KR20110003444A - 롤 인쇄 방법을 이용하여 제조된 컬러필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판, 인쇄판(클리쉐), 이송장치, 및 다수의 인쇄롤과 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 이용한 인쇄방법 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다. 본 발명의 인쇄방법에 따르면, 각각의 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 매번 세정하는 대신 모든 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 한 번만 세정해도 되므로, 컬러필터의 제조시 공정 시간을 단축하고 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 기판, 인쇄판(클리쉐), 이송장치, 및 다수의 인쇄롤과 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 이용한 인쇄 방법 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
통상적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 'LCD'라 함)는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상이 표시된다. 이를 위하여, LCD는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정패널과, 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비하게 된다. 액정패널에는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 기준전극, 즉 공통전극이 마련되게 된다. 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 화소전극들 각각은 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 'TFT'라 함)에 접속된다. 화소전극은 TFT를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동한다. 이러한 LCD는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하며, 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기에까지 광범위하게 이용되고 있다.
액정표시장치에서는 컬러 화상을 표시하기 위하여 광원에서 발생되는 광을 삼원색광, 즉 적·녹·청의 광으로 분리하고 있다. 이를 위하여, 적색광만을 투과시키는 적색(이하 'R'이라 한다) 필터, 녹색광만을 투과시키는 녹색(이하 'G'라 한다) 필터, 청색광만을 투과시키는 청색(이하 'B'라 한다) 필터를 화소마다 필요로 하고 있다. R, G, B 필터들은 화상의 열화와 색번짐을 방지하기 위하여 서로 중첩되지 않게 형성되어야 한다.
일반적으로 반도체 회로소자 및 LCD, PDP 등의 디스플레이 장치에 사용되는 미세패턴은 포토레지스트(Photoresist)를 이용한 포토리소그래피(Photolithography)에 의해 형성되는데, 대체로 코팅, 노광, 현상, 세정, 경화의 단계를 거쳐 제조된다. 그러나, 포토리소그래피(Photolithography)는 원하는 패턴을 정밀하게 얻을 수 있는 장점이 있음에도 불구하고, 많은 단계의 공정을 거쳐야 한다는 것과 포토레지스트의 효과를 극대화하기 위해 많은 종류의 재료들이 사용된다는 점, 그리고 코팅 등의 공정에서 많은 양의 포토레지스트가 소모된다는 단점이 있다. 최근에는 이러한 포토리소그래피의 단점을 극복하기 위해 롤 인쇄 방식에 의해 미세패턴을 얻는 기술이 제안되어 연구개발되고 있다.
패턴 형성을 위한 롤 인쇄 장비는 오프셋 인쇄, 반전 오프셋 인쇄, 롤투롤(roll-to-roll) 인쇄 등의 방식에 다양하게 적용 가능하며, 컬러 필터의 구성 요소인 R(red), G(green), B(blue)의 컬러 및 BM 패턴뿐만 아니라 TFT, PDP의 전극 형성용 패턴과 격벽 재료의 패턴 전사 등 광범위하게 적용 가능하다.
롤 인쇄 장비는 대체로 코터, 인쇄롤, 롤 구동 장치, 인쇄판(클리쉐) 또는 기판 스테이지와 스테이지 얼라인을 위한 구동 장치를 가장 기본적인 구성 요소로 하며, 이에 더하여 인쇄판 및/또는 배관 세정장치, 블랑킷에 흡수된 용제를 흡수하여 블랑킷을 건조시키기 위한 건조 장치 및 각종 센서 장치 등을 부가로 구비할 수 있다.
