KR101736542B1 - 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법에 관한 것이다. 본 발명은 구동유닛과 상기 구동유닛의 일측 상부에 형성된 스테이지 유닛과 상기 스테이지 유닛의 상부에 형성되어 탈부착이 가능한 인쇄요판과 상기 스테이지 유닛의 일측에 각도가 최대 45°까지 조절되도록 닥터 블레이드가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되며, 타측에는 상기 닥터 블레이드를 장착하도록 각각 형성되며 상기 구동유닛의 전면과 후면의 상부에 형성된 가이드를 따라 이동하는 닥터 블레이드 유닛과 상기 구동유닛의 타측 상부에 형성되는 진공판 유닛과 상기 진공판 유닛의 상부에 형성되어 있는 기판과 상기 기판의 상부에는 지지부재에 의하여 하부가 지지되며, 상부에는 상기 구동유닛의 모터와 연결되어 상,하,전,후 이동이 가능한 고정지그로 고정되는 인쇄시트 유닛과 상기 지지부재 상부에는 수직방향으로 양끝단부에 형성되는 롤 구동축에 의하여 구동되는 부착롤러와 상기 부착롤러의 일측에 형성되는 압착롤러와 상기 지지부재의 양측에는 상기 부착롤러와 상기 압착롤러를 고정시키며, 하부는 상기 가이드를 따라 이동하는 롤 구동축과 상기 진공판 유닛의 일측에 고정, 형성되어 상기 진공판 유닛의 유동과 위치의 이탈을 방지하는 얼라이먼트 포지셔닝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

오프셋 인쇄장치와 인쇄방법 {Offset printing Apparatuse and printing Method}

본 발명은 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 가로 미세패턴 형상이 세로 미세패턴에 비교하여 상대적으로 불균일하게 인쇄되는 문제를 해결할 수 있는 미세패턴에 대한 구현 능력이 우수한 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법에 관한 것이다.

일반적으로 터치스크린패널, 플라즈마디스플레이패널, 액정표시장치(LCD), 형광표시장치, 혼성집적회로 등의 전자 소자는 기판 상에 수많은 층들의 패턴이 형성되어 제작된다.

이러한 패턴을 형성하는 방법에는 지금까지는 포토리소그래피 공정이나, 패턴형성용 페이스트를 사용해서 패턴을 형성하는 스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등의 방법이 주로 많이 사용되어 왔으며, 이외에도 감광성 페이스트를 이용한 Photosensitive Printing 방법, 임프린트 공정 등이 있다.

근래, 터치스크린 패널에서 전극 등의 미세패턴 형성, 유전체층 등의 형성, 혹은 장벽의 형성은 층두께나 패턴의 정밀도를 높은 레벨로 유지하면서 낮은 제조비용으로 실시 가능한 것이 요구되고 있다.

스크린 인쇄방법은 전극을 형성하는 방법으로 가장 많이 사용을 해 왔으나, 근래에 요구되는 패턴의 정밀도와 정확도를 확보 하는 데는 무리가 있다. 스크린인쇄판을 구성하는 메시(mesh)재료의 늘어남 등, 변형에 의한 인쇄정밀도에 한계가 있고, 또 형성한 패턴에 메시의 그물눈이 생기거나 패턴에 얼룩이 발생하여 패턴의 테두리정밀도가 낮다는 문제가 있다. 따라서, 50 이하의 선폭을 형성하는 전자소자에서는 스크린 인쇄방법이 적용되지 않고 있다.

포토리소그래피 공정은 금속의 박막증착을 해야 하며, 소정의 패턴 마스크를 제작해야 하고, 화학적 에칭, 스트립핑 과정을 반복해야하므로 제작공정이 복잡하고, 환경에 유해한 화학 폐기물을 다량발생 시키는 문제점이 있다. 이는 곧 제작비용의 상승으로 연결되어 제품의 경쟁력을 떨어뜨린다.

Photosensitive Printing 방법은 Photo lithography 과 Screen printing 방법이 혼합된 방법으로, 두 종류의 제조 설비를 보유한 업체에서는 공정적용이 가능은 하겠지만, 비교적 많은 공정수와 복잡한 공정난이도, 높은 재료비용과 설비 투자비 등의 문제점을 가지고 있다.

Imprint 방법은 10 이하의 미세패턴도 형성 가능한 매우 우수한 금속 배선 형성방법이지만, 비 패터닝 부분(주로 투명전극)의 광학적 특성을 저하시키는 단점이 있으므로, 터치스크린과 같은 광학적 특성을 요구하는 분야에서는 극히 제한적으로 적용되고 있다.

