KR100788197B1

KR100788197B1 - 인쇄장치 및 인쇄방법

Info

Publication number: KR100788197B1
Application number: KR1020060104059A
Authority: KR
Inventors: 최유찬; 김상경; 최성원; 김종경; 채호철; 손준영; 강병식; 임태현
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2007-12-26

Abstract

인쇄장치 및 인쇄방법이 개시된다. 본 발명의 인쇄장치는, 블랭킷 롤(Blanket roll)에 의한, 기판에 대한 실질적인 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage); 워크 스테이지를 일정 높이 부상시키는 스테이지 부상부; 워크 스테이지의 주변에 마련되어 블랭킷 롤에 대한 기판의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지하는 감지부; 적어도 일부분이 워크 스테이지와 접촉하도록 마련되며, 스테이지 부상부에 의해 워크 스테이지가 일정 높이 부상된 상태에서 워크 스테이지를 워크 스테이지의 판면 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및 감지부의 신호에 기초하여 스테이지 이동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인을 효율적인 구조로써 수행할 수 있으며, 또한 기판의 인쇄 작업 시 특히 상대적으로 큰 중량의 기판 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

인쇄장치, 워크 스테이지, 얼라인, 부상, 푸셔, 액추에이터, 인쇄방법

Description

인쇄장치 및 인쇄방법{Printer and Printing Method}

도 1의 (a) 및 (b)는 각각 R, G, B 패턴이 인쇄된 칼라필터층에 대한 2 종류의 구조를 나타낸 도면들이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치의 개략적인 구조도이다.

도 3 및 도 4는 각각 기판이 로딩되는 과정을 단계적으로 도시한 워크 스테이지 영역의 개략적인 측면도이다.

도 5는 도 2에 도시된 워크 스테이지 영역의 부분 평면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 워크 스테이지 영역의 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 그라비아 롤 10a : 요홈부

12 : 지지부 20 : 닥터 블레이드

22 : 나이프 30 : 디스펜서

40 : 블랭킷 롤 45 : 워크 테이블

50 : 워크 스테이지 58 : 지지플레이트

60a,60b : 감지부 62a,62b : 갠트리부

70 : 스테이지 부상부 80 : 스테이지 이동부

81a~81c : 푸셔 83a~83c : 액추에이터

85 : 높이조절부 87 : 위치결정부

본 발명은, 인쇄장치 및 인쇄방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인을 효율적인 구조로써 수행할 수 있으며, 또한 기판의 인쇄 작업 시 특히 상대적으로 큰 중량의 기판 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄장치 및 인쇄방법에 관한 것이다.

최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다. 평판디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 많이 사용된다. 평판디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.

평판디스플레이에는 통상적으로 칼라(color) 구현을 위한 칼라필터층이 형성되어 있는데, 화상표시 영역 이외의 영역으로 광이 누설되어 표시장치의 화질이 저하되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있는 칼라필터가 구비된다.

이러한 칼라필터를 갖는 대표적인 평판디스플레이가 전술한 LCD이다. LCD는 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 기판과, 칼라필터층이 형성된 칼라필터 기판과, 이들 기판 사이에 충전되는 액정을 구비한다.

칼라필터층에는, 각각 R, G, B 패턴이 인쇄된 칼라필터층의 2 종류 구조를 도시한 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 통상적으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴의 색소를 갖는 화소가 형성된다. 각 화소는 R, G, B를 갖는 서브화소(sub-pixel)로 이루어질 수도 있지만, 일반적으로 각 화소가 하나의 색소를 갖는 것이 보통이다.

칼라필터층을 형성함에 있어, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 R, G, B 패턴이 각각 배열되도록 R, G, B 패턴을 일렬로 규칙적으로 배열할 수도 있고, 혹은 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 동일한 행에 R, G, B 패턴을 반복적으로 배열할 수도 있다. R, G, B 패턴의 배열에 따라 해상도의 차이를 다양하게 구현할 수 있다.

이러한 칼라필터층은 다양한 방법, 예를 들어, 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법 등의 방법에 의해 제작될 수 있다. 종래의 수동 매트릭스 방식 중 하나인 STN(Super Twisted Nematic) 방식의 LCD에서는 주로 염색법, 인쇄법 및 점착법 등에 의해 칼라필터층을 제작했지만, 정교성이 뛰어나고 재현성이 좋으며 대면적 액정에 적용 가능한 능동 매트릭스 방식인 TFT(Thin Film Transistor) LCD에서는 주로 안료분산법이 사용된다.

안료분산법에서는 감광성의 칼라레지스트를 일반적인 포토공정에 의해 패턴을 형성함으로써 칼라필터층을 제작한다. 즉, 감광성의 칼라레지스트를 기판 상에 도포하고 마스크를 이용하여 광을 조사한 후 현상액을 작용시켜 원하는 패턴을 형성함으로써 칼라필터층을 완성한다.

이와 같이 안료분산법에 의해 칼라 필터를 형성하기 위해서는 포토공정이 필요하게 되는데, 이러한 포토공정은 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조비용이 많이 소요되는 문제점을 야기한다. 더욱이 R, G, B 패턴의 색소에 대응하는 화소를 형성하기 위해서는 포토공정을 3회 반복해야만 하기 때문에 공정이 더욱 복잡해진다.

이러한 안료분산법의 문제점을 극복하기 위하여 최근에는 인쇄법을 TFT LCD 분야에서도 사용하는 방안이 제시되고 있다.

인쇄법은 칼라레지스트가 충진된 그라비아(Gravure)와 이에 대응하는 롤(roll)을 구비하여 해당 색소의 칼라레지스트 패턴을 롤의 작용에 의해 기판에 형성하고 이어서 또 다른 롤에 의해 다른 색의 칼라레지스트를 순차적으로 형성하는 방식이다. 즉, 소위, 그라비아(Gravure roll)의 외면에 R, G, B 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소)를 도포한 후, 블랭킷 롤(Blanket roll)을 그라비아 롤 또는 그라비아 플레이트(Gravure plate)의 외면에 접촉시켜 그라비아 롤 또는 그라비아 플레이트로부터 R, G, B 칼라레지스트를 블랭킷 롤이 전이 받은 후에 블랭킷 롤의 작용에 의해 R, G, B 패턴을 기판에 형성한다.