롤 인쇄 장비를 이용한 패턴 형성 방법 중, 특히 반전 오프셋 인쇄는 패턴 정밀도가 포토리소그래피와 동등 이상이라는 장점에도 불구하고, 각각의 컬러를 기판으로 전사한 후에 인쇄판의 세정을 매번 반복해야 하기 때문에, 이로 인해 공정시간이 장기화되고 생산 비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 기존의 반전 오프셋 인쇄를 이용한 컬러필터의 제조에서는 Red, Green, Blue 각각을 인쇄하기 위한 R, G, B 인쇄판을 매번 인쇄할 때마다 세정해야 하기 때문에, 1장의 컬러필터를 제조하기 위해서 3장의 인쇄판 또는 3번의 세정이 필요했다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각각의 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 매번 세정하는 대신 모든 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 한 번만 세정해도 되도록 하는 롤 인쇄 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 인쇄 방법을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 기판; 상기 기판과 나란히 배치되며, 패턴부를 갖는 인쇄판(클리쉐); 상기 기판 및 상기 인쇄판이 장착되며, 상기 기판 및 상기 인쇄판을 이동시키는 이송장치; 회전 가능하도록 설치된 n개의 인쇄롤; 및 상기 n개의 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 n개의 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 이용한 인쇄방법으로서,
상기 n은 2 이상의 자연수이고,
상기 인쇄방법은 (a) 상기 인쇄판이 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계; (b) 상기 기판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤에 잔류된 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제1 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 패턴의 형성단계 후에 상기 인쇄판의 위치를 상기 제1 패턴의 폭만큼 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및 (d) 상기 인쇄판을 그대로 사용하여 제2 내지 제n 인쇄롤에 대하여 순차적으로 제2 내지 제n 패턴을 형성하면서 (a)~(c) 단계를 반복하는 단계를 포함하며,
제n 패턴이 형성된 후에는 상기 (B) 단계 후에 인쇄를 종료하는 것인, 인쇄방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 두 번째 측면은 상기 인쇄방법을 사용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 각각의 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 매번 세정하는 대신 모든 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 한번만 세정해도 되므로, 롤 인쇄시 공정 시간을 단축하고 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 인쇄롤에 코팅물을 코팅하고, 인쇄롤의 코팅물을 인쇄판으로 전사하고, 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴을 기판에 인쇄하는 과정을 일거에 수행할 수 있다.
또한, 레드(Red), 그린(Green), 및 블루(Blue) 패턴을 연속적으로 하나의 기판에 인쇄할 수 있다.
또한, 레드 패턴전사, 그린 패턴전사, 및 블루 패턴전사와 인쇄판의 세정을 연속적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 롤 인쇄장치를 이용한 인쇄방법의 일례이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 블랑킷 롤(Blanket Roll)
2: Red 코팅 인쇄롤
3: Green 코팅 인쇄롤
4: Blue 코팅 인쇄롤
5: 인쇄판 돌출부
6: 인쇄판 홈부
7: 인쇄판 스테이지
8: 기판
9: 기판 스테이지
10: 인쇄방향
(A): 인쇄 전 상태
(B): Red 인쇄된 상태
(C): 인쇄판 스테이지가 인쇄방향과 수직한 방향으로 이동한 후 Green 인쇄된 상태
(D): 인쇄판 스테이지가 인쇄방향과 수직한 방향으로 이동한 후 Blue 인쇄된 상태
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 블랑킷 롤(Blanket Roll)
2: Red 코팅 인쇄롤
3: Green 코팅 인쇄롤
4: Blue 코팅 인쇄롤
5: 인쇄판 돌출부
6: 인쇄판 홈부
7: 인쇄판 스테이지
8: 기판
9: 기판 스테이지
10: 인쇄방향
(A): 인쇄 전 상태
(B): Red 인쇄된 상태
(C): 인쇄판 스테이지가 인쇄방향과 수직한 방향으로 이동한 후 Green 인쇄된 상태
(D): 인쇄판 스테이지가 인쇄방향과 수직한 방향으로 이동한 후 Blue 인쇄된 상태
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 측면은, 기판; 상기 기판과 나란히 배치되며, 패턴부를 갖는 인쇄판(클리쉐); 상기 기판 및 상기 인쇄판이 장착되며, 상기 기판 및 상기 인쇄판을 이동시키는 이송장치; 회전 가능하도록 설치된 n개의 인쇄롤; 및 상기 n개의 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 n개의 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 이용한 인쇄방법으로서,
상기 n은 2 이상의 자연수이고,