오프셋 인쇄법은 그라비아롤 또는 판에 음각 패턴을 형성하여, 거기에 페이스트를 채워 넣고, 블랭킷의 전이특성을 이용하여 평판표시장치나 터치스크린 등의 전극 형성에 사용되고 있는 인쇄방법이다.

일반적으로, 오프셋 인쇄법은 닥터링(doctoring)단계와 오프(off) 단계, 그리고 세트(set) 단계의 3 단계로 나누어지며, 닥터링(doctoring)단계에서는 미세한 선폭과 깊이로 패턴이 형성된 인쇄롤 상에 페이스트 조성물을 충진 한후 상기 인쇄롤 상에 묻어있는 조성물을 긁어낸다. 이후 오프 단계에서, 불랭킷롤과 조성물이 채워진 인쇄롤을 연속하여 압착하면서 회전시켜 인쇄롤 홈에 채워진 조성물을 표면이 실리콘 고무로 된 블랭킷롤 표면에 전사시킨다. 그리고 세트 공정에서 표면이 실리콘 고무로 된 블랭킷을 기판위에 압착하면서 회전시켜, 실리콘 블랭킷 표면상에 전사된 조성물을 기판 위로 다시 전사시켜 패턴을 형성한다.

오프셋 인쇄방법으로 패턴을 형성하면, 30 이하의 패턴도 구현 가능한, 높은 해상도 및 공정이 간략하고, 저렴한 투자비 및 재료비 등으로 제조비용의 저감이 가능한 장점이 있다.

이하에서는 종래 오프셋 인쇄방법 기술의 문제점에 대하여 서술하기로 한다.

보통의 오프셋 인쇄방법은 상기에서 서술한 많은 장점에도 불구하고, 인쇄되어지는 가로패턴의 형상이 불균일하며, 공정 난이도가 높고, 적용되는 재료, 숙련된 기술 및 기능인력 부족 등의 문제로 실제 제품을 생산하는 공정으로는 보편화되지 못하고 있으며, 근래 들어 많은 수요가 큰 폭으로 증가하고 있는 윈도우 일체형 (OGS 방식) 터치센서의 제조공정으로는 적용되지 못하고 있는 실정이다.

상기 오프셋 인쇄의 문제점 중 가장 중요한 것은, 인쇄되어진 패턴의 형상 문제가 있으며, 특히 가로패턴의 형상이 세로패턴 대비 상대적으로 불균일하게 인쇄되는 문제가 있는데, 이것은 인쇄 장치의 구조, 인쇄방법, 재료 등의 인자가, 하나 또는 두개 이상의 원인이 복합적으로 작용하여 아래와 같은 부적합한 형상으로 패턴이 인쇄가 되어지는 것이다. 도 1a은 종래의 오프셋 인쇄패턴의 형상을 나타낸 도면이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 상기 부적합한 패턴형상의 발생 원인을 인쇄 장치의 구조에서 살펴보면 먼저, 인쇄요판 위에 뿌려진 Paste를 Doctor Blade라는 칼날로 긁어내어 음각 형태로 새겨진 인쇄요판에 충진 시키게 되는데, 이때 칼날이 가로패턴의 부위에 깊게 들어가서 Paste를 긁어내게 되면서, Off되는 Paste의 양이 적게 붙여오게 됨으로써, Set되는 패턴의 형상 또한 비정상적이게 되며, Blade 날 표면의 높은 표면 조도 차에 의하여, Blade의 골부분을 통하여 Doctoring 되지 않은 Paste가 패턴의 형상과 무관한, 불필요한 선들이 작업 초반에 인쇄되어지기도 하며, 세로선이 두개로 갈라져 정상적인 선폭보다 얇고 가는 패턴이 인쇄되어 지기도 한다.(도 1b 참조)

그리고, 인쇄횟수가 늘어남에 따라 블랭킷이 용제 흡수로 인한 시트의 부풀음으로 인하여, 인쇄(Set)되어지는 패턴의 형상이 넓게 퍼지며 밀려나는 형태로 인쇄가 됨으로써, 이러한 상기의 부적합한 형태의 패턴이 형성된다.

그러나, 이러한 부적합한 형태의 패턴이 형성되는 근본적인 원인으로는, Doctoring되는 인쇄요판과 Blade날의 각도 및 표면조도, 그리고, Off 및 Set되는 블랭킷 실린더 등의 장치 구조가 재료의 변화(블랭킷 시트의 팽윤)와 Match가 되지 않기 때문이다. (도 1c 참조)

종래에는 이러한 인쇄 형상의 문제를 해결하기 위하여, 인쇄요판의 패턴각도를 인쇄방향으로부터 5°이상 틀어지게 설계 및 제작하여 인쇄하고 있으나, 이 방법은 롤투롤(Roll to Roll) 장비에서 처럼 인쇄 폭이 정해져있는 Film 형태의 기판에, 동일한 수량의 인쇄물을 제조하기 위해서는 실린더 폭에 의한 패턴의 틀어짐이 한계가 있으며, Glass 등과 같은 기판에 인쇄할 경우에는, Stage의 각도 및 Alignment Mark 위치 등의 조절이 불가피 하는 등, 여러 다른 문제들을 야기한다.

