KR100837598B1 - 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

인쇄장치가 개시된다. 본 발명의 인쇄장치는, 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); 인쇄 작업을 위하여 기판의 표면으로 접촉 가압되는 블랭킷 롤(Blanket roll); 및 적어도 일부분이 블랭킷 롤 측에 결합되어 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 조절하는 평행도 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 단순한 구조로써 워크 스테이지에 대한 블랭킷 롤의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있으며, 따라서 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

인쇄장치, 워크 스테이지, 블랭킷 롤(Blanket roll), 평행도

Description

인쇄장치{Printer}

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 3은 도 2에 대응하는 워크 스테이지 영역의 개략적인 구조도이다.

도 4는 도 3의 "C" 영역에 대한 확대도이다.

도 5 및 도 6은 각각 평행도 조절유닛에 의해 블랭킷 롤의 평행도가 조절되는 과정을 개략적으로 도시한 도면들이다.

* 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 이동지지부 80 : 평행도 조절유닛

81 : 회전부 81a : 실린더기어

81b : 랙기어 82 : 회전축부

83 : 편심축부 86 : 회전력제공부

87 : 회전편 88 : 링크

89 : 조작부 89a : 나사축부

89b : 조작너트

본 발명은, 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단순한 구조로써 워크 스테이지에 대한 블랭킷 롤의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있으며, 따라서 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄장치에 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 저 하되는 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. 만약에 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 진행중이다.

지금까지 연구 개발되고 있는 인쇄장치는, 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.

이 때, 우수한 인쇄 품질을 유지하기 위해서는 기판이 로딩(roading)되는 워크 스테이지(work stage)와, 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도나 접촉간격(이하, 평행도로 통일함)이 정밀하게 맞아야 한다. 그렇지 않고, 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도가 제대로 맞지 않을 경우에는 기판에 인쇄된 R, G, B 패턴의 두께가 균일하게 유지될 수 없어 인쇄 품질이 저하될 수밖에 없다.

한편, 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 조절하기 위해서는 블랭킷 롤을 기준으로 하여 워크 스테이지의 위치를 가변시킬 수도 있고, 혹은 반대로 워크 스테이지에 대해 블랭킷 롤의 위치를 가변시킬 수도 있다. 다만 워크 스테이지가 대략 수 톤(ton)의 중량을 갖는 거대한 구조물임을 고려해볼 때, 블랭킷 롤을 이동시키면서 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 조절하는 편이 유리할 수도 있다.

이에, 본 출원인은 간단하고 편리한 방법으로 블랭킷 롤의 위치를 가변시킴으로써 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 쉽게 조절할 수 있는 새로운 구조를 제안하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은, 단순한 구조로써 워크 스테이지에 대한 블랭킷 롤의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있으며, 따라서 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있는 인쇄장치 를 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 상기 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage); 상기 인쇄 작업을 위하여 상기 기판의 표면으로 접촉 가압되는 블랭킷 롤(Blanket roll); 및 적어도 일부분이 상기 블랭킷 롤 측에 결합되어 상기 워크 스테이지와 상기 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 조절하는 평행도 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 블랭킷 롤은, 실질적으로 상기 기판의 표면으로 접촉 가압되는 외표면을 갖는 압통; 및 상기 압통의 양측에 마련되어 상기 압통과 일체로 회전하는 베아라를 포함할 수 있으며, 상기 평행도 조절유닛은 상기 베아라의 양측 영역에 각각 한 쌍으로 마련될 수 있다.

상기 평행도 조절유닛은, 상기 베아라와 결합되어 정역 방향으로의 회전에 의해 상기 베아라를 정역 방향으로 회전시키는 회전부; 및 상기 회전부가 정역 방향으로 회전될 수 있도록 상기 회전부에 회전력을 제공하는 회전력제공부를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 베아라의 외측에 결합되는 실린더기어; 상기 실린더기어의 외면에서 상기 블랭킷 롤의 길이방향을 따라 돌출되며, 중심에 상기 실린더기어의 회전축심이 형성되는 회전축부; 및 상기 회전축부보다 큰 지름을 가지고 상기 회전축부의 반경 방향 외측에 마련되며, 상기 회전축부의 회전축심으로부터 일측으 로 편심된 편심축심을 갖는 편심축부를 포함할 수 있다.

