KR101613121B1 - 패턴 인쇄장치 - Google Patents

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Abstract

패턴 인쇄장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치는, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판을 지지하는 워크 스테이지; 및 워크 스테이지 상의 곡면 유리기판을 접촉 가압하여 곡면 유리기판에 패턴을 형성하는 인쇄롤러를 포함하며, 워크 스테이지는, 곡면 유리기판이 안착되는 기판 안착부; 및 기판 안착부에 마련되며, 진공에 의한 흡착방식으로 곡면 유리기판을 기판 안착부에 밀착되게 흡착하는 기판 흡착유닛을 포함한다.

Description

패턴 인쇄장치{PATTERN PRINTER}
본 발명은, 패턴 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판에 패턴을 형성할 수 있는 패턴 인쇄장치에 관한 것이다.
반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이가 등장하기 시작하였다.
평면디스플레이는 TV, 컴퓨터용 모니터, 모바일폰, PDA, 디지털 카메라 등과 같은 전자기기의 표시장치로 많이 사용된다.
평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
평면디스플레이는 유리기판에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT) 패턴 등을 인쇄하는데, 이처럼 유리기판에 박막트랜지스터 패턴을 형성하는 인쇄장치는 다음과 같다.
종래 기술에 따른 인쇄장치는, 편평(flat)한 유리기판이 안착된 워크 스테이지(Work Stage)와, 워크 스테이지의 상부에 배치되어 편평한 유리기판에 박막트랜지스터 패턴을 인쇄하는 인쇄롤러를 포함한다.
여기서, 인쇄롤러는 편평한 유리기판에 패턴을 인쇄할 수 있도록, 패턴물질이 도포되는 그라비아 롤러(Gravure Roller)와, 그라비아 롤러로부터 패턴물질을 전이받는 블랭킷 롤러(Blanket Roller)를 포함한다.
이처럼, 종래 기술에 따른 인쇄장치는, 편평한 유리기판에 박막트랜지스터 패턴을 인쇄한 후, 유리기판을 필요한 크기로 절단하여 사용하거나 필요한 크기의 유리기판에 박막트랜지스터 패턴을 인쇄하여 사용하였다.
한편, 종래에는 많은 전자기기에 편평한 평면디스플레이를 사용하였으나 최근에는 편평한 평면디스플레이를 사용함에 따른 영상의 왜곡을 방지하기 위해 곡면을 갖는 평면디스플레이의 사용이 증가되고 있다.
그러나, 종래와 같은 인쇄장치를 사용하여 블랭킷 롤러로 곡면 유리기판을 접촉 가압하여 곡면 유리기판에 패턴을 형성하는 경우, 블랭킷 롤러에 의해 곡면 유리기판에 가해지는 면압이 균일하지 않아 곡면 유리기판에 형성된 패턴의 막두께 불량 및 인쇄면에 무라(얼룩)가 발생되는 문제점이 있다.
[문헌1] 대한민국 공개특허 제10-1997-0077065호 (오리온전기 주식회사) 1997.12.12 공개
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판에 균일한 면압을 가하여 곡면 유리기판에 인쇄된 패턴의 품질을 향상시킬 수 있는 패턴 인쇄장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판을 지지하는 워크 스테이지; 및 상기 워크 스테이지 상의 상기 곡면 유리기판을 접촉 가압하여 상기 곡면 유리기판에 패턴을 형성하는 인쇄롤러를 포함하며, 상기 워크 스테이지는, 상기 곡면 유리기판이 안착되는 기판 안착부; 및 상기 기판 안착부에 마련되며, 진공에 의한 흡착방식으로 상기 곡면 유리기판을 상기 기판 안착부에 밀착되게 흡착하는 기판 흡착유닛을 포함하는 패턴 인쇄장치가 제공될 수 있다
상기 곡면 유리기판은, 볼록한 중심부가 상기 기판 안착부에 밀착되고 양측부가 상기 기판 안착부로부터 이격된 상태로 안착되며, 상기 기판 흡착유닛은, 상기 기판 안착부에서 상승되어 상기 곡면 유리기판의 양측부를 흡착한 후, 하강되어 상기 곡면 유리기판의 양측부를 상기 기판 안착부에 밀착되게 하는 제1 기판 흡착부를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판 흡착부는, 상기 기판 안착부의 상기 곡면 유리기판의 양측부에 대응되는 위치에 복수 개 배치될 수 있다.
