KR20230092365A - 기판 정렬기를 구비하는 프린트 장치 - Google Patents

Abstract

프린트 장치를 개시한다. 프린트 장치는 프린팅 공정이 진행되는 동안 잉크젯 프린트에 기판을 고정하는 스테이지, 스테이지에 내장되어 기판을 프린트 위치에 정렬하기 위한 정렬공정이 수행되는 동안 스테이지로부터 상승하여 정렬 기준위치를 제공하는 정렬 기준기 및 푸시압력으로 기판을 정렬 기준기와 접촉하도록 밀어 정렬공정을 수행하고 설정된 기준압력과 푸시 압력의 편차를 흡수하여 푸시압력에 의한 기판의 파손을 방지하는 기판 정렬기를 포함한다. 기판 정렬과정에서 기판 정렬기와의 접촉에 의해 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판 정렬기를 구비하는 프린트 장치{Printing apparatus having a glass aligner}

본 발명은 기판 정렬기를 구비하는 프린트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 표시장치 제조용 표시패널을 프린터 스테이지에 정렬하는 기판 정렬기를 구비하는 잉크젯 프린트 장치에 관한 것이다.

평판 표시장치의 제조에 잉크젯 프린트 장치의 활용이 증가하고 있다. 특히, 고속의 응답속도와 저소비 전력 및 높은 시야각 특성으로 최근 수요가 증가하는 평판 표시장치인 유기 전계발광 표시장치는 화소전극을 포함한 표시패널 상에 잉크젯 프린팅 방법으로 발광층을 포함한 유기층을 형성하고 있다.

잉크젯 프린트 장치는 프린트 스테이지에 고정된 표시패널의 폭 방향을 따라 왕복 운동하면서 개별 화소단위로 잉크를 분사하여 단위픽셀을 형성한다. 이때, 표시패널 잉크를 분사하는 헤드 어셈블리의 운동특성을 고려하여 정확한 위치에 고정되어야 유기층의 프린트 불량을 방지할 수 있다. 예를 들면, 헤드 어셈블리와 표시패널이 정확히 정렬되지 않으면 인접한 화소 사이의 유기층이 서로 연결되는 브리지 불량을 야기하게 된다.

이에 따라, 잉크젯 프린트 장치에는 스테이지로 공급된 표시패널을 정렬하기 위한 기판 정렬기가 제공된다. 상기 기판 정렬기는 표시패널의 각 측부에 서로 대칭적으로 배치된 다수의 실린더 구조물과 상기 실린더 구조물을 표시패널과 선택적으로 접촉하도록 구동하는 실린더 구동기로 구성된다.

표시패널이 프린트 스테이지로 로딩되면 실린더 구동기는 정렬 실린더의 정렬 핀을 표시패널로 가압하여 표시패널을 정렬 실린더와 대향하는 기준 실린더와 접촉시킨다. X축 및 y 축 방향으로 표시패널의 정렬이 완료되면 표시패널은 그리퍼에 고정되고 기판 정렬기는 표시패널과 분리된다. 이후, 표시패널에 대한 폭 방향 프린트 공정이 완료되면 상기 표시패널은 그리퍼에 의해 스테이지의 길이방향으로 이동하게 된다. 따라서, 폭 방향의 프린트 공정과 그리퍼에 의한 길이방향의 패널이송이 반복되면서 표시패널에 대한 프린트 공정이 진행된다.

이때, 정렬 핀과 표시패널의 접촉 충격에 의한 패널파손을 방지하기 위해 정렬 핀과 표시패널 사이에 일정한 접촉공차를 설정하고 있다. 따라서, 스테이지로 로딩된 표시패널에 대한 정렬이 수행되기 전에 먼저 기판 정렬기의 접촉공차를 설정할 필요가 있다.

그러나, 접촉공차가 마이크로미터 단위로 설정되므로 기판 정렬기에 접촉공차를 설정하는 공차설정에 많은 시간이 소요되어 프린트 공정의 전체 공정시간 증가의 요인이 되고 있다.

뿐만 아니라, 정확한 접촉공차가 설정된 경우에도 정렬 실린더의 불균일한 구동력에 의해 기판 정렬과정에서 표시패널이 파손되는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.

이에 따라, 프린트 공정이 수행되기 전의 기판 정렬공정에서 정렬 핀과 표시패널의 접촉충격에 의해 표시패널이 파손되는 것을 방지할 수 있는 새로운 기판 정렬기 및 이를 구비하는 잉크젯 프린트 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 일 과제는 기판에 대한 접촉충격을 흡수할 수 있는 기판 정렬기를 구비하여 정렬과정에서의 기판 파손을 방지할 수 있는 프린트 장치를 제공한다.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 프린트 장치는 프린팅 공정이 진행되는 동안 잉크젯 프린트에 기판을 고정하는 스테이지, 상기 스테이지에 내장되어 상기 기판을 프린트 위치에 정렬하기 위한 정렬공정이 수행되는 동안 상기 스테이지로부터 상승하여 정렬 기준위치를 제공하는 정렬 기준기 및 푸시압력으로 상기 기판을 정렬 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 정렬공정을 수행하고 설정된 기준압력과 상기 푸시 압력의 편차를 흡수하여 상기 푸시압력에 의한 상기 기판의 파손을 방지하는 기판 정렬기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 기판 정렬기는 정렬방향을 따라 선형 왕복 이동하여 상기 기판을 프린터 위치에 정렬하도록 푸시 압력을 생성하는 정렬 베이스, 상기 정렬 베이스에 고정되어 상기 정렬 베이스와 함께 이동하며 상기 푸시 압력을 상기 기판으로 전송하여 상기 기판을 정렬하고 설정된 기준압력과 상기 푸시 압력의 편차를 흡수하는 탄성부재를 구비하는 가압기 및 상기 기판과 상기 정렬부 사이에 배치되어 상기 정렬부의 압축력을 상기 기판으로 전송하는 접촉부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 가압기는 상기 정렬 베이스에 고정되고 내부공간을 갖는 입체형상의 몸체, 상기 기판과 인접한 상기 몸체의 전방부에서 상기 몸체를 관통하도록 배치되고 상기 정렬 베이스의 이동에 따라 상기 접촉롤러를 선택적으로 가압하는 가압단 및 상기 몸체의 내부에 배치되어 상기 탄성부재와 연결되는 탄성단을 구비하는 가압 핀 및 상기 전방부와 대칭적인 상기 몸체의 후방부에서 상기 몸체를 관통하도록 배치되고 상기 몸체의 내부에서 상기 탄성부재와 연결되어 상기 탄성부재의 탄성계수를 조절하는 탄성 조절기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 탄성부재는 선형 스프링을 포함하고 상기 탄성 조절기는 상기 선형 스프링의 길이를 변화시켜 탄성계수를 조절할 수 있는 탄성조절 볼트를 포함한다.

