KR20110070359A - 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법 - Google Patents

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김종담
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Abstract

본 발명은 장비 간소화 및 세정 공정 시간 단축할 수 있는 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 인쇄 장치는 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판과; 상기 인쇄판과 인접하며, 제2 스테이지 상에 안착된 기판과; 상기 인쇄판 및 상기 기판을 경유하여 상기 기판에 박막 패턴을 전사하는 인쇄 롤러와; 상기 제1 스테이지의 양측에 형성되는 가이드 체인과; 상기 인쇄롤러가 상기 인쇄판을 경유한 후, 상기 가이드 체인을 따라 이동하면서 상기 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정하는 세정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
에어 노즐, 세정액 노즐, 가이드 체인, 인쇄판

Description

인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법{PRINTING DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THIN FILM PATTERN USING THE SAME}
본 발명은 장비 간소화 및 세정 공정 시간 단축할 수 있는 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로-루미네센스(Electro-Luminescence : EL) 표시 장치 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치는 증착(코팅) 공정, 노광 공정, 현상 공정 및 식각 공정 등을 포함하는 마스크 공정에 의해 형성되는 다수의 박막으로 이루어진다. 그러나, 마스크 공정은 제조 공정이 복잡하여 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 인쇄 롤러를 이용한 인쇄 공정을 통해 박막을 형성할 수 있는 연구가 진행되고 있다.
이러한 인쇄 공정은 도 1은 인쇄 롤러(12)의 블랭킷(10)에 인쇄액을 코팅한 후, 홈패턴과 돌출 패턴을 가지는 인쇄판(20)을 이용하여 블랭킷(10)에 인쇄 패턴을 형성한 다음, 그 인쇄 패턴을 제2 스테이지(32)에 안착된 기판(30) 상에 전사함으로써 원하는 박막을 형성하는 공정이다.
여기서, 인쇄판(20)을 통해 인쇄 롤러의 블랭킷에 인쇄 패턴이 형성된 후, 인쇄판(20)은 이송 로봇(40)을 통해 세정기(50)로 반입된다. 인쇄판(20)은 세정기(50)에서 세정이 이루어진 후 이송 로봇(40)을 통해 반출되어 제1 스테이지(22) 상에 안착된다. 제1 스테이지(22)에 안착된 인쇄판(20)은 제1 스테이지(22)에 설치된 얼라인 제어부(도시하지 않음)를 통해 인쇄판(20)의 얼라인을 보정한다.
이와 같이, 인쇄장치는 인쇄판(20)을 세정하기 위한 별도의 세정기(50) 및 이송 로봇(40)에 의해 면적이 커지는 문제점이 있다. 또한, 인쇄판(20)을 세정기(50)로 반송 및 반입하는 시간과, 세정 시간과, 얼라인시간이 추가적으로 필요하므로 공정시간(Tact time)이 증가하게 된다. 뿐만 아니라, 인쇄판(20)은 세정 공정 후 얼라인 보정 공정이 매번 필요하므로 얼라인 정밀도가 변화되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 장비 간소화 및 세정 공정 시간 단축할 수 있는 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판과; 상기 인쇄판과 인접하며, 제2 스테이지 상에 안착된 기판과; 상기 인쇄판 및 상기 기판을 경유하여 상기 기판에 박막 패턴을 전사하는 인쇄 롤러와; 상기 제1 스테이지의 양측에 형성되는 가이드 체인과; 상기 인쇄롤러가 상기 인쇄판을 경유한 후, 상기 가이드 체인을 따라 이동하면서 상기 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정하는 세정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정부는 상기 인쇄판에 세정액을 분사하는 세정액 노즐과; 상기 세정액이 분사된 인쇄판에 기체를 분사하는 에어 노즐과; 상기 인쇄판을 세정한 폐액을 외부로 배기하는 배기라인을 마련하는 배기관과; 상기 배기관으로부터 신장되어 상기 인쇄판과 접촉하는 완충 패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 노즐은 상기 세정부의 이동 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배기관은 상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐이 상기 인쇄판과 이격되도록 상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐과 결합되는 제1 측벽과; 상기 제1 측벽과 결합되도록 형성되어 상기 배기 라인을 마련하며, 상기 완충 패드와 결합된 제2 측벽을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기관은 서스 재질로 형성되며, 상기 완충 패드는 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 패턴의 제조 방법은 인쇄 롤러에 인쇄액을 도포하는 단계와; 상기 인쇄롤러가 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판 상에서 회전하여 상기 인쇄 롤러 상에 박막 패턴을 형성하는 단계와; 상기 인쇄 롤러에 형성된 박막 패턴을 제2 스테이지 상에 안착된 기판 상에 인쇄하는 단계와; 상기 인쇄롤러가 상기 인쇄판 상에서 회전한 후, 상기 제1 스테이지의 양측에 형성되는 