또한, 인쇄형상의 퍼짐과 밀림형상을 제어하기 위하여, Blanket sheet가 덮혀 있는 한 개의 블랭킷 실린더를, 압력과 회전속도 및 인쇄 속도를 조절하는 방법으로 인쇄하고 있으나, 연속적인 작업 중에는 그 형상의 확인이 곤란할 뿐만 아니라, 숙련된 기술과 경험 없이 이를 제어하기는 더더욱 곤란하기 때문에, 오프셋 인쇄는 어려운 패턴 형성 방법이라고 말하고 있다.

따라서, 이러한 상기 문제점을 해결하기 위하여 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법의 개선이 요구되고 있다.

KR2013-0070266 10 KR2010-0028687 10 KR2011-0011465 10

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄되는 패턴의 직진성 및 인쇄형상이 우수한 오프셋 인쇄장치 및 인쇄방법을 이용하여 터치스크린, PDP, 액정 등의 화상 표시장치 등과 같은 미세하면서도 높은 정밀도가 요구되는 패턴형성 공정에 제공되는 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동유닛과 상기 구동유닛의 일측 상부에 형성된 스테이지 유닛과 상기 스테이지 유닛의 상부에 형성되어 탈부착이 가능한 인쇄요판과 상기 스테이지 유닛의 일측에 각도가 최대 45°까지 조절되도록 닥터 블레이드가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되며, 타측에는 상기 닥터 블레이드를 장착하도록 각각 형성되며 상기 구동유닛의 전면과 후면의 상부에 형성된 가이드를 따라 이동하는 닥터 블레이드 유닛과 상기 구동유닛의 타측 상부에 형성되어 기판의 유동과 위치 이탈을 방지하는 진공판 유닛과 상기 진공판 유닛에 포함되는 진공판과 상기 진공판의 상부에 고정, 형성되어 있는 기판과 상기 기판의 상부에는 지지부재에 의하여 하부가 지지되며, 상부에는 상기 구동유닛의 모터와 연결되어 상,하,전,후 이동이 가능한 고정지그로 고정되는 인쇄시트 유닛과 상기 지지부재 상부에는 수직방향으로 양끝단부에 형성되는 롤 구동축에 의하여 구동되는 부착롤러와 상기 부착롤러의 일측에 형성되는 압착롤러와 상기 지지부재의 양측에는 상기 부착롤러와 상기 압착롤러를 고정시키며, 하부는 상기 가이드를 따라 이동하는 롤 구동축과 상기 기판의 일측에 형성되어 상기 기판의 인쇄위치를 정렬시켜주는 얼라이먼트 포지셔닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 부착롤러는 상기 인쇄시트를 상기 인쇄요판 또는 기판에 부착시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 압착롤러는 상기 인쇄요판 또는 상기 기판으로부터 상기 인쇄시트에 페이스트를 오프(off) 또는 상기 인쇄시트로부터 상기 기판으로 셋하는 것을 특징으로 한다.

또한, 인쇄작업을 준비하는 단계와 닥터링(Doctoring)하는 단계와 오프(Off)하는 단계와 전사(페이스트를 인쇄시트에 옮김)하는 단계를 포함하는 것이다.

그리고, 상기 단계는 인쇄요판을 스테이지 유닛에 장착하는 단계와 인쇄시트를 고정지그에 장착하고 상기 인쇄시트의 장력을 조절하는 단계와 닥터 블레이드를 닥터 블레이드 유닛에 장착하고 날의 각도를 상기 인쇄요판의 음각 패턴방향과 최대 45도의 각도로 틀어지게 조절하는 단계와 상기 닥터 블레이드 및 인쇄시트가 장착된 고정지그와 상기 인쇄요판 및 진공 판 유닛과의 간격을 조절하는 단계와 영점위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 인쇄요판의 상부에 도포된 페이스트를 닥터 블레이드로 긁어내어 상기 인쇄요판의 음각 패턴부분에 페이스트를 채우는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 인쇄요판의 상부에 인쇄시트를 이동시켜 정지하는 단계와 롤 구동축을 구동하여 부착롤러로 상기 인쇄시트의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판과 상기 인쇄시트를 부착시키는 단계와 압착롤러로 상기 인쇄시트의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판에 충진된 페이스트를 떠내어 상기 인쇄시트에 수용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 단계는 롤 구동축과 오프한 상기 인쇄시트 유닛을 진공 판 유닛의 상부로 이동시켜 정지하는 단계와 상기 롤 구동축을 구동시켜 부착롤러로 상기 인쇄시트의 상부를 가압하여 밀어서 기판과 상기 인쇄시트를 부착시키는 단계와 압착롤러로 상기 인쇄시트의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄시트에 충진된 페이스트를 기판으로 전사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 오프셋 인쇄장치와 인쇄방법의 효과는 다음과 같다.