일실시예로서, 상기 접촉부는 상기 기판의 측면과 접촉하여 상기 측면을 따라 회전할 수 있는 회전롤러를 포함한다.

일실시예로서, 상기 기판 정렬기는 상기 기판에 대한 정렬방향을 따라 상기 정렬 베이스를 왕복이동 시키는 이송 실린더를 더 구비할 수 있다.

일실시예로서, 상기 정렬 기준기는 제1 방향을 따라 연장하는 상기 기판의 제1 측부 및 상기 제1 측부에 인접하는 제1 기준기 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장하는 제2 측부에 위치하는 제2 기준기를 포함하고, 상기 기판 정렬기는 상기 제1 측부와 대향하는 제3 측부에 위치하여 상기 제2 방향을 따라 상기 기판을 밀어 상기 제1 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 제2 방향을 따라 기판을 정렬하는 제1 정렬기 및 상기 제2 측부와 대향하는 제4 측부에 위치하여 상기 제1 방향을 따라 상기 기판을 밀어 상기 제2 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 제1 방향을 따라 기판을 정렬하는 제2 정렬기를 포함한다.

일실시예로서, 상기 제1 정렬기 및 제2 정렬기는 상기 기판의 제3 측부 및 제4 측부와 각각 설정된 접촉공차를 갖고 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 이동시킬 수 있다.

일실시예로서, 상기 정렬 기준기 및 상기 기판 정렬기 중의 적어도 어느 하나를 승강 및 하강시키는 리프트 구조물을 더 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 리프트 구조물은 상기 정렬 기준기를 상기 스테이지로부터 상승시켜 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부에서 상기 정렬 기준위치에 위치시키는 기준 리프트 및 상기 제3 정렬기를 상기 기판의 상기 제3 측부에 대향하는 위치로 상승시키는 정렬 리프트를 포함한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 프린트 장치는 프린트 공정을 수행하기 전에 로딩된 기판을 프린트 위치에 정렬하는 정렬공정을 수행할 때 기판 정렬기와 접촉에 의한 기판 파손을 방지할 수 있다.

기판정렬을 위해 기판을 이동시키는 가압기의 내부에 푸시압력과 기준압력의 차이인 편차압력을 탄성에너지로 흡수할 수 있는 탄성부재를 구비하여 정렬과정에서 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기판 정렬기와 기판 사이의 접촉공차를 자동으로 유지함으로써 일 방향에 대한 정렬 후 타 방향으로의 정렬을 수행하는 과정에서 기판의 이송을 원활하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 기판정렬의 정밀도를 높일 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예 따른 프린트 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 프린트 장치에 구비된 정렬 기준기를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 프린트 장치에 구비된 기판 정렬기를 나타내는 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예를 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예 따른 프린트 장치를 나타내는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 프린트 장치(1000)는 프린트 대상 기판(S)을 고정하는 스테이지(100), 기판(S)에 대한 정렬 기준을 제공하는 정렬 기준기(200), 기판 정렬기(300) 및 정렬 기준기(200)와 기판 정렬기(300)를 상승하거나 하강하는 리프트 구조물(400)을 포함한다.

본 실시예의 경우, 상기 프린트 장치(1000)는 디스플레이 장치 제조용 표시패널에 대해 잉크젯 프린팅 공정을 수행하는 잉크젯 프린트 장치를 예시적으로 개시한다. 그러나, 이는 예시적인 것이며 상기 프린트 장치(1000)는 가공대상 기판을 가공 스테이지로 로딩한 후 가공위치로 정렬하는 과정을 포함하는 다양한 장치를 포함할 수 있음은 자명하다.

예를 들면, 상기 스테이지(100)는 제1 방향(x)을 따른 폭과 제1 방향(x)에 수직한 제2 방향(y)을 따른 길이를 갖는 장방형 평판으로 제공되며 프린트 대상 기판(S)에 대한 프린트 공정을 수행한다.

상기 기판(S)은 상기 스테이지(100)의 입력단(IN)에서 공급된 후 스테이지(100)의 상면에 평탄하게 고정된다. 스테이지(600)에 대한 기판 고정이 완료되면 스테이지의 상부에 배치된 잉크헤드 또는 다수의 잉크헤드를 구비하는 헤드 팩을 이용하여 잉크를 분사하면서 기판(S)에 대한 프린트 공정이 수행된다.

