KR100532512B1

KR100532512B1 - 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100532512B1
Application number: KR10-2003-0022191A
Authority: KR
Inventors: 장경호; 강석준
Original assignee: (주)에스티아이
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2005-11-30
Also published as: KR20040087784A

Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법은 질소 분위기하에서 디스플레이 패널(10)을 세정하는 세정 챔버(1)의 습도가 10∼50 %RH로 유지되도록 습도 조절기(3)를 통하여 상기 세정 챔버에 H₂O₂와 N₂를 주입하고; 상기 세정 챔버 상부의 엑시머 램프(2)로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂로부터 수산화기를 발생시키고; 상기 디스플레이 패널을 1000∼4000 mm/min의 속도로 이송하고; 그리고 상기 수산화기로 상기 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 H₂O₂처럼 수산화기를 발생시키지만 H₂O₂보다 세정효율이 다소 작은 탈이온수(DI: Deionized Water)가 사용되는 것도 포함한다.

Description

디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법 및 그 장치{Method of Cleaning Organic Matter on Display Panel and Apparatus Thereof}

발명의 분야

본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기 EL(Electro luminescence) 등과 같은 디스플레이 패널을 비롯한 반도체 웨이퍼(wafer)의 표면에 부착된 유기물질(organic matter)을 세정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 질소분위기 하에서 10∼50 % RH의 습도를 유지하도록 H₂O₂ 또는 탈이온수(DI: Deionized Water)를 사용하고, 엑시머 램프로부터 UV(Ultraviolet)를 조사하여 상기 H₂O₂ 또는 탈이온수로부터 수산화기(OH^-)를 생성시켜, 생성된 수산화기로써 디스플레이 패널 표면에 부착된 유기물을 분해하여 제거하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

발명의 배경

LCD, PDP, 유기 EL 등과 같은 디스플레이 패널은 그 표면에 여러 가지 유기물이 부착되기 때문에 이를 세정하여 제거할 필요가 있다. 본 명세서에서 사용되는 디스플레이 패널은 LCD, PDP, 유기 EL은 물론 반도체 웨이퍼(wafer)도 포함한다.

디스플레이 패널상의 유기물을 세정하는 방법은 습식과 건식으로 분류되며, 건식은 머큐리 램프(mercury lamp) 또는 엑시머 램프(excimer lamp)의 UV(ultra violet)를 이용하는 방법이다.

이제까지 사용되고 있는 머큐리 램프 또는 엑시머 램프에 의한 방법은 대기중의 산소를 오존(O₃)이나 여기산소원자(excited oxygen atom)로 전환시키고, 이들이 유기물을 분해하는 방법이다. 즉, 디스플레이 패널상의 유기물은 오존이나 여기산소원자에 의하여 CO₂, H₂O, CO와 같은 기체로 분해되어 디스플레이 패널로부터 제거된다.

그러나 종래의 머큐리 램프나 엑시머 램프에 의한 유기물 세정방법에서는 오존이 발생되는데, 이 오존은 인체에 해로운 결점을 갖고 있다. 또한 산소를 오존이나 여기산소원자를 전환시키기 위해서는 다량의 자외선이 필요하기 때문에 다수의 램프가 사용되어야 한다. 나아가 오존이나 여기산소원자는 모든 유기물을 분해시키지 못하고 유기물을 선택적으로 분해시켜 세정효과가 우수하지 못한 결점도 갖고 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 종래의 머큐리 램프나 엑시머 램프에 의한 디스플레이 패널 상의 유기물 세정을 보다 효율적으로 하고자 본 발명에 따른 새로운 유기물 세정방법 및 그 장치를 개발하기에 이른 것이다.

