KR100830876B1

KR100830876B1 - 인쇄 장치

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Publication number: KR100830876B1
Application number: KR1020060104062A
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: 2008-05-22
Also published as: KR20080037246A

Abstract

인쇄 장치가 개시된다. 본 발명의 인쇄 장치는, 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)를 포함하며, 워크 스테이지는, 기판을 지지하는 적어도 하나의 메인 스테이지(Main stage); 메인 스테이지와 함께 기판을 지지함과 동시에 메인 스테이지와 독립적으로 기판을 얼라인시키는 적어도 하나의 얼라인 스테이지(Align stage); 및 얼라인 스테이지가 기판을 얼라인시키도록 얼라인 스테이지를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래보다 작은 동력을 소모하여 기판의 얼라인을 수행할 수 있음은 물론 기판의 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

인쇄 장치, 워크 스테이지, 분리형 스테이지, 얼라인 스테이지

Description

인쇄 장치{Printer}

도 1a 및 도 1b는 각각 R, G, B 패턴이 인쇄된 칼라필터층에 대한 2종류의 구조를 나타낸 도면들이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치의 개략적인 구조도이다.

도 3은 도 2에 도시된 워크 스테이지 영역의 개략적인 사시도이다.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 부분 단면도이다.

도 5는 도 3의 개략적인 평면 투영도이다.

도 6은 도 5의 얼라인 스테이지 영역을 확대하여 도시한 도면이다.

도 7은 도 6의 A 영역에 대한 확대 사시도이다.

도 8은 도 4의 얼라인 스테이지가 상승한 상태를 도시한 도면이다.

도 9는 도 6의 얼라인 스테이지가 X축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이다.

도 10은 도 6의 얼라인 스테이지가 Y축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이다.

도 11은 도 6의 얼라인 스테이지가 θ축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이다.

도 12는 도 4의 얼라인 스테이지가 기판을 얼라인시킨 후 하강한 상태를 도 시한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 그라비아 롤 400 : 블랭킷 롤

500 : 워크 스테이지 510 : 메인 스테이지

513 : 공기 부상공 520 : 얼라인 스테이지

530 : 구동부 535 : 수평구동부

537 : 지지플레이트 539 : 승강구동부

본 발명은, 인쇄 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래보다 작은 동력을 소모하여 기판의 얼라인을 수행할 수 있고, 기판의 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있는 인쇄 장치에 관한 것이다.

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.

평면디스플레이에는 통상적으로 칼라 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 평면디스플레이가 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 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.

칼라필터층을 형성함에 있어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 R, G, B 패턴이 각각 배열되도록 R, G, B 패턴을 일렬로 규칙적으로 배열할 수도 있고, 혹은 도 1b에 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 액 정에 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, 평판 또는 롤 형태)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, 그라비아의 외면에 R, G, B 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소)를 도포한 후, 블랭킷 롤(Blanket roll)을 그리비아의 외면에 접촉시켜 그라비아로부터 R, G, B 칼라레지스트를 블랭킷 롤이 전사받은 후에 블랭킷 롤의 작용에 의해 R, G, B 패턴을 기판에 형성한다.

이러한 인쇄법이 실용화될 수 있다면 기판에 R, G, B 패턴을 인쇄하여 칼라 필터층을 제작하는 공정을 보다 빠르고 효과적으로 수행할 수 있을 것이나, 아직 이러한 인쇄법으로 칼라필터층을 제작할 수 있는 장치(이하, 인쇄 장치라 함)가 실용화되지 못한 상태이다. 따라서 이러한 인쇄법이 적용 가능한 인쇄 장치에 대한 연구 개발이 활발히 진행중이다.

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 자체를, X축으로 이동시키거나, Y축으로 이동시키거나, 또는 Z축을 중심으로 회전(이하에서는 편의상, θ축으로 이동이라 함)시키는 것으로 알려지고 있다. 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.

그리고, 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 대면적의 기판을 처리하는 인쇄 장치에 갖춰진 워크 스테이지 및 블랭킷 롤 등의 크기 및 부피, 그리고 중량은 실질적으로 거대해질 수밖에 없다.

이와 같이, 대형 기판의 제작을 위해서는 상당한 크기의 워크 스테이지가 사용되는데, 이러한 경우 워크 스테이지 자체의 비교적 큰 중량으로 인해, 기판을 얼 라인하는 과정에서 필요한 워크 스테이지의 X축, Y축 및 θ축으로의 구동이 불가능하거나 혹은 가능하더라도 큰 동력이 소모되는 문제점이 예상된다.

또한, 기판을 지지하고 있는 워크 스테이지는 거대한 블랭킷 롤이 직접 가압되는 부분으로서, 워크 스테이지를 X축, Y축 및 θ축으로 이동시켜 기판에 대한 얼라인을 완료한 후 기판에 대한 인쇄 작업 시 워크 스테이지가 임의로 움직여서는 아니 된다. 즉, 기판에 대한 인쇄 작업 시 워크 스테이지가 일부 회전하는 등의 밀림 현상이 발생하지 않아야 된다.

