JP6296699B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置に関するものであって、より詳細には、基板の回転にかかわらず、基板の整列を容易に認識する印刷装置に関するものである。

一般に、インクジェット（ｉｎｋｊｅｔ）印刷装置は、有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）の発光層を含む様々な有機物からなる薄膜パターン、または液晶表示装置（ＬＣＤ）のカラーフィルタおよび配向膜パターンなどを形成する場合に用いられる。

この時、インクジェット印刷装置は、ノズルを有するインクジェットヘッドを含み、インクがインクジェットヘッドのノズルを介してガラス（ｇｌａｓｓ）基板上の所定領域に一定の体積で滴下（噴射）される。

この時、ガラス基板上の所定領域にノズルを介してインクを正確に噴射するためには、ガラス基板の精密な整列が要求され、このために、インクジェット印刷装置には、基板上に配置された整列マーク（ａｌｉｇｎ ｍａｒｋ）を撮影するためのカメラ装置が具備される。

図８および図９は、従来の一般的なインクジェット印刷装置における基板の様子を示したものであり、インクジェットプリンティング過程を説明するための図である。

一般的なインクジェットプリンティング順序は、カメラ６２を通して、基板２０上に配置された整列マーク２２を認知し、基板の垂直および水平を合わせた後、印刷するパターン２６の長辺方向、つまり、図８において、矢印方向にノズルを移動させながら定められたインク液を滴下し、所望の厚さおよびレイヤ（ｌａｙｅｒ）特性を確保する。この時、整列マーク２２は、基板２０の４つの角付近に配置されるのが一般的である。

しかし、基板２０が大型化され、生産効率を向上させるための努力として、基板あたりの単位セル（ｃｅｌｌ）２５の数が増加し、単位セル２５の配置が多様化するにつれ、プリンティングのための基板２０の整列作業が複雑になり、時間が多くかかるようになった。

例えば、図８に示された８個の単位セル２５を含む基板２０とは異なり、図９に示された６個の単位セル２５を含む基板２０の場合、プリンティング作業のためには、プリンティング工程前に、基板２０の中心を基準として９０度だけ回転させてから整列過程を行わなければならなかった。

これは、予め設定された方向、例えば、印刷するパターン２６の長辺方向、つまり、図８に示された矢印（あるいは、図９中の右に示された矢印）方向にノズルを移動させながらインクを滴下することによって進行するプリンティング作業を同一の印刷装置で行うためのものである。

この時、図９を参照すれば、基板２０の４つの角付近に配置されている整列マーク２２が、基板２０の回転によってその位置が変化することにより、整列のためにはカメラ６２の位置を移動させなければならず、それにより、印刷装置に入力された座標設定値を変更させるなど、整列過程が複雑になる問題が発生した。

本発明の一実施形態は、印刷対象物である基板の配置方向にかかわらず、同一の整列過程を通じて基板上に印刷することができる印刷装置を提供しようとする。

本発明の一実施形態は、印刷対象物である基板に形成された整列マークの位置が、基板の中心を基準として回転対称に配置され、容易な印刷作業が可能な印刷装置を提供しようとする。

本発明の一態様によれば、印刷対象物である基板の位置を認識して印刷を行う印刷装置であって、前記基板が搭載されるステージと、前記ステージに搭載された前記基板の位置を認識する位置認識部と、前記ステージの上部に位置し、前記基板上に印刷液を塗布する印刷部と、を含み、前記位置認識部は、前記基板に形成された複数の整列マークと、前記整列マークを撮影するカメラと、を含み、前記基板が前記基板の中心を基準として所定角度だけ回転した状態でも、前記整列マークの位置が等しくなるように、前記複数の整列マークは、前記基板の中心を基準として回転対称に配置される、印刷装置を提供する。

この時、前記整列マークは、少なくとも４個であり、前記少なくとも４個の整列マークは、９０度単位で回転対称となるように配置できる。

この時、前記少なくとも４個の整列マークは、正方形状に配置できる。

また、前記整列マークのそれぞれは、回転対称形態であり得る。

一方、前記位置認識部は、前記カメラによって撮影された前記整列マークの座標値を認識する演算装置をさらに含むことができる。

また、前記カメラは、少なくとも２台から構成できる。

この時、前記少なくとも２台のカメラは、前記整列マークの位置に対応するように固定配置できる。

一方、前記印刷部は、前記基板上に前記印刷液を滴下する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドが少なくとも２つの軸方向に移動可能に設けられる移動フレームと、を含むことができる。

この時、前記移動フレームは、前記ステージの上部に、第１軸方向に移動可能に設けられるフレーム部材と、前記フレーム部材に、前記第１軸に垂直な第２軸方向に移動可能に設けられる移動部材と、を含み、前記印刷ヘッドは、前記移動部材の一側に設置できる。

