KR100595303B1 - 식각장치용 버블판 및 그를 이용한 식각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면에 복수개의 구멍이 형성되고, 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브; 및 내부에 공기통로가 형성되고, 상기 공기튜브의 양 말단에 연결된 한 쌍의 일자형 프레임으로 구성되는 식각장치용 버블판 및 그를 이용한 식각장치에 관한 것으로서,

식각장치로부터 버블판의 분리 및 부착이 용이하여 작업자가 유해한 불산(HF)에 장시간 노출되는 위험성이 적다. 또한, 버블판의 분리작업시 가이드를 분리할 필요가 없어 가이드의 볼트체결부에 슬러지가 유입되지 않아, 가이드 위치 불량에 따른 식각불량 및 기판 파손의 위험성이 적다.

식각장치, 버블판

Description

식각장치용 버블판 및 그를 이용한 식각장치{Bubble plate for etching, and etching apparatus using the same}

도 1은 종래의 식각장치의 개괄적인 단면도이다.

도 2는 종래의 식각장치용 버블판이 가이드에 의해 고정된 형태를 보여주는 평면도이다.

도 3은 종래의 식각장치용 버블판이 가이드에 의해 고정된 형태를 보여주는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 식각장치용 버블판의 평면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 식각장치용 버블판이 가이드에 의해 고정된 형태를 보여주는 평면도이다.

도 5b는 본 발명에 따른 식각장치용 버블판이 식각장치로부터 분리되는 형태를 보여주는 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 식각장치의 개괄적 단면도이다.

<도면의 주요부에 대한 부호에 대한 설명>

100 : 공기 튜브

200 : 프레임

210 : 버블판

300 : 가이드

본 발명은 액정표시소자의 식각장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 식각장치용 버블판 및 그를 이용한 식각장치에 관한 것이다.

근래에 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 디스플레이 장치가 연구되고 있으나, 그 중에서도 액정표시소자(LCD)는 여러 가지 단점에도 불구하고 화질이 우수하고 소비전력이 작아 가장 실용화되고 있다.

상기 액정표시소자는 소정간격을 두고 서로 대향되어 있는 하부기판과 상부기판, 및 상기 양 기판사이에 형성된 액정층으로 구성되어 있는데, 상기 상부기판에는 블랙 매트릭스층 및 칼라 필터층이 형성되어 있고, 상기 하부기판에는 일정한 간격으로 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인, 및 상기 화소영역에 형성되어 있는 화소 전극과 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

이와 같은 액정표시소자는 특히, 휴대용 텔레비젼이나 노트북 컴퓨터 등의 경우 사용자가 휴대할 수 있도록 소형 및 경량이 요구되고 있으나, 그 구조나 현재 기술상 소형 및 경량에는 한계가 있다. 다만, 액정표시소자의 가장 기본적인 구성요소인 유리기판은 액정표시소자의 구성요소 중에 가장 중량이 크고, 그 중량을 줄 일 수 있는 여지가 남아 있어 그에 대한 연구가 계속되고 있다.

상기 유리기판의 중량을 줄이기 위해서는 유리기판의 두께를 얇게 하여야 하는데, 액정표시소자의 제조공정 중에 유리기판에 물리적인 힘이 가해지는 경우가 많고, 기판을 가열 및 냉각하는 공정도 많이 거치게 되어 유리의 두께가 얇아지면 유리가 파손되기 쉽기 때문에, 최근에는 공정 초기에는 두꺼운 유리기판을 사용한 후, 후속 공정에서 유리기판을 얇게 형성하는 방법이 이용되고 있다. 즉, 두꺼운 유리기판에 소자나 칼라필터를 형성하여 상하 유리기판을 제조하고 양 기판을 합착한 후, 그 외면을 식각함으로써 액정표시소자의 두께를 줄이는 것이다.

상기 유리기판을 식각하는 방법으로는 유리기판을 강산의 식각액이 채워진 용기에 담가 상기 식각액에 의해 유리기판의 표면을 식각하는 습식식각 방법이 일반적으로 사용된다.