하지만, 워크 스테이지 자체를 이동시켜 기판을 얼라인하는 구조를 갖는 인쇄 장치는, 워크 스테이지를 이동시키는 워크 스테이지의 구동부가 블랭킷 롤의 가압력에 의해 밀림 현상이 발생할 가능성을 내포한다. 만약에 인쇄 작업 시 워크 스테이지가 임의로 이동된다면 블랭킷 롤에 대한 기판의 얼라인이 정확하게 유지될 수 없어 기판에 대한 인쇄 품질에 악영향을 미칠 수 밖에 없기 때문에, 워크 스테이지를 X축, Y축 및 θ축으로 효과적으로 이동시키면서도 인쇄 작업 시에는 워크 스테이지를 견고하게 지지할 수 있는 새로운 구조를 갖는 인쇄 장치의 개발이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래보다 작은 동력을 소모하여 기판의 얼라인을 수행할 수 있음은 물론 기판의 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 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)를 포함하며, 워크 스테이지는, 기판을 지지하는 적어도 하나의 메인 스테이지(Main stage); 메인 스테이지와 함께 기판을 지지함과 동시에 메인 스테이지와 독립적으로 기판을 얼라인시키는 적어도 하나의 얼라인 스테이지(Align stage); 및 얼라인 스테이지가 기판을 얼라인시키도록 얼라인 스테이지를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치에 의해 달성된다.

여기서, 메인 스테이지는, 판면 방향으로의 이동이 실질적으로 저지되도록 적어도 하나의 고정체에 고정 결합되는 것일 수 있다.

또한, 메인 스테이지는, 내부에 중공이 형성되며, 얼라인 스테이지는, 메인 스테이지와 틈새를 가지고 이격되도록 중공 내에 배치되는 것일 수 있다.

그리고, 구동부는, 얼라인 스테이지를 구동하여 얼라인 스테이지의 판면 방향 및 얼라인 스테이지의 판면 방향에 실질적으로 직교하는 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 것일 수 있다.

또한, 구동부는, 얼라인 스테이지를 얼라인 스테이지의 판면 방향으로 이동시키는 수평구동부; 및 얼라인 스테이지를 얼라인 스테이지의 판면 방향에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로 이동시키는 승강구동부를 포함할 수 있다.

그리고, 구동부는, 얼라인 스테이지의 하부 영역에서 얼라인 스테이지와 이격되어 얼라인 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함하며, 수평구 동부는, 일단이 얼라인 스테이지의 하면에 결합되고, 타단은 지지플레이트의 상면에 결합되며, 승강구동부는, 일단이 지지플레이트의 하면에 결합되어 지지플레이트를 승강시키는 것일 수 있다.

또한, 수평구동부는, 지지플레이트의 상면 네 모서리 영역에 각각 마련되는 4개의 수평구동유닛을 포함할 수 있다.

그리고, 4개의 수평구동유닛 각각은, 회전구동력을 발생시키는 모터; 모터에 결합되어 모터에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 볼스크루; 볼스크루를 사이에 두고 모터의 대향측에 마련되어 볼스크루의 단부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부; 볼스크루에 결합되며, 볼스크루의 회전 시 볼스크루의 길이 방향을 따라 이동 가능한 이동블록; 이동블록에 결합되며, 이동블록이 이동하는 방향에 직교하는 방향으로 자유롭게 슬라이딩 가능한 교차블록; 및 양단이 교차블록의 상면 및 얼라인 스테이지의 하면에 각각 고정되는 고정단을 포함할 수 있다.

또한, 4개의 이동지지유닛 각각은, 지지플레이트의 상면에 마련되어 이동블록의 이동을 안내하는 적어도 하나의 레일을 더 포함할 수 있다.

그리고, 4개의 수평구동유닛 각각에 형성된 볼스크루는, 지지플레이트의 상면에서 대각 방향을 따라 배치된 것들끼리 실질적으로 동일한 방향으로 배치되되, 대각 방향을 따라 배치된 수평구동유닛에 마련된 모터는 서로 반대 방향에 위치하는 것일 수 있다.

또한, 메인 스테이지 및 얼라인 스테이지 중 적어도 어느 하나에는, 기판의 부상 또는 흡착을 위한 복수의 공기부상공이 마련된 것일 수 있다.

그리고, 메인 스테이지는, 메인 스테이지의 판면 방향으로의 이동이 실질적으로 저지되도록 적어도 하나의 고정체에 고정 결합되며, 고정체는, 승강 가능하도록 하부베이스에 결합되는 것일 수 있다.

또한, 메인 스테이지 및 얼라인 스테이지는 각각, 사각 형상으로 마련되는 것일 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.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치는, 그라비아 롤(100, Gravure roll)과, 그라비아 롤(100)의 외면으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소) 중 선택된 어느 하나의 칼라레지스트를 도포하는 디스펜서(200, Dispenser)와, 그라비아 롤(100)의 외면에 도포된 칼라레지스트 중 필요 없는 칼라레지스트를 제거하는 닥터 블레이드(300, Dr. Blade)와, 그라비아 롤(100)로부터 R, G, B 칼라레지스트 중 선택된 어느 하나의 칼라레지스트를 전사받아 칼라필터 기판(이하, 기판(G)이라 함)의 표면으로 R, G, B 패턴을 인쇄하는 블랭킷 롤(400)과, 워크 스테이지(500)의 상면으로 기판(G)을 이송시키는 워크 테이블(700, work table)과, 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 워크 스테이지(500, work stage)와, 이들을 지지하는 하부베이스(600)를 구비한다.

그라비아 롤(100)은, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 블랭킷 롤(400)의 외면으로 전사하는 역할을 한다. 따라서 그라비아 롤(100)과 블랭킷 롤(400)은 실질적으로 거의 유사한 부피를 갖는다. 이러한 그라비아 롤(100)은, 하부베이스(600)에 고정되어 기립 배치된 좌우 한 쌍의 지지프레임(130)에 의해 해당 위치에서 회전 가능하게 결합된다.

