KR101265147B1 - 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치는 인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치; 볼록 패턴을 구비하며, 상기 인쇄롤이 회전함에 따라 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성하는 클리체; 및 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 포함하고, 상기 광조사 장치는 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴이 형성됨과 동시에 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치는 인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치; 볼록 패턴을 구비하며, 상기 인쇄롤이 회전함에 따라 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성하는 클리체; 및 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 포함하고, 상기 광조사 장치는 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴이 형성됨과 동시에 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 인쇄롤 또는 클리체(Cliche) 상에 패턴 형성용 잉크를 제공하고 인쇄롤을 클리체 상에서 회전시켜 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 인쇄롤 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 인쇄 패턴을 경화시킴으로써, 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 신속하게 형성할 수 있고, 형성된 인쇄 패턴이 균일한 패턴 폭을 가지며, 잉크의 퍼짐 형상이 방지되어 미세한 인쇄 패턴의 형성이 가능하여, 인쇄 패턴을 구비한 인쇄롤의 제조 시간(tact time), 비용 및 공정수가 크게 감소되고, 평판 패널 디스플레이(FPD)와 같은 최종 제품에 미세 선폭의 패턴 인쇄가 가능하여 고용량 고집적 FPD용 기판의 제조가 가능한 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이 패널(LCD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)를 제조하기 위해서는 예를 들어 인쇄회로필름(printed circuit board: PCB)과 같은 필름(이하, 통칭하여 "필름"이라 합니다) 상에 전극(electrodes) 또는 도트(dots) 등과 같은 여러 개의 동일 또는 상이한 패턴들(예를 들어, 전극 패턴)을 형성하여야 한다. 이러한 패턴들은 예를 들어, 포토레지스트(photoresist: PR)액 또는 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 페이스트(paste)(이하, 통칭하여 "잉크"라 합니다)에 의해 형성된다. 또한, 필름 상에 상술한 패턴들을 형성하기 위해서는 인쇄롤 및 클리체를 이용한 패턴 인쇄 장치가 사용된다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 패턴 형성 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래기술에 따른 패턴 형성방법에서는 블랭킷(132) 표면에 형성하고자 하는 인쇄 패턴과 동일한 형상의 인쇄 패턴(133a)이 형성된 인쇄롤(131)을 준비한다. 그 후, 인쇄롤(131)의 인쇄 패턴(133a)과 접촉하며 회전하는 그라비아롤(160)을 준비한다. 그라비아롤(160)이 회전하는 동안 잉크 공급 장치(120)로부터 그라비아롤(160)의 표면 상으로 잉크(150)가 공급된다. 그라비아롤(160)의 표면에 공급된 잉크(150)는 그라비아롤(160)과 접촉하여 회전하는 인쇄롤(131)의 인쇄 패턴(133a) 표면 상에 전사되어 인쇄 패턴(133a)의 표면에 잉크 패턴(150a)이 형성된다.
그 후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 인쇄 패턴(133a) 상에 형성된 잉크 패턴(150a)을 기판(110)의 식각대상층(140) 상에 접촉시킨 후 인쇄롤(131)을 회전시킨다. 그 결과, 인쇄 패턴(133a) 상에 형성된 잉크 패턴(150a)이 식각대상층(140) 상에 전사된다.
그 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 식각대상층(140) 상에 형성된 잉크 패턴(150a)에 열을 인가하거나 또는 자외선(UV)을 조사하여 잉크 패턴(150a)을 경화시켜, 패턴을 인쇄 방식으로 기판(110) 상에 형성한다. 식각대상층(140)은 TFT의 게이트전극이나 소스/드레인전극, 게이트라인, 데이터라인 혹은 화소전극과 같은 전극을 형성하기 위한 금속층, 액티브층을 형성하기 위한 반도체층, 또는 SiOx나 SiNx와 같이 절연층일 수 있다. 실제의 표시소자의 패턴을 형성하는 경우, 잉크 패턴(150a)은 종래 포토레지스트 공정에서의 레지스트(resist) 역할을 한다. 따라서, 금속층이나 절연층 위에 잉크 패턴(150a)을 형성한 후 일반적인 에칭공정에 의해 금속층이나 절연층을 에칭함으로써 원하는 패턴의 금속층(즉, 전극구조)이나 절연층(예를 들면, 컨택홀 등)을 형성할 수 있게 된다.
