KR100630809B1 - 평판 디스플레이용 유리기판의 외면삭감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판 디스플레이용 유리기판의 외면 삭감장치에 관한 것으로, 유리기판의 반입과 반출을 위한 반입구 및 반출구를 구비하며, 외면삭감처리가 행해지는 처리 챔버와; 상기 유리기판을 유지하면서, 용출액을 분사하는 과정중에 상기 유리기판의 외면이 수직 자세를 유지하게 하는 기판지지구와; 상기 유리기판을 유지한 상기 기판 지지구를 상기 반입구를 통해 상기 처리 챔버 내로 연속적으로 반송하는 반송기구와; 상기 처리 챔버 내에 수직으로 설치되며, 상기 기판 지지구에 지지된 상기 유리기판의 외면 쪽으로 용출액을 분사하는 분사공을 갖추고 있으며, 상기 분사공은 같은 간격을 두고 복수개 설치되어 있고, 각 분사공에서 상기 외면까지의 거리가 일정하게 배치된 분사노즐 및; 상기 분사노즐에 용출액을 공급하되, 용출액은 불산(HF)으로 하는 용출액 분사공급시스템을 포함하여 이루어진다.

Description

평판 디스플레이용 유리기판의 외면삭감장치{AN APPARATUS FOR SHAVING OUTER SURFACE OF GLASS SUBSTRATE FOR USE IN FLAT PANEL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리기판의 외면삭감장치의 정면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 외면삭감장치의 측면 단면도이다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 외면삭감장치의 기판 지지구의 사시도이다.

도 5는 도 3에 도시된 노즐의 형상을 도시한 사시도이다.

도 6은 각각의 분사공에서 조립 패널의 외면에 용출액(L)이 균일하게 분사되는 점을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이의 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 유리기판 2 : 처리 챔버

11 : 전극 12 : 시일부

13 : 액정 14 : 컬러 필터

21 : 반입구 22 : 반출구

23 : 봉쇄 게이트 24 배출공

30 : 반송기구 31 : 베이스 패널

32 : 지주 33 : 완충구

301 : 피니언 41 : 분사공

52 : 배관 53 : 밸브

54 : 송액 펌프 L : 용출액

본 발명은 액정 디스플레이와 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 평판 디스플레이(Flat Panel Display, 이하, FPD라 약칭함)용 유리기판의 외면 삭감장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 등의 FPD는 컴퓨터의 표시 디스플레이용과 텔레비젼 수상기용, 휴대전화의 표시부용 등 각종 전자기기에 다용화되고 있다. 최근에는 자발광으로 인해 백라이트(Back Light)가 불필요하고, 고속응답성에 뛰어난 유기 EL 디스플레이의 개발이 진행되고 있고, 그 미래가 유망하다.

이와 같은 FPD에서 추구되고 있는 과제 중에 하나는 박형화이다. 박형화는 탑재되는 전자기기의 박형화와 소형화, 경량화에 수반하여 요구되고 있다. 예를 들면 노트북 컴퓨터와 휴대전화에서는 모두 박형화와 경량화가 추구되고, 그에 따라 FPD도 얇고 가벼운 것이 추구되고 있다.

FPD의 박형화와 경량화에 있어서 중요한 요소는 유리기판이다. 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 또는 유기EL 디스플레이는 한 쌍의 유리기판을 조립하고, 그의 내 측면에 소자전극을 더한 구조를 갖는다. 유리는 비중이 무겁고, 또 기계적 강도를 확보할 필요성에서는 어느 정도의 두께가 필요하다.

따라서 유리기판의 존재가 FPD의 박형화와 경량화에 있어서 장애가 되고 있다.

많은 FPD의 제조공정으로는 큰 한 쌍의 유리기판에서 다수의 FPD를 생산하는 공법이 사용되고 있다. 한 쌍의 유리기판은 생산할 FPD용으로 구분되어 있고, 각 구역에 각각 소자전극이 형성된다. 조립 등의 공정이 종료된 다음 한 쌍의 유리기판은 각 구역으로 절단되어, 마무리 공정으로 보내진다.

이와 같이 한 쌍의 유리기판에서 다수의 FPD를 생산하는 공법은 공정의 집약화가 행해지므로 제조 비용을 저렴하게 할 수 있는 장점이 있기 때문에 유리기판이 커지는 경향이 있다. 예를 들어, 액정 디스플레이의 제조 공정에서는 2200 mm×1800 mm 정도의 큰 유리기판이 사용된다. 이와 같이 유리기판을 취급할 경우, 유리기판을 너무 얇게 하면 깨지기 쉬워지거나 자중(自重)으로 휘어지는 경우도 있다. 따라서 어느 정도의 두께가 필요하다.

한편, 각 구역으로 절단된 후의 것(반제품)이나 제품으로 된 것의 경우, 유리기판이 어느 정도 얇아도 크기가 작기 때문에 문제는 없다. 그렇기 때문에 일본 특허공개공보 평5-249422호에 개시(開示)된 발명에서는 한 쌍의 유리기판을 조립한 후, 한 방향의 유리기판 외면을 에칭하여 얇게 하고 각 구역으로 절단하는 방법이 이용되고 있다.

일본 특허공개공보 평5-249422호에 기재된 발명에 있어서, 에칭은 용출액으로 침지하여 수행된다고 개시되어 있다. 그러나 본 발명자의 연구에 의하면 이 에칭방법으로는 FPD에 있어서 상당히 중요한 요소인 평탄성면에서 충분한 품질을 확보할수 없다는 것이 확인되었다. 이 점은 아래에서 설명된다.

