KR101704020B1 - 패턴형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라비아 오프셋 인쇄법을 이용하는 패턴 형성장치에 관한 것으로, 특히 인쇄패턴에 대응되는 음각 패턴을 포함하는 패턴롤; 상기 패턴롤에 접촉하여 패턴에 인쇄재료를 충진하는 닥터나이프; 상기 패턴롤의 패턴을 전사 받아 기판에 인쇄하는 전사롤; 을 포함하되, 상기 닥터나이프는 상기 패턴롤과 경사각(θ)을 이루며 경사접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 그라비아 오프셋 인쇄를 이용하여 금속배선을 인쇄하는 경우, 패턴롤과 닥터나이프가 경사접촉을 하는 구조의 패턴 형성장치를 제공하여 패턴 내의 인쇄물질의 충진율을 높여 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그라비아 오프셋 인쇄, 닥터나이프

Description

패턴형성장치{PATTERN FORMING DEVICE}

본 발명은 금속배선패턴을 인쇄하는 그라이바 오프셋 패턴 형성장치에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있으며, 현재 그 실용화가 이루어지고 있다.

이러한 다양한 디바이스 내부의 금속배선 패턴이나 LCD의 칼라필터 패턴을 형성하는 방법으로는 스크린 인쇄나 포토리소그라피 등의 다양한 패턴 형성방법을 이용하여 구현되고 있다. 그러나 스크린 인쇄는 그 패턴 형성의 정밀도가 떨어지는 단점이 있으며, 포토리소그라피 공정을 이용한 방법은 포토레지스트의 적층 및 노광, 현상공정을 수행하여야 하는 공정의 복잡성을 수반하며, 아울러 미세패턴의 형성에는 한계가 드러나고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전사롤을 이용하여 기판상에 패턴을 인쇄하는 그라비아(gravure) 인쇄방법이 적용되고 있다.

도 1a를 참조하면, 이는 종래의 그라비아 오프셋 인쇄방법을 나타낸 개념도이다.

그라비아 오프셋 인쇄방법은 표면에 음각의 패턴이 형성된 패턴롤(10)에 인쇄재료(50)를 충진하기 위해 닥터나이프(Doctor Knife)를 이용하여 상기 패턴롤 상에 인쇄재료를 공급함과 동시에 상기 닥터나이프(40)를 이용하여 패턴 내부로 인쇄재료를 충진시킨다. 상기 닥터나이프(40)는 도시된 것처럼, 나이프(42)와 상기 나이프를 지지하는 홀더(41)로 이루어져 있으며, 상기 패턴롤의 면과 접촉하게 된다. 이후, 고무 등의 재질로 이루어진 블랑킷 롤(20)에 상기 패턴롤(10)에 형성된 패턴 형상이 전사되며, 상기 블랑킷 롤(20)에 전사된 패턴(21)을 다시 기판(30)에 인쇄하는 방식으로 구현된다.

그러나 상기의 닥터나이프를 통하여 인쇄재료를 충진하는 방식은, 패턴롤에 형성된 음각의 패턴 내부로 충진되는 인쇄재료의 양이 균일하게 충진되지 않아 인쇄불량이 발생하는 문제가 발생하였다. 특히, 상기 음각의 패턴을 고려할 때, 패턴롤의 회전방향(인쇄방향)과 동일한 방향(수평방향(a))의 패턴의 내부로는 인쇄재료가 고르게 충진되나, 패턴롤의 길이방향(수직방향(b))의 패턴의 내부로는 인쇄재료가 고르게 충진되지 않게 된다. 이는 도 1b에서 제시된 것과 같이, 인쇄재료(12)가 충진되는 패턴(11)이 상술한 것처럼, 수직 및 수평방향의 형상을 구비하는 경우, 충진재료가 우선적으로 수평방향(a)의 패턴 내부를 따라 이동하여 수직방향(b)의 패턴으로 이동하면서 충진이 이루어지게 되는데, 상기 닥터나이프와 패턴롤이 선 접촉을 하며 인쇄재료를 충진하는 경우, 매우 미세한 패턴의 선 폭 때문에, 이 수직방향의 패턴 내부로 까지 충진될 만한 충분한 시간을 확보하지 못하여 충진불량이 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 그라비아 오프셋 인쇄를 이용하여 금속배선을 인쇄하는 경우, 패턴롤과 닥터나이프가 경사접촉을 하는 구조의 패턴 형성장치를 제공하여 패턴 내의 인쇄물질의 충진율을 높일 수 있는 패턴형성장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명은 그라비아 오프셋 인쇄법을 이용하는 패턴 형성장치에 있어서, 인쇄패턴에 대응되는 음각 패턴을 포함하는 패턴롤; 상기 패턴롤에 접촉하여 패턴에 인쇄재료를 충진하는 닥터나이프; 상기 패턴롤의 패턴을 전사 받아 기판에 인쇄하는 전사롤; 을 포함하되, 상기 닥터나이프는 상기 패턴롤과 경사각(θ)을 이루며 경사접촉하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 패턴 형성장치의 상기 경사접촉은, 상기 패턴롤의 중심축(X)와 평형을 이루는 표면상의 수평선(X')과 상기 닥터나이프의 접촉이 경사각(θ)을 이루는 것을 특징으로 한다.