유기물을 건식으로 세정하는 방법은 유기물을 산화·분해하는 과정으로, 사용되는 산화제의 종류에 따라 그 산화·분해력이 서로 다르다. 우수한 세정효과를 나타내기 위해서 산화제는 높은 산화력(oxidation potential)을 가져야 한다. 일반적으로 수산화기(OH^-: hydroxyl radical)는 산소원자(O)나 오존(O₃)에 비하여 산화력이 더 높으며, 이 성질을 이용하여 본 발명에서는 수산화기로써 디스플레이 패널 상의 유기물을 세정하는 새로운 방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 엑시머 램프로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂로부터 수산화기를 발생시켜 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 엑시머 램프로부터 자외선을 조사하여 탈이온수(DI: Deionized Water)로부터 수산화기를 발생시켜 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 H₂O₂나 탈이온수를 사용함으로써, 종래보다 적은 수의 엑시머 램프를 사용하여 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 산소를 이용한 유기물 세정방법에서 발생하는 오존 대신에 수산화기를 발생시킴으로써 인체에 해롭지 않은 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엑시머 램프로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂또는 탈이온수(DI: Deionized Water)로부터 수산화기를 발생시키고, 종래보다 적은 수의 엑시머 램프를 사용하여 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하기 위한 세정장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따른 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법은 질소 분위기하에서 디스플레이 패널(10)을 세정하는 세정 챔버(1)의 습도가 10∼50 %RH로 유지되도록 습도 조절기(3)를 통하여 상기 세정 챔버에 H₂O₂와 N₂를 주입하고; 상기 세정 챔버 상부의 엑시머 램프(2)로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂로부터 수산화기를 발생시키고; 상기 디스플레이 패널을 1000∼4000 mm/min의 속도로 이송하고; 그리고 상기 수산화기로 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

산소를 사용하여 오존이나 여기산소원자를 발생시키는 종래의 머큐리 램프나 엑시머 램프를 사용하는 경우 3개의 UV 램프가 필요하지만, 본 발명과 같이 H₂O₂를 사용하여 수산화기를 발생시키는 경우에는 1개의 UV 램프만으로도 충분하다. 이는 수산화기에 의한 반응속도가 산소원자나 오존에 의한 반응속도보다 약 100∼1000 배 정도 크기 때문이다.

나아가 본 발명에서는 H₂O₂보다 세정효율은 다소 작지만 탈이온수(DI: Deionized Water)도 바람직하게 사용될 수 있다.

수산화기는 산소원자나 오존에 비하여 반응속도가 월등히 크고, 산화력이 더 크기 때문에 거의 모든 유기물을 산화·분해할 수 있다. 따라서 종래의 산소원자나 오존을 사용하는 방법에 비하여 더 우수한 세정효과를 가져올 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

제1도는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 위의 유기물 세정방법을 실시하기 위한 세정장치의 개략적인 구성도이다. 상기 유기물 세정장치는 세정 챔버(1), 엑시머 램프(2), 습도 조절기(3), 컨베이어 롤(4), 디스플레이 패널(10)로 구성된다. 상기 엑시머 램프로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂또는 탈이온수(DI: Deionized Water)로부터 수산화기를 발생시키고, 상기 수산화기로 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해한다.

세정 챔버(1)는 질소 분위기하에서 디스플레이 패널(10)을 세정한다. 질소는 상기 세정 챔버 내에 산소를 제거하여 반응 효율을 향상시키기 위하여 투입된다. 디스플레이 패널을 생산하는 공정 중 그 표면에 유기물이 부착되는데, 세정 챔버는 그 유기물을 수산화기(OH^-)의 산화력으로 분해한다.

엑시머 램프(2)는 상기 세정 챔버 상부에 위치하며, 자외선을 조사하여 H₂O₂로부터 수산화기를 발생시킨다. 즉, 자외선이 H₂O₂(HO-OH)의 O-O결합을 공격하여 수산화기(OH^-) 2 개로 분리시킨다.