상기 인쇄방법은 (a) 상기 인쇄판이 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계; (b) 상기 기판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤에 잔류된 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제1 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 패턴형성단계 후에 상기 인쇄판의 위치를 상기 제1 패턴의 폭만큼 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및 (d) 상기 인쇄판을 그대로 사용하여 제2 내지 제n 인쇄롤에 대하여 순차적으로 제2 내지 제n 패턴을 형성하면서 (a)~(c) 단계를 반복하는 단계를 포함하며,
제n 패턴이 형성된 후에는 상기 (b) 단계 후에 인쇄를 종료하는 것인, 인쇄방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인쇄방법은 제n 패턴을 형성한 후 상기 인쇄판을 세정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 방법을 n=3인 경우에 대해 구체적으로 설명하면,
기판; 상기 기판과 나란히 배치되며, 패턴부를 갖는 인쇄판; 상기 기판 및 상기 인쇄판이 장착되며, 상기 기판 및 상기 인쇄판을 이동시키는 이송장치; 상기 기판 및 상기 인쇄판의 이송방향과 동일한 방향으로 회전 가능하도록 설치된 제1 내지 제3 인쇄롤; 및 상기 제1 내지 제3 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 제1 내지 제3 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 포함하는 상기 인쇄방법은,
회전중인 상기 제1 인쇄롤 밑으로 상기 인쇄판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계, 및 회전중인 상기 제1 인쇄롤 밑으로 상기 기판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제1 패턴형성단계;
상기 제1 패턴형성단계 후에 상기 인쇄판의 위치를 상기 제1 패턴의 폭만큼 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시키고, 회전중인 상기 제2 인쇄롤 밑으로 상기 인쇄판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제2 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계, 및 회전중인 상기 제2 인쇄롤 밑으로 상기 기판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제2 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제2 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제2 패턴형성단계; 및
상기 제2 패턴형성단계 후에 상기 인쇄판의 위치를 상기 제2 패턴의 폭만큼 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시키고, 회전중인 상기 제3 인쇄롤 밑으로 상기 인쇄판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제3 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계, 및 회전중인 상기 제3 인쇄롤 밑으로 상기 기판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 제3 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제3 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제3 패턴형성단계로 이루어진다.
상기 기판 및 인쇄판은 나란히 배치되어 이송장치에 장착된다. 이송장치는 상기 기판 및 인쇄판을 도 1과 같이 일정 방향, 바람직하게는 직선 방향으로 이동시키는 기능을 한다.
상기 기판은 전자소재 및 디스플레이 소재의 기판으로 사용되는 유리 기판과 같이 단단한 표면을 갖는 기판일 수도 있고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 등과 같이 고분자 폴리머로 형성되어 구부러질 수 있는 플렉서블 기판일 수도 있다.
예컨대, 상기 기판의 재질로는, 전자종이(e-paper) 또는 플렉서블 디스플레이에 사용되는 폴리에스테르; PET와 같은 플렉서블 플라스틱 재료; PCB의 기판에 사용되는 폴리우레탄 재질; 에폭시 재질의 경질 플라스틱 재료; 또는 유리를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판 및 인쇄판이 장착된(or 을 이동시키는) 이송장치는 컨베이어 벨트 및 상기 컨베이어 벨트를 구동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다.
상기 인쇄롤은 전해연마(electrolytic polishing) 처리된 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제조될 수 있다. 예로는 SUS304, SUS305, SUS316 등의 표준 재질을 전해연마 처리한 것을 사용하여 인쇄롤을 제조할 수 있다. 필요에 따라 부식 방지를 위해 표면에 니켈 등의 도금 처리한 것을 사용하여 인쇄롤을 제조할 수 있다.
여기서, 상기 인쇄롤의 양 단부영역의 형상은 각각 상기 인쇄롤의 중앙영역처럼 원통형상일 수도 있고, 깔대기 형상일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 인쇄롤은 서보 모터 또는 리니어 모터와 같은 구동모터에 의해 회전될 수 있다. 그러나 모터의 종류가 상기 예시된 바로 한정되는 것은 아니며 다양한 종류의 모터를 이용하여 상기 인쇄롤을 회전시킬 수 있다. 여러 종류의 모터 종류 중 코팅의 정밀도 및 균일성(uniformity) 측면에서 리니어 모터를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 인쇄롤의 회전속도는 식 1에 의해 산출될 수 있다.