참고로, 전술한 도 1a 및 도 1b와 같이, 기판(G)에 R, G, B 패턴을 인쇄함에 있어 하나의 인쇄 장치를 통해서 기판(G)에 R, G, B 패턴이 동시에 인쇄되지는 않는다. 즉, 기판(G)에 R, G, B 패턴을 인쇄하기 위해서는 최소한 3대의 인쇄 장치가 갖춰지며, 3대의 인쇄 장치에 의해 R, G, B 패턴들이 각각 하나씩 선택되어 기판(G)에 인쇄된다.

따라서, 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트를 도포하는 디스펜서(200)는, R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트만을 그라비아 롤(100)의 외면으로 도포하게 된다. 쉽게 표현하여, 디스펜서(200)는, 빨간색, 녹색, 파란색 중에서 선택된 어느 한 색깔의 칼라레지스트만을 그라비아 롤(100)의 외면으로 도포한다.

자세하게 도시하고 있지는 않지만, 그라비아 롤(100)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(400)로 전사되고, 음각의 형태라면 함몰된 요홈부(110)의 내부에 칼라레지스트가 도포되어 블랭킷 롤(400)로 전사된다.

다만, 블랭킷 롤(400)이 그라비아 롤(100)의 외면에서 칼라레지스트를 전사받아 이를 기판(G)에 재전사(인쇄)하여 도 1a 및 도 1b와 같은 형상의 R, G, B 패턴을 형성함에 있어, 기판(G)의 표면으로부터 R, G, B 패턴의 두께를 균일하게 유지하기 위해서는 그라비아 롤(100)의 외면에 형성된 요철 패턴이 음각의 형태를 갖는 것이 유리할 수 있다.

디스펜서(200)에 의해 그라비아 롤(100)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(110)에만 칼라레지스트가 도포되어야 한다. 하지만, 디스펜서(200)가 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트를 도포할 때, 실질적으로 음각 형태의 요홈부(110)에만 선택적으로 칼라레지스트가 수용되도록 한 번에 도포하기는 곤란하다.

따라서, 디스펜서(200)가 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트를 도포할 때는 그라비아 롤(100)의 외면 모두에 칼라레지스트를 넓게 펼쳐서 도포하고, 도포가 완료되면 음각 형태의 요홈부(110)를 제외한 나머지 면(120)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트를 제거함으로써 최종적으로 요홈부(110) 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있도록 하고 있다. 이를 위해, 그라비아 롤(100)의 주변에는 필 요 없는 칼라레지스트를 제거하기 위해 닥터 블레이드(300)가 마련된다.

이에, 닥터 블레이드(300)는, 나이프 홀더(310, Knife holder)와, 나이프 홀더(310)에 결합되는 나이프(320)를 구비한다. 나이프 홀더(310)는 지지프레임(130)의 소정 위치에 원터치 형식으로 쉽게 착탈될 수 있는 구조를 갖는다. 나이프(320)는 그라비아 롤(100)의 길이와 거의 유사한 길이를 가지며, 그 선단이 그라비아 롤(100)의 외면에 접촉한 상태(실제는 약간의 이격 간격이 존재)에서 그라비아 롤(100)의 외면에 대해 경사지게 배치되어 그라비아 롤(100)의 외면을 긁는 역할을 한다.

이처럼, 나이프(320)의 선단이 그라비아 롤(100)의 외면에 접촉하고 있으므로 회전하는 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트가 도포되면, 나이프(320)에 의해 음각 형태의 요홈부(110)를 제외한 나머지 면(120)에 도포된 칼라레지스트가 자연스럽게 제거될 수 있다. 따라서 최종적으로는 요홈부(110) 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있게 되는 것이다(도 2의 B 참조).

디스펜서(200)는 앞서도 기술한 바와 같이, 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트가 도포하는 역할을 한다. 이러한 디스펜서(200)는 그라비아 롤(100)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(400)은, 그라비아 롤(100)의 외면, 보다 상세하게는 그라비아 롤(100)의 외면에 형성된 요홈부(110) 내에 도포된 칼라레지스트를 전사받아 회전 하면서 기판(G)에 도 1a 및 도 1b와 같은 R, G, B 패턴을 인쇄하는, 실질적인 인쇄 롤의 역할을 한다.

이러한 블랭킷 롤(400)의 외면에는 그라비아 롤(100)로부터 칼라레지스트가 전사되는 시트(sheet, 미도시)가 권취되어 있다. 물론, 적절한 한도 이상의 회수만큼 사용된 시트는 교체되어야 하므로 블랭킷 롤(400)에는 시트를 용이하게 교체하기 위한 시트교체수단(미도시)이 더 구비된다. 시트교체수단은 시트를 용이하게 교체할 수 있도록 하면서도 블랭킷 롤(400)의 외면에서 시트가 들뜨지 않고 팽팽하게 펼쳐져서 권취될 수 있도록 시트에 일정한 텐션(tension)을 부여하는 역할을 겸한다. 시트교체수단은 블랭킷 롤(400)에서 절개된 일면(410, 도 2 참조)에 마련된다.

블랭킷 롤(400)은 그라비아 롤(100)에 대해 접근 및 이격 가능해야 함은 물론, 워크 스테이지(500) 상에 로딩된 기판(G)의 상면에서 회전할 수 있어야 한다. 이를 위해, 블랭킷 롤(400)의 양측에는 하부베이스(600)의 측면 레일(610) 상에서 블랭킷 롤(400)을 직선 방향으로 이동시킴은 물론 해당 위치에서 블랭킷 롤(400)을 회전시키는 이동회전부(420)가 마련되어 있다. 이동회전부(420)에서 블랭킷 롤(400)을 이동시키는 구조는 예를 들어, 정밀 제어가 가능한 리니어 모션(Linear motion) 등이 적용될 수 있다.

