bong-su Yang),탄충탄(Tran Trung Thanh),도양회(Yang-hoi Doh),김동수(Dong-su Kim) 한국기계가공학회 2009 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 Vol.2009 No.6월

R2R (Roll to Roll) ESD (Electro-static Deposition) system is known as a flexible manufacturing system with many applications. Flexible electronics devices can be made by using ESD printing element technology for mass-production with flexible substrate and conductive ink. Through development of R2R ESD (R2R hybrid) system, R2R ESD takes advantages of low cost, time consumption and high precision. And it is good for manufacturing RFID, solar cell, flexible display etc. This paper proposes a design of ESD printing system and development plan for R2R hybrid system of web transfer control base.

웹 이송제어 기반의 롤투롤 시스템을 위한 ESD 프린팅 시스템 개발

최경현(Kyung-hyun Choi),양봉수(Bong-su Yang),탄충탄(Tran Trung Thanh),도양회(Yang-hoi Doh),김동수(Dong-su Kim) 한국기계가공학회 2009 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 Vol.2009 No.6

R2R (Roll to Roll) ESD (Electro-static Deposition) system is known as a flexible manufacturing system with many applications. Flexible electronics devices can be made by using ESD printing element technology for mass-production with flexible substrate and conductive ink. Through development of R2R ESD (R2R hybrid) system, R2R ESD takes advantages of low cost, time consumption and high precision. And it is good for manufacturing RFID, solar cell, flexible display etc. This paper proposes a design of ESD printing system and development plan for R2R hybrid system of web transfer control base.

RTR 공정에 의한 PLC 광통신 소자 구현 기술

김정훈(Jung Hoon Kim),김소희(So Hee Kim),강호주(Ho Ju Kang),조상욱(Sang-Uk Cho),이태호(Tae Ho Lee),정명영(Myung Yung Jeong) Korean Society for Precision Engineering 2014 한국정밀공학회지 Vol.31 No.6

The roll to roll (RTR) imprint process is an integrated imprinting process where steps ranging from assignment of a function to a flexible rolled substrate to rewinding of the same substrate in a roll are performed. RTR imprint is a green, low-cost technology without limitations. In RTR imprint, it is important to manufacture the mold precisely and maintain uniform process condition. To this, process conditions have to include precision tension control, optimization of process parameters. We introduced RTR imprint to fabricate planar lightwave circuit (PLC) device for communication, by new schematic design and process optimization, we fabricated successfully optical device. The fabricated optical device showed the optical performance which was satisfied to meet international standard.

롤투롤 공정의 이해 및 동향

하영우 ( Yeong-woo Ha ),김기환 ( Gi-hwan Kim ),임동찬 ( Dong-chan Lim ) 한국전기전자재료학회 2024 전기전자재료학회논문지 Vol.37 No.1