전술한 공보에서는 침지법에 의한다는 설명은 있지만 어떠한 에칭액을 사용할 것인가에 관한 구체적 설명은 개시되어 있지 않다. 본 발명자의 연구에 의하면 에칭액은 불산을 사용할 수 있다. 그러나 불산에 유리기판을 침지한 것만으로는 FPD에 요구되는 평탄성을 확보하는 에칭을 행하기는 어렵다.

불산(HF)에 유리기판을 침지하면, 표면유리가 불산과 반응하여 서서히 연화해 용해된다. 에칭후의 표면을 평탄하게 하기에는 반응 후의 에칭액과 치환되도록 해 신선한 미반응의 에칭액이 표면에 균일하게 공급되도록 할 필요가 있다.

그러나 이 것은 침지법으로는 해결되기 어렵다. 에칭액과의 반응에 의해 연화 용융(軟化 溶融)된 유리재료를 없애고, 그 아래층에 신선한 미반응 에칭액을 공급하는 것이 필요하지만, 연화 용융된 유리재료를 균일하게 없애는 것이 곤란하기 때문에 에칭후의 표면은 평탄성이 좋지 않게 된다.

또한, 유리기판은 조성과 결정 상태가 완전히 균일한 것이 아니고, 불균일한 부분을 피할 수가 없다. 침지법에 의한 에칭으로는 화학적인 작용밖에 이용하고 있지 않으므로 조성과 결정의 불균일성에 영향을 받기 쉽다. 곧 국소적으로 에칭되기 어려운 조성과 결정상태일 경우 그곳만 에칭되지 않고 남거나, 에칭량이 적어지기 쉽다. 이 점에서도, 침지법에서는 평탄성이 나빠지기 쉽다. 유리기판 외면의 평탄성이 나빠지면 빛의 산란 등에 의해 표시 얼룩이 발생하기 쉽고, 상기 침지법에 의한 에칭은 실용적으로 적합하지 않다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제 문제점을 해소하기 위한 것으로서, FPD 박형화를 가능하게 하는 디스플레이용 유리기판의 외면 삭감장치를 제공햐는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 평판 디스플레이용 유리기판의 외면 삭감장치는 평판 디스플레이용 유리기판의 외면을 삭감하여 두께를 얇게 하는 외면 삭감 장치로서,
상기 유리기판의 반입과 반출을 위한 반입구 및 반출구를 구비하며, 외면삭감처리가 행해지는 처리 챔버와;
상기 유리기판을 유지하면서, 용출액을 분사하는 과정중에 상기 유리기판의 외면이 수직 자세를 유지하게 하는 기판지지구와;
상기 유리기판을 유지한 상기 기판 지지구를 상기 반입구를 통해 상기 처리 챔버 내로 연속적으로 반송하는 반송기구와;
상기 처리 챔버 내에 수직으로 설치되며, 상기 기판 지지구에 지지된 상기 유리기판의 외면 쪽으로 용출액을 분사하는 분사공을 갖추고 있으며, 상기 분사공은 같은 간격을 두고 복수개 설치되어 있고, 각 분사공에서 상기 외면까지의 거리가 일정하게 배치된 분사노즐;
상기 분사노즐에 용출액을 공급하되, 용출액은 불산(HF)으로 하는 용출액 분사공급시스템을 포함하여 이루어지며;
상기 용출액 공급 시스템은 상기 용출액을 자중에 의한 가속도보다 큰 가속도를 부여하여 상기 유리기판의 외면쪽에 불어 상기 유리기판의 외면을 충격하고, 상기 용출액의 화학적 작용에 더하여 상기 분사노즐의 분사공에서 분사되는 용출액이 상기 유리기판의 외면에 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠ 범위의 압력으로 충격을 가하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 장치를 사용하면, (외면 재료가 녹아있지 않은) 신선한 용출액이 차츰 공급되고, 외면의 재료가 녹아있는 용출액이 충격에 의해 차츰 유출해 가기 때문에 효율 좋고 동시에 균일성 좋게 삭감할 수 있다. 외면유리의 조성과 결정상태에 불균일한 곳이 있어도 물리적 작용을 병용하고 있기 때문에, 충분히 균일하게 삭감을 할 수 있다. 이 때문에 삭감 후 외면의 평탄성을 높게 할 수 있으며 생산되는 FPD 표시성능도 높은 것이 된다.

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또한, 용출액에 의해 상기 외면에 충격을 가했을 때의 압력이 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠ 범위이므로 신선한 용출액을 충분히 공급해 삭감을 할 수 있는 것과 함께 물리적인 작용도 충분히 이용가능하므로 유리의 조성과 결정상태에 불균일한 곳이라도 충분히 삭감가능하고, 높은 평탄성을 확보할 수 있다.

또한, 용출액 분사 중에 외면이 수직인 자세가 되도록 기판이 보유되므로 외면에서의 용출액 치환을 촉진시키는 효과가 있고, 외면삭감이 충분히 효율적으로 행해진다.

또한, 조립된 한 쌍의 유리기판 양방의 외면을 동시에 깎아 전체 두께를 얇게 하기 때문에 조립 패널의 박형화에 의해 공헌이 가능하고, 공정의 생산성도 높다.

