KR101160169B1 - 프린팅 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프린팅 장치 및 방법을 개시한 것으로서, 복수 개의 노즐들을 통해 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로, 프린팅 매체에 처리액을 토출하여 프린팅하되, 프린팅 해상도에 따라 헤드의 노즐들의 개폐 동작을 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 가진다. 이러한 특징에 의하면, 저해상도와 고해상도에 모두 대응할 수 있는 프린팅 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
잉크젯, 처리액 토출, 해상도, 노즐, 자외선 조사기

Description

프린팅 방법{PRINTING METHOD}
본 발명은 프린팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 처리액을 프린팅 매체에 토출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에, 휴대 전화기, 휴대형 컴퓨터 등의 전자 기기의 표시부에 액정 장치, 전계 발광 장치 등으로 불리는 전기 광학 장치인 표시 장치가 널리 이용되고 있으며, 표시 장치에 의해서 풀 컬러를 표시하는 일이 많아지고 있다.
액정 장치에 의한 풀 컬러 표시는, 예를 들어, 액정 층에 의해서 변조되는 광을 컬러 필터에 통과시킴으로써 표시된다. 그리고 컬러 필터는, 예를 들어, 유리 등에 의해 형성된 기판의 표면에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 도트상의 각색의 필터 요소를 소위 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등이라 불리는 소정의 배열로 나란히 함에 의해서 형성된다.
종래, 컬러 필터의 R, G, B 등의 각색의 필터 요소를 패터닝하는 경우, 포토리소그래피법을 사용함이 알려져 있다. 그러나, 포토리소그래피법을 사용하는 경우에는 공정이 복잡하거나, 각색의 재료 혹은 포토레지스트 등을 다량으로 소비하므 로, 코스트가 높게 되는 등의 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 액적을 토출하는 잉크젯 방식에 의해서 필터 요소의 재료(잉크)를 도트상으로 토출함으로써, 도트상 배열의 필터 요소를 형성하는 방법이 제안되어 있다.
본 발명은 저해상도와 고해상도에 모두 대응할 수 있는 프린팅 장치와 이를 이용한 프린팅 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 프린팅 장치는, 프린팅(Printing) 매체가 놓이는 지지 유닛; 복수 개의 노즐들을 통해 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로, 상기 지지 유닛에 놓인 상기 프린팅 매체에 처리액을 토출하여 프린팅하는 헤드; 및 프린팅 해상도에 따라, 상기 헤드의 상기 노즐들의 개폐 동작을 개별적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 프린팅 장치에 있어서, 상기 프린팅 매체에 토출된 상기 처리액에 자외선을 조사하는 자외선 조사기를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 조사기는 상기 헤드에 제공될 수 있다.
상기 프린팅 매체는 제 1 해상도보다 높은 제 2 해상도를 요구하는 기판이며, 상기 자외선 조사기는 오프(Off) 상태일 수 있다. 그리고 상기 기판은 엘씨디(LCD)용 컬러 필터(CF) 기판일 수 있다.
상기 프린팅 매체는 제 2 해상도보다 낮은 제 1 해상도의 도안이 프린팅되는 판 부재이며, 상기 자외선 조사기는 온(On) 상태일 수 있다. 그리고 상기 처리액은 자외선 경화형 UV 잉크일 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 프린팅 방법은, 제 1 항의 프린팅 장치를 이용하여 프린팅 매체에 프린팅하는 방법에 있어서, 상기 제어부는 프린팅 해상도에 따라 사용되는 상기 노즐의 수를 달리하여 상기 프린팅 매체에 프린팅하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 프린팅 방법에 있어서, 상기 프린팅 매체가 제 2 해상도보다 낮은 제 1 해상도를 요구하는 판 부재이면, 상기 제어부는 상기 제 2 해상도에 사용되는 상기 노즐의 수보다 적은 수의 노즐들을 개방하여 상기 프린팅 매체에 프린팅할 수 있다. 그리고 상기 프린팅 매체에 프린팅한 후 자외선을 조사할 수 있다.