상술한 종래 기술의 패턴 형성 방법에서는 인쇄롤(131)에 미리 형성하고자 하는 패턴과 동일한 형태의 인쇄 패턴(133a)이 형성되어야 한다. 이를 위해 종래에는 클리체를 이용한 전사 타입의 잉크 패턴 인쇄 방법(이하 "전사 타입 인쇄 방법"이라 합니다)이 사용되고 있었다. 이러한 전사 타입 인쇄 방법에서는 클리체의 오목홈(미도시) 내에 잉크가 공급된다. 그 후, 오목홈 내의 잉크가 인쇄롤(131) 상에 전사되어 상술한 잉크 패턴(150a)이 형성된다. 그 후, 인쇄롤(131)을 기판(110) 또는 식각대상층(140) 상으로 이동하여 잉크 패턴(150a)을 다시 전사함으로써 기판(110) 또는 식각대상층(140) 상에 잉크 패턴(150a)이 인쇄된다. 전사 타입 인쇄 방법은 대면적인 표시소자에 1회의 공정에 의해 잉크 패턴을 형성하므로 포토리소그래피 공정에 비해 공정이 매우 간단하다는 장점을 갖는다.
그러나, 전사 타입 인쇄 방법은 포토리소그래피방식에 비해 정밀도가 떨어지기 때문에 패턴들 간의 얼라인이 정확하게 이루어지지 않아 불량 패턴의 발생에 의한 생산성 저하를 초래할 수가 있다. 또한, 연속적인 패턴 인쇄 공정을 위해서는 인쇄롤(131)이 매번 클리체의 오목홈(미도시) 내에 잉크를 공급하는 공정, 클리체와 기판(110)(또는 식각대상층(140)) 사이에서의 왕복 이동 공정, 및 잉크 패턴(150a)의 2회의 전사 공정이 요구되므로 전체 인쇄 공정 시간이 증가한다는 문제가 있었다.
상술한 전사 타입 인쇄 방법의 문제점을 해결하기 위한 방안의 하나로 종래 기술에서는 클리체(130)를 별도로 사용하지 않고, 인쇄롤(131) 자체에 인쇄 패턴을 형성하는 방법이 엘지.필립스 엘시디 주식회사에 의해 "인쇄방식에 의한 패턴 형성시 사용되는 인쇄롤의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법"이라는 발명의 명칭으로 2004년 4월 30일자에 대한민국 특허출원 제10-2004-0030770호로 출원되어 2005년 11월 3일자로 공개된 대한민국 공개 특허 제10-2005-0105046호에 상세히 기술되어 있다.
도 1d 내지 도 1f는 종래 기술의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1d 내지 도 1f를 참조하면, 종래 기술의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법에서는 인쇄롤(131)의 표면에 블랭킷(132)을 형성한 다음, 유기물 공급기(122)를 이용하여 블랭킷(132)의 표면에 유기막(133)을 도포한다. 여기서, 유기물로는 예를 들어 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐(benzobyclobutene)이 사용될 수 있다.
그 후, 도 1e에 도시된 바와 같이, 복수의 볼록 패턴(130')이 형성된 클리체(130)를 준비한다. 그 후, 인쇄롤(131)을 클리체(130)의 표면에 접촉시킨 상태에서 회전시키면 유기막(133)이 클리체(130)의 복수의 볼록 패턴(130') 상에 일부 유기막(133‘)이 전사된다. 그 결과, 볼록 패턴(130‘)과 접촉하지 않는 유기막(133)은 블랭킷(132) 표면에 인쇄 패턴(133a)을 형성한다.
그 후, 도 1f에 도시된 바와 같이, 블랭킷(132) 상에 형성된 인쇄 패턴(133a)에 예를 들어 열을 인가하거나 또는 자외선(UV)을 조사하여 인쇄 패턴(133a)을 경화시키면 인쇄롤(131) 자체가 인쇄 패턴(133a)을 구비하게 된다.