이러한 인쇄법이 실용화될 수 있다면 기판에 R, G, B 패턴을 인쇄하여 칼라필터층을 제작하는 공정을 보다 빠르고 효과적으로 수행할 수 있을 것이나, 아직 이러한 인쇄법으로 칼라필터층을 제작할 수 있는 장치(이하, 인쇄장치라 함)가 실용화되지 못한 상태이다. 따라서 이러한 인쇄장치에 대한 연구 개발이 활발히 진행 중이다.

지금까지 연구 개발되고 있는 인쇄장치의 경우, 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지(work stage) 상면에 로딩(roading)된 기판을 블랭킷 롤에 대해 얼라인하고자 할 때, 워크 스테이지 상면에서 기판을 단독으로 얼라인할 수 없으므로 워크 스테이지 그 자체를 X축, Y축 및 θ축으로 이동시키는 것으로 알려져 왔다. 왜냐하면, 워크 스테이지 상에서 기판을 얼라인해 놓는다 하더라도 인쇄 작업을 위해 기판이 워크 스테이지의 상면으로 완전히 밀착되어 흡착될 때 이미 얼라인된 기판이 다시 틀어질 우려가 있기 때문이다.

이와 같이 워크 스테이지 자체를 X축, Y축 및 θ축으로 이동시키면서 기판을 얼라인하기 위해 워크 스테이지에는 워크 스테이지를 지지하기도 하면서 워크 스테이지를 이동시키는 스테이지 이동지지용 구조물이 갖춰질 수 있다. 이러한 구조물은 주로 워크 스테이지의 하면에 직접 결합된 상태에서 자체적으로 구동하면서 워크 스테이지를 이동시키는 타입(type)으로 예상될 수 있다.

한편, 근자에 들어 40 인치 이상의 대형 TV와 20 인치 이상의 대형 모니터에 대한 선호도가 높아짐에 따라 LCD를 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 기판을 제작하기 위해, 가로 및 세로의 폭이 2 미터(m) 이상인 8세대까지 기판의 크기를 증가시키는 연구가 진행되고 있고, 실질적으로 곧 상용화가 예상되고 있다.

따라서 이러한 대면적 기판을 처리하는 인쇄장치에 갖춰진 워크 스테이지 및 블랭킷 롤 등의 크기 및 부피, 그리고 중량은 실질적으로 거대해질 수밖에 없다. 특히, 8세대 기판에 대한 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지의 경우에는 대략 수 톤(ton)의 중량을 가질 것으로 예상되므로 전술한 바와 같이, 워크 스테이지의 하면에 직접 결합된 상태에서 워크 스테이지를 이동시키는 타입(type)의 경우 큰 중량을 갖는 워크 스테이지가 X축, Y축 및 θ축으로의 얼라인 작업 완료된 기판에 대한 인쇄 작업 시 워크 스테이지가 임의로 이동되는 현상이 발생할 우려가 있다. 만약에 인쇄 작업 시 워크 스테이지가 임의로 이동된다면 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인이 정확하게 유지될 수 없어 기판에 대한 인쇄 품질에 악영향을 미칠 수밖에 없기 때문에 워크 스테이지를 효과적으로 이동시키면서도 인쇄 작업 시에는 워크 스테이지를 견고하게 지지할 수 있는 새로운 구조의 개발이 요구된다.

본 발명의 목적은, 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인을 효율적인 구조로써 수행할 수 있으며, 또한 기판의 인쇄 작업 시 특히 상대적으로 큰 중량의 기판 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄장치 및 인쇄방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 블랭킷 롤(Blanket roll)에 의한, 기판에 대한 실질적인 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 상기 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage); 상기 워크 스테이지를 일정 높이 부상시키는 스테이지 부상부; 상기 워크 스테이지의 주변에 마련되어 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지 하는 감지부; 적어도 일부분이 상기 워크 스테이지와 접촉하도록 마련되며, 상기 스테이지 부상부에 의해 상기 워크 스테이지가 일정 높이 부상된 상태에서 상기 워크 스테이지를 상기 워크 스테이지의 판면 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및 상기 감지부의 신호에 기초하여 스테이지 이동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 스테이지 부상부는, 분사되는 공기(air)에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 에어베어링(air bearing)을 포함할 수 있다.

상기 워크 스테이지의 하부 영역에서 상기 워크 스테이지와 이격간격을 두고 상기 워크 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함할 수 있으며, 상기 에어베어링은 공기가 분사되는 공기분사공이 상기 워크 스테이지를 향하도록 상기 지지플레이트에 복수개 결합될 수 있다.

상기 스테이지 이동부는, 상기 워크 스테이지의 어느 두 측벽에 각각 마련되며, 해당 위치에서 반대편 측벽을 향해 상기 워크 스테이지를 각각 가압하는 복수의 푸셔; 및 상기 복수의 푸셔가 위치한 측벽들의 반대편 측벽에 마련되며, 해당 위치에서 상기 워크 스테이지를 향해 접근 및 이격되는 복수의 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 블랭킷 롤에 의한 상기 기판의 인쇄 작업 방향에 대해 상기 워크 스테이지의 전후방 측벽에는 각각 하나씩의 푸셔와 액추에이터가 마련될 수 있고, 상기 인쇄 작업 방향에 가로로 배치된 상기 워크 스테이지의 양쪽 측벽에는 각각 두개씩의 푸셔와 액추에이터가 마련될 수 있다.

상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 높낮이를 조절하는 적어도 하나의 높이조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 높이조절부는 상기 인쇄 작업 방향에 가로로 배치된 상기 워크 스테이지의 양쪽 측벽에 각각 복수개로 마련될 수 있다.

상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 위치를 결정하는 위치결정부를 더 포함할 수 있다.

상기 위치결정부는 상기 워크 스테이지의 네 모서리 영역에 각각 마련될 수 있다.

단부가 상기 워크 스테이지의 상면으로부터 승하강 가능하도록 상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 상면으로 로딩(roading)되는 상기 기판을 떠받쳐 지지하는 복수의 리프트 핀(lift pin)을 더 포함할 수 있다.