또한, 삭감을 시작했을 때의 노즐 분사공에서 기판 외면까지의 거리는 5 mm 이상 100 mm이하가 되므로 충격의 균일성(즉, 삭감의 평탄성)을 확보하면서 실용적인 공정으로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 노즐의 각 분사공이 균등간격을 두고 마련되어 있고, 각 분사공에서 외면까지의 거리는 일정하므로 분사되는 용출 액에 의한 충격압력을 균일화하는 것이 용이하고 이 점에서 평탄성이 높은 삭감처리에 공헌할 수 있다.

또한, 박형화된 평판 디스플레이가 제공되므로 조립된 전자제품의 박형화와 경량화에 공헌할 수 있을 뿐 아니라 평탄성이 높아 표시얼룩이 적은 뛰어난 성능의 제품을 제공할 수 있다.

이하 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

이하에서는 FPD의 한 예로서 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, 이하 LCD라 약칭함)에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 FPD의 제조방법 개략을 나타낸 그림이다. 도 1에 도시된 방법은 예를 들면 휴대전화용 LCD의 제조방법이다. 도 1에 나타낸 방법으로는 쌍방이 유리기판인 한 쌍의 기판(1)의 일방에 전극(11)을 형성하는 전극형성공정과, 전극형성공정 후에 한 쌍의 기판(1)을 시일(seal)재(12)를 개재하여 조립하고, 그 내부에 액정(13)을 주입한 다음에 봉지하는 봉지공정과, 봉지공정 후에 쌍방의 유리기판(1)의 외면을 깎아 두께를 얇게 하는 외면삭감공정을 포함한다. 도 1에 도시된 제조방법에 의해 실질적으로 같은 형상 및 크기의 한 쌍의 유리기판(1)에서 다수의 LCD가 생산된다.

한 쌍의 유리기판(1)은 생산하는 각 LCD용으로 구분이 되어 있으며, 전극형성 등의 공정은 각각의 구역에 대해 행해진다.

전극형성공정은 ITO와 같은 투명 도전막에 의한 투명전극의 형성공정, 플라즈마 CVD법에 의해 작성한 저온 폴리실리콘(Polysilicon) 막 등에 의한 구동전극과 공통(Common)전극의 형성 공정이 포함된다. 각 공정에는 노광, 현상, 에칭 등으로서 이루어진 포토리소그라피(Photo Lithography) 공정이 포함된다.

다른 쪽의 유리기판(1)에 대해서는 컬러 필터(Color Filter) 형성 공정이 행해진다. 컬러필터 형성 공정은 유리기판(1)위에 착색층과 블랙 매트릭스(Black Matrix), 투명 전극 등을 형성해 가는 공정이다. 착색층은 컬러 화상을 위한 안료 를 소정 패턴으로 형성하는 공정이며, 포토리소그라피법, 인쇄법 또는 전착법 등에 의해 행해진다. 블랙 매트릭스는 콘트라스트 향상과 혼색방지를 위해 화소의 경계부분에 따라 형성되는 차광막이며, 많은 경우 패터닝에 의해 형성된다. 투명전극은 많은 경우 ITO 막이며 스퍼터링에 의해 형성된다.

시일 공정에서는 한 쪽의 유리기판(1)의 표면에 시일재(12)가 도포된다. 시일재(12)는 생산되는 각 LCD의 윤곽에 따라 원주상으로 도포된다. 시일재(12)로 둘러싼 내측에 액정(13)을 소정 양만큼 적하한다. 그 후, 필요에 따라 스페이서를 산포하고 다른 방향의 기판(1)을 위치 조정하면서 씌워 소정의 위치관계로 조립한다.

다음으로 본 실시예의 큰 특징을 이루는 외면 삭감 공정이 행해진다. 본 실시형태의 외면삭감공정은 유리기판(1)의 외면재료를 용출시키는 용출액(L)을 외면을 향해 분사해 자중(自重)에 의한 가속도보다 큰 가속도로 용출액(L)을 외면에 불어 행해진다. 용출액(L)이 불어진 결과, 용출액(L)의 화학적 작용과 더불어 불어지는 것에 의한 물리적 작용을 이용해 외면이 녹여진다. 또한, 용출액(L)을 단순히 산포한 것 만으로는 자중에 의한 가속도만 용출액(L)에 부여되기 때문에 이것과는 다르다. 또한, 본 발명에서는 한 쌍의 기판의 상호 서로 마주보는 면을 내면으로 하고, 그것과 반대 쪽의 면을 외면으로 하고 있다. 본 발명의 실시예에 따른 외면삭감공정은 조립된 한 쌍의 유리기판(이하, 조립 패널(10)이라 함) 양방의 외면을 깎는 공정으로 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 조립 패널(10)을 수직으로 세워 유지하고, 그 양측에 배치된 노즐(4)에서 용출액(L)을 분사시킨다. 용출액(L)으로는 불산(HF)과 같은 강산이 사용된다. 불산인 경우, 예를 들면, 물 100에 10 ~ 50 % 정도(체적백분율)로 희석하여 사용된다. 충격압력은 조립 패널(10)의 외면상에서 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠ 이다.

노즐(4)에서 분사된 용출액(L)에 의해 충격받은 외면은 용출액(L)의 화학적 작용에 의해 녹는 동시에 용출액(L)의 충격에 의해 유출된다. 이러한 작용에 의해 외면이 삭감되어, 유리기판(1)의 두께(더 나아가, 조립 패널(10) 전체의 두께)가 얇아진다.

