KR100793664B1 - Printer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 및 도 1b는 각각 R, G, B 패턴이 인쇄된 칼라필터층에 대한 두 종류의 구조를 나타낸 도면들이다.1A and 1B are diagrams illustrating two types of structures of color filter layers printed with R, G, and B patterns, respectively.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄장치의 개략적인 구조도이다.2 is a schematic structural diagram of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 프레스 롤의 가압에 의해 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 형상 변화를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the shape change of the R, G, B pattern printed on the substrate by pressing the press roll shown in FIG.
도 4는 도 2의 인쇄장치에 구비된 프레스 롤 부근의 개략적인 사시도이다. 4 is a schematic perspective view of the vicinity of a press roll provided in the printing apparatus of FIG. 2.
도 5는 도 2의 인쇄장치에 구비된 프레스 롤의 설치 상태를 설명하기 위한 일측면도이다.FIG. 5 is a side view for explaining an installation state of a press roll provided in the printing apparatus of FIG. 2.
도 6은 도 4에 도시된 프레스 롤 몸체의 개략적인 측단면도이다.6 is a schematic side cross-sectional view of the press roll body shown in FIG. 4.
도 7은 도 4에 도시된 프레스 롤의 일측 방향에서의 사시도이다.7 is a perspective view in one direction of the press roll shown in FIG. 4.
도 8은 도 4에 도시된 프레스 롤의 타측 방향에서의 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view in the other direction of the press roll shown in FIG. 4.
도 9는 도 4의 프레스 롤 몸체에 가압시트가 권취된 상태를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a state in which the pressure sheet is wound on the press roll body of FIG.
도 10은 도 9의 탈부착 유닛에 의해 가압시트가 권취되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a view for explaining an operation in which the pressure sheet is wound by the detachable unit of FIG. 9.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 인쇄장치 3 : 칼라레지스트 1
10 : 그라비아 롤 15 : 디스펜서 10: Gravure Roll 15: Dispenser
20 : 닥터 블레이드 30 : 블랭킷 롤 20: doctor blade 30: blanket roll
40 : 워크 스테이지 45 : 진공흡착 이송부 40: work stage 45: vacuum suction transfer unit
50 : 워크 테이블 60 : 하부 베이스 50: work table 60: lower base
63 : 레일부 70 : 프레스 롤 63: rail portion 70: press roll
71 : 프레스 롤 몸체 77 : 가압시트 71: press roll body 77: pressure sheet
73 : 완충부 75 : 롤지지부 73: cushioning portion 75: roll support portion
76 : 승하강 구동부 77 : 회전 구동부 76: up and down drive part 77: rotation drive part
80 : 얼라인감지부 90 : 탈부착 유닛 80: alignment detection unit 90: detachable unit
95 : 장력 조절 유닛 95: tension adjustment unit
본 발명은, 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 두께를 균일하게 유지시키기 위하여 기판을 가압할 때, 칼라레지스트가 인쇄된 기판에 균일한 압력을 가할 수 있는 인쇄장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다. 평면디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 많이 사용된다. 평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.Recently, the flat panel display (FPD) has begun to emerge as the electronic display industry is rapidly developing among the semiconductor industry. A flat panel display is widely used as a display device of a TV, a computer monitor, or a device such as a mobile phone, a PDA, or a digital camera. Types of flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), and organic light emitting diodes (OLEDs).
평면디스플레이에는 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.Generally, a color filter layer is formed in a flat panel display to implement color. A color filter in which a black matrix is formed to prevent deterioration of image quality of a display device due to light leakage to an area other than an image display area is provided. It is provided.
이러한 칼라필터를 갖는 대표적인 평면디스플레이가 전술한 LCD이다. LCD는 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터(TFT, Thin Film Transistor) 기판과, 칼라필터층이 형성된 칼라필터 기판과, 이들 기판 사이에 충전되는 액정을 구비한다.A typical flat panel display having such a color filter is the LCD described above. The LCD includes a thin film transistor (TFT) substrate on which a thin film transistor is formed, a color filter substrate on which a color filter layer is formed, and a liquid crystal filled between these substrates.
칼라필터층에는, 도 1a 및 도 1b에 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.In the color filter layer, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, pixels having a pigment of R (Red), G (Green), and B (Blue) patterns are typically formed. Each pixel may consist of sub-pixels having R, G, and B, but in general, each pixel has one pigment.
칼라필터층을 형성함에 있어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 R, G, B 패턴이 각각 배열되도록 R, G, B 패턴을 일렬로 배열할 수도 있고(RGB Vertical Stripe), 혹은 도 1b에 도시된 바와 같이, 동일한 행에 R, G, B 패턴을 반복적으로 배열할 수도 있다(Mosaic). R, G, B 패턴의 배열에 따라 해상도의 차이를 다양하게 구현할 수 있다.In forming the color filter layer, as shown in FIG. 1A, R, G, and B patterns may be arranged in a row such that R, G, and B patterns are arranged in the same column, respectively (RGB Vertical Stripe), or in FIG. 1B. As shown, R, G, and B patterns may be repeatedly arranged in the same row (Mosaic). The difference in resolution can be realized in various ways according to the arrangement of the R, G, and B patterns.
이러한 칼라필터층은 다양한 방법, 예를 들어, 염색법, 인쇄법, 점착법, 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.Such a color filter layer can be produced by various methods, for example, a dyeing method, a printing method, an adhesive method, a pigment dispersion method and the like. STN (Super Twisted Nematic) LCD, which is one of the conventional passive matrix methods, mainly produces color filter layers by dyeing, printing, and adhesive methods, but it is an active matrix method that has excellent elaboration, good reproducibility, and is applicable to large-area liquid crystals. In TFT (Thin Film Transistor) LCD, pigment dispersion method is mainly used.
안료분산법에서는 감광성의 칼라레지스트(Color Resist)를 일반적인 포토공정(Photo Lithograpy)에 의해 패턴을 형성함으로써 칼라필터층을 제작한다. 즉, 감광성의 칼라레지스트를 기판 상에 도포하고 마스크를 이용하여 광을 조사한 후 현상액을 작용시켜 원하는 패턴을 형성함으로써 칼라필터층을 완성한다.In the pigment dispersion method, a color filter layer is manufactured by forming a pattern of photosensitive color resists by a general photolithography process. That is, the color filter layer is completed by applying a photosensitive color resist on a substrate, irradiating light using a mask, and then applying a developer to form a desired pattern.
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.As such, a photo process is required to form a color filter by the pigment dispersion method, and this photo process causes a problem that the process is not only complicated but also expensive to manufacture. Furthermore, the process is further complicated since the photo process must be repeated three times in order to form pixels corresponding to the dyes of the R, G, and B patterns.
이러한 안료분산법의 문제점을 극복하기 위하여 최근에는 인쇄법을 TFT LCD 분야에서도 사용하는 방안이 제시되고 있다.Recently, a method of using the printing method in the TFT LCD field has been proposed to overcome the problems of the pigment dispersion method.
인쇄법은 칼라레지스트가 충전된 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. The printing method has a gravure filled with color resist and a corresponding roll to form a color resist pattern of the corresponding dye on the substrate by the action of a roll, and then another color color resist by another roll. To form sequentially.