상기 블랭킷 롤의 양측에 결합되고, 상기 워크 스테이지의 상면으로 상기 블랭킷 롤을 이동 및 회전시키는 이동회전부; 및 상기 이동회전부에 부분적으로 결합되어 상기 이동회전부와 함께 상기 워크 스테이지의 상면으로 이동하는 갠트리부를 더 포함할 수 있으며, 상기 감지부는 상기 갠트리부에 마련될 수 있다.

상기 갠트리부는 상기 블랭킷 롤의 전방에서 상호 이격되게 한 쌍 마련될 수 있으며, 상기 감지부는 한 쌍의 갠트리부에 각각 마련되고, 해당 갠트리부에서 상기 해당 갠트리부의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 결합될 수 있다.

상기 감지부는 상기 기판에 형성된 얼라인 마크(align mark)를 촬영한 후, 촬영된 영상정보를 상기 제어부로 전송하는 얼라인 카메라를 포함할 수 있다.

상기 스테이지 부상부는, 상기 워크 스테이지의 하부 영역에 마련되어 자기력에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 전자석을 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 블랭킷 롤(Blanket roll)에 의한, 기판에 대한 실질적인 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 상기 기판을 워크 스테이지(work stage)에 지지시키는 단계; 상기 워크 스테이지를 스테이지 부상부로 일정 높이 부상시키는 단계; 상기 워크 스테이지의 주변에 마련된 감지부로 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지하는 단계; 상기 감지부의 신호에 기초하여 상기 워크 스테이지가 일정 높이 부상된 상태에서 상기 워크 스테이지를 상기 워크 스테이지의 판면 방향으로 이동시켜 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 얼라인을 수행하는 단계; 상기 워크 스테이지를 상기 스테이지 부상부로 고정시키는 단계; 및 상기 블랭킷 롤을 상기 기판의 표면에 접촉시켜 상기 기판의 표면에 상기 R, G, B 패턴 중에서 선택된 어느 한 패턴을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 스테이지 부상부는, 분사되는 공기(air)에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 에어베어링(air bearing)을 포함할 수 있으며, 상기 워크 스테이지를 고정시키는 단계는, 상기 에어베어링에 의하여 흡착 고정되는 단계일 수 있다.

상기 워크 스테이지의 높낮이를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치는, 그라비아 롤(10, Gravure roll)과, 그라비아 롤(10)의 외면으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소) 중 어느 한 칼라레지스트를 도포하는 디스펜서(30, Dispenser)와, 그라비아 롤(10)의 외면에 도포된 칼라레지스트 중 필요 없는 칼라레지스트를 제거하는 닥터 블레이드(20, Dr. Blade)와, 그라비아 롤(10)로부터 R, G, B 칼라레지스트 중 어느 한 칼라레지스트를 전이 받아 칼라필터 기판(이하, 기판(G)이라 함)의 표면으로 R, G, B 패턴 중 어느 한 패턴을 인쇄하는 블랭킷 롤(40, Blanket roll)과, 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 어느 한 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지(50, work stage)와, 워크 스테이지(50)의 상면으로 기판(G)을 이송시키는 워크 테이블(45, work table)과, 이들을 지지하는 하부베이스(60)를 구비한다.

그라비아 롤(10)은, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 블랭킷 롤(40)의 외면으로 전이하는 역할을 한다. 따라서 그라비아 롤(10)과 블랭킷 롤(40)은 실질적으로 거의 유사한 부피를 갖는다. 그라비아 롤(10)은 하 부베이스(60)에 고정되어 기립 배치된 좌우 한 쌍의 지지부(12)에 결합된 롤구동부(미도시)에 의해 해당 위치에서 회전 가능하다. 이러한 그라비아 롤(10)은 롤구동부에 직접 결합될 수도 있고, 혹은 별도의 포켓(Pocket, 미도시)을 통해서 롤구동부에 결합될 수도 있다. 포켓이 마련될 경우, 그라비아 롤(10)의 교체 작업이 용이해질 뿐만 아니라 그라비아 롤(10)에 대한 편심 및 수평축선을 쉽게 조절할 수 있는 이점이 있다.

참고로, 전술한 도 1의 (a) 및 (b)와 같이, 기판(G)에 R, G, B 패턴을 인쇄함에 있어 하나의 인쇄장치를 통해서 기판(G)에 R, G, B 패턴이 동시에 인쇄되지는 않는다. 즉, 기판(G)에 R, G, B 패턴을 인쇄하기 위해서는 최소한 3대의 인쇄장치가 갖춰지며, 3대의 인쇄장치에 의해 R, G, B 패턴들이 각각 하나씩 선택되어 기판(G)에 인쇄된다.

따라서 최초, 디스펜서(30)에 의해 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트를 도포하는 디스펜서(30)는, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트만을 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포하게 된다. 쉽게 표현하여, 디스펜서(30)는, 빨간색, 녹색, 파란색 중에서 선택된 어느 한 색깔의 잉크만을 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포한다.

자세하게 도시하고 있지는 않지만, 그라비아 롤(10)의 외면에는 실질적으로 칼라레지스트가 묻는(도포되는) 요철 패턴이 형성되어 있다. 이 때의 요철 패턴은 양각 혹은 음각의 형태가 모두 가능하다. 양각의 형태라면 돌출된 요철부(미도시)의 외면에 칼라레지스트가 도포되어 블랭킷 롤(40)로 전이되고, 음각의 형태라면 함몰된 요홈부(10a)의 내부에 칼라레지스트가 도포되어 블랭킷 롤(40)로 전이된다.

다만, 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10)의 외면에서 칼라레지스트를 전이 받아 이를 기판(G)에 재전이(인쇄)하여 도 1의 (a) 및 (b)와 같은 형상의 R, G, B 패턴을 형성함에 있어, 기판(G)의 표면으로부터 R, G, B 패턴의 두께를 균일하게 유지하기 위해서는 그라비아 롤(10)의 외면에 형성된 요철 패턴이 음각의 형태를 갖는 것이 유리할 수 있다.

디스펜서(30)에 의해 그라비아 롤(10)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트가 도포될 때, 도 2의 확대 부분 B에 도시된 바와 같이, 실질적으로 음각 형태의 요홈부(10a)에만 칼라레지스트가 도포되어야 한다. 하지만, 디스펜서(30)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트를 도포할 때, 실질적으로 음각 형태의 요홈부(10a)에만 선택적으로 칼라레지스트가 수용되도록 한번에 도포하기는 곤란하다.