一方、前記位置認識部で認識された情報に基づいて前記基板の位置を調整する制御部をさらに含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、印刷対象物である基板の配置方向にかかわらず、同一の方式で基板の整列および印刷作業を行うことができる。

本発明の一実施形態によれば、印刷対象物である基板に、複数の整列マークを、基板の中心を基準として回転対称に配置することにより、基板の回転の有無にかかわらず、印刷作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる印刷装置を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる印刷装置における基板を示す図である。 図２のＩＩＩ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態にかかる印刷装置における整列マークの他の形態を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる印刷装置における位置認識部を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる印刷装置における印刷部を示す図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’部分の拡大図である。 従来のインクジェット印刷装置における基板の様子を示す図である。 従来のインクジェット印刷装置における基板の様子を示す図である。

以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体において、同一または類似の構成要素については同じ図面符号を付すこととする。図面に表示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したものであるので、本発明は図示した例に限定されない。

図１は、本発明の一実施形態にかかる印刷装置を示す図である。図２は、本発明の一実施形態にかかる印刷装置における基板を示す図である。図３は、図２のＩＩＩ部分の拡大図である。図４は、本発明の一実施形態にかかる印刷装置における整列マークの他の形態を示す図である。図５は、本発明の一実施形態にかかる印刷装置における基板位置認識部を示す図である。図６は、本発明の一実施形態にかかる印刷装置における印刷部を示す図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ’部分の拡大図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００は、印刷対象物である基板１２０の位置を認識して印刷を行う装置であって、ステージ１４０と、位置認識部１６０と、制御部１５０と、印刷部１８０と、を含む。

この時、本発明の一実施形態によれば、ステージ１４０に搭載された基板１２０の整列マーク１２２を位置認識部１６０で認識し、制御部１５０によって基板１２０を整列し、印刷部１８０で整列完了した基板１２０上に印刷作業を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００の各構成を詳細に説明する。

まず、基板１２０は、印刷対象物であって、ガラス基板で形成できる。

本発明の一実施形態によれば、図１に示されるように、基板１２０は、長方形状に形成でき、角付近には整列マーク１２２を配置できる。

これにより、後述する位置認識部１６０で基板１２０上に配置された整列マーク１２２の位置を認識することにより、印刷作業を行うための基板１２０の位置を認識して整列の可否を判断することができる。

これに関する構成は、当該部分で詳細に説明する。

一方、ステージ１４０は、前述した基板１２０が搭載されるための構成である。

ステージ１４０は、基板１２０より大きい平らな板状に形成され得、上部に搭載される基板１２０を固定するための固定手段を具備できる。

この時、本発明の一実施形態によれば、ステージ１４０には、固定手段として、真空チャック（ｖａｃｕｕｍ ｃｈｕｃｋ）のような吸着装置（図示せず）が設置され得る。

また、ステージ１４０上に固定された基板１２０を整列するための機械的な調整手段（図示せず）もステージ１４０の一側に具備できる。

したがって、外部の移送手段を介して印刷装置１００に投入された基板１２０は、ステージ１４０上の予め定められた位置に移動した後、固定手段によってステージ１４０上に固定され、調整手段によって位置を整列できる。

このように、ステージ１４０上に整列されて搭載された基板１２０は、後述する位置認識部１６０によって正確な位置への整列の可否が判断でき、以下、位置認識部１６０の構成を詳細に説明する。

位置認識部１６０は、基板１２０の位置を認識するための構成である。

図５を参照すれば、位置認識部１６０は、基板１２０に配置された整列マーク１２２と、カメラ１６２と、演算装置１６４と、を含むことができる。

整列マーク１２２は、基板１２０の整列のために基板１２０に形成された表示であって、本発明の一実施形態によれば、整列マーク１２２は、複数個から構成できる。

この時、整列マーク１２２は、図２に示されるように、基板１２０の各頂点付近に配置され、４個から構成できる。しかし、これに限定されず、必要によって４個以上から構成されてもよい。

この時、本発明の一実施形態によれば、複数の整列マーク１２２は、基板１２０の中心１２４を基準として回転対称に配置できる。

これにより、基板１２０が基板１２０の中心１２４を基準として所定角度だけ回転した状態でも、整列マーク１２２の位置を等しく認識できる。

例えば、図２を参照すれば、４個の整列マーク１２２は、基板１２０の中心１２４を基準として回転対称となるように正方形状に配置でき、この時、基板１２０が基板１２０の中心１２４を基準として９０度の角度だけ回転する場合、４個の整列マーク１２２の位置は変化なく常に等しい位置に配置できる。