그러나 상기 방법은 기판 자체의 불완전성에 의해 기판이 균일하게 식각되지 않거나, 식각과정에서 생성되는 불순물이 기판에 달라붙게 되어 기판의 표면이 울퉁불퉁하게 될 수 있다. 이와 같이 유리기판의 표면이 평탄하지 않게 될 경우 기판을 통과하는 광이 원하지 않는 경로로 굴절되어 투과도의 차이가 야기됨으로써, 결국 액정표시 화면에 얼룩 현상이 발생되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 출원인이 출원한 특허출원 제98-37000호에 개시된 바와 같이, 버블판을 구비한 식각장치를 이용하여 식각과정에서 생성된 불순물을 기판표면에서 제거하는 방법이 있다. 이하, 도면을 참조로 버블판을 구비한 식각장치를 상세히 설명한다.

도 1은 상기 특허출원 제98-37000호에 개시된 식각장치의 개괄적인 단면도로, 식각장치는 식각조(1), 상기 식각조(1) 내부 하측에 설치된 버블판(3), 상기 버블판(3) 위에 설치된 다공판(5), 식각액 공급관(7)을 통해 상기 버블판(3)과 연결되어 있는 식각액 혼합탱크(9), 식각액 배출관(11)을 통해 상기 버블판(3)과 연결되어 있는 버퍼탱크(13), 및 상기 버블판(3)과 연결되어 버블판내에 공기를 공급하는 공기공급관(15)으로 구성되어 있으며, 상기 식각액 혼합탱크(9)는 DI(Distilled water:증류수)공급부(17), 식각원액 공급부(19) 및 상기 버퍼탱크(13)와 연결되어, 상기 DI공급부(17)에서 제공된 DI(증류수), 상기 식각원액 공급부(19)에서 제공된 식각원액(예로, 불산(HF)), 및 상기 버퍼탱크(13)에서 제공된 정화된 식각액이 혼합되어 형성된 식각액이 저장되어 있다.

도 2는 상기 버블판(3)의 평면도로서, 상기 버블판(3)은 사각프레임(20)과, 사각프레임(20)의 내면에 형성된 복수개의 공기튜브(22)로 구성되며, 상기 공기튜브(22)의 양 말단부 쪽의 사각프레임 내부에는 공기통로(24)가 형성되어 있고, 상기 공기튜브(22)는 그 표면에 복수개의 구멍(26)이 형성되어 있다. 또한, 상기 사각프레임(20)에는 공기주입구(28)가 형성되어 있어 상기 공기공급관(15)으로부터 질소가스가 공급된다.

또한, 상기 버블판(3)의 사각프레임(20)의 네 모서리부분에는 가이드(30)가 형성되어 있는데, 상기 가이드(30)는 도 3에서 도시한 바와 같이 형성되어, 버블판(3)과 다공판(5) 및 기판이 장착되는 카세트(미도시)를 고정시키는 역할을 하는 것으로서, 식각조 내면에 볼트로 고정되어 있다.

이와 같은 구조의 식각장치를 이용한 식각공정은 다음과 같다.

우선, 유리기판이 다공판(5) 위에 위치되면, 식각액 혼합탱크(9)에 저장된 식각액이 식각액 공급관(7)을 통하여 버블판(3)을 통과한 후 다공판(5)의 구멍을 통하여 유리기판에 균일하게 제공되어 기판의 식각이 행해진다.

이때, 공기공급관(15)을 통해 버블판(3)으로 질소가스가 주입되어 기포가 형성되고 상기 형성된 기포가 다공판(5)의 구멍을 통과하여 유리 기판에 제공됨으로써, 유기기판의 표면에 달라붙는 불순물이 제거된다.

그후, 상기 유리기판의 식각에 사용된 식각액은 식각액 배출관(11)을 통해 필터에 의해 불순물이 제거되고 버퍼탱크(13)에 공급된 후, 다시 상기 식각액 혼합탱크(9)에 저장되어 순환하게 된다.

이와 같은 종래의 식각장치는 식각작업이 진행됨에 따라 발생하는 슬러지(sludge)에 의해 버블판(3)이 막히므로 주기적으로 버블판(3)을 세정하거나 교체해야 한다. 따라서, 버블판(3)을 식각조(1)로부터 분리해야 하는데, 그를 위해서는 우선 볼트로 고정되어 있는 가이드(30)를 분리하고, 그 후에 버블판(3)을 분리해야 한다. 또한, 세정을 마친후에는 다시 역순으로 조립하는 작업이 행해진다.