즉, 소위, 그라비아 롤(Gravure Roll) 또는 그라비아 플레이트(Gravure Plate)의 외면에 R, G, B 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소)를 도포한 후, 블랭킷 롤(Blanket Roll)을 그라비아 롤 또는 그라비아 플레이트의 외면에 접촉시켜 그라비아 롤 또는 그라비아 플레이트로부터 R, G, B 칼라레지스트를 전이 받은 후에 블랭킷 롤의 작용에 의해 R, G, B 패턴을 기판에 형성한다.That is, after applying the R, G, B color resist (color ink, color pigment) on the outer surface of the so-called gravure roll or gravure plate, the blanket roll is applied to the gravure roll or gravure. After contacting the outer surface of the plate to transfer the R, G, B color resist from the gravure roll or the gravure plate, R, G, B patterns are formed on the substrate by the action of the blanket roll.
이러한 인쇄법이 실용화될 수 있다면 기판에 R, G, B 패턴을 인쇄하여 칼라필터층을 제작하는 공정을 보다 효과적으로 수행할 수 있을 것이나, 아직 이러한 인쇄법으로 칼라필터층을 제작할 수 있는 장치(이하, '인쇄장치'라고 함)가 실용화되지 못한 상태이다. 따라서 이러한 인쇄장치에 대한 연구 개발이 활발이 진행 중이다.If such a printing method can be put to practical use, the process of manufacturing a color filter layer by printing R, G, and B patterns on a substrate may be more effectively performed. However, an apparatus capable of manufacturing a color filter layer using such a printing method (hereinafter, ' Printing device 'has not been put to practical use. Therefore, research and development on such a printing device is actively underway.
한편, 이러한 인쇄장치에 있어서, 그라비아 롤 또는 그라비아 플레이트로부터 R, G, B 칼라레지스트를 전이 받은 후에 블랭킷 롤의 작용에 의해 R, G, B 패턴을 기판에 형성할 때, 기판의 요홈부 즉 화소 영역에 균일한 두께로 칼라레지스트 즉 잉크가 골고루 충전되어야 원하는 인쇄 품질을 구현할 수 있게 된다.On the other hand, in such a printing apparatus, when the R, G, B pattern is formed on the substrate by the action of the blanket roll after transferring the R, G, B color resist from the gravure roll or the gravure plate, the recesses of the substrate, that is, the pixels Color resist, or ink, must be evenly filled in the areas to achieve the desired print quality.
그러나, 기판에 R, G, B 패턴을 인쇄했을 때, 기판에 인쇄된 칼라레지스트 즉 R, G, B 패턴의 높이가 원하는 R, G, B 패턴의 높이보다 두껍게 형성될 수도 있으며 또한 기판의 각각의 화소 영역마다 R, G, B 패턴의 충전 정도가 약간씩 차이가 날 수도 있다. 이와 같이 R, G, B 패턴의 높이가 원하는 높이로 균일하게 유지되지 못하는 경우에는 인쇄품질이 저하될 수 있다.However, when the R, G and B patterns are printed on the substrate, the height of the color resist printed on the substrate, that is, the R, G and B patterns, may be formed thicker than the height of the desired R, G and B patterns. The degree of charge of the R, G, and B patterns may slightly differ for each pixel area of the. As such, when the heights of the R, G, and B patterns are not uniformly maintained at a desired height, print quality may be degraded.
따라서 이러한 문제점을 고려하여, 프레스 롤을 구비하여 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴을 가압함으로써 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 높이가 원하는 높이로 균일하게 유지될 수 있도록 하는 방안이 고려되고 있다. 이러한 프레스 롤의 외면에 는 칼라레지스트가 묻지 않는 가압시트가 원주 방향을 따라 권취될 수 있다.Therefore, in view of such a problem, a method of providing a press roll to press the R, G, B pattern printed on the substrate so that the height of the R, G, B pattern printed on the substrate can be maintained uniformly to the desired height Is being considered. On the outer surface of such a press roll, a pressure sheet which does not adhere to the color resist may be wound along the circumferential direction.
그런데, 프레스 롤에 의하여 R, G, B 패턴이 인쇄된 기판을 가압할 때, 기판에 압력이 적절한 크기로 균일하게 가해져야 한다. 이와 같이 기판에 균일한 압력을 가하기 위해서는 프레스 롤에 감기는 가압시트가 원하는 평탄도를 가져야 함은 물론, R, G, B 패턴이 인쇄된 기판의 외면이 기하학적으로 평탄하게 유지되어야 한다.By the way, when pressurizing the substrate on which the R, G, and B patterns are printed by the press roll, pressure must be applied uniformly to an appropriate size. In order to apply a uniform pressure to the substrate as described above, the pressure sheet wound on the press roll must have a desired flatness, and the outer surface of the substrate on which the R, G, and B patterns are printed must be kept geometrically flat.
하지만, R, G, B 패턴이 인쇄된 기판이 항상 완벽하게 평탄한 외면을 갖는 것을 바라는 것은 무리이다. 따라서, R, G, B 패턴이 인쇄된 기판의 외면이 원하는 정도로 평탄하지 않은 경우가 있을 수 있으며, 이러한 경우 프레스 롤에 의하여 기판이 가압될 때 기판의 오목한 부분은 기판의 볼록한 부분보다 큰 압력을 받게 된다. 따라서, 기판에 가해지는 압력의 불균일로 인하여 프레스 롤을 가압하더라도 최종적으로 기판에 칼라레지스트가 원하는 높이로 균일하게 유지되지 않을 수도 있으며, 특히 볼록한 부분에는 과도한 압력에 가해져서 심한 경우 기판이 손상을 받을 수도 있다. However, it is unreasonable to wish that substrates printed with R, G and B patterns always have a perfectly flat outer surface. Therefore, there may be a case where the outer surface of the substrate on which the R, G, and B patterns are printed is not as flat as desired, and in this case, when the substrate is pressed by the press roll, the concave portion of the substrate has a greater pressure than the convex portion of the substrate. Will receive. Therefore, even if the press roll is pressurized due to the uneven pressure applied to the substrate, the color resist may not be uniformly maintained at the desired height evenly on the substrate. In particular, the convex portion may be subjected to excessive pressure, which may cause damage to the substrate. It may be.
이와 같이, 칼라레지스트가 인쇄된 기판의 외면의 평탄도가 허용 수준에 이르지 못하면, 프레스 롤의 가압시트가 원하는 평탄도를 가지고 있더라도 최종적으로 기판에 형성된 칼라필터층 역시 고르게 인쇄된 상태가 안될 수 있어 항상 일정한 양질의 인쇄 품질을 기대할 수 없게 된다.As such, if the flatness of the outer surface of the substrate on which the color resist is printed does not reach an acceptable level, even if the press sheet of the press roll has the desired flatness, the color filter layer finally formed on the substrate may not be evenly printed. You can't expect a consistently good print quality.
따라서, 프레스 롤로 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴을 가압할 때, 칼라레지스트가 인쇄된 기판의 평탄도를 보정하여, 기판에 균일한 압력이 가해지도록 하는 방 안이 필요한 실정이다.Therefore, when pressing the R, G, B pattern printed on the substrate with a press roll, a situation in which the color resist is to correct the flatness of the printed substrate, so that a uniform pressure is applied to the substrate.
