KR100845176B1 - Printer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 및 도 1b는 각각 R, G, B 패턴이 인쇄된 칼라필터층에 대한 2 종류의 구조를 나타낸 도면들이다.1A and 1B are diagrams showing two types of structures of color filter layers printed with R, G, and B patterns, respectively.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치의 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 개략적인 측면 구조도이다.3 is a schematic side structure diagram of FIG. 2.
도 4는 도 2에 도시된 프레임부의 구조도이다.4 is a structural diagram of the frame part shown in FIG. 2.
도 5는 그라비아 롤과 닥터 블레이드 영역의 개략적인 구조도이다.5 is a schematic structural diagram of a gravure roll and a doctor blade region.
도 6은 도 5의 요부 사시도이다.6 is a perspective view illustrating main parts of FIG. 5.
도 7 내지 도 10은 각각 본 실시예에 따른 인쇄장치의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.7 to 10 are each step by step showing the operation of the printing apparatus according to the present embodiment.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 그라비아 롤 20 : 닥터 블레이드10: Gravure Roll 20: Doctor Blade
21 : 나이프 홀더 22 : 나이프21: knife holder 22: knife
30 : 디스펜서 40 : 블랭킷 롤30: dispenser 40: blanket roll
42 : 인압조절용 블랭킷 롤 구동부 46 : 인압조절용 스토퍼유닛42: blanket roll drive for pressure control 46: stopper unit for pressure control
50 : 이동식 워크 스테이지 60 : 프레스 롤50: movable work stage 60: press roll
70 : 하부베이스 75 : 프레임부70: lower base 75: frame portion
90 : 댐부 91 : 1차 차단벽90: dam 91: primary barrier wall
92 : 2차 차단벽 93 : 블레이드 구동부92: secondary barrier wall 93: blade drive unit
94 : 블레이드 요동부 94a : 볼스크루축94:
94b : 회전부94b: rotating part
본 발명은, 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 그라비아 롤의 외면으로 도포되는 칼라레지스트가 불필요하게 과다 소요되는 것을 저지하면서도 그라비아 롤의 외면에서 칼라레지스트가 쉽게 경화되는 현상을 저지시켜 공정 에러가 발생하는 것을 예방하고, 나아가 인쇄 품질을 향상시킬 수 있는 인쇄장치에 관한 것이다.The present invention relates to a printing apparatus, and more particularly, a process error by preventing the color resist applied to the outer surface of the gravure roll from being unnecessarily excessive, while preventing the color resist from hardening on the outer surface of the gravure roll. The present invention relates to a printing apparatus capable of preventing the occurrence of a defect and further improving print quality.
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.Recently, as the electronic display industry has developed rapidly among the semiconductor industry, flat panel displays (FPDs) have started to appear. Flat panel displays are commonly used as monitors for TVs or computers, or as display devices for devices such as mobile phones, PDAs, and digital cameras. Types of flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), and organic light emitting diodes (OLEDs).
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.The flat panel display typically has a color filter layer for realizing color, and a color filter having a black matrix formed therein to prevent deterioration of image quality of the display device due to light leakage to areas other than the image display area. Is provided.
이러한 칼라필터를 갖는 대표적인 평판디스플레이가 전술한 LCD이다. LCD는 박막트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 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 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, 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.In the color filter layer, as shown in Figs. 1A and 1B showing two types of color filter layers in which R, G, and B patterns are printed, respectively, R (Red), G (Green), and B (Blue) are typically used. A pixel having a pigment of the pattern is 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 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.In forming the color filter layer, as shown in FIG. 1A, the R, G, and B patterns may be regularly arranged in a line such that the R, G, and B patterns are arranged in the same column, respectively, or as shown in FIG. 1B. Similarly, R, G, and B patterns may be repeatedly arranged in the same row. 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, 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.Such a color filter layer can be produced by various methods, for example, dyeing, printing, electrodeposition, pigment dispersion. 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 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.In the pigment dispersion method, a color filter layer is produced by forming a pattern of photosensitive color resist by a general photo 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 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.The printing method includes a gravure filled gravure and a corresponding roll to form a color resist pattern of the dye on the substrate by the action of a roll, and then another color color resist by another roll. To form sequentially.
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 장치가 실용화되지 못한 상태이다.If such a printing method can be put into practical use, the process of manufacturing color filter layers by printing R, G, and B patterns on a substrate can be performed more quickly and effectively. It is not.
따라서 이러한 장치에 대한 연구 개발이 활발히 진행중이다. 이러한 연구 개발의 일환으로 본 출원인은 인쇄법을 이용하여 기판에 R, G, B 패턴을 형성하기 위 한 다양한 기능을 갖는 인쇄장치를 기출원한 바 있다.Therefore, research and development on such a device is actively in progress. As part of such research and development, the present applicant has previously filed a printing apparatus having various functions for forming R, G, and B patterns on a substrate using a printing method.
한편, 본 출원인에 의해 기출원된 인쇄장치를 비롯하여 연구 중인 인쇄장치의 동작은 다음과 같다. 우선, 디스펜서(Dispenser)가 R, G, B 칼라레지스트 중에서 어느 한 칼라레지스트를 그라비아 롤(Gravure roll)의 외면으로 도포하면, 블랭킷 롤(Banket roll)이 그라비아 롤로부터 칼라레지스트를 전이 받고, 이어 기판의 표면으로 인쇄 작업을 진행하였다.On the other hand, the operation of the printing device under study, including the printing device previously filed by the present applicant is as follows. First, when the dispenser applies any of the R, G and B color resists to the outer surface of the gravure roll, the blanket roll transfers the color resist from the gravure roll and then the substrate. The printing operation was performed to the surface of.
이 때에, 디스펜서가 그라비아 롤의 외면에 형성된 패턴부 즉 요홈부에 칼라레지스트를 균일하게 충전시키기 위해서는, 먼저 그라비아 롤의 외면에 칼라레지스트를 고르게 확산시켜야 하고, 이어서 음각 형태의 요홈부를 제외한 나머지 면에 도포된 필요 없는 칼라레지스트를 제거함으로써 최종적으로 요홈부 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있도록 해야 한다.At this time, in order for the dispenser to uniformly fill the color resist with the pattern portion formed on the outer surface of the gravure roll, that is, the groove, the color resist should be uniformly evenly spread on the outer surface of the gravure roll, and then on the remaining surface except the recessed groove. The unwanted color resist applied must be removed so that the color resist can only be received inside the recess.
이를 위해, 그라비아 롤의 주변에는 필요 없는 칼라레지스트를 제거하기 위해 닥터 블레이드(Dr. Blade)가 마련된다. 닥터 블레이드에는 그 선단이 그라비아 롤의 외면에 접촉(실제로는 약간의 이격 간격이 존재하는 것으로 알려지고 있음)하는 형태의 나이프가 구비되어 있다.To this end, a doctor blade is provided in the periphery of the gravure roll to remove unnecessary color resist. The doctor blade is provided with a knife of the type whose tip is in contact with the outer surface of the gravure roll (actually known to have some spacing).