워크 테이블(700)은, 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴의 인쇄 작업이 진행될 워크 스테이지(500)로 기판(G)을 이송시키는 역할을 담당한다. 다시 말해, 워크 테이블(700)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(700)에 적용된다.

즉, 대략 사각 판상의 플레이트로 제작될 수 있는 워크 테이블(700)의 표면에는 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(700)은 금속 재질, 예를 들어 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 재질로 제작될 수 있다.

그리고, 워크 테이블(700)은, 후술하게 될 워크 스테이지(500)에서의 얼라인 과정에 앞서 워크 테이블(700)에 도달된 기판을 프리 얼라인(Pre-align) 함으로써, 워크 스테이지(500)에 의한 기판(G)의 얼라인 과정에서 워크 스테이지(500)를 상대적으로 작은 범위에서 이동시켜 기판(G)의 얼라인 작업이 수행될 수 있도록 한다.

한편, 워크 스테이지(500)는 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 장소이다. 이에 대하여 도 3 내지 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2에 도시된 워크 스테이지 영역의 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 부분 단면도이며, 도 5는 도 3의 개략적인 평면 투영도이고, 도 6은 도 5의 얼라인 스테이지 영역을 확대하여 도시한 도면이며, 도 7은 도 6의 A 영역에 대한 확대 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 워크 스테이지(500)는, 워크 테이블(700)로 부터 이송된 기판(G)을 얼라인하여 지지함으로써 블랭킷 롤(400)에 의한 기판(G)의 인쇄 작업이 진행될 수 있도록 한다. 이에, 워크 스테이지(500)는, 기판(G)을 지지하는 메인 스테이지(510, Main stage)와, 메인 스테이지(510)와 함께 기판(G)을 지지함과 동시에 기판(G)을 얼라인하는 얼라인 스테이지(520, Align stage)와, 얼라인 스테이지(520)를 구동하는 구동부(530)를 구비한다.

메인 스테이지(510)는, 블랭킷 롤(400)에 의해 칼라레지스트가 인쇄되는 기판(G)을 지지한다. 이에, 메인 스테이지(510)는, 전형적으로 사각형의 형상으로 제작되는 기판(G)을 지지할 수 있도록 실질적으로 사각 형상으로 제작되며, 내부에는 얼라인 스테이지(520)가 배치하게 될 사각의 중공(C, 中空)이 형성되어 있다.

그리고, 메인 스테이지(510)는, 워크 테이블(700)이 금속 재질로 제작되는 것과 달리 돌 재질의 석정반으로 제작될 수 있다. 메인 스테이지(510)를 석정반으로 제작하는 경우에는 엄격한 치수 관리가 가능하고 기판(G)과의 마찰에 의해 파티클(particle) 불량을 발생시키지 않는 이점이 있다.

또한, 메인 스테이지(510)는, 기판(G)을 지지하는 역할만을 수행하므로 이동성을 갖출 필요가 없어, 메인 스테이지(510)의 하면의 각 모서리부에 마련된 4개의 고정체(511, 도 3 및 도 4 참조)에 의해 하부베이스(600)에 고정되도록 마련된다. 이로 인하여, 블랭킷 롤(400)에 의해 기판(G)을 인쇄하는 과정에서 블랭킷 롤(400)의 가압력에 의해 워크 스테이지(500)가 임의로 이동하는 밀림 현상이 저지될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 메인 스테이지(510)를 하부베이스(600)에 고정 시키는 4개의 고정체(511)가 메인 스테이지(510) 및 하부베이스(600)에 각각 고정 결합되도록 마련하였으나, 메인 스테이지(510)의 수평조절 또는 높이조절을 위해, 메인 스테이지(510)를 상하로 구동할 수 있는 구성, 이를테면 공압실린더나 리니어 모터에 의해 상하로 구동되는 구성을 선택할 수도 있다.

그리고, 메인 스테이지(510)는, 그 표면(상면)에 바둑판식 공기라인(512, 도 3 참조)이 형성되어 있다. 이러한 바둑판식 공기라인(512)이 상호 교차하는 교차지점이나 혹은 바둑판식 공기라인(512) 상에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기부상공(513)이 형성되어 있으며 각 공기부상공(513)들에는 다공성 공기안내부재(515)가 결합되어 있다. 물론, 바둑판식 공기라인(512) 대신에 복수의 공기부상공(513)들만을 형성시켜도 무방하다. 이러한, 다공성 공기안내부재(515)가 결합된 메인 스테이지(510)의 저면에는 공기분사공(513)들을 복수의 그룹(group) 단위로 구획하는 복수의 구획부(514)가 형성되어 있다. 구획부(514)는 메인 스테이지(510)의 저면으로부터 상면을 향하는 방향으로 함몰된 함몰부(514)에 의해 형성된다. 각 구획부(514)들에는 상호 개별적으로 제어되는 공기공급라인(516)이 각각 배치되어 있다.

참고로, 기판(G)은 워크 테이블(700) 상에서 워크 테이블(700)의 표면(상면)에 접촉하지 않고 부상된 상태에서 워크 스테이지(500)로 이송되지만, 워크 스테이지(500)에서는 부상된 상태의 기판(G)을 전해 받기는 하되, 인쇄 작업이 진행될 때에는 기판(G)이 워크 스테이지(500)의 표면으로 흡착된다. 따라서 바둑판식 공기라인(512)을 통해서는 공기가 분사되기도 하고, 반대로 공기가 흡착되기도 한다.

이처럼, 메인 스테이지(510)의 표면에 공기부상공(513)들이 마련됨으로써, 워크 테이블(700)로부터 기판(G)을 이송받거나 이송된 기판(G)을 얼라인하는 경우에는 기판(G)을 메인 스테이지(510)의 표면으로부터 일정 높이만큼 부상시킬 수 있으며, 블랭킷 롤(400)을 이용하여 기판(G)을 인쇄하는 경우에는 기판(G)이 메인 스테이지(510)에 대해 상대 이동되지 않도록 메인 스테이지(510)가 기판(G)을 흡착할 수 있게 된다.