도 1g 내지 도 1h는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1g 내지 도 1h를 도 1f와 함께 참조하면, 복수의 오목홈(135)이 형성된 클리체(130)를 준비한다. 그 후, 클리체(130)의 상부에 유기물(133)을 도포한 후 닥터블레이드(138)를 이용하여 클리체(130)의 표면에 접촉한 상태에서 밀어주면 오목홈(135) 내부에 유기물(133)이 충전되고, 클리체(130) 표면에 남아 있는 유기물(133)은 제거된다.
그 후, 도 1h에 도시된 바와 같이, 블랭킷(132)을 구비한 인쇄롤(131)을 클리체(130)에 접촉시킨 상태에서 회전시키면 오목홈(135) 내부에 충전된 유기물(133)이 블랭킷(132)의 표면으로 전사된다. 그 결과, 블랭킷(132)의 표면에 인쇄 패턴(133a)이 형성된다. 그 후, 상술한 도 1f에 도시된 바와 같이, 블랭킷(132) 상에 형성된 인쇄 패턴(133a)에 예를 들어 열을 인가하거나 또는 자외선(UV)을 조사하여 인쇄 패턴(133a)을 경화시키면 인쇄롤(131) 자체가 인쇄 패턴(133a)을 구비하게 된다.
상술한 도 1d 내지 도 1h에 도시된 방법으로 제조된 인쇄 패턴(133a)을 구비한 인쇄롤(131)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 종래 기술의 패턴 형성 방법에 사용될 수 있다.
상술한 인쇄 패턴(133a)을 구비한 인쇄롤(131)을 이용한 인쇄 방법은 전사 타입의 인쇄 방법과는 달리 잉크가 인쇄롤(131) 상의 인쇄 패턴(133a)에 직접 공급되므로 1회의 잉크 패턴의 전사만이 요구된다. 따라서, 인쇄 패턴(133a)을 구비한 인쇄롤(131)을 이용한 인쇄 방법은 포토리소그래피 방식과 거의 동일한 정밀도를 유지하여 불량 패턴의 발생 가능성이 낮고 전체 인쇄 공정 시간이 줄어든다는 장점이 달성된다.
그러나, 종래 기술에 따른 인쇄 패턴(133a)을 구비한 인쇄롤(131)을 제조하는 방법은 다음과 같은 문제가 발생한다.
1. 인쇄롤(131)의 외주면에 구비된 블랭킷(132) 상에 형성되는 인쇄 패턴(133a)은 유동체이므로 블랭킷(132) 상에서 퍼짐 현상이 발생한다. 따라서, 모든 인쇄 패턴(133a)의 형성된 후에 경화가 이루어지므로 먼저 형성된 인쇄 패턴(133a)과 나중에 형성된 인쇄 패턴(133a)의 패턴 폭이 균일하게 형성되지 않을 수 있으며, 또한 미세 선폭의 인쇄 패턴(133a)의 형성이 어렵다. 그에 따라, FPD용 기판과 같은 최종 제품의 제조시 불량이 발생할 수 있다. 이러한 문제점으로 인하여 고용량 고집적 FPD용 기판의 제조는 일정한 한계를 갖는다.
2. 인쇄 패턴(133a)의 형성 공정과 경화 공정이 순차적으로 이루어지므로 인쇄롤(131)의 전체 제조 시간(tact time)이 증가하고, 생산성이 저하된다.
3. 인쇄 패턴(133a)의 형성을 위해 인쇄롤(131)의 외주면에 블랭킷(132)이 사용되어야 한다. 따라서, 블랭킷(132) 사용에 따른 인쇄롤(131)의 전체 제조 시간 및 비용이 추가로 증가한다.