롤투롤 공정은 제조 환경에서 필수적인 위치를 차지하고 있으며, 그 중요성은 수많은 산업에 걸쳐 반향을 일으키고 있다. 이 다목적 기술 플랫폼은 다양한 공정 방법을 포괄하고 광범위한 재료 범주를 수용하여 현대 생산의 초석이 되고 있다. 이 광범위한 영역에서 일반적으로 사용되는 두 가지 코팅 기술인 슬롯 다이와 그라비아 코팅 방식은 완벽한 코팅을 구현하는 정밀도와 효율성으로 각광받고 있다. 또한 건조 공정은 열 건조, 적외선(IR) 건조, 자외선(UV) 건조 방식에 크게 의존하여 재료를 액체 또는 반액체 상태에서 바로 사용할 수 있는 고체 제품으로 신속하게 전환한다. 롤투롤 공정의 중요성은 제조 공정을 간소화하고 비용을 절감하며 제품 품질을 향상시킬 수 있다는 점이 있다. 이 글에서는 이러한 일반적인 롤투롤 공정 방법의 복잡성에 대해 자세히 살펴봄으로써 이러한 중요성의 깊이를 파악하고자 한다. 엄격한 연구와 세심한 데이터 수집을 통해 이러한 기술이 다양한 산업을 형성하고 제조 세계를 발전시키는 데 중추적인 역할을 하는 것을 조명하고자 한다. 롤투롤 공정의 중요성을 이해함으로써 롤투롤 공정의 잠재력을 최대한 활용하고 생산 혁신과 우수성을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이다. Roll-to-roll processing holds an integral position within the manufacturing landscape, and its significance reverberates across numerous industries. This versatile technology platform encompasses a diverse array of process methods and accommodates a wide spectrum of material categories, making it a cornerstone of modern production. Within this expansive domain, two commonly employed coating techniques, namely the slot die and gravure coating methods, have earned their prominence for their precision and efficiency in delivering flawless coatings. Additionally, the realm of drying processes relies heavily on thermal drying, infrared (IR) drying, and ultraviolet (UV) drying methods to expedite the transformation of materials from their liquid or semi-liquid states to solid, ready-to-use products. The undeniable importance of roll-to-roll processing lies in its ability to streamline manufacturing processes, reduce costs, and enhance product quality. This article embarks on a comprehensive journey to fathom the depth of this importance by delving into the intricacies of these common roll-to-roll process methods. Through rigorous research and meticulous data collection, we aim to shed light on the pivotal role these techniques play in shaping various industries and advancing the world of manufacturing. By understanding their significance, we can harness the full potential of roll-to-roll processing and pave the way for innovation and excellence in production.

롤투롤 인쇄전자 시스템에서 인쇄패턴의 두께와 표면조도에 관한 통계적 분석

이창우(Chang Woo Lee),김남석(Nam Seok Kim),김창완(Chang Wan Kim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.3

롤투롤 인쇄전자 시스템은 높은 생산성과 낮은 원가를 이점으로 인쇄전자 산업에서 가장 각광을 받고 있는 인쇄기술 중 하나이다. 이러한 롤투롤 인쇄전자 시스템에서 인쇄패턴의 특성은 인쇄물의 기능적 성질을 결정짓는 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인쇄패턴의 특성을 결정짓는 주요 인자들이 특별히 인쇄패턴의 두께와 표면 조도에 미치는 영향성에 대한 분석이 수행되었다. 실험계획법을 적용하여 인쇄패턴의 두께와 표면조도에 대한 각 인자의 주효과 및 교호작용 효과를 정량적으로 제시하였고, 분산분석을 통해 유의한 인자를 찾아내었다. 또한 이에 따르는 통계적 모델이 주요 인자의 함수로서 개발되었다. 이러한 결과는 롤투롤 전자인쇄 시스템의 특징에 따라 요구되는 인쇄패턴의 특성을 얻는데 활용될 수 있을 것이다. The roll-to-roll (R2R) printed electronics system is one of the most promising technologies for the printed electronics industry because of several advantages in terms of productivity and cost. In the R2R printed electronics system, the characteristics of the printed patterns are an important issue that determines the functional quality of the printed matter. This study analyzed how several main factors may affect the characteristics of printed patterns, especially the thickness and surface roughness. The statistical model for estimation of the printed pattern was developed as a function of the main factors using the design of experiment (DOE) methodology. Based on the statistical analysis results, the R2R printed electronics system can be designed to control the characteristics of printed patterns.

롤투롤 전자인쇄 시스템에서 Nip Roll의 특성에 따른 인쇄 패턴의 품질에 대한 매칭기술 연구

최재원(Jea Won Choi),신기현(Kee Hyun Shin),이창우(Chang Woo Lee) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.2