얼라인 스테이지(520)는, 메인 스테이지(510)와 함께 기판(G)을 지지함과 동시에, 메인 스테이지(510)와 독립적으로 기판(G)을 얼라인한다. 이에, 얼라인 스테이지(520)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 사각 형상으로 제작되며, 메인 스테이지(510)의 내측벽과 일정한 틈새를 갖도록 메인 스테이지(510)의 내부에 형성된 사각 형상의 중공(C)에 배치된다. 그리고, 엄격한 치수 관리가 가능하도록 하기 위해 그리고 기판(G)과의 마찰에 의해 파티클 불량을 발생시키지 않도록 하기 위해, 메인 스테이지(510)와 마찬가지로 석정반으로 제작될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 얼라인 스테이지(520) 및 얼라인 스테이지(520)를 수용하기 위해 메인 스테이지(510)에 형성된 중공(C)의 형상을 사각 형상으로 마련하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며, 얼라인 스테이지(520)가 메인 스테이지(510)에 대해 상대 이동 가능하고, 기판(G)의 인쇄 과정에서 얼라인 스테이지(520)와 메인 스테이지(510) 사이의 틈새 부분에 접하는 기판(G) 부분에 블랭킷 롤(400)의 가압력에 의해 과도한 응력(stress)이 집중되는 경우가 아니라면, 원의 형상 등으로 다양하게 변경할 수 있다.

그리고, 얼라인 스테이지(520)에는, 메인 스테이지(510)과 마찬가지로, 바둑판식 공기라인(522, 도 3 참조)과, 이러한 바둑판식 공기라인(522)이 상호 교차하는 교차지점이나 혹은 바둑판식 공기라인(522) 상에형성된 공기부상공(523)과, 공기부상공(523)과 결합되어 있는 다공성 공기안내부재(525)가 마련되어 있다. 또한, 얼라인 스테이지(520)의 저면에는 공기분사공(523)들을 복수의 그룹(group) 단위로 구획하는 구획부(524)가 형성되어 있고, 구획부(524)에는 공기공급라인(526)이 배치되어 있다.

이와 같이, 얼라인 스테이지(520)의 표면에 공기부상공(523)이 마련됨으로써, 워크 테이블(700)로부터 기판(G)을 이송받는 경우, 메인 스테이지와 함께 기판을 일정 높이만큼 부상시킬 수 있고, 기판(G)을 얼라인하거나 얼라인된 기판(G)을 인쇄하는 경우, 기판(G)이 얼라인 스테이지(520)에 대해 상대 이동하지 않도록 기판(G)을 흡착할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 메인 스테이지(510)와 얼라인 스테이지(520)를 각각 1개씩만 구비하였으나, 다수 개의 기판(G)을 동시에 인쇄하는 경우와 같이, 필요에 따라서는 메인 스테이지(510)와 얼라인 스테이지(520)를 각각 복수로 구비할 수도 있다.

구동부(530)는, 얼라인 스테이지(520)가 기판(G)을 얼라인할 수 있도록 얼라인 스테이지(520)를 이동시킨다. 이에, 구동부(530)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 얼라인 스테이지(520)의 판면(상면) 방향으로 얼라인 스테이지(520)를 이동시키는 수평구동부(535)와, 수평구동부(535)의 하측에 결합되어 수평구동부(535)를 지지하 는 지지플레이트(537)와, 지지플레이트(537)를 승강시키는 승강구동부(539)를 구비한다.

수평구동부(535)는, 얼라인 스테이지(520)가 상승하여 기판(G)에 접촉한 경우 얼라인 스테이지(520)를 얼라인 스테이지(520)의 판면 방향으로 이동시켜 얼라인 스테이지(520)에 접촉된 기판(G)이 얼라인되도록 한다.

여기서, 얼라인 스테이지(520)의 판면 방향의 이동이란, 얼라인 스테이지(520)의 상면에 나란한 평면을 X-Y 평면으로 정의할 때, 얼라인 스테이지(520)가 X축 방향으로 이동하거나, Y축 방향으로 이동하거나, θ축으로 이동하거나, 또는 이들 세 가지 이동을 조합한 형태로 이동하는 것을 말한다.

이와 같은 얼라인 스테이지(520)의 판면 방향의 이동이 가능하도록, 수평구동부(535)는, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 지지플레이트(537) 상면의 네 모서리 영역에 각각 마련되는, 즉 사각 구도로 배치된 4개의 수평구동유닛(531~534)을 구비한다.

이하, 편의상 이들 4개의 각각의 수평구동유닛(531~534) 각각을, 도 6의 A 영역을 기준으로 반시계 방향(-θ축 방향)을 따라가면서 각각 제1 내지 제4 수평구동유닛(531~534)이라 하여 설명하기로 한다.

제1 내지 제4 수평구동유닛(531~534) 각각은, 제1 내지 제4 모터(531a~534a)와, 제1 내지 제4 모터(531a~534a)에 결합되어 제1 내지 제4 모터(531a~534a)에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)와, 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)를 사이에 두고 제1 내지 제4 모터(531a~534a)의 대향측에 마 련되어 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)의 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 내지 제4 회전지지부(531c~534c)와, 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)에 결합되고 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)의 회전 시 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)의 길이 방향을 따라 이동 가능한 제1 내지 제4 이동블록(531d~534d)과, 제1 내지 제4 이동블록(531d~534d)에 결합되며, 제1 내지 제4 이동블록(531d~534d)이 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 자유 이동 가능한 제1 내지 제4 교차블록(531e~534e)과, 양단이 제1 내지 제4 교차블록(531e~534e)의 상면 및 얼라인 스테이지(520)의 하면에 각각 고정되는 제1 내지 제4 고정단(531f~534f)과, 제1 내지 제4 이동블록(531d~534d)이 제1 내지 제4 볼스크루(531b~534b)의 길이 방향을 따라 안정적으로 이동할 수 있도록 안내하는 제1 내지 제4 레일(531g~534g)을 구비한다.