4. 새로운 인쇄 패턴이 요구되는 경우, 블랭킷(132) 상에 형성된 기존의 인쇄 패턴(133a)을 제거하고 새로운 인쇄 패턴을 블랭킷(132) 상에 다시 형성하여야 한다. 그러나, 블랭킷(132)은 통상적으로 고무 재질로 이루어지므로 기존에 형성된 인쇄 패턴을 제거하기 위해 세정액 등을 사용하면 고무 재질의 블랭킷(132) 자체가 손상될 수 있으므로 이미 사용된 인쇄롤의 블랭킷은 재사용이 불가능하다. 즉, 새로운 인쇄 패턴을 형성하기 위해서는 이미 사용된 블랭킷을 새로운 블랭킷으로 교체하거나 또는 새로운 블랭킷을 구비한 별개의 인쇄롤을 사용하여야 한다. 따라서, 하나의 인쇄롤 상에 다양한 인쇄 패턴을 형성하는 것이 불가능하다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인쇄롤 또는 클리체(Cliche) 상에 패턴 형성용 잉크를 제공하고 인쇄롤을 클리체 상에서 회전시켜 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 인쇄롤 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 인쇄 패턴을 경화시킴으로써, 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 신속하게 형성할 수 있고, 형성된 인쇄 패턴이 균일한 패턴 폭을 가지며, 잉크의 퍼짐 형상이 방지되어 미세한 인쇄 패턴의 형성이 가능하여, 인쇄 패턴을 구비한 인쇄롤의 제조 시간(tact time), 비용 및 공정수가 크게 감소되고, 평판 패널 디스플레이(FPD)와 같은 최종 제품에 미세 선폭의 패턴 인쇄가 가능하여 고용량 고집적 FPD용 기판의 제조가 가능한 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치는 인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치; 볼록 패턴을 구비하며, 상기 인쇄롤이 회전함에 따라 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성하는 클리체; 및 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 포함하고, 상기 광조사 장치는 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴이 형성됨과 동시에 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치는 오목홈을 구비하는 클리체; 상기 클리체 상에 공급된 잉크를 밀어주어 상기 오목홈 내부에 상기 잉크를 충전시키고, 상기 클리체의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크를 제거하기 위한 닥터블레이드; 및 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 포함하고, 상기 인쇄롤이 상기 클리체와 접촉하여 회전함에 따라 상기 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크가 상기 인쇄롤의 표면 상에 전사되어 인쇄 패턴을 형성됨과 동시에 상기 광조사 장치가 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법은 a) 잉크 공급 장치를 이용하여 인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 단계; 및 b) 상기 인쇄롤을 볼록 패턴을 구비하는 클리체 상에서 회전시켜 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법은 a) 오목홈을 구비하는 클리체 상에 잉크를 공급하는 단계; b) 닥터블레이드를 이용하여 상기 오목홈 내부에 상기 잉크를 충전시키고, 상기 클리체의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크를 제거하는 단계; 및 c) 인쇄롤을 상기 클리체와 접촉하여 회전시켜 상기 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크를 상기 인쇄롤의 표면 상에 전사시켜 인쇄 패턴울 형성함과 동시에 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 인쇄 패턴의 형성 공정과 경화 공정이 동시에 이루어지므로 인쇄 패턴의 퍼짐 현상이 방지된다. 따라서, 인쇄 패턴의 균일한 패턴 폭 및 미세 선폭 구현이 가능해진다.
2. FPD용 기판과 같은 최종 제품의 제조시 불량 발생 가능성이 현저하게 감소되며, 인쇄 품질이 향상되어 고집적 FPD용 기판의 제조가 가능해진다.
3. 인쇄 패턴의 형성 공정과 경화 공정이 동시에 이루어지므로 인쇄롤의 전체 제조 시간(tact time)이 크게 감소되어 생산성이 향상된다.
4. 인쇄 패턴이 인쇄롤 표면 상에 직접 형성되므로 종래 기술과는 달리 블랭킷의 사용이 불필요하다. 따라서, 블랭킷 미사용에 따른 인쇄롤의 전체 제조 시간 및 비용이 추가로 감소된다.