삭감할 때 용출액(L)이 접촉되지 않도록 해야 하는 곳이 있을 경우, 마스킹 테이프(Masking tape)를 부착해 보호해 둔다. 마스킹 테이프는, 용출액(L)이 강산인 경우, 폴리프로필렌(Polypropylene(PP))과 테플론(Teflon)(듀퐁(Dupont)의 등록상표) 등과 같은 불소 수지계의 내산성 시트로서 뒷면에 점착제가 수십 마이크론의 두께로 도포된 것이 사용가능하다. 예를들면, NITTO 전기 주식회사의 SPV-362M 등이다.

상기와 같은 외면삭감공정 후 외면을 세정할 공정이 필요에 따라 행해진 후 분단공정이 행해진다. 분단공정은 생산된 각 LCD의 윤곽에 따라 조립 패널(10)을 절단해 가는 공정이다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의하면 유리기판(1)의 외면재료를 용출시키는 용출액(L)을 외면을 향해 분사함으로서 자중에 의해 가속도보다 큰 가속도로 용출액(L)을 외면에 불어 유리기판의 외면에 충격을 가하고, 용출액(L)의 화학적 작용을 더해 충격에 의한 물리적 작용을 이용하여 유리기판의 외면을 녹여 삭감하고 있으므로, 신선한 용출액(L)이 계속적으로 공급되고, 외면 재료가 녹은 용출액(L)이 충격에 의해 점차 유출되어 가기 때문에 효율이 양호한 동시에 균일성 또한 양호하게 삭감할 수 있다. 외면유리의 조성과 결정상태에 불균일한 곳이 있어도 물리적 작용이 병행되고 있으므로 충분히 균일한 삭감이 수행될 수 있다. 이 때문에 삭감 후, 유리기판의 외면의 평탄성을 높게 할 수 있고, 생산되는 표시성능도 높은 것이 된다.

다음으로 본 발명의 제조방법에 바람직하게 이용되는 외면삭감장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형태의 외면삭감장치의 정단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 외면삭감장치의 측단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 외면삭감장치는 내부에서 외면삭감처리가 행해지는 처리 챔버(2)와, 처리 챔버(2) 내에서 유리기판(1)을 보유하는 기판 지지구(3)와, 기판 지지구(3)에 보유된 유리기판(1)의 외면을 향해 용출액(L)을 분사하는 위치에 설치된 노즐(4)과, 노즐(4)에 용출액(L)을 공급하는 용출액 공급 시스템(5)을 포함한다. 본 실시예에서는 조립 후에 외면 에칭을 행하기 때문에 기판 지지구(3)는 조립 패널(10)을 보유하는 부재로 되어 있다.

처리 챔버(2)에는 조립 패널(10)을 반입하는 반입구(21)와 외면삭감처리 후에 조립 패널(10)을 반출하는 반출구(22)를 구비하고 있다. 반입구(21) 및 반출구(22)는 봉쇄 게이트(23)에 의해 개폐된다. 또한, 개폐는 봉쇄 게이트(23)를 반송 방향에 수직한 수평방향(즉, 도 2의 지면 수직 방향)으로 이동시켜 행해진다.

반입구(21) 및 반출구(22)를 통해 조립 패널(10)을 반송하는 반송 기구(30)가 설치되어 있다. 기판 지지구(3)는 반송 기구(30)를 구성하는 부재로서 설치되어 있다. 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 외면삭감장치에 있어서 기판 지지구(3)의 개략적인 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 기판 지지구(3)는 조립 패널(10)을 약간 수직으로 세워 보유하는 부재이다. 기판 지지구(3)는 수평한 상태의 베이스판(base plate)(31)과, 베이스판(31)에 설치된 지주(32)와, 지주(32)에 설치된 완충부재(33)로 구성되어 있다.

지주(32)는 가늘고 긴 장방형의 베이스판(31)의 모서리 부분에 각각 설치되어 있고, 총 4개 준비되어 있다.

베이스판(31)의 길이 방향을 따라 연장하는 대들보 부재(34)가 설치되어 있고, 각 지주(32)의 상단을 이어 기판 지지구(3)를 보강하고 있다. 각 지주(32)는 세워진 조립 패널(10)보다 조금 높이가 높다. 베이스판(31)의 짧은 방향에 있어서 두개의 지주(32) 간의 간격은 조립 패널(10)의 두께보다 조금 크다. 베이스판(31)의 길이 방향에 있어서 2개의 지주(32)의 간격은 조립 패널(10)의 길이 보다 조금 길다. 조립 패널(10)은 이것들의 지주(32)에서 생긴 공간에 삽입되도록 해 유지된다.

완충 부재(33)는 조립 패널(10)에 직접 접촉하는 부재로서 조립 패널(10)이 흔들리지 않도록 한다. 완충부재(33)는 용출액(L)에 대해 부식되지 않는(내약품성) 재료로 되어 있고, 예를들면, 테플론과 같은 불소수지로 형성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 완충부재(33)는 베이스판(31)의 길이 방향 양단에 있어서 각 지주(32)의 하단을 연결하도록 설치된 것과, 같은 긴 방향의 양단에 있어서 지주(32)의 상단을 연결하도록 설치된 것으로 구성된다. 보유된 조립 패널(10)은 이것들의 완충부재(33)에 각각의 모서리 부분이 접촉한다. 조립 패널(10)의 하단 모서리 부분에 접촉하는 하측의 완충부재(33)는 짧은 변방향의 단면형상이 오목하고, 긴 변방향의 단면형상이 L자 형상이다. 조립 패널(10)의 상단 모서리 부분에 당접하는 완충부재(33)는 짧은 변방향의 단면형상이 횡으로 오목한 것이다. 도 4에 나타낸 것 같이 조립 패널(10)을 장착 할 경우, 위에서 삽입하고 각 완충부재(33)를 오목 부분에 떨어뜨려 넣도록 한다.