상기 프린팅 매체가 제 1 해상도보다 높은 제 2 해상도를 요구하는 기판이면, 상기 제어부는 상기 제 1 해상도에 사용되는 상기 노즐의 수보다 많은 수의 노즐들을 개방하여 상기 프린팅 매체에 프린팅할 수 있다.
본 발명에 의하면, 프린팅 매체에 따라 고해상도 또는 저해상도로 프린팅할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프린팅 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 잉크젯 방식 처리액 도포 설비의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1의 처리액 도포 설비(1)는 프린팅 매체에 잉크젯 방식으로 처리액을 도포하는 설비이다.
예를 들어, 프린팅 매체는 액정 디스플레이 패널의 컬러 필터 기판일 수 있으며, 처리액은 용매에 안료 입자가 혼합된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 잉크일 수 있다. 처리액은 컬러 필터 기판상에 격자 모양의 패턴으로 배열된 블랙마스크의 내부 영역에 도포될 수 있다.
다른 예에 의하면, 프린팅 매체는 플라스틱 시트, 금속판, 유리판 등과 같은 판 부재일 수 있으며, 처리액은 자외선 경화형 UV 잉크일 수 있다. 처리액은 도안 등이 프린팅되도록 유리판 등의 프린팅 매체 표면에 도포될 수 있다.
도 1을 참조하면, 처리액 도포 설비(1)는 처리액 토출부(10), 이송부(20), 베이크부(30), 로딩부(40), 언로딩부(50), 처리액 공급부(60), 그리고 제어부(70)를 포함한다. 처리액 토출부(10)와 이송부(20)는 제 1 방향(Ⅰ)으로 일렬로 배치되고, 서로 간에 인접하게 위치할 수 있다. 처리액 토출부(10)를 중심으로 이송부(20)와 마주하는 위치에 처리액 공급부(60)와 제어부(70)가 배치되며, 처리액 공급부(60)와 제어부(70)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다. 이송부(20)를 중심으로 처리액 토출부(10)와 마주하는 위치에 로딩부(40)와 언로딩부(50)가 배치되며, 로딩부(40)와 언로딩부(50)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다. 그리고 베이크부(30)는 이송부(20)의 일측에 인접하게 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 방향(Ⅰ)은 처리액 토출부(10)와 이송부(20)의 배열 방향이고, 제 2 방향(Ⅱ)은 수평면 상에서 제 1 방향(Ⅰ)에 수직한 방향이고, 제 3 방향(Ⅲ)은 제 1 방향(Ⅰ)과 제 2 방향(Ⅱ)에 수직한 방향이다.
처리액(잉크)이 도포될 프린팅 매체는 로딩부(40)로 반입된다. 이송부(40)는 로딩부(40)에 반입된 프린팅 매체를 처리액 토출부(10)로 이송한다. 처리액 토출부(10)는 처리액 공급부(60)로부터 처리액을 공급받고, 잉크젯 방식으로 프린팅 매체에 처리액을 토출한다. 이송부(20)는 처리액 토출부(10)로부터 베이크부(30)로 프린팅 매체를 이송한다. 베이크부(30)는 프린팅 매체를 가열하여 프린팅 매체에 토출된 처리액(잉크)의 고형 성분을 제외한 나머지 액상 물질(용매)을 증발시킨다. 이송부(20)는 베이크부(30)로부터 언로딩부(50)로 프린팅 매체를 이송한다. 처리액이 도포된 프린팅 매체는 언로딩부(50)로부터 반출된다. 그리고, 메인 제어부(70)는 처리액 토출부(10), 이송부(20), 베이크부(30), 로딩부(40), 언로딩부(50), 그리고 처리액 공급부(60)의 전반적인 동작을 제어한다.