그러나, 상기와 같이 가이드(30)를 분리한 후 버블판(3)을 분리하게 되면 작업시간이 길어져 작업자가 유해한 불산(HF)에 장시간 노출되는 위험성이 있다.

또한, 가이드(30)를 고정하고 있는 볼트를 풀고 조이는 과정에서 슬러지가 들어가 볼트체결불량을 유발할 수 있다. 이 경우 가이드가 비정상적으로 식각조에 위치함으로써 식각 불량 및 기판의 파손이 발생될 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가이드를 분리하지 않고 교체할 수 있는 버블판의 구조 및 그를 이용한 식각장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 표면에 복수개의 구멍이 형성되고, 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브; 및 내부에 공기통로가 형성되고, 상기 공기튜브의 양 말단에 연결된 한 쌍의 일자형 프레임으로 구성되는 식각장치용 버블판 및 그를 이용한 식각장치를 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 버블판은 한 쌍의 일자형 프레임구조로 형성됨으로써 식각장치로부터 용이하게 분리될 수 있도록 고안된 것이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 식각장치용 버블판의 평면도로서, 본 발명에 따른 버블판(210)은 도 4와 같이, 표면에 복수개의 구멍(102)이 형성되고, 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브(100); 및 내부에 공기통로(202)가 형성되고, 상기 공기튜브(100)의 양 말단에 연결된 한 쌍의 일자형 프레임(200)으로 구성된다.

즉, 종래 기술에 따른 버블판은 사각프레임과 그 내부에 형성된 공기튜브로 구성되어 있는 반면에, 본 발명에 따른 버블판(210)은 한 쌍의 일자형 프레임(200)과 그에 연결되는 공기튜브(100)로 구성되어 있어, 식각장치로부터 분리가 용이하 다. 이하, 설명한다.

도 5a는 본 발명에 따른 버블판이 가이드에 의해 식각장치에 고정되는 구조를 보여주는 평면도로서, 도 5a와 같이 한 쌍의 일자형 프레임(200)의 양 말단부, 즉 네 모서리 부분에 형성된 가이드(300)에 의해 버블판(210)이 식각장치 내에 고정되어 있고, 상기 가이드(300)는 식각장치 바닥면에 고정되어 있다.

이때, 상기 버블판(210)을 식각장치로부터 분리하기 위해서는 종래와 같이 가이드를 분리한 후, 버블판을 분리하는 이중 작업을 하지 않고, 도 5b와 같이, 가이드(300)는 식각장치에 고정된 상태에서 버블판의 한 쌍의 프레임(200)을 압축하여 폭을 좁힘으로써 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 분리하여 세정을 마친 후에는 다시 버블판의 한 쌍의 프레임(200)을 압축한 후 가이드(300)에 고정하면 작업이 완료된다.

상기 공기튜브(100)는 버블판이 압축될 경우 손상을 입지 않도록 유연한 재료로 이루어져야 하는데, PVC(Poly Vinyl Chloride)가 바람직하다.

또한, 상기 버블판(210)의 프레임 내부에 형성된 공기통로(202)는 상기 공기튜브(100)에 공기를 공급하는 통로로서, 외부로부터 공기가 유입되어야 하므로, 상기 버블판의 프레임(200)에는 공기통로(202)와 외부의 공기공급장치를 연결하는 홀(204)이 형성되어 있다.

도 6은 본 발명에 따른 식각장치의 개괄적인 단면도로서, 본 발명에 따른 식각장치는 식각액을 수용하는 식각조(400); 상기 식각조(400)의 바닥면에 고정되도록 설치된 가이드(미도시); 및 상기 가이드에 의해 지지되는 버블판(210)을 포함하 여 구성된다.

이때, 상기 버블판(210)은 전술한 바와 동일한 구조를 갖고, 동일한 재질로 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 식각장치는 상기 버블판(210) 위에 다공판(402)이 설치되고, 상기 버블판(210)에 식각액을 공급하는 식각액 혼합탱크(406)가 상기 버블판(210)과 연결되어 있으며, 식각에 사용된 불순물이 제거된 식각액이 저장되는 버퍼탱크(410)가 상기 버블판(210)과 연결되어 있으며, 상기 버블판의 공기통로에 공기를 공급하는 공기공급관(412)이 상기 버블판(210)과 연결되어 있을 수 있다.