상기 제1 기판 흡착부는, 상기 곡면 유리기판의 양측부에 밀착되어 상기 곡면 유리기판을 흡착하는 기판 흡착부재; 상기 기판 흡착부재에 형성되어 진공압을 상기 곡면 유리기판의 양측부에 인가하는 적어도 하나의 제1 진공홀; 및 상기 기판 흡착부재에 연결되어 상기 기판 흡착부재를 승강시키는 승강부를 포함할 수 있다.
상기 기판 안착부에는 상기 기판 흡착부재가 안착되도록 상기 기판 흡착부재의 형상에 대응되는 형상의 안착홈이 형성되며, 상기 기판 흡착부재의 상기 곡면 유리기판에 밀착되는 일면은, 상기 기판 흡착부재가 하강되어 상기 안착홈에 안착된 상태에서 상기 기판 안착부와 동일평면을 이룰 수 있다.
상기 기판 안착부에는 상기 안착홈에 연통되는 관통홀이 형성되며, 상기 승강부는, 상기 관통홀을 관통하여 일단부가 상기 기판 흡착부재에 연결되되, 상기 관통홀을 따라 승강되어 상기 기판 흡착부재를 승강시키는 승강부재; 및 상기 승강부재에 연결되어 상기 승강부재를 승강 가능하게 하는 승강 구동부를 포함할 수 있다.
상기 승강 구동부는, 구동모터; 및 상기 승강부재의 타단부와 상기 구동모터의 회전축을 연결하는 연결 커플링을 포함하며, 상기 승강부재는 상기 구동모터의 회전에 따라 상기 관통홀에서 승강될 수 있다.
상기 승강부재의 외주면과 상기 구동모터의 회전축에는 각각 상호 다른 종류 및 피치(pitch)를 갖는 나사가 형성되며, 상기 승강부재는, 상기 승강부재와 상기 구동모터의 회전축에 각각 형성된 나사의 피치차에 의하여 정밀하게 높이조절될 수 있다.
상기 승강부는, 상기 기판 흡착부재와 상기 승강부재를 상호 연결하되, 상기 곡면 유리기판의 곡면에 대응하여 상기 기판 흡착부재가 상기 승강부재에 대해 자유 회전가능하게 하는 조인트부재를 더 포함할 수 있다.
상기 조인트부재는, 상기 기판 흡착부재와 상기 승강부재를 상호 연결하는 볼조인트일 수 있다.
상기 승강부는, 상기 기판 흡착부재의 하부에 마련되어 상기 기판 흡착부재를 탄력지지하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는, 상기 승강부재에 외삽되어 상기 기판 흡착부재의 하부를 탄력지지하는 코일 스프링일 수 있다.
상기 승강부는, 상기 승강부재의 내부에 형성되되, 상기 적어도 하나의 제1 진공홀과 연통되는 공기유로를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 흡착유닛은, 상기 기판 안착부의 상기 곡면 유리기판의 중심부에 대응되는 위치에 배치되되, 상기 곡면 유리기판의 중심부를 흡착하여 상기 기판 안착부에 밀착하는 제2 기판 흡착부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 기판 흡착부는, 상기 기판 안착부에 형성되어 진공압을 상기 곡면 유리기판의 중심부에 인가하는 복수의 제2 진공홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판을 기판 안착부에 밀착되게 함으로써, 곡면 유리기판에 가해지는 면압을 균일하게 하여 곡면 유리기판에 인쇄된 패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 곡면 유리기판에 패턴이 인쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 안착부에 곡면 유리기판이 안착된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 안착부에 곡면 유리기판이 안착된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 4의 A부분 확대도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기판 흡착부의 동작상태를 나타내는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서 설명될 곡면 유리기판은, 박막트랜지스터(thin film transistor:TFT) 패턴 또는 칼라 필터 등이 인쇄되는 휴대용 단말기 등에 사용되는 터치스크린 패널, TFT 패턴 또는 칼라 필터가 인쇄된 LCD(liquid crystal display) 등을 포함하는 평면디스플레이용 기판을 포함한다. 본 실시 예에서는 이들을 구분하지 않고 단순히 곡면 유리기판이라 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 곡면 유리기판에 패턴이 인쇄된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 안착부에 곡면 유리기판이 안착된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 안착부에 곡면 유리기판이 안착된 상태를 나타내는 측면도이고, 도 5는 도 4의 A부분 확대도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기판 흡착부의 동작상태를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치는, 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판(G)을 지지하되 곡면 유리기판(G)에 대한 박막트랜지스터(215) 패턴의 인쇄작업이 진행되는 워크 스테이지(Work Stage,100)와, 워크 스테이지(100)에 인접하게 마련되되 워크 스테이지(100) 상의 곡면 유리기판(G)을 접촉 가압하여 곡면 유리기판(G)에 패턴을 형성하는 인쇄유닛(200)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치는 종래의 편평한(flat) 유리기판에 패턴을 형성하는 것과 달리 곡면 유리기판(G)에 패턴을 형성하는 것으로, 곡면 유리기판(G)에 형성된 패턴의 품질을 향상시키기 위해 곡면 유리기판(G)에 가해지는 면압을 균일하게 하여야 한다.