따라서, 본 발명의 목적은, 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 높이를 조절하기 위하여 가압할 때, 기판의 평탄도가 일정 정도 벗어난 경우에도 기판에 균일한 압력을 가할 수 있어 기판에 형성되는 칼라필터층의 인쇄 품질이 향상될 수 있는 인쇄장치를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention, when pressing to adjust the height of the R, G, B pattern printed on the substrate, even if the flatness of the substrate deviated by a certain degree can be applied to the substrate to form a uniform pressure It is to provide a printing apparatus that can improve the print quality of the color filter layer.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage); 및 상기 워크 스테이지의 주변에 마련되어, 상기 기판에 인쇄된 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴의 높이를 조절하기 위하여 상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 적어도 어느 하나의 패턴이 인쇄된 기판을 가압하는 프레스 롤(Press roll)을 포함하며, 상기 프레스 롤은, 프레스 롤 몸체; 상기 프레스 롤 몸체의 외주 방향을 따라 배치되어 상기 프레스 롤 몸체에 결합되는 가압시트; 및 상기 프레스 롤 몸체와 상기 가압시트 사이에 마련되어, 상기 기판을 가압할 때 상기 가압시트에 가해지는 압력을 완충하는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치에 의해서 달성된다.The object is, in accordance with the present invention, a work stage for supporting a substrate; And R (Red) and G (Green) provided around the work stage to adjust the height of at least one of R (Red), G (Green), and B (Blue) patterns printed on the substrate. At least one of the B (Blue) pattern includes a press roll for pressing the printed substrate, the press roll comprising: a press roll body; A pressing sheet disposed along an outer circumferential direction of the press roll body and coupled to the press roll body; And a buffer unit provided between the press roll body and the pressure sheet to cushion a pressure applied to the pressure sheet when pressing the substrate.
여기서, 상기 완충부는 상기 프레스 롤 몸체의 외주면에 접착되어 마련된 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the shock absorbing portion is attached to an outer circumferential surface of the press roll body.
상기 완충부는, 상기 가압시트와 접촉하여 상기 가압시트에 가해지는 압력을 완충하는 완충층; 및 상기 완충충을 상기 프레스 롤 몸체의 외주에 접착시키며, 상 기 완충층을 지지하는 완충층 지지필름을 포함할 수 있다.The buffer unit, the buffer layer for buffering the pressure applied to the pressure sheet in contact with the pressure sheet; And a buffer layer supporting film for adhering the buffer to the outer circumference of the press roll body and supporting the buffer layer.
그리고, 상기 완충층은, 우레탄(Urethane), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR) 및 크로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR) 중에서 선택된 어느 하나를 재질로 마련될 수 있다.The buffer layer may be formed of any one selected from urethane, nitrile butadiene rubber (NBR), and chloroprene rubber (CR).
상기 완충층 지지필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylen Terephtalate, PET), 폴리 카보네이트(Poly Carbonate, PC), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다.The buffer layer supporting film may be made of any one material selected from polyethylene terephtalate (PET), polycarbonate (Poly Carbonate, PC), polyethersulfone (PES), and polyimide (Polyimide, PI). Can be.
상기 가압시트는, PS판(Presensitized Plate) 및 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 중 어느 하나일 수 있다.The pressure sheet may be any one of a PS plate (Presensitized Plate) and a silicon coated polyethylene terephthalate (PET) film.
상기 완충부는 적층되어 복수로 마련될 수 있다.The buffer part may be stacked and provided in plurality.
상기 인쇄 작업을 위하여 상기 기판의 표면을 접촉 가압되는 블랭킷 롤(Blanket roll)을 더 포함하며, 상기 프레스 롤은 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴이 모두 인쇄된 기판을 가압하는 것이 바람직하다.It further comprises a blanket roll for contact printing and pressing the surface of the substrate for the printing operation, the press roll is pressurizing the substrate is printed all R (Red), G (Green), B (Blue) pattern It is desirable to.
상기 프레스 롤은, 상기 완충부가 결합된 상기 프레스 롤 몸체에 상기 가압시트를 탈부착시키는 탈부착 유닛; 및 상기 가압시트의, 상기 프레스 롤 몸체의 외주 방향의 장력을 조절하는 적어도 하나의 장력 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.The press roll may include a detachable unit which attaches and detaches the pressure sheet to the press roll body to which the buffer part is coupled; And at least one tension adjusting unit for adjusting the tension in the circumferential direction of the press roll body of the pressing sheet.
상기 워크 스테이지로 이송을 위해 상기 기판을 부상시키는 워크 테이블(work table)을 더 포함하며, 상기 프레스 롤은, 상기 프레스 롤 몸체가 상대 회전 가능하게 결합되며, 상기 워크 스테이지와 상기 워크 테이블 사이를 이동가능하 도록 하부 베이스에 결합되는 롤지지부; 상기 기판에 대해 상기 프레스 롤 몸체를 승하강시키는 승하강 구동부; 및 상기 프레스 롤 몸체를 상기 롤지지부에 대해 회전시키는 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.And a work table that floats the substrate for transfer to the work stage, wherein the press roll is coupled to the press roll body in a relative rotatable manner and moves between the work stage and the work table. Roll support coupled to the lower base to enable; An elevating driver for elevating the press roll body with respect to the substrate; And it may further comprise a rotation drive for rotating the press roll body relative to the roll support.
상기 롤지지부에 설치되며, 상기 기판의 위치에 대한 영상정보를 획득하는 적어도 하나의 얼라인감지부를 더 포함할 수 있다. The roll supporting unit may further include at least one alignment sensing unit for acquiring image information regarding the position of the substrate.
상기 롤지지부에 설치되며, 진공 흡착력에 의해 상기 워크 테이블 상의 기판을 파지하여 상기 워크 스테이지로 이송시키는 진공흡착 이송부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a vacuum suction transfer unit installed on the roll support unit and holding the substrate on the work table by a vacuum suction force to transfer the substrate to the work stage.
상기 탈부착 유닛은, 상기 가압시트의 일단이 결합되며 상기 프레스 롤 몸체에 탈부착 가능하게 마련된 제1 탈부착 플레이트; 및 상기 가압시트의 타단이 결합되며 상기 프레스 롤 몸체에 탈부착 가능하게 마련된 제2 탈부착 플레이트를 포함할 수 있다.The detachable unit may include a first detachable plate coupled to one end of the press sheet and detachably attached to the press roll body; And a second detachable plate coupled to the other end of the pressing sheet and detachably attached to the press roll body.
상기 장력 조절 유닛은, 상기 제1 탈부착 플레이트와 상기 제2 탈부착 플레이트 사이에 위치하는 상기 프레스 롤 몸체의 외주와 고정 결합되는 고정단; 상기 제2 탈부착 플레이트에 결합되어 상기 제2 탈부착 플레이트와 함께 상기 프레스 롤 몸체의 외주를 따라 슬라이딩 가능하게 마련된 자유단; 및 상기 고정단과 상기 자유단을 상호 연결하여, 상기 고정단과 상기 자유단 사이의 거리를 조절하는 거리 조절단을 포함할 수 있다. The tension adjusting unit may include a fixed end fixedly coupled to an outer circumference of the press roll body positioned between the first detachable plate and the second detachable plate; A free end coupled to the second detachable plate and slidably provided along the outer circumference of the press roll body together with the second detachable plate; And a distance adjusting end that connects the fixed end and the free end to adjust a distance between the fixed end and the free end.