상기 실린더기어의 일측에는 상기 실린더기어와 기어 맞물림되는 랙기어가 마련될 수 있다.

상기 회전력제공부는, 일단이 상기 편심축부에 결합되어 상기 편심축부와 함께 회전 가능한 회전편; 상기 회전편의 타단과 링크 결합되는 링크; 상기 블랭킷 롤의 주변에 위치 고정된 고정부와 상기 링크 사이에 결합되며, 상기 고정부에 대해 상기 링크를 접근 및 이격시키는 조작부를 포함할 수 있다.

상기 조작부는, 서로 다른 방향의 나사산을 갖는 양 단부 영역이 상기 고정부와 상기 링크에 각각 나사 결합되는 나사축부; 및 상기 나사축부의 중앙 영역에 결합되어 상기 나사축부를 회전시키는 조작너트를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 평행도 조절유닛은 상호 독립적으로 조절 가능하다.

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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치의 개략적인 구조도이고, 도 3은 도 2에 대응하는 워크 스테이지 영역의 개략적인 구조도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치는, 그 라비아 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 하부베이스(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 인쇄 함에 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 중 에서 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 자 연스럽게 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 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(45)은 워크 스테이지(50)와는 달리 금속 재질, 예를 들어 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 재질로 제작될 수 있다.

워크 스테이지(50)는 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 어느 한 패턴에 대한 인쇄 작업이 진행되는 장소이다. 이러한 워크 스테이지(50)는 금속 재질이 아닌 돌 재질의 석정반으로 제작될 수 있다. 석정반을 워크 스테이지(50)로 사용할 경우에는 엄격한 치수 관리가 가능하고, 기판(G)과의 마찰에 의한 파티클 불량을 발생시키지 않는 이점이 있다.

자세하게 도시하고 있지는 않지만, 워크 스테이지(50)의 표면에는 바둑판식 공기라인(미도시)이 형성되어 있으며, 바둑판식 공기라인이 상호 교차하는 교차지점이나 혹은 바둑판식 공기라인 상에는 기판(G)을 부상시키기 위한 공기를 분사하는 복수의 공기부상공(미도시)이 형성되어 있다.

이러한 공기부상공들과 바둑판식 공기라인을 통해 분사되는 공기에 의해 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에서 소정 높이 부상될 수 있다. 다만, 워크 테이블(45)로부터 부상된 상태의 기판(G)을 전해 받을 경우에는 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 상면에서 부상되지만, 실질적으로 인쇄 작업이 진행될 때는 기판(G)이 워크 스테이지(50)의 표면으로 흡착된다. 따라서 바둑판식 공기라인 또는 공기부상공들을 통해서는 공기가 분사되기도 하고, 반대로 공기가 흡착되기도 한다.

이러한 워크 스테이지(50)의 하부 영역에는 도 3에 도시된 바와 같이, 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 스테이지 이동지지부(70)가 장착되는 장소로 활용된다.

스테이지 이동지지부(70)는 감지부(60a,60b)의 신호에 기초하여 워크 스테이지(50)를 X축, Y축 및 θ축으로 얼라인시키는 역할을 담당한다. 즉, 감지 부(60a,60b)는 작업라인을 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 작업라인을 따라 이동하면 갠트리부(62a,62b) 역시, 작업라인을 따라 이동할 수 있다. 이에, 감지부(60a,60b)가 기판(G)에 형성된 얼라인 마크(G1,G2, align mark, 미도시)들을 해당 위치에서 개별적으로 촬영한 후, 촬영된 영상정보를 제어부로 전송하면, 제어부는 기준값과 촬영된 값을 상호 비교하여 인쇄 작업대상의 기판(G)이 어느 정도 틀어졌는지를 판단한 후, 스테이지 이동지지부(70)를 동작시킨다. 그러면 스테이지 이동지지부(70)의 동작에 의해서 워크 스테이지(50)는 X축, Y축 및 θ축으로 이동되면서 얼라인될 수 있게 된다.