따라서, 본 실시예에서는 곡면 유리기판(G)에 가해지는 면압을 균일하게 하기 위해 워크 스테이지(100)에 곡면 유리기판(G)을 흡착하여 밀착되게 한다.
이하에서는, 먼저 인쇄유닛(200)에 대해 설명한 후 워크 스테이지(100)에 대하여 설명하기로 한다.
인쇄유닛(200)은, 곡면 유리기판(G)에 패턴을 인쇄하는 역할을 한다.
인쇄유닛(200)은, 그라비아 롤러(Gravure Roller,210)와, 그라비아 롤러(210)의 외주면에 박막트랜지스터(215) 패턴 등을 도포하는 디스펜서(Dispenser,250)와, 그라비아 롤러(210)의 외주면에 도포된 박막트랜지스터(215) 패턴 중 불필요한 영역에 존재하는 박막트랜지스터(215) 패턴을 제거하는 닥터 블래이드(Dr. Blade,270)와, 그라비아 롤러(210)로부터 박막트랜지스터(215) 패턴을 전이받아 워크 스테이지 상의 곡면 유리기판(G)의 표면을 접촉 가압하여 곡면 유리기판(G)의 표면에 박막트랜지스터(215) 패턴을 인쇄하는 인쇄롤러인 블랭킷 롤러(Blanket Roller,230)를 포함한다.
그라비아 롤러(210)는, 박막트랜지스터(215) 패턴을 블랭킷 롤러(230)의 외주면에 전이하는 역할을 한다.
그라비아 롤러(210)와 블랭킷 롤러(230)는 실질적으로 동일한 직경을 가지며, 그라비아 롤러(210)는 하부 베이스(290)에 고정되어 기립된 상태에서 좌우 한 쌍의 지지부(295)에 결합된 롤러 구동부(미도시)에 의해 해당 위치에서 회전된다.
이러한 그라비아 롤러(210)는 롤러 구동부에 의해 직접 결합될 수도 있으나, 별도의 연결부재를 매개로 롤러 구동부에 결합될 수도 있다.
디스펜서(250)는 그라비아 롤러(210)의 외주면에 박막트랜지스터(215) 패턴을 도포하는 역할을 한다.
그라비아 롤러(210)의 외주면에는 박막트랜지스터(215)가 도포되는 요철 패턴이 형성되어 있으며, 여기서 요철 패턴은 양각 또는 음각의 형태가 모두 가능하다.
양각 형태라면 돌출된 요철부의 외면에 박막트랜지스터(215)가 도포되어 후술할 블랭킷 롤러(230)로 전이되고, 음각 형태라면 함몰된 요홈부(211)의 내부에 박막트랜지스터(215)가 도포되어 블랭킷 롤러(230)로 전이된다.
다만, 그라비아 롤러(210)로부터 박막트랜지스터(215)를 전이받아 블랭킷 롤러(230)로 곡면 유리기판(G)에 박막트랜지스터(215) 패턴을 인쇄함에 있어서, 기판(G)의 표면에 박막트랜지스터(215) 패턴의 두께를 균일하게 유지하기 위해서는 그라비아 롤러(210)의 외면에 음각 형태의 요철패턴을 갖는 것이 바람직하다.
그러나, 디스펜서(250)가 그라비아 롤러(210)의 외주면에 박막트랜지스터(215)를 도포하는 경우에, 음각 형태의 요홈부(211)에만 선택적으로 박막트랜지스터(215)를 도포하기가 곤란한 점이 있다.
따라서, 디스펜서(250)가 그라비아 롤러(210)의 외주면에 박막트랜지스터(215)를 도포할 경우에는 그라비아 롤러(210)의 외주면 전체에 박막트랜지스터(215)를 넓게 도포하고, 도포가 완료되면 음각 형태의 요홈부(211)를 제외한 나머지 면(213)에 도포된 불필요한 박막트랜지스터(215)를 제거함으로써 최종적으로 요홈부(211)의 내부에만 박막트랜지스터(215)가 수용될 수 있도록 한다.