상기 프레스 롤 몸체는 상기 장력 조절 유닛에 인접한 부분이 부분 절개된 형상으로 마련되며, 상기 프레스 롤은, 상기 제2 탈부착 플레이트가 상기 프레스 롤 몸체의 부분 절개된 외주로부터 일정 거리 유지되도록 하는 적어도 하나의 리니어 가이드를 더 포함할 수 있다.The press roll body is provided in a shape in which a portion adjacent to the tension control unit is partially cut, wherein the press roll is at least one to allow the second detachable plate to be maintained at a distance from a partially cut outer periphery of the press roll body. It may further include a linear guide.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄장치의 개략적인 구조도이고, 도 3은 도 2에 도시된 프레스 롤의 가압에 의해 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 형상 변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 인쇄장치에 구비된 프레스 롤 부근의 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 2의 인쇄장치에 구비된 프레스 롤의 설치 상태를 설명하기 위한 일측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 프레스 롤 몸체의 개략적인 측단면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 프레스 롤의 일측 방향에서의 사시도이며, 도 8은 도 4에 도시된 프레스 롤의 타측 방향에서의 사시도이고, 도 9는 도 4의 프레스 롤 몸체에 가압시트가 권취된 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 9의 탈부착 유닛에 의해 가압시트가 권취되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.2 is a schematic structural diagram of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is for explaining the shape change of the R, G, B pattern printed on the substrate by pressing the press roll shown in FIG. 4 is a schematic perspective view of the vicinity of a press roll provided in the printing apparatus of FIG. 2, FIG. 5 is a side view for explaining an installation state of the press roll provided in the printing apparatus of FIG. 2, and FIG. Figure 4 is a schematic side cross-sectional view of the press roll body shown in Figure 4, Figure 7 is a perspective view in one direction of the press roll shown in Figure 4, Figure 8 is a perspective view in the other direction of the press roll shown in Figure 4 FIG. 9 is a view for explaining a state in which the pressure sheet is wound around the press roll body of FIG. 4, and FIG. 10 is a view for explaining an operation in which the pressure sheet is wound by the detachable unit of FIG. 9.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄장치(1)는, 그라비아 롤(10, Gravure Roll)과, 그라비아 롤(10)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소) 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)를 도포하는 디스펜서(15, Dispenser)와, 그라비아 롤(10)의 외면에 도포된 칼라레지스트(3) 중 필요 없는 영역에 존재하는 칼라레지스트(3)를 제거하는 닥터 블레이드(20, Dr. Blade)와, 그라비아 롤(10)으로부터 R, G, B 칼라레지스트(3)를 전이 받아 칼라필터 기판(이하, '기판(G)'이라 함)의 표면으로 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴을 인쇄하는 블랭킷 롤(30, Blanket Roll)과, 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지(40, Work Stage)와, 워크 스테이지(40)에 지지되는 기판(G)에 인쇄된 R, G, B 패턴의 높이 즉 R, G, B 패턴의 두께를 균일하게 맞추기 위하여 기판(G)의 표면을 가압하는 프레스 롤(70, Press Roll)과, 워크 스테이지(40) 방향으로 기판(G)을 이송시키는 워크 테이블(50, Work Table)과, 이들을 지지하는 하부 베이스(60)를 구비한다.As shown in these figures, the
그라비아 롤(10)은, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)를 블랭킷 롤(30)의 외면으로 전이하는 역할을 한다. 따라서 그라비아 롤(10)과 블랭킷 롤(30)은 실질적으로 거의 유사한 부피를 갖는다. 그라비아 롤(10)은 하부 베이스(60)에 고정되어 기립 배치된 좌우 한 쌍의 지지부(61)에 결합된 롤구동부(미도시)에 의해 해당 위치에서 회전 가능하다. 이러한 그라비아 롤(10)은 롤구동부에 의해 직접 결합될 수도 있고, 혹은 별도의 포켓(미도시, Pocket)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.The
참고로, 전술한 도 1a 및 도 1b와 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. 만약 본 실시 예에서와 같이 프레스 롤(70)이, R, G, B 패턴이 모두 인쇄된 기판(G)을 가압하는 경우라면, 프레스 롤(70)은 R, G, B 패턴 중 최종 패턴을 인쇄하는 하나의 인쇄장치에만 구비되고 R, G, B 패턴 중 처음 패턴과 그 다음 패턴을 인쇄하는 나머지 인쇄장치에는 구비되지 않을 수 있다.For reference, as described above with reference to FIGS. 1A and 1B, in printing the R, G, and B patterns on the substrate G, the R, G, and B patterns may not be simultaneously printed on the substrate G through one printing apparatus. Do not. That is, in order to print the R, G, and B patterns on the substrate G, at least three printing apparatuses are provided, and each of the R, G, and B patterns is selected and printed on the substrate G by the three printing apparatuses. . If the
또한 최초, 디스펜서(15)에 의해 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트(3)를 도포하는 디스펜서(15)는, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)만을 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포하게 된다. 쉽게 표현하여, 디스펜서(15)는, 빨간색, 녹색, 파란색 중에서 선택된 어느 한 색깔의 잉크만을 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포한다.Moreover, the
자세하게 도시하고 있지는 않지만, 그라비아 롤(10)의 외면에는 실질적으로 칼라레지스트(3)가 묻는(도포되는) 요철 패턴이 형성되어 있다. 이때의 요철 패턴은 양각 혹은 음각의 형태가 모두 가능하다. 양각의 형태라면 돌출된 요철부(미도시)의 외면에 칼라레지스트(3)가 도포되어 블랭킷 롤(30)으로 전이되고, 음각의 형태라면 함몰된 요홈부(10a)의 내부에 칼라레지스트(3)가 도포되어 블랭킷 롤(30)으로 전이된다.Although not shown in detail, an uneven pattern is formed on the outer surface of the
다만, 블랭킷 롤(30)이 그라비아 롤(10)의 외면에서 칼라레지스트(3)를 전이 받아 이를 기판(G)에 인쇄(재전이)하여 도 1a 및 도 1b와 같은 형상의 R, G, B 패 턴을 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.However, the