이때, 기판(S)이 스테이지(100)의 프린트 위치에 정확히 위치하지 않으면 헤드 팩과의 정렬불량에 의해 프린트 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 스테이지(100)로 로딩된 기판(S)은 스테이지(100)에 고정되기 전에 상기 정렬 기준기(200)와 기판 정렬기(300)를 이용하여 프린트 위치에 기판을 정렬하는 정렬공정을 먼저 수행하게 된다.

기판 정렬을 위해 상기 스테이지(100)는 프린트 대상 기판(S)이 프린트 위치에 정렬하는 기판이 위치하는 유효영역(120)과 상기 유효영역(120)을 둘러싸고 기판 정렬을 위한 정렬 기준기(200)가 매립되는 정렬영역(110)으로 구분된다.

로딩 암에 의해 입력단(IN)으로부터 스테이지(100)의 유효영역(120)으로 공급된 기판(S)은 스테이지(100)로의 로딩에 초점이 있으므로 기판의 중심위치는 프린트 장치(1000)에 미리 설정된 프린트 위치와 정렬되지 않는 것이 일반적이다. 이에 따라, 상기 정렬 기준기(200)와 기판 정렬기(300)를 이용하여 로딩된 기판(S)을 설정된 프린트 위치로 정렬한 후 헤드 팩에 의한 프린트 공정이 수행된다.

정렬된 기(S)판에 대한 프린트 공정이 완료되면, 상기 기판(S)은 제2 방향(y)을 따라 입력단(IN)과 대칭되는 출력단(OUT)을 통해 외부로 배출되고, 당해 기판(S)에 대한 프린트 공정은 완료된다.

본 실시예의 경우, 상기 기판(S)은 평판 표시장치를 제조하기 위한 표시패널로서 유리기판이나 폴리이미드 기판을 포함할 수 있으며 상기 프린트 장치(1000)는 잉크분사를 통해 프린트 공정을 수행하는 잉크젯 프린트 장치로 구성될 수 있다.

일실시예로서, 상기 정렬 기준기(200)는 상기 스테이지(100)에 내장되어 상기 기판(S)을 프린트 위치에 정렬하기 위한 정렬공정이 수행되는 동안 상기 스테이지(100)로부터 상승하여 정렬 기준위치를 제공할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 기판(S)은 장방형상을 갖는 표시패널로 제공되며 이에 대응하는 상기 스테이지(100)도 장방형상으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 정렬 기준기(200)와 상기 기판 정렬기(300)는 상기 기판(S)의 측부에 배치된다. 그러나, 상기 정렬 기준기(200)와 상기 기판 정렬기(300)의 위치는 상기 기판(S)과 스테이지(100)의 형상과 특성에 따라 상이할 수 있음은 자명하다.

상기 정렬 기준기(200)는 스테이지(100)의 정렬영역(110)에 매립되어 기판(S)이 스테이지(100)로 로딩되어 정렬공정이 수행되는 경우에만 스테이지(100)의 상부로 돌출하여 정렬기준을 제공한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 프린트 장치에 구비된 정렬 기준기(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 정렬 기준기(200)는 상기 스테이지(100)의 정렬 영역(110)에 내장되어 후술하는 리프트 구조물(400)에 의해 제1 방향 및 제2 방향(x, y)에 수직한 제3 방향(z)을 따라 상승 및 하강하는 기저 평판(201), 상기 기저평판(202)에 고정되고 내부공간을 구비하는 기준 몸체(202), 상기 기준몸체(202)의 내부에 배치되어 외부로 부분적으로 돌출하여 설정된 기준위치를 결정하도록 선형이동할 수 있는 기준 핀(203) 및 상기 기준 핀(203)의 단부에 고정되어 상기 기판(S)과 접촉하는 기준 접촉부(204)를 구비한다.

상기 기저평판(201)은 충분한 강성과 강도를 갖는 평판으로 구성되어 상부에 고정되는 기준 몸체(202) 및 기준 핀(203)을 지지할 수 있다. 후술하는 리프트 구조물(400)은 기저평판(201)의 하부에 구비된 연결 축(CS)과 접속하여 리프트 구조물의 동작에 따라 스테이지(100)의 하부로 매립되거나 상면으로 돌출할 수 있다.

상기 기준 몸체(202)는 내부에 구비되는 기준 핀(203)을 외부로부터 보호할 수 있는 입체 구조물로 제공되고 스테이지(100)의 내부에서 기준 핀(203)이 배치될 수 있는 설치공간을 확보할 수 있다.

상기 기준 핀(203)은 기준 몸체(202)의 내부에 배치되고 기판(S)을 향하여 기준 몸체(202)의 외부로 돌출하도록 구성된다. 이때, 기준 핀(203)의 돌출 길이를 조절함으로써 기판의 정렬위치를 결정할 수 있다.

상기 기준 핀(203)은 정렬대상 기판(S)의 측부를 향하여 돌출하고 상기 기준 핀(203)과 대향하도록 위치하는 기판 정렬기(300)는 상기 기판(S)을 기준 핀(203)에 의해 결정되는 위치까지 밀면서 기판을 정렬하게 된다.

따라서, 로딩된 기판(S)의 특성을 고려하여 적정한 프린트 위치가 결정되면 상기 프린트 위치에 대응하여 상기 기준 핀(203)의 위치를 특정함으로써 기판 정렬과정에서 정렬 기준위치를 설정하게 된다. 따라서, 상기 기준 핀(203)의 위치에 의해 정렬 기준위치가 특정된다.