상술한 상기 닥터나이프의 경사각(θ)은 상기 닥터나이프 자체를 기울여 형성하거나, 상기 닥터나이프가 패턴롤과 접촉하는 면을 경사지게 형성하여 구현할 수 있다.

또한, 상술한 경사각(θ)은 1~10도로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 닥터나이프와 패턴롤의 상기 경사접촉은 상기 패턴롤의 면과 상기 닥터나이프가 선 접촉 또는 면 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 그라비아 오프셋 인쇄를 이용하여 금속배선을 인쇄하는 경우, 패턴롤과 닥터나이프가 경사접촉을 하는 구조의 패턴 형성장치를 제공하여 패턴 내의 인쇄물질의 충진율을 높여 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 2a를 참조하면, 도 2a는 본 발명에 따른 패턴롤(100)과 상기 패턴롤(100)의 표면에 형성된 음각의 패턴 내부로 인쇄물질을 충진하는 닥터나이프(200)의 구성을 나타낸 요부 개념도이다.

본 발명에 따른 패턴형성장치는 기본적으로 인쇄패턴에 대응되는 음각 패턴을 포함하는 패턴롤(100)과 상기 패턴롤에 접촉하여 패턴에 인쇄재료를 충진하는 닥터나이프(200)를 포함하며, 상기 패턴롤의 패턴을 전사 받아 기판에 인쇄하는 전사롤을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 패턴롤(100)과 접촉하여 상기 패턴롤(100)의 표면에 형성된 음각의 패턴 내부로 인쇄물질을 충진하는 닥터나이프(200)가 패턴롤(100)의 중심축과 평형을 이루는 패턴롤 표면의 수평축(X')과 경사를 이루며 경사접촉하는 것을 그 핵심요지로 한다. 여기서 경사접촉이란, 상기 닥터나이프(200)가 접촉하는 패턴롤(100)의 표면이 이루는 수평선과 일정한 경사를 가지를 것을 의미한다. 즉, 상기 패턴롤의 중심축(X)과 평형을 이루는 상기 패턴롤의 표면상의 수평축(X')과 상기 닥터나이프가 접촉하게 되며, 이 경우 상기 닥터나이프 중심(P)을 지나는 선(Y)과 상기 수평축(X')이 이루는 각도를 경사각(θ)이라고 정의한다. 일반적으로 P와 P'가 접촉하도록 일치시키는 경우 형성되는 각도를 경사각이라 할 수 있다. (본 실시예에서 나이프(220)와 패턴롤이 접촉하는 라인은 "W"와 같이 형성된다.)

상기 경사각(θ)을 이루는 닥터나이프(200)는 나이프(220)와 상기 나이프를 지지하는 지그부(210)로 구성되며, 상기 나이프(220)는 상기 패턴롤(100)과 경사접촉을 하되, 상기 패턴롤의 표면과 상기 나이프(220)의 나이프의 전체면은 이격 공간이 형성되지 않는 범위에서 선 접촉 또는 면접촉을 수행함으로써, 상기 패턴롤 표면에 형성된 음각의 패턴과의 접촉시간을 최대화할 수 있게 된다. 이로써, 음각 패턴 내부의 수직 또는 수평 패턴 모두에 효율적인 충진이 수행될 수 있게 된다. 이를 위한 경사각(θ)은 1~10도의 범위 내에서 형성함이 바람직하다.

아울러, 본 발명에 따른 닥터나이프(200)는 일정 정도 탄성을 구비한 얇은 금속으로, 일정 각도를 가지고 경사진 형상으로 고정되어 있으며, 이에 따라 일반적인 인쇄공정을 진행하는 경우 닥터나이프 자체를 기울이거나 압력을 조정하는 과 정 없이 그대로 패턴롤과 접촉하는 것 만으로도 잉크의 충진율을 향상시킬 수 있게 된다.