[식 1] 인쇄롤의 회전속도(rpm) = A/(2πR)
여기서, A는 기판 또는 인쇄판의 이동속도(m/min)이고, 상기 인쇄롤 표면에 블랑킷을 감는 경우 R(m) = 인쇄롤의 반지름(r) + 블랑킷의 두께(d), 상기 인쇄롤 표면에 블랑킷을 감지 않은 경우 R은 인쇄롤의 반지름이다.
기판 및 인쇄판의 이동속도는 0.5m/min~100m/min인 것이 바람직하며, 3.0m/mim~60m/min인 것이 더욱 바람직하다.
인쇄롤의 회전속도는 기판 및 인쇄판의 이동속도와 인쇄롤의 반지름을 이용하여 상기 식 1에 의해 산출될 수 있다.
예를 들어, 인쇄롤의 반지름이 0.2m인 경우, 산출된 인쇄롤의 회전 속도는 약 0.4~79.58rpm인 것이 바람직하며, 2.39~47.75rpm인 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 기판 및 인쇄판의 이동속도, 인쇄롤의 반지름, 및 회전속도의 수치는 하나의 예시에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 롤 인쇄 장치의 설계조건에 따라 상기 수치들은 다양하게 변경 및 설정될 수 있다.
상기 코터는 상기 인쇄롤의 중심축선을 기준으로 0 초과 180도 미만의 각도 위치에 설치되어 상기 인쇄롤의 회전 시 상기 인쇄롤에 코팅물을 코팅할 수 있다.
상기 코터는 식 2로 산출된 상기 인쇄롤의 회전수(N) 만큼 상기 인쇄롤이 회전하는 동안 상기 인쇄롤에 상기 코팅물을 코팅할 수 있다.
[식 2] N = L/(2πR)
여기서, L은 기판 또는 인쇄판의 길이이고, 상기 인쇄롤 표면에 블랑킷을 감는 경우 R(m) = 인쇄롤의 반지름(r) + 블랑킷의 두께(d), 상기 인쇄롤 표면에 블랑킷을 감지 않은 경우 R은 인쇄롤의 반지름이다.
여기서, 상기 인쇄롤의 둘레가 상기 기판의 길이 보다 커서 1회전 코팅에 의해 모든 패턴이 전사되는 경우에는 N은 0.5의 값을 가질 수 있으며, 상기 인쇄롤의 지름이 0.1m이고, 기판이 9세대 기판(2600mm X 3100 mm)인 경우, N은 최대 10의 값을 가질 수 있다.
상기 코팅물은 LCD 및 PDP의 컬러 필터를 제조하기 위해 사용되는 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)의 컬러 잉크 및 블랙매트릭스(Black matrix, BM) 잉크 조성물; TFT 회로 형성을 위한 프린팅 잉크 레지스트; 광학 잉크; 배선용 금속 용액; 도전성 페이스트; 레지스트; 접착제 및 점착제 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, LCD 및 PDP의 컬러 필터를 형성하기 위한 컬러 잉크 및 블랙매트릭스 잉크는, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue) 및 흑색의 컬러를 내기 위한 유기 및 무기계 안료와 분산제; 코팅 막 형성을 위한 수지 바인더; 코팅을 원활히 하기 위한 첨가제로서 계면활성제와 접착촉진제; 열 혹은 광 경화를 위한 개시제 혹은 촉매; 및 다수의 용제를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 롤 인쇄 방법은 컬러 필터 제조에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 롤 인쇄 방법은 컬러 필터 기판 상에 R(Red) 컬러 패턴, G(Green) 컬러 패턴, B(Blue) 컬러 패턴, 및 블랙 매트릭스(BM) 패턴을 연속적으로 전사시킬 때 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 롤 인쇄 방법을 컬러 필터 기판 상에 R(Red) 컬러 패턴, G(Green) 컬러 패턴, B(Blue) 컬러 패턴, 및 선택적으로 블랙 매트릭스(BM) 패턴을 연속적으로 전사시킬 때 사용하는 경우, 상기 인쇄롤의 코팅물이 전사된 상기 인쇄판을 세정한 후 다시 상기 인쇄판 이송장치에 장착하여 사용할 수 있도록, 상기 인쇄판을 세정하는 세정장치를 더 포함할 수 있다.