상기 기준 접촉부(204)는 기준 핀(203)의 단부에 배치되어 기준 핀(203)과 기판(S) 사이의 접촉강도를 낮추거나 분산함으로써 기준 핀(203)과의 접촉으로 인한 기판 파손을 방지할 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 접촉부(204)는 충분한 탄성을 갖는 탄성체로 구성하거나 회전체로 구성할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 정렬 기준기(200)는 사각형상을 갖는 표시패널의 각 측부에 다수 배치된다. 이에 따라, 상기 정렬 기준기(200)는 상기 제1 방향(x)을 따라 연장하는 상기 기판(S)의 제1 측부(S1)에 배치된 제1 기준기(210) 및 상기 제1 측부(S1)에 인접하고 상기 제2 방향(y)을 따라 연장하는 제2 측부(S2)에 배치된 제2 기준기(220)를 포함한다.

제1 기준기(210) 및 제2 기준기(220)는 제1 및 제2 측부(S1, S2)에 다수 배치되어 기판(S)의 각 측부를 다수의 정렬 기준기(200)에 의해 지지할 수 있다. 이때, 상기 다수의 정렬 기준기(200)는 단일한 제어부(미도시)에 의해 구동이 제어되어 동일한 속도로 구동하여 동일한 정렬 기준위치에 위치하도록 구동된다.

특히, 상기 제1 및 제2 측부(S1, S2)에 배치된 각 정렬 기준기(200)는 단일한 기준 리프트(410)에 연결되어 단일한 구동 알고리즘에 의해 구동될 수 있다. 이에 따라, 기판의 로딩과 동시에 또는 기판의 로딩이 완료된 후 상기 다수의 정렬 기준기(200)는 동시에 스테이지(100)로부터 동일한 높이를 갖도록 돌출할 수 있다. 이때, 상기 정렬 기준기(200)의 돌출높이는 상기 기준 핀(203)과 기판(S)의 측부가 서로 대향할 수 있도록 설정된다.

이에 따라, 기판이 유효영역(120)으로 로딩되면 상기 정렬 기준기(200)가 정렬영역(110)으로부터 돌출하여 정렬 기준위치에 위치하게 된다. 상기 정렬 기준기(200)는 기판 정렬이 완료되면 다시 스테이지(100)의 하부로 매립되어 스테이지(100)의 상부에서 제거된다.

일실시예로서, 상기 기판 정렬기(300)는 상기 정렬 기준기(200)와 서로 대향하도록 배치되어 로딩된 기판(S)을 상기 정렬 기준기(200)로 밀어서 기판(S)의 중심위치를 프린트 위치와 일치하도록 정렬한다.

이때, 상기 기판 정렬기(300)는 기준압력보다 큰 푸시압력이 상기 기판(S)에 인가되는 경우 그 편차압력을 흡수함으로써 정렬과정에서 기판의 파손을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 프린트 장치에 구비된 기판 정렬기를 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 기판 정렬기(300)는 정렬 베이스(310), 상기 정렬 베이스(310) 상에 배치되어 정렬대상 기판으로 푸시 압력(P)을 인가하는 가압기(320) 및 상기 기판(S)과 접촉하여 푸시압력(P)을 기판(S)으로 인가하는 접촉부(330) 및 정렬 베이스(310)를 정렬방향을 따라 이송하는 이송 실린더(340)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 정렬 베이스(310)는 정렬방향을 따라 선형 왕복 이동하고 상면에 상기 가압기(320)를 구비하는 평판 구조물로 구성된다. 상기 정렬 베이스(310)는 상면이 평탄하게 구성되고 충분한 강도와 강성을 구비하여 상면에 배치된 가압기(320)의 하중을 충분히 지지할 수 있다면 다양한 평판으로 구성될 수 있다.

특히, 정렬 베이스(310)는 후술하는 고정대(500) 상에 배치되어 이송 실린더(340)의 선형 이동에 따라 선형으로 이동할 수 있다. 따라서, 이송 실린더(340)의 운동방향을 따라 이동하면서 상기 기판(S)에 대하여 상대적으로 멀어지거나 가까워지도록 이동할 수 있다.

특히, 상기 정렬 베이스(310)가 기판(S)을 향하여 이동하는 경우 정렬 베이스(310)의 구동력은 정렬대상 기판을 밀어서 상기 정렬 기준기(200)와 접촉하도록 푸시압력을 생성한다. 즉, 상기 정렬 베이스(310)는 스테이지(100)에 로딩된 기판(S)을 밀어서 정렬할 수 있을 정도의 압력을 생성하게 된다.

상기 푸시압력은 상면에 고정된 가압기(320)를 통하여 기판(S)으로 인가된다. 상기 가압기(320)는 정렬 베이스(310)에 고정되어 푸시압력을 기판(S)으로 전송하고 기판(S)은 가압기(320)에 의해 정렬 기준위치까지 이동함으로써 정렬된다. 특히, 상기 가압기(320)는 설정된 기준압력보다 큰 푸시압력이 인가되는 경우 기준압력과 푸시압력의 편차인 편차압력을 흡수하여 기판(S)의 파손을 방지할 수 있다. 이에 따라, 기판의 정렬과정에서 외부환경이나 이송 실린더(340)의 불균일한 구동에 의해 기준압력보다 큰 푸시압력이 인가되는 경우 그 편차가 기판(S)으로 인가되지 않고 가압기(320)가 흡수함으로써 기준압력보다 높은 푸시압력이 기판(S)에 전송되는 것을 차단할 수 있다.