이를 위해 그라비아 롤러(210)의 주변에는 불필요한 박막트랜지스터(215)를 제거하기 위한 닥터 블래이드(270)가 마련된다.
닥터 블래이드(270)는, 나이프 홀더(Knife Holder,271)와, 나이프 홀더(271)에 결합되는 나이프(273)를 포함한다.
나이프 홀더(271)는 지지부(190)의 소정위치에 원터치 형식으로 용이하게 탈부착될 수 있는 구조를 갖는다.
나이프(273)는 그라비아 롤러(210)의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 가지며, 선단부가 그라비아 롤러(210)의 외주면에 접촉한 상태에서 그라비아 롤러(210)의 외주면에 대해 경사지게 배치되어 그라비아 롤러(210)의 외주면에 도포된 불필요한 박막트랜지스터(215)를 긁어 제거하는 역할을 한다.
이처럼, 닥터 블래이드(270)에 의해 그라비아 롤러(210)의 요홈부(211)에만 박막트랜지스터(215)가 수용될 수 있다.
블랭킷 롤러(230)는 그라비아 롤러(210)의 외주면에 도포된 박막트랜지스터(215)를 전이 받아 워크 스테이지(100)로 이동된 후, 곡면 유리기판(G)의 표면에 박막트랜지스터(215) 패턴을 인쇄하는 역할을 한다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 블랭킷 롤러(230)는 곡면 유리기판(G)의 표면을 접촉 가압하여 곡면 유리기판(G)에 박막트랜지스터(215) 패턴을 인쇄하는 인쇄롤러이다.
그리고, 블랭킷 롤러(230)의 외주면에는 그라비아 롤러(210)로부터 박막트랜지스터(215)가 전이되는 인쇄시트(미도시)가 권취되어 있다.
또한, 블랭킷 롤러(230)에는 인쇄시트를 교체하기 위한 시트 교체유닛(미도시)이 더 마련된다.
여기서 시트 교체유닛은 인쇄시트를 용이하게 교체함과 동시에 블랭킷 롤러(230)의 외주면에서 인쇄시트가 들뜨지 않고 팽팽하게 펼쳐진 상태로 권취될 수 있도록 인쇄시트에 일정한 인장력을 부여하는 역할을 한다.
블랭킷 롤러(230)는 그라비아 롤러(210)에 대해 접근 및 이격 가능하게 배치되며, 워크 스테이지(100)에 의해 지지되는 곡면 유리기판(G)의 표면에서 회전될 수 있도록 마련된다.
따라서, 블랭킷 롤러(230)의 양측에는 하부 베이스(290)의 측부에 설치된 레일부(미도시)의 작동에 따라 블랭킷 롤러(230)를 직선방향으로 이동시키며 또한 해당위치에서 블랭킷 롤러(230)를 회전시키는 구동부(미도시)가 마련된다.
워크 스테이지(100)는, 곡면 유리기판(G)에 대한 박막트랜지스터(215) 패턴의 인쇄작업이 진행되는 장소이다.
워크 스테이지(100)는, 곡면 유리기판(G)이 안착되는 기판 안착부(110)와, 기판 안착부(110)에 마련되며 진공에 의한 흡착방식으로 곡면 유리기판(G)을 기판 안착부(110)에 밀착되게 흡착하는 기판 흡착유닛(130)을 포함한다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 기판 안착부(110)에는 곡면 유리기판(G)이 안착된다.
또한, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 곡면 유리기판(G)은 중심부가 볼록한 곡면 형상으로 형성되기 때문에, 곡면 유리기판(G)이 기판 안착부(110)에 안착되는 경우에, 곡면 유리기판(G)의 중심부는 기판 안착부(110)에 밀착되나 양측부는 기판 안착부(110)로부터 이격된 상태로 안착된다.
즉, 곡면 유리기판(G)이 갖는 곡률반경에 따라 곡면 유리기판(G)의 양측부와 기판 안착부(110) 사이의 이격거리(D)를 달리한다.
상기한 바와 같이, 곡면 유리기판(G)을 종래와 같은 인쇄장치를 이용하여 표면에 패턴을 형성하는 경우, 곡면 유리기판(G)이 갖는 곡률에 의해 워크 스테이지(100)(100)에 곡면 유리기판(G)의 전면적이 워크 스테이지(100)(100)에 편평(flat)한 상태로 안착되지 못하므로, 블랭킷 롤러에 의해 곡면 유리기판(G)에 가해지는 면압이 불균일하게 된다. 그러므로, 곡면 유리기판(G)을 종래와 같은 인쇄장치를 사용하여 패턴을 형성하면 곡면 유리기판(G)에 형성된 패턴의 막두께가 불균일하거나, 인쇄면에 무라(얼룩)가 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 실시예에서는 곡면 유리기판(G)을 흡착하여 기판 안착부(110)에 편평한 상태로 밀착되게 하는 기판 흡착유닛(130)이 마련된다.