따라서 디스펜서(30)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트를 도포할 때는 그라비아 롤(10)의 외면 모두에 칼라레지스트를 넓게 펼쳐서 도포하고, 도포가 완료되면 음각 형태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트를 제거함으로써 최종적으로 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있도록 하고 있다. 이를 위해, 그라비아 롤(10)의 주변에는 필요 없는 칼라레지스트를 제거하기 위해 닥터 블레이드(20)가 마련된다.

닥터 블레이드(20)는, 나이프 홀더(21, Knife holder)와, 나이프 홀더(21)에 결합되는 나이프(22)를 구비한다. 나이프 홀더(21)는 본 실시예에서 지지부(12)의 소정 위치에 원터치 형식으로 쉽게 착탈될 수 있는 구조를 갖는다. 나이프(22)는 그라비아 롤(10)의 길이와 거의 유사한 길이를 가지며, 그 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉한 상태(실제로는 약간의 이격 간격이 존재)에서 그라비아 롤(10)의 외면에 대해 경사지게 배치되어 그라비아 롤(10)의 외면을 긁는 역할을 한다.

이처럼, 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉하고 있으므로 회전하는 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트가 도포되면, 나이프(22)에 의해 음각 형태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된 칼라레지스트가 자연스럽게 제거될 수 있다. 따라서 최종적으로는 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있게 되는 것이다(도 2의 B 참조).

디스펜서(30)는 앞서도 기술한 바와 같이, 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트를 도포하는 역할을 한다. 이러한 디스펜서(30)는 그라비아 롤(10)의 길이방향을 따라 이동 가능하게 마련될 뿐만 아니라 해당 위치에서 승강 혹은 일방향으로 접철 가능하게 마련된다. 따라서 칼라레지스트의 도포 효율을 높일 수 있고, 주변 구조물과의 간섭을 회피할 수 있다.

블랭킷 롤(40)은, 그라비아 롤(10)의 외면, 보다 상세하게는 그라비아 롤(10)의 외면에 형성된 요홈부(10a) 내에 도포된 칼라레지스트를 전이 받아 회전하면서 기판(G)에 도 1의 (a) 및 (b)와 같은 R, G, B 패턴을 인쇄하는, 실질적인 인쇄 롤의 역할을 한다.

이러한 블랭킷 롤(40)의 외면에는 그라비아 롤(10)로부터 칼라레지스트가 전이되는 시트(sheet)가 권취되어 있다. 물론, 적절한 한도 이상의 횟수만큼 사용된 시트는 교체되어야 하므로 블랭킷 롤(40)에는 시트를 용이하게 교체하기 위한 시트교체수단(미도시)이 더 구비된다. 시트교체수단은 시트를 용이하게 교체할 수 있도록 하면서도 블랭킷 롤(40)의 외면에서 시트가 들뜨지 않고 팽팽하게 펼쳐져서 권취될 수 있도록 시트에 일정한 텐션을 부여하는 역할을 겸한다. 시트교체수단은 블랭킷 롤(40)에서 절개된 일면(40a, 도 2 참조)에 마련된다.

블랭킷 롤(40)은 그라비아 롤(10)에 대해 접근 및 이격 가능해야 함은 물론, 워크 스테이지(50) 상에 로딩된 기판(G)의 상면에서 회전할 수 있어야 한다. 이를 위해, 블랭킷 롤(40)의 양측에는 하부베이스(60)의 측면 레일(61) 상에서 블랭킷 롤(40)을 직선 방향으로 이동시킴은 물론 해당 위치에서 블랭킷 롤(40)을 회전시키는 이동회전부(42)가 마련되어 있다. 이동회전부(42)에서 블랭킷 롤(40)을 이동시키는 구조는 예를 들어, 정밀 제어가 가능한 리니어 모션(Linear motion) 등이 적용될 수 있다.

워크 테이블(45)은, 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지(50)로 기판(G)을 이송시키는 역할을 담당한다. 다시 말해, 워크 테이블(45)은 기판(G)을 이송시키는 이송수단인 셈이다.

앞서도 기술한 바와 같이, 근자에 들어서는 가로 및 세로의 폭이 2 미터(m) 이상인 8세대 기판(G)을 이용한 공정 작업이 진행되기 때문에 단순한 흡착 방식에 의해 기판(G)을 이송시키기는 곤란하다. 따라서 대안으로서 기판(G)을 부상시킨 후에 기판(G)을 이송시켜야 하는 바, 이러한 방식이 워크 테이블(45)에 적용된다.

즉, 대략 사각 판상의 플레이트로 제작될 수 있는 워크 테이블(45)의 표면에 는 기판(G)을 부상시키기 위한 공기가 분사되는 복수의 공기부상공(미도시)이 형성되어 있다. 뿐만 아니라 공기부상공들의 주변에는 기판(G)을 부상시키기 위해 기판(G)을 향해 분사된 후 기판(G)에 부딪혀 역류하는 공기를 배기하는 복수의 공기배기공(미도시)이 더 형성되어 있다. 이러한 워크 테이블(45)은 워크 스테이지(50)와는 달리 금속 재질, 예를 들어 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 재질로 제작될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4는 각각 기판이 로딩되는 과정을 단계적으로 도시한 워크 스테이지 영역의 개략적인 측면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 워크 스테이지 영역의 부분 평면도이다.

이들 도면을 참조하면, 워크 스테이지(50)는 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 어느 한 패턴에 대한 인쇄 작업이 진행되는 장소이다. 워크 테이블(45)이 금속 재질로 형성되는 것에 반해 워크 스테이지(50)는 금속 재질이 아닌 돌 재질의 석정반으로 제작될 수 있다. 석정반으로 워크 스테이지(50)로 사용할 경우에는 엄격한 치수 관리가 가능하고 기판(G)과의 마찰에 의한 파티클 불량을 발생시키지 않는 이점이 있을 것이다.

워크 스테이지(50)에는 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩(roading)되는 기판(G)을 떠받쳐 지지하는 복수의 리프트 핀(59, lift pin)이 결합되어 있다. 이러한 리프트 핀(59)은 그 단부가 워크 스테이지(50)의 상면으로부터 승하강 가능하도록 워크 스테이지(50)에 결합되어 기판(G)을 지지한다.