도 2b는, 본 발명에 따른 닥터나이프를 통해 패턴롤과 경사각을 형성하는 다른 실시예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 패턴롤(100)과 접촉하는 닥터나이프의 나이프(220)에 경사를 형성한 구조로 형성하여 지그부(210)를 기울이지 않고도 경사접촉을 구현할 수 있게 된다.

즉, 상술한 실시예에서는 닥터나이프의 지그부가 일정 각도로 기울어져 나이프와 패턴롤이 경사각을 이루며 접촉할 수 있도록 하였다면, 본 실시예에서는 상기 패턴롤의 중심축(X)과 평형을 이루는 상기 패턴롤의 표면상의 수평선(X')과 닥터나이프가 접촉하게 되는 경우, 나이프(220) 자체에 경사가 형성되어 있어 별도의 기울이는 과정이 없이도 경사접촉을 수행할 수 있게 된다. 이 경우 상기 닥터나이프 중심(P)을 지나는 선(Y)와 상기 수평축(X')이 나이프의 경사에 의해 경사각(θ)를 이루게 되는 것이다.(본 실시예에서 나이프(220)와 패턴롤이 접촉하는 라인은 "W"와 같이 형성된다.)

상기 나이프에 형성된 경사는 상술한 것처럼 패턴롤의 표면상의 수평선(X')과 접촉시 1~10도의 경사를 가지도록 형성됨이 바람직하다.

아울러 도 2c에 도시된 것처럼, 패턴롤(100)에 접촉하는 나이프(220)는 상기 패턴롤의 면과 (a) 선 접촉 또는 (b) 면 접촉할 수 있으며, 이 경우 경사각은 선 접촉의 경우에는 나이프와 패턴롤이 접촉라인이 상술한 경사각을 산정하는 기준이 되며, 면접촉의 경우에는 접촉면의 가장 바깥쪽 접촉라인이 경사각을 산정하는 기준으로 함이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 패턴형성장치의 실제 구현 예를 도시한 이미지와 이를 통해 인쇄되는 패턴 이미지를 도시한 것이다.

도시된 것처럼, 패턴롤(100)과 접촉하는 닥터나이프는 나이프(220)와 상기 나이프를 지지하는 지그부(210)를 포함하여 형성되며, 상기 패턴롤 면에는 도시된 것처럼 다양한 수직 및 수평패턴을 포함하는 음극의 패턴이 형성되며, 이후에는 기판에 전사를 하게 된다. 도시된 것처럼, 종래 도 1a의 도면에서 제시된 이미지와는 달리 인쇄방향에 직교하는 수직 방향의 패턴에 인쇄물질이 고르게 충진되는 것을 확인할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 그라비아 오프셋 인쇄방법을 도시한 개념도이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3은 본 발명에 따른 패턴형성장치와 인쇄된 패턴을 도시한 이미지이다.

Claims (6)

1. 그라비아 오프셋 인쇄법을 이용하는 패턴 형성장치에 있어서,

   인쇄패턴에 대응되는 음각 패턴을 포함하는 패턴롤;

   상기 패턴롤에 접촉하여 패턴에 인쇄재료를 충진하는 닥터나이프; 및

   상기 패턴롤의 패턴을 전사 받아 기판에 인쇄하는 전사롤; 을 포함하고,

   상기 음각 패턴은, 상기 패턴롤의 회전방향과 동일한 방향으로 형성되는 제 1 패턴 및 상기 제 1 패턴과 수직방향으로 형성되는 제 2 패턴을 포함하고,

   상기 닥터나이프는 상기 패턴롤과 접촉하는 나이프 및 상기 나이프를 지지하는 지그부를 포함하고,

   상기 지그부는 상기 패턴롤의 중심축(X)과 평행하고,

   상기 나이프는 상기 패턴롤과 경사각(θ)을 이루며 경사접촉하고,

   상기 지그부로부터 상기 나이프의 높이는 상기 나이프의 일끝단에서 상기 일끝단과 반대되는 타끝단으로 연장될수록 작아지는 패턴 형성장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 경사접촉은,

   상기 패턴롤의 상기 중심축(X)와 평형을 이루는 표면상의 수평선(X')과 상기 닥터나이프의 접촉이 경사각(θ)을 이루는 패턴 형성장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 닥터나이프의 경사각(θ)은 상기 닥터나이프가 패턴롤과 접촉하는 면을 경사지게 형성하여 구현하는 패턴 형성장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 경사각(θ)은 1~10도로 형성하는 패턴 형성장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 경사접촉은 상기 패턴롤의 면과 상기 닥터나이프가 선 접촉 또는 면 접촉하는 패턴 형성장치.

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