이러한 구조로, 그 선단이 그라비아 롤과 접촉하여 불필요한 칼라레지스트를 제거하는 닥터 블레이드의 나이프 쪽으로 칼라레지스트를 지속적으로 공급하면서 음각 형태의 요홈부를 제외한 나머지 면에 도포된 필요 없는 칼라레지스트를 제거함으로써 최종적으로 그라비아 롤의 요홈부 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있도록 하고 있는 것이다.With this structure, the front end is continuously contacted with the gravure roll to remove the unnecessary color resist, while continuously supplying the color resist toward the knife of the doctor blade, thereby removing the unnecessary color resist applied on the other side except the recessed groove. Color resist is to be accommodated only in the groove portion of the gravure roll.
그런데, 이러한 방식의 경우, 닥터 블레이드의 나이프가 단순한 직선 형태의 칼날 형상을 가지기 때문에, 그라비아 롤과 나이프 사이로 제공된 잉크액인 칼라레지스트가 수용될 수 없다. 즉, 디스펜서에 의해 칼라레지스트가 그라비아 롤과 나이프 사이로 제공되면 칼라레지스트가 실질적으로 바로 바로 흘러내리게 됨으로써 칼라레지스트의 사용량이 증가하게 될 뿐만 아니라 용제 부족에 의해 쉽게 경화되는 문제점이 발생된다. 만약, 그라비아 롤의 외면에서 칼라레지스트가 쉽게 경화되면 이를 블랭킷 롤로 전이시키지 못하기 때문에 공정 에러를 유발하게 된다.However, in this case, since the knife of the doctor blade has a simple straight blade shape, color resist, which is an ink solution provided between the gravure roll and the knife, cannot be accommodated. In other words, when the color resist is provided between the gravure roll and the knife by the dispenser, the color resist flows down immediately immediately, thereby increasing the amount of the color resist used and easily curing due to the lack of solvent. If the color resist is easily cured on the outer surface of the gravure roll, it will not be transferred to the blanket roll, causing a process error.
또한 기존에 알려진 닥터 블레이드의 구조는, 닥터 블레이드가 그라비아 롤의 외측에서 그라비아 롤 쪽으로 회전하는 구조이기 때문에 그 회전위치에 따라 그라비아 롤의 다양한 곡률 변화에 대응하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the structure of the doctor blade known in the prior art, because the doctor blade rotates toward the gravure roll from the outside of the gravure roll, there is a problem that it is difficult to cope with various curvature changes of the gravure roll according to the rotation position.
본 발명의 목적은, 그라비아 롤의 외면으로 도포되는 칼라레지스트가 불필요하게 과다 소요되는 것을 저지하면서도 그라비아 롤의 외면에서 칼라레지스트가 쉽게 경화되는 현상을 저지시켜 공정 에러가 발생하는 것을 예방하고, 나아가 인쇄 품질을 향상시킬 수 있는 인쇄장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to prevent undesirably excessive color resist applied to the outer surface of the gravure roll, while preventing color curing of the color resist easily hardened on the outer surface of the gravure roll, thereby preventing process errors from occurring and further printing. It is to provide a printing apparatus that can improve the quality.
본 발명의 다른 목적은, 닥터 블레이드가 그라비아 롤의 다양한 곡률 변화에 적절하게 대응할 수 있도록 한 인쇄장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a printing apparatus in which the doctor blade can appropriately cope with various curvature variations of the gravure roll.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 디스펜서(Dispenser)에 의해 외면으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 칼라레지스트 중에서 어느 한 칼라레지스트가 도포되는 그라비아 롤(Gravure roll); 선단이 상기 그라비아 롤의 외면에 배치되는 나이프(Knife)를 가지며, 상기 그라비아 롤의 외면에 도포된 칼라레지스트 중 필요 없는 칼라레지스트를 제거하는 닥터 블레이드(Dr. Blade); 및 상기 닥터 블레이드의 적어도 어느 일 영역에 결합되며, 상기 그라비아 롤과 상기 나이프 사이로 제공된 칼라레지스트가 일정량 머무를 수 있도록 상기 칼라레지스트를 수용하는 댐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄장치에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a gravure roll is applied to any one of the R (Red), G (Green), B (Blue) color resist on the outer surface by a dispenser (Gravure roll); A doctor blade having a knife tip disposed on an outer surface of the gravure roll, and removing unnecessary color resist among color resists applied to the outer surface of the gravure roll; And a dam unit coupled to at least one region of the doctor blade and accommodating the color resist such that the color resist provided between the gravure roll and the knife stays in a predetermined amount.
여기서, 상기 닥터 블레이드는, 상기 나이프가 착탈 가능하게 결합되는 나이프 홀더(Knife holder)를 더 포함할 수 있으며, 상기 댐부는 상기 나이프 홀더와 상기 나이프 중 적어도 어느 하나에 결합될 수 있다.The doctor blade may further include a knife holder to which the knife is detachably coupled, and the dam part may be coupled to at least one of the knife holder and the knife.
상기 댐부는, 상기 그라비아 롤과 상기 나이프 사이에 탄성적으로 밀착되어 틈새를 차단할 수 있도록 탄성재질로 제작될 수 있다.The dam part may be made of an elastic material to elastically close the gap between the gravure roll and the knife to block a gap.
상기 댐부는 상기 나이프의 길이 방향을 따라 상호 이격되게 배치되어 상기 칼라레지스트를 수용하는 한 쌍의 1차 차단벽을 포함할 수 있다.The dam portion may include a pair of primary blocking walls disposed to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the knife to accommodate the color resist.
상기 댐부는, 상기 나이프의 길이 방향을 따라 상기 한 쌍의 1차 차단벽의 외측에 마련되어, 상기 한 쌍의 1차 차단벽과 함께 상기 칼라레지스트를 수용하는 한 쌍의 2차 차단벽을 더 포함할 수 있다.The dam unit may further include a pair of secondary barrier walls provided on the outer side of the pair of primary barrier walls along the longitudinal direction of the knife to accommodate the color resist together with the pair of primary barrier walls. can do.
상기 한 쌍의 2차 차단벽의 부피는 상기 한 쌍의 1차 차단벽의 부피보다 상대적으로 더 크게 마련될 수 있다.The volume of the pair of secondary barriers may be provided relatively larger than the volume of the pair of primary barriers.
상기 나이프의 선단이 상기 그라비아 롤의 법선 방향으로 이동하면서 상기 그라비아 롤의 외면에 배치될 수 있도록, 상기 닥터 블레이드에 결합되어 상기 닥 터 블레이드를 실질적으로 직선 방향으로 구동시키는 블레이드 구동부를 더 포함할 수 있다.It may further include a blade driver coupled to the doctor blade to drive the doctor blade in a substantially straight direction so that the tip of the knife can be disposed on the outer surface of the gravure roll while moving in the normal direction of the gravure roll. have.