첫째, 인쇄요판의 패턴이 구현하고자하는 패턴과 동일한 방향으로 형성하여, 패턴 판(Plate)의 면적 및 인쇄 장치의 체적이 작아서 작업공간을 종래보다 넓게 사용할 수 있으며, 인쇄기에 간단하게 패턴 판을 장착하여 사용 가능하다.

둘째, 블랭킷 및 패턴 판의 교체가 매우 용이하여, 교체 시간을 단축시킴으로써 작업효율을 향상시킨다.

셋째, 닥터링(Doctoring) 각도의 조절이 가능하여, 가로패턴에 대한 칼날(Blade)이 빠지는 것을 감소시킴으로써, 인쇄되는 패턴의 직진성이 향상된다.

넷째, 2개 이상의 롤러를 사용하여 밀착 및 가압하여 전사함으로써, 패턴의 인쇄형상이 왜곡되는 것을 방지함으로써, 직진성의 향상 및 연속 인쇄성이 향상이 가능하다.

다섯째, 본 발명에 의하여 형성된 패턴은, Roll to Plate 방식의 블랭킷 실린더를 이용한 그라비아 오프셋 인쇄를 통하여 형성된 것보다 인쇄방향과 관계없이 30 이하의 전극 또는, 10 이하의 메쉬 형태의 패턴 형성이 가능하며, 특히 G2 -Type 터치센서의 전극 및 Bridge를 형성하는데 있어서, 종래의 증착 박막에 포토리소그래피 방법으로 패턴을 형성하는 것보다 매우 신속하고, 효율적이며, 친환경적인 동시에, 경제적으로도 제조비용의 절감이 가능하므로 제품의 경쟁력 향상이 가능하다.

도 1a는 종래의 오프셋 인쇄장치에서의 인쇄패턴의 형상을 나타낸 도면.
도 1b는 종래의 오프셋 인쇄장치의 측단면도를 나타낸 사진.
도 1c는 종래의 오프셋 인쇄장치의 오프(off)단계의 과정을 나타내는 측단면도를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명에 의한 인쇄장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 인쇄장치의 평면도.
도 4는 본 발명의 인쇄방법으로 인쇄가 되는 원리를 설명하는 사진.
도 5는 본 발명에 의한 인쇄방법의 간략한 흐름도.
도 6은 인쇄방법 중에서 인쇄작업을 준비하는 단계의 구체적인 흐름도.
도 7은 인쇄방법 중에서 오프(off)하는 단계의 구체적인 흐름도.
도 8은 인쇄방법 중에서 전사하는 단계의 구체적인 흐름도.

본 발명의 구성적 특징은 구동유닛과 상기 구동유닛의 일측 상부에 형성된 스테이지 유닛과 상기 스테이지 유닛의 상부에 형성되어 탈부착이 가능한 인쇄요판과 상기 스테이지 유닛의 일측에 각도가 최대 45°까지 조절되도록 닥터 블레이드가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되며, 타측에는 상기 닥터 블레이드를 장착하도록 홈이 형성되며 상기 구동유닛의 전면과 후면의 상부에 형성된 가이드를 따라 이동하는 닥터 블레이드 유닛과 상기 구동유닛의 타측 상부에 형성되어, 상기 스테이지 유닛과 접하며, 기판의 유동과 위치 이탈을 방지하는 진공판 유닛과 상기 진공판 유닛에 수용되는 진공판과 상기 진공판의 상부에 고정, 형성되어 있는 기판과 상기 기판의 상부에는 지지부재에 의하여 하부가 지지되며, 상부에는 상기 구동유닛의 모터와 연결되어 상,하,전,후 이동이 가능한 고정지그로 고정되는 인쇄시트 유닛과 상기 지지부재 상부에는 수직방향으로 양끝단부에 형성되는 롤 구동축에 의하여 구동되는 부착롤러와 상기 부착롤러의 일측에 형성되는 압착롤러와 상기 지지부재의 양측에는 상기 부착롤러와 상기 압착롤러를 고정시키며, 하부는 상기 가이드를 따라 이동하는 롤 구동축과 상기 기판의 일측에 형성되어 인쇄위치를 정렬시켜주는 얼라이먼트 포지셔닝에 있는 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 인쇄장치의 사시도와 평면도가 도시되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 인쇄장치(100)는 하부에 사각형태의 구동유닛(10)이 형성되어 있다.