したがって、位置認識部１６０で認識する整列マーク１２２の位置は、基板１２０の回転の有無にかかわらず、常に等しく認識できる。

この時、本発明の一実施形態によれば、整列マーク１２２それぞれの形態は、回転対称に形成できる。

例えば、図３を参照すれば、整列マーク１２２は、横および縦の長さが等しい、十字状に形成できる。

また、回転対称である他の形態として円状に形成できるが、図４を参照すれば、円状の整列マーク２２２には、基板１２０の回転角度単位に対応するように一定のパターンが形成されてもよい。

これにより、基板１２０上に回転対称に配置された複数の整列マーク１２２は、所定角度、例えば、９０度の角度だけ回転しても、整列マーク１２２の形態を常に等しく維持できる。

このように、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００では、４個の回転対称形態の整列マーク１２２が、基板１２０の中心１２４を基準として回転対称形態に、例えば、正方形状に配置されることにより、基板が９０度単位で回転しても、整列マーク１２２の位置を等しく維持できる。

したがって、基板１２０に形成される単位セルの配置が変化することにより、基板１２０の横、縦の配置が変更され、基板１２０が９０度回転した形態で、印刷装置１００のステージ１４０に搭載されても、基板１２０の整列のための設備およびプロセスの変更や付加的な調整がなくても、基板１２０の整列過程を一定の方式で容易に実施できる。

一方、前述した整列マーク１２２は、カメラ１６２によって撮影できる。

つまり、カメラ１６２は、基板１２０に形成された整列マーク１２２を撮影するための構成であって、本発明の一実施形態によれば、基板１２０がステージ１４０に搭載された状態で、基板１２０に配置された整列マーク１２２の位置に対応するように配置できる。

この時、カメラ１６２は、ステージ１４０の上部に配置でき、また、所定の位置に固定配置できる。

この時、本発明の一実施形態によれば、カメラ１６２は、少なくとも２台から構成できる。

より詳細には、図５を参照すれば、カメラ１６２は、２台から構成でき、２台のカメラ１６２はそれぞれ、個別整列マーク１２２の上部に固定配置され、対応する整列マーク１２２を撮影することができる。

このように、カメラ１６２によって撮影された整列マーク１２２の情報は演算装置１６４に伝達できる。

演算装置１６４は、カメラ１６２によって撮影された整列マーク１２２の座標値を認識するための構成である。

この時、本発明の一実施形態によれば、演算装置１６４は、コンピュータ装置であり得、カメラ１６２を通した撮影情報の伝達を受けることができる。

この時、本発明の一実施形態によれば、演算装置１６４は、少なくとも２個の整列マーク１２２の中心点の（ｘ、ｙ）座標値を認識することができる。

これにより、ステージ１４０上に搭載された基板１２０の位置を精密に数値化することができる。

このように、位置認識部１６０によって認識された基板１２０の位置情報は制御部１５０に伝達できる。

つまり、制御部１５０は、位置認識部１６０で認識された基板１２０の位置情報、例えば、基板１２０に配置された整列マーク１２２の座標値情報に基づいて基板１２０の位置を調整するための構成である。

これにより、図５を参照すれば、制御部１５０は、位置認識部１６０の演算装置１６４に連結できる。

この時、制御部１５０は、演算装置１６４から伝達された整列マーク１２２の座標値情報を、予め設定された基準座標値と比較することにより、ステージ１４０に搭載された基板１２０の整列の可否を判断することができる。

また、本発明の一実施形態によれば、制御部１５０は、ステージ１４０に連結できる。

これにより、ステージ１４０に搭載された基板１２０の整列が正確でない場合、制御部１５０は、ステージ１４０に調整信号を送ることができ、ステージ１４０に具備された調整手段を介して基板１２０の整列を調整することができる。

この過程を通じて基板１２０の整列を完了してから、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００は、印刷部１８０を介して基板１２０上に印刷作業を行うことができ、以下、印刷部１８０の構成を詳細に説明する。

印刷部１８０は、ステージ１４０に固定された基板１２０上に印刷液を塗布することによって印刷作業を行う部分であって、図１を参照すれば、印刷ヘッド１８２が互いに垂直な２つの軸であるｘ軸およびｙ軸方向に移動可能に構成できる。

これにより、本発明の一実施形態によれば、図６に示されるように、印刷部１８０は、印刷ヘッド１８２と、移動フレーム１８４と、を含むことができる。

印刷ヘッド１８２は、ステージ１４０に固定された基板１２０上に印刷液を滴下する部分であって、印刷液を滴下可能なノズル（ｎｏｚｚｌｅ）（図示せず）を具備できる。この時、ノズルは、複数個から構成できる。

この時、本発明の一実施形態によれば、印刷ヘッド１８２は、後述する移動フレーム１８４によって少なくとも互いに垂直な２つの軸方向、例えば、図１、図６および図７を参照すれば、ｘ軸およびｙ軸方向に移動可能に設置できる。