상기 블레이드 구동부는, 상기 나이프홀더에 결합되어 상기 나이프홀더를 직선 방향으로 구동시키는 액추에이터일 수 있다.The blade driving unit may be an actuator coupled to the knife holder to drive the knife holder in a linear direction.
상기 닥터 블레이드에 결합되며, 상기 나이프의 선단을 상기 그라비아 롤의 길이 방향을 따라 요동시키는 블레이드 요동부를 더 포함할 수 있다.It may further include a blade swing coupled to the doctor blade, the blade swinging the front end of the knife in the longitudinal direction of the gravure roll.
상기 블레이드 요동부는, 상기 그라비아 롤의 길이 방향을 따라 마련되되 상기 나이프 홀더가 결합되는 볼스크루축; 및 상기 나이프 홀더가 상기 볼스크루축의 길이 방향을 따라 이동될 수 있도록 상기 볼스크루축에 결합되어 상기 볼스크루축을 정역 방향으로 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.The blade swing portion is provided along the longitudinal direction of the gravure roll ball screw shaft is coupled to the knife holder; And a rotating part coupled to the ball screw shaft to rotate the ball screw shaft in the forward and reverse directions such that the knife holder can be moved along the length direction of the ball screw shaft.
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.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 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
참고로, 이하에서 설명될 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 FPD(Flat Panel Display) 기판을 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다. 그리고 그 면적에 있어서 이하에서 설명될 기판은, 가로/세로의 길이가 수십 센티미터에 이르는 소위, 3,4세대 소형 기판을 가리키는 것으로 본다.For reference, the substrate to be described below refers to a flat panel display (FPD) substrate including a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), organic light emitting diodes (OLED), and the like, for convenience of description. For the sake of brevity, these will be referred to as substrates. In the area, the substrate to be described below refers to a so-called 3rd and 4th generation small substrate having a length and width of several tens of centimeters.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2의 개략적인 측면 구조도이고, 도 4는 도 2에 도시된 프레임부의 구조도이며, 도 5는 그라비아 롤과 닥터 블레이드 영역의 개략적인 구조도이고, 도 6은 도 5의 요부 사시도이며, 도 7 내지 도 10은 각각 본 실시예에 따른 인쇄장치의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.Figure 2 is a schematic perspective view of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic side view of Figure 2, Figure 4 is a structural diagram of the frame shown in Figure 2, Figure 5 is a gravure roll and Fig. 6 is a schematic perspective view of the doctor blade region, and Fig. 6 is a perspective view of main parts of Fig. 5, and Figs. 7 to 10 are views showing the operation of the printing apparatus according to the present embodiment step by step.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인쇄장치는, 그라비아 롤(10, Gravure roll)과, 그라비아 롤(10)의 외면으로 R(Red), G(Green), B(Blue) 칼라레지스트(칼라잉크, 칼라색소) 중에서 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 중에서 어느 한 칼라레지스트를 전이 받아 기판(G)의 표면으로 R, G, B 패턴 중 어느 한 패턴을 인쇄하는(재전이시키는) 블랭킷 롤(40, Blanket roll)과, 상면에 지지된 기판(G)을 블랭킷 롤(40) 측으로 이동시키면서 블랭킷 롤(40)과 더불어 기판(G)에 대한 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴의 인쇄 작업이 진행되는 이동식 워크 스테이지(50, moving work stage)와, 그라비아 롤(10) 및 블랭킷 롤(40)의 후방에 배치되는 프레스 롤(60, Press roll)과, 이들을 하부에서 지지하는 하부베이스(60)와, 그라비아 롤(10), 블랭킷 롤(40) 및 프레스 롤(60) 등의 양측에 배치되어 그라비아 롤(10), 블랭킷 롤(40) 및 프레스 롤(60)을 회전 가능하게 지지하는 프레임부(75)를 구비한다. 프레임부(75)는 한 쌍으로 마련된다.As shown in these figures, the printing apparatus according to the present embodiment has a
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. 이러한 그라비아 롤(10)은 프레임부(75)에 의해 해당 위치에서 회전 가능하게 장착된다. 그라비아 롤(10)이 회전할 수 있도록, 프레임부(75)에는 그라비아 롤(10)을 정위치에서 회전시키는 그라비아 롤 회전부(12, 도 4 참조)가 결합되어 있다. 그라비아 롤 회전부(12)는 모터로 적용될 수 있다. 이러한 그라비아 롤 회전부(12)에 의해, 그라비아 롤(10)은 실질적으로 해당 위치에서 회전 운동만 하며, 상하 혹은 좌우로 이동하지 않는다. 따라서 본 인쇄장치에서는 그라비아 롤(10)이, 블랭킷 롤(40) 및 프레스 롤(60)에 대한 기준 수평 축선을 형성한다고 할 수 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.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. .
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.Therefore, the
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.Although not shown in detail, the outer surface of the