5. 인쇄롤이 기존의 인쇄 패턴의 제거에 사용되는 세정액 등에 영향을 받지 않는 재질로 구현되므로, 하나의 인쇄롤 상에 사용자가 원하는 다양한 인쇄 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 의한 패턴 형성방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1d 내지 도 1f는 종래 기술의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1g 내지 도 1h는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 1d 내지 도 1f는 종래 기술의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1g 내지 도 1h는 종래 기술의 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상에 인쇄 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)는 인쇄롤(231)의 표면 상에 잉크(233)를 공급하는 잉크 공급 장치(222); 볼록 패턴(230')을 구비하며, 상기 인쇄롤(231)이 회전함에 따라 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 상기 볼록 패턴(230')에 대응되는 인쇄 패턴(233a)을 형성하는 클리체(230); 및 상기 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)를 포함하고, 상기 광조사 장치(201)는 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 상기 인쇄 패턴(233a)이 형성됨과 동시에 상기 인쇄 패턴(233a)을 경화시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 잉크(233)는 예를 들어 폴리이미드(polyimide) 또는 벤조사이클로부텐(benzobyclobutene)과 같은 유기물이 사용될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 잉크(233)는 광조사 장치(201)에 의해 경화되어 인쇄롤(231)의 표면 상에 인쇄 패턴(233a)을 형성할 수 있는 모든 재질을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 인쇄롤(231)은 인쇄 패턴(233a)을 경화시키기 위한 광을 조사하기 위해 투명한 재질로 구현되어야 하고 또한 새로운 인쇄 패턴을 형성하기 위해 기존 인쇄 패턴을 제거하는데 사용되는 세정액과 반응하지 않는 재질로 구현되는 것이 바람직하다. 이러한 인쇄롤(231)의 재질은 예를 들어 쿼츠(quarts), 광경화형 아크릴레이트, 폴리카보네이트 수지(PC)와 같은 투명한 엔지니어링 플라스틱, 불포화 폴리에스테르 수지(UP)와 같은 열경화성 수지, 및 유리 재질 등을 포함한 투명한 재질이 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에서는 먼저 잉크 공급 장치(222)를 이용하여 인쇄롤(231)의 표면 상에 잉크(233)가 공급된다(도 2a 참조). 여기서, 잉크 공급 장치(222)는 예를 들어 슬릿 다이 노즐로 구현될 수 있다.
그 후, 인쇄롤(231)을 볼록 패턴(230')을 구비하는 클리체(230) 상으로 이동한 후 클리체(230) 상에서 회전시킨다. 그에 따라, 인쇄롤(231)의 표면 상에 공급된 잉크(233) 중 일부 잉크(233b)는 볼록 패턴(230')에 의해 클리체(230)의 오목홈(235) 내에 잔류하고, 나머지 잉크는 인쇄롤(231)의 표면 상에서 인쇄 패턴(233a)을 형성한다.
한편, 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)는 인쇄롤(231)의 회전축(미도시)에 대해 예를 들어 볼 베어링 등을 이용하여 회전 가능하게 장착되어 있다. 따라서, 인쇄롤(231)이 회전축에 의해 회전하더라도 광조사 장치(201)는 인쇄롤(231)의 회전축에 대해 항상 수직 상태를 유지한다. 이러한 광조사 장치(201)는 광원(203), 및 상기 광원(203)의 동작을 제어하는 컨트롤러(205)를 포함한다. 여기서 광원(203)은 예를 들어 자외선(UV)을 방출하는 LED 광원으로 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(205)는 광원(203)의 온/오프 동작, 사용되는 잉크의 종류에 따라 경화에 필요한 최적의 광량을 가변적으로 조절하는 동작 등을 제어할 수 있다. 이러한 광조사 장치(201)의 광원(203)은 클리체(230)의 볼록 패턴(230')에 의해 인쇄롤(231)의 표면 상에 형성된 인쇄 패턴(233a)에 광을 조사함으로써, 인쇄 패턴(233a)은 형성과 동시에 경화된다.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)는 오목홈(235)을 구비하는 클리체(230); 상기 클리체(230) 상에 공급된 잉크(233)를 밀어주어 상기 오목홈(235) 내부에 상기 잉크(233)를 충전시키고, 상기 클리체(230)의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크(233b)를 제거하기 위한 닥터블레이드(238); 및 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)를 포함하고, 상기 인쇄롤(231)이 상기 클리체(230)와 접촉하여 회전함에 따라 상기 오목홈(235) 내부에 충전된 상기 잉크(233)가 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 전사되어 인쇄 패턴(233a)을 형성됨과 동시에 상기 광조사 장치(201)가 상기 인쇄 패턴(233a)을 경화시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에서는 먼저 잉크(233)를 클리체(230) 상에 공급한다. 그 후, 닥터블레이드(238)를 이용하여 클리체(230) 상에 공급된 잉크(233)를 밀어주면 잉크(233)는 클리체(230) 상에 구비된 오목홈(235) 내부에 충전된다. 또한, 클리체(230)의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크(233b)는 닥터블레이드(238)에 의해 제거된다.