가이드 체인을 따라 이동하면서 상기 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인쇄판을 세정하는 단계는 상기 인쇄판에 세정액 노즐을 통해 세정액을 분사하는 단계와; 상기 세정액이 분사된 인쇄판에 에어 노즐을 통해 기체를 분사하는 단계와; 상기 인쇄판과 접촉하는 완충 패드를 통해 상기 인쇄판을 세정한 폐액의 이동경로를 차단하는 단계와; 상기 인쇄판을 세정한 폐액을 배기관의 배기라인을 통해 외부로 배기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법은 인라인 방식의 세정부를 통해 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 바로 세정할 수 있고, 세정부를 인쇄 장치와 함께 구성하므로 장비 면적을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법은 종래 인쇄판을 세정기로 반송 및 반입하는 시간과, 세정 시간과, 얼라인시간이 불필요하므로 공정시간(Tact time)을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치 및 그를 이용한 박막 패턴의 제조 방법은 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정기로 반송 및 반입할 필요가 없으므로 얼라인 정밀도가 향상된다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2은 본 발명에 따른 박막 패턴 형성용 인쇄 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 인쇄 장치는 인쇄 롤러(122)와, 인쇄판(130)과, 세정부(120)와, 가이드 체인(106)을 포함한다.
인쇄 롤러(122)는 제1 스테이지(102) 상에 안착된 인쇄판(130) 및 제2 스테이지(104) 상에 안착된 기판(111)과 순차적으로 접촉되도록 그들(111,130) 상에서 회전하게 된다.
이러한 인쇄 롤러(122)는 인쇄액 공급부로부터의 인쇄액을 그 인쇄 롤러(122)의 외주면에 부착된 블랭킷(110)에 충진한다. 여기서, 인쇄액은 유기물, 또는 무기물, 또는 유기물과 무기물의 혼합물로 이루어진다.
인쇄판(130)은 인쇄 롤러(122)의 블랭킷(110)에 충진된 인쇄액이 원하는 영역에만 남도록 인쇄 롤러(122)와 접촉한다. 이를 위해, 인쇄판(130)은 홈 형태로 형성된 오목 패턴과, 돌출되게 형성된 볼록 패턴을 포함한다. 볼록 패턴은 인쇄 롤러(122)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷(110)에 도포된 인쇄액과 접촉하는 영역이다. 이에 따라, 볼록 패턴 상에는 인쇄 롤러(122)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷(110)의 인쇄액이 전사된다. 오목 패턴은 인쇄 롤러(122)가 인쇄판(130) 상에서 회전하는 경우, 블랭킷(110)에 도포된 인쇄액과 접촉하지 않는 영역이다. 이에 따라, 오목 패턴과 대응하는 블랭킷(110)의 인쇄액은 블랭킷(110)에 남아 인쇄 패턴으로 형성된다.
세정부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄 롤러(122)가 인쇄판(130) 상에서 회전한 후 기판(111)으로 이동할 때, 인쇄판(130) 상으로 이동하여 인쇄판(130)을 세정한다.
이러한 세정부(120)는 에어 노즐(112), 세정액 노즐(114), 완충 패드(116) 및 배기관(118)을 구비한다.
세정액 노즐(114)은 인쇄판(130)과 소정 간격을 유지하면서 세정액을 인쇄판(130)에 분사함으로써 인쇄판(130) 상에 남아 있던 이물질들을 제거한다. 세정액은 예를 들어, 신나 및 아세톤 중 적어도 어느 하나와, 순수(Deionized water : DI)가 혼합됨으로써 형성된다.
에어 노즐(112)은 인쇄판(130)과 소정 간격을 유지하면서 건조 기체를 인쇄판(130)에 분사함으로써 세정액이 분사된 인쇄판(130)을 건조시킨다. 여기서, 건조 기체로는 청정건조공기(clean dried air) 또는 질소 등이 이용된다.
또한, 에어 노즐(112)은 세정부(120)의 진행 방향쪽으로 경사지게 형성되어 세정액이 세정부(120)의 진행 방향으로 이동하도록 건조 기체를 분사한다.
완충 패드(116)는 배기관(118)의 제2 측벽(118b)으로부터 신장되어 인쇄판(130)과 접촉하게 형성된다. 이 완충 패드(116)는 제2 측벽(118b)보다 강도가 약한 실리콘계 재질로 형성되어 인쇄판(130)과 접촉시 인쇄판(130)의 손상을 방지한다. 이러한 완충 패드(116)를 통해 인쇄판(130) 상에 잔존하는 이물질을 세정하여 생성된 폐액의 이동 경로가 차단된다.
배기관(118)은 세정액에 내산성을 가지는 재질, 예를 들어 서스(SUS) 재질로 형성되는 제1 및 제2 측벽(118a,118b)으로 이루어진다.
제1 측벽(118a)에는 에어 노즐(112)에 건조 기체를, 세정액 노즐(114)에 세정액을 각각 공급하는 공급관들(도시하지 않음)이 형성된다. 이러한 제1 측벽(118a)의 수평면은 제2 측벽(118b) 상에 형성된다.
제2 측벽(118b)은 제1 측벽(118a)과 서로 마주보도록 결합되어 배기관 내부의 배기라인을 형성한다. 이러한 제1 및 제2 측벽(118a,118b)에 의해 형성된 배기라인은 배기 펌프(도시하지 않음)와 연결된다. 따라서, 배기 펌프의 펌핑에 의해 배기 라인을 통해 인쇄판(130) 상에 잔존하는 이물질을 세정하여 생성된 폐액이 외부로 방출된다.
한편, 도 3에서 도시된 배기관(118)이 지면과 반대방향으로 신장되게 형성되므로 세정액이 배기관(118)을 통해 지면 반대 방향으로 상승하여 외부로 방출되는 것을 예로 들어 설명하였지만 배기관(118)이 지면을 향하도록 신장되게 형성될 수도 있다.