상기 구동유닛(10)의 일측 상부에는 스테이지 유닛(30)과 상기 스테이지 유닛(30)의 상부에 형성되어 탈부착이 가능한 인쇄요판(31)과 닥터 블레이드(51)가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되는 닥터 블레이드 유닛(50)이 마련된다. 상기 닥터 블레이드 유닛(50)은 상기 스테이지 유닛(30)의 일측에 각도가 최대 45°까지 조절되도록 닥터 블레이드(51)가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되며, 타측에는 상기 닥터 블레이드(51)를 장착하도록 홈(미도시)이 형성되며 상기 구동유닛(10)의 전면과 후면의 상부에 형성된 가이드(12)를 따라 이동한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 구동유닛(10) 타측 상부에 형성되는 진공판 유닛(20)과 상기 진공판 유닛(20)의 진공판(21)과 상부에 형성되어 있는 기판(22)과 상기 기판(22)의 상부에 형성된 고정지그(44)로 고정되는 인쇄시트 유닛(40)과 상기 지지부재(45) 상부에는 수직방향으로 양끝단부에 형성되는 롤 구동축(11)에 의하여 구동되는 부착롤러(41)와 상기 부착롤러(41)의 일측에 형성되는 압착롤러(42)와 상기 지지부재(45)의 양측에는 상기 부착롤러(41)와 상기 압착롤러(42)를 고정시키며, 하부는 상기 가이드(12)를 따라 이동하는 롤 구동축(11)과 상기 진공판 유닛(20)의 일측에 고정, 형성되어 있다.

그리고, 상기 기판(22)의 일측에 형성되어 인쇄위치를 정렬시켜주는 얼라이먼트 포지셔닝(70)이 형성되어 있다. 도시된 대로, 상기 얼라이먼트 포지셔닝(70)의 양측을 지지하여 고정하는 고정판(도면부호는 생략)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 진공판 유닛(20)에 포함된 진공판(21) 상부에 인쇄하고자 하는 패턴을 흔들리지 않고 정확하게 생성시킬 수 있는 것이다.

상기 인쇄요판(31)은 두께가 유리 또는 평평하고 단단한 형태로 된 금속 또는 비금속 재질의 지지체로 10mm 이하의 두께이며, 상단에는 거울과 같은 형태로 1mm 두께 이하의 금속박판 표면에 3~30㎛ 깊이의 심도로 포토 리소그래피 또는 레이저 에칭방법으로 음각 패턴을 형성하며, 패턴의 형성방향은 구현하고자 하는 패턴과 동일한 방향으로 형성되었으며, 인쇄요판(31)에 패턴 판(미도시)의 장착 및 교체가 용이하고록 하여 인쇄의 작업성을 향상시키는 것이다.

상기 닥터 블레이드(51)는 규격된 크기의 날을 연마제 등의 길이 방향으로 경면(鏡面) 연마하여 블레이드 홀더(도면부호는 생략)에 삽입 고정하여 닥터 블레이드 유닛(50)에 장착한 후에, 닥터링(Doctoring) 각도를 구동방향과 수직인 방향으로부터 그 방향을 0°~ 45°로 조절하도록 하여 가로패턴에 대한 닥터 블레이드(51)의 빠짐을 초소화시키도록 하여 인쇄되는 패턴의 직진성을 향상시키는 것이다. 따라서, 종래 기술의 단점인 패턴의 인쇄형상이 왜곡되는 것을 방지할수가 있는 것이다.

이하에서는, 인쇄시트(43) 및 인쇄시트 홀더(44)와 부착롤러(41)와 압착롤러(42)에 관한 설명을 하기로 한다.

상기 인쇄시트(43)는 부착롤러(41)와 압착롤러(42)와 분리가 되어 인쇄요판(31) 또는 기판(21)과 1~3mm 정도의 간격으로 평행하게 떠 있는 형태로 인쇄시트 홀더(44)에 고정되어 있다.

그리고, 인쇄시트 홀더(44)는 인쇄장치(100)에 형성되는 구동모터(미도시)와 연결되어 위치의 상하전후 이동이 가능하도록 하며, 부착롤러(41)는 인쇄진행 방향의 전단에는 인쇄시트(43)를 상기 인쇄요판(31) 또는 기판(22)에 부착시키는 기능을 수행하는 것이다.