반송 기구(30)로서는, 예를 들면, 랙 앤 피니언(Rack & Pinion) 기구에 의한 것이 가능하다. 베이스판(31)을 랙으로 하고, 여기에 맞물리는 피니언(301)으로 반송 기구(30)가 구성된다.

피니언은 반송 라인을 따라 소정간격으로 다수 설치된다. 피니언(301)은 처리 챔버(2)내외에 배치된다. 또한, 이동하는 기판 지지구(3)를 전체에 가이드하는 가이드 부재가 적당히 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 노즐(4)은 기판 지지구(3)에 보유된 조립 패널(10)의 양측에 위치하도록 설치되어 있고, 조립 패널(10)의 양측 외면을 향해 동시에 용출액(L)를 분사시킬 수 있도록 되어있다. 도 5는 도 3에 도시된 노즐(4)의 형상을 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(4)은 분사공(31)을 소유한 관 형상의 부재이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 노즐(4)은 수직 방향으로 연장되어 배치되어 있고, 조립 패널(10)의 길이 방향(반송방향)으로 균등 간격을 두고 복수개가 나열되어 설치되어 있다. 분사공(41)은 노즐(4) 중 조립 패널(10)과 대면하는 부분에 설치되어 있고, 관이 연장되는 방향(수직방향)으로 균등간격을 두고 설치되어 있다. 또한, 노즐(4)의 구성으로는 도 5에 도시된 것 보다 더 많이 배열할 수도 있고, 수평방향 또는 경사방향에 따라 복수개의 노즐을 배열할 수도 있다. 또한, 노즐(4)이 관 형상일 필요는 없고 판 형상이나 다른 형상일 수도 있다.

용출액 공급 시스템(5)은 용출액(L)을 모아두긴 위한 액체 저장소(51)와, 액체 저장소(51)와 각 노즐(4)를 연결하는 배관(52)과, 배관(52)위에 설치된 밸브(53)와 송액 펌프(54)로 구성되어 있다. 공급할 용출액(L)에서 불순물과 쓰레기 등을 제거할 필터와 조압용 밸브 등이 필요에 따라 설치된다.

용출액 공급 시스템(5)에 따라 각 노즐(4)의 용출액(L)은 각 분사공(41)으로부터 기판 지지구(3)에 보유된 조립 패널(10)의 외면을 향해 분사된다. 분사된 용출액(L)은 외면을 충격하고 용출하여 외면을 삭감한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 처리 챔버(2)의 바닥부는 깔데기 형상으로 되어있고, 최하부에는 배출공(24)이 설치되어 있다. 배출공(24)에는 다 사용된 용출액(L)을 배출하는 배출관(25)이 접속되어 있다. 상기와 같은 조립 패널(10)의 재료가 녹은 용출액(L)은 처리 챔버(2)의 바닥부로 낙하하고, 배출공(24) 및 배출관(25)을 통해 배출되도록 되어있다.

또한, 처리 챔버(2)의 내측 벽면과 처리 챔버(2) 내의 각 부재 표면은 용출액(L)에 대해서 내약품성의 구성으로 되어 있다. 예를 들면, 용출액(L)이 불산인 경우, 내벽면과 각 부재의 표면은 테플론과 같은 불소수지를 코팅하여 덮은 구성이다. 또한, 반입구(21)와 반출구(22)를 개폐하는 봉쇄 게이트(23)는 용출액(L)이 누출되지 않도록 조밀하게 봉쇄되어있다.

본 발명의 실시예에 따른 외면삭감장치는 삭감 후 외면의 평탄성을 더욱 높이기 위해 노즐(4)을 특별하게 구성한다. 이하 이점에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 각 분사공(41)으로 부터 조립 패널(10)의 외면에 대하여 용출액(L)이 균일하게 분사되는 점을 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각 분사공(41)은 노즐(4)의 관의 연장 방향(수직방향)에 대해 경사 45도 방향으로 가늘고 길다. 따라서 각 분사공(41)에서 분사되는 용출액(L)은 도 5에 나타낸 것과 같이 이러한 경사방향으로 가늘고 길다. 따라서 각 분사공(41)에서 분사되는 용출액(L)은 도 5에서 나타내는 것 같이 이 경사 방향에 긴 송곳 형상(내지는 나팔 형상)으로 퍼지도록 되어있다.