상기 세정장치로는 세정액을 이용하는 세정장치를 사용할 수도 있고, 상기 인쇄롤과 접착테이프를 이용하는 세정장치를 사용할 수도 있다. 물론 두 가지 방법을 조합하여 상기 인쇄판을 세정할 수도 있다.
본 발명에 따른 롤 인쇄 방법은, 회전중인 인쇄롤과 인쇄판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계, 및 그 후에 회전중인 상기 인쇄롤과 상기 기판이 접촉하여 통과함에 따라 상기 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 패턴을 형성하는 단계로 이루어지며, 이러한 패턴형성단계가 각각의 색상, 예컨대, Red, Green, Blue에 대해 연속적으로 수행된다.
패턴형성이 연속적으로 수행되는 방법은, 선행 패턴형성이 완료된 후에, 형성된 패턴의 폭만큼 인쇄판의 위치를 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시킨 후, 다음의 패턴형성단계를 동일하게 실시하는 방법에 의한다. 예컨대, Red의 비화선부를 전사시킨 인쇄판을 세정 없이 Red, Green, Blue 전체 폭의 1/3만큼 이동시킨 후 Green의 비화선부를 전사시키고, 또 전체 폭의 1/3만큼 이동시켜서 Blue의 비화선부를 전사시키는 방식이다. 이때, 인쇄 순서는 Red, Green, Blue 순서로 한정되지 않는다.
상기 인쇄방법에서, 마지막 패턴형성 후에 상기 인쇄판을 세정하거나 교체하는 단계 및 상기 기판을 세정하거나 교체하는 단계를 실시한 후 다른 기판에 대하여 상기 인쇄방법을 반복하여 실시할 수 있다.
상기 인쇄방법에서, 상기 인쇄판이 상기 제1 내지 제n 인쇄롤과 각각 접촉하기 전에, 상기 제1 내지 제n 코터에 의해 상기 제1 내지 제n 인쇄롤에 각각 코팅물이 코팅되는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 상기 인쇄판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하기 전에 상기 제1 내지 제n 인쇄롤에 각각 블랑킷(blanket)을 준비하고, 제1 내지 제n 색상을 동시에 상기 블랑킷에 코팅한 후, 인쇄판 및 기재를 연속적으로 이동시킴으로써, 각각의 패턴형성단계에서 필요한 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 인쇄방법에서, 상기 (c) 단계 전에 상기 (b) 단계에서 형성된 패턴의 폭을 측정하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 상기 인쇄판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하기 전에, 제1 패턴 내지 상기 제n 패턴의 폭을 미리 계산하여 그 값을 상기 (c) 단계에서의 인쇄판의 이동에 사용함으로써, 각각의 폭 측정 단계를 생략하고 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 인쇄방법에서, n은 3인 것이 바람직하며, 상기 코팅물의 색상은 Red, Green 및 Blue를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인쇄방법에서, 상기 패턴은 컬러필터의 패턴으로 사용될 수 있다.
본 발명의 두 번째 측면은 상기 인쇄방법을 사용하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 롤 인쇄 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(8); 상기 기판과 나란히 배치되며, 패턴부(5, 6)를 갖는 인쇄판(클리쉐); 상기 기판 및 상기 인쇄판이 장착되며, 상기 기판 및 상기 인쇄판을 상기 직선 방향으로 이동시키는 이송장치(미도시); 상기 기판 및 상기 인쇄판의 이송방향과 동일한 방향으로 회전 가능하도록 설치된 제1 내지 제3 인쇄롤(2 내지 4); 및 상기 제1 내지 제3 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 제1 내지 제3 코터(미도시)를 포함한다.
기판(8) 및 인쇄판은 이송장치에 장착되어 어느 한 직선방향으로 이동될 수 있다.
이송장치는 기판(8)과 인쇄판이 장착되는 스테이지와, 상기 스테이지(15)를 어느 한 직선방향으로 이동시키는 리니어 모터를 포함할 수 있다.
인쇄롤은 이송장치 위에 위치하며 회전한다. 인쇄롤은 리니어 모터(미도시)를 사용하여 회전시킬 수 있다.
인쇄롤은 기판과 인쇄판의 이동방향과 같은 방향으로 회전운동하게 된다.