또한, 인쇄진행 방향의 후단에는 인쇄요판(31) 또는 기판(22)으로부터 인쇄시트(43)에 페이스트(60)를 오프(off)하거나 또는 인쇄시트(43)로부터 기판(22)으로 셋(Set)하는 기능을 수행하는 압착롤러(42)를 포함한다.

상기 압착롤러(42)는 인쇄시트(43)를 패턴 또는 기판(22)에 밀착 가압하여 인쇄요판(31)의 페이스트(60)를 기판(22)으로 전사함으로서 패턴을 형성하는 과정을 반복하는 연속 인쇄로 팽윤되는 인쇄시트(43)가 오프(off) 및 세트(set) 압력에 의하여 퍼지거나 밀리는 형태로 그 인쇄형상이 왜곡되는 것을 방지함으로 인쇄방향과 관계없이 인쇄되는 패턴의 직진성 및 인쇄형상이 우수한 패턴을 형성하게 되는 것이다.

이하에서는 상기에서 설명한 본 발명에 의한 오프셋 인쇄장치(100)를 가지고 인쇄하는 방법에 대하여 도면(도 4 ~ 도 8)을 참조하여 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 인쇄방법으로 인쇄가 되는 원리를 설명하는 사진이다.

도 5를 보면 먼저, 인쇄작업을 준비하는 단계를 거치게 되는데, (제1단계) 작업을 준비하는 제1단계를 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면, 인쇄요판(31)을 스테이지 유닛(30)에 장착하는 제10단계와 인쇄시트(43)를 고정지그(44)에 장착하고 상기 인쇄시트(43)의 장력을 조절하는 제11단계와 닥터 블레이드(51)를 닥터 블레이드 유닛(50)에 장착하고 상기 닥터 블레이드(51)의 각도를 상기 인쇄요판(31)의 음각 패턴방향과 최대 45°의 각도로 틀어지게 조절하는 제12단계와 닥터 블레이드(51) 및 인쇄시트(43)가 장착된 고정지그(44)와 상기 인쇄요판(31) 및 진공 판 유닛(20)과의 간격을 조절하는 제13단계와 원점위치(도 2 참조)로 이동시키는 제14단계를 포함하는 것이다.

그 다음 단계로 닥터링(Doctoring)하는 순서를 거치게 된다. (제2단계) 참고로, 본 명세서 상의 닥터링이라는 것은 페이스트(60)를 긁어내는 것을 의미한다.

도 4와 도 6을 참조하여 설명하면, 도시한 바와 같이 상기 제2단계의 닥터링(Doctoring)이라는 것은 다시 말해서, 인쇄요판(31)의 상부에 도포된 페이스트(60)를 닥터 블레이드(51)로 긁어내어 상기 인쇄요판(31)의 음각 패턴의 부분에 페이스트(60)를 채우는 것이다.

그 다음 제3단계로 오프(Off)를 하는 것이다. 도 4와 도 7을 참조하여 설명하기로 한다. 본 명세서에서 상기 '오프(Off)'라는 것은 인쇄요판(31) 등에 충진된 페이스트(60)를 소정의 도구를 이용하여 떼어내는 것을 의미한다.

상기 제3단계의 오프(Off) 단계는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 인쇄요판(31)의 상부에 인쇄시트(43)를 이동시켜 정지시키는 것이다. (제30단계)

다음으로, 롤 구동축(11)을 구동하여 부착롤러(41)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판(31)과 상기 인쇄시트(43)에 부착시키는 것이다. (제31단계)

그 다음, 압착롤러(42)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판(31)에 충진된 페이스트(60)를 떠내어 상기 인쇄시트(43)에 수용하는 것이다. (제32단계)

마지막으로, 도 4와 도 8을 참조하여 설명하면, 전사(페이스트(60)를 인쇄시트(43)에 옮김) 인쇄하는 단계이다. 본 명세서에서 상기 '전사'라는 용어는 상기 제3단계에서 오프된(떼어낸) 페이스트(60)를 기판(22)에 붙히는 것을 의미한다. (제4단계)

롤 구동축(11)과 오프한 인쇄시트 유닛(40)을 진공 판 유닛(20)의 상부로 이동시켜 정지하는 것이다. (제40단계)

상기 롤 구동축(11)을 구동시켜 부착롤러(41)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 기판(22)과 상기 인쇄시트(43)를 부착시키는 것이다. (제41단계)

다음에, 압착롤러(42)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄시트(43)에 충진된 페이스트(60)를 기판(22)으로 전사하여 인쇄시키는 것이다. (제42단계)

실시예

이하에서는 본 발명에 의한 장치와 방법을 통한 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하고자 한다.