예를 들면, 상기 가압기(320)는 상기 정렬 베이스(310)에 고정되고 내부공간을 갖는 입체형상의 몸체(321), 상기 기판(S)과 인접한 상기 몸체(321)의 전방부에서 상기 몸체(321)를 관통하도록 배치되고 상기 정렬 베이스(310)의 이동에 따라 상기 접촉부(330)를 선택적으로 가압하는 가압단(322a) 및 상기 몸체(321)의 내부에 배치되는 탄성단(322b)을 구비하는 가압 핀(322), 상기 탄성단(322b)에 연결되어 상기 기준압력과 상기 푸시압력의 편차를 흡수하는 탄성부재(323) 및 상기 전방부와 대칭적인 상기 몸체(321)의 후방부에서 상기 몸체(321)를 관통하도록 배치되고 상기 몸체(321)의 내부에서 상기 탄성부재(323)와 연결되어 상기 탄성부재(323)의 탄성계수를 조절하는 탄성 조절기(324)를 구비한다.

예를 들면, 상기 몸체(321)는 정렬 베이스(310)의 상면에 고정되고 내부공간을 구비하는 입체 구조물로 제공되어 내부에 상기 가압 핀(322)의 탄성부(322b)와 탄성부재(323) 및 상기 탄성부재(323)와 결합하는 탄성 조절기(324)의 일부를 수용할 수 있다.

따라서, 상기 몸체(321)는 상기 가압 핀(322)과 탄성 조절기(324) 및 그 사이에 위치하는 탄성부재(323)를 외부로부터 보호할 수 있다면 다양한 입체 구조물로 구성할 수 있다. 이때, 상기 기판 정렬기(300)가 기판(S)과 인접하게 위치할 때 기판(S)과 상대적으로 더 인접하는 부분을 전방부라 하고 상대적으로 기판(S)으로부터 더 이격된 부분을 후방부라 한다.

상기 가압 핀(322)은 몸체(321)의 전방부를 관통하여 외부로 돌출하는 로드형상을 갖고 상기 정렬 베이스(310)에 의해 생성되는 푸시 압력을 상기 기판으로 인가한다. 상기 가압 핀(322)은 상대적으로 넓은 두께를 갖고 몸체(321)의 내부에 배치되어 상기 탄성부재(323)와 연결되는 탄성단(322b)과 상기 몸체(321)의 외부에 배치되어 인접하는 기판을 가압하는 가압단(322a)으로 구성된다. 따라서, 상기 가압 핀(322)은 가압단(322a)과 탄성단(322b) 사이를 연장하는 로드 형상으로 제공되며 몸체(321)와 충분한 강도로 결합되어 정렬 베이스(310)에 의해 생성된 푸시압력을 기판으로 인가한다.

예를 들면, 상기 가압단(322a)은 푸시압력을 인가하기에 적절한 형상과 구조로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 가압단(322a)은 핀 형상으로 제공되어 후술하는 접촉부(330)의 접촉영역에 위치할 수 있다. 가압단(322a)의 형상과 구조는 기판에 대한 푸시압력의 균일한 인가를 구현할 수 있다면 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다.

상기 탄성단(322b)은 상기 몸체(321)의 내부에서 탄성부재(323)와 안정적으로 결합할 수 있다면 다양한 형상과 구조를 가질 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 가압단(322a)보다 두꺼운 폭 또는 직경을 갖는 로드 형상으로 제공될 수 있다.

상기 탄성부재(323)는 상기 몸체(321)의 내부에서 탄성단(322b)과 연결되고 탄성 조절기(324)에 고정되도록 배치된다. 따라서, 상기 가압단(322a)으로부터 기준압력을 넘는 푸시압력이 상기 기판에 인가되는 경우, 기준압력과 푸시압력의 편차인 편차압력을 수용하여 상기 편차압력이 기판으로 인가되는 것을 차단할 수 있다.

예를 들면, 상기 가압단(322a)이 기판(S)의 일측을 가압하여 정렬 기준위치로 미는 경우, 상기 기판(S)은 상기 정렬 기준위치에 배치된 정렬 기준기(200)와 접촉하면서 자동으로 기판의 중심위치와 상기 프린트 위치가 정렬된다. 이때, 정렬 기준기(200)와 충분히 접촉된 상태에서 상기 기판(S)을 계속 가압하게 되면 정렬 기준기(200)로부터의 반발력이 발생하게 된다.

상기 기판(S)에 인가되는 압력이 상기 기판(S)을 정렬 기준위치로 이동시키기 위한 푸시압력을 넘어 상기 반발력에 비례하여 증가하는 경우, 상기 기판(S)의 내부응력이 증가하게 되고 증가한 내부응력이 기판(S)의 항복점을 넘는 경우 기판의 파손을 초래하게 된다.

따라서, 상기 기판(S)의 항복점보다 작은 압력으로 기준압력을 설정하여 상기 기판에 인가되는 푸시압력이 기준압력보다 큰 경우 푸시압력과 기준압력의 차이인 편차압력을 상기 탄성부재(323)로 흡수하도록 구성하여 푸시압력이 기준압력을 넘지 않도록 구성할 수 있다. 이에 따라, 상기 탄성부재(323)에 의해 정렬과정에서 기판(S)의 파손을 원천적으로 방지할 수 있다.