즉, 앞서서 기술한 워크 테이블(45)에 의해 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩되려 할 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(59)들이 업(Up)되어 기판(G)의 하면을 떠받치고, 이후에 도 4에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(59)들이 다운(Down)되면서 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 안착되어 지지될 수 있도록 한다. 물론, 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 안착되어 지지된 후에는 워크 스테이지(50)에 마련된 별도의 배큠 라인(Vacuum Line)에 의해 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 흡착된다. 따라서 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에서 임의로 움직이지 않고 정위치에 고정된다. 반대로, 워크 스테이지(50)의 상면으로부터 기판(G)이 취출될 때는, 다시 도 3에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(59)들이 업(Up)되어 기판(G)을 소정 높이 들어올린다.

워크 스테이지(50)의 하부 영역에는 워크 스테이지(50)와 이격간격을 두고 워크 스테이지(50)와 나란하게 마련되는 지지플레이트(58)가 마련되어 있다. 하부베이스(60)의 상부에 마련되는 지지플레이트(58)는 후술할 스테이지 부상부(70)로서의 에어베어링(70, air bearing)이 장착되는 장소로 활용된다.

한편, 워크 스테이지(50)의 주변에는 워크 스테이지(50) 그 자체를 X축, Y축 및 θ축으로 이동시키면서 기판(G)에 대한 얼라인(align) 작업을 수행하는 구성들이 갖춰지는데, 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 실시예의 인쇄장치는, 인쇄 작업의 기준을 형성하는 블랭킷 롤(40)에 대해 기판(G)을 얼라인하기 위한 구성으로서, 감지부(60a,60b)와, 스테이지 부상부(70)와, 스테이지 이동부(80)와, 스테이지 부상부(70) 및 스테이지 이동부(80)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.

감지부(60a,60b)는 워크 스테이지(50)의 주변, 보다 구체적으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 블랭킷 롤(40)의 전방 영역에 마련되어 블랭킷 롤(40)에 대한 기판(G)의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지한다.

이러한 감지부(60a,60b)는, 도 5에 점선으로 도시된 작업라인(W)을 따라 이동하면서 블랭킷 롤(40)을 회전시키는 이동회전부(42)에 부분적으로 결합된 한 쌍의 갠트리부(62a,62b)에 마련되어 있다. 막대 형상을 갖는 갠트리부(62a,62b)는 그 일단부가 각각 이동회전부(42)에 결합되어 있으므로 이동회전부(42)가 작업라인(W)을 따라 이동하면 갠트리부(62a,62b) 역시, 작업라인(W)을 따라 이동할 수 있다.

한 쌍의 갠트리부(62a,62b)에는 감지부(60a,60b)가 각각 마련되는데, 각각의 감지부(60a,60b)는 해당 갠트리부(62a,62b)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 결합된다. 이러한 감지부(60a,60b)는 기판(G)에 형성된 얼라인 마크(G1,G2, align mark)들을 해당 위치에서 개별적으로 촬영한 후, 촬영된 영상정보를 제어부로 전송한다. 본 실시예의 경우, 감지부(60a,60b)를 얼라인 카메라(60a,60b)로 적용하고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

참고로, 제어부에는 기판(G)의 정위치 정보가 미리 입력되어 있으므로, 감지부(60a,60b)로서의 얼라인 카메라(60a,60b)가 해당 위치에서 기판(G)에 형성된 얼라인 마크(G1,G2)를 촬영하여 촬영된 영상정보를 제어부로 보내면, 제어부는 이들 값들을 비교하여 인쇄 작업대상의 기판(G)이 어느 정도 틀어졌는지를 판단할 수 있게 된다. 기판(G)에 대해 틀어진 정도가 계산되면, 워크 스테이지(50)를 X축, Y축 및 θ축 방향으로 이동시킴으로써 기판(G)에 대한 얼라인을 실시할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 워크 스테이지(50)가 X축, Y축 및 θ축 방향으로 이동되는 거리는 수 밀리미터(mm) 이내로 제한되는 것이 일반적이다. 이는 기판(G)에 형성된 얼라인 마크(G1,G2)를 촬영하는 얼라인 카메라(60a,60b)가 높은 정밀도를 가지기 때문에 그 화각(FOV, Field Of View)의 한계가 정해져 있기 때문이다. 따라서 워크 스테이지(50)로 도달된 기판(G)은 이미 그 전 단계인 워크 테이블(45) 등에서 어느 정도 프리 얼라인(pre-align)되어 이송된 기판(G)이다.

스테이지 부상부(70)는, 앞서도 기술한 바와 같이, 분사되는 공기(air)에 의해 워크 스테이지(50)를 부상시키는 에어베어링(70)으로 마련된다. 이러한 에어베어링(70)은 공기가 분사되는 공기분사공(미도시)이 워크 스테이지(50)를 향하도록 지지플레이트(58)에 복수개 결합되어 기판(G)에 대한 얼라인 작업 시 워크 스테이지(50)를 부상시킨다. 뿐만 아니라 기판(G)에 대한 얼라인 작업이 완료된 후에 실질적으로 인쇄 작업이 진행될 때는, 에어베어링(70)을 통해 워크 스테이지(50)가 흡착된다. 따라서 중량이 큰 블랭킷 롤(40)이 워크 스테이지(50)에 가압된다 하더라도 워크 스테이지(50)가 밀리거나 임의로 이동되는 현상이 저지될 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있게 되는 것이다. 물론, 에어베어링(70)은 워크 스테이지(50)를 부상시키는 역할을 하고, 에어베어링(70)의 주변에 별도의 베큠라인(미도시)을 형성하여 워크 스테이지(50)의 흡착은 베큠라인을 통해 진행되도록 하여도 좋다. 본 실시예의 경우, 총 16개의 에어베어링(70)이 지지플레이트(58)에서 실질적으로 등간격 배열되어 있다. 물론, 본 발명의 권리범위가가 이에 제한되는 것은 아니므로 에어베어링(70)의 개수와 크기, 위치 등은 적절하게 설계 변경될 수 있다.