그 후, 인쇄롤(231)을 클리체(230) 상으로 이동한 후 클리체(230) 상에서 회전시킨다. 그에 따라, 클리체(230)의 오목홈(235) 내부에 충전된 잉크(233)가 인쇄롤(231)의 표면 상으로 전사되어 인쇄 패턴(233a)을 형성한다.
한편, 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)의 광원(203)은 인쇄롤(231)의 표면 상에 전사된 인쇄 패턴(233a)에 광을 조사함으로써, 인쇄 패턴(233a)은 형성과 동시에 경화된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)를 사용하면, 인쇄 패턴(233a)이 인쇄롤(231)의 표면 상에 형성됨과 동시에 경화되므로 유동체인 잉크에 의해 형성된 인쇄 패턴(233a)의 퍼짐 현상이 방지된다. 그 결과, 본 발명에서는 인쇄 패턴(233a)의 균일한 형성이 가능해지고 또한 인쇄 패턴(233a)의 미세 선폭 구현이 가능해진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 인쇄롤(231)은 종래 기술과는 달리 인쇄롤(231)의 표면에 예를 들어 도 1d 내지 도 f에 도시된 블랭킷(132)을 사용할 필요가 없다. 즉, 본 발명에서는 인쇄 패턴(233a)이 인쇄롤(231)의 표면 상에 직접 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치(200)에 사용되는 인쇄롤(231)은 기존의 인쇄 패턴의 제거에 사용되는 세정액 등에 영향을 받지 않는 석영 재질 등으로 구현되므로, 하나의 인쇄롤 상에 사용자가 원하는 다양한 인쇄 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3a를 도 2a 및 도 2b와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)은 a) 잉크 공급 장치(222)를 이용하여 인쇄롤(231)의 표면 상에 잉크(233)를 공급하는 단계(310); 및 b) 상기 인쇄롤(231)을 볼록 패턴(230')을 구비하는 클리체(230) 상에서 회전시켜 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 상기 볼록 패턴(230')에 대응되는 인쇄 패턴(233a)을 형성함과 동시에 상기 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)를 이용하여 상기 인쇄 패턴(233a)을 경화시키는 단계(320)를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)은 상기 인쇄 패턴(233a)과 상이한 새로운 인쇄 패턴(미도시)의 형성이 요구되는 경우, c) 상기 인쇄롤(331)로부터 상기 인쇄 패턴(233a)을 제거하는 단계(330); d) 상기 잉크 공급 장치(222)를 이용하여 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 상기 잉크(233)를 공급하는 단계(340); 및 e) 상기 인쇄롤(231)을 상기 새로운 인쇄 패턴에 대응되는 새로운 볼록 패턴(미도시)을 구비하는 새로운 클리체(미도시) 상에서 회전시켜 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 상기 새로운 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 광조사 장치(201)를 이용하여 상기 새로운 인쇄 패턴을 경화시키는 단계(350)를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 c) 단계는 세정액을 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)에서, 상기 광조사 장치(201)는 광원(203), 및 상기 광원(203)의 동작을 제어하는 컨트롤러(205)를 포함하되, 상기 컨트롤러(205)는 상기 광원(203)의 온/오프 동작, 및 상기 잉크의 종류에 따라 경화에 필요한 최적의 광량을 가변적으로 조절하는 동작을 제어한다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3b를 도 2c 및 도 2d와 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)은 a) 오목홈(235)을 구비하는 클리체(230) 상에 잉크(233)를 공급하는 단계(310); b) 닥터블레이드(238)를 이용하여 상기 오목홈(235) 내부에 상기 잉크(233)를 충전시키고, 상기 클리체(230)의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크(233b)를 제거하는 단계(320); 및 c) 인쇄롤(231)을 상기 클리체(230)와 접촉하여 회전시켜 상기 오목홈(235) 내부에 충전된 상기 잉크(233)를 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 전사시켜 인쇄 패턴(233a)을 형성함과 동시에 상기 인쇄롤(231)의 내부에 제공되는 광조사 장치(201)를 이용하여 상기 인쇄 패턴(233a)을 경화시키는 단계(330)를 포함한다.