이와 같은 구성에 의해, 수평구동유닛(531~534)은, 수평구동유닛(531~534)의 고정단(531f~534f)이 결합된 얼라인 스테이지(520)의 하면에 볼스크루(531b~534b)의 길이 방향을 따르는 힘을 작용할 수 있게 된다. 따라서, 볼스크루(531b~534b)의 배열 방향이 수평구동유닛(531~534)의 구동방향이 된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3 수평구동유닛(531, 533)의 볼스크루(531b, 533b)는 X축 방향으로 배열되어 있으므로 제1 및 제3 수평구동유닛(531, 533)은 X축 방향으로 얼라인 스테이지(520)를 구동할 수 있게 되고, 제2 및 제4 수평구동유닛(532, 534)의 볼스크루(532b, 534b)는 Y축 방향으로 배열되어 있으므로 제2 및 제4 수평구동유닛(532, 534)은 Y축 방향으로 얼라인 스테이지(520)를 구동할 수 있게 된다.

따라서, 얼라인 스테이지(520)를 X축 방향으로 이동하고자 할 때에는, 제1 및 제3 수평구동유닛(531, 533)을 구동하면 되고, 얼라인 스테이지(520)를 Y축 방향으로 이동하고자 할 때에는 제2 및 제4 수평구동유닛(532, 534)을 구동하면 된다.

또한, 얼라인 스테이지(520)를 θ축으로 이동하고자 할 때에는 제1 내지 제4 수평구동유닛(531~534) 모두를 동시에 구동시키면 가능해진다. 즉, 얼라인 스테이지(520)를 +θ축 방향(시계 방향)으로 회전시키고자 하는 경우에는, 제4 수평구동유닛(534)을 +Y축 방향으로, 제3 수평구동유닛(533)을 +X축 방향으로, 제2 수평구동유닛(532)을 -Y축 방향으로, 제1 수평구동유닛(531)을 -X축 방향으로 구동하면 된다. 그리고, 얼라인 스테이지(520)를 -θ축 방향(시계 반대방향)으로 회전시키고자 하는 경우에는, 제1 수평구동유닛(531)을 +X축 방향으로, 제2 수평구동유닛(532)을 +Y축 방향으로, 제3 수평구동유닛(533)을 -X축 방향으로, 제4 수평구동유닛(534)을 -Y축 방향으로 구동하면 된다.

이처럼, 본 실시예에서는, 4개의 수평구동유닛(531~534)으로 이루어진 수평구동부(535)를 마련하여 얼라인 스테이지(520)가 판면 방향으로 이동할 수 있도록 하였으나, 얼라인 스테이지(520)를 판면 방향으로 이동시킬 수 있는 것이라면, 수평구동유닛(531~534)의 개수나 상세 구성을 적절하게 변경할 수 있다.

지지플레이트(537, 도 4 참조)는, 4개의 수평구동유닛(531~534)을 지지하며, 수평구동유닛(531~534)에 결합된 얼라인 스테이지(520)가 상하로 승강되도록 한다. 따라서, 지지플레이트(537)는, 사각의 판 형상으로 마련되고, 얼라인 스테이지(520)의 하부 영역에서 얼라인 스테이지(520)와 이격되어 얼라인 스테이지(520) 와 나란하게 배치된다. 그리하여, 지지플레이트(537)의 상면에는 수평구동유닛(531~534)이 결합되고, 지지플레이트(537)의 하면에는 지지플레이트(537)를 승강시키는 승강구동부(539)가 결합된다.

승강구동부(539)는, 얼라인 스테이지(520)를 판면 방향에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로 승강되도록 지지플레이트(537)를 구동한다. 이에, 승강구동부(539)는 4개의 공압실린더(539)로 이루어지며, 각각의 공압실린더(539)의 일단은 하부베이스(600)에 고정되고 타단은 지지플레이트(537)의 하면에 결합되어, 공압실린더(539)가 지지플레이트(537)를 승강시킴에 따라, 얼라인 스테이지(520)가 상하로 승강할 수 있게 된다. 본 실시예에서는, 승강구동부(539)가 4개의 공압실린더(539)로 이루어지나, 지지플레이트(537)를 안정되게 지지함과 동시에 상하로 구동할 수 있는 것이라면 4개보다 적거나 많은 개수로 선택해도 무방하며, 또한 공압실린더(539)가 아닌 리니어 모터 등으로 변경할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 수평구동부(535)와 승강구동부(539)를 각각 수평구동유닛(531~534)과 승강실린더(539)로 구비하여 별개의 구성으로 마련하였으나, 얼라인 스테이지(520)를 수평 및 상하로 동시에 구동할 수 있는 구성이면, 일체(一體)의 구성으로 마련할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 인쇄 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 별도의 이송장치에 의해 기판(G)이 워크 테이블(700)로 진입한다. 그러면, 워크 테이블(700)에 형성된 복수의 공기부상공들을 통해 공기가 분사됨으로써 기판(G)은 워크 테이블(700)의 상면에서 상방으로 소정 높이 부상된 채로 워크 테이블(700)로 진입된다. 앞서도 언급하였지만, 워크 테이블(700)로 진입하는 기판(G)은 워크 테이블(700)의 주변에 마련된 얼라인부에 의해 워크 테이블(700) 상에서 예비적으로 정렬된다.