기판과 인쇄판의 이동 속도를 A(m/min)라 하면, 인쇄롤의 회전 속도는 인쇄롤의 반지름을 R이라고 했을 때 A/(2πR) (rpm)가 된다. 여기서, 인쇄롤의 표면에 블랑킷(1)이 감겨있는 경우 R은 인쇄롤 자체 반지름(r) 값과 블랑킷의 두께(d) 값을 합산한 값이고, 인쇄롤의 표면에 블랑킷이 감겨있지 않은 경우 R은 인쇄롤 자체 반지름 값이다.
코터는 인쇄롤의 일측에 배치되며, 인쇄롤에 잉크를 코팅하게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 롤 인쇄 장치를 이용한 패턴 프린팅 과정에 대해 설명하기로 한다.
도 1의 (A)는 인쇄 전 상태를 나타내는데, 기판(8)과 인쇄판은 나란히 배치되어 이송장치에 장착되어 있다. 그 상태로 리니어 모터에 의해 Red 인쇄롤(2)이 회전함과 동시에 이송장치에 의해 인쇄판과 기판이 순서대로 인쇄롤을 향하여 직선이동하게 된다. 이때 기판 및 인쇄판의 이동 속도를 A(m/min)라 하면, 인쇄롤의 회전 속도는 인쇄롤의 반지름을 R이라고 했을 때 A/(2πR) (rpm)가 된다. 여기서, 인쇄롤의 표면에 블랑킷이 감겨 있는 경우, R은 인쇄롤 자체 반지름(r)과 블랑킷의 두께(d)를 합산한 값이다.
인쇄롤의 회전 및 기판과 인쇄판의 직선이동과 동시에 코터에 의한 잉크의 코팅도 시작된다.
도 1의 (B)는 Red 인쇄된 상태를 나타낸다. 인쇄판이 진행방향 쪽으로 이동함에 따라, 인쇄롤에 감긴 블랑킷의 표면에 코팅된 Red 잉크 중 일부가 돌출부(5) 및 홈부(6)로 이루어진 인쇄판의 패턴부 중 돌출부(5)로 전사된다. 즉, 인쇄롤(2)에 감긴 블랑킷의 표면에 코팅된 Red 잉크 중 일부는 인쇄판의 돌출부(5)에 전사되고, 나머지 잉크 패턴은 인쇄롤에 감긴 블랑킷의 표면에 남게 된다.
기판이 진행방향 쪽으로 더 이동하면, 기판의 선단부가 인쇄롤과 접하는 순간부터 인쇄롤에 감긴 블랑킷의 표면에 부착된 잉크 패턴이 기판(8)으로 전사되기 시작하고, 기판이 기판의 길이만큼 진행방향 쪽으로 더 이동하면, 인쇄롤에 감긴 블랑킷의 표면에 부착된 잉크 패턴이 모두 기판으로 전사되며, 이로써 제1 패턴(Red) 형성단계가 완료된다.
도 1의 (C)는 Green 인쇄된 상태를 나타낸다. (B)에서 Red 패턴이 형성된 후, 이미 형성된 Red 패턴의 폭만큼 인쇄판의 위치를 진행방향과 수직인 방향으로 이동시킨 후, 기판과 인쇄판이 Green 인쇄롤(3)을 통과하게 되면 제2 패턴(Green)이 형성된다.
도 1의 (D)는 Blue 인쇄된 상태를 나타내며, (C)에서 Green 패턴이 형성된 후, 이미 형성된 Green 패턴의 폭만큼 인쇄판의 위치를 진행방향과 수직인 방향으로 한번 더 이동시킨 후, 기판과 인쇄판이 Blue 인쇄롤(4)을 통과하게 되면 제3 패턴(Blue)이 형성된다.
마지막으로 잉크 패턴이 형성된 인쇄판은 세정단계로 이동하게 되며, 그 상태로 공정을 마무리할 수 있고, 다른 기판에 패턴을 형성하고자 하는 경우 인쇄판을 세정하거나 교체하고, 기판을 교체한 후 상기 공정을 반복할 수 있다.