한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 우수한 인쇄 품질을 유지하기 위해서는 워크 스테이지(50)와, 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도가 정밀하게 맞아야 한다.

이를 위해, 본 실시예에서는, 워크 스테이지(50)에 대해 블랭킷 롤(40)의 위치를 가변시킴으로써 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40)의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있도록 하고 있는 것이다. 이에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 3의 "C" 영역에 대한 확대도이고, 도 5 및 도 6은 각각 평행도 조절유닛에 의해 블랭킷 롤의 평행도가 조절되는 과정을 개략적으로 도시한 도면들이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 인쇄장치에서, 블랭킷 롤(40)의 양측에는 적어도 일부분이 블랭킷 롤(40) 측에 결합되어 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도를 조절하는 평행도 조절유닛(80)이 구비되어 있다. 이러한 평행도 조절유닛(80)은 워크 스테이지(50)에 대해 블랭킷 롤(40)을 상하 방향으로 이동시킴으로써 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도를 조절한다.

한편, 블랭킷 롤(40)에 대해 좀 더 자세히 설명하면, 블랭킷 롤(40)은, 압통(40b)과, 압통(40b)보다 큰 지름을 가지고 압통(40b)의 양측에 마련되어 압통(40b)과 일체로 회전하는 베아라(40c)를 구비한다. 압통(40b)은 실질적으로 기판(G)의 표면으로 접촉 가압되는 외표면을 갖는 부분이고, 베아라(40c)는 압통(40b)의 외측벽을 형성하는 부분이다.

이러한 베아라(40c)의 양측 영역에 각각 하나씩의 평행도 조절유닛(80)이 마련된다. 도 4의 경우, 도 3에 도시된 블랭킷 롤(40)의 우측 영역에 마련된 평행도 조절유닛(80)에 대해 도시하고 있지만, 블랭킷 롤(40)의 좌측 영역에도 도 4와 동일한 형태의 평행도 조절유닛(80)이 마련된다.

보통의 경우에는 한 쌍의 평행도 조절유닛(80)이 균등하게 조절되지만, 필요시 한 쌍의 평행도 조절유닛(80)은 각각 독립적으로 조절될 수도 있다. 이러한 평행도 조절유닛(80)은, 크게 회전부(81)와, 회전력제공부(86)를 포함한다.

회전부(81)는, 베아라(40c)와 결합되어 베아라(40c)를 정역 방향으로 회전시키는 역할을 한다. 이러한 회전부(81)는, 실린더기어(81a)와, 회전축부(82)와, 편심축부(83)를 포함한다.

실린더기어(81a)는, 베아라(40c)의 외측에 결합되어 베아라(40c)를 회전시키는 역할을 한다. 실린더기어(81a)의 일측에는 실린더기어(81a)와 기어 맞물림되는 랙기어(81b)가 구비되어 있다.

회전축부(82)는, 실린더기어(81a)의 외면에서 블랭킷 롤(40)의 길이방향을 따라 돌출되어 있다. 이러한 회전축부(82)의 중심에는 회전축부(82)의 회전중심을 형성할 뿐만 아니라 실린더기어(81a)의 회전중심을 형성하는 회전축심(82a)이 형성되어 있다.

편심축부(83)는, 회전축부(82)보다 큰 지름을 가지고 회전축부(82)의 반경 방향 외측에 형성되어 있다. 이러한 편심축부(83)에도 편심축부(83)의 회전중심을 형성하는 편심축심(83a)이 형성되어 있는데, 편심축심(83a)은 회전축심(82a)으로부터 일측으로 편심된 위치에 형성된다. 편심축부(83)와 회전축부(82) 사이에는 베어링(B1)이 마련된다.

이와 같이, 편심축부(83)가 회전축부(82)와 동일한 회전중심을 형성하지 않고 일측으로 편심되어 있기 때문에, 회전축심(82a)을 기준으로 하여 편심축부(83)를 회전시키게 되면, 회전축심(82a)으로부터 편심축부(83)의 외면에 이르는 거리 차에 의해 실린더기어(81a)는 상하 방향으로 이동할 수 있게 되고, 이에 따라 블랭킷 롤(40)이 상하 방향으로 이동할 수 있게 된다.