다만, 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10)의 외면에서 칼라레지스트를 전이 받아 이를 기판(G)에 재전이(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(10)의 외면에 형성된 요철 패턴이 음각의 형태를 갖는 것이 유리할 수 있다.However, the
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.When any of the color resists selected from R, G, and B color resists is applied to the outer surface of the
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 없 는 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)에 대해서는 후술하도록 하며, 디스펜서(30), 블랭킷 롤(40), 이동식 워크 스테이지(50) 및 프레스 롤(60)에 대해 먼저 설명하기로 한다.Therefore, when the
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.As described above, the
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 1a 및 도 1b와 같은 R, G, B 패턴을 인쇄하는, 실질적인 인쇄 롤의 역할을 한다.The
이러한 블랭킷 롤(40)의 외면에는 그라비아 롤(10)로부터 칼라레지스트가 전이되는 시트(sheet)가 권취되어 있다. 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 3 참조)에 마련된다.On the outer surface of the
한편, 대형 기판(미도시)의 인쇄를 위한 인쇄장치의 경우, 실질적으로 블랭킷 롤(40)이 인쇄 시 고정되는 워크 스테이지(미도시)에 지지된 기판(G)의 상면으로 회전 및 이동하면서 인쇄 작업을 실시하여 왔다.On the other hand, in the case of a printing device for printing a large substrate (not shown), the
하지만, 본 실시예와 같이 소형 기판(G)에 대한 인쇄 작업을 실시하는 인쇄장치의 경우에는, 실질적으로 이동식 워크 스테이지(50)에 많은 구조물이 부착될 필요가 없기 때문에 굳이 블랭킷 롤(40)을 이동시킬 필요가 없다. 즉, 실질적으로 블랭킷 롤(40)은 해당 위치, 다시 말해 인쇄 작업 위치에서 회전만 하도록 구현하고, 이 상태에서 기판(G)을 지지한 이동식 워크 스테이지(50)가 블랭킷 롤(40) 쪽으로 이동하면서 인쇄 작업이 진행되도록 하면 실질적으로 구조를 단순화시킬 수 있으면서도 인쇄 작업 시 소요되는 택트 타임(tact time)을 현저하게 감소시킬 수 있다.However, in the case of the printing apparatus for printing the small substrate G as in the present embodiment, since the
다만, 최초에 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트는 디스펜서(30)에 의해 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포되기 때문에, 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포된 칼라레지스트를 전이받기 위해서는 그라비아 롤(10)과 블랭킷 롤(40) 중에서 어느 한 롤이 다른 한 롤에 대해 독립적으로 이동하면서 접근 및 이격되어야 한다.However, since any color resist initially selected from R, G, and B color resists is applied to the outer surface of the
하지만 앞서도 기술한 바와 같이, 본 실시예의 인쇄장치에서 그라비아 롤(10)은 정위치에서 회전만하도록 설계되어 있으므로, 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포된 칼라레지스트를 전이 받기 위해서는 그라비아 롤(10)에 대해 블랭킷 롤(40)이 독립적으로 이동해야 한다. 즉, 이동식 워크 스테이지(50)를 기준으로 그라비아 롤(10)은 블랭킷 롤(40)의 상방에 배치되므로, 블랭킷 롤(40)을 승하강시켜 블랭킷 롤(40)이 그라비아 롤(10)에 대해 접근 및 이격되도록 해야 할 필요가 있다. 이를 위해 블랭킷 롤(40)을 독립적으로 승하강시키는 인압조절용 블랭킷 롤 구동부(42)가 구비된다.However, as described above, in the printing apparatus of the present embodiment, since the
참고로, 대형 기판(미도시)의 인쇄를 위한 인쇄장치의 경우에는, 워크 스테이지(미도시)의 높이를 제어함으로써 기판(G)에 대한 블랭킷 롤(40)의 인압을 조절하였다. 하지만 이와 같이 워크 스테이지의 높이 제어로 인압을 조절하는 경우, 워크 스테이지의 굴곡 및 기울기, 블랭킷 롤(40)의 굴곡 및 기울기의 편차로 인하여 부위별로 인압이 달라질 수 있는 문제점이 야기된다.For reference, in the case of a printing apparatus for printing a large substrate (not shown), the pressure of the
만약, 인쇄 작업 시 부위별로 인압이 달라지는 경우 기판(G)에 인쇄된 패턴의 폭이나 높이가 달라질 수 있으며 따라서 인쇄품질이 저하될 우려가 있다. 그런데, 대형 기판(미도시)의 인쇄를 위한 인쇄장치의 경우에는 실린더의 압력만으로 인압을 조절하기 위해서는 다소 큰 공압장치가 필요하나 클린 룸(clean room)에 설치하기가 곤란한 현실상의 문제가 있어, 워크 스테이지의 높이를 제어함으로써 기판(G)에 대한 블랭킷 롤(40)의 인압을 조절하였다.If the pressure is changed for each part during the printing operation, the width or height of the pattern printed on the substrate G may vary, and thus print quality may be deteriorated. By the way, in the case of a printing device for printing a large substrate (not shown), in order to adjust the pressure by the pressure of the cylinder only a rather large pneumatic device is required, but there is a practical problem that it is difficult to install in a clean room (clean room), The phosphorus pressure of the
이에, 본 실시예에서는 인압조절용 블랭킷 롤 구동부(42)를 통해서 블랭킷 롤(40)의 승하강 동작을 제어하는 한편 동시에 기판(G)에 대한 블랭킷 롤(40)의 인압을 조절할 수 있도록 하고 있는 것이다.Thus, in the present embodiment, the lifting and lowering operation of the
도 4에 도시된 바와 같이, 인압조절용 블랭킷 롤 구동부(42)는, 블랭킷 롤(42)의 양측에 각각 결합되어 블랭킷 롤(42)과 함께 승하강 가능하되 프레임부(75)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 있는 제1 승하강블록(42a)과, 제1 승하강블록(42a)에 결합되어 제1 승하강블록(42a)을 승하강시키는 제1 액추에이터(42b)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the blanket