다음으로, 워크 테이블(700)의 상면에서 부상된 기판(G)은 별도의 진공흡착부재에 의해 워크 스테이지(500)의 상면으로 이송된다. 여기서, 진공흡착부재는 기판(G)의 상면을 흡착한 상태에서 기판(G)을 워크 스테이지(500)로 이송시키는 역할을 한다. 이러한 진공흡착부재는 워크 테이블(700)의 상방에 별도의 구조물로서 장착될 수 있다. 이 때, 워크 스테이지(500)의 메인 스테이지(510) 및 얼라인 스테이지(520)에는 바둑판식 공기라인(512, 522))을 통해 공기가 분사되고 있으므로, 워크 스테이지(500) 상으로 이송된 기판(G)은 워크 스테이지(500)의 상면에서 일정 높이 부상된 상태를 취한다.

다음으로, 워크 스테이지(500)의 상면에 이송된 기판(G)을 최종적으로 얼라인하는 과정을 진행하게 되며, 이에 대하여 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

도 8은 도 4의 얼라인 스테이지가 상승한 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 도 6의 얼라인 스테이지가 X축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이며, 도 10은 도 6의 얼라인 스테이지가 Y축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이고, 도 11은 도 6의 얼라인 스테이지가 θ축으로 이동한 상태를 과장되게 도시한 도면이며, 도 12는 도 4의 얼라인 스테이지가 기판을 얼라인시킨 후 하강한 상태를 도시한 도면이다. 이 중에서, 도 9 내지 도 11은, 얼라인 스테이지(520)의 X축, Y축 및 θ축으로의 이동이 명확히 나타나도록, 얼라인 스테이지(520)의 메인 스테이 지(510)의 내측벽에 대한 거리 및 얼라인 스테이지(520)의 이동량을 실제보다 다소 과장하여 크게 표현하였음을 유의한다.

일단, 도 8에 도시된 바와 같이, 승강실린더(539)를 구동하여 기판(G)이 워크 스테이지(500)의 표면으로부터 부상한 높이만큼 얼라인 스테이지(520)를 상승시켜 얼라인 스테이지(520)와 기판(G)이 접촉한 상태가 되도록 한다. 이 때, 메인 스테이지(510)는 공기부상공(513)을 통하여 공기를 분사함으로써 기판(G)의 외곽부가 중심부에 대해 처지지 않도록 하며, 얼라인 스테이지(520)는 공기부상공(523)을 통하여 기판(G)을 흡착함으로써 기판(G)의 얼라인 과정에서 기판(G)의 얼라인 스테이지(520)에 대한 상대 이동이 발생하지 않도록 한다. 그리고, 기판(G)을 X축 방향으로 이동시킬 필요가 있는 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3 수평구동유닛(531, 533)을 구동하여 얼라인 스테이지(520) 및 얼라인 스테이지(520)에 접한 기판(G)을 X축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 기판(G)을 Y축 방향으로 이동시킬 필요가 있는 경우에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 및 제4 수평구동유닛(532, 534)을 구동하여 얼라인 스테이지(520) 및 얼라인 스테이지(520)에 접한 기판(G)을 Y축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 기판(G)을 θ축으로 이동시킬 필요가 있는 경우에는, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 수평구동유닛(531~534)을 모두 구동하여 얼라인 스테이지(520) 및 얼라인 스테이지(520)에 접한 기판(G)을 θ축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 기판(G)의 얼라인이 완료되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 승강실린더(539)를 구동하여 얼라인 스테이지(520)를 하강시켜 얼라인 스테이지(520)와 메인 스테이지(510)가 수평선 상에서 나란하게 배치되도록 하며, 메인 스테이지(510)의 공기부상공(513)과 얼라인 스테이지(520)의 공기부상공(523)을 통하여 공기를 흡입함으로서 기판(G)이 메인 스테이지(510) 및 얼라인 스테이지(520)에 흡착되도록 한다.

다음으로, 디스펜서(200)가 그라비아 롤(100)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 도포한다. 이 때, 닥터 블레이드(300)의 나이프(320) 선단이 그라비아 롤(100)의 외면에 접촉하고 있으므로, 회전하는 그라비아 롤(100)의 외면으로 칼라레지스트가 도포되는 과정에서 나이프(320)에 의해 음각 형태의 요홈부(110)를 제외한 나머지 면(120)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트가 제거된다. 따라서 최종적으로는 요홈부(110) 내부에만 칼라레지스트가 수용된다.

다음으로, 이동회전부(420)에 의해 블랭킷 롤(400)이 그라비아 롤(100) 측으로 이동한다. 블랭킷 롤(400)이 이동하여 그라비아 롤(100)에 접촉되면, 그라비아 롤(100)과 블랭킷 롤(400) 간의 상대 회전에 의해 그라비아 롤(100)의 외면에 도포된 칼라레지스트가 그대로 블랭킷 롤(400)의 외면에 권취된 시트로 전사된다. 그리고, 블랭킷 롤(400)의 외면으로 칼라레지스트가 전사되고 나면, 다시 이동회전부(420)에 의해 블랭킷 롤(400)은 워크 스테이지(500)의 초입 부분으로 이동한다.

다음으로, 블랭킷 롤(400)은 이동회전부에 의해 기판(G)의 표면으로 이동 및 회전하면서 기판(G)의 표면에 R, G, B 칼라레지스트 패턴 중 선택된 어느 하나의 칼라레지스트 패턴을 인쇄하게 된다.