기판 흡착유닛(130)은 곡면 유리기판(G)을 기판 안착부(110)에 편평한 상태로 밀착하여 인쇄롤러인 블랭킷 롤러가 곡면 유리기판(G)의 전면적에 걸쳐 가하는 면압을 일정하게 유지하도록 하는 역할을 한다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 기판 흡착유닛(130)은, 기판 안착부(110)에서 상승되어 곡면 유리기판(G)의 양측부를 흡착한 후 하강되어 곡면 유리기판(G)의 양측부를 기판 안착부(110)에 밀착되게 하는 제1 기판 흡착부(140)와, 기판 안착부(110)의 곡면 유리기판(G)의 중심부에 대응되는 위치에 배치되되 곡면 유리기판(G)의 중심부를 흡착하여 기판 안착부(110)에 밀착하는 제2 기판 흡착부(150)를 포함한다.
기판 안착부(110)에 곡면 유리기판(G)을 안착하기 전, 기판 안착부(110)에 대해 곡면 유리기판(G)을 정렬한다.
기판 안착부(110)에 대한 곡면 유리기판(G)을 정렬한 후, 곡면 유리기판(G)을 기판 안착부(110)에 안착시킨다.
곡면 유리기판(G)을 기판 안착부(110)에 안착하는 경우, 곡면 유리기판(G)의 중심부가 볼록한 곡면을 가지므로 중심부가 먼저 기판 안착부(110)에 접촉된다.
그러므로, 본 실시예에서 곡면 유리기판(G)의 중심부를 기판 안착부(110)에 밀착시키는 제2 기판 흡착부(150)가 마련된다.
제2 기판 흡착부(150)는, 기판 안착부(110)의 곡면 유리기판(G)의 중심부에 대응되는 위치에 배치된다. 그리고, 제2 기판 흡착부(150)는 곡면 유리기판(G)의 중심부를 흡착하여 기판 안착부(110)에 밀착한다.
이러한 제2 기판 흡착부(150)는, 기판 안착부(110)에 형성되어 진공압을 곡면 유리기판(G)의 중심부에 인가하는 복수의 제2 진공홀(151)과, 복수의 제2 진공홀(151)에 연결되어 복수의 제2 진공홀(151)에 진공압을 공급 및 해제하는 제2 진공펌프(미도시)를 포함한다.
제2 진공펌프가 동작되면, 진공압이 복수의 제2 진공홀(151)에 전달되어 곡면 유리기판(G)의 중심부를 기판 안착부(110)에 진공흡착한다.
그리고, 곡면 유리기판(G)의 볼록한 중심부를 기판 안착부(110)에 진공 흡착한 후, 기판 안착부(110)에서 소정 높이 이격된 곡면 유리기판(G)의 양측부를 제1 기판 흡착부(140)로 흡착한다.
도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 곡면 유리기판(G)의 양측부가 기판 안착부(110)로부터 소정높이 이격된 상태이므로, 제1 기판 흡착부(140)는 기판 안착부(110)에서 상승되어 곡면 유리기판(G)의 양측부를 흡착한 후 하강되어 곡면 유리기판(G)의 양측부를 기판 안착부(110)에 밀착되게 한다.
또한, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 기판 흡착부(140)는 기판 안착부(110)의 곡면 유리기판(G)의 양측부에 대응되는 위치에 복수 개 배치된다. 즉, 제1 기판 흡착부(140)는 곡면 유리기판(G)의 양측부를 따라 상호 소정간격 이격된 상태로 복수 개 배치된다.
이처럼, 곡면 유리기판(G)의 양측부를 기판 안착부(110)에 진공 흡착할 수 있도록, 제1 기판 흡착부(140)는 곡면 유리기판(G)에 밀착되어 곡면 유리기판(G)을 흡착하는 기판 흡착부재(141)와, 기판 흡착부재(141)에 형성되어 진공압을 곡면 유리기판(G)의 양측부에 인가하는 적어도 하나의 제1 진공홀(142)과, 기판 흡착부재(141)에 연결되어 기판 흡착부재(141)를 승강시키는 승강부(143)를 포함한다.