이때, 상기 기준압력은 상기 기판을 안정적으로 졍럴 기준기(200)로 이동시킬 수 있을 정도의 압력과 기판(S)의 파손을 방지할 수 있는 항복응력 사이에서 적정한 값으로 설정할 수 있다. 특히, 다양한 기판에 대한 인쇄공정을 수행하는 경우 상기 기준압력은 푸시압력을 기준으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 기준압력은 푸시압력의 약 110%~120%의 범위를 갖도록 설정할 수도 있다.

본 실시예의 경우, 상기 탄성부재(323)는 탄성단(322b)과 볼트(240)에 연결된 선형 스프링으로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 기준압력과 푸시압력의 편차를 흡수할 수 있는 탄성계수를 구현할 수 있다면 다양한 탄성 구조물이 배치될 수 있음은 자명하다.

상기 탄성 조절기(324)는 탄성부재(323)을 지지하여 고정하여 탄성부재(323)가 압축하는 경우 탄성 압축의 기저면으로 기능하게 된다. 따라서, 상기 탄성부재(323)는 탄성단(322b)과 탄성 조절기(324)의 단부 사이에서 이미 설정된 탄성계수의 범위 내에서 상기 편차압력을 탄성에너지로 흡수하게 된다.

이때, 상기 푸시압력과 기준압력의 차이인 편차압력은 상기 탄성부재(323)의 탄성계수에 의해 수용할 수 있는 최대 탄성에너지만큼 흡수된다. 따라서, 상기 탄성부재(323)의 탄성계수를 조정하여 흡수할 수 있는 최대 탄성에너지를 조절함으로써 다양한 기판에 대하여 파손을 방지하면서 인가할 수 있는 푸시압력의 크기를 조절할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 탄성 조절기(324)는 탄성부재(323)로 제공되는 선형 스프링에 대응하여 선형 스프링의 길이를 조절할 수 있는 볼트 부재로 제공된다. 즉, 상기 볼트를 회전하여 탄성단(322b)과 볼트 사이의 스프링 길이를 조절함으로써 탄성계수를 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 선형 스프링에 대응하여 탄성조절 볼트를 개시하고 있지만, 탄성 조절기(324)는 탄성부재(323)의 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다.

일실시예로서, 상기 접촉부(330)는 가압단(322a)과 기판(S) 사이에 배치되어 푸시압력을 상기 기판(S)으로 인가한다. 디스플레이용 패널기판과 같이 정밀 패턴을 포함하는 경우 기판 측면에 가압단(322a)과의 직접 접촉은 특정 포인트로 응력을 집중할 수 있으므로 상대적으로 넓은 범위에서 기판(S) 측부와 접촉할 수 있는 접촉부(330)를 더 배치할 수 있다. 예를 들면, 상기 접촉부(330)는 탄성부재로 구성하여 기판에 인가되는 접촉응력을 최소화 할 수 있다.

특히, 상기 접촉부(330)는 롤러 형태로 구성하여 기판에 인가되는 압력을 균일하게 형성할 수 있다. 접촉롤러는 상기 기판(S)의 두께에 대응하는 폭을 갖고 기판의 측면을 따라 회전할 수 있도록 구성하여 상기 기판(S)의 측면으로 인가되는 푸시압력이 불균일한 경우 롤러의 회전을 통하여 기판에 인가되는 압력을 균일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판(S)의 측면 전면을 통하여 푸시압력을 균일하게 인가할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 접촉부(330)는 상기 가압단(322a)에 결합된 것을 개시하고 있지만 접촉부(330)의 위치는 기판(S)과 가압단(322a) 사이에 배치될 수만 있다면 기판 정렬기(300)의 구성과 상기 기판 정렬기(300)가 배치되는 장치의 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다.

상기 이송 실린더(340)는 외부의 파워소스에 의해 구동된다. 상기 이송 실린더(340)는 기판(S)으로 가까워지거나 이격되도록 왕복 이동함으로써 상기 정렬 베이스(310)의 위치를 조절할 수 있다. 상기 이송 실린더(340)는 기판(S)을 정렬 기준기(200)와 접촉할 수 있을 정도로 충분한 파워를 전송하여 상기 기판(S)으로 인가되는 푸시압력을 생성할 수 있다.

본 실시예의 경우, 상기 이송 실린더(340)는 전원에 의해 구동되는 전원 실린더로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 기판 정렬기(300)의 특성에 따라 다양한 구동원을 갖는 이송 실린더를 구비할 수 있음은 자명하다.

본 실시예의 경우, 상기 기판 정렬기(300)는 상기 제1 측부(S1)와 대향하는 제3 측부(S3)에 위치하여 상기 제2 방향(y)을 따라 상기 기판(S)을 정렬하는 제1 정렬기(301) 및 상기 제2 측부(S2)와 대향하는 제4 측부(S4)에 위치하여 상기 제1 방향(x)을 따라 상기 기판(S)을 정렬하는 제2 정렬기(302)로 구성될 수 있다.

특히, 상기 기판 정렬기(300)는 상기 정렬 기준기(200)와 일대일로 대향하도록 상기 제3 측부(S3) 및 제4 측부(S4)에 다수 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 정렬기(301)는 제2 방향(y)을 따라 상기 제1 기준기(210)와 일대일로 대향하도록 배치되어 다수 접촉 포인트에서 상기 기판(S)을 제2 방향(y)을 따라 밀어 제1 기준기(210)와 접촉하도록 구동한다. 마찬가지로, 상기 제2 정렬기(302)는 제1 방향(x)을 따라 상기 제2 기준기(220)와 일대일로 대향하도록 배치되어 다수 접촉 포인트에서 상기 기판(S)을 제1 방향(x)을 따라 밀어 제2 기준기(220)와 접촉하도록 구동한다.