상술한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)은 상기 인쇄 패턴(233a)과 상이한 새로운 인쇄 패턴(미도시)의 형성이 요구되는 경우, d) 상기 인쇄롤(331)로부터 상기 인쇄 패턴(233a)을 제거하는 단계(340); e) 상기 새로운 인쇄 패턴에 대응되는 새로운 오목홈(미도시)을 구비하는 새로운 클리체(미도시) 상에 상기 잉크(233)를 공급하는 단계(350); f) 상기 닥터블레이드(238)를 이용하여 상기 새로운 오목홈 내부에 상기 잉크(233)를 충전시키고, 상기 새로운 클리체의 표면 상에 남아 있는 새로운 잔류 잉크를 제거하는 단계(360); 및 g) 상기 인쇄롤(231)을 상기 새로운 클리체와 접촉하여 회전시켜 상기 새로운 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크(233)를 상기 인쇄롤(231)의 표면 상에 전사시켜 상기 새로운 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 광조사 장치(201)를 이용하여 상기 새로운 인쇄 패턴을 경화시키는 단계(330)를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 d) 단계는 세정액을 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법(300)에서, 상기 광조사 장치(201)는 광원(203), 및 상기 광원(203)의 동작을 제어하는 컨트롤러(205)를 포함하되, 상기 컨트롤러(205)는 상기 광원(203)의 온/오프 동작, 및 상기 잉크의 종류에 따라 경화에 필요한 최적의 광량을 가변적으로 조절하는 동작을 제어한다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
110: 기판 120,222: 잉크 공급 장치 122: 유기물 공급기
130,230: 클리체 130',230': 볼록 패턴 131,231: 인쇄롤
132: 블랭킷 133,133': 유기막/유기물 133a,233a: 인쇄 패턴
135,235: 오목홈 138,238: 닥터블레이드 140: 식각대상층
150,233: 잉크 150a: 잉크 패턴 160: 그라비아롤
00: 인쇄 패턴 형성 장치 201: 광조사 장치
203: 광원 205: 컨트롤러
130,230: 클리체 130',230': 볼록 패턴 131,231: 인쇄롤
132: 블랭킷 133,133': 유기막/유기물 133a,233a: 인쇄 패턴
135,235: 오목홈 138,238: 닥터블레이드 140: 식각대상층
150,233: 잉크 150a: 잉크 패턴 160: 그라비아롤
00: 인쇄 패턴 형성 장치 201: 광조사 장치
203: 광원 205: 컨트롤러
Claims (16)
- 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치에 있어서,
인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 잉크 공급 장치;
볼록 패턴을 구비하며, 상기 인쇄롤이 회전함에 따라 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성하는 클리체; 및
상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치
를 포함하고,
상기 광조사 장치는 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴이 형성됨과 동시에 상기 인쇄 패턴을 경화시키는
인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 잉크는 상기 광조사 장치에 의해 경화되어 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴을 형성할 수 있는 재질로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 잉크의 재질은 유기물로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인쇄롤은 쿼츠(quarts), 광경화형 아크릴레이트, 투명한 엔지니어링 플라스틱, 열경화성 수지, 및 유리 재질 중 어느 하나의 투명한 재질로 구현되고,
상기 광조사 장치는 광원, 및 상기 광원의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는
인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 광원은 자외선(UV)을 방출하는 LED 광원으로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치에 있어서,
오목홈을 구비하는 클리체;
상기 클리체 상에 공급된 잉크를 밀어주어 상기 오목홈 내부에 상기 잉크를 충전시키고, 상기 클리체의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크를 제거하기 위한 닥터블레이드; 및
인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치
를 포함하고,
상기 인쇄롤이 상기 클리체와 접촉하여 회전함에 따라 상기 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크가 상기 인쇄롤의 표면 상에 전사되어 인쇄 패턴을 형성됨과 동시에 상기 광조사 장치가 상기 인쇄 패턴을 경화시키는
인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 잉크는 상기 광조사 장치에 의해 경화되어 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 인쇄 패턴을 형성할 수 있는 재질로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 7항에 있어서,
상기 잉크의 재질은 유기물로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인쇄롤은 쿼츠(quarts), 광경화형 아크릴레이트, 투명한 엔지니어링 플라스틱, 열경화성 수지, 및 유리 재질 중 어느 하나의 투명한 재질로 구현되고,