상기 세정단계에서는, 세정액을 이용하는 세정장치로 인쇄판에 부착된 잉크 패턴을 제거하거나, 또는 인쇄롤과 접착테이프를 이용하는 세정장치를 사용하여 인쇄판에 부착된 잉크 패턴을 제거할 수 있다. 물론 두 가지 방법을 조합하여 세정단계를 수행할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터 제조방법을 이용하면 인쇄롤의 표면 또는 인쇄롤에 마련된 블랑킷의 표면에 잉크를 코팅함과 동시에, 인쇄판에 의해 인쇄롤의 표면 또는 인쇄롤에 마련된 블랑킷의 표면에 코팅된 잉크를 전사한 후, 연속적으로 인쇄롤의 표면 또는 인쇄롤에 마련된 블랑킷의 표면에 남은 잉크 패턴을 기판에 인쇄할 수 있으며, 각각의 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 매번 세정하는 대신 모든 인쇄롤을 통과한 인쇄판을 한번만 세정해도 되도록 하므로, 컬러필터의 제조시 공정 시간을 단축하고 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 인쇄롤에 코팅물을 코팅하고, 인쇄롤의 코팅물을 인쇄판으로 전사하고, 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴을 기판에 인쇄하는 과정을 일거에 수행할 수 있다.
또한, 레드, 그린, 및 블루 패턴을 연속적으로 하나의 기판에 인쇄할 수 있고, 레드 패턴전사, 그린 패턴전사, 및 블루 패턴전사와 인쇄판의 세정을 연속적으로 수행할 수 있다.
Claims (4)
- 기판; 상기 기판과 나란히 배치되며, 패턴부를 갖는 인쇄판(클리쉐); 상기 기판 및 상기 인쇄판이 장착되며, 상기 기판 및 상기 인쇄판을 이동시키는 이송장치; 회전 가능하도록 설치된 n개의 인쇄롤; 및 상기 n개의 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 n개의 코터를 포함하는 롤 인쇄 장치를 이용한 인쇄방법으로서,
상기 n은 2 이상의 자연수이고,
상기 인쇄방법은 (a) 상기 인쇄판이 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤의 코팅물이 상기 인쇄판의 패턴부로 전사되는 단계; (b) 상기 기판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하며 통과함에 따라 상기 제1 인쇄롤에 잔류된 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되어 제1 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 패턴형성단계 후에 상기 인쇄판의 위치를 상기 제1 패턴의 폭만큼 상기 기판 및 인쇄판의 이동방향과 수직 방향으로 이동시키는 단계; 및 (d) 상기 인쇄판을 그대로 사용하여 제2 내지 제n 인쇄롤에 대하여 순차적으로 제2 내지 제n 패턴을 형성하면서 (a)~(c) 단계를 반복하는 단계를 포함하며,
제n 패턴이 형성된 후에는 상기 (c) 단계 후에 인쇄를 종료하고,
상기 인쇄판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하기 전에, 제1 패턴 내지 상기 제n 패턴의 폭을 미리 계산하여 그 값을 상기 (c) 단계의 인쇄판의 이동에 사용하는 것을 특징으로 하는 반전 오프셋(reverse offset) 인쇄방법을 이용하여 제조된, 컬러필터. - 청구항 1에 있어서, 상기 인쇄판이 상기 제1 내지 제n 인쇄롤과 각각 접촉하기 전에, 상기 제1 내지 제n 코터에 의해 상기 제1 내지 제n 인쇄롤에 각각 코팅물이 코팅되는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러필터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 인쇄판이 상기 제1 인쇄롤과 접촉하기 전에 상기 제1 내지 제n 인쇄롤에 각각 블랑킷(blanket)을 준비하고, 제1 내지 제n 색상을 동시에 상기 블랑킷에 코팅하는 것을 특징으로 하는, 컬러필터.
- 청구항 1에 있어서, n은 3이며 상기 코팅물의 색상은 Red, Green 및 Blue를 포함하는 것인, 컬러필터.
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| DE102013109636B4 (de) | 2012-09-19 | 2023-07-06 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Integriertes beschichtungssystem |
| KR20160017165A (ko) | 2014-07-31 | 2016-02-16 | 한국기계연구원 | 롤투롤 프린트 에칭 시스템 |
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