상기 기판 정렬기(300)는 스테이지(100)의 외부에 배치되어 기판 정렬이 필요한 경우 기판(S)을 향하여 상기 이송 실린더(340)에 의해 이송된다. 상기 제1 및 제2 정렬기(301, 302)는 단일한 제어부(미도시)에 의해 구동이 제어되어 동일한 속도로 구동하여 각각 제2 방향(y) 및 제1 방향(x)을 따라 기판을 정렬 기준위치까지 밀게 된다.

상기 제1 정렬기(301)가 위치하는 제3 측부(S3)는 기판(S)이 로딩되는 입력단(IN)과 동일한 영역이므로, 기판(S)과의 간섭을 피할 수 있도록 선택적으로 승강 및 하강 할 수 있는 구성으로 제공된다.

예를 들면, 상기 제1 정렬기(301)를 구성하는 상기 정렬 베이스(310)는 하부에 정렬 기준기(200)와 마찬가지로 연결 축을 구비하여 정렬 리프트(420)에 연결된다. 이에 따라, 상기 제1 정렬기(301)는 기판의 로딩 이후 상승하여 제3 측부(s3)에 위치하도록 제어된다. 이에 따라, 상기 기판(s)의 로딩이 완료된 후 상기 다수의 제1 정렬기(301)는 동시에 스테이지(100)로부터 동일한 높이를 갖도록 승강할 수 있다. 이때, 상기 제1 정렬기(301)의 돌출높이는 상기 가압 핀(322)과 기판(S)의 제3 측부(s)가 서로 대향할 수 있도록 설정된다.

이에 따라, 기판이 유효영역(120)으로 로딩되면 상기 제1 정렬기(301)가 상승하여 정렬 대기위치에 위치하게 된다. 정렬 대기위치로부터 상기 이송 실린더(340)에 의해 정렬 베이스(310)가 제3 측부(S3)로 이송하면서 기판에 대한 제2 방향(y)이 정렬을 개시할 수 있다.

즉, 로딩된 기판(S)은 제1 정렬기(301)에 의해 제2 방향(y)을 따라 이동하면서 제1 기준기(210)와 접촉하게 된다. 제1 기준기(210)는 정렬 기준위치에 위치하므로 기판(S)과 제1 기준기(210)의 접촉에 의해 제2 방향(y)을 따른 기판(S)의 중심위치는 프린트 위치의 제2 방향(y) 성분과 일치하게 된다.

이때, 상기 제1 정렬기(301)는 제3 측부(S3)에서 상기 기판(S)과 소정의 접촉공차를 갖도록 접촉하게 된다. 제1 정렬기(301)에 의해 제2 방향(y)을 따라 가압되어 제1 기준기(210)와의 마찰력이 증가하는 경우 제2 정렬기(301)에 의한 제1 방향(x)을 따른 정렬이 원활하지 않을 수 있다. 이에 따라, 접촉공차에 의해 상기 제1 기준기(210)와 기판(S)의 마찰력을 기판(S)의 접촉을 훼손하지 않는 범위에서 최소화함으로써 제1 방향(x)을 따른 기판(S)의 이송을 원활하게 유지할 수 있다.

상기 제1 기준기(210)와 상기 기판(S)의 접촉공차는 상기 제1 정렬기(301)와 기판의 제3 측부(S3)사이의 이격거리를 조정함으로써 자동으로 설정할 수 있다. 즉, 상기 이송 실린더(340)의 구동인자로서 상기 설치공차를 입력함으로써 상기 정렬 베이스(310)의 위치를 결정할 수 있다.

상기 제2 정렬기(302)는 고정대(500)에 이동 가능하게 고정되어 제1 방향(x)을 따라 기판을 정렬한다. 이송 실린더(340)에 의해 구동하는 제2 정렬기(302)의 정렬 베이스(310)는 고정대(500)에 대하여 상대이동이 가능하도록 배치되어 승강 및 하강의 필요성이 없다. 이에 따라, 상기 제2 정렬기(302)는 리프트 구조물(400)과 연결되지 않는 구성을 갖는다. 상기 제2 정렬기(302)는 상기 가압 핀(322)과 기판(S)의 제4 측부(S4)가 서로 대향할 수 있도록 위치한다.

이에 따라, 기판이 유효영역(120)으로 로딩되면 상기 제2 정렬기(302)는 고정대(500)를 따라 제1 방향(x)을 따라 이동하여 정렬 대기위치에 위치하게 된다. 상기 정렬 베이스(310)가 정렬 대기위치로부터 제4 측부(S4)로 이송하면서 기판에 대한 제1 방향(x)의 정렬을 수행하게 된다.

즉, 로딩된 기판(S)은 제2 정렬기(302)에 의해 제1 방향(x)을 따라 이동하면서 제2 기준기(220)와 접촉하게 된다. 제2 기준기(220)는 정렬 기준위치에 위치하므로 기판(S)과 제2 기준기(220)의 접촉에 의해 제1 방향(x)을 따른 기판(S)의 중심위치는 프린트 위치의 제1 방향(x) 성분과 일치하게 된다.

이때, 상기 제2 정렬기(302)는 제1 정렬기(301)와 마찬가지로 적절한 접촉공차를 자동으로 설정함으로써 제1 방향(x) 정렬 후 제2 방향(y) 정렬 수행할 때 기판의 이송을 원활하게 유지할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 및 제2 정렬기(301, 302)의 접촉공차는 약 400m 내지 약 600m로 설정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 프린트 장치(1000)에 의하면, 프린트 공정을 수행하기 전에 로딩된 기판(S)을 프린트 위치에 정렬하는 정렬공정을 수행할 때 기판 정렬기(300)와 접촉에 의한 기판 파손을 방지할 수 있다.