다만, 하기 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.

인쇄 작업의 준비

이하의 본 발명의 시험예에 사용되는 장치 및 재료는 다음과 같이 준비하였다.

1) 기존 시판중인 오프셋인쇄용 도전성 페이스트 (FP-710GO)

2) 단일층 구조를 갖는 오프셋 인쇄용 블랭킷 (TI-7300)

3) 인쇄장치 및 패턴 형상이 인쇄방향과 동일한 4인치급 터치스크린용 인쇄요판

4) 1인치폭, 0.2t 두께, SUS 304재질의 날끝 표면이 연마처리된 Doctor Blade.

5) 표면고무경도가 30도인 실리콘으로 코팅된 1인치 직경의 부착 롤러

6) 표면고무경도가 60도인 실리콘으로 코팅된 2인치 직경의 압착 롤러

7) PET Film : 기판 용도의 투명 인쇄지

시험예

시험예 1. 작업 조건의 설정.

이하의 본 발명의 시험예에 사용되는 동일한 작업조건을 다음과 같이 [표 1]에 정리하였으며, 비교예와 실시예로 구별되어지는 작업조건을 이하 [표 2]에 정리하였다.

[표 1]

[표 2]

시험예 2. 인쇄 품질의 평가

비교예 1, 2, 그리고 실시예 1, 2, 3의 인쇄 조건으로 오프셋 인쇄를 진행하여 50 선폭의 패턴을 인쇄지에 형성하였다.

5 회부터 160회까지 인쇄 후, 40회 마다 인쇄한 결과를 각각 표 3a 및 3b에 나타내었으며,이에 대해 다음과 같은 방법으로 인쇄품질을 평가하였다.

1) 평균 선폭 : 인쇄된 시료를 200배 현미경으로 촬영하여, 선폭을 10개소 측정하여, 평균값을 기록하였다.

2) 선폭 균일성 : (1- (측정선폭 중 상위 5개의 평균선폭 - 하위 5개의 평균선폭)/평균선폭 * 100 (%)

3) 선폭 구현능력 : (1- 설계선폭-평균선폭)/설계선폭 * 100 (%)

[표 3a]

[표 3b]

이를 보면, 비교예 1과 2, 그리고 실시예 1의 결과에서, Doctoring 방향이 TD방향(인쇄시트(43) 등과 같은 장비의 방향과 수직되는 방향)에서 많이 틀어질수록 형성되는 패턴의 선폭 균일성(직진성)은 향상됨을 확인 할 수 있으며, 비교예 1과 실시예 2, 그리고 실시예 1과 실시예 3의 결과를 통하여, 부착롤러(41)를 사용하여 인쇄할 경우에는 선폭의 균일성 및 구현율이 향상됨을 확인할 수 있다.

본 발명의 평판 오프셋 인쇄 장치(100)는, Doctoring 방향을 TD방향에서 틀어짐의 조절이 가능하고, 인쇄시트(43)를 인쇄요판(31) 및 기판(21)에 부착롤러(41)로 밀착한 후, 압착롤러(42)로 페이스트(60)를 전사하여 패턴을 형성하는 특징을 가지며, 이를 이용하여 실시예 3의 경우처럼 패턴을 형성하면, 형성되는 패턴의 선폭 균일성(직진성) 및 구현율이 20% 이상 향상됨을 확인 할 수 있었으며, 연속인쇄매수 또한 두 배 이상 향상되는 등, 우수한 인쇄성능을 갖는 것으로 나타났다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명을 상기에 서술한 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 하나의 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한, 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예가 첨부된 청구범위 내에서 수행될 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

10 : 구동유닛 11 : 롤 구동축
12 : 가이드 20 : 진공판 유닛
21 : 진공판 22 : 기판
30 : 스테이지 유닛
31 : 인쇄요판 40 : 인쇄시트 유닛
41 : 부착롤러 42 : 압착롤러
43 : 인쇄시트 44 : 고정지그
45 : 지지부재 50 : 닥터 블레이드 유닛
51 : 닥터 블레이드 60: 페이스트
70 : 얼라이먼트 포지셔닝 100 : 오프셋 인쇄장치

Claims (8)