기판 흡착부재(141)는, 곡면 유리기판(G)의 양측부를 진공흡착하는 역할을 한다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 기판 흡착부재(141)는 후술할 승강부(143)에 의해 기판 안착부(110)로부터 이격된 곡면 유리기판(G)의 양측부 하면에 접촉되도록 상승된 후 곡면 유리기판(G)의 양측부 하면을 진공흡착한다.
그리고, 도 7에서 도시한 바와 같이, 기판 흡착부재(141)를 하강하여 곡면 유리기판(G)의 양측부가 기판 안착부(110)에 편평하게 밀착되도록 한다.
따라서, 기판 안착부(110)의 상면에는 기판 흡착부재(141)가 수용되는 안착홈(111)(111)이 형성된다.
안착홈(111)은 기판 흡착부재(141)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된다. 따라서, 기판 흡착부재(141)가 안착홈(111)에 안착된 경우에 기판 흡착부재(141)와 안착홈(111) 간의 유격을 최소화할 수 있다.
그리고, 도 7에서 도시한 바와 같이, 기판 흡착부재(141)가 하강되어 안착홈(111)에 안착되는 경우 기판 흡착부재(141)의 곡면 유리기판(G)에 밀착되는 일면은 기판 안착부(110)와 동일평면을 이루도록 형성된다.
한편, 곡면 유리기판(G)이 기판 안착부(110)에 안착된 후 블랭킷 롤러에 의해 곡면 유리기판(G)의 상면에 패턴이 형성되므로, 기판 흡착부재(141)는 블랭킷 롤러에 의해 변형되지 않는 단단한 재질로 형성된다.
또한, 기판 흡착부재(141)에는 곡면 유리기판(G)의 양측부를 진공흡착하도록 적어도 하나의 제1 진공홀(142)이 형성된다. 제1 진공홀(142)은 제1 진공펌프(미도시)에 연결되어 진공압을 공급받는다.
기판 흡착부재(141)가 상승되어 곡면 유리기판(G)의 양측부 하면에 접촉된 상태에서 제1 진공펌프를 동작하여 진공압을 제1 진공홀(142)에 전달하고, 곡면 유리기판(G)의 양측부를 기판 흡착부재(141)에 진공흡착한다.
한편, 승강부(143)는 기판 흡착부재(141)를 곡면 유리기판(G) 방향으로 승강동작시키는 역할을 한다.
승강부(143)에 의한 승강동작을 위해, 기판 안착부(110)에는 안착홈(111)에 연통되는 관통홀(113)이 기판 안착부(110)의 높이방향으로 형성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 승강부(143)는, 관통홀(113)을 관통하여 일단부가 기판 흡착부재(141)에 연결되되 관통홀(113)을 따라 승강되어 기판 흡착부재(141)를 승강시키는 승강부재(144)와, 기판 흡착부재(141)와 승강부재(144)를 상호 연결하되 곡면 유리기판(G)의 곡면에 대응하여 기판 흡착부재(141)가 승강부재(144)에 대해 자유 회전가능하게 하는 조인트부재(147)와, 승강부재(144)에 연결되어 승강부재(144)를 승강 가능하게 하는 승강 구동부(145)와, 기판 흡착부재(141)의 하부에 마련되어 기판 흡착부재(141)를 탄력지지하는 탄성부재(148)를 포함한다.
승강부재(144)는 일단부가 기판 흡착부재(141)에 연결되고 타단부가 승강 구동부(145)에 연결되어 승강 구동부(145)의 동작에 따라 곡면 유리기판(G)의 양측부 방향으로 승강동작한다. 승강부재(144)는 관통홀(113)을 관통하는 기판 흡착부재(141)에 연결된 일종의 바(bar)로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 기판 안착부(110)에 안착된 곡면 유리기판(G)의 양측부는 소정의 곡률을 가지므로, 기판 흡착부재(141)를 곡면 유리기판(G)의 양측부에 밀착하기 위해서 기판 흡착부재(141)는 곡면 유리기판(G)의 양측부 곡면에 대응하여 자유롭게 회전되어야 한다.
상기와 같이. 기판 흡착부재(141)가 곡면 유리기판(G)의 양측부 곡면에 대응하여 자유회전가능하도록, 승강부재(144)의 일단부와 기판 흡착부재(141)는 조인트부재(147)에 의해 상호 연결된다.
본 실시예에서 조인트부재(147)는 기판 흡착부재(141)가 승강부재(144)의 일단부에서 자유회전가능하게 하는 볼조인트(ball joint)로 구성될 수 있다.