제1 승하강블록(42a)에는 블랭킷 롤(40)을 회전시키는 블랭킷 롤 회전부(45)가 더 결합되어 있다. 모터 등으로 적용될 수 있는 블랭킷 롤 회전부(45)는 제1 승하강블록(42a)과 함께 승하강 이동된다. 제1 승하강블록(42a)이 프레임부(75)에 슬라이딩 이동 가능하도록 제1 승하강블록(42a)과 프레임부(75) 사이에는 슬라이딩 안내부(43)가 더 구비된다. 이에, 제1 액추에이터(42b)가 동작하면 슬라이딩 안내부(43)의 라인을 따라 제1 승하강블록(42a)이 승하강될 수 있게 된다.A blanket
제1 액추에이터(42b)로서, 본 실시예에서는 공압 실린더를 적용하고 있다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 유압 실린더나 유공압 복합 실린더로 대체되어도 무방하다.As the
이와 같이 제1 액추에이터(42b)로서 공압 실린더를 적용하는 경우, 공압 실린더의 공기 압력을 미리 설정해 놓음으로써 블랭킷 롤(40)이 하강되는 위치가 제어될 수 있으며, 따라서 기판(G)에 가압되는 블랭킷 롤(40)의 인압을 항상 균일하고 일정하게 유지시킬 수 있게 된다. 특히, 공압의 조절 작업을 통해, 이동식 워크 스테이지(50)의 굴곡이나 경사의 편차에도 불구하고 기판(G)의 모든 부분에 균일한 인압을 가할 수 있고 따라서 균일한 인쇄품질을 획득할 수 있게 된다.When the pneumatic cylinder is applied as the
뿐만 아니라 공압 실린더의 공기 압력을 미리 설정해 놓음으로써 블랭킷 롤(40)이 상승하여 그라비아 롤(10)로부터 칼라레지스트를 수리 받을 때에도 그라비아 롤(10)에 가압되는 블랭킷 롤(40)의 인압을 균일하고 일정하게 유지시킬 수 있다. 이에 의하여 비록 그라비아 롤(40)이 경사진다 하더라도 블랭킷 롤(40)이 그에 대응하여 배치될 수 있기에 칼라레지스트를 원활하게 수리 받을 수 있게 되는 것이다.In addition, by setting the air pressure of the pneumatic cylinder in advance, even when the
이에, 별도의 제어신호에 의해, 제1 액추에이터(42b)의 동작에 의해 로드(미도시)의 길이가 연장되면, 제1 승하강블록(42a)은 상승하게 되고 이와 연동하여 블랭킷 롤(42)은 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉될 수 있다. 이 상태에서 블랭킷 롤(42)은 그라비아 롤(10)로부터 칼라레지스트를 수리 받게 된다.Thus, when the length of the rod (not shown) is extended by the operation of the
반대로, 제1 액추에이터(42b)의 동작에 의해 로드(미도시)의 길이가 축소되면, 제1 승하강블록(42a)은 하강하게 되고 이와 연동하여 블랭킷 롤(42)은 그라비아 롤(10)의 외면으로부터 이격된다. 이 상태에서 블랭킷 롤(42)은 기판(G)에 가압되면서 인쇄 작업이 진행된다.On the contrary, when the length of the rod (not shown) is reduced by the operation of the
한편, 본 실시예의 경우, 블랭킷 롤(42)이 그라비아 롤(10)의 하방에 위치하고 있기는 하지만, 블랭킷 롤(42)이 그라비아 롤(10)의 직하방, 다시 말해 상하를 수직되게 잇는 가상의 라인 상에 위치되지는 않는다. 이러한 조건 하에서 블랭킷 롤(42)이 그라비아 롤(10)에 대해 접근 및 이격되기 위해서는 블랭킷 롤(42)이 경사진 방향으로 승하강 이동되어야 한다. 이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 승하강블록(42a) 및 제1 액추에이터(42b)는 프레임부(75)의 판면에서 소정의 각도로 경사지게 마련된다. 하지만, 반드시 도면과 같을 필요는 없으므로, 만약 블랭킷 롤(42)이 그라비아 롤(10)의 직하방에 위치될 경우라면 제1 승하강블록(42a) 및 제1 액추에이터(42b)가 프레임부(75)의 판면에서 소정의 각도로 경사지게 마련될 필요는 없다.On the other hand, in the case of the present embodiment, although the
전술한 바와 같이, 제1 액추에이터(42b)의 동작에 의해, 블랭킷 롤(42)이 그라비아 롤(10)의 외면으로부터 이격되어 하강된 후, 그 위치에서 블랭킷 롤 회전부(45)에 의해 회전하고, 이와 병행하여 이동식 워크 스테이지(50)가 블랭킷 롤(42) 쪽으로 이동됨으로써 기판(G)에 대한 인쇄 작업이 진행된다.As described above, the
한편, 본 실시예에서는 인압조절용 스토퍼유닛(46)을 더 구비한다. 인압조절용 스토퍼유닛(46)은, 블랭킷 롤(40)의 하강 위치를 정밀하게 유지시키고, 더불어 블랭킷 롤(42)이 과도하게 하강되는 것을 저지한다. 다시 말해, 인압조절용 스토퍼유닛(46)은 블랭킷 롤(40)의 하강 위치를 탄성적으로 제한하는 역할을 한다.On the other hand, in the present embodiment is further provided with a
또한 인압조절용 스토퍼유닛(46)은 이동식 워크 스테이지(50)에 대한 블랭킷 롤(40)의 높이 제어로 인압을 조절하고자 할 때 사용될 수 있다. 즉 인압조절용 스토퍼유닛(46)을 요구되는 높이로 설정한 뒤 블랭킷 롤(40)에 일정한 압력, 예를 들어 최대 압력을 유지시키고 인쇄 작업을 진행하면 높이 제어에 의하여 인압을 조절하여 인쇄하는 것이 된다.In addition, the
인압조절용 스토퍼유닛(46)은 블랭킷 롤(40)의 길이 방향을 따라 블랭킷 롤(40)의 하부 영역 양측에 각각 하나씩 마련된다. 본 실시예의 경우 인압조절용 스토퍼유닛(46)을 에어 베어링(air bearing)으로 적용하고 있다.The
이러한 인압조절용 스토퍼유닛(46)의 공기 압력을 미리 세팅시켜 놓은 상태 에서 제1 액추에이터(42b)의 동작에 의해 블랭킷 롤(42)이 하강되면, 블랭킷 롤(42)에 결합된 접촉가압부(47)가 인압조절용 스토퍼유닛(46)에 탄성적으로 접촉 가압됨으로써 그 하강 위치가 조절된다. 따라서 기판(G)에 대한 블랭킷 롤(40)의 적정한 인압 조절이 가능해진다. 만약에, 기판(G)의 두께가 얇거나 두꺼운 경우와 같이 다른 상황 하에서는, 인압조절용 스토퍼유닛(46)의 공기 압력 조절을 통해 블랭킷 롤(42)이 하강되는 인쇄 작업 위치를 손쉽게 조절할 수 있다.When the
이동식 워크 스테이지(50)는 그 상면으로 기판(G)이 지지되는 부분이며, 블랭킷 롤(40)이 장착된 인쇄 작업 위치로 이동하면서 블랭킷 롤(40)과 상호작용하여 기판(G)에 대한 인쇄 작업을 진행하는 역할을 한다.The
반복해서 설명하는 것처럼, 본 실시예와 같이 소형 기판(G)에 대한 인쇄장치의 경우에는 실질적으로 이동식 워크 스테이지(50)에 많은 구조물이 장착될 필요가 없다. 따라서 인쇄 작업 시 이동식 워크 스테이지(50)를 이용시키는 편이 택트 타임을 감소시키는 차원에서 훨씬 효과적인 것이다.As will be described repeatedly, in the case of the printing apparatus for the small substrate G as in the present embodiment, it is not necessary to substantially mount many structures on the
대형 기판의 인쇄장치에 채용된 워크 스테이지(미도시)는 주로 석정반으로 적용되었다. 하지만 본 실시예의 경우에는 이동식 워크 스테이지(50)를 금속 재질로 제작하고 있다. 금속 재질일 경우, 이동식 워크 스테이지(50)를 보다 간편하게 제작할 수 있는 이점이 있다.The work stage (not shown) employed in the printing apparatus of a large substrate was mainly applied as a stone tablet. However, in this embodiment, the