도 2는 도 1의 처리액 토출부(10)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 제 1 헤드 세정 유닛의 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 처리액 토출부(10)는 지지 유닛(100), 헤드 유닛(200), 이동 유닛(300,400), 제 1 헤드 세정 유닛(600), 제 2 헤드 세정 유닛(700), 그리고 자외선 조사기(800)를 포함한다.
지지 유닛(100)은 프린팅 매체가 놓이는 지지판(110)을 가진다. 지지판(110)은 사각형 형상의 판일 수 있다. 지지판(110)의 하면에는 회전 구동 모터(120)의 회전 축이 연결된다. 회전 구동 모터(120)는 지지판(110)에 놓인 프린팅 매체가 기설정된 위치에 정렬되도록 지지판(110)을 회전시킨다.
지지판(110)과 회전 구동 모터(120)는 직선 구동 부재(130)에 의해 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동된다. 직선 구동 부재(130)는 슬라이더(132)와 가이드 부재(134)를 포함한다. 회전 구동 모터(120)는 슬라이더(132)의 상면에 설치된다. 가이드 부재(134)는 베이스(B)의 상면 중앙부에 제 1 방향(Ⅰ)으로 길게 연장된다. 슬라이더(132)에는 리니어 모터(미도시)가 내장되며, 슬라이더(132)는 가이드 부재(134)를 따라 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동한다.
헤드 유닛(200)은 프린팅 매체에 처리액(잉크)을 토출한다. 헤드 유닛(200)은 잉크젯 헤드들(210a, 210b)과 브라켓(220)을 포함한다. 잉크젯 헤드들(210a, 210b) 중 하나의 잉크젯 헤드(210a)는 브라켓(220)의 제 1 방향(Ⅰ)을 향하는 일 측면에 설치되고, 다른 하나의 잉크젯 헤드(210b)는 브라켓(220)의 제 1 방향(Ⅰ)을 향하는 다른 일 측면에 설치될 수 있다.
각각의 잉크젯 헤드들(210a, 210b)은 적색(R) 헤드(212), 녹색(G) 헤드(214) 및 청색(B) 헤드(216)를 가진다. 적색(R) 헤드(212), 녹색(G) 헤드(214) 및 청색(B) 헤드(216)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 배열되며, 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 지지판(110)에 놓인 프린팅 매체(S)에 처리액을 토출한다.
이동 유닛(300,400)들은 지지판(110)이 이동되는 경로의 상부에서 헤드 유닛(200)을 이동시킬 수 있다. 제 1 이동 유닛(300)은 헤드 유닛(200)을 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동시키고, 제 2 이동 유닛(400)은 헤드 유닛(200)을 제 2 방향(Ⅱ)과 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동시킬 수 있다.
제 2 이동 유닛(400)은 수평 지지대(410)와 슬라이더(420)를 포함한다. 수평 지지대(410)는 길이 방향이 제 2 방향(Ⅱ)을 향하도록 베이스(B)의 상부에 위치한다. 수평 지지대(410)에는 길이 방향을 따라 가이드 레일(412)이 제공된다. 슬라이더(420)에는 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있으며, 슬라이더(420)는 가이드 레일(412)을 따라 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동한다. 헤드 유닛(200)의 브라켓(220) 이 슬라이더(420)에 연결되고, 슬라이더(420)의 직선 이동에 의해 브라켓(220)에 설치된 잉크젯 헤드들(210a,210b)이 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동한다. 한편, 슬라이더(420)에는 헤드 유닛(200)의 브라켓(220)을 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동시키는 구동 부재(미도시)가 설치될 수 있다.
수평 지지대(410)의 상부 일측에는 제어부(500)가 제공된다. 제어부(500)는 처리액 토출부(10)의 동작, 예를 들어 압력 조절과, 처리액의 공급 및 토출 등의 제반 동작을 제어한다.