가이드 체인(106)은 세정부(120)의 양측에 형성되어 세정액 노즐(114)과 에어 노즐(112)이 인쇄판(130)으로부터 소정 간격을 유지하고, 완충패드(116)가 인쇄판(130)과 접촉하면서 이동할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 인라인 방식의 세정부(120)를 통해 제1 스테이지(102) 상에 안착된 인쇄판(130)을 인쇄판(130)의 이동없이 바로 세정할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 종래 인쇄판을 세정기로 반송 및 반입하는 시간과, 세정 시간과, 얼라인시간이 불필요하므로 공정시간(Tact time)을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 세정부(120)를 인쇄 장치와 함께 구성하므로 장비 면적을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 인쇄 장치는 인쇄판(130)의 이동없이 인쇄판(130)이 제1 스테이지(102) 상에 안착된 상태에서 세정되므로 얼라인의 보정공정이 불필요하므로 얼라인 정밀도가 향상된다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 평면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 인쇄 장치를 이용한 박막 패터닝 방법을 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.
도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이 오목 패턴(134) 및 볼록 패턴(132)을 가지는 인쇄판(130)에 인쇄액(124)이 도포된 인쇄 롤러(122)를 회전시킨다. 볼록 패턴(132)과 접촉하는 영역의 인쇄액(124)은 볼록 패턴(132) 상에 전사되며, 오목 패턴(134)과 접촉하지 않는 영역의 인쇄액(124)은 블랭킷(110)의 표면에 남아 인쇄 패턴(136)으로 형성된다.
이 인쇄 패턴(136)이 형성된 인쇄 롤러(122)는 도 4b 및 도 5b에 도시된 바와 같이 기판(111) 상에서 회전하게 된다. 이에 따라, 기판(111) 상에는 인쇄 패턴(136)이 전사된 후 건조 및 경화되어 박막 패턴(136)으로 형성된다.
박막 패턴(136)이 형성된 후 도 4c에 도시된 바와 같이 인쇄판(130)을 세정하기 위한 세정부(120)는 인쇄판(130)으로 이동하게 된다. 세정액 노즐(114), 에어 노즐(112), 완충 패드(116) 및 배기관(118)을 가지는 세정부(120)는 가이드 체인(106)을 따라 이동하면서 인쇄판(130)을 세정한다. 즉, 세정액 노즐(114)이 인 쇄판(130)에 세정액을 분사하여 인쇄판(130)을 세정하고, 세정액이 분사된 인쇄판(130)에 에어 노즐(112)을 통해 기체를 분사한 다음, 완충 패드(116)에 의해 이동 경로가 차단된 인쇄판(130)을 세정한 폐액을 배기관(118)의 배기라인을 통해 외부로 배기한다. 이러한 과정을 통해 인쇄판(130)의 세정이 완료된 후 세정부(120)는 원위치로 복귀하게 된다.
한편, 기판(111) 상에 박막 패턴이 형성된 후 인쇄판(130)을 세정하는 것을 예로 들어 설명하였지만 이외에도 인쇄 롤러(122)가 인쇄판(130) 상에서 회전한 후 기판(111) 상에서 회전할 때, 인쇄판(130)은 세정부(120)를 통해 세정될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 인쇄 장치로는 액정 표시 패널 뿐만 아니라 플라즈마 디스플레이 패널, 전계 발광 표시 패널 및 전계 방출 소자 등의 평판 표시 소자의 박막 또는 후막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 액정층(171)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(180) 및 칼라 필터 기판(160)을 구비한다.
칼라 필터 기판(160)은 상부기판(162) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(164), 칼라필터(166), 공통 전극(168), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.
박막 트랜지스터 기판(180)은 하부 기판(182) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(186) 및 데이터 라인(184)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(188) 와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(170)을 구비한다.
이러한 액정 표시 패널의 컬러필터(166), 블랙 매트릭스(164) 및 컬럼 스페이서와, 유기 전계 발광 소자의 발광층을 포함하는 유기박막층 등과 같은 유기물질로 형성되는 박막 패턴과, 액정 표시 패널의 박막트랜지스터(188), 게이트 라인(186), 데이터 라인(184) 및 화소 전극(170) 등과 같은 무기물질로 형성되는 박막을 패터닝하기 위한 마스크로 이용되는 유기 패턴은 본원 발명에 따른 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래 인쇄 장치의 인쇄판 세정 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인쇄 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 세정부를 상세히 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2에 도시된 인쇄 장치를 이용한 인쇄 공정을 통해 형성되는 박막 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 인쇄 장치를 이용한 인쇄 공정을 통해 형성되는 박막 패턴의 제조 방법을 구체적으로 설명하기 위한 사시도 및 단면도들이다.
도 6은 도 4a 내지 도 4c와 도 5a 및 도 5b의 제조 방법에 의해 형성된 박막 패턴을 가지는 액정 표시 패널을 나타내는 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
112 : 에어 노즐 114 : 세정액 노즐
116 : 완충 패드 118 : 배기관
120 : 세정부 130 : 인쇄판