따라서 디스펜서(15)에 의해 그라비아 롤(10)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)가 도포될 때, 도 2의 확대 부분에 도시된 바와 같이, 실질적으로 음각 형태의 요홈부(10a)에만 칼라레지스트(3)가 도포되어야 한다. 하지만, 디스펜서(15)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트(3)를 도포할 때, 실질적으로 음각 형태의 요홈부(10a)에만 선택적으로 칼라레지스트(3)가 수용되도록 도포하기는 곤란하다.Therefore, when any color resist 3 selected from R, G, and B color resists is applied to the outer surface of the
따라서 디스펜서(15)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트(3)를 도포할 때는 그라비아 롤(10)의 외면 모두에 칼라레지스트(3)를 넓게 펼쳐서 도포하고, 도포가 완료되면 음각 형 태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트(3)를 제거함으로써 최종적으로 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트(3)가 수용될 수 있도록 하고 있다. 이를 위해, 그라비아 롤(10)의 주변에는 필요 없는 칼라레지스트(3)를 제거하기 위해 닥터 블레이드(20)가 마련된다.Therefore, when the
닥터 블레이드(20, Dr. Blade)는, 나이프 홀더(21, Knife Holder)와, 나이프 홀더(21)에 결합되는 나이프(22)를 구비한다. 나이프 홀더(21)는 지지부(61)의 소정 위치에 원터치 형식으로 쉽게 탈부착될 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 간격 존재)에서 그라비아 롤(10)의 외면에 대해 경사지게 배치되어 그라비아 롤(10)의 외면을 긁는 역할을 한다.The
이처럼, 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉하고 있으므로 회전하는 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트(3)가 도포되면, 나이프(22)에 의해 음각 형태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된 칼라레지스트(3)가 자연스럽게 제거될 수 있다. 따라서 최종적으로는 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트(3)가 수용될 수 있게 되는 것이다.Thus, since the front end of the
디스펜서(15)는 앞서도 기술한 바와 같이, 그라비아 롤(10)의 외면으로 칼라레지스트(3)를 도포하는 역할을 한다. 이러한 디스펜서(15)는 그라비아 롤(10)의 길이방향을 따라 이동 가능하게 마련될 뿐만 아니라 해당 위치에서 승강 혹은 일방향으로 접철 가능하게 마련된다. 따라서 칼라레지스트(3)의 도포 효율을 높일 수 있고, 주변 구조물과의 간섭을 회피할 수 있다.As described above, the
한편, 블랭킷 롤(30, Blanket Roll)은, 그라비아 롤(10)의 외면에 형성된 요홈부(10a) 내에 도포된 칼라레지스트(3)를 전이 받은 후 워크 스테이지(40)로 이동하여 기판(G) 상에 도 1a 및 도 1b와 같은 R, G, B 패턴을 실질적으로 인쇄하는 역할을 한다.Meanwhile, the
이러한 블랭킷 롤(30)의 외면에는 그라비아 롤(10)으로부터 칼라레지스트(3)가 전이되는 인쇄시트(미도시, Sheet)가 권취되어 있다. 물론, 적절한 한도 이상의 횟수만큼 사용된 인쇄시트는 교체되어야 하므로 블랭킷 롤(30)에는 인쇄시트를 용이하게 교체하기 위한 시트교체수단(미도시)이 더 구비된다. 시트교체수단은 시트를 용이하게 교체할 수 있도록 하면서도 블랭킷 롤(30)의 외면에서 인쇄시트가 들 뜨지 않고 팽팽하게 펼쳐져서 권취될 수 있도록 인쇄시트에 일정한 인장력(tension)을 부여하는 역할을 겸한다.On the outer surface of the
블랭킷 롤(30)은 그라비아 롤(10)에 대해 접근 및 이격 가능해야 함은 물론, 워크 스테이지(40) 상에 로딩된 기판(G)의 상면에서 회전할 수 있어야 한다. 이를 위해, 블랭킷 롤(30)의 양측에는 하부 베이스(60)의 측부에 설치된 레일부(미도시)의 작동에 따라 블랭킷 롤(30)을 직선 방향으로 이동시킴은 물론 해당 위치에서 블랭킷 롤(30)을 회전시키는 구동부(미도시)가 마련되어 있다. 이때 구동부에 의해 블랭킷 롤(30)을 이동시키는 구조는 정밀 제어가 가능한 리니어 모션(Linear motion) 등이 적용될 수 있다.The
워크 스테이지(40)는 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 장소이며, 워크 테이블(50)은 워크 스테이지(40)로 기판(G)을 이송시키는 역할을 담당한다. 최근 들어, 가로 및 세로의 폭이 2미터 이상인 8세대 기판(G)을 이용한 공정 작업이 진행되기 때문에 단순한 흡착 방식에 의해 기판(G)을 이송시키는 것이 곤란하다. 따라서 이에 대한 대안으로서 기판(G)을 부상시킨 후에 기판(G)을 이송시키는 방식이 연구 중에 있으며. 이러한 이송 방법이 워크 테이블(50)에 적용된다.The
한편, 이러한 구성에 의해 워크 스테이지(40) 상에서 기판(G)의 R, G, B 패턴의 인쇄를 완료한 후에, 기판(G)에 인쇄된 R, G, B 패턴의 두께를 균일하게 유지시켜야 한다. 이에 대해 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 블랭킷 롤(30)에 의해 R, G, B 패턴의 인쇄가 완료된 기판의 단면 형상은 '①'과 같이 R, G, B 패턴 의 높이(H1)가 요구하는 높이('②'의 H2)보다 두껍게 형성될 수 있을 뿐만 아니라 그 높이가 원하는 높이로 균일하게 유지되지 않을 수도 있다. 따라서 전술한 프레스 롤(70)으로 기판(G)의 R, G, B 패턴을 가압하여 R, G, B 패턴의 형상을 '②'와 같이 균일한 높이(H2)로 유지시킴으로써 우수한 인쇄품질을 구현할 수 있다.On the other hand, after completing the printing of the R, G, B pattern of the substrate G on the
따라서 본 실시 예의 인쇄장치(1)에는, 하부 베이스(60)에 이동 가능하게 결합되어 워크 테이블(50)과 워크 스테이지(40) 사이를 이동할 수 있으며, 기판(G)의 표면 즉 R, G, B 패턴을 가압할 수 있는 프레스 롤(70)이 마련되어 있다.Therefore, the
프레스 롤(70)은, 프레스 롤 몸체(71)와, 프레스 롤 몸체(71)의 외주 방향을 따라 배치되어 프레스 롤 몸체(71)에 결합되는 가압시트(72)와, 프레스 롤 몸체(71)와 가압시트(72) 사이에 마련되어 기판을 가압할 때 가압시트(72)에 가해지는 압력을 완충하는 완충부(73)와, 완충부(73)가 결합된 프레스 롤 몸체(71)에 가압시트(72)를 탈부착시키는 탈부착 유닛(90)과, 프레스 롤 몸체(71)의 외주 방향의 가압시트(72) 장력을 조절하는 적어도 하나의 장력 조절 유닛(95)과, 탈부착 유닛(90)이 프레스 롤 몸체(71)의 외주로부터 일정 거리 이격되도록 마련되는 리니어 가이드(78)와, 프레스 롤 몸체(71)가 상대 회전 가능하게 결합되며 워크 스테이지(40)와 워크 테이블(50) 사이를 이동가능하도록 하부 베이스(60)에 결합되는 롤지지부(75)와, 기판(G)에 대해 프레스 롤 몸체(71)를 승하강시키는 승하강 구동부(76)와, 프레스 롤 몸체(71)를 롤지지부(75)에 대해 회전시키는 회전 구동부(77)를 구비한다.The
프레스 롤 몸체(71)는 기판(G)의 상부에서 회전 가능하도록 마련된다. 그리고 도 8 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 일측이 절개된 원기둥의 형상으로 마련되어, 가압시트(72)가 감겨지는 부분은 곡면으로, 장력 조절 유닛(95)이 설치되는 부분은 평면으로 형성되어 있다.The
한편, 프레스 롤 몸체(71)의 외주에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 완충부(73)가 마련된다. 이러한 완충부(73)는, 가압시트(72)가 기판(G)에 접촉하여 가압하는 과정에서, 기판(G)의 평탄도를 보정하여 기판(G)에 가해지는 압력이 적절한 크기가 되도록 한다.On the other hand, on the outer circumference of the
예를 들어 칼라레지스트(3)가 인쇄된 기판(G)의 외면 평탄도에 대한 오차가 허용 범위를 넘어서게 되면, 기판(G)에 불균일한 압력이 가해질 수 밖에 없으며, 이는 최종 인쇄 품질을 악화시키거나 기판(G)을 손상시키는 결과를 초래한다.For example, if the error of the outer surface flatness of the substrate G on which the color resist 3 is printed exceeds the permissible range, an uneven pressure is forced on the substrate G, which deteriorates the final print quality. Or damaging the substrate G.