이동식 워크 스테이지(50)의 판면에는 기판(G)을 이동식 워크 스테이지(50)의 판면으로 흡착시키거나 기판(G)을 이동식 워크 스테이지(50)의 판면으로부터 이격시키기 위한 복수의 공기홀(51)이 형성되어 있다. 복수의 공기홀(51) 대신에 바 둑판식 공기라인(미도시)이 형성되어도 무방하다. 복수의 공기홀(51)을 통해 공기가 분사되거나 반대로 공기가 흡입됨으로써 상황에 따라 기판(G)의 이격 및 흡착이 허용된다.The plate surface of the
이동식 워크 스테이지(50)가 이동될 수 있도록, 이동식 워크 스테이지(50)의 하부에는 이동식 워크 스테이지(50)를 블랭킷 롤(40)의 길이 방향에 가로 방향을 따라 이동시키는 이동레일유닛(52)이 더 구비되어 있다.In order to move the
이동레일유닛(52)은 레일몸체부(52a)에 대해 이동식 워크 스테이지(50)가 결합된 레일부(52b)가 도브테일(dove tail) 구조로 맞물림으로써 워크 스테이지(50)의 이동을 형성한다. 이동레일부(52)는 블랭킷 롤(40)의 전방에서부터 프레스 롤(60)의 후방까지 연속되게 형성되어 있다. 이동레일부(52)는 리니어 모션(Leaner motion) 등으로 적용될 수 있다.The
자세하게 도시하고 있지는 않지만, 이동레일유닛(52)에 의해 이동식 워크 스테이지(50)는 기판(G)의 판면에 대해 X축, Y축 및 θ축으로 이동 가능하다. 물론, 이러한 동작이 가능하려면 이동레일유닛(52)에 X축, Y축 및 θ축으로 이동을 가능케 하는 구조물, 예컨대 모터와 볼스크루 등의 조합이 구비되어야 하는데, 이에 대해서는 본 출원인에 의해 기출원된 기술을 인용하기로 하며, 여기에서는 생략하기로 한다.Although not shown in detail, the
기판(G)은 이동식 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩될 때, 미리 얼라인(align)되어 로딩된다. 하지만, 이동식 워크 스테이지(50)의 상면에 기판(G)이 미리 얼라인되어 지지되었다 하더라도 최종적으로 블랭킷 롤(40)에 대한 기판(G)의 얼라인 작업이 진행될 필요가 있다.When the substrate G is loaded onto the upper surface of the
블랭킷 롤(40)에 대한 기판(G)의 얼라인 작업은, 블랭킷 롤(40)의 전방에 위치한 감지부(미도시)가 기판(G)에 마킹된 얼라인 마크(align mark)의 영상 정보를 획득한 후, 이를 토대로 제어부(미도시)가 이동레일유닛(52)을 동작시킴으로써 행해진다. 물론, 기판(G)의 판면에 대한 이동식 워크 스테이지(50)의 X축, Y축 및 θ축으로 이동 범위는 수 밀리미터 정도이기 때문에 이동레일유닛(52)을 제작하는 데에는 실질적으로 어렵지는 않다.Alignment operation of the substrate G with respect to the
프레스 롤(60)은 기판(G)에 인쇄된 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴의 높이를 조절하기 위하여 마련된다. 즉, 블랭킷 롤(40)에 의해 기판(G)의 표면에 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴이 인쇄된 경우, 실질적으로 패턴의 높낮이는 모두 균일하다 할 수 없다. 따라서 블랭킷 롤(40)에 의해 기판(G)의 표면에 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴이 인쇄된 후에, 프레스 롤(60)을 이용하여 기판(G)의 한 번 더 가압해주면, 기판(G)의 표면에 인쇄된 인쇄 패턴의 높이는 상호 균일해질 수 있으며, 따라서 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.The
이처럼 프레스 롤(60)은 인쇄 품질 향상을 위해, 인쇄 패턴이 형성된 기판(G)의 표면을 가압하는 역할을 하기 때문에 본 실시예와 같이, 프레스 롤(60)이 갖춰진다면 보다 효과적이다. 하지만 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 본 인쇄장치에 프레스 롤(60)이 반드시 갖춰질 필요는 없다.As such, the
프레스 롤(60)은 블랭킷 롤(40)과 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 프레스 롤(60)에는, 이동식 워크 스테이지(50)에 대해 프레스 롤(60)이 접근 및 이격 되도록 프레스 롤(60)을 승하강시키는 인압조절용 프레스 롤 구동부(62)와, 프레스 롤(60)을 회전시키는 프레스 롤 회전부(65)가 더 결합된다. 이들은 프레임부(75)에 장착된다.The
인압조절용 프레스 롤 구동부(62)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 프레스 롤(60)의 양측에 각각 결합되어 프레스 롤(60)과 함께 승하강 가능하되 프레임부(75)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 있는 제2 승하강블록(62a)과, 제2 승하강블록(62a)에 결합되어 제2 승하강블록(62a)을 승하강시키는 제2 액추에이터(62b)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the pressure roll adjusting
프레스 롤 회전부(65)는 제2 승하강블록(62a)에 결합되어 제2 승하강블록(62a)과 함께 승하강 이동된다. 제2 승하강블록(62a)이 프레임부(75)에 슬라이딩 이동 가능하도록 제2 승하강블록(62a)과 프레임부(75) 사이에는 슬라이딩 안내부(63)가 더 구비된다. 그리고 앞서 기술한 바와 같이, 제2 액추에이터(62b)는 실린더로 적용된다.The press
다만, 인압조절용 블랭킷 롤 구동부(42)가 프레임부(75) 내에서 경사지게 결합되어 있는 반면, 인압조절용 프레스 롤 구동부(62) 내에서 상하 방향의 일직선상에 결합된다. 따라서 인압조절용 블랭킷 롤 구동부(42)의 동작 시 프레스 롤(60)은 경사 방향이 아닌 상하 방향으로 승하강된다.However, while the pressure-controlling blanket
한편, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 닥터 블레이드(20)는 앞서도 기술한 바와 같이, 그라비아 롤(10)의 외면에 도포된 칼라레지스트 중 필요 없는 칼라레지스트를 제거하기 위해 마련된다.Meanwhile, referring to FIGS. 3, 5, and 6, the
이러한 닥터 블레이드(20)는, 나이프 홀더(21, Knife holder)와, 나이프 홀더(21)에 결합되는 나이프(22, Knife)를 구비한다.The
나이프 홀더(21)는 나이프(22)를 착탈 가능하게 결합시키기 위한 수단이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 나이프 홀더(21)는 몸체부(21a)와 덮개(21b)로 이루어질 수 있다. 이에, 몸체부(21a)에 대해 덮개(21b)를 분리한 후, 나이프(22)를 배치하고, 덮개(21b)를 닫음으로써 나이프(22)를 쉽게 설치할 수 있다.The
나이프(22)는 그라비아 롤(10)의 길이와 거의 유사한 길이를 가지며, 그 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉한 상태에서 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 디스펜서(30)에 의해 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 3의 B 참조).In this way, since the tip of the