제 1 이동 유닛(300)은 가이드 레일(310)과 슬라이더(320)를 포함한다. 가이드 레일(310)은 길이 방향이 제 1 방향(Ⅰ)을 향하고, 지지 유닛(100)의 가이드 부재(134)를 중심으로 베이스(B) 상면의 양측 가장자리부에 각각 설치된다. 슬라이더(320)는 리니어 모터(미도시)를 내장하고, 가이드 레일(310)을 따라 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동한다. 제 2 이동 유닛(400)의 수평 지지대(410)의 양단이 슬라이더(320)에 각각 연결된다. 슬라이더(320)의 직선 이동에 의해 수평 지지대(410)를 포함하는 제 2 이동 유닛(400)이 제 1 방향(Ⅰ)으로 이동되고, 제 2 이동 유닛(400)의 이동에 의해 제 2 이동 유닛(400)에 연결된 헤드 유닛(200)이 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동된다.
헤드 유닛(200)은 제 1 이동 유닛(300)과 제 2 이동 유닛(400)에 의해 제 1 방향(Ⅰ), 제 2 방향(Ⅱ) 및 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동할 수 있고, 프린팅 매체가 놓이는 지지판(110)은 슬라이더(132) 및 가이드 부재(134)에 의해 제 1 방향 (Ⅰ)으로 직선 이동할 수 있다. 프린팅 매체상에 처리액 토출시, 헤드 유닛(200)은 기설정된 위치에 고정되고, 프린팅 매체가 놓이는 지지판(110)이 제 1 방향(Ⅰ)으로 이동될 수 있다. 이와 달리, 프린팅 매체가 놓이는 지지판(110)이 기설정된 위치에 고정되고, 헤드 유닛(200)이 제 1 방향(Ⅰ)으로 이동될 수 있다.
제 1 및 제 2 헤드 세정 유닛(600,700)은 잉크젯 헤드들(210a,210b)의 처리액 토출면, 즉 처리액을 토출하는 노즐들이 형성된 면을 주기적으로 세정한다. 통상적으로, 1 매의 프린팅 매체에 대한 처리액 토출 공정이 진행된 후, 잉크젯 헤드들(210a,210b)의 처리액 토출면의 세정이 진행될 수 있다.
제 1 헤드 세정 유닛(600)과 제 2 헤드 세정 유닛(700)은 베이스(B) 상면의 지지 유닛(100)의 일측에 제공될 수 있으며, 제 1 방향(Ⅰ)으로 일렬로 배치될 수 있다. 잉크젯 헤드들(210a,210b)은 제 1 이동 유닛(300)과 제 2 이동 유닛(400)에 의해 제 1 및 제 2 헤드 세정 유닛(600,700)의 상부로 이동되고, 세정 공정의 진행 중 제 1 및 제 2 헤드 세정 유닛(600,700)의 상부에서 제 1 방향(Ⅰ)으로 이동될 수 있다.
제 1 헤드 세정 유닛(600)은 퍼징(Purging) 공정과 블레이딩(Blading) 공정을 진행하고, 제 2 헤드 세정 유닛(700)은 블로팅(Blotting) 공정을 진행한다. 퍼징(Purging) 공정, 블레이딩(Blading) 공정, 그리고 블로팅(Blotting) 공정은 순차적으로 진행된다. 퍼징(Purging) 공정은 잉크젯 헤드들(210a,210b)의 내부에 수용된 처리액의 일부를 고압으로 분사하는 공정이다. 블레이딩(Blading) 공정은, 퍼 징(Purging) 공정 후, 잉크젯 헤드들(210a,210b)의 처리액 토출면에 잔류하는 처리액을 비접촉 방식으로 제거하는 공정이다. 블로팅(Blotting) 공정은, 블레이딩(Blading) 공정 후, 잉크젯 헤드들(210a,210b)의 처리액 토출면에 잔류하는 처리액을 접촉 방식으로 제거하는 공정이다.