최근 RFID, 유연디스플레이, 태양전지, 전자 종이 등의 소자를 프린팅 방식을 이용하여 생산하려는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 이런 방식이 기존의 노광기술과 식각기술에 의존하는 반도체 공정에 비해 가격 경쟁력에서 우수하기 때문이다. 특히 RFID, 유연디스플레이, 태양전지. 전자 종이 등은 유연성과 대량생산을 필요로 하기 때문에 롤투롤(roll to roll)공정과 같은 저가격화, 대형생산화에 관심이 집중되고 있다. 이 롤투롤 기술을 사용하기 위해서는 인쇄 패턴의 빠른 구현, 표면 균일도, 두께 등의 높은 인쇄 품질이 보장 되어야 한다. 본 연구는 실험계획법(Design of Experiment)을 적용하여 인자들의 주효과와 교호작용 효과를 분석하고, 롤투롤 전자인쇄 시스템에서 닙 롤의 특성에 따른 인쇄 품질의 영향과 인쇄 품질의 향상 방안을 찾기 위한 매칭기술을 제안 하였다. Currently, active research is being performed on printing of electronic devices such as RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper. This technique has several advantages over existing technologies such as lithography and etching. In particular, RFID devices, flexible displays, solar cells, and e-paper require flexibility and a mass production system. Thus, attention is being focused on the roll-to-roll process. High quality should be guaranteed in the roll-to-roll printed electronics systems, and good thickness and roughness qualities must be ensured. Experimental design was applied to this problem to analyze the main effects and interaction effects of various factors. Matching technology between the nip roll characteristics and the quality of the print pattern in roll-to-roll printed electronics systems was proposed to improve the printing quality.

1LB-7 플렉시블 유기태양전지 모듈 제조 기술 개발 및 사업화 모델

문정열,갈진하,조근상 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1

유기태양전지(Organic Photovoltaic, OPV)의 가장 큰 장점은 롤투롤 인쇄 공정을 통한 대면적화, 양산화가 가능하다는 점이며, 롤투롤 인쇄 공정은 상업화의 핵심 기술이라고 볼 수 있다. 코오롱중앙기술원은 2009년부터 유기태양전지 개발에 착수하여, 현재 롤투롤 연속 인쇄 공정 기반의 유연 유기태양전지 제조 기술, Pilot Line을 보유하고 있으며, 시제품 개발을 병행하면서 사업화를 추진하고 있다. 본 발표를 통해 롤투롤 연속 인쇄 공정을 적용한 플렉시블 모듈 제조 기술에 대해서 소개하고, 성능 향상 및 장기 수명 관련 이슈에 대해서 고찰하고자 한다. 더불어 유기태양전지를 적용하여 사업화가 가능한 유망 분야 및 관련 제품 개발 현황을 공유하고, 사업화 전반에 걸친 핵심 이슈들에 대해 고민하고자 한다.

롤투롤 공정에서 측정지연을 보상하는 압력제어

김지현,김영진,김태형,이병철,오동호 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.2

The roll-to-roll printed electronics process is a next generation process that can replace various photolithography techniques applied to semiconductors, display panels, and electronic components. In the roll-to-roll process, printing pressure affects the uniformity of the line width and the thickness of the printed pattern and is an important factor determining the print quality. The printing pressure control system predominantly used today employs an indirect measurement system for printig pressure. When printing pressure is measured indirectly, a measurement delay inevitably occurs. To calculate the measurement delay, we performed an impact test on the impression roll near the nip where the impression roll meets the plate roll. The measurement delay is compensated for by a time delay predictor, and the printing pressure can then be uniformized. 롤투롤 인쇄전자 공정은 다양한 인쇄공정의 융합이 가능한 공정으로 현재 반도체, 디스플레이 패널, 전자부품 등의 공정에 적용되는 포토리소그래피 기법을 대체할 수 있는 차세대 공정 중 하나이다. 롤투롤 공정에서 인쇄압력은 인쇄 패턴의 선폭 및 두께의 균일도에 영향을 주어 인쇄 품질을 결정하는 중요한 요인이다. 현재 주로 사용하는 인쇄압력 계측 및 제어 장치는 로드셀을 이용하여 인쇄압력을 간접적으로 측정하는 시스템으로 간접적인 측정으로 인해 측정지연이 불가피하게 발생하게 된다. 롤과 롤이 접촉하는 닙 근처의 임프레션 롤에서의 충격시험을 통해 로드셀 신호와의 관계를 확인하여 측정지연을 계산한다. 그리고 시간지연 예측기를 이용하여 측정지연을 보상하고 인쇄압력 균일화를 수행한다.