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 나이프(22)는 실질적으로 직선 형태의 칼날 형상을 가지기 때문에, 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이로 제공된 잉크액인 칼라레지스트가 일정 시간, 혹은 일정량 머무를 수 없다. 즉, 디스펜서(30)에 의해 칼라레지스트가 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이로 제공되면 칼라레지스트가 실질적으로 바로 바로 흘러내리게 됨으로써 칼라레지스트의 사용량이 증가하게 될 뿐만 아니라 용제 부족에 의해 쉽게 경화되는 문제점이 발생된다.On the other hand, as described above, since the
이에, 이 같은 현상을 개선하기 위해 본 실시예에서는 닥터 블레이드(20)의 적어도 어느 일 영역에 댐부(90)를 마련하고 있다. 댐부(90)는 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이로 제공된 칼라레지스트가 일정량 머무를 수 있도록 칼라레지스트를 수용하는 역할을 한다.Thus, in order to improve such a phenomenon, the
댐부(90)는 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이로 제공된 칼라레지스트를 수용하는 역할을 하기 때문에, 나이프홀더(21)에 결합되어도 좋고 혹은 나이프(22)에 결합되어도 좋다. 본 실시예의 경우에는 댐부(90)가 나이프홀더(21)와 나이프(22)에 모두 걸치도록 하고 있다.Since the
이러한 댐부(90)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 나이프(22)의 길이 방향을 따라 상호 이격되게 배치되어 칼라레지스트를 수용하는 한 쌍의 1차 차단벽(91)과, 나이프(22)의 길이 방향을 따라 한 쌍의 1차 차단벽(91)의 외측에 마련되어 한 쌍의 1차 차단벽(91)과 함께 칼라레지스트를 수용하는 한 쌍의 2차 차단벽(92)을 구비한다. 물론, 한 쌍의 2차 차단벽(92)은 구성상 제외될 수도 있다. 하지만, 본 실시예와 같이 한 쌍의 2차 차단벽(92)을 더 마련하면 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이로 제공된 칼라레지스트가 흐르지 않고 일정량, 일정 시간 머무르는데 보다 효과적일 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the
댐부(90)를 마련함에 있어, 만약 댐부(90)가 딱딱한 플라스틱 재질로 제작된다면, 칼라레지스트를 수용하는데 바람직하지 않을 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 고무나 실리콘 등과 같은 탄성재질로서 댐부(90)를 제작하고 있다. 이처럼 댐부(90)가 탄성재질로 제작되는 경우, 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 외면 으로 접촉되는 과정에서 탄성재질의 댐부(90)가 눌려지면서 주변의 틈새를 차단할 수 있기 때문에 칼라레지스트를 수용하는데 보다 효과적일 수 있다. 도 6에 보면, 칼라레지스트가 수용된 상태가 개략적으로 도시되어 있다.In providing the
본 실시예의 경우, 한 쌍의 2차 차단벽(92)의 부피는 한 쌍의 1차 차단벽(91)의 부피보다 상대적으로 더 크게 제작되고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.In the present embodiment, the volume of the pair of
한편, 종래기술에서 언급한 바와 같이, 기존에 알려진 인쇄장치의 경우, 닥터 블레이드(미도시)가 그라비아 롤(10)의 외측에서 그라비아 롤(10) 쪽으로 회전하는 구조를 가지고 있었기 때문에 그 회전위치에 따라 그라비아 롤(10)의 다양한 곡률 변화에 대응하기 어려운 문제점이 있었다.On the other hand, as mentioned in the prior art, in the conventionally known printing apparatus, since the doctor blade (not shown) had a structure that rotates toward the
이에 대한 문제점을 해소하기 위해, 본 실시예의 경우에는 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 법선 방향(C, 도 6 참조)으로 이동하면서 그라비아 롤(10)의 외면에 배치될 수 있도록, 닥터 블레이드(20)에 결합되어 닥터 블레이드(20)를 실질적으로 직선 방향으로 구동시키는 블레이드 구동부(92)를 더 마련하고 있다.In order to solve this problem, in the present embodiment, the tip of the
블레이드 구동부(92)로서 리니어 모터 등이 적용되어도 좋으나, 본 실시예의 경우에는 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 법선 방향(C, 도 6 참조)으로 이동될 수 있도록 법선 방향(C, 도 6 참조)과 일치하는 방향으로 동작하는 액추에이터(92)로서 블레이드 구동부(92)를 적용하고 있다.Although a linear motor or the like may be applied as the
한편, 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포된 칼라레지스트가 보다 원활하고 고르게 그라비아 롤(10)의 외면으로 넓게 퍼지기 위해서는, 닥터 블레이드(20)가 정 위치에서 고정되지 않고 그라비아 롤(10)의 길이 방향으로 이동하면 좋다. 따라서 이에 대한 연구가 진행된 바 있는데, 기존에 알려진 방식은 캠 구조를 이용하여 닥터 블레이드(20)를 그라비아 롤(10)의 길이 방향으로 이동시킨 방식이다.On the other hand, in order for the color resist applied to the outer surface of the
하지만, 이와 같이 캠 구조를 사용하는 경우에는, 등속도 구현이 잘 되지 않는 문제점이 있을 수 있다.However, in the case of using the cam structure in this way, there may be a problem that the constant velocity is not implemented well.
이에, 본 실시예에서는 그라비아 롤(10)의 길이 방향으로 닥터 블레이드(20)를 이동시키되(도 5의 화살표 (a) 및 (b) 참조), 기존의 캠 구조에서 벗어난 타입으로서 블레이드 요동부(94)를 채택하고 있다.Thus, in the present embodiment, the
이러한 블레이드 요동부(94)는, 그라비아 롤(10)의 길이 방향을 따라 마련되되 나이프 홀더(21)가 결합되는 볼스크루축(94a)과, 나이프 홀더(21)가 볼스크루축(94a)의 길이 방향을 따라 이동될 수 있도록 볼스크루축(94a)에 결합되어 볼스크루축(94a)을 정역 방향으로 회전시키는 회전부(94b)를 포함한다. 회전부(94b)는 볼스크루축(94a)에 직접 결합되는 모터가 될 수 있다.The
이에, 회전부(94b)가 작동하여 볼스크루축(94a)이 정역 방향으로 회전하면, 볼스크루축(94a)에 결합되어 있는 닥터 블레이드(20)가 도 5의 화살표 (a) 및 (b) 방향을 따라 이동될 수 있다. 따라서 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포된 칼라레지스트는 보다 원활하고 고르게 그라비아 롤(10)의 외면으로 넓게 퍼질 수 있게 된다.Thus, when the
이러한 구성을 갖는 인쇄장치의 일련의 동작에 대해 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A series of operations of the printing apparatus having such a configuration will be described below with reference to FIGS. 7 to 10.