이러한 최종 인쇄 품질의 악화나 기판(G)의 손상을 방지하기 위해, 완충부(73)가 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 마련되는 것이다. 즉, 프레스 롤(70)이 기판(G)을 가압하는 과정에서는, 칼라레지스트(3)가 인쇄된 기판(G)의 외면 평탄도가 허용 오차를 벗어나더라도 가압시트(72)가 완충부(73)에 의해 그 오차에 의한 효과가 흡수될 수 있기 때문에 기판(G)에 국부적으로 지나치게 크거나 작은 압력이 가해지지 않게 된다. In order to prevent such deterioration of final print quality or damage to the substrate G, the
그리하여 완충부(73)는, 가압시트(72)에 가해지는 힘을 완충할 수 있도록 즉, 가압시트(72)에 대한 쿠션(Cusion) 역할을 하기 위해, 연질(軟質)의 재료로 제작된 완충층(73a)을 구비한다.Thus, the
그리고, 이러한 완충층(73a)의 경도(硬度)는, 가압시트(72)의 경도(硬度)보다 작은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 가압시트(72)를 완충하는 완충층(73a)을 가압시트보다 연한 재료로 사용하면 기판(G)을 가압하는 과정에서 가압시트(72)에 가해지는 압력이 지나치게 작아질 수 있기 때문이다. 가압시트(72)에 가해지는 압력이 지나치게 작아지는 경우, 기판(G)에 인쇄된 칼라레지스트(3)의 높이를 조절하는 데 곤란할 수도 있기 때문이다. 따라서, 완충층(73a)은 내유성 발포고무인 우레탄(Urethane), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR) 및 크로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR) 중에서 어느 하나를 선택할 수 있다.And it is preferable that the hardness of this
또한, 완충층(73a)은, 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 고정되도록 접착되는데, 이 때, 완충층(73a) 역시 프레스 롤 몸체(71)의 외주를 따라 팽팽하게 감싸지도록 마련되어야 함은 가압시트(72)와 마찬가지이다. 그런데, 완충층(73a)은 연질의 우레탄(Urethane), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR) 또는 크로로프렌 고무(Chloroprene Rubber, CR) 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하기 때문에, 프레스 롤 몸체(71)의 외주 방향의 장력을 받는 경우 표면에 국부적인 굴곡이 발생하거나 찢어지는 부위가 발생할 우려가 있다. In addition, the
따라서, 완충부(73)는, 완충층(73a)에 가해지는 프레스 롤 몸체(71)의 외주 방향의 장력을 분산되도록 하여 완충층(73a)을 지지하는 완충층 지지필름(73b)을 더 구비한다. 이러한 완충층 지지필름(73b)은, 완충층(73a)과 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 마련되어 일면이 완충층(73a)에 접착되고 타면이 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 접착된다. 그리고 완충층 지지필름(73b)은, 연질의 완충층(73a)을 지지할 수 있도록 비교적 경질(硬質)의 재료를 사용한다. 따라서 완충층 지지필름(73b)은 경질의 합성수지 필름인, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylen Terephtalate, PET), 폴리 카보네이트(Poly Carbonate, PC), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.Therefore, the
본 실시예에서는, 완충부(73)를 프레스 롤 몸체(71)에 고정 부착되도록 마련하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며, 가압시트(72)처럼 프레스 롤 몸체(71)에 탈부착되도록 마련할 수도 있을 것이다. 또한 본 실시 예에서는 완충부(73)가 하나 마련되어 있으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며, 완충부(73)는 적층되어 복수로 마련될 수도 있을 것이다.In the present embodiment, the
가압시트(72)는, 프레스 롤 몸체(71)가 기판(G)을 가압할 때 R, G, B 패턴과 직접 접촉하는 부분으로서, 프레스 롤 몸체(71)에 감긴 상태로 프레스 롤 몸체(71)의 회전과 함께 R, G, B 패턴을 직접 가압하게 된다. 단, 가압시트(72)는 가압에만 이용될 뿐 가압 후 기판(G)에 형성된 R, G, B 패턴이 가압시트(72)에 묻으면 안되기 때문에 이를 위해 가압시트(72)는 PS판(Presensitized Plate)으로 형성된다. The
PS판(Presensitized Plate)은 금속평판으로서, 유연성 있는 평판이기 때문에 프레스 롤 몸체(71)에 용이하게 감길 수 있다. PS판에는 미리 감광유제와 같은 물질을 칠해 놓기 때문에 감광유제의 도포나 부식 등의 공정이 생략되어 간단히 제판될 수 있는 특징이 있으며, 소정의 표면경도을 갖는 금속 재질의 평판이기 때문에 기판(G)에 형성된 R, G, B 패턴을 균일하게 가압할 수 있다. 다만, 본 실시 예에서는 PS판으로 가압시트(72)를 형성한다고 상술하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 등도 사용될 수 있다.PS plate (Presensitized Plate) is a metal plate, because it is a flexible flat plate can be easily wound on the press roll body (71). Since the PS plate is coated with a material such as a photosensitive agent in advance, a process such as application or corrosion of the photosensitive agent is omitted and can be easily plated. Since the PS plate is a metal plate having a predetermined surface hardness, The formed R, G, and B patterns can be uniformly pressed. However, in the present embodiment has been described above to form the
그리고, 가압시트(72)의 기능이 원만하게 수행되기 위해서는 가압시트(72)는 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 팽팽하게 감겨진 상태가 되는 것이 바람직하다. 이에 가압시트(72)는, 탈부착 유닛(90)에 결합되고 탈부착 유닛(90)이 프레스 롤 몸체(71)에 부착된 상태에서, 장력 조절 유닛(95)에 의해 가압시트(72)의 외주 방향의 장력이 조절되는데, 이처럼 가압시트(72)는, 프레스 롤 몸체(71)에 팽팽하게 감겨지기 위해 일정 크기의 장력을 받는 상태로 사용된다. And, in order for the function of the
도 8 내지 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 탈부착 유닛(90)은, 가압시트(72)를 프레스 롤 몸체(71)에 탈부착시키며, 제1 탈부착 플레이트(90a)와 제2 탈부착 플레이트(90b)를 구비한다. 제1 탈부착 플레이트(90a)에는 가압시트(72)의 일단이 결합되고 제2 탈부착 플레이트(90b)에는 가압시트(72)의 타단이 결합되며, 제1 탈부착 플레이트(90a)와 제2 탈부착 플레이트(90b)가 프레스 롤 몸체(71)에 탈부착됨으로써 가압시트(72)가 프레스 롤 몸체(71)에 탈부착된다. 이처럼 탈부착 유닛(90)이 마련됨으로써, 가압시트(72)는 용이하게 프레스 롤 몸체(71)에 탈부착될 수 있게 된다.As shown in detail in FIGS. 8 to 10, the
장력 조절 유닛(95)은, 프레스 롤 몸체(71)에 마련된 가압시트(72)의 장력을 조절한다. 이에 장력 조절 유닛(95)은, 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 고정 결합된 고정단(95a)과, 프레스 롤 몸체(71)의 외주를 따라 슬라이딩하는 자유단(95b)과, 고정단(95a)과 자유단(95b) 사이의 거리를 조절하는 거리 조절단(95c)을 구비한다. 그리하여, 거리 조절단(95c)의 작동에 따라 자유단(95b)이 프레스 롤 몸체(71)의 외주를 따라 슬라이딩하게 되면, 자유단(95b)의 일단에 연결된 제2 탈부착 플레이트(90b)가 함께 프레스 롤 몸체(71)의 외주를 따라 슬라이딩하게 되어, 제2 탈부착 플레이트(90b)에 부착된 가압시트(72)의 장력이 조절되어진다. 이처럼, 장력 조절 유닛(95)이 마련됨으로써, 가압시트(72)에 용이하게 장력을 가할 수 있게 된다. The