1. 구동유닛(10);과
   상기 구동유닛(10)의 일측 상부에 형성된 스테이지 유닛(30);과
   상기 스테이지 유닛(30)의 상부에 형성되어 탈부착이 가능한 인쇄요판(31);과
   상기 스테이지 유닛(30)의 일측에 각도가 최대 45°까지 조절되도록 닥터 블레이드(51)가 회동 연결되는 방식으로 장착되어 형성되며, 타측에는 상기 닥터 블레이드(51)를 장착하도록 홈이 형성되며 상기 구동유닛(10)의 전면과 후면의 상부에 형성된 가이드(12)를 따라 이동하는 닥터 블레이드 유닛(50);과
   상기 구동유닛(10)의 타측 상부에 형성되어, 상기 스테이지 유닛(30)과 접하며, 기판(22)의 유동과 위치 이탈을 방지하는 진공판 유닛(20);과
   상기 진공판 유닛(20)에 수용되는 진공판(21)과 상기 진공판(21)의 상부에 고정, 형성되어 있는 기판(22);과
   상기 기판(22)의 상부에는 지지부재(45)에 의하여 하부가 지지되며, 상부에는 상기 구동유닛(10)의 모터와 연결되어 상,하,전,후 이동이 가능한 고정지그(44)로 고정되는 인쇄시트 유닛(40);과
   상기 지지부재(45) 상부에는 수직방향으로 양끝단부에 형성되는 롤 구동축(11)에 의하여 구동되는 부착롤러(41)와 상기 부착롤러(41)의 일측에 형성되는 압착롤러(42);와
   상기 지지부재(45)의 양측에는 상기 부착롤러(41)와 상기 압착롤러(42)를 고정시키며, 하부는 상기 가이드(12)를 따라 이동하는 롤 구동축(11);과
   상기 기판(22)의 일측에 형성되어 인쇄위치를 정렬시켜주는 얼라이먼트 포지셔닝(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 부착롤러(41)는 인쇄시트(43)를 상기 인쇄요판(31) 또는 기판(22)에 부착시키는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 압착롤러(42)는 상기 인쇄요판(31) 또는 상기 기판(22)으로부터 인쇄시트(43)에 페이스트(60)를 오프(off) 또는 상기 인쇄시트(43)로부터 상기 기판(22)으로 셋(Set)하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치.
   
4. 인쇄방법에 있어서,
   인쇄작업을 준비하는 제1단계;와
   닥터링(Doctoring)하는 제2단계;와
   오프(Off)하는 제3단계;와
   전사(페이스트(60)를 인쇄시트(43)에 옮김)하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치를 이용한 인쇄방법.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 제1단계는
   인쇄요판(31)을 스테이지 유닛(30)에 장착하는 제10단계;와
   인쇄시트(43)를 고정지그(44)에 장착하고 상기 인쇄시트(43)의 장력을 조절하는 제11단계;와
   닥터 블레이드(51)를 닥터 블레이드 유닛(50)에 장착하고 날의 각도를 상기 인쇄요판(31)의 음각 패턴방향과 최대 45도의 각도로 틀어지게 조절하는 제12단계;와
   상기 닥터 블레이드(51) 및 인쇄시트(43)가 장착된 고정지그(44)와 상기 인쇄요판(31) 및 진공 판 유닛(20)과의 간격을 조절하는 제13단계;와
   원점위치로 이동시키는 제14단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치를 이용한 인쇄방법.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 제2단계는
   인쇄요판(31)의 상부에 도포된 페이스트(60)를 닥터 블레이드(51)로 긁어내어 상기 인쇄요판(31)의 음각 패턴부분에 페이스트(60)를 채우는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치를 이용한 인쇄방법.
   
7. 제4항에 있어서, 상기 제3단계는
   상기 인쇄요판(31)의 상부에 인쇄시트(40)를 이동시켜 정지하는 제30단계;와
   롤 구동축(31)을 구동하여 부착롤러(41)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판(31)과 상기 인쇄시트(43)를 부착시키는 제31단계;와
   압착롤러(42)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄요판(31)에 충진된 페이스트(60)를 떠내어 상기 인쇄시트(43)에 수용하는 제32단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치를 이용한 인쇄방법.
   
8. 제4항에 있어서, 상기 제4단계는
   롤 구동축(11)과 오프한 인쇄시트 유닛(40)을 진공 판 유닛(20)의 상부로 이동시켜 정지하는 40단계;와
   상기 롤 구동축(11)을 구동시켜 부착롤러(41)로 상기 인쇄시트(43)의 상부를 가압하여 밀어서 기판(22)과 상기 인쇄시트(43)를 부착시키는 41단계;와
   압착롤러(42)로 상기 인쇄시트(32)의 상부를 가압하여 밀어서 상기 인쇄시트(43)에 충진된 페이스트(60)를 기판(22)으로 전사시키는 42단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오프셋 인쇄장치를 이용한 인쇄방법.
   
   
   
   
   

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