우선, 도 7에 도시된 바와 같이, 별도의 이송장치에 의해 기판(G)이 이동식 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩(Loading)된다. 기판(G)이 이동식 워크 스테이지(50)의 상부로 이송되면 공기홀(51)을 통해 분사되는 공기압에 의해 기판(G)은 이동식 워크 스테이지(50)의 상면에서 일정 높이 부상된 상태를 취하며, 이어서, 공기의 분사 과정이 중지되면 기판(G)이 이동식 워크 스테이지(50)의 상면으로 로딩된다. 다시 공기홀(51)을 통해 공기가 흡착됨으로써 기판(G)은 이동식 워크 스테이지(50)의 상면에 흡착되어 위치 고정될 수 있게 된다. 기판(G)이 이동식 워크 스테이지(50)의 상면에 고정된 후에는, 이동레일유닛(52)에 의해 X축, Y축 및 θ축으로 이동되면서 블랭킷 롤(40)에 대한 얼라인 작업이 진행된다.First, as shown in FIG. 7, the substrate G is loaded onto the upper surface of the
얼라인 작업이 진행되고 나면, 디스펜서(30)가 그라비아 롤(10)의 외면으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 도포한다.After the alignment operation is performed, the
디스펜서(30)에 의해 선택된 어느 한 칼라레지스트가 도포되기 전, 블레이드 구동부(92)는 닥터 블레이드(20)를 이동시켜 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 법선 방향(C, 도 6 참조)으로 이동되다가 그라비아 롤(10)의 외면에 배치되도록 한다. 이 때, 닥터 블레이드(20)에는 탄성재질의 댐부(90)가 구비되어 있으므로 나이프(22)의 선단이 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉되는 과정에서 탄성재질의 댐부(90)가 눌려지면서 주변의 틈새를 차단하게 된다.Before any color resist selected by the
이 상태에서, 디스펜서(30)는 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이의 영역으로 R, G, B 칼라레지스트 중에서 선택된 어느 한 칼라레지스트를 도포한다. 그러면, 그라비아 롤(10)과 나이프(22) 사이의 영역 외측이 댐부(90)에 의해 차폐되어 있기 때문에, 도포된 칼라레지스트는 흘러내리지 않고 일정 시간, 일정량 고이게 된다. 이와 같은 방식으로 칼라레지스트가 도포된 상태에서 그라비아 롤(10)이 회전하게 되는데, 이때에, 블레이드 요동부(94)의 동작에 기초하여 닥터 블레이드(20)가 도 5의 화살표 (a) 및 (b) 방향을 따라 이동된다. 이러한 유기적인 동작에 기인하여 도포된 칼라레지스트는 음각 형태의 요홈부(10a)를 제외한 나머지 면(10b)에 도포된, 필요 없는 칼라레지스트가 제거되고, 따라서 최종적으로는 요홈부(10a) 내부에만 칼라레지스트가 수용될 수 있게 된다.In this state, the
그라비아 롤(10)의 외면에 칼라레지스트가 도포되면, 블랭킷 롤(40)이 도포된 칼라레지스트를 수리 받기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 블랭킷 롤(40)이 상승한다. 즉, 제1 액추에이터(42b)의 동작에 의해 로드(미도시)의 길이가 연장되고, 이와 동시에 제1 승하강블록(42a)이 상승하면서 블랭킷 롤(42)은 그라비아 롤(10)의 외면에 접촉된다. 이처럼 블랭킷 롤(40)이 상승하여 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.When the color resist is applied to the outer surface of the
다음, 칼라레지스트의 수리 동작이 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 다시 제1 액추에이터(42b)의 반대 동작에 의해 로드(미도시)의 길이가 축소되고, 이와 동시에 제1 승하강블록(42a)은 하강하면서 블랭킷 롤(42)은 그라비아 롤(10)의 외면으로부터 이격되어 하강된다. 이 때, 블랭킷 롤(42)의 하부 영역에는 인압조절용 스토퍼유닛(46)이 마련되어 있으므로, 접촉가압부(47)가 인압조절용 스토퍼유 닛(46)에 탄성적으로 접촉됨으로써 블랭킷 롤(42)은 인쇄 작업을 위한 정확한 하강 위치, 즉 기판(G)에 대한 적정한 인압 수준의 높이에서 멈춰 선다.Next, when the repair operation of the color resist is completed, as shown in FIG. 8, the length of the rod (not shown) is reduced again by the opposite operation of the
블랭킷 롤(40)이 인쇄 작업을 위한 정위치에 배치되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 이동레일유닛(52)의 동작에 의해 이동식 워크 스테이지(50)가 블랭킷 롤(40) 쪽으로 이동한다. 이 때에 블랭킷 롤(40)은 블랭킷 롤 회전부(45)에 회전한다. 이와 같이, 이동식 워크 스테이지(50)가 블랭킷 롤(40) 쪽으로 이동하고 이와 동시에 블랭킷 롤(40)이 회전함에 따라 기판(G)의 표면에는 R, G, B 패턴 중에서 선택된 어느 한 패턴이 인쇄(재전이)된다.When the
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 이동식 워크 스테이지(50)는 블랭킷 롤(40)을 완전히 지나 프레스 롤(60) 쪽으로 이동한다. 계속해서 이동식 워크 스테이지(50)가 프레스 롤(60)의 하부로 이동되고, 이와 동시에 프레스 롤(60)이 회전함에 따라 프레스 롤(60)은 기판(G)을 가압하여 기판(G)에 인쇄된 R, G, B 패턴 중 적어도 어느 한 패턴의 높이를 적절하게 조절하게 되는 것이다. 따라서 인쇄된 패턴들의 높이는 모두 균일해질 수 있게 되고, 따라서 인쇄 품질 향상을 도모할 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 10, the
프레스 롤(60)의 동작까지 완료되고 나면, 해당 기판(G)은 취출되고 다시 새로운 기판(미도시)에 대한 인쇄 작업이 진행된다.After the operation of the
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 그라비아 롤(10)의 외면으로 도포되는 칼라레지스트가 불필요하게 과다 소요되는 것을 저지하면서도 그라비아 롤(10)의 외면에서 칼라레지스트가 쉽게 경화되는 현상을 저지시켜 공정 에러가 발생하는 것을 예방하고, 나아가 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present embodiment, a process error is prevented by preventing the color resist applied to the outer surface of the
또한 본 실시예에 의하면, 닥터 블레이드(20)가 그라비아 롤(10)의 다양한 곡률 변화에 적절하게 대응할 수 있다.In addition, according to the present embodiment, the
기판(G)을 지지하는 스테이지를 이동식 워크 스테이지(50)로 구현함으로써 실질적으로 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 인쇄 작업 시 소요되는 택트 타임(tact time)을 감소시킬 수 있다.By implementing the stage supporting the substrate G as the
또한 본 실시예에 의하면, 특히, 가로/세로의 길이가 실질적으로 1 미터(m) 이하의 소형 기판에 대한 인쇄 작업 시에 소요되는 택트 타임(tact time)을 현저하게 감소시킬 수 있다.In addition, according to the present embodiment, in particular, the tact time required for printing on a small substrate having a length / length of substantially 1 meter (m) or less can be significantly reduced.
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.In the above-described embodiment, the blanket roll is used to transfer the color resist in the gravure roll, but instead of the gravure roll, a gravure plate having a rectangular plate shape is provided, and the blanket roll is a gravure plate. It may be possible to transfer color resist from the substrate.
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.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, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 그라비아 롤의 외면으로 도포되는 칼라레지스트가 불필요하게 과다 소요되는 것을 저지하면서도 그라비아 롤의 외 면에서 칼라레지스트가 쉽게 경화되는 현상을 저지시켜 공정 에러가 발생하는 것을 예방하고, 나아가 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, while preventing the unnecessarily excessive amount of color resist applied to the outer surface of the gravure roll, it is possible to prevent the phenomenon that the color resist is easily hardened on the outer surface of the gravure roll, thereby causing a process error. It can prevent and further improve print quality.
또한 본 발명에 따르면, 닥터 블레이드가 그라비아 롤의 다양한 곡률 변화에 적절하게 대응할 수 있다.In addition, according to the present invention, the doctor blade can appropriately cope with various curvature changes of the gravure roll.
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