리니어 가이드(78)는, 프레스 롤 몸체(71)에 마련된 제2 탈부착 플레이트(90b)가 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 대해 일정 간격을 갖도록 한다. 즉, 리니어 가이드(78)는 자유단(95b)의 프레스 롤 몸체(71)를 향한 움직임을 억제함으로써 자유단(95b)에 연결된 제2 탈부착 플레이트(90b)가 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 대해 일정 간격을 갖도록 한다. 이처럼, 프레스 롤(70)이 리니어 가이드(78)을 구비함으로써, 가압시트(72)를 프레스 롤 몸체(71)에 부착하는 과정이 안정적으로 그리고 정밀하게 이루어질 수 있으며, 또한 가압시트(72)의 부착이 완료되고 이후 인쇄 공정이 이루어지는 동안 가압시트(72)의 프레스 롤 몸체(71)의 외주에 대한 상대 이동이 방지될 수 있다.The
한편, 도 4 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 롤지지부(75)는, 프레스 롤(70)에 구비되는 여러 구성요소들을 지지 또는 결합시킨 상태로 하부 베이스(60)의 길이 방향으로 이동한다. 롤지지부(75)는, 하부 베이스(60)의 양 측부에서 하부 베이스(60)의 레일부(63)와 결합되어 프레스 롤 몸체(71) 전체를 소정의 위치로 이동시키는 한쌍의 양단몸체(75a)와, 양단몸체(75a) 간을 연결하는 한 쌍의 연결부(75b)와, 프레스 롤 몸체(71)의 축심이 결합되는 축심결합부(75c)를 구비한다.4 to 5, the
양단몸체(75a)의 하단부가, 하부 베이스(60)에 설치된 레일부(63)에 결합됨으로써 프레스 롤(70)은 하부 베이스(60)의 길이방향 즉 워크 테이블(50)과 워크 스테이지(40) 사이를 리니어 모션(Linear motion) 상태로 슬라이딩 이동할 수 있다. 이러한 슬라이딩 이동은 하부 베이스(60)에 장착된 리니어 모터(Linear motor)와 같은 리니어 구동부(미도시)에 의해 이루어지기 때문에 정밀 제어가 가능하고, 이로 인해 롤지지부(75)에 결합되는 프레스 롤 몸체(71)는 원하는 수평 위치로 정확히 이동할 수 있다.The lower end of both ends of the body (75a) is coupled to the
각각의 연결부(75b)는, 양단몸체(75a)의 측면에서 연결된다. 자세히 후술하겠지만, 연결부(75b)에는, R, G, B 패턴이 인쇄된 기판(G)을 프레스 롤 몸체(71)에 의해 가압하기 전 기판(G)의 얼라인(align)을 위해 얼라인위치에 대한 영상정보를 획득하는 얼라인감지부(80) 즉 얼라인 카메라(80)와, 기판(G)을 워크 테이블(50)로부터 워크 스테이지(40)로 이송하는 진공흡착 이송부(45)가 설치되어 작업공간의 효율을 높임은 물론 택트타임(Tact time)을 줄일 수 있다. 이들에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.Each
축심결합부(75c)는, 프레스 롤 몸체(71)의 양단에 형성된 축심(79)이 결합되는 부분으로서, 프레스 롤 몸체(71)의 편심을 조절함은 물론 프레스 롤 몸체(71)의 수평축선을 정확히 제어하는 위치조절부(미도시)가 마련되어 기판(G) 전면에 형성 된 R, G, B 패턴에 균일한 압력이 가해질 수 있도록 한다. The
한편, 프레스 롤(70)에는, 프레스 롤 몸체(71)가 R, G, B 패턴이 형성된 기판(G)에 접근(하강) 및 이격(승강)할 수 있도록 승하강 구동부(76)가 마련되어 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 프레스 롤(70)은 하부 베이스(60)에 마련된 리니어 구동부(미도시)에 의해 원하는 수평 위치로 이동할 수 있고, 또한 승하강 구동부(76)에 의해 기판(G)의 상면까지 접근할 수 있어 기판(G)에 대한 가압 작업을 수행할 수 있다. 이때 승하강 동작 중에 기판(G)에 파티클(Particle)이 떨어지는 것이 방지되도록 프레스 롤(70)은 승하강 구동부(76)에 의해 리니어 모션(Linear motion) 상태로 이동하며, 이러한 구조로 인해 기판(G)에 대한 정밀한 가압 작업이 진행될 수 있다.On the other hand, the
그리고 프레스 롤(70)에는, 프레스 롤 몸체(71)가 R, G, B 패턴이 형성된 기판(G)의 상면에서 회전하며 가압할 수 있도록 회전 구동부(77)가 마련되어 있다. 프레스 롤(70)이 기판(G)에 대한 가압 작업을 할 때, 프레스 롤 몸체(71)가 회전해야 함은 물론 하부 베이스(60)의 길이방향 즉 기판(G)의 길이방향으로 프레스 롤(70) 전체가 이동하여야 한다. 따라서, 기판(G)을 가압하기 전에 기판(G)이 워크 스테이지(40)의 정확한 얼라인위치에 지지되고 있는지의 여부를 확인해야 한다. 보통 가압 작업 전에 행해지는 블랭킷 롤(30)에 의한 R, G, B 패턴의 인쇄(재전이) 과정에서 기판(G)이 블랭킷 롤(30)의 압력에 의해 얼라인위치에서 이탈하는 경우가 발생하기 때문에 기판(G)에 대한 얼라인(align)이 다시 진행되어야 한다. 이를 위해, 앞서 개략적으로 설명한 바와 같이, 롤지지부(75)의 양단몸체(75a)를 연결하는 연결부(75b) 중 워크 스테이지(40)를 향하는 연결부(75b)에는 2개의 얼라인감지부(80) 즉 얼라인 카메라(80)가 설치된다.The
얼라인 카메라(80)는, 워크 스테이지(40) 상방에서 기판(G)의 꼭지점 영역에 표시된 아이마크(미도시, Eye-mark)들을 촬영한 후, 촬영된 영상정보를 제어부(미도시)로 전송한다. 본 실시 예의 경우, 얼라인감지부(80)로 얼라인 카메라(80)가 적용되고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
참고로, 제어부에는 기판(G)의 얼라인위치 정보가 미리 입력되어 있으므로, 얼라인 카메라(80)가 해당 위치에서 기판(G)에 형성된 아이마크를 촬영한 후 촬영된 영상정보를 제어부로 보내면, 제어부는 이들 값들을 비교하여 작업대상물인 기판(G)이 어느 정도 얼라인위치에서 이탈하였는지를 판단할 수 있게 된다. 기판(G)의 이탈 정도가 계산되면, 워크 스테이지(40)를 X, Y축 및 θ축 방향으로 이동시킴으로써 프레스 롤(70)에 대한 기판(G)의 얼라인을 수행하게 된다.For reference, since the alignment position information of the substrate G is previously input to the controller, when the
한편, 롤지지부(75)의 양 연결부(75b)에는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 진공흡착 이송부(45)가 장착될 수 있다. 진공흡착 이송부(45)는, 진공흡착력을 이용하여 워크 테이블(50)에서 워크 스테이지(40)로 기판(G)을 이송시키는 역할을 한다. 보통, 기판(G)을 이송시키기 위한 반송로봇(미도시)이 주변에 마련되어 워크 테이블(50)에 있는 기판(G)을 워크 스테이지(40)로 이송할 수도 있으나, 본 실시 예에서는 이러한 반송로봇과 실질적으로 동일한 역할을 수행하는 진공흡착 이송부(45)를 프레스 롤(70)에 장착시킴으로써 작업 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며, 작업에 소요되는 택트타임(Tact time)을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 4 and 5, the vacuum
이하에서는, 도 2 내지 도 10을 참조하여, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄장치(1)의 동작 및 인쇄방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation and a printing method of the
우선, 그라비아 롤(10)에 R, G, B 칼라레지스트 중 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)를 도포하기 전에 워크 테이블(50)을 통해 작업대상물인 기판(G)을 워크 스테이지(40)로 이송시킨다. 이때 별도의 반송로봇(미도시)에 의해서 워크 테이블(50)에 있는 기판(G)을 워크 스테이지(40)로 이송시킬 수 있겠으나, 본 실시 예에서는 프레스 롤(70)의 롤지지부(75)에 결합된 진공흡착 이송부(45)를 이용하여 워크 테이블(50)에 있는 기판(G)을 진공흡착하고, 기판(G)을 진공흡착한 상태로 워크 스테이지(40)로 이동하여 진공흡착 이송부(45)에 파지된 기판(G)을 워크 스테이지(40)에 내려놓는다. 기판(G)이 워크 스테이지(40)로 지지되면 프레스 롤(70)은 원위치로 복귀된다.First, the substrate G, which is the workpiece, is transferred to the