스테이지 이동부(80)는, 적어도 일부분이 워크 스테이지(50)와 접촉하도록 마련되며, 스테이지 부상부(70)에 의해 워크 스테이지(50)가 일정 높이 부상된 상태에서 워크 스테이지(50)를 워크 스테이지(50)의 판면 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 여기서, 워크 스테이지(50)의 판면 방향이란 워크 스테이지(50)를 X축, Y축 및 θ축 방향으로 이동시키는 모든 방향을 말한다.

이러한 스테이지 이동부(80)는, 워크 스테이지(50)의 어느 두 측벽에 각각 마련되며, 해당 위치에서 반대편 측벽을 향해 워크 스테이지(50)를 각각 가압하는 복수의 푸셔(81a~81c)와, 복수의 푸셔(81a~81c)가 위치한 측벽들의 반대편 측벽에 마련되고 제어부에 의해 제어되며, 해당 위치에서 워크 스테이지(50)를 향해 접근 및 이격되는 복수의 액추에이터(83a~83c)를 구비한다.

본 실시예의 경우, 푸셔(81a~81c)와 액추에이터(83a~83c)는 각각 3개씩 마련되는데, 블랭킷 롤(40)에 의한 기판(G)의 인쇄 작업 방향(P, 도 5 참조)에 대해 워크 스테이지(50)의 전후방 측벽에는 각각 하나씩의 푸셔(81a)와 액추에이터(83a)가 마련되고, 인쇄 작업 방향(P)에 가로로 배치된 워크 스테이지(50)의 양쪽 측벽에는 각각 두개씩의 푸셔(81b,81c)와 액추에이터(83b,83c)가 마련된다.

결국, 3개씩의 푸셔(81a~81c)와 액추에이터(83a~83c)는 각각 워크 스테이지(50)의 양측벽에 각각 하나씩 대응되게 마련되며, 이들의 동작에 의해 워크 스테이지(50)의 얼라인이 진행된다. 예를 들어, 도 5의 좌측 방향으로 워크 스테이 지(50)를 소정 거리 이동시켜야 한다면 워크 스테이지(50)의 우측 측벽에 마련된 2개의 푸셔(81b,81c)가 워크 스테이지(50)를 가압하고 있는 상태에서 좌측 측벽에 마련된 2개의 액추에이터(83b,83c)를 좌측으로 이동시키면 된다. 이러한 동작이 워크 스테이지(50)에 대한 X축 이동이었다면 워크 스테이지(50)에 대한 Y축 이동은, 동일한 방식으로 푸셔(81a) 및 액추에이터(83a)에 의해 수행될 수 있으며, 워크 스테이지(50)에 대한 θ축 이동은, 3개씩의 푸셔(81a~81c)와 액추에이터(83a~83c)의 모든 동작에 의해 수행될 수 있다.

한편, 위의 구성들 외에도 워크 스테이지(50)의 측벽에는 워크 스테이지(50)에 결합되어 워크 스테이지(50)의 높낮이를 조절하는 복수의 높이조절부(85)가 더 마련되어 있다. 복수의 높이조절부(85)는 인쇄 작업 방향(P)에 가로로 배치된 워크 스테이지(50)의 양쪽 측벽에 각각 복수개로 마련된다. 본 실시예의 경우, 워크 스테이지(50)의 양쪽 측벽에 각각 3개씩의 높이조절부(85)가 마련되나 본 발명의 권리범위가가 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때의 높이조절부(85)는 실린더나 혹은 엘엠 가이드(LM Guide) 등의 구성을 적절히 조합하여 워크 스테이지(50)의 높이를 자동으로 조절하도록 하여도 좋고, 혹은 단순한 스크루 타입의 수동 타입이어도 무방하다.

또한 워크 스테이지(50)에는 워크 스테이지(50)의 위치를 결정하는 위치결정부(87)가 더 마련되어 있다. 위치결정부(87)는 워크 스테이지(50)의 네 모서리 영역에 각각 마련되어 워크 스테이지(50)에 대한 현재의 위치를 감지하는 역할을 한다. 이러한 위치결정부(87)는 광센서나 근접센서, 혹은 프루브 유닛 등으로 적용될 수 있으며, 해당 위치에서 워크 스테이지(50)가 얼마만큼 이동되었는지의 여부를 계측하여 정보를 제어부로 전송한다.

이러한 구성을 갖는 인쇄장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 별도의 이송장치에 의해 기판(G)이 워크 테이블(45)로 진입되기 시작한다. 그러면, 워크 테이블(45)에 형성된 복수의 공기부상공들을 통해 공기가 분사됨으로써 기판(G)은 워크 테이블(45)의 상면에서 상방으로 소정 높이 부상된 채로 워크 테이블(45)로 진입된다. 앞서도 잠시 언급하였지만, 워크 테이블(45)로 진입하는 기판(G)은 워크 테이블(45)의 주변에 마련된 전/후 및 좌/우 얼라인부에 의해 워크 테이블(45) 상에서 위치가 예비적으로 정렬될 수 있다.

워크 테이블(45)의 상면에서 부상된 기판(G)은 별도의 진공흡착부재에 의해 워크 스테이지(50)의 상면으로 이송된다. 진공흡착부재는 기판(G)의 상면을 흡착한 상태에서 기판(G)을 워크 스테이지(50)로 이송시키는 역할을 한다. 이러한 진공흡착부재는 워크 테이블(45)의 상방에 별도의 구조물로서 장착될 수 있다.

진공흡착부재에 의해 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩되려 할 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(59)들이 업(Up)되어 기판(G)의 하면을 떠받치고, 이후에 도 4에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(59)들이 다운(Down)되면서 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 안착되어 지지될 수 있도록 한다. 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 안착되어 지지된 후에는 워크 스테이지(50)에 마련된 별도의 배큠 라인(Vacuum Line)에 의해 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에 흡착된다. 따라서 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에서 임의로 움직이지 않고 정 위치에 고정된다.

기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에서 위치 고정되어 흡착되면, 블랭킷 롤(40)에 대한 기판(G)의 상대적인 최종 얼라인 과정이 진행된다. 즉, 감지부(60a,60b)에 의해 기판(G)이 틀어진 정도가 감지되면, 제어부가 기판(G)이 틀어진 정도를 보정하기 위해 워크 스테이지(50)를 X축, Y축 및 θ축 중 적어도 어느 한 축으로 소정 거리만큼 이동시키는데, 우선적으로 제어부는 스테이지 부상부(70)인 에어베어링(70)을 통해 워크 스테이지(50) 측으로 공기를 분사하여 분사된 공기에 의해 워크 스테이지(50)가 부상될 수 있도록 한다.