또한, 상기 식각액 혼합탱크(406)는 증류수(DI)를 공급하는 DI공급부(414)와, 식각원액을 공급하는 식각원액공급부(416), 및 상기 버퍼탱크(410)와 연결되어 있어, 증류수, 식각원액 및 불순물이 제거된 식각액이 혼합되어 저장된다.

상기 혼합탱크(406)에 저장되어 있는 식각액은 농도가 0 내지 100%인 것이 사용될 수 있는데, 50%이하인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 증류수, 식각원액 및 불순물이 제거된 식각액의 양을 조절하여 식각액의 농도를 조절할 필요가 있으며, 그를 위해 상기 식각액 혼합탱크(406)에는 농도측정장치가 장착되어 있어서 식각액의 농도 측정이 가능하다.

이와 같은 구조의 본 발명에 따른 식각장치를 이용한 식각공정은 다음과 같다.

유리기판이 다공판(402) 위에 위치된 후, 식각액 혼합탱크(406)에 저장된 식각액이 식각액 공급관(404)을 통하여 버블판(210)을 통과한 후 다공판(402)의 구멍 을 통하여 유리기판에 균일하게 제공되어 기판의 식각이 행해진다.

상기 기판의 식각공정 중에 공기공급관(412)을 통해 버블판(210)으로 질소가스가 주입되어 기포가 형성되고 상기 형성된 기포가 다공판(402)의 구멍을 통과하여 유리 기판에 제공되어 유기기판의 표면에 달라붙는 불순물이 제거된다.

그후, 상기 유리기판의 식각에 사용된 식각액은 식각액 배출관(408)을 통해 필터에 의해 불순물이 제거되고 버퍼탱크(410)에 공급된 후, 다시 상기 식각액 혼합탱크(406)에 저장되어 순환하게 된다.

이때, 상기 식각액으로는 불산(HF)이 바람직하며, 상기 식각공정은 유리기판과 식각액인 불산의 발열반응에 의해 진행된다. 또한, 식각공정 중 유리기판의 두께는 기판과 불산 사이의 발열반응에서 나타나는 온도 변화를 측정하여 조정된다. 즉, 식각조(400) 내에 부착된 온도센서에 의해 온도 변화가 측정되어 식각완료지점을 알 수 있게 된다.

상기 구조에 의한 본 발명은 식각장치로부터 버블판의 분리 및 부착이 용이하여 작업자가 유해한 불산(HF)에 장시간 노출되는 위험성이 적다.

또한, 버블판의 분리작업시 가이드를 분리할 필요가 없어 가이드의 볼트체결부에 슬러지가 유입되지 않아, 가이드 위치 불량에 따른 식각불량 및 기판 파손의 위험성이 적다.

Claims (10)

1. 표면에 복수개의 구멍이 형성되고, 일정한 간격을 두고 일렬로 배열된 복수개의 공기튜브; 및

   내부에 공기통로가 형성되고, 상기 공기튜브의 양 말단에 연결된 한 쌍의 일자형 프레임으로 구성되는 식각장치용 버블판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기튜브는 유연한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 식각장치용 버불판.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 공기튜브는 PVC(Poly Vinyl Chloride)로 구성된 것을 특징으로 하는 식각장치용 버블판.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임 내부에 형성된 공기통로에 공기가 공급될 수 있도록, 상기 프레임에 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 식각장치용 버블판.
5. 식각액을 수용하는 식각조;

   상기 식각조의 바닥면에 고정되도록 설치된 가이드; 및

   상기 가이드에 의해 지지되는 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 버블판을 포함하는 식각장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 버블판 위에 설치된 다공판;

   상기 버블판과 연결되어 식각액을 공급하는 식각액 혼합탱크;

   상기 버블판과 연결되어 식각에 사용된 식각액이 저장되는 버퍼탱크; 및

   상기 버블판과 연결되어 공기를 공급하는 공기공급관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 식각액 혼합탱크에 연결되어 식각액 혼합탱크에 증류수(DI)를 공급하는 DI공급부와, 식각원액을 공급하는 식각원액공급부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 식각액은 불산인 것을 특징으로 하는 식각장치.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 식각조 내에 온도센서가 장착된 것을 특징으로 하는 식각장치.
10. 제 6항에 있어서,

    상기 식각액 혼합탱크 내에 농도측정장치가 장착된 것을 특징으로 하는 식각장치.

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