예를 들어, 회전축심(82a)에서 편심축부(83)까지의 최소거리(L1) 및 최대거리(L2)가 도 5와 같이 배치된 상태에서, 회전축심(82a)을 기준으로 하여 편심축부(83)를 180도 회전시키게 되면, 회전축심(82a)으로부터 편심축부(83)의 외면에 이르는 거리 차에 의해 실린더기어(81a)는 도 6의 화살표 방향으로 하향 이동함으로써 블랭킷 롤(40) 역시 하향 이동할 수 있게 되는 것이다. 물론, 도 5 및 도 6의 경우에는 설명의 편의를 위해 과장되게 도시한 것일 뿐, 실질적으로 블랭킷 롤(40)의 상하 방향 조정은 수 밀리미터(mm) 내외의 미세 조정이기 때문에 편심축부(83)를 과도하게 회전시킬 필요는 없다.

위와 같은 동작이 진행되기 위해서는 편심축부(83)를 회전시켜야 하는데, 이는 전술한 회전력제공부(86)가 담당한다. 즉, 회전력제공부(86)는, 회전부(81)가 정역 방향으로 회전될 수 있도록 회전부(81)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.

이러한 회전력제공부(86)는, 일단이 편심축부(83)에 결합되어 편심축부(83)와 함께 회전 가능한 회전편(87)과, 회전편(87)의 타단과 링크 결합되는 링크(88)와, 블랭킷 롤(40)의 주변에 위치 고정된 고정부(84)와 링크(88) 사이에 결합되며 고정부(84)에 대해 링크(88)를 접근 및 이격시키는 조작부(89)를 구비한다.

조작부(89)는, 서로 다른 방향의 나사산(미도시)을 갖는 양 단부 영역이 고정부(84)와 링크(88)에 각각 나사 결합되는 나사축부(89a)와, 나사축부(89a)의 중앙 영역에 결합되어 나사축부(89a)를 회전시키는 조작너트(89b)를 포함한다.

따라서 작업자가 렌치 등의 도구를 이용하여 조작너트(89b)를 일방향으로 회전시키면 고정부(84)에 대해 링크(88)가 접근되면서 회전편(87)을 당길 수 있고, 반대로 조작너트(89b)를 타방향으로 회전시키면 고정부(84)에 대해 링크(88)가 이격되면서 회전편(87)을 밀 수 있다. 이러한 방법에 의해 편심축부(83)는 소정 각도만큼 회전할 수 있게 되는 것이다.

이러한 구성을 갖는 인쇄장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도를 측정한다. 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도 측정은 다음과 같이 진행된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 베아라(40c)와 프레임(P, 도 4 참조) 사이로 전등(1)을 온(On)시켜 빛을 조사하고, 반대편에서 베아라(40c)와 프레임(P) 사이의 간격을 통해 빛이 새 나오는지를 육안으로 검사한다. 만약에 빛이 나오지 않는다면, 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도는 제대로 맞춰진 상태이다.

하지만, 베아라(40c)와 프레임(P) 사이의 간격을 통해 빛이 새 나온다면, 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 사이에 일정한 유격이 발생된 것이므로 이 때는 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도를 조절해야 한다.

평행도 조절을 위해 작업자는 렌치 등의 도구를 이용하여 조작너트(89b)를 일방향으로 회전시킨다. 그러면 고정부(84)에 대해 링크(88)가 접근되면서 회전편(87)을 당기게 되고, 이에 의해 회전축심(82a)을 기준으로 하여 편심축부(83)가 회전한다. 이 때의 편심축부(83)는 회전축심(82a)을 기준으로 하여 회전하게 됨으로써 회전축심(82a)으로부터 편심축부(83)의 외면에 이르는 거리 차(도 5 및 도 6 참조)에 의해 실린더기어(81a)는 하향 이동하게 되고, 이에 의해 베아라(40c) 역시 하향 이동한다. 베아라(40c)가 하향 이동하는 과정에서 베아라(40c)와 프레임(P) 사이의 간격을 통해 빛이 나오지 않는다면 조작너트(89b)의 회전을 중지한다. 여기서, 조작너트(89b)를 1회전시키면 베아라(40c)가 예를 들어, 수 밀리미터(mm) 하향 이동할 수 있도록 나사축부(89a)의 피치 간격을 적절하게 조정하면 평행도 조절 작업이 더욱 수월해질 수 있게 된다.