도 6에는 하나의 노즐(4)의 각 분사공(41)에서 분사되는 용출액(L)을 나타낸다. 도 6의 오른쪽에는 조립 패널(10)의 높이 방향에서 본 각 분사공(41)에서의 용출액(L)의 분사량 분포를 나타낸다. 양측의 노즐(4)의 사이를 조립 패널(10)이 통과 할 때, 조립 패널(10)의 외면 각 점은 어느 것이나 분사공(41)에서 분사된 용출 액(L)의 공급을 받는다. 이 때 상하에 나란히 두개의 분사공(41)의 중간 위치를 맞추도록 해 통과하는 외면상의 점(P)은 나란히 두개의 분사공(41)에서 용출액(L)의 공급을 받도록 된다. 이 경우 이 점(P)은 추 모양의 용출액(L)이 퍼지는 단부에 위치하므로 도 6의 오른쪽에 나타난 것 같이, 하나의 분사공(41)에서 받는 용출액(L)의 양은 다른 점의 1/2 정도이고, 상하 양쪽으로 이웃하는 분사공(41)에서 하나의 분사공(41)분의 용출액(L)의 공급을 받는다. 따라서 조립 패널(10)의 높이 방향에 있어서 외면의 각 점에서의 용출액(L)의 공급량은 균일하다. 또한, 도 5에 나타낸 것 같이 단면형상으로 용출액(L)이 퍼지는 경우 뿐만이 아니고, 타원형, 원형, 방형상(정방형, 장방형), 마름모꼴, 평행사변형상 등 단면형상으로 용출액(L)이 퍼지는 경우도 있을 수 있다.

다음으로 상기 외면삭감장치의 동작에 대해서는 설명한다.

상술한 것과 같이 시일 공정이 행해져 완성된 조립 패널(10)은 처리 챔버(2)외에서 기판 지지구(3)에 탑재된다.

탑재동작은 로보트에 의해 이루어질 수도 있고, 작업원의 손으로 이루어질 수도 있다. 기판 지지구(3)에서의 탑재에 앞서, 마스킹 테이프에 의한 마스킹이 행하여 질 수도 있다.

반송 기구(30)가 동작하고 반입구(21)의 봉쇄 게이트(23)가 열리고,기판 지지구(3)가 반입구(21)를 통해 처리 챔버(2)내로 이동한다. 기판 지지구(3)는 양측의 노즐(4) 사이의 소정 위치에 조립 패널(10)이 위치한 시점에서 정지한다. 반입구(21)의 봉쇄 게이트(23)는 닫힌다. 이 상태에서 용출액 공급 시스템(5)의 밸브(53)가 열리고, 송액 펌프(54)가 소정의 압력으로 용출액(L)을 각 노즐(4)로 보낸다. 이 결과 각 노즐(4)의 각 분사공(41)에서 송출액이 분사되고 소정압력으로 조립 패널(10)의 외면을 충격한다. 이것에 의해 조립 패널(10)의 외면이 삭감된다. 외면 재료가 녹아 용출액(L)이 낙하하여 배출공(24)에서 배출된다.

용출액(L)의 분사를 소정시간 행한 후, 송액 펌프(54)를 멈추고, 밸브(53)를 닫는다. 그리고 반송 기구(30)가 동작하고 기판 지지구(3)를 이동시켜 반출구(22)의 봉쇄 게이트(23)를 열어 조립 패널(10)을 처리 챔버(2)의 바깥으로 반출한다. 반출된 조립 패널(10)은 순수 등의 세정액에 의한 세정과 마스킹 테이프의 제거 등의 작업이 행해진다. 그 후 다음 분단 공정 등으로 되돌린다.

상기 외면삭감장치동작에 있어서 용출액(L)의 분사 중에 필요에 따라 조립 패널(10)을 변위시키는 것이 있다. 조립 패널(10)의 외면상 각 점 중에 각 노즐(4)의 각 분사공(41)에 대해 최단거리에 있는 점에 있어서 충격압력이 너무 높아지는 경우, 용출액(L)의 분사 중에 조립 패널(10)을 전후로 이동시켜 시간평균으로 한 각 점에서의 충격압력을 균일하게 할 수 있다. 이것에 의해 삭감후의 외면의 평탄성을 더욱 높일 수 있다. 조립 패널(10)의 이동은 상하방향으로 이루어질 수도 있다.

외면삭감장치는 전체를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 제어부는 각 부분을 시퀀스(Sequence) 제어하는 기능을 포함하고, 상기 동작의 제어와 충격균일화를 위한 기판 지지구(3)의 이동 등의 제어는 제어부가 행하는 시퀀스 제어에 의해 달성된다.

또한, 외면삭감장치 구성에 있어서 송액 펌프(54)에 의한 송액 압력은 외면 용출액(L)에 의한 충격압력이 0.5 kg/㎠ ~ 3.5kg/㎠ 범위가 되도록 설정된다. 이 때 각 노즐(4)의 각 분사공(41)과 외면과의 거리(도 3에서 "d"로 표시됨)는 중요한 요소이다. 거리 d가 너무 커지면 송액 펌프(54)에 의한 송액 압력을 상당히 높게 하지 않으면 상기 범위내의 압력으로 외면을 충격하는 것이 불가능하게 되고, 실용적으로 어렵게 된다. 또한, 거리 d가 작은 경우, 충격압력을 최적치를 유지하는 것은 용이하지만 분사공(41)에서의 최단점에서의 충격압력이 너무 높아져 균일성 면에서 문제가 발생한다. 충격의 균일성(즉, 삭감 평탄성)을 확보하면서 실용적인 구성을 위해 거리 d는 5 mm 이상 100 mm 이하로 하는 것이 좋다. 또한, 용출액(L)에 의한 삭감이 행해지는 과정에서 분사공(41)에서 외면까지의 거리는 약간 길어지지만 5 mm 이상 100 mm이하는 삭감을 시작할 때의 거리이다.