또한, 자외선은 탈이온수로부터 수산화기를 발생시킨다. 즉, 자외선이 탈이온수(H-O-H)의 O-H결합을 공격하여 수산화기(OH^-)와 수소이온(H⁺)으로 분리시킨다.

산소를 사용하여 오존이나 여기산소원자를 발생시키는 종래의 머큐리 램프나 엑시머 램프를 사용하는 경우 3개의 UV램프가 필요하지만, 본 발명과 같이 H₂O₂를 사용하여 수산화기를 발생시키는 경우에는 1개의 UV램프만으로도 충분하다. 이는 수산화기에 의한 반응속도가 산소원자나 오존에 의한 반응속도보다 약 100∼1000 배 정도 크기 때문이다.

습도 조절기(3)는 H₂O₂와 N₂를 상기 세정 챔버에 공급하여 세정 챔버의 습도를 10∼50 %RH로 유지한다.

컨베이어 롤(4)은 디스플레이 패널을 1000∼4000 mm/min의 속도로 이송한다. 디스플레이 패널은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기EL(Electro luminescence) 등이 있으며, 본 명세서에서는 반도체 웨이퍼(wafer)도 포함한다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

세정 챔버에서 발생하는 라디칼이 수산화기와 여기산소원자로 다른 것을 제외하고 나머지 실시 조건은 양자가 동일하였다. 세정챔버에 N₂ 기체를 투입하였고, 172 nm 자외선을 조사하는 엑시머 램프를 사용하였고, 습도는 30 %RH로 유지하였다. 엑시머 램프를 계속 조사시키면서 조사 시간의 변화에 따른 접촉각(°)을 측정하였다.

실시예 1의 결과를 제2도에 나타내었다. 이로부터 본 발명에 따른 수산화기와 산소원자의 세정능력의 차이를 비교할 수 있다. 조사 시간(sec)은 엑시머 램프로 자외선을 조사한 시간이다. 그리고 접촉각(°)은 디스플레이 패널 상에 물방울을 떨어트렸을 때 물방울이 얇게 퍼지는데, 물방울과 디스플레이 패널의 접촉점에서 액면에 그은 접선과 디스플레이 패널의 표면이 이루는 각도이다. 디스플레이 패널 상에 유기물이 세정되어 적어질수록 물방울의 표면장력은 작아지므로, 물방울이 더 얇게 퍼져 접촉각은 작아진다.

동일한 조사시간에 대해 수산화기로 세정할 때의 접촉각이 산소원자의 경우보다 더 작으므로 수산화기의 세정능력이 더 크다는 것을 알 수 있다. 이것은 수산화기는 산소원자에 비하여 반응속도가 월등히 크고, 산화력이 더 크기 때문이다.

또한 수산화기로 세정할 때, 엑시머 램프의 조사량(조사시간)을 적게 하여도 산소원자로 세정할 때와 동일한 세정 효율을 유지할 수 있다. 실제 엑시머 램프의 수를 3 개에서 1 개로 감소시키므로, 비용이 절감되는 효과가 있다.

실시예 2

세정 챔버에서 수산화기가 발생하였고, 습도 조절기로 세정 챔버 내의 습도를 0∼40 %RH로 변화시키면서, 접촉각(°)을 측정하였다. 다른 조건은 실시예 1과 동일하였다.

실시예 2의 결과를 제3도에 나타내었다. 이로부터 습도의 변화에 따른 수산화기의 세정능력을 알아 낼 수 있다. 습도가 0 %RH일 때는 접촉각의 변화가 거의 없으므로 수산화기의 세정능력이 거의 없음을 알 수 있다. 또한, 습도가 30 % RH일 때는 접촉각의 변화가 가장 크므로 수산화기의 세정능력이 가장 크다는 것을 알 수 있다.

실시예 3

세정 챔버에서 수산화기가 발생하였고, 디스플레이 패널의 이송 속도를 변화시키면서 접촉각(°)을 측정하였다. 또한, 유기물의 양의 변화에 따른 접촉각(°)을 측정하였다. 다른 조건은 실시예 1과 동일하였다.