상기 광조사 장치는 광원, 및 상기 광원의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는
인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 광원은 자외선(UV)을 방출하는 LED 광원으로 구현되는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치. - 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법에 있어서,
a) 잉크 공급 장치를 이용하여 인쇄롤의 표면 상에 잉크를 공급하는 단계; 및
b) 상기 인쇄롤을 볼록 패턴을 구비하는 클리체 상에서 회전시켜 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 볼록 패턴에 대응되는 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 단계
를 포함하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법은
상기 인쇄 패턴과 상이한 새로운 인쇄 패턴의 형성이 요구되는 경우,
c) 상기 인쇄롤로부터 상기 인쇄 패턴을 제거하는 단계;
d) 상기 잉크 공급 장치를 이용하여 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 잉크를 공급하는 단계; 및
e) 상기 인쇄롤을 상기 새로운 인쇄 패턴에 대응되는 새로운 볼록 패턴을 구비하는 새로운 클리체 상에서 회전시켜 상기 인쇄롤의 표면 상에 상기 새로운 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 광조사 장치를 이용하여 상기 새로운 인쇄 패턴을 경화시키는 단계
를 추가로 포함하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법. - 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
상기 광조사 장치는 광원, 및 상기 광원의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 광원의 온/오프 동작, 및 상기 잉크의 종류에 따라 경화에 필요한 최적의 광량을 가변적으로 조절하는 동작을 제어하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법. - 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법에 있어서,
a) 오목홈을 구비하는 클리체 상에 잉크를 공급하는 단계;
b) 닥터블레이드를 이용하여 상기 오목홈 내부에 상기 잉크를 충전시키고, 상기 클리체의 표면 상에 남아 있는 잔류 잉크를 제거하는 단계; 및
c) 인쇄롤을 상기 클리체와 접촉하여 회전시켜 상기 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크를 상기 인쇄롤의 표면 상에 전사시켜 인쇄 패턴울 형성함과 동시에 상기 인쇄롤의 내부에 제공되는 광조사 장치를 이용하여 상기 인쇄 패턴을 경화시키는 단계
를 포함하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법은
상기 인쇄 패턴과 상이한 새로운 인쇄 패턴의 형성이 요구되는 경우,
d) 상기 인쇄롤로부터 상기 인쇄 패턴을 제거하는 단계;
e) 상기 새로운 인쇄 패턴에 대응되는 새로운 오목홈을 구비하는 새로운 클리체 상에 상기 잉크를 공급하는 단계;
f) 상기 닥터블레이드를 이용하여 상기 새로운 오목홈 내부에 상기 잉크를 충전시키고, 상기 새로운 클리체의 표면 상에 남아 있는 새로운 잔류 잉크를 제거하는 단계; 및
g) 상기 인쇄롤을 상기 새로운 클리체와 접촉하여 회전시켜 상기 새로운 오목홈 내부에 충전된 상기 잉크를 상기 인쇄롤의 표면 상에 전사시켜 상기 새로운 인쇄 패턴을 형성함과 동시에 상기 광조사 장치를 이용하여 상기 새로운 인쇄 패턴을 경화시키는 단계
를 추가로 포함하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법. - 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
상기 광조사 장치는 광원, 및 상기 광원의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 광원의 온/오프 동작, 및 상기 잉크의 종류에 따라 경화에 필요한 최적의 광량을 가변적으로 조절하는 동작을 제어하는 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020110037227A KR101265147B1 (ko) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110037227A KR101265147B1 (ko) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 개선된 인쇄롤 상의 인쇄 패턴 형성 장치 및 방법 |
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ID=47286625
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|---|---|---|---|---|
| KR20080062952A (ko) | 2006-12-29 | 2008-07-03 | 엘지디스플레이 주식회사 | 인쇄롤, 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 |
| KR20110032261A (ko) | 2009-09-22 | 2011-03-30 | 삼성전자주식회사 | 인쇄롤 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법 |
-
2011
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