つまり、移動フレーム１８４は、印刷ヘッド１８２を少なくとも互いに垂直な２つの軸方向に移動可能にするための部分であって、図６を参照すれば、フレーム部材１８５と、移動部材１８６と、を含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、フレーム部材１８５は、ステージ１４０の上部に、ｙ軸方向に移動可能に設けられ、移動部材１８６は、フレーム部材１８５の一側に、ｙ軸に垂直なｘ軸方向に移動可能に設けられる。

この時、ｘ軸およびｙ軸の方向は、図１および図７を基準とし、以下の説明においても同様である。

この時、印刷ヘッド１８２は、移動部材１８６の一側に設置できる。

結果的に、印刷ヘッド１８２は、移動部材１８６がフレーム部材１８５に支持されて移動することによってｘ軸方向に移動が可能であり、フレーム部材１８５がステージ１４０に支持されて移動することによってｙ軸方向に移動が可能である。

しかし、印刷部１８０の構造はこれに限定されず、印刷ヘッド１８２が少なくとも２つの軸方向に移動可能に多様な構造に形成可能である。

前述のように、少なくとも２つの軸方向に移動可能な印刷ヘッド１８２を介した、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００の印刷作業過程を詳細に説明すれば、まず、印刷ヘッド１８２が一軸方向、例えば、ｙ軸方向に移動しながら基板１２０上に印刷液を塗布する。

この時、ｙ軸方向の印刷が完了すると、印刷ヘッド１８２が所定距離だけｘ軸方向に移動した後、印刷ヘッド１８２が再びｙ軸方向に移動しながら基板１２０上に印刷液を塗布することができる。

この過程が繰り返されることにより、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００による印刷作業を実施できる。

以上説明したように、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００は、印刷対象物である基板１２０の横、縦の配置方向にかかわらず、同一の設備およびプロセスによって基板１２０の位置を認識して整列することができる。

この時、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００は、基板１２０に配置される複数の整列マーク１２２を、基板１２０の中心１２４を基準として回転対称に配置することにより、基板１２０の回転の有無にかかわらず、基板１２０の位置を常に同一の撮影装置の方式で認識できるため、印刷装置１００上で設備およびプロセスの変更や調整がなくても、容易に整列作業を行うことができる。

これにより、本発明の一実施形態にかかる印刷装置１００は、多様な配置の基板１２０上でも効率的に印刷作業を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。

２０：基板
２２：整列マーク
２５：単位セル
２６：パターン
６２：カメラ
１００：印刷装置
１２０：基板
１２２：整列マーク
１２４：中心
１４０：ステージ
１５０：制御部
１６０：位置認識部
１６２：カメラ
１６４：演算装置
１８０：印刷部
１８２：印刷ヘッド
１８４：移動フレーム
１８５：フレーム部材
１８６：移動部材
２２２：整列マーク

Claims (10)

1. 印刷対象物である基板の位置を認識して印刷を行う印刷装置であって、
   前記基板が搭載されるステージと、
   前記ステージに搭載された前記基板の位置を認識する位置認識部と、
   前記ステージの上部に位置し、前記基板上に印刷液を塗布する印刷部と、を含み、
   前記位置認識部は、
   前記基板に形成された複数の円形の整列マークと、
   前記整列マークを撮影するカメラと、を含み、
   前記基板が前記基板の中心を基準として所定角度だけ回転した状態でも、前記整列マークの位置が等しくなるように、前記複数の整列マークは、前記基板の中心を基準として回転対称に配置され、
   前記整列マークは回転対称の円の形態であり、互いに分離された８つの部分を含むことを特徴とする、印刷装置。
2. 前記整列マークは、少なくとも４個であり、
   前記少なくとも４個の整列マークは、９０度単位で回転対称となるように配置されることを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。
3. 前記少なくとも４個の整列マークは、正方形状に配置されることを特徴とする、請求項２記載の印刷装置。
4. 前記整列マークのそれぞれは、回転対称形態であることを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。
5. 前記位置認識部は、
   前記カメラによって撮影された前記整列マークの座標値を認識する演算装置をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。
6. 前記カメラは、少なくとも２台から構成されることを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。
7. 前記少なくとも２台のカメラは、前記整列マークの位置に対応するように固定配置されることを特徴とする、請求項６記載の印刷装置。
8. 前記印刷部は、
   前記基板上に前記印刷液を滴下する印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドが少なくとも２つの軸方向に移動可能に設けられる移動フレームと、を含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。
9. 前記移動フレームは、
   前記ステージの上部に、第１軸方向に移動可能に設けられるフレーム部材と、前記フレーム部材に、前記第１軸に垂直な第２軸方向に移動可能に設けられる移動部材と、を含み、
   前記印刷ヘッドは、前記移動部材の一側に設けられることを特徴とする、請求項８記載の印刷装置。
10. 前記位置認識部で認識された情報に基づいて前記基板の位置を調整する制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の印刷装置。

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