롤투롤 인쇄압력 균일화를 위한 개별구동 교차결합 토크제어시스템

박지민(Jimin Park),김영진(Youngjin Kim),김형래(Hyeongrae Kim),김주연(Juyeon Kim),오동호(Dongho Oh) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.7

롤투롤 인쇄전자 공정은 기능성 잉크를 롤의 요철면을 이용하여 필름 또는 절연기판 등에 인쇄하여 전자소자, 전자제품을 만드는 공정이며 인쇄품질을 향상시켜 다양한 분야에서 상용화하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 롤의 런아웃을 측정함으로 롤의 형상을 추정하고, 임프레션롤과 플레이트롤의 관계를 모델링하여 상태공간방정식으로 표현한다. 또한, 롤투롤 공정에서 토크제어시스템에 대해 인쇄압력을 얼마나 균일하게 수렴하도록 제어하는지에 대한 실험으로 제어 성능을 비교한다. 그리고, 실험 결과를 토대로 제어 성능을 개선시키기 위해 교차결합제어(cross-coupled-control)를 이용한 개별구동 교차결합 토크제어시스템을 설계 및 실험을 통해 검증한다. Roll-to-roll printing is a process in which electronic devices and electronic products are produced by printing functional ink on a film or an insulating substrate using the surface of a roll. Many studies have been conducted to commercialize roll-to-roll printing in various fields by improving the print quality. In this study, the shape of the roll is measured through a runout, and the relationship between the impression and plate rolls is modeled and expressed through state space equations. Experiments are then conducted to compare and verify the control performance of the one-degree-of-freedom (1-DOF) and 2-DOF torque control systems. Finally, an individual drive cross-coupled torque control system using cross-coupled control is designed to improve the torque control system for more uniform printing pressure.

롤투롤 인쇄전자공정에서 중첩정밀도 향상을 위한 정렬패턴과 위치 측정시스템

서영원(Youngwon Seo),임성진(Seongjin Yim),오동호(Dongho Oh) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.12

인쇄전자는 RFID 나 유연 디스플레이 등의 전자회로나 소자를 인쇄방식으로 제작하는 공정이다. 특히 롤투롤과 같은 웹 이송방식 프린팅은 얇은 필름형태의 웹(Web)에 그라비아 인쇄나 고속 잉크젯과 같은 방법으로 이송중인 웹 상에 회로를 형성하는 공법이다. 이 공정은 생산단가가 저렴하고 고속생산이 가능하다는 이점이 있다. 다층구조를 가지는 회로나 디바이스를 생산할 때, 층과 층을 얼마나 정확하게 중첩시켜 인쇄하는가 하는 것은 인쇄된 전자회로의 집적도와 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 인쇄전자공법을 상용화하기 위해서 높은 중첩정밀도 구현이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 롤투롤 인쇄방식에서 중첩정밀도의 향상을 위한 위치측정 시스템을 제안하고 신뢰성을 확인하였다. 또한 웹이 변형되었을 때의 측정 강인성도 실험적으로 확인하였다. Printed electronics is a technology used for forming electronic circuits or devices, and it is used in the manufacture of many products such as RFID tags, solar cells, and flexible display panels with a much lower cost than in the case of semiconductor process technology. Web-guide-type printing such as roll-to-roll printing is a method used to produce printed electronic devices in a large volume. To commercialize such products, highly precise alignment between printed layers is required. In this study, a highly precise alignment system is proposed, and some experimental results are compared with those obtained using a laser surface vibrometer to illustrate the reliability of the proposed system. The robustness of the proposed system to web deformation is also considered experimentally.