워크 스테이지(50)가 부상되면 이어서 실질적으로 워크 스테이지(50)에 대한 얼라인 작업이 진행된다. 앞서도 기술한 것처럼, 도 5의 좌측 방향으로 워크 스테이지(50)를 소정 거리 이동시켜야 한다면 워크 스테이지(50)의 우측 측벽에 마련된 2개의 푸셔(81b,81c)가 워크 스테이지(50)를 가압하고 있는 상태에서 좌측 측벽에 마련된 2개의 액추에이터(83b,83c)를 좌측으로 이동시킴으로써 워크 스테이지(50)에 대한 X축 얼라인이 진행된다. 동일한 방식으로 푸셔(81a) 및 액추에이터(83a)에 의해 워크 스테이지(50)에 대한 Y축 얼라인이 진행될 수 있고, 3개씩의 푸셔(81a~81c)와 액추에이터(83a~83c)의 모든 동작에 의해 워크 스테이지(50)에 대한 θ축 얼라인이 진행될 수 있게 된다.

이와 같이, 워크 스테이지(50)가 부상된 상태에서 제어부에 의해 워크 스테이지(50)가 X축, Y축 및 θ축으로 이동되면서 기판(G)에 대한 얼라인 작업이 완료되면, 에어베어링(70)을 통한 공기 분사가 중지되고 워크 스테이지(50)는 하강하여 원위치로 복귀된다. 이어 에어베어링(70)을 통해 워크 스테이지(50)가 흡착됨으로써 워크 스테이지(50)는 해당 인쇄 작업 위치에서 견고하게 고정된다. 견고하게 고정된다는 의미는, 중량이 큰 블랭킷 롤(40)이 워크 스테이지(50)에 가압된다 하더라도 워크 스테이지(50)가 밀리거나 임의로 이동되는 현상이 저지될 수 있는 정도를 말한다.

다음, 디스펜서(30)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 도포한다. 이 때, 닥터 블레이드(20)의 나이프(22) 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉하고 있으므로, 회전하는 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트가 도포되는 과정에서 나이프(22)에 의해 음각 형태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트가 제거된다. 따라서 최종적으로는 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트가 수용된다.

그라비아 롤(10)의 외면에 칼라레지스트가 도포되면, 이동회전부(42)에 의해 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10) 쪽으로 이동한다. 블랭킷 롤(40)이 이동하여 그라비아 롤(10)에 접촉되면, 그라비아 롤(10)과 블랭킷 롤(40) 간의 상대 회전에 의해 그라비아 롤(10)의 외면에 도포된 칼라레지스트가 그대로 블랭킷 롤(40)의 외면에 권취된 시트로 전이된다. 블랭킷 롤(40)의 외면으로 칼라레지스트가 전이되고 나면, 다시 이동회전부(42)에 의해 블랭킷 롤(40)은 워크 스테이지(50)의 초입 부분으로 이동한다.

그런 다음, 블랭킷 롤(40)은 이동회전부(42)에 의해 기판(G)의 표면으로 이동 및 회전하면서 기판(G)의 표면에 R, G, B 패턴 중에서 선택된 어느 한 패턴을 인쇄(재전이)하게 된다.

인쇄 작업이 완료되면 블랭킷 롤(40)은 원위치로 복귀되고, 인쇄 작업을 마친 기판(G)은 취출되어 R, G, B 패턴 중에서 다른 패턴의 인쇄 작업을 위해 다른 인쇄장치로 옮겨져 전술한 과정을 반복하게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 블랭킷 롤(40)에 대한 기판(G)의 얼라인을 효율적인 구조로써 수행할 수 있으며, 또한 기판(G)의 인쇄 작업 시 특히 상대적으로 큰 중량의 기판(G) 인쇄 작업 시 블랭킷 롤(40)의 가압력에 의해 워크 스테이지(50)가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 리프트 핀(59)에 의해 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면으로 안착 지지되는 것에 관해 설명하였다. 하지만, 공기 부상 방식과 공기 흡착 방식을 적용하여 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면으로 안착 지지될 수 있도록 하여도 좋다. 이에 대해 도 6을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 워크 스테이지 영역의 개략적인 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이,

워크 스테이지(50)의 판면에는 다수의 공기부상공(53)이 형성되어 있으며, 각 공기부상공(53)들에는 다공성 공기안내부재(76)가 결합되어 있다. 그리고 다공성 공기안내부재(76)가 결합된 워크 스테이지(50)의 저면에는 공기분사공(53)들을 복수의 그룹(group) 단위로 구획하는 복수의 구획부(54)가 형성되어 있다. 구획 부(54)는 워크 스테이지(50)의 저면으로부터 상면을 향하는 방향으로 함몰된 함몰부(54)에 의해 형성된다. 각 구획부(54)들에는 상호 개별적으로 제어되는 공기공급라인(55)이 각각 배치되어 있다. 기판(G)은 워크 테이블(45) 상에서 워크 테이블(45)의 표면(상면)에 접촉하지 않고 부상된 상태에서 워크 스테이지(50)로 이송되지만, 워크 스테이지(50)에서는 부상된 상태의 기판(G)을 전해 받기는 하되, 인쇄 작업이 진행될 때는 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 표면으로 흡착된다. 따라서 바둑판식 공기라인(50a)을 통해서는 공기가 분사되기도 하고, 반대로 공기가 흡착되기도 한다.

이러한 구조에 의하면, 워크 테이블(45)에서 진공흡착부재에 의해 워크 스테이지(50)의 상면으로 기판(G)이 이송될 때, 워크 스테이지(50)에는 다수의 공기부상공(53)을 통해 공기가 분사되고 있으므로, 워크 스테이지(50) 상으로 이송된 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에서 일정 높이 부상된 상태를 취한다. 이어서, 공기의 분사 과정이 중지되면 공기의 분사가 완료되어 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩된다. 그리고는 다수의 공기부상공(53)을 통해서 공기가 흡착됨으로써 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에 흡착되어 위치 고정될 수 있게 되는 것이다.