위와 같은 방법으로 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도가 조절되고 나면, 실질적으로 인쇄 작업이 진행된다. 즉, 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. 이 때, 워크 스테이지(50)에는 바둑판식 공기라인을 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 바둑판식 공기라인을 통해서 공기가 흡착됨으로써 기판(G)은 워크 스테이지(50)의 상면에 흡착되어 위치 고정될 수 있게 된다.

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)의 정보에 의해 제어부가 스테이지 이동지지부(70)의 이동을 제어함으로서, 워크 스테이지(50)는 X축, Y축 및 θ축으로 소정 거리만큼 이동하게 되고, 이에 따라 기판(G)에 대한 얼라인이 완료된다.

워크 스테이지(50)가 X축, Y축 및 θ축으로 이동되면서 기판(G)에 대한 얼라인 작업이 완료되면, 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 의하면, 단순한 구조로써 워크 스테이지(50)에 대한 블랭킷 롤(40)의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 워크 스테이지(50)와 블랭킷 롤(40) 간의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있으며, 따라서 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있게 된다.

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, 단순한 구조로써 워크 스테이지 에 대한 블랭킷 롤의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 워크 스테이지와 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 용이하게 조절할 수 있으며, 따라서 우수한 인쇄 품질을 유지할 수 있다.

Claims (8)

1. 기판에 대한 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 중 어느 하나 또는 하나 이상의 패턴에 대한 인쇄 작업을 위하여 상기 기판을 지지하는 워크 스테이지(work stage);

   상기 인쇄 작업을 위하여 상기 기판의 표면으로 접촉 가압되는 블랭킷 롤(Blanket roll); 및

   일부분이 상기 블랭킷 롤 측에 결합되어 상기 워크 스테이지와 상기 블랭킷 롤 간의 상대적인 평행도를 조절하는 평행도 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 블랭킷 롤은,

   상기 기판의 표면으로 접촉 가압되는 외표면을 갖는 압통; 및

   상기 압통의 양측에 마련되어 상기 압통과 일체로 회전하는 베아라를 포함하며,

   상기 평행도 조절유닛은 상기 베아라의 양측 영역에 각각 한 쌍으로 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 평행도 조절유닛은,

   상기 베아라와 결합되어 정역 방향으로의 회전에 의해 상기 베아라를 정역 방향으로 회전시키는 회전부; 및

   상기 회전부가 정역 방향으로 회전될 수 있도록 상기 회전부에 회전력을 제공하는 회전력제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 회전부는,

   상기 베아라의 외측에 결합되는 실린더기어;

   상기 실린더기어의 외면에서 상기 블랭킷 롤의 길이방향을 따라 돌출되며, 중심에 상기 실린더기어의 회전축심이 형성되는 회전축부; 및

   상기 회전축부보다 큰 지름을 가지고 상기 회전축부의 반경 방향 외측에 마련되며, 상기 회전축부의 회전축심으로부터 일측으로 편심된 편심축심을 갖는 편심축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 실린더기어의 일측에는 상기 실린더기어와 기어 맞물림되는 랙기어가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 회전력제공부는,

   일단이 상기 편심축부에 결합되어 상기 편심축부와 함께 회전 가능한 회전편;

   상기 회전편의 타단과 링크 결합되는 링크;

   상기 블랭킷 롤의 주변에 위치 고정된 고정부와 상기 링크 사이에 결합되며, 상기 고정부에 대해 상기 링크를 접근 및 이격시키는 조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 조작부는,

   서로 다른 방향의 나사산을 갖는 양 단부 영역이 상기 고정부와 상기 링크에 각각 나사 결합되는 나사축부; 및

   상기 나사축부의 중앙 영역에 결합되어 상기 나사축부를 회전시키는 조작너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치.
8. 제2항에 있어서,

   상기 한 쌍의 평행도 조절유닛은 상호 독립적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 인쇄장치.

Images