또한, 충격압력이 0.5 kg/㎠ 보다 작으면 신선한 용출액(L)의 공급이 적어지므로 충분한 삭감을 행할 수 없거나, 물리적인 작용도 충분하지 않으므로 유리조성과 결정상태에 불균일한 곳이 충분히 삭감불가능하고, 평탄성이 저하되는 문제가 있다. 또한 충격압력이 3.5 kg/㎠ 보다 크면 노즐(4)의 분사공(41)에서 최단점만 많아 삭감되어 버리고, 이 점에서 평탄성이 악화된다. 따라서 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠의 범위의 충격압력으로 하는 것이 좋다.

상기 외면삭감장치에 의하면 용출액(L)의 화학적인 작용에 더해 충격이라는 물리적인 작용도 이용해 외면의 삭감이 행해지므로 평탄성 높은 삭감을 행할 수 있을 뿐 만 아니라 유리기판(1)의 반송과 삭감처리가 자동화 되어있으므로 생산성도 높다.

또한, 노즐(4)의 각 분사공(41)이 균등간격을 두고 마련되어 있고, 각 분사공(41)에서 외면까지의 거리는 일정하므로 분사되는 용출액(L)에 의한 충격압력을 균일화하는 것이 용이하고, 이 점에서 평탄성 높은 삭감처리에 공헌할 수 있다.

또한, 조립 패널(10)이 수직으로 보유된 상태에서 용출이 행해진 점은 외면에서의 용출액(L)의 치환을 촉진시키는 효과가 있고, 외면삭감이 충분히 효율적으로 행할 수 있도록 하는 기술적 의의가 있다.

더욱이 노즐(4)이 조립 패널(10)의 양쪽에 마련되어 있고, 양방향의 외면을 동시에 삭감 가능하므로 조립 패널(10)의 박형화에 공헌할 수 있고, 생산성도 높다.

상기 각 실시예의 구성에 있어서 용출액(L)에 의한 외면 삭감은 에칭의 일종으로 받아들일 수도 있다. 단 화학적인 작용 이외에 물리적인 작용도 병행하여 에칭액에 침적하거나 에칭액을 산포하거나 하는 것만 화학적 에칭과는 본질적으로 다르다.

또한, 상기 실시예에서 한 쌍의 유리기판(1)을 조립 후에 외면삭감처리를 수행하였지만 조립 전에 외면삭감처리를 행하는 경우도 있을 수 있다. 이 경우 전극형성 공정 등을 행하기 전에 외면삭감을 수행하거나 컬러 필터를 형성하기 전에 외면삭감을 수행할 수도 있다. 이 경우 기판 지지구(3)는 한 장의 유리기판(1)만을 보유하도록 구성되는 것도 있다. 유리기판(1)을 얇게 하면 강도적으로 문제를 일으키지만, 불산 등의 강산은 삭감하면 강산의 작용으로 유리가 강화되는 부차적 효과가 있고, 얇아져도 문제가 없는 것도 있다. 더욱이 분단공정 후에 외면삭감이 행해지는 경우도 있다. 또한, 복수 조립 패널(10)을 동시에 보유해 동시에 외면삭감처리를 수행하는 경우도 있을 수 있다.

상기 본 발명의 실시예의 설명으로 LCD를 예시하였지만, 플라즈마 디스플레이와 유기 EL 디스플레이 경우라도 동일하게 실시 가능하다. 이와 같은 FPD는 백라이트를 필요로 하지 않으므로 출사 측과 반대측의 기판은 유리기판이 아닌 것이 있다. 즉, 한쪽만 유리 기판인 것도 있다. 또한, 본원 발명에 있어서는 한 쌍의 유리기판중 한쪽에 대해 외면삭감처리를 행해도 좋고 ,이 경우에도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

다음으로 FPD의 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 관련한 FPD의 단면도이다. 도 7에 도시된 FPD는 한 쌍의 유리기판(1)을 조립하여 형성된다. 도 7에 나타낸 것은 전술한 실시예와 같은 FPD의 한 예로서 액정 디스플레이에 대하여 설명한다. 한 쌍의 유리기판 내부에는 광투과 제어부를 구성하는 것으로서, 한 쪽의 유리기판(1) 내면에 형성된 전극(소자 전극, 공통 전극 등)(11)이 투입된 액정(13)을 소유하고 있다. 다른 쪽의 유리기판(1)의 내면에는 컬러 필터(14)가 형성된다. 광투과 제어부의 구성자체는 통상 액정 디스플레이와 동일하다.

도 7에 나타낸 FPD의 특징은 한 쌍의 유리기판(1) 양쪽의 외면(100)이 외면삭감처리에 의해 삭감되어 있는 점이다. 외면삭감처리는 상술한 각 실시형태인 경우와 같게 할 수 있으므로 설명은 생략한다. 이러한 실시예에 따른 FPD의 큰 특징은 상술한 바와 같이 외면삭감처리를 행하는 것에 의해 외면(100)이 0.1 ㎛이하의 평탄성을 갖는다는 점이다.

평탄성에 대해서 설명하면, 도 7을 확대하여 도시한 것과 같이 외면(100)중 최정부(最頂部)(101)와 최저부(最低部)(102)의 거리를 평탄성으로 하고 있다. 이 수치는 표면 거칠기의 측정에 있어서 최대 거칠기(Rmax)를 측정하는 경우에 상당한다. 몇 개의 회사에서 최대 거칠기를 측정할 수 있는 표면 거칠기 측정계가 시판되고 있으며, 그 중에서 적당하게 선택해 상기 외면(100)의 평탄성을 측정할 수 있다. 본 발명자의 연구에 의하면, 상술한 외면삭감처리를 해, 하나의 유리기판(1)의 두께(t)를 0.5 mm 이하로 함과 아울러 평탄성(Rmax)을 0.1 ㎛이하로 하는 것이 가능하고, 박형화, 경량화를 달성하면서 표시얼룩 없이 고성능FPD를 제공할 수 있다. 또한, 이와 같은 평탄성은 외면삭감처리가 행해지기 전에 유리기판(1)의 외면의 평탄성과 같은 정도인 경우가 있고, 이 경우에는 외면삭감처리에 의해 평탄성을 해칠 수 없다 라고 표현하는 것도 있을 수 있다.