전술한 실시예에서는, 스테이지 부상부로서 독립적인 에어베어링을 사용하고 있지만, 도 6과 같은 구조를 워크 스테이지(50)의 하부 영역에 장착한 후, 이의 구조와 동작을 통해서 워크 스테이지를 부상시킬 수도 있는 것이다.

또한 전술한 실시예에서는 스테이지 부상부로서 에어베어링을 사용하고 있지 만, 워크 스테이지의 하부 영역 전자석 구조를 장착하고, 이 전자석 구조에 의해 워크 스테이지가 부상될 수 있도록 한다면 이 역시 스테이지 부상부가 될 수 있다.

전술한 실시예에서는 블랭킷 롤(Blanket roll)이 그라비아 롤(Gravure roll)에서 칼라레지스트를 전이 받도록 하고 있으나, 그라비아 롤 대신에 사각판 형상의 그라비아 플레이트(Gravure plate)를 마련하고, 블랭킷 롤이 그라비아 플레이트로부터 칼라레지스트를 전이 받도록 할 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인을 효율적인 구조로써 수행할 수 있으며, 또한 기판의 인쇄 작업 시 특히 상대적으로 큰 중량의 기판 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

Claims

블랭킷 롤(Blanket roll)에 의한, 기판에 대한 실질적인 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 상기 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage);

상기 워크 스테이지를 일정 높이 부상시키는 스테이지 부상부;

상기 워크 스테이지의 주변에 마련되어 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지하는 감지부;

적어도 일부분이 상기 워크 스테이지와 접촉하도록 마련되며, 상기 스테이지 부상부에 의해 상기 워크 스테이지가 일정 높이 부상된 상태에서 상기 워크 스테이지를 상기 워크 스테이지의 판면 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및

상기 감지부의 신호에 기초하여 상기 스테이지 이동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 스테이지 부상부는, 분사되는 공기(air)에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 에어베어링(air bearing)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제2항에 있어서,

상기 워크 스테이지의 하부 영역에서 상기 워크 스테이지와 이격간격을 두고 상기 워크 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함하며,

상기 에어베어링은 공기가 분사되는 공기분사공이 상기 워크 스테이지를 향하도록 상기 지지플레이트에 복수개 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 스테이지 이동부는,

상기 워크 스테이지의 어느 두 측벽에 각각 마련되며, 해당 위치에서 반대편 측벽을 향해 상기 워크 스테이지를 각각 가압하는 복수의 푸셔; 및

상기 복수의 푸셔가 위치한 측벽들의 반대편 측벽에 마련되며, 해당 위치에서 상기 워크 스테이지를 향해 접근 및 이격되는 복수의 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제4항에 있어서,

상기 블랭킷 롤에 의한 상기 기판의 인쇄 작업 방향에 대해 상기 워크 스테이지의 전후방 측벽에는 각각 하나씩의 푸셔와 액추에이터가 마련되고,

상기 인쇄 작업 방향에 가로로 배치된 상기 워크 스테이지의 양쪽 측벽에는 각각 두개씩의 푸셔와 액추에이터가 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 높낮이를 조절하는 적 어도 하나의 높이조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제6항에 있어서,

상기 높이조절부는 상기 인쇄 작업 방향에 가로로 배치된 상기 워크 스테이지의 양쪽 측벽에 각각 복수개로 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 위치를 결정하는 위치결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제8항에 있어서,

상기 위치결정부는 상기 워크 스테이지의 네 모서리 영역에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

단부가 상기 워크 스테이지의 상면으로부터 승하강 가능하도록 상기 워크 스테이지에 결합되어 상기 워크 스테이지의 상면으로 로딩(roading)되는 상기 기판을 떠받쳐 지지하는 복수의 리프트 핀(lift pin)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 블랭킷 롤의 양측에 결합되고, 상기 워크 스테이지의 상면으로 상기 블랭킷 롤을 이동 및 회전시키는 이동회전부; 및

상기 이동회전부에 부분적으로 결합되어 상기 이동회전부와 함께 상기 워크 스테이지의 상면으로 이동하는 갠트리부를 더 포함하며,

상기 감지부는 상기 갠트리부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제11항에 있어서,

상기 갠트리부는 상기 블랭킷 롤의 전방에서 상호 이격되게 한 쌍 마련되어 있으며,

상기 감지부는 한 쌍의 갠트리부에 각각 마련되고, 해당 갠트리부에서 상기 해당 갠트리부의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제12항에 있어서,

상기 감지부는 상기 기판에 형성된 얼라인 마크(align mark)를 촬영한 후, 촬영된 영상정보를 상기 제어부로 전송하는 얼라인 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 스테이지 부상부는, 상기 워크 스테이지의 하부 영역에 마련되어 자기력에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
블랭킷 롤(Blanket roll)에 의한, 기판에 대한 실질적인 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 상기 기판을 워크 스테이지(work stage)에 지지시키는 단계;

상기 워크 스테이지를 스테이지 부상부로 일정 높이 부상시키는 단계;

상기 워크 스테이지의 주변에 마련된 감지부로 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 상대적인 얼라인(align) 위치를 감지하는 단계;

상기 감지부의 신호에 기초하여 상기 워크 스테이지가 일정 높이 부상된 상태에서 상기 워크 스테이지를 상기 워크 스테이지의 판면 방향으로 이동시켜 상기 블랭킷 롤에 대한 상기 기판의 얼라인을 수행하는 단계;

상기 워크 스테이지를 상기 스테이지 부상부로 고정시키는 단계; 및

상기 블랭킷 롤을 상기 기판의 표면에 접촉시켜 상기 기판의 표면에 상기 R, G, B 패턴 중에서 선택된 어느 한 패턴을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄방법.
제15항에 있어서,

상기 스테이지 부상부는, 분사되는 공기(air)에 의해 상기 워크 스테이지를 부상시키는 에어베어링(air bearing)을 포함하며,

상기 워크 스테이지를 고정시키는 단계는, 상기 에어베어링에 의하여 흡착 고정되는 단계인 것을 특징으로 하는 인쇄방법.
제15항에 있어서,

상기 워크 스테이지의 높낮이를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄방법.