도 4는 도 3의 헤드의 저면도이고, 도 5는 도 4의 헤드의 측면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 자외선 조사기(800)는 프린팅 매체에 토출된 처리액, 예를 들어 자외선 경화형 UV 잉크에 자외선을 조사하여 잉크를 경화시킨다. 자외선 조사기(800)는 헤드(212)의 일측에 제공될 수 있다. 예를 들면, 자외선 조사기(800)는 헤드(212)의 프린팅 매체에 대한 진행 방향의 후단에 위치하도록 제공될 수 있다. 이는 헤드(212)의 처리액 토출 후, 곧 바로 처리액에 자외선을 조사하여 처리액을 경화시키기 위함이다.
자외선 조사기(800)는, 프린팅 매체가 고해상도를 요구하는 엘씨디(LCD)용 컬러 필터(CF) 기판인 경우, 오프(Off) 상태로 유지된다. 이와 반대로, 자외선 조사기(800)는, 프린팅 매체가 저해상도의 도안이 프린팅되는 플라스틱 시트, 금속판, 유리판과 같은 판 부재인 경우, 처리액으로 사용되는 자외선 경화형 UV 잉크를 경화시키기 위해 온(On) 상태로 유지된다.
한편, 제어부(500)는 프린팅 해상도에 따라, 헤드(212)의 노즐부(212-1)의 노즐들(213)의 개폐 동작을 개별적으로 제어한다. 즉, 제어부(500)는 프린팅 해상도에 대응하는 수만큼의 노즐들(213)을 개방하여 프린팅 매체가 프린팅되도록 한 다.
예를 들어, 프린팅 매체가 저해상도를 요구하는 플라스틱 시트, 금속판, 유리판 등과 같은 판 부재인 경우, 제어부(500)는 저해상도에 대응하는 수만큼의 노즐들(213)을 개방하여 프린팅 매체가 프린팅되도록 한다.
이와 달리, 프린팅 매체가 고해상도를 요구하는 기판이면, 제어부(500)는 고해상도에 대응하는 수만큼의 노즐들(213)을 개방하여 프린팅 매체가 프린팅되도록 한다.
도 5의 설명되지 않은 도면 참조 번호 212-2는 처리액 저장부이며, 처리액 저장부(212-2)는 노즐부(212-1)로 처리액을 공급한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 잉크젯 방식 처리액 도포 설비의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 처리액 토출부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 제 1 헤드 세정 유닛의 평면도이다.
도 4는 도 3의 헤드의 저면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 지지 유닛 200: 헤드 유닛
300: 제 1 이동 유닛 400: 제 2 이동 유닛
500: 제어부 600: 제 1 헤드 세정 유닛
700: 제 2 헤드 세정 유닛 800: 자외선 조사기

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  6. 프린팅(Printing) 매체가 놓이는 지지 유닛 및 복수 개의 노즐들을 통해 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 상기 지지 유닛에 놓인 상기 프린팅 매체에 처리액을 토출하여 프린팅하는 헤드를 가지는 프린팅 장치를 이용하여 상기 프린팅 매체에 프린팅하는 방법에 있어서,
    제어부는 프린팅 해상도에 따라 사용되는 상기 노즐의 수를 달리하고, 상기 노즐들의 개폐 동작을 개별적으로 제어하여 상기 프린팅 매체에 프린팅하되;
    상기 프린팅 매체는 제 1 해상도를 요구하는 판 부재 또는 제 2 해상도를 요구하는 기판이며,
    상기 제 1 해상도는 상기 제 2 해상도보다 낮은 해상도를 가지고,
    상기 기판에 사용되는 노즐의 수는 상기 판 부재에 사용되는 노즐의 수보다 많은 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제 2 해상도를 요구하는 프린팅 매체에는 프린팅한 후 자외선을 조사하지 않고, 상기 제 1 해상도를 요구하는 프린팅 매체에는 프린팅한 후 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 기판은 엘씨디(LCD)용 컬러 필터(CF) 기판인 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 판 부재는 플라스틱 시트인 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 판 부재는 금속판인 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 판 부재는 유리판인 것을 특징으로 하는 프린팅 방법.
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