Claims (10)

  1. 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판과;
    상기 인쇄판과 인접하며, 제2 스테이지 상에 안착된 기판과;
    상기 인쇄판 및 상기 기판을 경유하여 상기 기판에 박막 패턴을 전사하는 인쇄 롤러와;
    상기 제1 스테이지의 양측에 형성되는 가이드 체인과;
    상기 인쇄롤러가 상기 인쇄판을 경유한 후, 상기 가이드 체인을 따라 이동하면서 상기 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정하는 세정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정부는
    상기 인쇄판에 세정액을 분사하는 세정액 노즐과;
    상기 세정액이 분사된 인쇄판에 기체를 분사하는 에어 노즐과;
    상기 인쇄판을 세정한 폐액을 외부로 배기하는 배기라인을 마련하는 배기관과;
    상기 배기관으로부터 신장되어 상기 인쇄판과 접촉하는 완충 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에어 노즐은
    상기 세정부의 이동 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기관은
    상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐이 상기 인쇄판과 이격되도록 상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐과 결합되는 제1 측벽과;
    상기 제1 측벽과 결합되도록 형성되어 상기 배기 라인을 마련하며, 상기 완충 패드와 결합된 제2 측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기관은 서스 재질로 형성되며, 상기 완충 패드는 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  6. 인쇄 롤러에 인쇄액을 도포하는 단계와;
    상기 인쇄롤러가 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판 상에서 회전하여 상기 인쇄 롤러 상에 박막 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 인쇄 롤러에 형성된 박막 패턴을 제2 스테이지 상에 안착된 기판 상에 인쇄하는 단계와;
    상기 인쇄롤러가 상기 인쇄판 상에서 회전한 후, 상기 제1 스테이지의 양측에 형성되는 가이드 체인을 따라 이동하면서 상기 제1 스테이지 상에 안착된 인쇄판을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인쇄판을 세정하는 단계는
    상기 인쇄판에 세정액 노즐을 통해 세정액을 분사하는 단계와;
    상기 세정액이 분사된 인쇄판에 에어 노즐을 통해 기체를 분사하는 단계와;
    상기 인쇄판과 접촉하는 완충 패드를 통해 상기 인쇄판을 세정한 폐액의 이동경로를 차단하는 단계와;
    상기 인쇄판을 세정한 폐액을 배기관의 배기라인을 통해 외부로 배기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 에어 노즐은
    상기 세정부의 이동 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 배기관은
    상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐이 상기 인쇄판과 이격되도록 상기 에어 노즐 및 상기 세정액 노즐과 결합되는 제1 측벽과;
    상기 제1 측벽과 결합되도록 형성되어 상기 배기 라인을 마련하며, 상기 완충 패드와 결합된 제2 측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 제조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 배기관은 서스 재질로 형성되며, 상기 완충 패드는 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8857334B2 (en) 2012-03-05 2014-10-14 Samsung Electronics Co., Ltd Cleaning apparatuses for printing plates and printing apparatuses including the same

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