이후, 워크 스테이지(40)에서 기판(G)의 얼라인(align) 과정을 진행하는 동안에, 그라비아 롤(10)에 R, G, B 칼라레지스트 중 선택된 어느 한 칼라레지스트(3)를 도포하는 과정을 진행하게 된다. 이때 작업에 소요되는 택트타임(Tact time)을 단축시키기 위해 기판(G)을 이송하여 워크 스테이지(50)에 안착시키는 동작과, 그라비아 롤(10)에 대하여 칼라레지스트(3)를 도포하는 동작을 동시에 하여도 무방하다 할 것이다.Subsequently, during the alignment process of the substrate G in the
이후, 그라비아 롤(10)이 소정의 회전축을 중심으로 회전하는 동안 그라비아 롤(10)의 외면에 도포된 칼라레지스트(3)는 그라비아 롤(10)의 요홈부(10a)에 충전되되 닥터 블레이드(20)에 의해 그라비아 롤(10)의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 확산된 칼라레지스트(3)는 제거된다.Subsequently, the color resist 3 applied to the outer surface of the
그라비아 롤(10)에 대한 칼라레지스트(3)의 도포작업이 완료되면, 블랭킷 롤(30)이 하부 베이스(60)에 마련된 레일부(미도시)의 작동에 의해 그라비아 롤(10) 방향으로 이동하고, 블랭킷 롤(30)과 그라비아 롤(10)은 접한 가운데 상호 반대되는 방향으로 회전하며 그라비아 롤(10)의 칼라레지스트를 블랭킷 롤(30)으로 전이하게 된다.When the application of the color resist 3 to the
칼라레지스트(3)를 전이 받은 블랭킷 롤(30)은 작업대상물인 기판(G)이 지지되어 있는 기판(G)의 상부로 이동한 후 그라비아 롤(10)으로부터 전이받은 칼라레지스트(3)를 기판(G)에 재전이 즉 인쇄한다. The
이러한 인쇄작업에 의하여 R, G, B 패턴이 모두 기판(G)에 인쇄된 경우, R, G, B 패턴이 인쇄된 기판(G)의 단면 형상은 도 3의 '①'와 같이 원하는 두께보다 두껍게 형성되어 있을 수 있고 또한 불균일하게 형성될 수도 있다.When all of the R, G, and B patterns are printed on the substrate G by such a printing operation, the cross-sectional shape of the substrate G on which the R, G, and B patterns are printed is larger than the desired thickness as shown in '①' of FIG. It may be formed thick and may be formed unevenly.
따라서, 기판(G)에 인쇄된 R, G, B 패턴을 도 3의 '② '같이 일정 두께(H2)로 가압하기 위한 프레스 롤(70)이 워크 스테이지(40) 방향으로 이동한다. 그리고 나서 롤지지부(75)에 장착된 2대의 얼라인 카메라(80)는 기판(G)의 꼭지점 부근에 표시된 아이마크(미도시)를 촬영하여 기판(G)의 위치 정보를 획득하고 프레스 롤(70)에 대한 기판(G)의 얼라인(align) 작업을 수행한다. Therefore, the
기판(G)의 얼라인 작업이 완료된 후, 승하강 구동부(76)에 의해 프레스 롤 몸체(71)는 기판(G)의 상면으로부터 일정 높이 위치까지 하강하고, 회전 구동부(77)에 의해 회전하며 기판(G)에 대한 가압 작업을 수행한다. 이로 인해 기판(G) 전면 즉 R, G, B 패턴에 균일한 가압이 이루어지게 된다. After the alignment work of the substrate G is completed, the
이 때 가압시트(72)는, 기판(G)을 가압하는 과정에서 기판(G)과 접촉하며 인쇄압력을 받게 된다. 전술했듯이, 이러한 압력은 적절한 크기로 가해져야 한다.At this time, the
그런데, 칼라레지스트(3)가 인쇄된 기판(G)의 외면에 오목한 부위나 볼록한 부위가 형성되어 기판(G)의 외면이 전체적으로 평탄하지 않은 경우, 가압시트(72)에 불균일한 압력이 가해질 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 프레스 롤 몸체(71)와 가압시트(72) 사이에 완충부(73)가 마련되어 있기 때문에 기판(G)의 불균일한 평탄도에 기인하여 발생할 수 있는 기판(G)의 불균일한 압력을 보정하여 기판(G)에는 전체적으로 균일하게 압력이 가해질 수 있다. By the way, if a concave or convex portion is formed on the outer surface of the substrate G on which the color resist 3 is printed and the outer surface of the substrate G is not entirely flat, uneven pressure may be applied to the
가압 작업이 완료되면, 프레스 롤 몸체(71)는 원래의 높이로 승강하고, 초기 위치로 복귀한다. 이러한 과정에 의해서 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴의 인쇄 및 가압 작업이 완료된다.When the pressing operation is completed, the
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 높이를 조절하기 위하여 가압할 때, 기판의 평탄도가 일정 정도 벗어나더라도 기판에 균일한 압력을 가할 수 있어 기판에 형성되는 칼라필터층의 인쇄 품질이 향상될 수 있다.As described above, according to the present embodiment, when pressing to adjust the heights of the R, G, and B patterns printed on the substrate, even if the flatness of the substrate deviates to a certain degree, a uniform pressure may be applied to the substrate to form the substrate. The print quality of the color filter layer to be improved can be improved.
전술한 실시 예에서는 기판을 인쇄하는 워크 스테이지에 지지된 기판에 대하여 프레스 롤이 가압하는 것에 대하여 상술하였으나, 인쇄작업과 별도로 분리되어 마련된 워크 스테이지에 지지된 기판을 프레스 롤이 가압할 수도 있을 것이다.In the above-described embodiment, the press roll is pressed against the substrate supported on the work stage for printing the substrate. However, the press roll may press the substrate supported on the work stage provided separately from the printing operation.
또한 전술한 실시예에서는 블랭킷 롤이 그라비아 롤에서 칼라레지스트를 전 이받도록 하고 있으나, 그라비아 롤 대신에 사각판 형상의 그라비아 플레이트(Gravure plate)를 마련하고, 블랭킷 롤이 그라비아 플레이트로부터 칼라레지스트를 전이받도록 할 수도 있을 것이다.In addition, in the above-described embodiment, the blanket roll receives the color resist from the gravure roll, but instead of the gravure roll, a square plate-shaped gravure plate is provided, and the blanket roll transfers the color resist from the gravure plate. You can do it.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통사의 지식을 가진 자에게 분명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 높이를 조절하기 위하여 가압할 때, 기판의 평탄도가 일정 정도 벗어난 경우에도 기판에 균일한 압력을 가할 수 있어 기판에 형성되는 칼라필터층의 인쇄 품질이 향상될 수 있다.As described above, according to the present invention, even when pressing to adjust the height of the R, G, B pattern printed on the substrate, even if the flatness of the substrate deviates by a certain degree, it is possible to apply a uniform pressure to the substrate The print quality of the color filter layer formed on the can be improved.
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