기판정렬을 위해 기판(S)을 이동시키는 가압기(320)의 내부에 푸시압력과 기준압력의 차이인 편차압력을 탄성에너지로 흡수할 수 있는 탄성부재를 구비하여 정렬과정에서 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기판 정렬기(300)와 기판 사이의 접촉공차를 자동으로 유지함으로써 일 방향에 대한 정렬 후 타 방향으로의 정렬을 수행하는 과정에서 기판의 이송을 원활하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 기판정렬의 정밀도를 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 스테이지 200: 정렬 기준기 210: 제1 기준기
220: 제2 기준기 300: 기판 정렬기 301: 제1 정렬기
302: 제2 정렬기 310: 정렬 베이스 320: 가압기
330: 접촉부 340: 이송 실린더 400: 리프트 구조물
410: 기준 리프트 420: 정렬 리프트 500: 고정대
321: 몸체 322: 가압 핀 323: 탄성부재
324: 탄성 조절기 1000: 프린트 장치

Claims (10)

1. 프린팅 공정이 진행되는 동안 잉크젯 프린트에 기판을 고정하는 스테이지;
   상기 스테이지에 내장되어 상기 기판을 프린트 위치에 정렬하기 위한 정렬공정이 수행되는 동안 상기 스테이지로부터 상승하여 정렬 기준위치를 제공하는 정렬 기준기; 및
   푸시압력으로 상기 기판을 정렬 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 정렬공정을 수행하고 설정된 기준압력과 상기 푸시 압력의 편차를 흡수하여 상기 푸시압력에 의한 상기 기판의 파손을 방지하는 기판 정렬기를 포함하는 프린트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판 정렬기는,
   정렬방향을 따라 선형 왕복 이동하여 상기 기판을 프린터 위치에 정렬하도록 푸시 압력을 생성하는 정렬 베이스;
   상기 정렬 베이스에 고정되어 상기 정렬 베이스와 함께 이동하며 상기 푸시 압력을 상기 기판으로 전송하여 상기 기판을 정렬하고 설정된 기준압력과 상기 푸시 압력의 편차를 흡수하는 탄성부재를 구비하는 가압기; 및
   상기 기판과 상기 정렬부 사이에 배치되어 상기 정렬부의 압축력을 상기 기판으로 전송하는 접촉부를 포함하는 프린트 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가압기는,
   상기 정렬 베이스에 고정되고 내부공간을 갖는 입체형상의 몸체;
   상기 기판과 인접한 상기 몸체의 전방부에서 상기 몸체를 관통하도록 배치되고 상기 정렬 베이스의 이동에 따라 상기 접촉롤러를 선택적으로 가압하는 가압단 및 상기 몸체의 내부에 배치되어 상기 탄성부재와 연결되는 탄성단을 구비하는 가압 핀; 및
   상기 전방부와 대칭적인 상기 몸체의 후방부에서 상기 몸체를 관통하도록 배치되고 상기 몸체의 내부에서 상기 탄성부재와 연결되어 상기 탄성부재의 탄성계수를 조절하는 탄성 조절기를 포함하는 프린트 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 탄성부재는 선형 스프링을 포함하고 상기 탄성 조절기는 상기 선형 스프링의 길이를 변화시켜 탄성계수를 조절할 수 있는 탄성조절 볼트를 포함하는 프린트 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 접촉부는 상기 기판의 측면과 접촉하여 상기 측면을 따라 회전할 수 있는 회전롤러를 포함하는 기판 정렬기.
6. 제2항에 있어서, 상기 기판 정렬기는 상기 기판에 대한 정렬방향을 따라 상기 정렬 베이스를 왕복이동 시키는 이송 실린더를 더 구비하는 프린트 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 정렬 기준기는 제1 방향을 따라 연장하는 상기 기판의 제1 측부 및 상기 제1 측부에 인접하는 제1 기준기 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장하는 제2 측부에 위치하는 제2 기준기를 포함하고, 상기 기판 정렬기는 상기 제1 측부와 대향하는 제3 측부에 위치하여 상기 제2 방향을 따라 상기 기판을 밀어 상기 제1 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 제2 방향을 따라 기판을 정렬하는 제1 정렬기 및 상기 제2 측부와 대향하는 제4 측부에 위치하여 상기 제1 방향을 따라 상기 기판을 밀어 상기 제2 기준기와 접촉하도록 밀어 상기 제1 방향을 따라 기판을 정렬하는 제2 정렬기를 포함하는 프린트 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 정렬기 및 제2 정렬기는 상기 기판의 제3 측부 및 제4 측부와 각각 설정된 접촉공차를 갖고 상기 기판과 접촉하여 상기 기판을 이동시키는 프린트 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 정렬 기준기 및 상기 기판 정렬기 중의 적어도 어느 하나를 승강 및 하강시키는 리프트 구조물을 더 포함하는 프린트 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 리프트 구조물은,
    상기 정렬 기준기를 상기 스테이지로부터 상승시켜 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부에서 상기 정렬 기준위치에 위치시키는 기준 리프트; 및
    상기 제3 정렬기를 상기 기판의 상기 제3 측부에 대향하는 위치로 상승시키는 정렬 리프트를 포함하는 프린트 장치.

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