다음으로, 블랭킷 롤(400)은 원위치로 복귀되고, 인쇄 작업을 마친 기판(G) 은 취출되어 R, G, B 패턴 중에서 다른 패턴의 인쇄 작업을 위해 다른 인쇄 장치로 옮겨져 전술한 과정을 반복하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치는, 메인 스테이지(510)와 얼라인 스테이지(520)를 구비한 워크 스테이지(500)를 사용함으로써, 기판(G)을 얼라인하는 과정에서 얼라인 스테이지(520)만을 구동하기 때문에, 워크 스테이지(500) 전체를 구동하는 경우에 비해 상대적으로 작은 동력을 소모하더라도 기판(G)의 얼라인 작업이 가능해지게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치는, 메인 스테이지(510)와 얼라인 스테이지(520)를 구비한 워크 스테이지(500)를 사용함으로써, 메인 스테이지(510)는 고정된 채로 또는 상하로만 이동 가능한 채로 기판(G)을 지지하기 때문에, 기판(G)을 인쇄하는 과정에서 블랭킷 롤(400)의 가압력에 의해 워크 스테이지(500)에 밀림 현상이 발생할 가능성이 현저하게 줄어들게 된다.

전술한 실시예에서는 블랭킷 롤(400)이 그라비아 롤(100)에서 칼라레지스트를 전사받도록 하고 있으나, 그라비아 롤(100) 대신에 사각판 형상의 그라비아 플레이트(Gravure plate)를 마련하고, 블랭킷 롤(400)이 그라비아 플레이트로부터 칼라레지스트를 전사받도록 할 수도 있을 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 종래보다 작은 동력을 소모하여 기판의 얼라인을 수행할 수 있음은 물론 기판의 인쇄 작업 시 블랭킷 롤의 가압력에 의해 워크 스테이지가 임의로 이동되는 것을 저지할 수 있어 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

Claims

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)를 포함하며,

상기 워크 스테이지는,

상기 기판을 지지하는 적어도 하나의 메인 스테이지(Main stage);

상기 메인 스테이지와 함께 상기 기판을 지지함과 동시에 상기 메인 스테이지와 독립적으로 상기 기판을 얼라인시키는 적어도 하나의 얼라인 스테이지(Align stage); 및

상기 얼라인 스테이지가 상기 기판을 얼라인시키도록 상기 얼라인 스테이지를 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 메인 스테이지는, 판면 방향으로의 이동이 실질적으로 저지되도록 적어도 하나의 고정체에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 메인 스테이지는, 내부에 중공이 형성되며,

상기 얼라인 스테이지는, 상기 메인 스테이지와 틈새를 가지고 이격되도록 상기 중공 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 얼라인 스테이지를 구동하여 상기 얼라인 스테이지의 판면 방향 및 상기 얼라인 스테이지의 판면 방향에 실질적으로 직교하는 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 4항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 얼라인 스테이지를 상기 얼라인 스테이지의 판면 방향으로 이동시키는 수평구동부; 및

상기 얼라인 스테이지를 상기 얼라인 스테이지의 판면 방향에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로 이동시키는 승강구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 5항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 얼라인 스테이지의 하부 영역에서 상기 얼라인 스테이지와 이격되어 상기 얼라인 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함하며,

상기 수평구동부는, 일단이 상기 얼라인 스테이지의 하면에 결합되고, 타단은 상기 지지플레이트의 상면에 결합되며,

상기 승강구동부는, 일단이 상기 지지플레이트의 하면에 결합되어 상기 지지플레이트를 승강시키는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 6항에 있어서,

상기 수평구동부는,

상기 지지플레이트의 상면 네 모서리 영역에 각각 마련되는 4개의 수평구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 7항에 있어서,

상기 4개의 수평구동유닛 각각은,

회전구동력을 발생시키는 모터;

상기 모터에 결합되어 상기 모터에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 볼스크루;

상기 볼스크루를 사이에 두고 상기 모터의 대향측에 마련되어 상기 볼스크루의 단부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부;

상기 볼스크루에 결합되며, 상기 볼스크루의 회전 시 상기 볼스크루의 길이 방향을 따라 이동 가능한 이동블록;

상기 이동블록에 결합되며, 상기 이동블록이 이동하는 방향에 직교하는 방향 으로 자유롭게 슬라이딩 가능한 교차블록; 및

양단이 상기 교차블록의 상면 및 상기 얼라인 스테이지의 하면에 각각 고정되는 고정단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 8항에 있어서,

상기 4개의 수평구동유닛 각각은,

상기 지지플레이트의 상면에 마련되어 상기 이동블록의 이동을 안내하는 적어도 하나의 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 9항에 있어서,

상기 4개의 수평구동유닛 각각에 형성된 볼스크루는, 상기 지지플레이트의 상면에서 대각 방향을 따라 배치된 것들끼리 실질적으로 동일한 방향으로 배치되되, 상기 대각 방향을 따라 배치된 수평구동유닛에 마련된 모터는 서로 반대 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 메인 스테이지 및 상기 얼라인 스테이지 중 적어도 어느 하나에는,

상기 기판의 부상 또는 흡착을 위한 복수의 공기부상공이 마련된 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 위크 스테이지를 지지하는 하부베이스를 더 포함하며,

상기 메인 스테이지는, 상기 메인 스테이지의 판면 방향으로의 이동이 실질적으로 저지되도록 적어도 하나의 고정체에 고정 결합되며,

상기 고정체는, 승강 가능하도록 상기 하부베이스에 결합되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
제 1항에 있어서,

상기 메인 스테이지 및 상기 얼라인 스테이지는 각각, 사각 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.