실시예 3의 결과를 제4도에 도시하였다. 이로부터 디스플레이 패널의 이동 속도 변화에 따른 수산화기의 세정능력과 디스플레이 패널 상에 부착된 유기물의 양에 따른 수산화기의 세정능력을 알아 낼 수 있다. 이동속도를 변화시켜도 엑시머 램프의 조사 후 접촉각이 거의 변하지 않으므로, 수산화기의 세정능력은 디스플레이 패널의 이동 속도의 변화에 무관함을 알 수 있다. 나아가 디스플레이 패널 상에 부착된 유기물의 양이 달라도(조사 전 접촉각이 달라도) 조사 후 접촉각이 거의 변하지 않으므로 디스플레이 패널의 세정 결과는 비슷함을 알 수 있다.

본 발명은 엑시머 램프로부터 자외선을 조사하여 H₂O₂또는 탈이온수(DI: Deionized Water)로부터 수산화기를 발생시키고, 상기 수산화기로 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하여 유기물의 세정효율을 높이고, 종래보다 적은 수의 엑시머 램프를 사용하고, 오존 대신에 수산화기를 발생시킴으로써 인체에 해롭지 않은 방법을 제공하는 효과가 있다. 아울러 본 발명은 상기 세정방법에 이용되어 유기물의 세정효율을 높이고, 엑시머 램프의 비용을 절감하는 세정장치를 제공하고, 디스플레이 패널로서 다양하게 LCD, PDP, 유기 EL, 반도체 웨이퍼 등이 사용되는 세정장치를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 디스플레이 패널 위의 유기물 세정방법을 실시하기 위한 세정장치의 개략적인 구성도이다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 수산화기와 산소원자의 세정능력을 나타내는 그래프이다.

제3도는 습도의 변화에 따른 수산화기의 세정능력을 나타내는 그래프이다.

제4도는 디스플레이 패널의 이동 속도 변화에 따른 수산화기의 세정능력을 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

1: 세정 챔버(chamber) 2 : 엑시머 UV 램프(Excimer UV Lamp)

3 : 습도 조절기 4 : 컨베이어 롤

10 : 디스플레이 패널

Claims

질소 분위기하에서 디스플레이 패널(10)을 세정하는 세정 챔버(1)의 습도가 10∼50 %RH로 유지되도록 습도 조절기(3)를 통하여 상기 세정 챔버에 H₂O₂와 N₂를 주입하고;

상기 세정 챔버 상부의 엑시머 램프(2)로부터 자외선을 조사하여 수산화기를 발생시키고;

상기 디스플레이 패널을 1000∼4000 mm/min의 속도로 이송하고; 그리고

상기 수산화기로 상기 디스플레이 패널의 표면에 부착된 유기물을 분해하는;

단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법.
제1항에 있어서, 상기 엑시머 램프가 최소한 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법.
제1항에 있어서, 상기 H₂O₂ 대신에 탈이온수(Deionized Water)가 주입되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상의 유기물 세정방법.
질소 분위기하에서 디스플레이 패널(10)을 세정하는 세정 챔버(1)의 습도가 10∼50 %RH로 유지되도록 상기 세정 챔버에 H₂O₂와 N₂를 주입하기 위한 습도 조절기(3);

상기 세정 챔버의 H₂O₂를 수산화기로 분해하기 위하여 UV를 조사하기 위한 하나의 엑시머 램프(2);

상기 분해된 수산화기로써 일정 속도로 통과하는 디스플레이 패널(10)의 오염을 분해하고 내부에는 질소분위기가 형성되는 세정 챔버(1); 및

상기 세정 챔버 내에서 상기 디스플레이 패널을 1000∼4000 mm/min의 속도로 이송하기 위한 복수개의 컨베이어 롤(4);

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 상의 유기물 세정장치.