한편, 승강부재(144)의 승강동작은 승강 구동부(145)에 의해 조절된다.
승강 구동부(145)는, 구동모터(145a)와, 승강부재(144)의 타단부와 구동모터(145a)의 회전축(145b)을 연결하는 연결 커플링(145c)을 포함한다.
그리고, 승강부재(144)의 외주면과 구동모터(145a)의 회전축(145b)에는 각각 다른 종류의 나사가 형성된다. 즉, 승강부재(144)의 외주면에 오른나사가 형성된 경우 구동모터(145a)의 회전축(145b)에는 왼나사가 형성되며, 또한 반대로 형성될 수도 있다.
그리고, 승강부재(144)의 외주면과 구동모터(145a)에 각각 형성된 나사는 상호 다른 피치(pitch)를 갖는다.
이처럼, 승강부재(144)는 스크류 타입의 바(bar)로 구성되며, 승강부재(144)의 외주면에 수나가가 형성된 경우 관통홀(113)의 내주면에는 승강부재(144)의 수나사에 대응되는 암나사가 형성될 수 있다.
따라서, 승강부재(144)의 타단부와 구동모터(145a)의 회전축(145b)이 연결 커플링(145c)에 의해 연결되므로, 승강부재(144)는 구동모터(145a)의 정방향 또는 역방향 회전에 따라 관통홀(113)에서 상승 또는 하강된다.
또한, 승강부재(144)와 구동모터(145a)의 회전축(145b)에 각각 형성된 나사 종류와 피치차에 의해 승강부재(144)가 승강되는 높이가 정밀하게 조절된다.
예를 들어, 승강부재(144)의 외주면에 형성된 오른나사의 피치가 1.5로 가공되고, 구동모터(145a)의 회전축(145b)에 형성된 왼나사의 피치가 1로 가공된 경우에, 승강부재(144)는 피치차인 0.5만큼 상하 움직임이 있게 된다.
이처럼, 승강부재(144)의 외주면과 구동모터(145a)의 회전축(145b)에 형성된 나사의 피치차를 조절하여 승강부재(144)가 승강되는 높이를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
그리고, 탄성부재(148)는 기판 흡착부재(141)의 하부를 탄력지지하여 기판 흡착부재(141)의 승강동작에 따른 충격을 완화시킨다.
본 실시예에서 탄성부재(148)는 승강부재(144)에 외삽되어 기판 흡착부재(141)의 하부를 탄력지지하는 코일 스프링으로 구성된다. 그리고, 코일 스프링은 일단부가 기판 흡착부재(141)의 하부에 밀착되고 타단부가 관통홀(113)에 설치된 스토퍼(114)에 밀착된다.
한편, 승강부(143)는 승강부재(144)의 내부에 형성되되 적어도 하나의 제1 진공홀(142)과 연통되는 공기유로(149)를 더 포함한다.
전술한, 제1 진공펌프(미도시)는 공기유로(149)를 경유하여 적어도 하나의 제1 진공홀(142)에 진공압을 공급한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 기판 안착부(110)에 곡면 유리기판(G)을 안착한다.
그리고, 곡면 유리기판(G)의 중심부를 제2 기판 흡착부(150)로 흡착한 후, 도 6에서 도시한 바와 같이, 승강부재(144)를 상승시켜 기판 흡착부재(141)가 곡면 유리기판(G)의 양측부에 밀착되게 한다.
기판 흡착부재(141)가 곡면 유리기판(G)에 흡착된 경우, 도 7에서 도시한 바와 같이, 승강부재(144) 및 기판 흡착부재(141)를 하강하여 기판 흡착부재(141)를 안착홈(111)에 안착한다.