상기 예에서는 최대 거칠기를 평탄성이라 했지만 중심선 평균 거칠기(Ra)를 평탄성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우는 외면(100)의 요철에 대해서 평균의 높이를 구해, 그 높이를 기준으로 각 요철의 높이 차이의 절대치 평균을 구한다. 이 경우도 중심선 평균거칠기(Ra)를 측정할 수 있는 표면거칠기 측정계가 시판되고 있으므로 그것을 이용한다. 더불어 중심선 평균 요철의 경우, 0.3 mm이하로 하면 표시얼룩이 없는 FPD를 제공할 수 있고 그와 같은 평탄성도 상기 외면삭감처리에 의해 달성가능하다.

또한, 상기 구성은 액정 디스플레이 이외의 FPD도 마찬가지로 적용가능하다. 유기 EL 디스플레이와 같은 자발광인 FPD인 경우 광투과 제어부 대신 발광부가 마련된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치를 사용하면, (외면 재료가 녹아있지 않은) 신선한 용출액이 차츰 공급되고, 외면의 재료가 녹아있는 용출액이 충격에 의해 차츰 유출해 가기 때문에 효율 좋고 동시에 균일성 좋게 삭감할 수 있다. 외면유리의 조성과 결정상태에 불균일한 곳이 있어도 물리적 작용을 병용하고 있기 때문에, 충분히 균일하게 삭감을 할 수 있다. 이 때문에 삭감 후 외면의 평탄성을 높게 할 수 있으며 생산되는 FPD 표시성능도 높은 것이 된다.

또한, 본 발명에 의하면 용출액에 의해 상기외면에 충격을 가했을 때의 압력이 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠ 범위이므로 신선한 용출액을 충분히 공급해 삭감을 할 수 있는 것과 함께 물리적인 작용도 충분히 이용가능하므로 유리의 조성과 결정상태에 불균일한 곳이라도 충분히 삭감가능하고, 높은 평탄성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 용출액 분사 중에 외면이 수직인 자세가 되도록 기판이 보유되므로 외면에서의 용출액 치환을 촉진시키는 효과가 있고, 외면삭감이 충분히 효율적으로 행해진다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 효과에 더해 조립된 한 쌍의 유리기판 양방향 외면을 동시에 깎아 전체 두께를 얇게 하기 때문에 조립 패널의 박형화에 의해 공헌이 가능하고, 공정의 생산성도 높다.

또한, 본 발명에 의하면 삭감을 시작했을 때의 노즐 분사공에서 기판 외면까지의 거리는 5 mm 이상 100 mm이하가 되므로 충격의 균일성(즉, 삭감의 평탄성)을 확보하면서 실용적인 공정으로 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 효과에 더해 노즐의 각 분사공이 균등간격을 두고 마련되어 있고, 각 분사공에서 외면까지의 거리는 일정하므로 분사되는 용출 액에 의한 충격압력을 균일시키는 것이 용이하고 이 점에서 평탄성 높은 삭감처리에 공헌할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 박형화된 평판 디스플레이가 제공되므로 조립된 전자제품의 박형화와 경량화에 공헌할 수 있는 것에 더해, 평탄성이 높아 표시얼룩이 적은 뛰어난 성능의 제품을 제공할 수 있다.

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14. 평판 디스플레이용 유리기판의 외면을 삭감하여 두께를 얇게 하는 외면 삭감 장치로서,

    상기 유리기판의 반입과 반출을 위한 반입구 및 반출구를 구비하며, 외면삭감처리가 행해지는 처리 챔버와;

    상기 유리기판을 유지하면서, 용출액을 분사하는 과정중에 상기 유리기판의 외면이 수직 자세를 유지하게 하는 기판지지구와;

    상기 유리기판을 유지한 상기 기판 지지구를 상기 반입구를 통해 상기 처리 챔버 내로 연속적으로 반송하는 반송기구와;

    상기 처리 챔버 내에 수직으로 설치되며, 상기 기판 지지구에 지지된 상기 유리기판의 외면 쪽으로 용출액을 분사하는 분사공을 갖추고 있으며, 상기 분사공은 같은 간격을 두고 복수개 설치되어 있고, 각 분사공에서 상기 외면까지의 거리가 일정하게 배치된 분사노즐;

    상기 분사노즐에 용출액을 공급하되, 용출액은 불산(HF)으로 하는 용출액 분사공급시스템을 포함하여 이루어지며;

    상기 용출액 공급 시스템은 상기 용출액을 자중에 의한 가속도보다 큰 가속도를 부여하여 상기 유리기판의 외면쪽에 불어 상기 유리기판의 외면을 충격하고, 상기 용출액의 화학적 작용에 더하여 상기 분사노즐의 분사공에서 분사되는 용출액이 상기 유리기판의 외면에 0.5 kg/㎠ ~ 3.5 kg/㎠ 범위의 압력으로 충격을 가하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 유리기판의 외면 삭감장치
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