이와 같이. 제1 기판 흡착부(140) 및 제2 기판 흡착부(150)를 이용하여 곡면 유리기판(G)을 기판 안착부(110)에 편평하게 밀착되게 한 후, 도 1에서 도시한 바와 같이 블랭킷 롤러을 곡면 유리기판(G)의 상면을 따라 이송하고 곡면 유리기판(G)에 패턴을 형성한다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 워크 스테이지 110: 기판 안착부
111: 안착홈 113: 관통홀
130: 기판 흡착유닛 140: 제1 기판 흡착부
141: 기판 흡착부재 142: 제1 진공홀
143: 승강부 144: 승강부재
145: 승강 구동부 145a: 구동모터
145b: 회전축 145c: 연결 커플링
147: 조인트부재 148: 탄성부재
150: 제2 기판 흡착부 151: 제2 진공홀
200: 인쇄유닛 210: 그라비아 롤러
211: 요홈부 230: 블랭킷 롤러
250: 디스펜서 270: 닥터 블래이드

Claims (15)

  1. 중심부가 볼록한 곡면을 형성하는 곡면 유리기판을 지지하는 워크 스테이지; 및
    상기 워크 스테이지 상의 상기 곡면 유리기판을 접촉 가압하여 상기 곡면 유리기판에 패턴을 형성하는 인쇄롤러를 포함하며,
    상기 워크 스테이지는,
    상기 곡면 유리기판이 안착되는 기판 안착부; 및
    상기 기판 안착부에서 상승되어 상기 곡면 유리기판의 양측부를 흡착한 후, 하강되어 상기 곡면 유리기판의 양측부를 상기 기판 안착부에 밀착되게 하는 제1 기판 흡착부를 구비하는 기판 흡착유닛을 포함하며,
    상기 제1 기판 흡착부는,
    상기 곡면 유리기판의 양측부에 밀착되어 상기 곡면 유리기판을 흡착하는 기판 흡착부재;
    상기 기판 흡착부재에 형성되어 진공압을 상기 곡면 유리기판의 양측부에 인가하는 적어도 하나의 제1 진공홀; 및
    상기 기판 흡착부재에 연결되어 상기 기판 흡착부재를 승강시키는 승강부를 포함하는 패턴 인쇄장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡면 유리기판은,
    볼록한 중심부가 상기 기판 안착부에 밀착되고 양측부가 상기 기판 안착부로부터 이격된 상태로 안착되는 패턴 인쇄장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기판 흡착부는,
    상기 기판 안착부의 상기 곡면 유리기판의 양측부에 대응되는 위치에 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 안착부에는 상기 기판 흡착부재가 안착되도록 상기 기판 흡착부재의 형상에 대응되는 형상의 안착홈이 형성되며,
    상기 기판 흡착부재의 상기 곡면 유리기판에 밀착되는 일면은,
    상기 기판 흡착부재가 하강되어 상기 안착홈에 안착된 상태에서 상기 기판 안착부와 동일평면을 이루는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 안착부에는 상기 안착홈에 연통되는 관통홀이 형성되며,
    상기 승강부는,
    상기 관통홀을 관통하여 일단부가 상기 기판 흡착부재에 연결되되, 상기 관통홀을 따라 승강되어 상기 기판 흡착부재를 승강시키는 승강부재; 및
    상기 승강부재에 연결되어 상기 승강부재를 승강 가능하게 하는 승강 구동부를 포함하는 패턴 인쇄장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 승강 구동부는,
    구동모터; 및
    상기 승강부재의 타단부와 상기 구동모터의 회전축을 연결하는 연결 커플링을 포함하며,
    상기 승강부재는 상기 구동모터의 회전에 따라 상기 관통홀에서 승강되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 승강부재의 외주면과 상기 구동모터의 회전축에는 각각 상호 다른 종류 및 피치(pitch)를 갖는 나사가 형성되며,
    상기 승강부재는,
    상기 승강부재와 상기 구동모터의 회전축에 각각 형성된 나사의 피치차에 의하여 정밀하게 높이조절되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 기판 흡착부재와 상기 승강부재를 상호 연결하되, 상기 곡면 유리기판의 곡면에 대응하여 상기 기판 흡착부재가 상기 승강부재에 대해 자유 회전가능하게 하는 조인트부재를 더 포함하는 패턴 인쇄장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조인트부재는,
    상기 기판 흡착부재와 상기 승강부재를 상호 연결하는 볼조인트인 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 기판 흡착부재의 하부에 마련되어 상기 기판 흡착부재를 탄력지지하는 탄성부재를 더 포함하는 패턴 인쇄장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    상기 승강부재에 외삽되어 상기 기판 흡착부재의 하부를 탄력지지하는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 승강부재의 내부에 형성되되, 상기 적어도 하나의 제1 진공홀과 연통되는 공기유로를 더 포함하는 패턴 인쇄장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 기판 흡착유닛은,
    상기 기판 안착부의 상기 곡면 유리기판의 중심부에 대응되는 위치에 배치되되, 상기 곡면 유리기판의 중심부를 흡착하여 상기 기판 안착부에 밀착하는 제2 기판 흡착부를 더 포함하는 패턴 인쇄장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 기판 흡착부는,
    상기 기판 안착부에 형성되어 진공압을 상기 곡면 유리기판의 중심부에 인가하는 복수의 제2 진공홀을 포함하는 패턴 인쇄장치.
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